现代工程教育理念指导下的工程训练教学方法改革与实践

李东华 葛 真 尚敬梅

辽宁科技大学 辽宁鞍山 114051

现代工程教育理念指导下的工程训练教学方法改革与实践

李东华 葛 真 尚敬梅

辽宁科技大学 辽宁鞍山 114051

为进一步完善先进制造技术的工程实训，我校以现代工程教育理念为指导对数控机床实训教学内容和教学方式进行了探索和改革，采用引导、激励和能力培养为主线的教学模式，取得了很好的教学效果。

工程实训；工程能力培养；教学方式改革

工程素质指人们在考虑工程问题、从事某项具体工程工作时表现出的内在品质和作风，是工程技术人员应该而且必须具备的素质。从大工程理念来看，工程人员应包括九种能力：工程知识、工程设计与创新、工程实施、价值判断、团队协作、交流沟通、考虑环境影响的、社会协调能力和终身学习能力等。

适应这种要求、服务于我校学生培养目标，对我校工程实践训练教学模式的探索与改革，就显得尤为必要和迫切。

本文内容是先进制造技术工程实训教学改革，通过不断探索和总结，借鉴相关经验，寻找适合我校先进制造技术工程实训的方式、方法，提高我校相关工作实效。

在本次教改实施过程中，采用分析问题，寻找解决方案，对比分析效果，改进教法的思路推进。着力提高学生的工程知识、工程实施、团队协作、交流沟通、学习等能力。对比与归纳总结，提出“启发引导→自主探索→讨论交流→知识应用→实践考核→操作点评与改进”的教学模式。主要内容就是以启发引导开始进行授课，对讲解的必需知识结合实例自主分析与应用，鼓励同学交流探讨，完成布置的任务；在此基础上完成机床的实际操作与加工，结合加工出的产品进行点评、分析和改进。以改变“注入式”和过分偏重知识讲授的教学方法为切入点，以学生讨论、自主探索的教学方法为突破口，来达到培养和提高学生学习能力、知识应用能力和实践能力的目的。

1 通过启发式教学，培养学生自主学习的能力

改变教师传统的角色，从单一的讲授者角色向多样化的角色转变，如导师、促进者、研究者和学习者等。学生的角色在教师的引导下也应当转变为主动、协作、自觉和反思的学习者。确立师生间平等的主体和互动对话的关系。

在教学过程中，为了调动学生的学习主动性，首先演示与讲解以前学生的优秀的和不合格的作品，适当点评；使学生明确其任务与要求，告诉学生我们下期演示的作品将出自他们的产品，以激发其进取心。

播放视频资料，展示数控机床神奇加工效果，吸引学生好奇心和求知欲；然后是数控机床的工作原理、加工过程、编程指令等内容，在教学过程中结合插补动画、仿真等手段，使教学生动活泼，一些抽象与生僻的理论内容具体化、形象化，便于理解，提高教学效果。

在教学过程中，结合具体零件加工，通过典型案例进行讲解。在重要、歧义、强调等节点设置问题要学生思考与回答，调动学生的积极性，并结合后续相关教学内容预先抛出一些问题供学生思考，随着教学的进行要求学生综合应用讲解的知识，自主给出答案。比如切削参数的选择对加工至关重要，开始学生理解不了，但随着机床实际操作和加工出工件过程的展开，通过点评，学生往往能正确理解和应用。

在同一班级内部，我们采用分级交叉教学方式，即对于接受速度快的学生，提前进入下一阶段的教学内容，进而扩展到线切割、CAD/CAM模块，有利于因材施教，通过示范效应，激发同学的竞争心理和学习兴趣。

同时采用分组竞争的方式，在组内协作完成任务，回答问题可以互为补充；组与组之间进行竞争，互相挑缺点和不足，与成绩挂钩，激发学生的进取心和协作意识。

2 采用讨论交流方式促进对知识的理解与应用能力

在上述手段增强学生对知识理解基础上，展开实际案例讨论，让学生分析不同方案的优缺点，不同编程指令的特点，提高知识应用能力。

例如，通过对比分析G01，G90和G71三种指令编出的程序，让学生讨论、分析各指令的特点和不同的应用情况，并要求学生对同一零件编制G01，G90和G71三类加工程序，通过仿真过程对比，增强理解。对涉及的工艺知识抛出来，供学生思考。努力做到知识传授与自主学习的统一，处理好“会学”和“学会”的关系，让学生理解工程实质：是综合应用科学理论和技术手段去改造客观世界的实践活动，它强调综合，强调方案的优缺点比较并作论证和判断，寻求最优解决方案。

3 通过引导的方式锻炼和提高学生工程实施能力

实训内容包括仿真软件使用、加工程序编制和数控机床实际操作、加工零件创新设计。从仿真操作开始，布置的作业由简单到复杂，渐次增加要求。为了便于学生自主学习，我们提供零件设计方法，程序简化方式，实习指导书、教案及其电子版，PPT版教案供参考。

