基于实践和创新能力培养的金属材料专业生产实习教学改革探索

2020-02-25

山东农业工程学院学报 2020年9期

（西南大学材料科学与能源学院，重庆400715）

引言

我国《高等教育法》规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”在深化工科高等教育改革中，培养学生实践和创新能力是一项根本性的指导思想，在高素质人才培养中占据着极其重要的地位。

生产实习是理工科院校实践教学的重要内容，是学生理论联系生产实际的有效途径，对学生夯实专业知识、提高专业素养、培养动手能力、开拓视野具有重要作用[1]。企业对“即插即用”型高素质人才的迫切需求，要求高等院校从教育观念、培养模式、基地建设、管理制度、评估方法等方面全面深化生产教学改革，培养学生发现、分析和解决工程实际问题的能力。因此，结合金属材料专业生产实习教学改革现状，深入剖析深化改革中出现的问题，探索建设有专业特色的生产实习教学改革体系，以人为本培养实践和创新能力兼备的新工科复合人才具有重要的实践和指导意义。

1.生产实习教学现状

金属材料专业以培养适应社会经济、科学技术和工业生产需求的高素质人才为目标，培养方案和实施历程有其自身特色和内在要求。既需要学生对材料学、材料制备、加工和分析检测相关基础知识的牢固掌握，更需要努力培养学生解决工程问题的创新思维和实践动手能力[2]。然而，传统生产实习的参观讲授模式和以带队教师为中心的组织方式，使得刚学习完一两门专业课程的大学生感到虚拟抽象，无法将基础理论的大框架与实际的工艺过程有机联系，造成理论和实践的脱节，更谈不上理论和技术的原始创新。金属材料专业学生生产实习教学面临的问题突出表现在：

（1）成熟的实习基地资源匮乏，实习队伍“扎堆”的情况严重。市场经济激烈竞争的大背景下，企业以制造产品、创造效益为第一要务。越来越多的企业，由于生产管理、技术保密和人生安全的考虑，对待学生下厂实习的态度由积极变得应付和消极[3]。很多传统的生产实习基地已经不再接待大规模的集中实习任务，直接导致成熟的实习基地资源匮乏。大量高校往往在同一教学周期涌入实习基地，实习队伍“扎堆”的情况严重，造成学生住宿、实习接待、安全管理等方面的巨大困难，对实习基地生产和接待能力提出了严峻挑战[4]。高校生产实习的极大需求与实习资源的紧缺已经成为理工科院校生产实习教学中的主要矛盾[5]。

（2）实习教学模式急需变革，实习教学质量亟待提高。传统统一集中的实习组织方式导致动辄几十上百位学生同时开展同一项生产实习任务。实习工厂往往很难满足每位学生都能“动手操作”的主观需求，学生只能被动的看和听，实习变成参观。另一方面，由于接待实习过程“走马观花”，流于形式，学生学习的积极性和主动性受到极大抑制，实习质量大打折扣[6]。不断增加的实习学生人数与十分有限的实习资源之间的矛盾极大制约着高校生产实习教学质量的提高。

（3）专业课程教学滞后，生产实习知识体系不完整造成学生实习认知障碍。高等院校的生产实习一般安排在入学后的第三学年初进行，实习之前学生往往只接触到《材料科学基础》、《材料物理》等少数几门侧重理论的专业课程，对于铸、锻、焊、热处理等生产加工实践的专业课程的学习尚未开展。这就造成学生对基本原理，专业概念、术语的缺乏，进入生产实习现场，接触到具体的工艺过程和方法时显得尤其陌生和无所适从，生产实习退化成一个完全的记笔记和走马观花的被动过程。学生很难第一时间将书本学习的理论知识与生产应用建立起有机的联系，既影响了对前导理论的巩固、消化、吸收，同时又不能有效激发学生对所看进行深刻透彻的思考，影响后续专业课程的学习兴趣和效率。

（4）缺乏具备丰富工程实践经验的带队老师，对生产实习全周期教学内容的安排、选择和总结缺乏有效把关。虽然当前高校教师的知识水平不断提高，然而术业有专攻，部分实习老师往往擅长某一方面的科学研究，缺乏系统的工程实践经验和操作技能。这使得带队教师的“指导”职能大打折扣。教师退化成一个完全的管理员，不能第一时间对学生进行解难解答和正确引导，使得临时聘请的工厂技术人员成为学生解答疑问的唯一途径。造成一部分积极的学生扎堆提问，另一部分学生由于 “挤不进”、“听不清”、“问不到”彻底丧失求知欲望。另一方面，由于工厂技术人员水平参差不齐，部分人员责任心低下，往往出于完成上级安排的实习带队任务或者受利益驱使，情绪带队、胡乱解释、信口开河的情况时有发生。这时，如果缺乏具有丰富工程经验的带队老师谨慎筛选、严格把关、防微杜渐，将对缺乏必要分辨能力的实习学生的整个认知过程造成极其恶劣的影响[7-9]。

2.改革措施和培养模式

（1）构建全新的生产实习模式。针对当前成熟实习基地资源匮乏，实习队伍“扎堆”的现状，学院领导以战略的高度和发展的目光，除继续保持与传统实习基地的良好合作交流外，还不断探索新的潜在的实习基地资源为我所用。依托科研和信息优势，学院近两年已经成功与重庆川仪精密铸造有限公司、重庆材料研究院等学校周边对口企业建立起生产实习合作关系。进一步加强校企双方的联系，使双方的交流从传统的科研合作逐步拓展到人才培养、协同创新、就业安置等各个方面。这一举措有效缓解过分依赖一两家实习基地的现状，学院在实习地点、时间、进度安排等各方面都变得更加灵活自主，将“提高生产实习质量”落到实处。

