基于線上線下教學模式的“機械制造實習”教學改革與探索

鄭一江 董萬城 葛云 黃勇 戚江濤

摘要 金工實訓是大學教育中的一個重要組成部分，在培養高質量和高水平的工程技術人才方面發揮著舉足輕重的作用。當前，我國工程技術實踐課的教學中，普遍存在著以下問題：課程結構與內容設置不夠科學，偏重于理論與實踐的訓練；在課程設計中，學生在課程設計中的應用較少，在課程設計中存在著較大的缺陷。因此，研究與探索一種適應當前人才培養需要的工程實訓教學新模式是當前金工實訓教育的迫切需要。文章提出基于線上線下教學模式的“機械制造實習”教學改革為重點，加強制造業實踐課程教學，從而增強學生的實踐能力。

關鍵詞 線上線下；機械制造；實習；教學改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.040

“機械制造實習”是為工程技術大學本科生而設計的公共基礎課，用來培養學生的動手能力和實踐能力。機械類專業學生在學習機械設計類、機械制造類等課程前，必須要有“機械制造實習”作為先修課程，以加強工程實踐能力，提升工程素質，培養創新意識和創造力。

石河子大學機電工程學院從2019年開始，在完成了“機械制造及自動化”和“電氣自動化”兩個專業認證工作的基礎上，對其人才培養方案進行了重新修訂，并對其課程體系進行了全面的改革和完善[1]。“機械制造實習”作為該專業的一門重要的必修課，以往的教學目標、教學模式和考核評價機制等已不能滿足專業認證的要求。近年來，國內許多高校進行了相關的改革與探索。如清華大學的湯彬、李雙壽等在機械制造實習課程中加入工程素養矩陣建設，從提升工程意識、優化教學環節、保障措施以及存在的不足等方面進行說明；東南大學的陳大林設計了基于項目教學的機械制造實習課程改革，課程選取斯特林發動機的設計與制作作為教學項目，引導學生主動參與課程實習，培養學生的工程實踐能力，提升教育教學質量，并獲得了顯著的成效。

雖然國內許多高校針對“機械制造實習”課程進行了相關的研究和探索。但是，由于各高校的辦學定位不同，人才培養目標不同，實習場地和其他方面的情況也不盡相同。因此，結合機械專業本科生人才培養目標和實習條件，在“機械制造實習”的基礎上，以專業認證為依據，進行教學改革是十分有必要的。

1“機械制造實習”課程擬解決的關鍵問題

針對傳統實習內容并不足以支撐具有“專業知識、工程技能和職業素養”的高素質工程應用技術人才培養目標的達成，實訓體系不足以保障教學質量的持續改進、成果導向的教學設計、以學生為中心的教學模式以及學生創新能力的培養等問題，進行機械制造實習課程教學改革與探索，主要解決以下關鍵問題：

①整合石河子大學機械設計制造及其自動化專業“機械制造實習”和“先進制造實習”兩門課程資源，在傳統實習內容中增加數控車、數控銑、線切割、激光雕刻、3D打印等現代加工技術的內容[2]，通過優化教學環節、調整內容比重，確保在有限的課時內完成教學并達成課程目標。

②根據教學內容，通過對教學環節的分解，充分利用教育部工程創客教育虛擬教研室和學校教學平臺建立一個“線上學習，線下實訓”相結合的教學模式，確保項目的順利實施和教學目標的達成。

③根據工程教育認證的要求，構建評價方式、標準、權重等多方面綜合考慮的合理、可信的過程性考核評價體系，使其目標明確、可執行性強，真正達到教學過程監控和質量評價的目的[3-4]。

2“機械制造實習”教學改革實施方案

按照石河子大學最新修訂的機械設計制造與自動化本科人才培養方案，在“機械制造實習”課程的教學目標、教學模式和考核體系等方面，進行了一系列的改革和探討。整合“機械制造實習”和“現代制造實習”兩門實踐課程資源，進一步調整優化教學內容[5]；重點探索基于網絡學習平臺的“線上學習、線下實踐”相結合的教學方法實踐，建設課程教學視頻庫供學生深入學習；探索教學各環節中相應的課程考核評價體系，并對其可信度、權重及合理性進行綜合研究，形成教學持續改進方案。具體研究內容如下：

2.1整合優化教學內容

目前，“機械制造實習”課程的教學內容主要包括車、銑、刨、磨、鉗工、焊接、鑄造等傳統的機械制造工藝的實習。各專業類的實習目標并未根據專業特點進行設置，機械類、近機類和非機類專業的實踐內容基本相同，只是實踐時間的長短不同，不能很好地發揮出學生的專業特長。因此，按照新的機械專業本科生人才培養方案，根據人才培養目標進一步明確課程目標，同時將“現代制造實習”中數控加工、激光雕刻、線切割等實習內容增加到“機械制造實習”課程當中，并根據各工種特點、實習條件、重要程度等采取不同的教學模式，合理分配各工種的實習時間。同時，在教學過程中增加安全職業道德規范和工匠精神等思政元素，豐富教學內容，培養學生的家國情懷、民族自信心和職業自豪感，樹立正確職業態度和價值觀。

