新時代背景下“金工實訓”課程體系改革與教學實踐

周俊波　王艷華

摘? ? 要：文章基于新時代背景下“金工實訓”課程存在的不足，創建了“認知訓練—技能訓練—綜合訓練—創新訓練”多層次的“金工實訓”課程體系，并在實踐教學環節中推進探索校企合作、改進教學方法、優化學生成績評價體系、組建優質教師團隊等改革措施。教學實踐表明，改革后的“金工實訓”課程體系得到了學生認可，提升了教學質量。課程體系的建設思路和教學實踐措施為兄弟院校的“金工實訓”課程教學改革提供有益的借鑒和參考。

關鍵詞：“金工實訓”;課程體系改革;教學實踐

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2022）06-0083-03

“金工實訓”是工科專業最重要的實踐教學課程之

一，是理論知識與實踐應用的重要紐帶[1]，主要培養學生的工程素質、動手能力和創新意識[2]，其實踐屬性是其他課程無法替代的。新時代背景下，新工科、工程教育專業認證和課程思政等系列政策相繼出臺，對人才培養、實踐教學等提出了新要求。目前，“金工實訓”課程呈現諸多不足，亟需求變[3]。國內外學者開展了實踐教學并提出許多具有可借鑒性的改革措施[4]。但是，如何結合高校自身條件，探索符合自身發展和滿足地方行業特色需求的“金工實訓”課程體系依然是值得研究且具有重要意義的問題。

“金工實訓”課程體系對高校地質工程、核工程與核技術、機械設計制造及其自動化等專業順利通過工程教育專業認證提供了有力支撐。因此，文章構建了融入工程教育專業認證和質量管理體系理論的“金工實訓”課程教學體系，并在實踐教學中探索了相應的改革措施。

一、“金工實訓”課程體系存在的不足

（一）教學內容陳舊，缺乏有機融合

大多數高校工程實訓廣度較好，包含熱加工（鑄造、鍛造和焊接）、傳統機械加工（車、鉗、銑、刨等）、智能制造（數控車、數控銑、加工中心等），以及特種加工（激光加工和線切割等）等;部分高校融合了電子類相關實訓。但是大部分高校實訓深度不夠，缺乏真實的工程氛圍，如鉗工教學十多年來“磨個錘子”，缺乏裝配技能的培訓，難以培養學生的綜合工程能力?！敖鸸嵱枴闭n程主要以基礎理論知識和基本操作技能為主，缺乏系統化訓練，各知識點間缺乏必要的交叉與融合。例如，“金工實訓”課程內容一般未融合機械制圖、機械制造基礎和機械設計等相關知識，學生無法通過金工實習構建機械制造專業系統化的知識體系框架。另外，教學內容欠缺職業素養及工程素質等相關知識。

目前，3D打印、快速成型、精密注塑等新技術、新方法、新工藝已經逐漸成熟并應用于社會生產環節。但是大部分高校實習教學缺乏相應設備，難以開展新工藝、新方法等方面的培訓，不利于培養社會所需的創新型和復合型人才。

（二）教學方式單一，缺乏自主創新

受實習場地和設備等資源制約，學生在實踐操作環節中，往往是幾人同時使用一臺設備，存在重大的安全隱患，而且難以保證教學質量?！敖鸸嵱枴闭n程沿用“師傅帶徒弟”的方式，采用“教師講理論—示范操作—學生實操”模式。在這種教學方式下，指導教師一般在實訓設備周圍講解理論，學生聽課效果差。受課時限制，實訓時長不足以讓學生熟練掌握操作技能，從而影響實訓效果。另外，學生實訓環節僅僅是模仿性實踐，即在相同加工設備上采用相同操作方法，機械地重復教師預先安排的加工內容。這種“求同”式教學方式難以培養學生的創新能力，達不到培養“求異”式創新思維的目的。

（三）師資隊伍人員缺乏

一方面，“金工實訓”課教師一般來源于高校實習工廠，教師隊伍中部分教師是大?；蛑袑W歷和技工在崗，師資學歷基礎低。另一方面，目前高校招聘教師的學歷一般要求是博士，然而實習教學工作量大，工作條件差，很少有博士感興趣，而操作技能精湛且具有豐富實踐經驗的教師受學歷限制被拒之門外，導致高?！敖鸸嵱枴闭n程教學崗位難以招聘到合適的教師。面對日益龐大的學生人數，高校實訓教師隊伍人員明顯不足，且職稱和學歷相對偏低。同時，實驗系列職稱設置不合理，導致實訓教師的上升空間小且難度大。教師隊伍底子差、難以引進合適的師資且職稱上升空間小等因素導致師資隊伍問題日益嚴重，亟需變革。

