基于社会需求的高职《机械制造基础》课程教学改革与实践

2019-12-27李蒙张冬梅罗成果祝庆

绿色科技 2019年21期

李蒙张冬梅罗成果祝庆

摘要：指出了在经济新常态下，我国经济结构调整和产业转型升级的需求使社会对人才的选择标准发生了根本变化。高职院校的人才培养面临着要培养出既具有动手能力，又有分析和解决问题的能力;既具备创新意识和创新能力，又有高素质、高技能的专业人才的挑战。基于此，以模具设计与制造和机械设计与制造两个专业“机械制造基础”课程为例，结合该课程的基本特点和教学过程中存在的问题，提出了高职院校技术技能型人才培养模式下课程的改革思路和目标：通过改革教学模式、优化理论、调整实践课比重、加强小班授课建设、创新考核评价模式和教学团队建设等手段来提高人才培养质量。以校企合作为抓手，提高学生学习的积极性和创造性，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，成为高素质、高技能的专业人才，以适应社会需求。

关键词：社会需求;高职院校;教学改革;教学实践;高素质技术技能型人才

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）17-0245-04

1 引言

目前，我国经济发展已步人新常态，经济增长方式发生了根本性变化，即由高速发展转向高质量发展[1]。供给侧改革逐步深入推进，经济结构和产业结构逐步优化升级[2]，社会用人标准也发生了深刻的变化，用人单位需要更多既懂得技术知识又掌握技能的高素质人才，这为高职院校的人才培养方向和考核方式提出了挑战。依据《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》、《现代职业教育体系建设规划（2014-2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》等文件要求[3，4]，高职院校，尤其地方高职院校应主动适应和对接地方经济社会发展需求，以社会需求和服务地方区域经济发展为导向，加快高职院校人才培养模式改革，规范人才培养目标，全面进行教学改革，为社会输出更多相关行业的高素质、高技能的专业人才。在此背景下，笔者以模具设计与制造专业和机械设计与制造专业所开设的“机械制造基础”课程为例，结合多年积累的实际教学经验，对现有教学现状进行反思，通过改革教学模式、优化理论、调整实践课比重、加强小班授课建设和创新考核评价模式等进行适当的教学体系改革，从而把《机械制造基础》（以下简称机械制造基础）课程教学改革推向深入，以期提升人才培养质量，并为兄弟院校人才培养和教学改革提供一定的参考依据。

2 机械制造基础课程特点及教学现状

经济新常态下，对于企业来说产业转型升级优化已迫在眉睫，随之用人单位对高校人才培养标准提出了更高的要求，这对于高校，尤其高职院校来讲，调整和制定适应社会需求的人才培养模式显得极为重要，其中课程教学模式改革是人才培养模式调整的关键环节。信息技术时代的到来，如互联网+给任课教师改革教育教学模式改革创新提供了有力条件，基于此，任课教师把信息技术和课程教学进行了有机融合，虽有起色，但整体教学效果还未让人满意。其原因涉及课程的特点、学生文化素质水平和师资队伍建设等教学实际情况，以及社会需求标准的变化，具体分析如下。

2.1 机械制造基础课程特点

高职院校机械类专业一模具设计与制造和机械设计与制造的人才培养方案中所设置的专业课——机械制造基础，以工程应用实际为研究对象，主要学习任务是研究不同材料使用性能和工艺性能及材料成型工艺，所涉及的课程内容为工程材料的性能及其成型工艺两大模块内容。该课程前半部分主要讲授工程材料相关知识及基础理论，即金属的晶体结构、凝固与结晶、金属材料热处理、铁碳合金相图，金属材料、高分子材料、无机材料、复合材料等工程材料的性能;后半分涉及材料成型工艺，即焊接技术、锻造成型和铸造技术三大部分。从上述课程中所学知识点不难看出，该课程具有知识面广、重点和难点多、理论性强、概念较为抽象，具有高度的综合性，这就要求学生具有很高的空间想象能力，这对人学考试分数较高的学生来讲已是不小的挑战，更何况绝大部分学生人学成绩并不理想，学习起来吃力程度可想而知。另外，因为学校教学资源的局限性和传统的教学方法，对于不同层次和不同类别的学生来讲，要熟练掌握和灵活运用该课程所学知识的难度可想而知。

