交互式金工實習教學系統(tǒng)的應用①

田 英，傅貴武，劉 軍

(佛山科學技術學院機械與電氣工程學院，廣東佛山528000)

長期以來，培養(yǎng)應用型人才是佛山科學技術學院既定的策略和發(fā)展方向，學院在合理安排與優(yōu)化理論教學的同時，把提高學生的實踐動手能力、增強學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力擺在非常重要的位置［1］。然而，作為一所地方性大學，由于不斷擴招，其發(fā)展逐漸受到了諸如實驗實習場地、儀器設備、教學人員等資源日顯相對不足的瓶頸限制。金工實習是高等工程教育中的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是對大學生進行工程實踐訓練的重要手段［2－4］。目前很多學校在探索新的金工實習教學模式，如引入多媒體技術［5］。就我校工科類金工實習教學環(huán)節(jié)而言，要在當前的條件下走出上述困境，就必須開辟一套新的金工實習教學模式。本文結合我校金工實習基地所打造的交互式金工實習教學系統(tǒng)，探討如何在實習場地、儀器設備、教學人員等資源日顯不足而實習生人數(shù)不斷增加的情況下規(guī)范和完善學生金工實習教學，提高學生的動手能力，增強學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

1 交互式金工實習教學系統(tǒng)的原理

佛山科學技術學院的交互式金工實習教學系統(tǒng)是由11 臺觸摸屏一體機組成的交互式網絡教學系統(tǒng)，該系統(tǒng)集教學、實習、管理于一體，實習時，只要實習者提交個人資料(如學號)且被系統(tǒng)確認后，就可通過觸摸屏與系統(tǒng)進行相互交流。該系統(tǒng)的內置系統(tǒng)程序結構如圖1所示。

系統(tǒng)啟動后，觸摸屏上便顯示:“歡迎使用交互式金工實習教學系統(tǒng)”和“請輸入個人資料”。當輸入個人資料且被系統(tǒng)“數(shù)據(jù)處理器”確認后，系統(tǒng)后臺自動保存該學生的信息，屏幕上同時顯示“實習題”和“金工實習教學”兩個觸摸按鈕。如果實習者需要選擇新工種，可觸摸“實習題”按鈕，屏幕便顯示出實習題庫中的系列實習題，實習者可按照個人意愿選擇其一并打印出來;如果實習者希望咨詢某一工種如何操作和加工，則可觸摸“金工實習教學”按鈕，屏幕便顯示11個工種的觸摸按鈕，此時只要觸摸任何一個工種的按鈕，系統(tǒng)便會通過屏幕顯示，將實習者視線帶入金工實習的教學視頻中。

圖1 交互式金工實習教學系統(tǒng)組織結構

當實習者進入某一工種后，例如“車工”，則觸摸屏顯示如圖2所示。若實習者首次進行該工種實習的，可觸摸“現(xiàn)場教學”按鈕，系統(tǒng)會通過視頻的形式給實習者講解“車工”工種的工件及相應刀具的裝夾、機床參數(shù)的選擇、操作加工以及加工工藝過程中應注意的事項等;如果實習者已不止一次進行過這一工種的實習，可跳過“現(xiàn)場教學”按鈕，直接觸摸“階梯光軸”“帶螺紋內孔光軸”“蝸桿軸”中的任何一項，進入該項目的操作、切削視頻過程。此過程中自始至終配有聲音講解。

如實習者觸摸“銑工”按鈕，觸摸屏顯示如圖3所示。同樣，若實習者首次進行該工種實習，可觸摸“現(xiàn)場教學”按鈕，系統(tǒng)會通過視頻的形式給實習者講解“銑工”工種的工件及相應刀具裝夾、機床參數(shù)選擇、操作加工以及加工工藝過程中應注意的事項等;實習者也可跳過“現(xiàn)場教學”按鈕，直接觸摸“鍵槽加工”“斜面加工”“T 型螺母毛坯”“直齒輪”“錐齒輪”中的任何一項，進入相應項目的操作、切削視頻過程。各項目均配有講解。其它工種類同，在此不再贅述。

圖2 車工組織結構圖

圖3 銑工組織結構圖

由于交互式金工實習教學系統(tǒng)是網絡化的，學生不僅可以在金工實習基地的觸摸屏上進入該系統(tǒng)學習，還可以使用電腦通過校園網進入系統(tǒng)瀏覽金工實習各工種的計劃內和計劃外的實習教學視頻。此外，該教學系統(tǒng)的內容不是一成不變的，可以根據(jù)需要由專門的系統(tǒng)管理員隨時調整或更改系統(tǒng)軟件中教學文件和視頻內容，為金工實習教學的發(fā)展不斷注入新的內涵。

