機械類專業畢業實習教學模式創新與實踐

李 貴,鄒光明,王興東

(武漢科技大學,湖北 武漢 430081 )

一、前言

畢業實習是指學生在畢業之前到企業參與一定實際工作,在工程能力、實踐能力、職業能力等得到全面鍛煉的重要實踐教學形式,也是畢業設計的一個準備性教學環節。工程教育正在從傳統方式走向數字化、信息化,高校的新工科教育革新進程勢不可擋,學習范式將發生深刻改變[1],對畢業實習等實踐教學的組織實施帶來了巨大挑戰。為學生提供個性化、定制化的學習內容和方法,是高校落實立德樹人根本任務、培養一流人才必須思考和解決的重要問題。目前,畢業實習實踐教學存在短板、教學資源受限、教學質量和模式構建等方面還存在一些瓶頸和難題亟須解決。

在人才培養模式上要突出創新,高校探索多樣化人才培養模式改革勢在必行[2]。李秀坤等人提出了專業化、模塊化、自主化、規范化的畢業實習新模式[3]?；贠BE教育理念,周春月等人設計了項目導向、學生為主、教師為輔、校企合作的實習創新模式[4]。也有高?；诋a教融合開展了畢業實習與畢業論文一體化改革,以提高應用型人才分析問題、解決問題的能力[5]。因此,建立多元化畢業實習基地,充分滿足學生多樣化培養目標,是提高實踐教學質量的重要保證[6]。另外,在實習過程中,多重角色的迅速、頻繁轉換也給學生帶來一定的困難[7]。因此,要充分調動學生主觀能動性,幫助學生建立自信心,使學生快速進入實習角色[8]。同時,還要保障畢業實習學生的合法權益,金勁彪和郭人菡提出建立一種適應時代發展的畢業實習大學生勞動權益保護新體系[9]。

綜上所述,如何構建機械類專業本科畢業實習教學新模式,是實施高水平本科人才自主培養能力創新提質工程的重要內容,也是滿足新工科建設和工程教育認證對工科類專業建設和多樣化人才培養的新要求。提高學生的工程實踐能力,成為畢業實習實踐教學的全新挑戰。

二、機械類專業本科畢業實習存在的主要問題

機械類專業實踐性強,畢業實習作為本科人才培養的重要教學過程,是實現專業培養目標,強化理論與實踐相結合,培養學生創新精神、工程意識和實踐動手能力的綜合性實踐教學環節。目前畢業實習教學模式存在以下主要問題。

第一,傳統畢業實習實踐教學模式已經難以滿足培養學生解決復雜工程問題能力的需要,難以滿足新工科人才培養畢業要求的需要。目前,機械類專業的本科畢業實習實踐教學以企業參觀實習為主要形式,教學內容相對比較固定、滯后行業發展需求,而且未能結合后續的畢業設計相關內容,學生也只是流于形式或被動完成,缺乏主觀能動性,實踐能力和創新能力培養不足。實習指導教師多由理論課教師兼任,缺乏工程實踐經驗,無法有效引導學生進行相關的技能訓練。迫切需要不斷優化畢業實習內容,使課程更加符合現代工程實踐的需求和趨勢。

第二,畢業實習教學資源匱乏,滿足不了實踐教學需要,與新工科人才所需具備的實際操作和創新能力相背離。實習企業與畢業實習教學目標匹配度較低,難以滿足畢業實習所要求的能力培養的達成。而且,很多企業因為生產任務要求,并不愿意接受學生畢業實習,更難以與高校建立實習基地,基本上就變成了走馬觀花地參觀生產設備或者生產線。因此,如何建立長效的實習企業、拓寬實習渠道、增加實習經費的投入,是當前迫切需要解決的問題,也是提升實踐教學質量的關鍵。

第三,畢業實習的評價體制不健全、評價方式同質化、評價主體單一化、評價標準寬泛化問題比較突出。目前的畢業實習缺乏對實習的全過程考核,使得其評價體制與機制存在一定的問題,評定成績時很難真正按照評價標準執行,評價結果容易產生誤差與偏頗,不一定科學、準確,不能充分反映學生畢業實習的真實情況。無法達到強化改進學生的學習,并為教師提供反饋的目的,也難以有效支撐工程教育專業認證的各項畢業要求的達成。因此,只有構建畢業實習的多元化評價體系,才能從更多維度來支撐畢業要求的知識能力要求。

第四,畢業實習學生的合法權益未得到有效保障。安全是畢業實習的基礎和保障,畢業實習涉及學校、指導教師、實習企業、企業導師和學生等多方互動,在實習中均存在不同程度的安全隱患。而且,我國對高校學生實習的相關法律規范仍然處于空白狀態,處理實習傷害事故的法律也并不健全,這已經嚴重影響到高校、實習企業與學生對實習的積極性[10]。

