机械类专业基于建构主义探究式认识实习模式研究

张宏献 孙云飞 李福送

［摘 要］ 机械类专业的认识实习需要全面覆盖大类中所有专业的实习要求。传统认识实习过程中出现的教师频繁更换、教学场地多变等问题严重影响了认识实习的质量。针对这些问题，遵循OBE教学理念，提出基于5E教学模式的建构主义探究式认识实习模式。将认识实习分为引入、探究、解释、精致和评价5个环节，融合利用线上和线下两种教学方式，让学生带着问题到企业生产现场去探索，可以有效满足机械大类专业认识实习的要求，并提高认识实习教学质量。

［关键词］ 认识实习；机械类专业；5E教学模式

［基金项目］ 广西高等教育本科教学改革工程项目（2022JGA430）；柳州工学院“课程思政”专项项目（2021JGK014、2022kcsz004）；柳州工学院教学改革研究和实践项目（2021JGC004）

［作者简介］ 张宏献（1982—），男，河南漯河人，博士，柳州工学院机械工程学院副院长，高级工程师，硕士生导师，主要从事转子动力学研究；孙云飞（1985—），男，河南尉氏人，硕士，柳州工学院机械工程学院专任教师，工程师，主要从事机械设计学研究；李福送（1981—），男，广西桂林人，学士，柳州工学院机械工程学院教研室主任，高级工程师，主要从事机械设计智能制造研究。

［中图分类号］ G642.44 ［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）37-0157-04［收稿日期］ 2023-02-19

21世纪初，我国部分高校在“通识教育”“厚基础、宽口径”等理念的指导下，启动了大类招生改革。大类招生模式采用低年级学习基础课程，高年级根据兴趣进行专业分流。有助于整合校内教育资源，符合人才培养的规律性认识，保障了学生在专业选择上的权益。“大类招生，专业分流”的模式减少了学生因不了解专业所学内容而产生的一系列专业选择问题。机械类专业包含多个不同专业，虽然都属于机械工程学科，但各专业的要求各有不同。机械大类招生的认识实习安排在尚未专业分流的大一进行。因此，认识实習除承担建立企业现场的工程认知外，还要建立对具体细分专业的认识，为专业分流做准备。传统认识实习模式由于教师更换频繁、教学场地多变等问题已经无法满足大类招生背景下机械类专业对认识实习的要求。针对此问题，在原有问题导向式实习模式［1］的基础上，本文采用5E教学模式［2］提出一种基于建构主义的探究式认识实习模式。

一、机械大类招生认识实习课程的特点

与理论课程相比，认识实习在授课内容、教师、学生、场地这四个教学基本要素存在以下几个特点［1］。

（一）机械大类招生认识实习的授课内容覆盖面更广

大类招生是多个相近专业共享同一个实习，单一专业实习是一个专业一个实习，导致实习目的和内容均不相同。单一专业认识实习由每个专业单独组织，可以根据专业特点，比较容易找到与专业相匹配的企业。但大类招生认识实习不能仅按照单一专业的需求进行，需要同时满足机械大类中所有专业的认识实习要求，即大类招生认识实习内容应该全面覆盖机械制造全产业链的关键工艺、设备等内容。此外，大类招生认识实习还要覆盖不同规模、不同生态位的企业，以帮助学生了解企业发展的不同阶段，提高学生对职业规划的认知。

（二）传统认识实习模式带队教师频繁更换，实习质量不稳定

认识实习是集中实践教学，在一周内完成。实习带队教师是根据空闲随机安排，由教师轮流承担。由于教师同时承担有其他教学任务，不可能像理论课一样一门课程自始至终由同一名教师承担，导致存在“一天换一个老师”的现象。由于接触时间短，带队教师无法与学生深入交流，师生之间无法短时间建立信任，不利于认识实习教学的开展。另一方面，教师的随意变动导致授课质量受教师个人因素影响较大，存在知识点重复或漏讲的问题，也使实习教学无法形成闭环反馈，教学经验无法累积，导致教学质量无法持续改进提高。此外，带队教师普遍把带认识实习作为一个临时性工作，责任意识不强，从而缺乏主动提高实习质量的动力。

（三）实习现场噪声和大一新生的学情不利于认识实习的开展

认识实习都是深入工厂现场实地参观，车间场地空旷、学生分散再加上噪声干扰，只有少数学生能听到教师的讲解，影响了实习教学效果。认识实习一般每天到一个不同的企业参观，“一天换一个企业”的客观需求也导致教学场地多变，不利于稳定教学质量。从学的角度，由于大一新生还没有学习专业课知识便进入了实习现场，虽然积极性很高，但也存在不知道实习重点，导致认识实习如参观旅游，浮于表面。