2 對金工實習基地教學和管理的影響

充分利用現(xiàn)有資源為教學和科研服務是我校金工實習基地管理的軸心。我校在實習場地、儀器設備、教學人員等資源日顯不足的情況下，通過打造交互式金工實習教學系統(tǒng)，將學生金工實習課和開放實習基地有效結合起來，改革傳統(tǒng)的實習教學模式，促進金工實習基地教學資源的利用，取得了良好成效。

2．1 規(guī)范了教學方法和教學內容

交互式金工實習教學系統(tǒng)中的“現(xiàn)場教學”是完全按照教學人員給學生講解和示范操作而錄制的，因此，不管是金工實習課中老師的現(xiàn)場教學，還是在教學現(xiàn)場觸摸屏，又或者通過校園網在金工實習課之前或課余瀏覽的金工實習“現(xiàn)場教學”視頻，內容都基本一致，有效地降低了實習過程中由于教學人員等資源不足而造成的部分學生聽不清、看不明的情況。此外，基地所安排的計劃內和計劃外的教學文件和視頻內容均可以在該教學系統(tǒng)中看到，確保了金工實習在教學方法、教學內容上的規(guī)范化。

2．2 強化了安全意識，提高了實習效率和質量

金工實習期間，教學人員只需給學生講解和示范操作一次，余下時間留給學生自行操作練習，當遇到不明白的地方時，學生可以通過觸摸屏瀏覽學習。金工實習過程中，教學人員必須做好以下現(xiàn)場管理工作:監(jiān)督各種安全實習制度和安全操作規(guī)程的落實;為實習生提供各種工藝知識的咨詢;加強與學生的溝通與疏導。因此，該教學系統(tǒng)的應用使教學人員無需重復講解和示范操作，既給學生留下了更多的實習操作時間，又使教師有更多精力和時間投入現(xiàn)場管理，確保學生的實習安全和實習質量。

2．3 實現(xiàn)了金工實習基地的全方位開放

提高學生的動手能力，增強學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是培養(yǎng)應用型人才計劃的重要一環(huán)，對學生全方位開放金工實習基地是實現(xiàn)這一計劃的重要舉措之一。擴招后，教學資源日顯不足，如教學人員不足問題、質量問題、安全問題等等，使得開放金工實習基地變得非常困難。而交互式金工實習教學系統(tǒng)的應用，為我校全方位開放金工實習基地創(chuàng)造了非常有利的條件。

基地規(guī)定:凡空閑工作日，基地均無限制地對學生開放，開放內容包括金工實習課部分學生沒有完成的內容，以及學生的畢業(yè)設計、創(chuàng)新性實驗、校內外比賽項目等金工制作。該教學系統(tǒng)為學生提供了金工實習計劃內和計劃外的教學視頻，計劃外的教學視頻為學生補充了許多該專業(yè)各種前沿金屬加工工藝知識視頻，空閑工作日學生可以在基地現(xiàn)場通過該系統(tǒng)瀏覽，自行操作練習。這種全方位、全視頻的開放教學模式，提高了學生進行金工實習的興趣，有效地增強了學生的動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

2．4 加強了科研、教研平臺以及教學人員隊伍的建設

交互式金工實習教學系統(tǒng)的應用使我校金工實習基地的日常教學和管理工作較以往輕松了。近年來，基地一方面協(xié)調了部分有需要的教學人員參與或獨立進行有關的專業(yè)科研活動，取得了良好的成績。在引進高素質人才到基地工作的同時，鼓勵年輕教學人員外出進修深造，為金工實習基地的發(fā)展造就一支良好的教學隊伍;另一方面每年通過對交互式金工實習教學系統(tǒng)的內涵建設，及時把科研以及學生畢業(yè)設計、創(chuàng)新性實驗、校內外比賽項目等所取得的良好成果轉變?yōu)樵撓到y(tǒng)計劃內或計劃外的教學內容，使該教學系統(tǒng)的內涵不斷得到充實和改進，為提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力服務。

3 結語

在實習場地、儀器設備、教學人員等資源相對不足的條件下，為金工實習基地打造交互式金工實習教學系統(tǒng)，改革傳統(tǒng)的教學模式，使資源利用再分配，不僅能有效地規(guī)范學生的金工實習，提高學生金工實習的動手能力，增強學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，還能促進金工實習基地的良性發(fā)展。

［1］王志平，夏菊桂，盧海峰．提高金工實習教學質量的探索與實踐［J］．合肥工業(yè)大學學報(社會科學版)，2001(S1):215－217．

［2］廖耘．金工實習教學改革探析［J］．實驗室研究與探索，2000(3):140－142．

［3］李國鋒，郝詩明，談鋒．把握金工實習教學環(huán)節(jié)提高教學質量［J］．長沙大學學報，2004，18(4):74－76．

［4］黃澤鈞．論高等職業(yè)院校實踐教學體系的構建［J］．教育與職業(yè)，2013(3):155－157．

［5］孔曉玲，尹成龍，王睿，等．多媒體技術在金工實習中的應用［J］．高等農業(yè)教育，2007(12):62－64．