大工程教育的高校工程實踐教學研究

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大工程教育的高校工程實踐教學研究

摘要:伴隨社會的發展,針對理工科高校工程實踐教學應當培養高素質、復合型及創新性的人才,才能夠滿足當下社會的發展需求?;诖耍咝S斜匾_展圍繞大工程教育的觀念來綜合工程實踐教育,通過基本能力的訓練,綜合素質的培養,及以創新精神為教育核心,來逐步提升學生的實踐能力與創新意識,從而將理論與實踐教學有效的結合,實現順應時代的教學模式。

關鍵詞:大工程教育;高校工程;實踐教學

高校理科工程教育,對我國經濟發展與社會進步培養大量科技人才有著重要作用,這就學生的創新能力與專業實踐能力等方面有了越來越高的要求。為此根據培養復合型、高素質的教育目標,高校必須具有推動素質教育、培養復合型人才的環境與條件[1]。構建一個綜合性,以理工科學生為主的創新性工程訓練基地,才可以為學生真正意義上提供大工程的環境。針對創造型的工程設計與訓練可為學生安排各類創新實踐,以此培育高校學生的創新實踐能力,落實素質教育[2-3]。機械工程訓練中心作為承擔工程實踐教學的重要基地,為此應當幫助學生轉傳統的設計思想,更加傾向于現實為目標,創造更多的技術實踐訓練、設計動手能力訓練、創新意識與能力的訓練等[4]。近些年來,各個理工高校都加強了對工程訓練中心的投入,教學環境得到顯著性的改善,然而學生的數量與教學規模也在隨之增加,加之校企關聯性的薄弱,整體上的實踐教學質量是處于下滑的態勢,因此,亟待改革實踐教學的模式[5]。

一訓練內容的改革

關于訓練內容上,應該轉變以往的“金工實習”舊觀念,設立以機械、控制與管理一體化為中心,且具有綜合性與實踐性的機械工程訓練教學基地。首先,消除傳統教學對專業的劃分,秉著基本的制造技術,先進的制造技術與通用的工程技術,而設立統一的、完善的、綜合性的工程訓練體系;其次,將培訓內容進行模塊化,并遵循模塊進行一致的項目與內容,其中訓練項目主要由基本制造技術、先進旨在技術及通用工程技術而構成;最后,適時的將傳統訓練項目進行精簡,并且增條具有綜合性、創造性的項目,以及針對工程系統運行、工業安全和環境保護等方面的訓練項目,以凸顯先進的制造技術訓練。同時要加強與企業的合作,以此吸取到更多的實際操作項目,并靈活運用到工程訓練當中,促使學生接觸到實際的生存工業項目。

二教學方法的改革

首先,綜合課程體系的改革,運用工程訓練中心的功能,將講課、實驗及訓練轉為一體化的教學模式;同時開發更多適合學生訓練的各種典型產品,并將模塊、各訓練項目與內容進行有效結合,促使學生可以快速掌握產品制造的基本技術。其次,學生的工程訓練過程要盡可能貼近工廠化管理模式,從而創設真是的工程環境。在創新實踐中,由學生構成典型產品的設計與生長的管理,而指導人員為顧問。要求學生獨立完成產品的設計直至加工結束,從而激發學生的參與度,以培養學生的創新能力。通過訓練的過程,還可以增加學生的團隊合作精神,以及培養學生的組織與管理能力。最后,適時減少傳統工藝的訓練時間,增加新技術的工程實踐訓練;并且使用現金的教學方式,例如多媒體教學,針對復雜的工程訓練項目,及目前難以建設的加工項目等,通過多媒體教學的演示,可以加強工程訓練的效果;在考試方面,轉變理論為主的考核嗎,更加注重實踐能力、創新與綜合素質的考核。

三教學手段的改革

首先,打造機械構造陳列室、典型機構和運動陳列室、切削刀具與量具陳列室、電工儀表等陳列室。其次,建設CAI多媒體教室,為了供學生使用更加先進的加工技術進行訓練,必須具有縣嗲話的教學手段,從而增加實踐操作的綜合性。同時在工程訓練中,有諸多內容都需要有CAI多媒體教學來展現與完成。例如:①工藝類目的課程。其中包含學的工藝方法、工藝過程,需要使用CAI多媒體。②數控加工、特殊加工實現訓練加工的程序模擬。在編寫好加工程序之后,需通過計算機進行模擬,才可實踐操控,這便要利用CAI來進行模擬。不僅提升學習實習效率,還降低了誤加工率。