实训过程出现的问题基本分为3类，即(1)通过查阅提供的资料可以解决的问题；(2)通过思考可以解决的问题；(3)必须提供帮助的问题。(1)和(2)类问题在具体问题中占很大比重，教师采用非直接回答的方式，目的是要改变灌输式教学，去除学生依赖心理，让学生由被动接受讲解转为主动探索自主寻找解决途径，锻炼学生分析和自学能力。对于(3)类问题也主要以启发为主，通过反问、提示等方式，引导学生独立分析，自己得出问题的答案来训练学生解决问题的能力。

同时，鼓励学生沟通，在交流学习心得的同时，扩展解决问题思路，互相促进提高。防止学生互相抄袭，在机床实际操作之前独立考核进行甄别，无法完成作业的，将继续编程训练，直到满足要求为止。

我们鼓励学生提出问题，有时提供某种引导问题，比如刀具运行轨迹中的起刀点、退刀点的选择对加工的影响等，促使学生独立思考。

4 完善考核方式 重点考核实训过程

采用的考核方式主要从质和量2个方面着手。(1) 量化方面：下面是分类考核简表1。

表1

考核采用模块分级的方式，我们训练内容是模块化的，模块之间是层次的、渐进的，完成规定实训任务，就得到相应的考核结果。

(2) 综合质量方面：主要从包括编程质量、仿真操作、机床实际操作、工艺分析、实习纪律、实习态度等多方位进行过程跟踪考核。

比如，我们在对工件检查之后重点对出现的问题进行分析，包括数值计算和工艺分析，能改进、会改进是重要评判标准。因为我们的目标是培养工程师而非机床操作者，注重宏观的问题分析、寻求解决方案更重要。通过仿真训练和实际操作的对比，加深有关知识的理解，达到提高知识应用能力、提高解决实际加工问题的能力。突出了实训的重点，避免纠缠在不必要的环节。

另外，严格执行设备使用与保养有关规定，让学生初步掌握正确的作业方法，现场管理等有关内容。

要强调说明的是，在提高和卓越训练层次，我们采用生产中的实际工件或者国家职业技能考级的真题进行，按照实际加工要求进行考核。

5 改革的实际效果

图1为数控机床仿真操作考核成绩分布图，数据来源于实际考核记录。

在实践过程中，将新方式与传统的教学方式进行了多组对比，通过对数据的仔细分析，每组数据都支持新教法的效果。具体评判包括：指令理解、流程记忆、完成基本操作的速度（人数多少和时间的长短）和效果等多方面。本项教改从已经取得的实际整体效果看它符合教学规律，具有循序渐进的特点，学生兴趣高，参与积极，态度认真，质量越来越好，并有一些综合性强、想象丰富、制作精美的优秀作品。

先进制造技术工程训练教学模式改革具体归纳为：

5.1 教学内容规范化

(1)教学文件格式化：编写统一的电子教案、制定统一的实践教学授课计划、使用统一的视频资料库和课件。

(2)精心设置互动环节：按照课程的逻辑关系，在重要的节点合理设计启发、讨论内容，通过环环相扣的问题促使学生思考、讨论，对存在的疑问和难点采用自主学习和查找资料等方式解决。锻炼学生的综合分析能力，提高学习主动性和积极性。

5.2 教学过程模式化

通过启发式的教学方式，使用规范化的教学内容，实施分级交叉的实训方案，来培养学生自主学习能力、实践能力的目的，具有严格的逻辑关系，可操作性强。

5.3 重视过程的考核方式

考核方式重视量与质的关系，既保证按照大纲传授必需的知识，又体现了工程实训的特点。考核方式强调过程，方法、效果和能力的提高。

6 结束语

这项教改具有几个特点：

(1)以学生为中心，充分调动学生的学习自主性和积极性，构建开放式自主性工程训练教学模式。

(2)以产品为载体，将模块、训练内容有机结合，通过典型产品的加工训练，使学生初步掌握产品制造的基本工艺过程。

(3)以融合优化相关实践课程为基础，充分利用工程训练中心实训条件，实现讲课、实训、创新训练一体化。重点解决学生工程实施能力的培养。

通过实践教学模式的改革,不但提高了学生的工程知识能力、工程实施能力、团队协作能力、交流沟通能力、学习能力等,还直接促进了教师扩展自身的专业知识和技能的积极性,进一步提高了实训教学的水平。

[1]傅水根.创建有中国特色的工程实践教学体系[J].中国大学教育,2007,7

[2]李勇军.基于大工程理念的工程教育改革研究与探索[J].高等理科教育，2009,2

[3]朱玉英.现代工程教育下的金工实习改革[J].教学研究，2009,2

Abstract: For further improvement of advanced manufacturing technology, engineering practice, the engineering training center in our school on modern engineering education idea guidance on the NC machine training teaching contents and teaching methods probes and reform, use guide, motivation and ability training as main teaching mode, has achieved very good teaching effect.

Keywords: engineering practice; engineering ability training; teaching methods reform

The reform and practices of engineering training based on modern engineering education principal

Li Donghua, Ge Zhen, Shang Jingmei
Liaoning university of science and technology, Anshan, 114051, China

2010-10-19

李东华，硕士，讲师。

稿件说明：本项教改获得辽宁科技大学2010年校级教学改革成果三等奖。