2.2 机械制造基础课程教学现状

查阅相关文献[5～7]，结合多年的教学实际经验，发现教学过程中存在以下问题：①教学方法守旧。传统的教学模式中，教师在课堂上采取惯用的满堂灌、填鸭式教学手段，教师在课堂上只管讲，而学生在下面因课堂枯燥无味而厌学，导致上课期间教师讲课无激情，下面学生无学习兴趣或学习积极性很差的状况，出现了大面积低头族现象，不是睡觉就是玩手机来打发或消磨时间，因忽视了学生的主体性，从而达不到预期的教学效果;②重理论轻实践。对于高职院校来讲，要求学生懂技术会技能，而传统的教学理念恰恰重理论而轻实践的理念非常严重，造成培养出来的学生既不懂理论知识，也不具有实践动手能力，这与高职教育培养目标背道而驰。例如高职院校大部分专业课课时设置为纯理论课或大部分是理论课和极少部分实践课，这是由于学校教学资源匮乏、教师教学理念落后和知识面窄、教师本身缺乏企业经历等综合因素所造成的;③打包式大班级教學现象严重。对于机械制造基础这样的专业课，课程中本来难点重点就多，如果采用大班级，即2～3个班合在一起，加起来人数达100人左右，多时甚至达120人，任课教师把注意力顾及到每个学生确实有一定的难度，更何况学生的文化素质参差不齐，导致任课教师不可能让每个学生都能学会所讲授的知识点，结果在大教室上课造成大部分学生出现低头玩手机、睡觉现象非常严重，更有学生上课期间随便出入教室现象，教学效果大打折扣;④考核评价模式呆板。大部分专业课考试采取期末一张试卷就确定学生成绩的状况。现有的学生考核评价模式是采用期末试卷考试和平时的出勤考核来定学生成绩，这种考核评价模式不能真正考察学生对所学知识掌握和运用熟练程度。

3 教学改革思路与目标

3.1 教学改革思路

针对机械制造基础课程教学过程中存在的问题，结合现有教学资源，利用信息技术创新教学方法;促进校企合作深度融合，优化理论课和实践课时的比重，提高学生实践动手能力;增加学生固定小教室数量，采取小班制讲授专业课;变革学生考核评价模式;加强教学团队建设。

3.2 教学改革目标

高职教育要培养学生具有根据实际机械零部件使用性能要求进行正确选材，分析零部件的成型工艺，制定合理的成产工艺能力，提升学生独立思考和创新能力;要求学生熟练掌握该课程中金属常见晶体结构的识别，能够理解和分析相图组织变化随温度和化学成分变化的内在规律，灵活掌握不同热处理的特点，深入理解铸造、焊接和锻造成型的基本原理和特点，考察学生掌握新技术新知识的文化素质能力;以学生为主体，教师讲授为辅，增强学生独立学习知识，独立分析问题和解决问题能力，培养学生团队协作精神。例如，在讲授工程材料在汽车的应用一节内容时，其中汽车发动机关键部件曲轴的生产工艺、曲轴的受力状况、热处理方法选择、力学性能要求等相关问题，由学生独自或几个学生协作分析和制定生产工艺。

4 教学改革内容

4.1 革新教学方法

以学生为主教师为辅，增加课堂上与学生互动交流的时间比重，充分利用现代信息技术，提升课堂教学效果。过去传统教学模式给课堂带来沉闷氛围，学生收效甚微，教学效果令人堪忧。任课教师定期或不定期深入相关企业，理解和把握企业对该课程知识点和能力的要求，把课程中所讲知识点与实际工程零部件的生产工艺融为一体，在课堂上以自己的亲身体会为例子进行讲授相关知识内容，让学生感受学习知识的重要性，提高学生学习积极性和主动性。有机会让教师在学生空闲时间带领学生深入校企合作企业，亲身体会本门课程的重要性，了解相关企业对本门课程知识的需求程度，以便学生知道学习的重点，也是学生学习的动力。为让学生进一步理解和巩固所学知识，教师把企业里与课程相关知识，例如钢铁的金相组织检测、化学成分的测试、抗拉强度和硬度测试等拍成照片和视听资料，利用多媒体教室给予学生播放，以丰富课堂教学。以手机等移动客户端为手段，充分利用学生的碎片化时间，教师和学生利用移动客户端进行线下互动。任课教师通过微信平台等交流平台经常上传课堂上难于理解的知识点，把其制作短小视频上传让学生利用课余闲暇时间进行自由学习，学生对知识点等疑难问题回传，教师在课外进行解答，增强学生的学习兴趣和学习积极性，提高学生掌握知识的能力。

