機械類專業認識實習線上教學模式研究

周海萍，韓寶坤，張弘斌，馮 銳，高魁東，常 龍

（1.山東科技大學 機械電子工程學院，山東 青島 266590；2.山東理工大學 材料科學與工程學院，山東 淄博 255000）

認識實習是機械類專業的重要實踐環節，目的是使學生在學習專業課之前，增強感性認識，到相關企業熟悉機械設計、機械加工等過程，增加對于機械加工方法、機械加工過程、數控技術、工業機器人、工藝設備及工藝裝備等相關領域的了解，以拓寬專業知識面，為后續專業課程的學習奠定良好的基礎。認識實習的成功開展，不但可以使學生初步了解專業相關的實踐知識，為后續專業課學習奠定良好基礎，還可使其提前熟悉實際工作中可能會遇到的難題，為其以后步入正式工作崗位提供經驗。

本科生認識實習的時間一般較短，約為1～2 周，過去，學生認識實習的開展方式主要為進入相關的企業或實驗室進行現場參觀，但是，2020 年以來爆發的新冠肺炎疫情，為高等教育的正常教學帶來了許多嚴重影響，尤其是很多需要線下開展的實踐環節無法正常開展。由于受到疫情的影響，許多線下的現場實習由線上實習所代替，來保證實踐教學的正常完成。這種線上實習的教學模式，不僅展現了信息化時代新的發展業態，同時還承載了疫情期間實踐教學的重要使命。目前，在這種線上實習模式下，怎樣才能更好地達到實踐課程所要求的教學目標，是開展此類課程面臨的共性問題。

一、機械類專業認識實習課程的重要性及教學目標

在機械類專業的本科生教育中，實踐教學主要包括認識實習、生產實習和畢業實習等環節。其中，大部分高校的認識實習課程開設于大一下學期，在這個階段，一部分學生對認識實習不夠重視，并不了解這是第一次對于自己所學專業直觀認識的重要機會，而認識實習的教學效果將對學生后續的學習、實習甚至就業工作產生重要影響。因此，認知實習能否成功開展，對于機械類專業學生建立良好的認同感起到至關重要的作用。

認識實習的開展主要是通過參觀不同類型的實驗室，不同類型的企業，使學生初步認識機械行業，初步了解與機械行業相關的技術標準、行業法規，能夠初步了解到企業生產中的社會、健康、安全、法律及文化問題；初步了解機械行業可持續發展的戰略及相關的政策和法津、法規，能夠初步理解工程實踐中環境保護和可持續發展的理念和內涵；初步理解機械工程師的職業責任，認識到在工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范、履行責任的重要性；初步了解典型機械產品設計和制造全流程的成本構成，初步理解其中涉及的工程管理和經濟決策等問題，為后續基礎課和專業課的學習及各項課程設計畢業設計的開展，乃至為將來走上工作崗位打下堅實的基礎。

機械類專業的認識實習時間往往比較短，而且傳統的認識實習以現場參觀為主要手段，但是，與課堂教學相比，在企業現場進行的參觀受企業實際的生產和工作情況影響較大，傳統認識實習模式的流程如圖1 所示。例如，在新冠肺炎疫情期間，受疫情防控因素影響，許多企業無法接受大量學生同時進廠參觀，而分組太多也導致學生實習時間拉長，無法在規定時間內完成實習任務，還有一些企業因為各種風險因素而不開放現場實習，此外，為了保證正常的工作，企業一般不會因為學生的參觀實習而中止生產，學生在參觀過程中往往面臨車間噪聲大的問題，實習人數較多時也會影響實習的效果，因此，如何在較短時間內完成教學目標，探索新的實習模式，建立學生對機械類專業的高度認同感，是擺在一線教師面前需要解決的重要問題。而線上認識實習的開展，為解決這一問題提供了可行的途徑，結合本專業實際提出的線上認識實習模式的流程如圖2 所示，與傳統認識實習的流程相比，線上認識實習的內容更加豐富，需要準備的內容也更多，同時也給學生提供了更多思考和交流的時間，下面將具體從如下幾個方面對這種線上實習模式進行探討。

圖1 傳統認識實習模式流程

圖2 線上認識實習模式流程

二、線上認識實習準備

線上認識實習與傳統的認識實習不同，由于缺少在企業現場實習的環節，使得學生們無法直觀感受到企業的生產和工作氛圍，因此需要實習指導教師在實習之前做好各項準備，保證學生認識實習的效果。主要的準備工作如下。

