新工科背景下美育教育在金工實習教學中的改革與探索

韓雪艷 宋佳秋 馬亞磊 王雪姣 張 爽 侯培國 劉利剛

燕山大學工程訓練中心 河北秦皇島 066004

中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于全面加強和改進新時代學校體育工作的意見》和《關于全面加強和改進新時代學校美育工作的意見》中指出系統開展美育教育課程,實現美育教育與學生成長同向而行,引導廣大學生成為“德智體美勞”全面發展的擔當民族復興大任的時代新人[1]。新工科背景下,金工實習作為高等院校重要實踐環節之一,將金工實習改革目標定位于培養我國“知識、能力、素質、創新”四位一體的復合型人才,通過金工實習教學模式的改革與創新等措施,提高金工實踐教學質量,培養學生的工程實踐能力、工程素養、創新意識及工匠精神等[2-4]。但是,目前各大高校的金工實習實踐教學過程中,主要強調工程實踐教育,沒有體現美育教育[5],尤其是金工實習課程中涉及的工業工程、工業設計、藝術類等專業學生的教學中缺乏一定的美學實踐性課程[6],亟須增加美育教育教學內容,加強高等院校學生素質教育培養。基于此,燕山大學工程訓練中心金工實習實訓部將以“金工實習課程”為基礎,基于中華優秀傳統文化傳承發展和藝術經典教育,以“工藝錘”為研究對象,通過將工程實踐教育與美育教育相融合,開展全新的工程實踐教學模式,使學生理解和形成基于美育教育的工程實踐價值觀,促進學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀和審美觀[7-8]。本項目將以服務學生全面發展、增強綜合素質為目標,培養大學生實踐能力、勞動觀念、工程素養及工匠精神[9]。

1 課程方案設計

1.1 工藝錘個性化設計方案制訂

工程訓練中心金工實習的主要目的是培養大學生的工程意識、動手能力、創新精神和創新意識,提高工程實踐能力。通過金工實習,培養學生成為熱愛勞動、崇尚勞動以及全面發展的敢于擔當的時代新人,拓寬知識視野,提高就業質量。金工實習教學開展普通車床、普通銑床、數控車床、數控銑床、鑄造、電焊、鍛造、鉗工、3D打印、熱處理、激光打標、電控、線切割和木藝等14個實習項目,通過各工種金工實習內容開展工程實踐活動,提高其動手能力,培養大學生的創新精神和團隊合作能力[10]。在工程訓練中心金工實習課程教學中,大學生的工程實踐能力得到了明顯的提升,利用實踐教學,讓大學生學會塑造自己,掌握工程實踐能力、創新思維和工匠精神,實現了大學生的工程能力教育。高等院校美育教育主要是培養大學生欣賞美、創造美等能力,美育是素質教育的重要組成部分,能夠幫助學生自覺接受思想教育,形成正確的價值觀和道德體系[11]。但是,在金工實習的過程中缺少了美育教育,尤其是在非機械類學科專業大學生的工程訓練實踐教學過程中,沒有將美育教育融入金工實習中,不利于人才后期的培養與發展,是金工實習工程實踐教學缺失環節[12-13]。

為了提高大學生的綜合能力,提高教育教學水平,燕山大學工程訓練中心金工實習實訓部開展了以項目制教學為核心的金工實習教學改革[14],通過開展“工藝錘”項目實現大學生的工程實踐能力與美育教育的融合,提高當代大學生的工程素質。

工藝錘是由錘頭和錘柄兩部分組成的。研究基于工業設計和個性化設計的工藝錘錘頭和錘柄的設計新方法和新思路,通過工藝錘錘頭和錘柄的個性化設計,將審美和人文素養等美育教育教學元素融入工程訓練實踐教學中去,在工程實踐教育的過程中實現美育教育。

工藝錘項目以班級為單位,每班同學平均分為5～6支隊伍,自由組隊,每隊5～6名同學,推選出隊長1名。各小組通過查詢資料、網絡調研,結合人員分工及設備情況,進行工藝錘的個性化設計,合理制定錘頭、錘柄的外觀形狀、尺寸以及錘頭和錘柄的加工和連接方法。設計方案應體現美學、藝術性及方案設計的多樣性,實現在金工實習實踐教學過程中的美學教育。

