应用型本科专业课程产教融合教学改革探索

2022-07-19吴朝阳王洪亮

黄山学院学报 2022年3期

苏纯，吴朝阳，郭魂，徐波，王洪亮

（1.常州工学院航空与机械工程学院/飞行学院，江苏常州 213032；2.常州光洋轴承股份有限公司，江苏常州 213022）

在新工科建设的导向下，许多地方高校已从多方面着手改革人才培养模式，将产教融合为载体的教学改革理念和方法贯穿人才培养全过程[1]。其中工科专业的课程改革与建设环节可以采用建设产教融合示范课程的形式，专业课程中实现产教融合、校企合作的有机结合，主要解决工科专业课程设置与行业企业实际脱节，不能全方位适应地方经济发展要求的问题，有利于培养高质量的应用型人才[2]。数控加工工艺学是机械类专业的核心课程之一，学好数控加工工艺是实现科学合理的数控加工及编程的前提基础[3]。数控加工工艺学作为我校首批立项建设的产教融合示范课程，目前在教学内容设计，教学手段更新，教学资源建设和教师团队整合等方面开展了深度改革，其课程建设的成效充分体现了产教融合的特点。

1 优化教学内容

1.1 深入挖掘课程思政元素

以立德树人根本任务为指导，修订教学大纲，将思政元素穿插于授课全过程，教师通过专业知识或实际案例的讲解引申出做人做事的道理，培养学生树立高尚的个人修养和职业道德。如在介绍数控加工工艺案例时强调工程师责任的重要性，通过分析产生典型生产责任事故的原因，阐述生产事故与责任心、职业道德的关系，让学生产生对职业的敬畏感，逐渐养成积极进取、勇于创新的时代精神和高尚的职业道德。在介绍典型数控机床时，着力说明“中国制造”到“中国智造”的腾飞，激发学生的民族自豪感和家国情怀，增强专业兴趣。

1.2 融合突出实践创新案例

由专业教师与企业兼职教师共同研讨，在教学内容中增加实践案例，同时专业教师也将承担企业攻关课题及其成果转化获得的科研成果及时融入教学内容，走进课堂，解决以往教学内容以理论为主与该领域工程技术发展相脱节的问题。如介绍数控车床工艺时结合光洋轴承股份有限公司数控车加工的技术开发实例，着重讲解专用夹具和工序设计的可行性和经济实用性，帮助学生深入理解数控车工艺创新的可操作性及其应用价值。

1.3 整合打造优质课程资源

基于爱课程网络平台的在线开放课程打造集教、学、做三位一体的教学资源库，囊括课程大纲及进度表、校本教材、学习指导书、多媒体课件、微课视频、电子教案、在线题库、车间管理制度资料等多种电子素材，以项目式教学的形式引导学生做好预习和作业，通过课后复习和每章测验巩固平时所学，通过课内和课外讨论拓展学习面宽。这样的在线开放课程既是学生自主学习的共享平台，也是教师尤其是企业兼职教师开展课程教学的得力助手[4]。教学内容相关课件的形式也从平面媒体改为多媒体和流媒体，每一章节的重要知识点的讲解，可以播放相关知识点的视频和工程案例，生动地将课堂知识与生产实践结合起来。

2 改革教学手段

2.1 项目式教学实现教学互动

数控加工工艺学课程教学团队持续推进教学方法改革，联合企业兼职教师实现项目式教学，让学生单独或组团完成实际制造企业中典型零件的数控加工工艺编制，以项目的形式让学生全过程参与，加强教学效果，提升学习质量。如在介绍计算机辅助数控编程时，首先教师以操作软件实例演示的形式完整讲解整个操作过程，在此过程中适时插入理论讲解和常见误操作，便于学生直观领悟学习要领。接着指导学生根据零件图或者零件测绘在集成功能型工程软件平台上完成三维造型—设定数控加工工艺—后置处理的全过程，得到对应的数控加工程序代码。最后在课外实践活动中以小组的形式组织学生利用实验室数控机床完成实际加工，并测绘加工结果零件，与最初的零件图或测绘数据做比较，继续优化零件的数控加工工艺，计算机辅助数控编程的教学流程设计如图1所示。通过这一教学环节，使学生切身体验了计算机辅助数控编程，深入了解了优化数控加工工艺的必要性和可行性。