（一）認識實習在線動員

在認識實習任務發布以后，由實習老師和學生組成認識實習微信群或者QQ 群，同時依托騰訊會議、釘釘等線上平臺，在線進行實習動員，讓學生在實習之前明確認識實習的具體目標、方式、任務流程及考核方法，激發學生的積極性，使其認識到實習對于后續專業課程學習的重要性。在實習群中，指導教師可以及時向學生發布相關的實習信息，并且也便于在實習過程中師生實時交流。同時，為提升學生在實習過程中的學習效果，有針對性地進行在線專業理論教學，促進實習過程中理論與實踐相結合。

（二）實習單位準備

尋找合適的機械類實習單位，是成功開展在線認識實習的關鍵。首先，指導教師聯系合適的認識實習單位，并讓實習單位明晰機械類專業認識實習的主要目的，與實習單位協商并確定具體的實習內容。其次，向學生提前發布在線實習單位的信息，使其了解實習單位的行業背景，在正式實習前可以更好地了解實習內容。最后，邀請實習單位技術人員加入實習微信群，便于學生與技術人員能夠進行實時溝通交流，提升實習效果。

（三）實習教師配備

教師隊伍的良好配置，對在線認識實習能否順利開展、進一步提升實習效果有重要作用。年齡結構合理的認識實習教學梯隊，是教師團隊建設的關鍵。青年教師是教師團隊的新鮮血液，近年來引入的青年教師，可以在認識實習過程中拓展學生學科前沿視野。實踐經驗豐富的老教師熟悉本專業的實習計劃，并且理論經驗豐富，對企業現場的生產狀況熟悉，具備較強的工程實踐能力和實習的組織管理能力，可以著重傳授學生實踐經驗，培養其工程意識。此外，在線認識實習的指導教師，需要熟悉各種信息化通信手段，不僅要實時掌握實習過程中的進度，而且能夠沉穩處理在線實習過程中遇到的各種突發狀況。

三、線上認識實習組織

線上認識實習不同于現場實習，其可以直觀地感受企業的生產，了解工程實際，線上實習能否順利開展，主要依靠指導老師和實習單位的密切配合，因此，實習過程中需要完成如下幾項任務。

（一）指導教師在線講座

在認識實習開始時，為了方便學生更好地理解本專業的實習任務和過程，實習指導教師需要組織在線講座，內容主要包括三個方面：一是，講授作為機械類工程師，應具有人文社會科學素養和社會責任感，能夠在機械工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，履行相應的責任。同時，能夠理解和評價針對機械工程領域的復雜工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響，了解機械工程領域相關技術標準及行業法規；二是，在線播放生產工藝教學與企業宣傳視頻等，讓學生在認識實習前能夠對實習單位有更好的了解；三是，針對認識實習的教學內容，講授相關的理論知識，幫助學生更好地將數學、自然科學、機械工程基礎知識和專業知識用于解決機械領域的實際工程問題。此外，指導教師還可依據實際的工程經歷，以案例的形式向學生講授實際的生產過程，進一步提升學生的工程意識，幫助學生更好地認識工程實際。

（二）實習單位直播參觀與專題技術講座

根據認識實習內容，線上實習的企業實習部分主要由實習單位技術人員借助直播平臺對機械制造現場實時直播，并就現場情況進行講解，使學生了解如下主要內容：機械加工零件的毛坯制造過程，包括鍛造、鑄造和焊接等工藝過程；零件熱處理的作用及生產過程；車、銑、刨、磨、鉆和鉗工加工過程及特點，觀察幾個典型零件的加工工藝過程；各類機床的工藝特點及適用范圍；了解各類切削刀具、磨具和量具的使用方法和應用范圍；了解一些典型零件加工所用夾具的定位夾緊原理及其結構；實習單位的生產及其管理過程等。通過線上直播參觀的方式，可以有效避免學生在實際實習時對企業正常生產的影響，也可以保證每一位同學都可以清晰地了解實習現場的制造過程，防止出現有些學生由于企業噪聲而無法聽清技術人員講解的情況。而且，可以借助直播平臺的錄制功能，保存實習過程錄像，方便學生在實習過后反復觀看，由于很多學生在認識實習時并沒有學習專業課，因此對于實習過程中見到的制造和加工過程并不了解，知其然不知其所以然，有了錄制功能，可以方便學生在學習專業課的過程中回看這些視頻，以更好地幫助學生理論聯系實際，加深對于課本和現場知識的理解。此外，組織實習單位的技術人員針對實習內容，開展專題技術講座，不僅可以更好地向傳授學生實踐工程經驗，讓學生更多了解實際生產的過程以及可能會出現的各類情況，而且還可通過實時的互動溝通，為學生們答疑解惑，保證實習效果。