1.2 工藝錘重點加工理論和加工方法

工藝錘項目在制作過程中主要涉及的加工方法有車削(含數控車)、銑削(含數控銑)、線切割、磨削、3D打印、激光切割、鉗工加工等,在工程訓練基礎教學模塊強化對上述加工方法、原理和設備使用的教學。以工藝錘設計和加工為主線,在工程實踐勞動過程中,通過融入美育教育教學,基于多種加工方法交叉融合的實習教學方法,開展普通工種與重點加工工種實習學時差異性分配教學模式,使學生掌握加工工藝編制,完成工藝錘加工制作的同時,實現美育教育的過程融合。

2 考核體系建立

學生工藝錘加工作品考核標準是以團隊(團隊成員之間采取互評分的方式,體現勞動價值)的形式完成個性化作品考核,滿分100分。其考核內容由勞動表現和加工質量、工藝錘外觀設計、設計報告及答辯三部分組成,其分值分別為勞動表現和加工質量考核40分、工藝錘外觀設計25分、設計報告(含作品展示)及答辯35分。具體考核方式如下所示。

2.1 勞動表現和加工質量考核

勞動表現方面:嚴格執行實驗室的規章制度;按照規定時間完成相應的任務;愛護機床設備,保管好工具、量具等,保持并及時整理金工實習場地的工作環境。

加工質量考核方面:按照“用自己的尺子量自己”的原則,以各小隊自行設計的工藝錘方案圖紙、加工工藝為考核標準,重點考核工藝錘作品的尺寸精度、表面粗糙度和形位公差與設計圖紙的符合程度;重點考核工藝錘加工工藝的合理性問題。

2.2 工藝錘外觀設計考核

從外觀、藝術性、個性化設計和創新性等角度考核:一是從工藝錘設計角度考核各小隊工藝錘作品與美育課程教育教學理念的關聯性;二是通過工藝錘實物作品的外形美觀程度、藝術性等角度考核學生發現美、創造美的能力,實現大學生的審美、人文素質與工程實踐教育的融合性培養。

2.3 設計報告及現場答辯

全面總結,定格美好畫面。通過金工實習報告展示工藝錘方案設計、工藝編制、加工方法及加工制造過程,重點突出創意性設計思路、選材、加工原理、加工方法等。

思路清晰,加工工藝合理。工藝錘的材料屬性、加工工藝(包括工位、工序、工步)、加工設備的種類以及各種加工設備的加工內容、加工范圍、加工效率等相關信息要掌握準確,合理選擇材料及加工設備,提高經濟效益,做到事半功倍。組內互評,公平公正。依據個人對團隊的貢獻,通過組內互評的方式,給出自評分。按照“10分”計算,采用如10-9-8-7-6-5、9-9-7-7-5-5等分配方式進行分配,最多允許兩名同學成績相同。

設計報告的內容排版應整齊、美觀,A4紙打印,左側裝訂。現場采用PPT答辯的方式進行考核,答辯時間為5分鐘。

3 課程實施

3.1 項目方案設計

2022年秋季學期,21級工程力學1～2班,實習時間為第5～8周,實習天數為15個工作日,共60人進行了“工藝錘”項目的實踐教學。在實施過程中,按照要求對實習學生進行自由分組,每組人數5～6人,共6組。采用“工程實踐+美育教育”交叉融合的課程教育模式,依據金工實習中“錘”練工程素養及精神品格項目實施方案進行金工實習。每個小組首先進行方案設計,然后采用線上和線下的方式進行工藝錘方案的評審,經過多次反復修改設計方案,將美學元素的融入方案設計中。如圖1所示。

3.2 項目實施

參加“工程實踐+美育教育”課程教育模式進行金工實習的學生,其工藝錘加工過程,如圖2所示。部分作品如圖3所示。

圖2 加工過程

圖3 作品展示

4 結論

通過金工實習中“錘“練學生的工程素養及精神品格項目,在進行工藝錘設計的過程中,將外觀設計、工業設計和個性化設計等內容融入金工實習實踐教學過程中,實現美育教育,并取得如下成果。

(1)在工程訓練實踐教學過程中將工程實踐教育與美育教學相融合,填補工程訓練實踐教學過程中美育缺失的空白,實現樹德、增智、強體、育美的目的。

(2)綜合利用機械加工理論、方法、材料學、藝術設計等專業知識,多學科交叉融合指導學生進行項目設計和實施,構建了全面、健康的美育環境。