“知識—技能—創新”融合背景下的《特種加工》教學改革

彭子龍+梁森+蘭紅波+李長河

摘要：針對特種加工課程教學內容廣泛性、學科知識交叉性、實用性及與時俱進等特點，提出了以“知識-技能-創新”融合為培養目標課程改革思路，通過案例式教學、立體化多媒體及網絡教學課件引入、課外創新實踐活動等改革，獲得了較好的教學效果。

關鍵詞：特種加工；案例教學方法；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）35-0039-02

為了全面提高高等教育質量，我國國民經濟和社會發展“十二五規劃綱要”中明確提出“全面提高高等教育質量，加快世界一流大學、高水平大學和重點學科建設，擴大應用型、復合型、技能型人才培養規模”的要求。在這一背景下，如何培養適合于國民經濟發展和社會需求的高層次應用型人才成為我國高等教育教學改革的目標。目前大多數理工科高等教育的課程體系中，科學知識、技術知識和工程知識的界限非常模糊，教學中過于重視學科的發展及學生科學知識的獲得，而忽視學生工程素質的培養；過于重視學生專業技術知識的學習，而忽視學生工程實踐能力的培養。相反，目前企業及社會需求則更傾向與技能型、復合型人才，這些矛盾直接導致了高校工科畢業生“眼高手低”、“就業難”等問題的出現。隨著高等教育的深入發展，高校的職能發生了方向性的變化。高等教育的大眾化已成為我國教育發展的必然選擇。但大眾化訴求不能完全取代其精英教育訴求。也就是說不能以職業教育的技能型人才完全代替高層次知識型人才的培養。因此，如何培養“知識-技能-創新”復合型人才已成為高等教育教學改革亟待解決的問題。《特種加工》課程是我校機械類專業重要的專業方向課，其工程應用性非常突出，近年來學生選課熱情、選課比例很高。該課程具有內容的廣泛性、學科知識的交叉性、實用性及與時俱進性，不但在教學方法上表現出區別于傳統加工制造技術的特殊性，更具有科研前沿性。針對以上特點，在教學上采取了一些措施，在授課內容選擇、課堂授課方法改革及課外創新實踐等方面進行了有益探索。

一、課程定位及授課內容精選

特種加工是先進制造技術的重要分支，其技術內涵范圍很廣，泛指利用電、熱、聲、光、化學等能量形式對材料進行分離、結合、變形等加工，并達到零件所需的尺寸、形狀及表面粗糙度等技術要求。在課程定位上，一方面本課程所涉及的加工方法較多，各加工方法中加工原理各異、特點不同，學生初學時往往感覺到知識點繁雜，主線不突出，深入理解困難。另一方面，本課程的新奇性、前沿性、學科交叉等特點又對學生創新興趣、自主思考、自主學習能力的培養起到極大的促進作用。因此選擇本課程進行“知識-技能-創新”模式探索具有更強的可執行性。本課程定位于增強學生視野、對所學知識的綜合運用及創新思維能力培養兩個層面，而并非側重于緊緊講解各種特種加工方法基礎知識。教學內容精選是課堂教學改革的重要組成部分。近年來隨著課程體系的改革和深化，專業課程的內容在不斷更新和增加，課時卻在不斷減少。在這種情況下，在內容講解上以“加工原理-工藝特點-加工設備”為主線，層層遞進，引導學生自主思考、自行設計，培養其對所學知識的綜合運用能力及工程技術能力。如在講解電火花加工中，從日常生活中的插座電腐蝕現象引入，到如何利用這一現象進行加工，再到實現這一加工需要滿足什么條件。學生在一系列問題的回答中自然對本加工方法有了較深的理解。同時自主思考解決問題的成就感會使其充分激發創新熱情，通過積極思考，甚至能提出新的特種加工方法解決實際問題。

