基于项目制的“2+X”创新工程训练模式的探索
2017-11-30刘彬彬李英芝
刘彬彬+李英芝
摘要: 现代工程训练是在传统金工实习、电工电子实习的基础上发展而来的,在引入了各类先进制造设备的同时,工程训练的实践教学方法也随之发生相应的变化,更加注重训练的真实性、系统性和综合性,最终实现提高综合工程素质,培养工程实践能力和创新能力的目标。文章探讨了在现代工程训练中以项目为主线、教师为引导、学生为主体的新型“2+X”项目制创新训练实践教学方法,课内集中式工程训练与课外扩展项目式训练相结合,更加适应“大众创业、万众创新”时代背景下应用型高素质人才的培养。
Abstract: Modern engineering training has been developed on the basis of traditional metalworking practice and electrician practice. After introducing all kinds of advanced manufacturing equipment, the practice teaching method of engineering training has also changed accordingly and pays more attention to the authenticity, systematic and comprehensive of training, to ultimately achieve the goal of improving the overall engineering quality and cultivating engineering practice ability and innovation ability. This paper explores the new "2+X" project-based innovative teaching practice teaching method which takes the project as the main line, the teacher as the guide and the student as the main body, and combines the centralized engineering training with the extracurricular expansion project training, which is more adaptive to the applied high-quality personnel training in the era of "public entrepreneurship and mass innovation".
关键词: 工程训练;创新;项目制;实践
Key words: engineering training;innovation;project-based;practice
中图分类号:G482 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)34-0245-02
0 引言
随着科学技术的快速发展和对高素质、应用型人才需求的提高,现代工程训练作为培养学生工程概念、工程素质、创新能力的重要环节,需不断探索及改革人才培养的模式才能适应当前的发展趋势[1-4]。以传统的车、铣、刨、钳、铸、锻、焊等常规工种为代表的工程训练,已经不能完全适应现代工程技术发展对人才培养的要求。为了培养适应于现代技术的高素质应用型人才,必须推行“强化工程训练,提高综合工程素质,着重培养工程实践能力和创新能力”为目标的新型现代工程训练的实践教学模式[5]。目前,各高校在改革实践教学方法,加强新技术、新工艺、新方法的工程实践训练的同时,把创新训练融入现代工程训练中。着重培养学生的“创新、创造、创业”意识,提高学生的工程实践与应用能力[6-12]。本文在深入理解现代工程训练对培养人才重要性的基础上,探讨了以项目为主线、教师为引导、学生为主体的实践教学方法以及湖南大学现代工程训练中心推行的“2+X”项目制创新训練的开展。上述研究对现代工程训练的实践教学改革的具有重要推动作用。
1 现代工程训练的内涵
现代工程训练是以大工程、大制造为背景,充分体现现代工程设计技术、现代产品制造技术、现代设备控制技术的方向,为学生提供一个现代的、完备的、亲身参与的产品设计、制造、控制、管理一体化的涉及产品全生命周期的工业环境,使学生在几近真实的现场环境或装置设备上获取过程性知识,有目的着重培养创新意识、创新精神、创新能力。
现代工程训练实践教学内容要求涵盖现代工业体系内容,以培养高素质、复合型的高级工程技术人才为目标。因此,教学内容的改革必须突破传统金属工艺学的束缚,继承“金工实习”的优良传统,结合现代先进装备与技术和引进具有工程背景的高级人才,实现传统金工实习与现代工程训练的有机融合,建设能够适应现代工程技术发展需要的现代工程训练课程体系和现代工程训练实践教学基地。