（三）線上虛擬實習的開展

虛擬現實技術（Virtual Reality，VR），又稱靈境技術，是20 世紀發展起來的一項全新的實用技術。虛擬現實技術囊括計算機、電子信息及仿真技術，其基本實現方式是計算機模擬虛擬環境從而給人以環境沉浸感。隨著社會生產力和科學技術的不斷發展，各行各業對VR 技術的需求日益旺盛。VR 技術也取得了巨大進步，并逐步成為一個新的科學技術領域。在傳統認識實習時，學生通過參觀工廠和實驗室的方式了解機械制造的過程，但在參觀過程中，并不能完全理解其中的原理，而借助機械類虛擬仿真實驗平臺，可以為學生完整在線展現機械制造生產情況，并且可以觀看到制造過程中機器的內部工作過程，全方位實時監控制造的全過程，通過虛擬現實體驗，讓學生在沉浸式的實習環境中，親自動手完成機械零件的制造，激發學生的參與熱情，并加深學生對機械生產工藝的實際印象。

四、認識實習線上教學考核方式

相比于傳統的實習考核主要以實習現場表現及實習報告為主要參考，線上實習教學的考核方式主要以出勤、實習日志、線上互動表現和線上虛擬實習為平時成績，并綜合認識實習報告情況，評定最終的實習成績。

（一）在線認識實習過程考核

在線進行認識實習，如何在實習過程中對學生施行有效監督是一個難題。在在線認識實習過程中，可以從如下兩個方面入手，來解決這一難題。第一，在線實習時，可以借助校友邦實習平臺，通過學生在線打卡完成對學生考勤，此外，還可以通過學生在校友邦中提交的實習日志，評價學生每日的實習狀況；第二，通過在線實習討論以及在線講座時，記錄每名同學的在線發言情況，并結合線上虛擬實習時的表現，綜合評定其平時成績。

（二）在線認識實習報告考核

認識實習結束后，學生根據實習的基本要求和內容，在校友邦平臺提交最終的認識實習報告。通過實習報告，綜合評定學生是否對機械類行業有了初步的感性認識，是否對機械設計、機械加工等過程，以及機械加工方法、機械加工過程、工藝設備及工藝裝備等有了初步的了解，是否對機械行業的相關法規、職業道德、工程管理和經濟決策等問題有了初步認識，并最終評定其實習報告成績。

（三）在線認識實習總結

借助校友邦平臺，組織學生針對本次在線認識實習進行問卷調查。通過分析問卷結果，積極總結在線認識實習過程中暴露的焦點問題，并針對這些問題，與學生進行溝通交流，總結在線認識實習的經驗和不足，積極完善實習的每一個環節，從而為下一次的在線認識實習提供更好的教學思路。

五、結束語

針對機械類專業的認識實習的線上教學，從線上的實習準備、實習組織和實習考核等幾個方面進行了深入探討，以求在較短時間內圓滿完成教學目標，建立學生對機械類專業的高度認同感，同時，線上實習思路也為認識實習的組織形式提供了新的選擇。其中，在線上實習準備階段，依托騰訊會議、釘釘等信息化軟件，搭建線上實習平臺，建立良好的線上實習單位基地，并配備合理的指導教師隊伍。在線上認識實習組織階段，指導教師與實習單位全程參與，組織在線直播參觀以及專題技術講座，幫助學生了解機械制造的基本過程，最后借助虛擬現實技術，開展在線虛擬實習，加深學生對機械生產工藝的實際印象。認識實習線上教學的考核以出勤、實習日志、線上互動表現和線上虛擬實習為平時成績，并綜合認識實習報告情況，來評定最終的實習成績。通過完善各個實習的過程，最終保證線上認識實習的順利開展。