四建立有利于創新的實踐教學模式

首先、整合資源建立具有“模擬工廠”特色的實踐訓練基地。當下我國不少高校都陸續建設了工程訓練中心。高校對于訓練中心的建設是非常關注的,且投入了大量資金。但是眾多理工院校,和教育部《建設規范與驗收標準》的要求比較,在建設理念、師資隊伍的建設,尤其是教學軟硬件等方面還存這顯著性的差異。依然有部分高校施行“金工實習”,設施落后,且指導人員水平高低不齊,教學效果不樂觀,很有必要建立先進的機械工程訓練中心。根據社會上的企事業單位通常不為學生提供實習需要的條件,而院校很有必要建設自己的實踐訓練中心。例如,上海交大正在建設一個1-2萬平方米的“工程中心”,其是利用原有的校辦工廠,對其進行改造,并且將老舊的設備替換為現金的設備,同時建立了CIMS、FMS等先進的制造管理系統,組建了一個可以為學生實踐與訓練的基地,從而有助于學生創新與實踐能力的提升。機械工程訓練基地,需要投入大量的人力與財力,并且在硬件硬件設施方面,需要打造成為一個具有現代化管理的工廠氛圍,這是將理論與實踐接軌的一個有效的工程訓練平臺,對于高等教育來說是一個培訓學生實踐能力的有效平臺。將工程訓練中心逐漸建成,來通過實踐、實習,以及機械設計實驗、課程設計和創新活動等為核心的教學環節,是具有較強實踐性的教學體系。其次、改革考試模式,重視實踐能力考查。目前,大多數的學校依然財務筆試最為考核的主要手段,這在客觀方面,對教師與學生都具有一定的輕實踐重理論的教學導向功能。為此,我們應當改革考試模式,改善傳統筆試的不足之處,采取多次考核與多種形式結合的考試模式,主要以引導與激勵學生創新為目的考核方式。同時在獎學金評選、研究生推薦等方面,都應融入創新的要求。接著、構建面向21世紀的高等工程實踐教學體系。關于實踐教學,不應單一的滯留在傳統的金工實習與進廠實習上,應當依照科學技術的發展與工業行業的需求,研發一些新的高科技訓練的項目,促進學生對先進技術有一個基本的掌握與訓練的機會,從而當學生進入到工業行業中可以具備推進企業技術進步的能力與水平,并且具有良好的利用現代化技術與知識解決問題的能力。最后、研究并探索實驗課程設置的新模式,將相關課程的實驗與實踐環節單獨設課。對于機械工程自動化專業,可以將設計、制造與控制實現一體化的訓練,以培養學生的團隊精神,從而促進對學生全面素質的培育。本專業可將教學計劃當中的機械設計課程和現代制造技術綜合實踐,以及機電綜合實踐的課程轉為一體的教學任務,并且分段完成。學生可以自由組織,自擬題目,經過分工合作,而完成方案的規劃、結構的設計、工藝編制、數控加工的編程、機械操作等程序。通過實踐顯示,學生對于這種綜合性實踐教學模式表示非常喜歡,他們認為這樣的實踐可以為他們提供發揮自己想象力與創新的機會,既可以增強他們的綜合設計能力與實際動手能力,還培養了他們團隊協作能力,對于綜合素質的提升也具有重要的意義。為此,也可促使學生產生眾多優秀作品[6]。

五結語

大工程教育思想可以有效轉變傳統工程教育中傾向專業化、學科化的分割專業的現象。工程實踐教育的目標就是為了改善應試教育模式,而以培養學生綜合素質為主的一種有效教育形式,這對于建立學生的工程觀念,培育學生的創造力與實際操作能力來說,有著重要的作用,從而實現對學生綜合素質的培育。從理論知識傳授轉為創新能力的培養,從學科系統性的教學轉為工程綜合性的教學,這種大工程教育落實了本科教育的整體過程,因此高校需要通過對訓練內容、教學方式與手段、實踐教學模式做出改革,以此有效結合理論與實踐,而實現培養目標、教學內容和方法、管理體制的一致性。

參考文獻

[1]俞建峰,錢陳豪,于小健,等.高校金工實訓教學體系改革的探索性研究[J].無錫職業技術學院學報,2019,18(1):117-120.

[2]陳悅.挑戰與應對:新工科背景下工程實踐教育的思考[J].南京航空航天大學學報(社會科學版),2017,4(19):89-91.

[3]周劍峰,韓民.新工科專業實踐教學體系構建[J].教育教學論壇,2017,(44):109-110.

[4]俞建峰,王東祥,袁方洋,等.基于新工科理念的機械工程專業學位碩士研究生綜合實踐能力培養[J].教育現代化,2018(31):16-17.

[5]張保華,周永亮,張力,等.工程實訓基地的工業級模式建設與探索[J].實驗室研究與探索,2016(7):227-229.

[6]郭波,管菊花.新工科背景下地方高校“工業機器人”實踐教學探索[J].教育現代化,2019,6(05):5-8.

作者:錢陳豪 俞建峰 錢善華 吉衛喜 于小健 沈堅 單位:江南大學機械工程學院

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