湖南大学现代工程训练中心源于1953年组建的直属校办工厂的金工实习车间。经过实习工厂、学习工场及创新工场三个阶段的建设,已发展成为以大工程理念为背景,学科力量为支撑,以培养学生创新思维、综合素质为核心的综合性、开放式、先进性、创新型工程教育平台。中心占地面积21000余平方米;设备总数7000余台(套),总价值7500余万元;可同时容纳近3000名学生参加工程训练和创新创业。湖南大学现代工程训练中心积极推行“2+X”项目制创新训练的教学管理模式,提供方便条件和灵活多样的开放措施,鼓励各专业参加工程训练的学生“在学习中创新,在创新中学习”。
2 以项目为主线、教师为引导、学生为主体的实践教学方法
以项目为主线、教师为引导、学生为主体的实践教学方法包括三个基本要素,分别是“项目为主线”、“教师为引导”、“学生为主体”。三者之间相互贯通与溶合,共同促进,是现代工程训练实践教学活动的新模式。endprint
2.1 以项目为主线
在教学过程中,通过完成某个项目来进行教学。项目的终极目标是完成某个产品的制作,围绕所设定的产品设计出教学过程的各个环节。要求学生在充分分析和论证的基础上,提出具有个性化或功能性产品创新设计,进行产品工艺分析,选取适当的材料和加工方法,进行加工实践操作,通过组装后达到最初的设计目标,最后对产品的整个过程进行总结和评价。项目是实现教学活动的主线,其它的学习过程都是围绕项目来进行,在此过程中锻炼了学生们的整体统筹能力,项目工程的管理能力。同时,以学以致用,激发学生的学习兴趣和热情,获得产品制作和学习过程中的成就感。
项目的设置和设计显得尤其关键。项目的大小、难易、综合性及其适应性都对教学过程和效果起着决定作用。在教学活动之前教师需充分调研、论证,进行项目的合理设置。通过对教师设置的项目进行汇总,形成一个“菜单式”项目选题。学生在项目选题时可以在选题菜单中选取自己感兴趣的项目,也可以由学生根据自身兴趣爱好自行设计和拟定项目。由指导教师设定的项目可以在具体实施过程中加以创造和发挥,强调实施过程中的不拘一格和创新性。学生自己设计和拟定的项目需要对其可行性、创新性、工作量进行合理的分析并通过指导教师的项目评审才能开始实施。
2.2 以教师为引导
教师在教学活动中的引导作用,主要体现在项目的设置,案例分析,设备操作指导,项目的答辩及评审等方面。教师在教学活动中,通过对学生的指导,转变教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。
2.3 以学生為主体
强调学生的自主学习,主动参与,从尝试入手,从练习开始,调动学生学习的主动性、创造性、积极性;学生在实践教学活动中唱“主角”,而老师转为“配角”,实现了教学活动中的角色换位。学生在教学活动中的不再是传统教学模式中的“客体”,而成为“主体”,实现了教学活动中主客体之间的轮换,以学生为中心开展工程训练的实践教学活动。
以项目为主线、教师为引导、学生为主体的实践教学方法还体现了“动”与“静”相结合。在教学活动中的“静”体现在:理论讲解、设备的基本操作讲解、案例分析、项目评价等实践教学环节中;“动”体现在:创新设计、加工实践、项目答辩等实践教学环节中。“动”“静”相宜不仅可以增加学生们的学习兴趣,调动主观能动性,创新意识,而且有利于学生自学能力、创新能力的培养,提高学生们的实践动手能力和工程素质水平。
3 基于项目制的“2+X”创新训练模式
在项目制工程训练的基础上,湖南大学现代工程训练中心大力推行和实践“2+X”创新训练模式,即“基础训练+自选项目”的训练模式。“2+X”创新训练模式是项目制教学模式的拓展和创新应用。
“2”表示2周基础训练时间,通过机械制造工艺技术、电工电子工艺、安全用电常识等方面的认知教育,使学生体验工程过程,培养工程素质。在基础训练阶段,包括原理讲解,基本操作讲解,案例分析,创新设计,项目答辩,加工实践,项目评价(考核)等部分。课内集中实训主要体现在对设备的掌握和运用上,通过实训教师对设备的讲解、操作演示及引导,让学生了解实训设备的功能及使用方法,在学生上机练习、熟练使用设备的基础上,鼓励学生在课堂上开动脑筋、积极思考一些适合在课堂上操作完成的“小项目”。以达到对设备灵活运用、开启创新思维、提高实践动手能力的目的。
“X”表示(1-4周)自选项目训练时间。自选项目由指导老师研究开发或学生自行设计和提出。目前湖南大学现代工程训练中心面向全校各专业,开出近30个自选创新项目,如多功能雨伞架、小夜灯、挡书板、滑板车、循迹小车、避障机器人和智能家居装备等。通过这种模式的训练,学生能够把基础训练时学习的独立的、离散的工程训练单元有机串接和高度揉合,有利于综合能力的培养和创新思维的训练。课外扩展项目式工程训练是经过课内基础训练之后,主要针对学生自选创新项目而进行,此外还包括大学生创新创业训练(SIT)、机械创新设计大赛、学科竞赛、学习兴趣小组等提供项目制作支持,进而实现工程训练实践教学的连续性。
4 结束语
在“大众创业、万众创新”时代背景下,现代工程训练在培养高素质应用型人才方面显得越来越重要;以项目为主线,以教师为引导,以学生为主体的实践教学方法适应现代工程训练的真实性,系统性和综合性的要求;湖南大学现代工程训练推行的“2+X”创新训练模式,即课内集中基础训练和课外扩展训练相结合在提高了学生们学习主动性和热情的同时,也实现了现代工程训练实践教学的连续性,为应用型人才培养提供一种值得借鉴的实践教学模式。
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