通过近两年的实践和总结，我院的生产实习已经逐步由原来“单一集中驻厂参观”的模式，转变为“分散-集中结合、参观-动手并重”的实习模式。在论证总结以前实习模式的利弊之后，继续保留洛阳第一拖拉机制造厂作为主要的省外实习单位，缩短驻外时间，将有限的时间、精力和经费重点放在在工艺材料研究所、冲压、热处理、铸铁等对口特色车间和工艺过程上，帮助学生培养兴趣，获得感性认识。返回学校后组织学生分批进入周边对口企业深入学习，在这些单位学生实实在在获得动手操作的机会。由于之前理论知识的学习以及参观获得的感性认识，学生普遍反应不再难以适应，有效克服“动手难”的问题，学生在较短的适应期后迅速进入状态，实习质量极大提升。

全新的实习模式有效扩大了学生的知识面，为他们将来走上工作岗位积累了丰富的实践经验，也为实习教学的顺利开展提供了有力的保障。

（2）加强实习教师队伍建设，强化指导和把关职能。我院始终把实习指导教师队伍建设作为大事来抓。在“深化生产实习教学改革”的客观要求下，学院进一步优化了实习带队教师的筛选机制，对实习教师的业务水平、工程经验、管理能力、沟通技能以及责任心各方面都提出了具体的要求。在此基础上特别强调实习带队教师的指导和把关监督职能。要求指导教师不仅对整个实习教学活动的“量”负责，更要对“质”进行实时监控。要求对学生提出的问题能够快速反应，对实习中出现的问题做到快速反应和妥善处置。在具体的运行机制上，成立由院长和书记牵头的实习领导小组，形成了一支以教授—副教授—讲师相结合的高水平实习教学梯队。实施环节带队教师人员配置讲求新老结合，鼓励新鲜血液融入，促进实习带队教师队伍的良性循环。通过以上措施，严格保证生产实习引导控制环节质量，确保生产实习教学的合理高效运行。

（3）建立健全生产实习教学准备和实施环节。生产实习教学作为一项持续半学期的系统工程，需要充分考虑教学过程的各个环节，充分发挥人的主观能动性，必须事无巨细妥善布置。我院在充分认识到生产实习重要性的基础上，根据学院的自身情况和学生的实际特点，按照金属材料专业教学计划的规定制定出实习大纲，明确实习目的和任务要求，并将其编制成实习指导书，在实习动员前两个月将其分发到每个学生手中，作为实习活动的“台本”，详细介绍了实习方法、内容和步骤，使学生在实习出发之前就对基本流程做到心中有数，有效帮助学生克服紧张焦虑和畏难情绪。

为了克服专业课程教学滞后，生产实习知识体系不完整造成学生实习认知障碍的困难，在近两年教学实践中，学院已经有意识的将生产实习可能涉及到的专业术语和基础知识点在相关前导专业课中合理补充，在不破坏既定教学计划的前提下对相关知识点进行了梳理和迁移，帮助学生构建知识体系，力争做到融会贯通。生产实习准备阶段，我院还会安排具有深厚科研功底和丰富工程实践经验的教授以讲座的形式向学生介绍加工制造、工艺流程等方面的专业知识，对将要遇到的生产实习项目专题解析。出发前的动员大会，则从精神层面对学生的实习态度提出了具体的要求。

在进厂实习阶段，通过近几年的不断摸索和创新已逐步引入基于问题的学习(problem-based learning，PBL)教学模式[10]。在开始当天的生产实习项目之前，带队教师都会将事先准备好的问题抛给学生，留给学生足够的时间提前查阅相关资料，并带着问题进厂实习。当天实习完成后带队老师会组织学生开展讨论，引导学生开阔思路，找到答案。在命题的设置上，通常会选择具有开放性和启发性的经典问题，最终目的是希望学生积极主动参与到实习教学全过程，有效激发兴趣，开展讨论。该教学模式真正做到以学生为中心，以问题为基础。培养学生独立自主、敢于创新、理解并获取新知识、有效运用知识、解决新问题的能力。通过实践，该模式已初见成效。

（4）创新课程考核和评价方式。如何有效规避传统生产实习评价以总结报告为重心的评价机制，充分全面评价学生实习效果，有效量度“实践”与“创新”的潜力。我们针对性的在评价机制中引入“学”、“做”、“想”和“得”四个维度的评价环节，并设置相应权重。阶段性量化评估学生实习实践效果，并对创新思维和创新实践活动给予特别加分。改革传统总结阶段中交报告的被动方式，以总结汇报的方式给学生主动展示实习效果的平台，并对特别突出的学生给予表彰，以榜样的力量给予正面引导。同时鼓励自我评价和找不足，从外到内，从学习方法到实践创新思维给予全面提升。

3.改革效果

通过近三年的实践效果评估发现，几乎所有学生都能良好掌握生产实习大纲要求，通过实习过程完成感性到理性认识的升华，对课本上的基础知识有了深入甚至自己的理解。多数学生基本具备工程应用思维，能灵活运用所学知识正确认识和初步分析复杂的工程问题，有部分学生通过实习实践获得了实习单位的认可和一致好评。改革实践发现，学生再次回到课堂后，对本专业具有更准确深入的认识，能立足需求主动学习，对相关专业知识的掌握更加有效，课堂参与度显著提高，科研创新思维活跃，动手实践能力极大增强。