基于微課模式的金工實習(xí)闖關(guān)式教學(xué)創(chuàng)新實踐

程乾坤

（桂林航天工業(yè)學(xué)院，廣西 桂林 541004）

金工實習(xí)是一門針對機械大類和近機械類學(xué)生的重要實踐基礎(chǔ)課程，是學(xué)生了解機械加工生產(chǎn)過程的必修課，是培養(yǎng)動手實踐能力、提高綜合工程能力，培養(yǎng)工程情感、態(tài)度和價值觀不可缺少的實踐環(huán)節(jié)[1]，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識以及工程素養(yǎng)等方面具有其他課程無法替代的作用[2]。傳統(tǒng)的金工實習(xí)教學(xué)模式以教師講授為主，學(xué)生按照教師所講內(nèi)容進行技術(shù)模仿完成零件的加工，和實習(xí)報告的撰寫。這種教學(xué)模式方法單一，難以做到以學(xué)生為本，不利于培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新意識。針對金工實習(xí)過程中的痛點問題進行分析，采用線上線下混合式教學(xué)，在課堂理論教學(xué)中將復(fù)雜煩瑣的重點難點問題制作成微課，機床實操環(huán)節(jié)加入虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建闖關(guān)式教學(xué)模式，對傳統(tǒng)的金工實習(xí)教學(xué)體系進行改革，提高金工實習(xí)教學(xué)質(zhì)量。

1 金工實習(xí)教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)痛點問題分析

金工實習(xí)教學(xué)的主要任務(wù)是使學(xué)生初步接觸機械加工知識，積累工程領(lǐng)域相關(guān)知識，為后續(xù)的相關(guān)學(xué)習(xí)建立實踐基礎(chǔ)，金工實習(xí)主要圍繞八大機械基礎(chǔ)制造工種展開，主要包括鉗工加工實習(xí)、車加工實習(xí)、銑削加工實習(xí)、焊接加工實習(xí)和鑄造加工實習(xí)等。針對傳統(tǒng)金工實習(xí)教學(xué)進行分析，主要存在以下幾點問題。

1.1 學(xué)生理論學(xué)習(xí)能力強，實踐能力弱，工程素養(yǎng)較差

金工實習(xí)教學(xué)主要面對的是機械類或近機械類的理工科學(xué)生。這些學(xué)生具有較好的理工科理論基礎(chǔ)，理論學(xué)習(xí)能力強，應(yīng)試能力強，具有較強的動手實踐欲望，但是沒有經(jīng)過專門的制造類技術(shù)技能訓(xùn)練，工程素養(yǎng)較差。

1.2 金工實習(xí)教學(xué)知識點較多，教學(xué)重點難點瑣碎分散，理論教學(xué)占用時間長

以桂林航天工業(yè)學(xué)院為例，針對機械專業(yè)學(xué)生，需要完成包括鉗工、車工、銑工、焊工在內(nèi)共計90個學(xué)時的學(xué)習(xí)。以鉗工教學(xué)為例，在整個金工實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)中為30學(xué)時，普遍的學(xué)時安排方法為12個理論學(xué)時和18個實踐學(xué)時，在12個理論學(xué)時中，學(xué)生要學(xué)習(xí)鉗工安全操作規(guī)程、金屬切削原理、鉗工加工基本方法、加工精度檢測方法、工藝編排、裝配基礎(chǔ)等在內(nèi)的15個知識點，學(xué)生的注意力不能保持長時間的集中，在實踐環(huán)節(jié)中學(xué)生要練習(xí)操作包括劃線、鋸削、銼削、鉆孔、螺紋加工、量具使用、臺虎鉗裝配以及完成鴨嘴榔頭的加工。對教師來說教學(xué)任務(wù)量大，課時安排緊張，對學(xué)生來說在短時間內(nèi)要學(xué)習(xí)大量的新知識和實踐訓(xùn)練，學(xué)習(xí)任務(wù)重，完成實踐作業(yè)時間緊張。