三、機械類專業畢業實習新教學模式的構建

按照新工科和工程教育專業認證要求,積極優化調整畢業實習方案,深挖校內外實習教學資源,充分發揮信息化技術優勢,研究并提出了線上線下混合、校內校外聯動、學生教師企業全參與的畢業實習新的教學模式,如圖1所示。積極構建特色鮮明、內涵豐富、覆蓋全面、形式多樣的線上實習教學;充分挖掘校內和校外的實習資源,為學生提供多樣化的線下實操機會;積極聘請校外的企業技術人員擔任實習指導教師,實施雙導師制,對學生的畢業實習全過程進行指導。

圖1 畢業實習教學新模式

(一)積極構建特色鮮明、內涵豐富的線上教學

線上實習是挑戰,更是機會,可以有效拓展教學時空和場域,彌補線下實習的不足,加速新教學模式的形成,打破時間與空間的限制,理論上可以無限地豐富教學資源,以使畢業實習與畢業設計的關聯度更大,覆蓋面更加廣泛。

首先是構建特色鮮明、內涵豐富的項目庫。表1是學校2022年機械類專業本科畢業設計選題分布情況,根據選題情況,及時調整線上教學資源。目前已建立的項目資源庫包括汽車、鋼鐵冶金、機器人、模具、自動化裝備制造等企業的相關介紹、生產工藝全流程、關鍵核心設備等,既有冶金特色,又能覆蓋全體畢業學生。

表1 2022年機械類本科畢業設計選題情況

其次是借助互聯網、云平臺等開展畢業實習系列專題講座。表2是2022年機械類專業本科畢業實習系列講座實施情況,涵蓋了傳統行業的智能制造等內容,也包括數字孿生、機器人等先進技術。邀請校內外的專家學者為畢業實習學生做報告,開啟線上直播互動、線下分組討論的雙線模式。

表2 2022年機械類專業本科畢業實習系列講座情況

最后是充分利用校內以及校外已開發的虛擬仿真平臺資源,開展虛擬仿真訓練與實踐操作,替代生產技術、工藝流程等因素限制無法開展的現場實習。已建有液壓元件及系統虛擬仿真實驗、工業自動化吸盤類型選用、傳動裝置潤滑與密封設計等虛擬仿真實驗教學資源。同時學校還加盟了高等學校機械工程學科虛擬仿真實驗教學共享平臺,可共享使用相關的虛擬仿真教學資源,彌補實踐教學短板,創造更多實踐機會,進一步加深畢業實習學生對相關理論知識的理解。

綜上所述,線上教學的無限制課堂,大大豐富了畢業實習的內容,使得畢業實習既有學校的傳統冶金特色,又能緊跟學科發展前沿和先進技術,不斷提高機械類專業的人才培養質量。

(二)校內校外聯動,創造更多元的畢業實習機會

充分挖掘和利用校內校外的實習資源,建立多元開放式的實踐教學平臺,為機械類專業學生提供更多的畢業實習機會,如圖2所示。首先,利用學校的國家級機械實驗教學示范中心和工程訓練中心等教學實踐基地,學生可以獲取機械基礎知識和操作訓練技能;其次,利用校內的科研平臺和創新工廠中的相關設備可以滿足自主設計、制造和裝配的需要,將科研項目或學科競賽與畢業實習及畢業設計有效融合;再次,省部級重點實驗室擁有的數控銑床、智能機器人、3D打印機等一批功能先進的大型設備、儀器和軟件,可為部分學生的畢業實習活動提供條件;最后,校外的實習基地和校企聯合實驗室,能夠為部分學生提供實踐機會。因此,通過上述豐富的實踐教學平臺可為畢業實習提供多種渠道和資源,切實提高畢業實習的針對性和實效性。

圖2 校內外聯動深挖實習資源

同時,為畢業實習配置校內指導教師和企業導師。校內導師側重先進理論、方法和創新上的指導,企業導師負責實際操作、職業素養和實踐能力方面的指導,可有效解決校內指導教師工程實踐經驗不足的問題。而且,在整個實際操作訓練的過程中充分調動學生自主學習、自主實踐和自主探究的積極性,激發學生的學習興趣,培養學生的創新實踐能力,切實提高人才培養質量。

(三)按工程教育認證實施多元化畢業實習評價

針對原有畢業實習考核體系中重實習報告而輕實踐、評價標準單一的情況,將知識、實踐操作、專業綜合能力評價連成一體,豐富畢業實習的考核形式,建立多階段多元化評價模式,包括線上和線下兩個維度的考核,線上部分包括資料查閱、觀聽講座、視頻學習、虛擬實驗等,而線下部分包括企業參觀、實際操作、圖紙繪制、實物制作等。實施多元協同考核評價模式,全面評價機械類專業學生畢業實習的工程實踐能力達成情況,如圖3所示。

