卓越工程师培养计划下的工程教育环境情景教学

杜新宇

[摘 要] 卓越工程师培养计划，就是要积极创造贴近企业的工程教育环境，使学生能够在实际的工程条件和背景下，通过学习与实践，促进学生工程素质、工程能力的全面提升。由于金工实习独特的工程环境条件，适于卓越工程师培养计划的实施。工程环境建设可理解为包括设备、场所、工具、看板等的“外界环境”和情感体验、语言描述、学生士气等“内涵环境”，文中介绍了金工实习的外界环境建设，同时强调还要加强与外界环境相适应的内涵环境建设才能更有效地将学生学习的知识与技能内化。内涵环境通过教学方法体现，主要介绍了创设直观认识环境、加强学生情感体验、过程学习提示等教学经验与方法。

[关键词] 工程环境；外界环境；内涵环境；情感体验；直观认识

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2018） 11-0088-03

一 引言

卓越工程师培养计划下对人才的培养，要创造各种教学条件，特别是要创造贴近企业实际的工程教育环境，使学生能够在类似企业的工程背景和条件下，根据不同階段的学习内容特点，采用不同的教学方法，以促进学生工程能力和工程素质的全面提升。由于金工实习独特的工程环境条件，适于的环境首先需用教与学的有效性原则，首先明确教学任务，优化选择教学内容，然后认真分析教学任务、教学内容、专业与班级特点，指导教师的专业能力与特长，制定贴近企业实际的工程环境与实践教学情境方案。

二 环境对学习的影响

学生的学习过程和学习效果，不但受到学生的教学与学习方式、社会文化形态的影响，同时受到学习活动所在学习环境的影响。人的智力中存在有情境成分[1]，所以不同的学习环境会影响学生对知识与技能的兴趣与理解。因此，要使学生学习到能直接应用于实际工程环境中的专业知识和操作技能，就应该在实际工程环境中去学习相应的知识和技能。这种观点得到了越来越多工程教育专业人士的认同。

贴近企业实际的工程环境建设可分为“外界建设”和“内涵建设”两部分，两者相辅相成。工程环境建设不仅要注重外界环境建设，而且应内化内涵环境建设。外界环境包括实习基地设备、场所、工具、看板、卫生、色彩等，内涵环境包括学生士气、情感体验、语言描述、与相应环境的融合与进入、实物演示等。进行环境教学的目的是通过引入职业实际环境，使学生在实训教学过程中感受到以客户需求为中心的企业理念，树立质量和服务的市场意识，注重工程实际问题的解决的职业要求而不是学科导向。同时，在良好的工程环境中，在致力于解决问题的过程中，锻炼了团队合作、沟通能力等综合素养。

围绕培养学生优秀的工程素质，南阳理工学院金工实习基地在探索营造贴近企业实际的工程环境，研究拓展实习功能方面进行了有益尝试。

三 建设耳目一新的外界环境，激发轻松愉快的实习情绪

情绪心理学研究结果表明，中等强度的、愉快的情绪有利于智力操作的组织和进行[2]，所以营造一个让人产生积极、健康、平和的情绪环境十分重要。现代企业也注意到这一点，很多企业注意改善工作环境和人与人之间的关系，使员工在工作时感到轻松愉快，心情舒畅，员工情绪高涨，工作积极，增进工作动力。环境教学也具有这样的效果，创设优美的环境，同样可以使身在其境的学生感到轻松愉快、心平气和、耳目一新的外部环境，促进学生心理活动的展开和深入。

实习教学的外部环境是引起学生第一印象的首要因素，近年来始终坚持外部环境建设。设备放置根据实习工种安排采取分区放置，保证实习学习现场环绕听讲，符合操作者安全要求，充分利用车间采光通风，设备各部件位置要达到“横看成岭侧成峰”的效果。在不影响人员走动处和作品展柜环岛区域摆放耐阴绿色植物。地面用各种颜色的线条及方框标明交通运输通道、工具放置区域、生产操作区等，使道路通畅，各类物品位置明确，实习现场井然有序，符合企业目视化管理和定置管理的要求。设备各部分固定在统一位置上，远远望去，浑如一体，使每一位实习的学生一进入车间，就为实习场所的整齐和绿色环境所震撼。墙面上配合现场教学的专业展板疏密有致，以蓝色基调为主体，使学生产生心平气和的感觉。为方便实习学生准确找到各工种指导教师，设置的教师简介按工种分区，以图形索引教师所在工种，学生可以一目了然找到自已要实习的位置和教导教师。