二、“金工實訓”課程體系建設和改革措施

（一）重構“金工實訓”課程體系

“金工實訓”課程體系建設堅持工程教育專業認證中的以成果為導向、以學生為中心和持續改進三原則，從學什么、怎么學和學得怎么樣三方面，結合各專業畢業要求指標點，與各專業教研室共同協商設計課程體系。在教學環節中引入質量管理體系理論，對培養目標、課程內容、教學方法等持續改進，以期“金工實訓”課程能夠滿足各專業的畢業要求和支撐專業認證。 “金工實訓”課程體系建設的總體構想如圖1所示。

以成都理工大學為例闡述機械類專業“金工實訓”課程體系的建立過程。首先，基于成都理工大學工程訓練中心現有設備及師資，結合四川省汽車制造的行業背景，使“金工實訓”課程從傳統加工技能訓練轉向以激光加工、數控加工及機器人應用技術等先進制造技術為主的綜合實訓，構建“認知訓練—技能訓練—綜合訓練—創新訓練”多層次的“金工實訓”課程體系。其次，在實訓內容中，增添前沿、科學講座，重點介紹各科學機械發展史、前沿，以及在工程領域的具體應用，旨在激發學生學習興趣;添加企業文化教育，使學生在準工廠環境中接受加工工藝、管理能力等方面的培訓，旨在提升學生的企業文化意識;注重挖掘課程中蘊含的思政元素，將工匠精神、歷史文化、人文文化等思政元素融入到教學環節中，實現立德樹人的教育本義，培養學生社會責任感和人文情懷。依托教務處的評教系統獲取學生滿意度反饋，從達成度方面對教學質量進行評價，依據評價結果，修訂培養目標、優化課程內容、改進教學方法等。

（二）實訓環節的改革措施

1.創建校企合作模式

近年來，成都理工大學金工實訓中心與企業廣泛合作，通過產學一體化、師資交流等途徑，為培養創新型人才開辟新路徑。例如，成都理工大學金工實訓中心與昆山巨林科教實業有限公司共建產教融合的聯合實訓項目（如引進柔性制造系統），拓展教學內容（如加工中心實訓對象為企業生產的工業產品），使課程內容滿足行業發展的需求。教師帶領學生參與企業產品設計和研發等科研活動，如參與長春市東禾科技有限公司的智能防錯工位設備研究及深圳易達升自動化設備有限公司的液晶板沖擊試驗臺的設計等，培養了學生創新實踐能力，而相關科研活動也帶動多名機械工程專業學生就業。

2.改進教學方法

以教師為中心的傳統“灌輸式”“填鴨式”的教學方式難以調動學生的學習積極性、主動性和創造性，不利于培養創新型和復合型人才。教師在教學過程中引進“項目教學法”和“混合式教學模式”等先進的教學理念，采用“問題引入”“任務驅動”等先進的教學方法，倡導啟發式和討論式教學，有利于提升學生發現問題、解決問題的能力，培養學生團隊意識和創新意識。在理論教學環節，教師根據需要制作微課、小視頻等，或利用在線課程平臺，選用具備直觀性、趣味性的教學資源（如生動形象的動畫、視頻等），從而調動學生學習積極性，提升教學效果。在實訓操作環節，教師充分利用各種仿真軟件（如CAXA數控車、線切割、制造工程師等）對學生進行仿真實訓。

3.優化學生成績評價體系，融入思政元素

綜合評估企業指導教師的反饋意見及學生滿意度的調查結果，優化學生成績評價體系。在以實訓產品和實驗報告綜合評定成績的基礎上，增添學生實訓的過程控制、學生答辯和自評、互評等考核環節，并在成績評定系統中隱性融入思政元素。學生在實訓過程中的表現，如出勤情況、安全文明操作、課堂表現等，由指導教師記錄并評定。學生自評環節主要評定任務完成的達成度及學生在實訓環節中起到的作用;互評環節主要對其他組的作品進行打分。這樣不僅加強學生間的交流，而且培養學生誠信意識。教師在自評、互評環節中監督和引導學生的行為，并基于學生的自評、互評對每組作品進行綜合評價，評定成績確保評價全面，做到公平公正，以身作則，培養學生公平公正意識。此外，評定成績系統中增添“一票否決”，即學生在實訓環節不遵守安全操作規程，出現嚴重違規行為（如工件或車刀未裝夾牢固等）或違紀行為（如在車間追跑打鬧等），則“金工實訓”課程成績不合格，旨在約束學生行為，培養學生嚴謹的實習態度。