图1 计算机辅助数控编程的教学流程

2.2 采用多场景现场教学

建立和利用学校、企业和科研院所三结合的实训基地，包括校内的智造工程师培训中心、智能制造产教融合实训基地和校外对接企业、科研院所实训基地，充分利用企业先进的数控设备资源和工程师丰富的实践经验，组织学生实地参观学习，实现现场教学，有效促进学生理论知识与工程实践的有机融合，解决传统课堂比较枯燥、学生没有感性认识的缺点。现场教学模式突出体现了产教融合示范课程的优势，在疫情防控的特殊时期，为了继续达到现场教学的效果，教师通过事先制作的现场视频、图片及VR 动画给学生直接的视觉感受，并将这些链接放入在线开放课程里，便于学生课外学习。

2.3 改革课程考核形式

考核方式改革的重点是注重平时考核，实行全程考核，理论联系实际，使成绩构成多样化。采用“N+1”课程考核形式，即通过过程性考核考查学生平时学习的积极性和认真程度，此项得分反映为平时成绩；通过过程性考核考查学生翻转课堂学习的效果，此项得分反映为线上平台成绩；通过过程性考核考查学生数控加工工艺分析和编程的实际能力，此项得分反映为大作业成绩；最后通过期终考试考查学生对数控加工工艺学课程理论知识的掌握情况，采用半开卷考试形式，题型以综合性简答题为主，考核时允许学生参考自己准备的复习提纲，侧重考查解决实际问题的能力。

3 拓展实践教学资源

3.1 建设目标与手段

通过统一规划，充分调动社会和企业的设备人力资源，建设跨专业、跨学科、跨学院的实验室，立足本专业学生创新实践能力的培养，积极探索新时期产教融合的创新模式，以TRIZ 理论为基础，用最少的资源实现最大数目的功能[5]。通过校企共建、引企入校、校地共建等手段[6,7]建立与企业密切结合的实训实践基地，集成可适应规划、高柔性、可重构等研究元素，提供多种实验例程与典型应用，支持教师把产业相关前沿技术融入课程及其相关实验、实习教学，满足机械类专业复合应用型人才的培养要求，充分适应长三角区域制造业快速转型升级的需要。

3.2 典型范例

以智能制造产教融合实训基地建设为例，通过校企共建基地，把数控加工、机器人、生产管理等多种前沿技术融入相关实验、实习教学，校企合作探索满足产教融合需求的实验、实习教学模式，推行面向企业真实生产环境的任务式培养模式，进而推广研究机械类专业产教融合发展的有效途径。借助学校现有机床实训基础，结合典型零部件的机械加工工艺，通过机器人、立体仓库、RFID 射频识别、数控加工、AGV 运输、倍速链物流、视觉检测、MES生产管理等技术手段构建柔性可重构智能制造生产线，如图2 所示。在全场景智能制造综合虚拟仿真系统的虚拟环境中同步仿真并实时监控真实环境中的智能制造系统状态，使工业场景再现。类似产教融合实训基地的应用与推广可以从根本上解决新工科背景下机械类专业实验室建设脱离工程实际的问题。

图2 柔性可重构智能制造生产线

4 培养双师双能型教学团队

近年来数控加工工艺学等专业课程教学团队新引进教师以博士为主，他们多数是由高校走向高校，虽然理论素养较高，但企业一线工作经验不足，而新工科背景下的应用型人才培养对教师的工程实践能力要求越来越高，要求教师既要“讲得清”又要“做得出”[8]。应对的策略是围绕教师实践能力培养问题，多管齐下。一是以校企合作培养教师为切入点，提高专业教师的双师双能素质；二是以校企合作开展教学为支撑点，共建专兼结合的教学团队；三是以校企合作开发课程为着力点，编写工学结合的特色教材；四是以校企合作开展科研为创新点，提升专业教师的教学科研能力。