圖3 畢業實習多元評價與考核

畢業實習支撐的畢業要求指標點如表3所示,以此為標準完善課程目標達成度評價標準,需有合理的、多樣化的、過程化的評價依據。由校內指導教師和企業導師分階段分析考評結果,作為知識和能力各維度的得分,再按照知識與能力在課程中的權重給出學生的最終課程得分。根據評價情況,分析畢業實習教學中的不足,給出具體的持續改進措施,并對畢業實習有困難的學生進行幫扶。因此,多階段多元協同的畢業實習評價方式充分體現了以學生為中心和持續改進的工程教育專業認證理念,有利于激發學生的學習興趣,促進其全面發展,反向促進教學質量的提高。

表3 畢業實習支撐的畢業要求指標點

(四)保障實習學生權益,筑牢實習安全防線

學生是高校的主體,學校不僅要維護好校園內學生的利益,也要維護好在校外參加實習學生的利益,因此,筑牢畢業實習安全防線意義重大,其中最重要的是對實習學生的安全進行全流程監管。實習前,對全員進行實習動員,觀看安全教育警示片,簽訂實習安全承諾書,使安全意識深入每個學生的心中。同時,與實習企業共筑安全防線,簽訂實習安全協議。在實習的過程中,安排帶隊教師作為實習安全員,進行基本的安全教育培訓,與企業安全人員共同配合,全程負責現場安全教育提示與安全事故處理。在實操上崗前,需對實習安全進行再動員、再教育,確保學生能夠安全操作。實習結束后,教師需對實習過程的安全情況進行總結,為下一輪畢業實習做好充足的準備。學生將實習過程中的安全意識、行為等總結寫入實習報告中(見表4)。

表4 畢業實習安全防范措施

同時,通過申請學校的實習專項經費,增加實習經費的投入,為外出實習學生購買實習期的人身意外保險,保護實習學生的人身安全和合法權益,以規避安全風險。因此,在當前條件下,應從安全意識、安全措施、意外保險等三方面全覆蓋所有畢業實習學生,切實保障學生人身與財產安全。

四、畢業實習效果反饋分析

為了解畢業實習學生對新實踐教學模式的反饋和建議,2022年6月通過問卷調查隨機抽取89名機械類專業畢業實習學生,其中機械電子工程專業學生39名、機械工程學生50名。調查采用網絡問卷的形式,涉及內容包括學生對畢業實習模式的滿意程度、實習效果、實習收獲的評價以及對實習存在問題的建議等。

被調查學生對畢業實習新模式的滿意程度如表5所示,絕大多數學生對這種畢業實習的形式表示肯定。結果充分說明了這種教學模式符合學生的心理預期,完全能夠接受,達到了預期的目的。

表5 學生對畢業實習滿意度的評價

學生普遍認為這種新的畢業實習模式有很多優點。大多數學生認為,這種混合式畢業實習獲得了更多了解機械制造行業的機會,實習的內容和形式更豐富,也可以了解更多的專業知識,取得了意想不到的效果。

在培養學生能力方面列出了7個選項,要求被調查學生按重要程度依次選出其中3項,統計結果如圖4所示。其中,排序前3位的分別是自主學習能力、專業知識和動手實踐能力,排序后3位的分別是溝通表達能力、職業素養和團隊協作能力。結果顯示,技術能力要求的達成度明顯要高于非技術能力要求。因此,后續的畢業實習實踐教學中,在培養學生技術能力的同時,要進一步加強非技術能力的培養和鍛煉。

圖4 能力達成結果數據評價

實習過程中的安全員發揮了重要作用,時刻提醒學生的安全注意事項,實習安全得到了充分的保障。而且,學生的自我安全與保護意識普遍提高了。2022年機械類專業學生畢業實習過程中,無安全事故發生,安全率達到100%。

五、結語

畢業實習是機械類專業人才培養的一個重要環節,通過主動創新畢業實習教學模式,深挖校內校外畢業實習實踐教學資源,探索并提出了一種線上線下混合、校內校外聯動、學生教師企業全參與的畢業實習實踐教學新模式。對畢業實習的教學形式、教學內容、結果評價及實習安全等方面進行了分析和研究,給出了可行性的建議。該畢業實習教學模式在學校的應用實踐結果表明,學生學習的積極性和工程實踐能力得到了提高,有效地促進了工程教育專業認證要求下的畢業實習教學目標的達成,為學生順利進入畢業設計環節積累了豐富的實踐經驗,也為畢業以后的工作夯實了基礎。