吳艷臣,郭靜蘭,文 利,宋雙柱
(哈爾濱理工大學 工程訓練中心,哈爾濱 150080)
隨著工程教育專業認證的不斷開展,其對本科生畢業時應該具有的知識以及能力有著明確和具體的要求,即根據不同專業特點制定滿足相關行業需要的畢業要求,其中工科類專業主要包括了解工程知識、問題分析及設計/開發解決方案等綜合能力。工程訓練課程是高校培養本科畢業生創新能力,使其成為高素質工程技術人才的重要一環,在培養學生掌握科學方法、解決復雜工程技術問題和強化實踐動手能力方面起著重要作用[1],是現階段各大高校培養本科生工程實踐能力的主要課程,為學生了解當前工業與制造業的發展狀態以及先進技術手段起著重要作用。
當前,各高校工程訓練課程設置根據專業不同而進行區分,分成機械類、近機械類、非機械類以及文史類共四類,具體是在實訓時間上進行區分。課程內容包括安全教育、傳統制造工藝教學(車、鉗、銑、磨、鑄造、焊接、熱處理等)、先進制造工藝教學(數控車削、數控銑削、數控電火花線切割等),在課程講授知識點上每個單元是相對獨立的狀態。學生通過進行工程訓練課程的學習,接觸到了理論課堂上學習不到的知識,激發了學習興趣,實踐動手能力得到了提高,還可以了解機械加工時相關機床的使用方法及應用領域,為相關專業領域的學習夯實基礎。
現階段,工科類高校學生的綜合能力是指當遇到實際工程問題時,具有將基礎理論知識和專業知識融合起來進行問題分析,提出合理的解決方案,并進一步對方案的可行性運用科學的方法進行綜合研究的能力。工程訓練課程的培養目標不能僅僅滿足于動手能力、實踐能力的培養,而是應該培養具有一定工程實踐技能、工程知識和工程意識的工程技術人才,否則,學生畢業后將不能勝任各行業對相關人才的技術需求。另外,全校學生的專業類型不同,如機械類和文史類的學生,培養目標只是在學時長短上進行區別和劃分,忽略了不同專業畢業生畢業要求的區別,教學效果不顯著。
目前,國內普通高校的工程訓練教學中心實驗室基本采用傳統的教學模式,即學生實驗操作時都按照教師所布置的方案進行,雖然教師和學生都完成了指定目標,但這個過程往往忽略了學生個性化和創造力的培養[2]。在實訓過程中,通常是指導教師演示機床如何操作以及注意事項等內容,學生按照各工種操作流程或者工藝過程卡片進行訓練,由于實訓時間、實訓場地以及實訓設備的限制,有一部分學生并沒有實際動手操作,即使有的學生完整地進行了本工種的操作,最終加工出了零件,但只是通過記憶來進行的實踐,這樣的實訓方式,學生的創新能力和創新意識無法得到培養和提高。
工程實訓時,每個實訓工種幾乎是相對獨立進行的,導致學生沒有了解或掌握一個工程實訓典型案例或工業產品完整的設計制造過程,因而在授課內容以及實際操作上學生獲得的知識是發散的,操作是機械的,在實踐中沒有對工程產品的設計、制造過程有一個完整的體驗和認識,工程實踐能力沒有得到鍛煉,導致其畢業后面對相關工程問題時無從下手。
基于學習產出的教育模式(Outcomes-based Education,縮寫為OBE)最早出現于美國和澳大利亞的基礎教育改革。其理念的核心是確認工科類專業畢業生通過本科學習滿足行業對工程類人才培養的既定質量標準要求,是一種以學生學習為中心、以工業技能產出為導向,通過持續改進教學實踐提高學生培養質量,旨在為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證的教育認證活動[3]。這一理念與我國當前工程教育專業認證的培養目標相吻合,基于OBE教育理念,對于機械類和近機械類專業的學生實訓,制定以工程生產典型案例設計、制造為主的案例式教學方法,指導學生通過運用做思結合、學用結合、歸納總結、合作學習等方法進行工程實訓,實現學生畢業時達到工程教育專業認證的畢業要求,能夠將基礎知識和專業理論知識與工程實踐相結合來解決復雜工程問題。
在傳統通識訓練(車、鉗、銑、磨、鑄造、焊接、熱處理)的基礎上,結合OBE教育理念,針對工科類高校的機械類專業學生開設拓展訓練課程,將工程實訓案例分解成多個任務模塊,通過指導教師協同訓練的方式講解工業基礎知識,包括機械設計、機械制造基礎與工藝、先進制造技術以及特種加工技術等知識,通過案例教學法將各工種知識串聯到一起,形成一個整體知識結構框架。學生通過分組進行實訓,相互交流合作,達到掌握工業生產流程,了解工業生產技術的目的。在協同實訓過程中,指導教師可以采用問題導向、任務驅動、研討教學等方法,保證學生的學習效果,提高學生運用科學的方法解決工程實際問題、復雜工程問題、創新能力以及團隊意識的綜合能力。
作為工程教育領域規模最大、實訓工種最多的實踐性教學課程,各大高校特別是工科類高校應該把工程實訓課程作為培養高水平工業技術人才的重要環節,要根據本校自己的定位找出當前在工程實訓課程中教學方法、教學內容和教學實施過程等各方面存在的不足,同時要積極面對存在的問題,尋找相應的解決對策,滿足工程教育專業認證對本科生的專業畢業要求,為培養具有工程知識、工程意識和創新能力的高水平專業技術人才做出積極努力。