1.3 缺乏科學(xué)的考核方法，影響了對學(xué)生實際學(xué)習(xí)效果的客觀評價

教師對學(xué)生成績評定主要依賴于學(xué)生完成的實踐作業(yè)質(zhì)量，但是在較短的教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)中，對學(xué)生實踐作業(yè)的考核僅僅只能反映出學(xué)生在短時間內(nèi)掌握技能的能力，不能綜合反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所提高的自身工程素養(yǎng)、合作能力以及面對復(fù)雜工程問題時找出解決方法的能力和創(chuàng)新能力。

1.4 教師教學(xué)手段單一，無法滿足創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求

金工實習(xí)教學(xué)過程中，主要采用老師講授、演示，學(xué)生聽講、模仿的教學(xué)方式，尤其是實操訓(xùn)練環(huán)節(jié)，教師演示時不能多方位多角度地展示給學(xué)生，學(xué)生在教學(xué)過程中處在被動，缺乏主動性，難以鍛煉學(xué)生主動克服困難的能力，難以體現(xiàn)以學(xué)生為本的教學(xué)觀念，難以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和工匠精神，學(xué)生的綜合素質(zhì)難以得到提高。

2 創(chuàng)新理念及思路

2017年2月18日，綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會在復(fù)旦大學(xué)召開，在此次會議上，新工科一詞被正式提出，隨后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”等新工科建設(shè)的三個指向。新工科建設(shè)是高等工程教育為了應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)而采取的積極行動，是以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟對高等工程教育改革的強烈需求。[3]金工實習(xí)是高校工程素質(zhì)教育中的第一個環(huán)節(jié)，以“新工科”為指導(dǎo)思想，結(jié)合以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)，擬定如下創(chuàng)新思路：

（1）將培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神以及愛國主義精神融入課堂思政教學(xué)，以大國工匠事跡為典范，加強學(xué)生對工匠精神的學(xué)習(xí)引導(dǎo)，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)中挑戰(zhàn)更高難度和加工精度；（2）將教學(xué)內(nèi)容制作成微課分享到校內(nèi)線上教學(xué)平臺，將線上教學(xué)納入教學(xué)環(huán)節(jié)，打造線上線下的混合式教學(xué)模式；（3）機床實操實踐環(huán)節(jié)增加虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生在教師演示結(jié)束后，先通過機床操作虛擬仿真APP進行練習(xí)，達到一定熟練度之后才可上機實操。（4）建立闖關(guān)式的教學(xué)模式，合理規(guī)劃好教學(xué)過程中的重點難點梯度，將不同難度的知識環(huán)節(jié)分開，學(xué)生只有達到相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)要求才可以向下一個教學(xué)環(huán)節(jié)挑戰(zhàn)。（5）改善成績考核機制，將學(xué)生的工程素養(yǎng)、理論環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)、合作環(huán)節(jié)、挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)表現(xiàn)綜合考量納入成績評定。

3 創(chuàng)新方式及手段

3.1 采用線上線下混合式教學(xué)

采用線上線下混合式教學(xué)方法，教師提前將教學(xué)中的次要內(nèi)容制作成微課，在課前給予學(xué)生預(yù)習(xí)，課后學(xué)生鞏固和復(fù)習(xí)，在課堂上減少次要內(nèi)容和瑣碎知識點的時間占比，將主要時間都用在教學(xué)的重點難點上，充分利用學(xué)生注意力集中的時間，提高課堂效率。

3.2 課程微課化

針對教學(xué)中的重點難點問題，在課堂上采用微課化的教學(xué)方式，難點問題當(dāng)堂解決，例如在鉗工裝配的教學(xué)中，將關(guān)于裝配的基礎(chǔ)理論知識和裝配技術(shù)問題通過微課有效地結(jié)合，在講解結(jié)束后循環(huán)播放，給學(xué)生呈現(xiàn)一個更為直觀的裝配教學(xué)環(huán)境，減少了教師組織學(xué)生所浪費的時間，教師可以有更多的時間對學(xué)生進行指導(dǎo)，因材施教。

