机械工程实训开放型教学模式的实践探索

张军林 张桐 冯宏伟

[摘  要]在应用型的本科院校中，机械工程实训教学对促进和培养学生的工匠精神有着十分重要的意义。传统的校内实训具有较强的封闭性，使得实训教学中存在的问题较多。因此，本文结合榆林学院校内机械工程的实训教学，借助微信和校内实训基地为实践载体，从分析校内实训教学存在的问题入手，以改进问题为目标，以强化学生实训能力为前提，就如何实施开放型的教学模式，基于理论和实践结合的视角，提出了具体的对策，以促进开放型实训教学模式的构建。

[关键词]应用本科院校  机械工程  实训教学  开放型教学模式

课题：榆林市新材料工程技术研究中心建设“Ti-6Al-4V表面激光熔覆制备Ti-Cu阻燃合金层研究”（课题编号：CXY-2020-006）。

当前，对于学生实践能力的提升越来越重视，作为應用型的本科院校，应切实发挥校内实训的优势，尤其是在机械工程实训中，应朝着开放型的方向发展，着力构建开放型的教学模式。而校内实训的方式较多，需要采取线上与线下结合的方式，使理论和实践得到有机结合，校内机械工程的实训教学模式更具有开放性和有效性，以下就此展开探究。

机械工程实训教学模式现存问题与原因分析

1.实训教学内容的针对性不足

实训教学内容的针对性将直接影响实训教学质量，进而对学生专业能力的提升也带来影响。在本课题研究中发现，学院在实训教学内容方面的针对性还有待提升，这主要是因为所采用的教学内容较为陈旧，且教师在日常教学中的主动改革创新的动力不足，加上忽视对学生学习兴趣的激发，使得学生在实践能力上有待提升，尤其是职业胜任力有待提升。

2.实训项目设置的关联性不足

机械工程专业的实训教学中，由于工种较多，需要对学生实施不同工种的轮换实训。但是，在本课题研究中发现，在设置实训项目时，不同工种的实训项目设置的关联性较差，即便在综合实训项目中，也存在综合性不足和实践性不足的问题，这主要是由于在实训项目设置时忽视学生的现场体验，难以将不同工艺有效地串联起来，同时在项目创新设置方面滞后，对学生的综合能力提升受到的影响较大。

3.制约实训成效的因素较多

虽然学生对实训教学在提高自身实践能力方面的作用有着较为全面的认识，但是由于实训成效的制约因素较多，进而影响实训成效。首先，学生对实训的期望值过高，而自身又不满足专业培养，难以从自身找问题，与其他学生之间的配合不足，导致实训成效不足。其次，由于实训场地、设备等资源有限，使得实训课程的科学性、开放性不足。最后，实训项目的设置往往以理论为基础，而忽视了实际需求，容易影响学生实训的积极性。

基于理论视角促进开放型实训教学实施的对策

1.以开放型的实训理念，推动实训方法的改进

机械工程实训教学理念将直接对实训成效带来影响，因此在本课题研究中，始终注重开放性实训理念的贯彻，不仅课题组成员之间要加强对实训教学理念的学习和研究，而且要深入企业一线调研，掌握行业人才需求状况，并创设开放型的实训环境，构建理论与实践一体化的教学体系，加强与学生的线上沟通和线下互动，使得学生参与实训的积极性得以激发，最终在教师改进实训方法的同时，加强对学生实训过程的指导，以开放型的实训理念，促进实训方法的改进与优化。

2.以开放型的实训为目标，推动实训内容的优化

由于机械工程专业的实训教学具有较强的实践性，因此实训目标应具有较强的开放性，课题组成员不仅注重对学生的引导，而且在实训内容方面也尽可能地符合基层一线对专业人才的需求，同时根据学生的特点，针对性地制定了多元的实训方案，不同的实训方案所包含的实训内容也不同。在开放型的实训目标制定过程中，始终将理论知识作为前提，结合学生对理论知识的掌握情况和兴趣爱好，设置相应的实训方案和内容，使得实训教学的针对性和开放性更强，而学生参与实训项目的选择性更强，使得学生与教师一起着力解决实训中存在的问题。比如，针对理论基础不足的学生，通过实践与理论结合，不断夯实学生的理论基础;针对实践能力不足的学生，采取小组相互合作学习和教师指导的方式，使得实训的针对性得到提升。

基于实践视角促进开放型实训教学实施的对策

在本课题实施中，由于受到新冠肺炎疫情的影响，对机械专业学生开展实训教学时，为促进应用型和开放型人才的培养，课题组成员在实施实训教学时，充分借助微信公众号，加强与学生的在线互动，由于在这一期间的实训项目是金属机械加工工艺，所以结合本实训课程的实际，对开放性实训教学的实施对策进行认真总结。

1.强化学情分析，增加师生互动

本课题在实训关键时期，由于遇到了新冠肺炎疫情，为确保本课题顺利实施，减少疫情对课题实施带来的影响，在实训项目选定时，综合多方讨论，为实现线上、线下混合式教学模式，结合居家在线学习的需要，决定实施金属机械加工工艺实训项目，这样不仅学习环境较为开放，而且能增强学生实训的灵活性。

2.强化线上沟通，引导线下实践

通过前期对学生的学情分析和实践需要，为强化师生互动，在本课题中，充分发挥微信的优势，利用微信加强与学生的沟通和在线学习，学习中采取循序渐进的方式。首先，给学生讲解本实训课程涉及的理论知识点，要求学生加强对理论知识的复习，比如，机械加工的基本原理是什么、常见的金属加工工艺有哪些、我们应该如何维护机械设备等。学生通过前期教师在微信中的引导，使得学生对本次实训项目涉及的理论知识有了一个基本的认识。其次，由于学生在家缺乏实训工具，所以提前给学生对实训项目进行讲解，课题组成员通过精心录制实训视频，使得学生对批量生产螺栓螺母、六角螺母、四方块制作等过程有一个基本的认识。最后，在开学之后，要求学生按照前期线上的学习和互动，完成相应的实训项目，并对实训项目的实施情况进行总结和查漏补缺，强化学生的实训能力。下面就本课题实施中的两个实训项目进行简要介绍。