以《智能機器人》工種為例，實訓環節是學生組裝機器人，然后編程和調試控制機器人實現既定的運動，最后通過答辯及自評、互評等環節完成實訓任務，其成績評價體系如圖2所示。

4.組建優質教師團隊，提升教學能力

實訓教師素質直接影響“金工實訓”課程教學質量，因此，組建一支懂理論、實踐操作強的優質教師隊伍是工程實訓建設和發展的有力保障。目前，“金工實訓”課程普遍存在教師人員不足、學歷低且難以招到合格教師的窘境。為解決這些問題，一方面，成都理工大學金工實訓中心極力鼓勵和支持年輕教師利用課余時間繼續深造提升自身學歷，目前已有1名教師獲得博士學位。另一方面，成都理工大學金工實訓中心充分挖掘校方師資力量和合作企業的工程師，組建了以現有在編教師為主，返聘退休教師、企業高級工程師和學生助教（一般大三、大四學生）為輔的教學團隊。退休教師利用其豐富的教學經驗，督導和指導青年教師教學;企業高級工程師采用專題講座等教學形式，分享其豐富的實踐研發經驗和具體案例，從而豐富工程實訓教學內容;學生助教與學生年齡相仿，起到良好的輔助教學作用。

三、“金工實訓”課程體系改革成效

目前，成都理工大學實訓中心面向全校7個學院，接近40個本科專業開設1～3周的工程實訓教學。經過1學年的教學實踐，教務系統的評教系統顯示，學生評價分數超95分。近幾年，金工實訓中心教學團隊指導學生在全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽和全國三維數字化創新設計大賽等具有影響力的全國性大學生賽事上獲得國家級、省級獎項高達20余項?？梢?，改革后的“金工實訓”課程體系得到了學生認可，調動了學生學習的積極性，提升了學生創新實踐能

力，培養了學生團隊協作意識。另外，“金工實訓”課程對學校地質工程、核工程與核技術、機械設計制造及其自動化等專業工程教育專業認證提供了有力支撐。

綜上所述，改革后的“金工實訓”課程初具實效，值得各兄弟院校借鑒。

新工科背景下，工程教育專業認證和課程思政等一系列政策出臺，給“金工實訓”課程帶來了挑戰，同時也帶來了改革的機遇。成都理工大學在充分掌握“金工實訓”課程的發展瓶頸，以及相關有借鑒意義的改革措施的基礎上，創建了融入工程教育專業認證和質量管理體系理論的四層次“金工實訓”課程體系，并在實踐教學中采用校企合作、改進教學方法、優化學生成績評價體系、組建優質教師團隊等改革措施。經過1學年的教學實踐表明：改革后的“金工實訓”課程體系得到了學生認可，取得了良好的教學效果，并為成都理工大學相關專業順利通過工程教育認證提供支撐。相關研究為“金工實訓”課程的教學改革提供了實踐指導。

參考文獻：

[1]? 王秀梅，胡蝶，房靜，等.工程訓練中心利用多學科綜合優勢開展創新教育的探索實踐[J].實驗技術與管理，2018，35（2）：6.

[2]? 戴亞虹，李宏，鄔楊波，等.新工科背景下“學踐研創”四位一體實踐教學體系改革[J].實驗技術與管理，2017，34（12）：189.

[3]? 張春平，陳勇，初建崇.金工實習開放式教學探析[J].實驗技術與管理，2011，28（12）：139.

[4]? 鄭志軍，項聰，曹雪璐，等.開放式工程訓練中心建設與管理[J].實驗室研究與探索，2015（7）：148.

編輯∕陳晶

收稿日期：2021-05-19? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 修回日期：2021-06-01

作者簡介：周俊波（1983—），男，湖北天門人，成都理工大學機電工程學院講師，博士，研究方向：智能機器人、激光加工。

基金項目：2019年教育部高等教育司第一批產學合作協同育人項目“‘工業4.0’背景下機械工程實訓課程體系建設”（201901153001）;2019年教育部高等教育司第二批產學合作協同育人項目“激光加工創新訓練的教學內容和課程體系改革”（201902154005）;成都理工大學校級課題“成都理工大學中青年骨干教師”（10912-JXGG2020-00499）