2.2構建“線上學習，線下實訓”相結合的教學模式

當前實習的模式主要是采取指導老師現場講解、學生實操訓練的方式進行，這樣只是按照教師的演示與指導被動地模仿與吸收。在這種訓練過程中，學生已經對各設備適合加工什么類型的工件有了比較清晰的認識，對部分機械設備的具體操作方式也有了一定的認識[6-7]。但是在實習完成之后，學生也不能完全理解零件的技術要求、公差要求及零件的裝配工藝等，更不能理解各個工種之間的關系。因此，此種教學方式已不能很好地滿足現代工程技術發展的需要。同時，按照新的人才培養方案，在實習時間4周不變的情況下，該課程將增加現代制造設備等實習內容。如何在有限課時內完成教學目標是其中的難點，而采取線上自主學習、線下操作實踐相結合的方式就是完成本課程教學目標的一種有效途徑。項目將實習安全教育、工程基本知識、隨堂測試等內容放在學習平臺，采取課前自學、自我測試的方式進行，完成學習內容并考試合格后，方可在教師的指導下參與該工位的實習，不僅可以培養學生學習的積極性和主動性，也將大大提高實習效率和課堂質量。

2.3完善考核評價機制

構建以過程評價為基礎的考核評價機制，各工種指導教師以學生在本工種中的操作情況和工件的加工質量為依據，再與實習報告得分相結合，按照一定的比例對其進行匯總，最終得到實習總成績。根據兩屆學生的實施，此考核方式較以往采取閉卷考試和作品打分的考核評價方式更能反映學生各個工位的學習掌握情況，但存在成績梯度拉不開，實習報告抄襲現象嚴重等問題，因此還需要進一步完善和調整。本項目將通過課程達成度進一步細化現有考核體系，加大過程管理比重，分析考查、實操、線上學習等反映學生掌握程度的真實性，研究各環節評價比重設置，探索其對應的考評方式與過程管理考評標準，查找教學效果薄弱環節，并對課程達成度分析及持續改進方法進一步完善。

3“機械制造實習”教學改革擬達到目標

針對傳統實習內容并不足以支撐具有“掌握用現代制造設備和工程工具”和“具備工程專業職業素養”的高素質工程應用技術人才培養目標的達成[8]，實訓體系不足以保障教學質量的持續改進、成果導向的教學設計、以學生為中心的教學模式以及學生創新能力的培養等問題，進行“機械制造實習”課程教學改革與探索，以期達到以下研究目標：

①按照工程教育認證的需要，對課程大綱進行修改，使課程的教學目標更加清晰，調整教學內容，豐富教學方法和手段，以滿足工程教育專業認證對課程的要求，使課程達到畢業要求達成度。

②根據教學內容和實習環節，結合課程目標要求，劃分哪些可以進行線上學習，哪些實踐環節適合開展線下實踐，建立“線上學習，線下實踐”一體化的實踐教學模式。

③結合實訓內容和教學模式，制訂科學合理的考核評定方法和標準，進一步完善教學評價體系，使其目標明確、可執行性強，達到監控教學過程和評價質量的目的[9-12]。

4“機械制造實習”教學改革的特色與創新

以石河子大學機械設計制造及其自動化工程教育專業認證為背景，針對該專業的主修實踐課程“機械機械制造實習”，圍繞從課程教學內容和實習環節到培養目標達成的持續改進，對本課程的教學內容、教學模式與評價體系進行改革與探索，主要特色與創新之處如下：

①在實習內容增加，課時有限的情況下，探索適用于工科專業實習實訓課程“線上學習，線下實訓”相結合教學模式，以確保課程教學目標的達成。

②構建基于過程考核的考核評價方式、標準、權重等多方面綜合考慮的合理、可信過程性評價體系，形成持續改進方案。

5結語

本項目結合石河子大學機械電氣工程學院新的本科生人才培養方案，針對機械類專業必修課程“機械制造實習”進行改革探索，首先在機械類專業實施，每屆學生約200人左右將受益，同時輻射電氣、化工、食品等專業280余名學生。通過項目的實施，重點探索基于網絡學習平臺的線上線下相結合教學方法實踐，探索教學各環節中相應的課程考核評價體系，對其可信度、權重及合理性進行綜合研究，形成教學持續改進方案，最終將達到以下效果：

①提高機械制造實訓教學質量，以學生產出為導向，鍛煉學生的工程實踐能力，為以后的專業理論課程的學習和將來的工程技術工作奠定基礎。

②項目的研究圍繞探索如何更好地從課程教學環節到培養目標達成的持續改進方案所開展，其研究結果也可為相關實習實訓課程提供借鑒和示范。

*通訊作者：董萬城

基金項目：工程材料與機械制造基礎系列課程/工程訓練教學研究項目（第三期）“工程教育認證背景下基于‘線上線下教學模式的《機械制造實習》教學改革與探索”（JJGX-JY202162）；石河子大學教學改革項目“基于工程教育專業認證的“機械制造實習”課程改革與實踐”（JGZ2022-131）。

參考文獻

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