3.3 機床實操訓(xùn)練環(huán)節(jié)加入虛擬仿真教學(xué)

實操訓(xùn)練環(huán)節(jié)，教師采用演示法授課，學(xué)生無法多方位多角度地觀察教師實操技術(shù)，容易在實操中忽略細節(jié)，產(chǎn)生安全隱患，加工出的零件精度也很難達到教學(xué)要求，學(xué)生數(shù)量也較多，教師難以照顧到每一位學(xué)生。在教師實操演示結(jié)束后，學(xué)生先通過機床虛擬仿真APP進行模擬練習(xí)，教師可以針對每位學(xué)生出現(xiàn)的問題進行指導(dǎo)，學(xué)生達到一定的熟練程度后才上機實操，大大降低了學(xué)生發(fā)生意外的概率。

3.4 建立分級闖關(guān)式的教學(xué)模式

分級闖關(guān)式教學(xué)就是在新工科范式下以學(xué)生為本，尊重學(xué)生間的個體差異，因材施教。考慮到每個學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)能力不同，建立分級闖關(guān)式的實踐模式，設(shè)置有一定難度梯度的教學(xué)模塊。在教學(xué)過程中，教師先設(shè)定一個難度較低的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生需要在規(guī)定時間內(nèi)完成要求拿到對應(yīng)項目的基礎(chǔ)分值，學(xué)生只有在完成本階段的學(xué)習(xí)任務(wù)之后才可以繼續(xù)下一階段難度更高的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成一種闖關(guān)式的學(xué)習(xí)模式，實施多層次、全方位的實踐訓(xùn)練，形成學(xué)生之間互相追趕的學(xué)習(xí)局面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性、積極性、和成就感，培養(yǎng)學(xué)生的挑戰(zhàn)精神，使學(xué)生知道理論知識在實際工程問題上的應(yīng)用，形成理論應(yīng)用于實踐，實踐反饋于理論的學(xué)習(xí)模式，從而拓展學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度和團隊精神，使他們既具有一定的動手能力，又具有工程設(shè)計能力，綜合提升學(xué)生的工程素養(yǎng)。

4 教學(xué)創(chuàng)新評價

基于微課程的闖關(guān)式教學(xué)創(chuàng)新實踐改革，較好解決了金工實習(xí)鉗工教學(xué)過程中的痛點問題，同時提高了教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)質(zhì)量的提高主要體現(xiàn)在五個方面：（1）教學(xué)過程中利用線上線下混合式教學(xué)，優(yōu)化了課堂理論和時間，提高了課堂教學(xué)效率，使學(xué)生實踐環(huán)節(jié)時間更充足；（2）使用微課程的方式教學(xué)，給學(xué)生呈現(xiàn)一個更為直觀的教學(xué)環(huán)境，大大減少了教師組織學(xué)生所浪費的時間，教師可以有更多的時間對實踐過程中的學(xué)生進行指導(dǎo)，提高了課堂效率；（3）機床實操訓(xùn)練引入虛擬仿真教學(xué)，緩解了人機比壓力，降低了學(xué)生產(chǎn)生意外的概率。（4）分級闖關(guān)式教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性、積極性、和成就感，培養(yǎng)了學(xué)生的挑戰(zhàn)精神和合作競爭意識。（5）教學(xué)環(huán)節(jié)融入對學(xué)生的工匠精神和愛國主義精神的培養(yǎng)，綜合提升了學(xué)生的工程素養(yǎng)

整體而言金工實習(xí)鉗工教學(xué)改革改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，使教師的教學(xué)效率提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率提高，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升了學(xué)生的綜合能力，同時提升了教師教學(xué)能力，做到教學(xué)相長。