二、引入案例式教學方法的特種加工課前認知環節開發

在課堂教學以前，將與實踐密切聯系的內容提前在課前認知環節中貫徹落實。向學生提出實際工程難題，讓學生自主思考，搜集、整理相關技術資料信息，提出解決方案。確立“引導學生自主學、激勵學生合作學、培養學生創造學”三個學習目標。案例式教學法的成功與否很大程度上取決于典型案例的選取，所選擇的案例必須與教學目標一致，要求選擇的典型案例既能體現對特種加工技術基本理論知識的理解和掌握，又要充分提高學生解決工程實際問題的能力。以先進制造技術的實現及加工理念的革新為突破口，讓學生通過自主的學習，提出自己認為最優選的解決方案，注重其創新實踐能力及實際工程問題的解決能力的培養。

三、基于工程實際的案例驅動課堂教學模式革新

從教學手段和方法上講，通常的教學著眼點在機械制造加工的相關理論，并且孤立地講解理論，使學生掌握的內容孤立、零碎，很難準確把握理論知識的應用和現實加工的實際操作。因此，本門課程教學中采用案例驅動方式更適合于本門課的特點。授課前教師根據具體教學目標與學生特點，對案例進行精煉以確保其典型性、啟發性、針對性。在課堂上通過給定的問題情景，組織學生小組討論，模擬解決問題，共同找出結論。教師做適當的點評，通過引導學生對案例思考、分析、解決，使學生對加工過程有較深刻的認識，總結歸納出普遍規律性的理論，進而促進知識的內化。這樣既可以讓學生互補知識，也鍛煉了團隊合作精神。學習的最終目的不僅僅是記憶教學內容，更在于運用所學知識分析和解決實際問題。在授課過程中應貫穿一些對學生具有啟發和借鑒作用的應用案例。通過案例分析，可使學生更加牢固地掌握所講技術的原理及實際應用，實現知識向技能的轉化。

四、特種加工技術動態課件設計與網絡教學開發

特種加工課程的特點是內容的廣泛性、學科知識的交叉性及與時俱進性，因此應用多媒體教學手段，增加各種先進制造工藝加工過程視頻錄像，使學生的各個感官能同時接受到大量的教學信息和豐富的知識，能培養學生的想象能力、創新思維和創新意識。課堂上采用集動畫、視頻、影像和聲音于一體的多媒體課件，課后推出網絡教學系統，使學生可及時根據課堂教學的內容，進行知識點鞏固及相關習題的參考，增強學生對相關理論知識的立體感。

五、以課外競賽小組模式激發學生創新能力

前已述及，特種加工課程的教學目的最終還是為了學生的“學”。教師在整個教學環節中，都應圍繞學生的“學”為中心。而“學”又分為教材知識的學習和學習能力的學習。讓學生用所學理論來指導實踐，從實踐總結經驗，不斷提高實際操作能力，提高分析問題、解決問題的能力。我們在課外實踐環節方面進行探索研究，構建了創新能力培養的支撐平臺和實踐活動體系，組織學生積極參與各類課外科技比賽、山東省機電產品創新設計大賽等活動，以實際競賽項目為載體，對所學知識進行優化、選擇，實現對學生的創新能力和實踐動手能力的培養和提高。授課教師既作為團隊成員參與，又作為指導教師把握方向。通過項目引導，使學生切實達到所學知識鞏固并加以靈活運用。在創新競賽中凝練新想法，通過實際操作、制作等環節，實現“技能-創新”的轉化。

總之，在特種加工技術的教學中，擴展理工科學生視野，提高學生自主學習能力和對本方向知識的綜合運用能力是本次教學改革的重點。案例式教學驅動機制的引入變學生的被動學習為主動學習、主動思考，從而強化所學知識的內化。多媒體動態課件及網絡教學等新技術手段引入課堂教學，使學生更加深入地理解特種加工工藝的基本原理。在此基礎上，以課外實踐小組的形式組織學生在學習的同時進行食物模擬制作，激發其創新能力，按照學生自己的想法實現其功能，從增強學生自信到鍛煉自身能力等方面都有利于學生的培養，實現“知識-技能-創新”融合。近年來，通過本門課程的改革實踐，學生參與各級競賽的積極性高漲，獲得省、市級各種競賽獎勵多項。

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基金項目：青島理工大學教育教學改革項目（D2013-58）；青島理工大學機械制造專業主干課程群建設項目（2013）。

作者簡介：彭子龍（1979-），男，工學博士，副教授，研究方向：特種加工技術，微細加工技術。endprint