二、探究式认识实习模式

（一）理论依据

1.成果导向教学理念。成果导向教育［3］（简称OBE）强调学习产出的教育过程，教育结构和课程都被视为手段而非教育的目的。OBE模式下的教育评价由教的效果转为学的效果，由传统的基于课程内容的教学转变为基于产出需求的培养过程［4］。OBE理念下的“教学质量”是指人才培养过程与教育教学活动落到学生身上的最终产出成果，合格与否由最终产出成果是否达到既定的标准来评价与判断，这些标准在人才培养层面通常用培养目标与毕业要求来描述［5］。

2.5E教学模式。5E教学模式［2］是一种基于建构主义的探究式教学模式，包含引入（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、精致（Elaborate）和评价（Evaluate）五个环节。引入是指教师将学生引入教学内容所创设的情境中；探究是5E教学模式的中心环节，探究就是问题解决的过程，需要学生敢于提出疑问并逐步激发探究思维，构建对新概念的认知；解释是讲授新概念、新知识的环节；精致是对掌握的新概念的迁移运用；评价是对教学效果的评价。5E教学模式不仅能够激发学生的兴趣，而且能够促进学生对专业知识的认识，还能培养学生的实践技能。已经被成功应用于小学教育、中学教育和高等医学教育的实践类课程教学。

（二）实施方案

针对机械大类招生认识实习课程的特点，遵循成果导向教学理念，采用5E教学模式设计了基于建构主义的探究式认识实习教学模式，下面介绍一下实施方案。

1.总体实施方案。为保证认识实习质量可持续改进，项目实施总体遵循PDCA循环质量控制理念，即计划、执行、检查和处理，总体实施方案如图1所示。

计划阶段是根据大类招生所覆盖的各个专业的专业特点，制定认识实习的教学目标。教学目标需根据各专业的人才培养方案、毕业要求和培养目标进行确定，邀请教育专家、行业专家根据国家最新教育要求、制造业最新发展趋势和制造业对机械类应用型人才的实际需求制定认识实习目标，并将此目标作为学生学习产出的达成度评价目标。

执行阶段通过5E实习模式的五个环节设计来认识实习的教学过程，通过激发学生学习兴趣引导学生带着问题去实习。执行阶段的5E实习模式是基于建构主义探究式认识实习模式的核心内容。

检查阶段主要针对认识实习改革达成度进行评价。拟通过对学生跟踪调查问卷、召开项目总结讨论会、参加国内教育教学学术会议等形式对改革效果进行评价。

处理阶段主要对整个认识实习教学改革的实施过程进行总结，并提出下一周期实习教学改革的持续改进意见。

2.基于建构主义5E实习模式。5E实习模式是指遵循5E教学模式的认识实习教学设计，是实现成果导向的关键环节。5E实习模式除了包含实习教学的引入、探究、解释、精致和评价5个模块外，还包含实习准备环节，具体实施过程如图2所示。

实习前的实习准备主要包括建立实习团队、分解实习目标等几个环节。建立实习团队是指建立稳定实习教学团队，以解决实习带队教师频繁变动造成的“一天换一个带队老师”的问题。只有稳定了实习教学团队，才能通过培训、集体备课等教学活动持续改进实习质量，从而达到保稳定、促发展的效果。分解实习目标是指为了确保实习目标的达成度，将实习目标分解到实习的各个环节。比如，为了满足机械大类不同专业的认识实习需求，分别遴选与不同专业相匹配的企业。遴选实习企业的标准是要求企业的主营业务、关键设备、加工工艺要满足不同专业的需求。不能出现漏专业或者重复参观同一类型企业的问题。机械大类目前包含多个专业，在遴选实习单位时，必须同时考虑所有专业实习要求。因此实习团队需要同时包含所有专业的任课教师。

统一实习标准是指根据实习目标，制定实习大纲。带队教师在现场讲解过程中依据大纲进行讲解，将大纲作为实习讲解的依据，但同时也鼓励教师根据自己的专业特长进行拔高，从而达到“实习大纲保底线，教师发挥专长”的实习效果。融入课程思政是指科学合理地在实习教学过程中融入课程思政元素。实习团队通过集体备课共同开发建立课程思政资源库，统筹协调思政元素在不同实习企业和不同实习环节的分配。避免同一个课程思政元素“每位教师讲一遍、每名学生听多遍”的现象。建立线上课程是指建立认识实习的线上课程资源库，包括企业介绍、典型工艺、典型设备介绍等认识实习教学的辅助教学资源。线上课程与线下现场参观是相互补充的关系。一些危险系数较高的场所，比如喷涂车间、铸造车间、电镀车间等，学生无法直接进入或长时间进入车间内部参观。此外，学生只能现场学习到企业正在使用的加工技术，对于技术演变过程以及未来发展的最新前沿技术等无法直接观察。这些情况都可以充分利用线上课程对实习内容进行合理补充，从而通过线上线下的有机融合切实提高认识实习质量。