四 创设直观认识环境，情景演示师生互动

实习环境的外部环境建设起到既创造一个文明的实习场所，又提高学生的学习积极性的目的，在实习的过程中则要在每一个环节同样做好环境内部建设，即内涵建设。环境教学利用了方法论中的反映论原理，根据客观存在对学生主观意识的作用，使专业知识及操作技能通过直观、形象进入学生的意识。实习基地的工程环境是人为有意识创设的、以学科或职业岗位能力需求为导向的、有利于学生发展的外界环境，在教学过程的引导下，这种机械专业特定的情境，不仅影响学生的认知心理，而且促使学生的情感活动参与学习，从而引起学生本身的自我运动。充分利用这种工程环境，从一开始实习，指导教师应先给学生一个认识实习，在机床设备前，边指引、边示范，向学生讲述实习机床的结构、作用及加工范围，加工时所使用的工装具、刀具，让相关机械知识以直观的形式进入学生意识。具备了该实习工种的基础知识后，指导教师开始环境示范教学。

实习指导教师在演示示范时，切忌局限于演示教学，一定要把演示教学演变为上述情景教学。二者是有区别的。演示教学法只限于把实物、教具及操作过程呈示给学生，或者教师简单地做示范实验，虽然有一定的直观作用，但仅有实物直观的效果，只能导致学生纯粹的智力操作，而不能引起学生的学习兴趣，不能发挥情感的作用。应该说明的是，情境教学法的一个本质特征是激发学生的情感，以此调动学生认知活动的进行。所以指导教师一步一步示范零件的加工步骤，最重要的是，示范过程中要边示范边讲解，用动作、声音、眼神创造一个情景教学的环境。

现场示范操作是实践教学中必不可少的教学环节，实习指导老师自己必须具有很强的动手和实践能力，通过准确规范的示范操作可以有效增强学生对实习的感性认识。教师熟练的操作、快速完成工件加工可带给对学生钦佩和震撼，是老师示范后学生跃跃欲试的主要原因。

学生通过对教师示范操作的观察和模仿，大大缩短了学生掌握技能的时间。为让学生记忆深刻，要围绕典型零件加工这条主线，通过指导老师巡查和耐心的指导，及时纠正学生在操作过程中不规范或错误的操作，让学生快速熟练地掌握机床的基本操作，掌握典型零件的基本加工方法，从而使学生达到举一反三、闻一知十的教学效果。

示范教学中有些老师只是演示一遍就让学生开始自己操作了，在巡查过程中教师会发现学生出现错误动作、错误程序比较多，究其原因是因为看似简单的操作步骤，由于学生是初次操作，不能一下全记住，但不记住这些步骤又没法操作，记住了步骤也会因操作不熟练而产生问题，甚至损坏机床或刀具，比如车削练习时学生总记不住车刀先退刀离开工件，再向后退。为使学生快速记忆教师演示的正确步骤和方法，演示后可先挑一个学生操作一遍刚才教师的演示步骤，让其他学生指出他的错误之处，并和他一起回忆正确的演示步骤，这种方法叫示错法。学生重复演示的速度不要快，忘记时周围的同学或老师一起向他说出下一个操作步骤，通过这样的方法起到加深印象，强化记忆的教学目的，当然这也是情景教学的一部分。

五 加强实习学生情感体验，角色体会提高操作熟练程度

在教学过程中激发学生积极健康的情感体验，能够提高学生学习的积极性，使学习活动成为学生主动的、快乐的事情。在指导教师讲解示范一阶段的知识的操作后，马上让学生进行操作的模拟和知识的应用，更重要的是体验完成任务后的欣喜自信与成就感。在教学活动中，老师建立与学生平等的关系，以服务学生的心态传授、引导、指导学生，鼓励学生，赏识学生让老师来检验的作品，增强学生进一步学习的自信。