4.2 优化理论和实践课时比重

实验课和实践课是机械制造基础课程的重要实践环节，是培养学生动手能力，分析问题和解决问题能力的抓手。目前，大部分高职院校对于机械制造基础课程的讲授仍然以课堂理论讲解为主，实验和实践内容偏少，学生主动参与程度低，偏离高职教育要求学生具有实际动手能力、分析问题和解决问题能力的人才培养目标。建议应压缩课堂理论知识传授的课时比例，提高实验和实践课时比重。对于模具设计与制造和机械设计与制造专业来讲，人才培养方案给予64课时，理论课时占了52课时，而实验课时只占了12课时，更谈不上实践课时，这种现状导致了该课程重理论而轻实践的事实，造成学生不足以应对工程应用中出现的实际问题，削弱了学生综合运用所学知识解决实际问题的能力[8，9]，学生独立解决问题和分析问题的能力弱化，完全不符合当代高职教育的宗旨。结合多年教学经验，通过不断与兄弟院校教师交流，筆者认为应强化实践教学环节，提高实践环节课时所占比例，即实验课可以提高到20课时，社会实践环节课时占14课时，理论课时占30课时，熟练掌握书本上的重要理论知识已够。实验环节让学生亲自操作仪器设备，学会材料金相组织和力学性能的测试方法和测试过程，例如，让学生利用光学显微镜观察和分析金相组织，利用万能试验机检测材料的抗拉强度和屈服强度等力学性能指标，熟练掌握用各种硬度仪测试材质的硬度，能熟练操作手工电弧焊进行各种简单的焊接实验。实践教学环节应由任课教师带队，组织学生深入地方机械制造等相关生产企业，了解各种机械零部件所用材质，熟悉零部件应具力学性能，亲身见识机械零部件生产过程，或与校企合作企业沟通，采用学徒制模式，让学生跟企业师傅学习和操作，师傅亲自教授学生实际操作和动手能力，让学生在做中学，意识到课堂上所学理论知识的重要性，从而出现学中做，做中学的良性互动，不断提升学生运用所学知识解决实际问题的能力。

4.3 加强小班授课模式建设

目前，大部分高职院校因教学资源不足等因素影响，打包式大班授课情况非常普遍，而大班授课存在的不足非常明显[10]。例如，因大班授课学生数量多，学生文化素质参差不齐，无法对关注到每个学生，又因学生个性差异较为明显，因此教学效果令人堪忧。采用小班授课教学模式可以加强学生和教师之间的互动性，利于教师对课堂教学的把控，学生参与课堂的几率极大提高，调动了学生学习主动性和积极性，有效强化学生学习效果[11]。通过近几年教学实践发现，采用行政班级为单位进行授课，即一个班大约35人，在固定小教室采用移动投影仪进行授课，教学效果非常好。通过问卷调差分析发现，98%的学生认为能充分理解教师所讲的每一个知识点，互动性很好，教师也能顾及到每个学生的学习状况，从每个学生的表情能观察到学生对知识的掌握情况。这么多年教学发现，每一节课几乎没有发现学生低头玩手机、埋头睡觉现象，学生出勤率和期末课时成绩令人满意。基于此，建议学校加强小班授课模式，尤其是专业课的讲授，以利于提高课堂教学效果，增强学生学习积极性和学习兴趣。