（1）车削加工案例分析

①课间实训的内容

车削加工实训指在帮助学生掌握车床切削时，工件和车刀的相对运动称为切削运动。常见车床切削运动有主运动与进给运动，要求学生完成对“阶梯轴→短轴→扭杆→陀螺→三角形螺纹”的工件车削顺序和任务。

②课前准备

课前引导学生在车铣工实训中，加强对车削设备和加工知识的预习和阅读，通过微信公众号给学生推送有关车削加工视频的链接，使得学生对整个过程有一个初步认知。

③课间操作

a.阶梯轴的操作。将阶梯轴工程图与实物图展示给学生，引导学生结合自身认知水平，描述阶梯轴的加工步骤，模拟为设计任务环境。对学生提问：“你能否根据任务图设计一道工序，用车床来加工出此零件？”给学生10分钟左右的时间作出方案，再检查学生方案是否存在缺陷。结果发现学生的方案缺陷较多，尤其是对加工知识陌生、理论知识不牢固的问题较为突出。此时，就要引导学生思考下列问题：加工之前预估工件在加工中是如何装夹的，怎样才能降低装夹误差;如何实施基准加工，加工零件形位误差如何降低;粗加工与精加工的尺寸如何设计，以促进加工质量与效率的双重提升。

b.短轴的操作。首先，将短轴的工程图与实物图展示给学生，引导学生结合自身认知水平，给学生15分钟设计加工流程。其次，引导学生注意装夹正确，两端面平行度与两个圆柱同轴度严格控制，结合工件装夹与阶梯内角加工示范，提示后续用于陀螺的制作。

c.扭杆的操作。首先是开展扭力测试小实验，将扭杆的工程图与实物图展示给学生，利用公众号及时推送扭力测试实验操作与原理，学生在复习这一知识点的基础上，引导学生结合自身认知水平，给学生15分钟设计加工流程。

d.陀螺的操作。将陀螺的工程图与实物图展示给学生，引导学生结合自身认知水平设计，使陀螺旋转的时间最长。

e.三角纹的操作。首先是将三角纹的工程图与实物图展示给学生;其次是给学生利用微信推送车削螺纹的注意事项，比如，如何选择螺纹车刀、如何设定退刀槽、如何计算螺纹外径等，引导学生结合自身认知水平设计。提示后续将其用于钳工实训螺母综合应用，使得不同工件的关联性得到提升，彰显开放型教学模式的优势。

（2）钳工实训案例介绍

①实训内容

在对学生进行钳工实训时，本课题主要是引导学生加强对钳工工具箱中各种工具认知，在此基础上掌握各种钳工设备的用途、保养与维护技巧，比如挫削、钻削、锯削加工工艺的区别与联系。以制作四方块和六角螺母以及加工锉配件为例，對学生的实训能力进行训练和检验。

②课前准备

为帮助学生顺利完成实训项目，除了前期居家学习期间对实训项目的基本知识学习和准备，在实训之前，同样利用微信推送实训项目的内容，既有实训基本内容，又有各种理论知识和注意事项，同时注意与学生互动沟通，为实训任务的实施奠定坚实的基础。

③实训操作

在实训操作中，首先由教师给学生展示四方块、六角螺母、锉配件的工程示意图和实物图，并为学生预留时间自主设计制作工序，对工具清单使用的技巧和注意事项等实训要求向学生展示，学生通过教师的引导、观看视频和已经学习的理论基础知识，以及教师的示范操作，采取小组合作的方式掌握各自的实训操作要点，使得学生的实训能力得到提升。

3.实操信度与效度分析

在开放型教学模式下，教师还要对学生的实操信度和效度进行分析。效度分析的前提就是做好数据收集，收集的数据类型主要有自主学习能力（问卷收集）、实操能力（根据衡量指标对完成的工件评价）、理论基础知识掌握（微信小测试）。在数据收集的基础上，及时地分析数据，借助统计分析软件对学生的项目处理情况分析。对数据分析中得到的信度和效度进行检验，对学生的自主学习能力、实操能力和理论知识掌握情况有一个基本的认识，找到问题的原因，通过微信强化与学生之间的互动，及时做好指导，针对存在的问题重点进行改进和优化，确保学生的学习能力得到提升。

结  语

在当前新一轮科技改革和产业变革给生产劳动力带来巨大冲击的背景下，应用本科院校的机械工程实训教学应加强校内实训教学改革的开展，认真梳理和总结应用本科院校机械工程校内实训教学存在的问题，既要在理论教学上加大改进力度，又要将其很好地应用到实践之中，使得学生的实际操作能力能够迅速得到提升。总之，通过实施实训教学的开放型教学模式，最终达到全面、快速提升学生实践能力的目的。

参考文献：

[1]张旭焱.工程图学与机械制造实训联合式学习课程创新[J].科教导刊（上旬刊），2020（10）：51-52.

[2]李玉寒.新工科背景下机械工程训练教学体系的改革与实践[J].科技视界，2020（9）：77-78.

[3]张勇，米承继，刘水长，等.基于综合创新能力提升的机械工程实训改革与实践[J].内燃机与配件，2020（5）：294-295.

作者单位：榆林学院  陕西榆林