实习过程中的引入环节主要包括问题驱动和线上预习等几部分。引入环节的主要目的是将实习内容置于学生已有知识体系之上，比如生活实例中，促使学生思考并引发新旧概念的认知冲突，进而激发对认识实习的兴趣和探究意识。实习动员主要通过实习前的集中会议介绍实习的意义、安全注意事项等。问题驱动是指每次进入一个企业实习之前，比如集中前往实习企业的大巴车上，利用短暂的时间结合已经建立的线上课程，介绍当天实习企业的情况，并针对提前踩点调研的企业产品特点、典型工艺等布置问题。让学生带着问题去实习，从而激发学生实习探索的积极主动性。

探究环节是以学生为实习探索活动的主体，采取教师主导、企业人员参与的方式开展认识实习的过程。学生通过观察描述、比较分类、交流讨论等在企业现场完成认识实习现场参观环节。主要通過现场实习了解机械大类三个专业涉及的机械产品原材料、关键加工工艺、典型设备、企业文化、职业规范等内容，为学生对专业认知建立第一直观印象。

解释环节是指教师和企业工程师针对学生在企业现场观察发现的专业知识进行讲解。由于大一新生所学专业知识有限，对于现场发现的问题以及教师在实现布置的问题不能准确解释，通过现场参观有了感性认识，仍然需要教师和企业工程师对难点问题给予解释。为避免实习现场噪声影响，为每一名学生配备无线导游讲解器，带队教师使用发射端讲解，学生使用耳麦式接收器收听。除了直接讲解环节，也可以采用师生间互动交流的方式开展。

精致环节是指实习结束后集中召集学生对实习过程进行总结，对实习中发现的共性问题进行解释。精致环节是对解释环节的总结和拔高，是教师引导学生对专业认识、技术发展现状及职业规划产生正确的认识，并给予适当的思考时间和空间，引导学生通过参与讨论、协作交流进行自我总结归纳。

评价环节是指基于成果导向理念对认识实习的效果进行评价。实习评价具有多样化特征，包括学生学习反馈、探究积极性等内容。可以采用雨课堂等线上测评，在每天实习结束返回学校的途中对学生进行线上测评。实习结束学生提交开放性的实习报告，并采用线下答辩汇报提高学生表达能力和办公软件使用技能。

结语

针对机械大类招生背景下认识实习存在的问题，基于OBE理念采用5E实习模式，提出建构主义探究式认识实习模式。在认识实习过程中科学融入思政元素，加强实习教学环节的过程管理，使学生通过认识实习树立对专业发展及职业规划的正确认识，提高认识实习质量，增加学生对专业的认知度。根据本项目提供的实习方案，可以妥善解决机械大类招生认识实习中存在的问题，显著提高实习质量。

參考文献

［1］张宏献，罗玉军，杨灵敏.基于“卓越工程师教育培养计划”的“问题式”实习模式研究［J］.科技资讯，2016，14（11）：89-90.

［2］赵呈领，赵文君，蒋志辉.面向STEM教育的5E探究式教学模式设计［J］.现代教育技术，2018，28（3）：106-112.

［3］周春月，刘颖，张洪婷，等.基于产出导向OBE的阶梯式实践教学研究［J］.实验室研究与探索，2016，35（11）：206-208+220.

［4］顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式：汕头大学的实践与探索［J］.高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

［5］苏芃，李曼丽.基于OBE理念，构建通识教育课程教学与评估体系：以清华大学为例［J］.高等工程教育研究，2018（2）：129-135.

Research on the Constructivism Inquiry-based Cognition Practice Mode of Mechanical Major

ZHANG Hong-xian， SUN Yun-fei， LI Fu-song

（School of Mechanical Engineering， Liuzhou Institute of Technology，

Liuzhou， Guangxi 545616， China）

Abstract： In the case of general categories enrollment， the cognition practice of mechanical major needs to cover the practice teaching requirements of all majors. In the process of traditional cognition practice， problems such as frequent replacement of teachers and changeable teaching venues also seriously affect the quality of cognition practice. In response to these problems， this paper proposes a constructivism inquiry-based cognition practice mode based on the 5E teaching model and the OBE teaching concept. The cognition practice is divided into five links： introduction， exploration， explanation， elaboration and evaluation. The integration of online and offline teaching methods allows students to explore the production site with problems. It can effectively meet the requirements of cognition practice of mechanical major and improve the quality of cognition practice.

Key words： cognition practice; mechanical major; 5E teaching mode