4.4 创新考核评价模式

检验学生掌握知识技能的熟练程度的重要环节就是课程的考核评价模式。现在仍然存在期末一张试卷定成绩的考核评价模式依然存在，该模式存在明显的片面性和科学性，不能真正培养学生的实际动手能力，学生缺乏独立思考和解决分析问题的能力，不能提高学生解决实际工程问题的能力，与高职院校人才培养目标背道而驰，削弱了人才培养质量，不能很好适应社会需求。因此，加强考核模式创新，实施多元化考核评价模式，全面评价学生的综合能力，有利于提升人才培养质量。建议课程考核由平时出勤率、课堂互动情况、作业完成情况、任务模块解决完成情况和期末试卷等几个方面综合评定[12，13]，其中任务模块可以设置实验和实训项目，让学生独自或几个学生协作共同完成，该模块最终成绩可以由任课教师和企业相关技术人员共同考核或由企业技术人员独自考核，给出相应的分数，或者期末学生进企业而让企业技术相关人员给学生设置考试任务，考核内容可以由岗位卫生、岗位理解程度、同事之间的协作情况、对待上级安排任务的执行能力等方面组成[14]，以评定学生的综合能力，提升自身综合素质，以便在潜移默化中获得岗位所需知识和能力，更好适应社会需求，为学生今后参加实际工作打下坚实基础。

4.5 加强教学团队建设

教学团队建设有利于提升教师教学水平，提高教学质量，实现教师知识技能协作互补，推动课程建设和专业建设迈向新的台阶，更好实现高素质技术技能型人才培养模式建设[15～17]。教学团队应由专业相近、中青年教师参与、校外高级技术人员组成，共同编制课程标准，制定教学大纲，把握教学进度，共同研判课堂中出现的学情问题，共同负责学生实验实践项目的选定，剖析学生职业能力要素组成，学生参加技能大赛的条件，这样能及时了解社会人才需求状况，提升青年教师教学水平，增强学生学习积极性和主动性，加强了学生实际问题独立分析和解决能力，促进人才培养质量提升。多年教学实践表明，有机建设教学团队对于人才培养质量提高具有重要意义。对于《机械制造基础》课程来讲，院共有5名教师主讲，该团队由学术技术带头人3人，具有企业经历教师3名，副教授职称以上3人，该团队组建以来对于课程建设、教师教学技能提升、学生理论实践能力提升均取得了明显效果。

5 课程改革后的实际效果

通过对2015级、2016级、2017级模具设计与制作和机械设计与制造专业约100名在校生和近三届约80名毕业生的调查问卷，结合企业用人单位的走访，该课程改革取得了较为明显的效果。①该课程改革的实施，学生的学习兴趣增加和学习氛围浓厚，课堂教学效果得到了明显提升;②能熟练灵活运用所学知识解决实际工程问题，提升了学生的实际动手能力，增强了学生分析问题和解决问题的能力;③工作中学生的协作能力和协作精神得到了很好的体现，培养了学生的团队意识和团队协作精神。④用人单位对毕业生的满意度得到了明显提高。学生离开学校，能很快适应工作岗位，学生对工作的满意度和用人单位对学生综合能力的满意度均有明显提高。以上课程改革效果说明了以社会需求为导向的人才培养模式下，对机械制造基础课程的改革已取得阶段性的成效，但因学校教学资源的局限性和校外实习实训基地建设滞后，建议今后加强专业课程改革力度，争取更多政府和社会资金建设实验实训基地，丰富实验和实训项目，增强学生的综合能力以满足社会需求，更多地培养服务区域经济社会发展的有用人才。

6 结语

我国经济结构转型和产业结构不断优化升级，国内对满足工作岗位和适应社会需求的机械设计和模具设计与制造专业人才的需求必然增加。但是，随着材料及其工艺发展日新月异，机械制造基础课程内容不断进行修订和丰富，这就既需要专业教师不断丰富自己专业知识和专业实践能力，又要加强培养学生掌握新的材料及其工艺的能力。为此，要不断完善教学模式，丰富学生实验和实训内容，优化和重构理论课时和实践课时的比重，不断制定和创新学生考核评价模式，以期提高学生学习积极性和主动性，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，提升学生综合能力，为社会输出更多满足社会需求的高素质人才，从而推动我国经济社会的稳步增长。

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