环境教学的直观手段表现在从毛坯到零件的变化过程、教师的示范、设备刀具到机器的轰鸣声。环境教学还十分注重直观手段与语言描绘的有机结合，语言描绘提高了感知的效应，使情景更加鲜明。在情境中，教师边示范边讲解的语言描述行为对学生的认知活动起着一定的导向性作用。教师诙谐幽默、抑扬顿挫、充满激情等带着感情色彩的语言作用于学生的感官，引起学生的兴奋，激起学习的欲望，让学生积极主动地参与其中，促进自己进入与教师互动的环境之中。备课时要求教师要特别注意各教学环节之间的过渡语的设计，使环节之间连接得更紧密，更恰当。

课堂教学过程中，欢快活泼的课堂气氛是取得优良教学效果的重要条件，学生欢欣鼓舞和情感高涨之时往往是知识内化和深化之时。青年学生的特点是兴趣高涨快，但持续时间短，学生练习一种操作往往只求体验程序，不求熟练掌握。如何让学生提高本阶段操作的熟练程度，加深知识的内心体会，是实践教学中常常遇到的问题。教师示范教学时是操作表演的主角，学生练习时同样是主角，让学生不断进行“客户与学生”“老师与学生”的角色变换是环境教学的情境体会。如车削加工实训中，漫无尺寸的车削外圆很快让学生感到兴趣索然，这时可以组织一台车床的两名学生进行“客户与学生”角色变换。一名学生充当客户，根据毛坯直径设定外圆加工尺寸，另一名学生进行加工，然后由“客戶”测量是否符合公差要求，逐渐抬高加工精度，提高学生操作技能。车床的进、退刀练习由于没有真实目标和可检验性，学生空车练习没有兴趣，一旦开始加工工件，总有学生出现该退刀时进刀的误操作而扎坏工件，甚至打坏车刀，这种情况同样可用角色变换的环境教学来提高学生的练习兴趣，提升学生的操作熟练程度和操作准确性，减少误操作。

对于“熟练程度”，学生是没有一个明确概念的，“什么算熟练”“我已练了几遍了，算不算已经熟练了”这是学生经常提出的疑问。学生练习了几遍之后，总以为已记住操作步骤，就算是熟练了，这不行，所以告诉给学生一个熟练的标准非常重要。与学生互动中提醒学生，中学时期学过的生物课程中有一个巴甫洛夫的“条件反射”试验，学生一定说记得，那你问学生喂食时摇铃，多次重复的结果是什么，并明确地告诉学生练到“听到铃声就知道该吃了”的程度，也即想都不用想手已上去了的程度，才算是熟练。

六 过程学习提示，图画再现情境

学生在金工实习的过程中有需要学习提示的两个过程，第一个是刚学习操作学习阶段，第二个是自我提升阶段。操作学习阶段虽然通过教师的情景演示、同学的互纠示错来加强记忆，达到独立操作的目的，但由于现场教学的特殊条件会使个别学生没有记住或理解实际操作的一些步骤，为使这些操作方法和步骤能再现，对这种情况起到提示作用，需要一种像理论课程的板书信息可以长时间的保留。

学习经过基础练习阶段的学习，会进入后边的综合应用和设计创新阶段，这两个阶段是学生的实践动手能力和知识应用的自我提升阶段。老师不可能把某种机床的所用的加工方法都一一传授演示出来，学生可以根据这种机床的加工原理自学其他加工方法，这时也需要一种像教材一样的现场提示。

图像是展示形象的主要手段，用图像、图画再现金属加工工艺与方法的情境，实际上就是把加工方法与操作步骤的形象化。某一工种的加工范围、机床结构、工件安装方法、加工方法、加工原理等内容都可以用鲜艳的色彩、生动形象的画面最能引起学生的注意力，可以使教学内容直观、形象，使学生在学习中需要提示时很快进入教学情境中，达到理想的教学效果。

为了进一步营造成工程氛围，同时增加现场教学的便利，根据金工实训的内容，制作了百余幅图文并茂、色彩精美的专业挂图，安装在金工实训基地的墙面上的，挂图从内容上和各种加工机床的位置相对应。（责任编辑：张宏玉）

参考文献

[1]胡明锦，宋晓丽.实训课程以学生为中心的教学设计初探[J].中国科技创新导刊，2008（13）：48.

[2]郑金洲.教学方法应用指导[M].上海：华东师范大学出版社， 2006 ：38-40.