新工科背景下美育教育在金工实习教学中的改革与探索

2023-12-04韩雪艳宋佳秋马亚磊王雪姣侯培国刘利刚

科技风 2023年33期

韩雪艳宋佳秋马亚磊王雪姣张爽侯培国刘利刚

燕山大学工程训练中心河北秦皇岛 066004

中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于全面加强和改进新时代学校体育工作的意见》和《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》中指出系统开展美育教育课程,实现美育教育与学生成长同向而行,引导广大学生成为“德智体美劳”全面发展的担当民族复兴大任的时代新人[1]。新工科背景下,金工实习作为高等院校重要实践环节之一,将金工实习改革目标定位于培养我国“知识、能力、素质、创新”四位一体的复合型人才,通过金工实习教学模式的改革与创新等措施,提高金工实践教学质量,培养学生的工程实践能力、工程素养、创新意识及工匠精神等[2-4]。但是,目前各大高校的金工实习实践教学过程中,主要强调工程实践教育,没有体现美育教育[5],尤其是金工实习课程中涉及的工业工程、工业设计、艺术类等专业学生的教学中缺乏一定的美学实践性课程[6],亟须增加美育教育教学内容,加强高等院校学生素质教育培养。基于此,燕山大学工程训练中心金工实习实训部将以“金工实习课程”为基础,基于中华优秀传统文化传承发展和艺术经典教育,以“工艺锤”为研究对象,通过将工程实践教育与美育教育相融合,开展全新的工程实践教学模式,使学生理解和形成基于美育教育的工程实践价值观,促进学生形成正确的世界观、人生观、价值观和审美观[7-8]。本项目将以服务学生全面发展、增强综合素质为目标,培养大学生实践能力、劳动观念、工程素养及工匠精神[9]。

1 课程方案设计

1.1 工艺锤个性化设计方案制订

工程训练中心金工实习的主要目的是培养大学生的工程意识、动手能力、创新精神和创新意识,提高工程实践能力。通过金工实习,培养学生成为热爱劳动、崇尚劳动以及全面发展的敢于担当的时代新人,拓宽知识视野,提高就业质量。金工实习教学开展普通车床、普通铣床、数控车床、数控铣床、铸造、电焊、锻造、钳工、3D打印、热处理、激光打标、电控、线切割和木艺等14个实习项目,通过各工种金工实习内容开展工程实践活动,提高其动手能力,培养大学生的创新精神和团队合作能力[10]。在工程训练中心金工实习课程教学中,大学生的工程实践能力得到了明显的提升,利用实践教学,让大学生学会塑造自己,掌握工程实践能力、创新思维和工匠精神,实现了大学生的工程能力教育。高等院校美育教育主要是培养大学生欣赏美、创造美等能力,美育是素质教育的重要组成部分,能够帮助学生自觉接受思想教育,形成正确的价值观和道德体系[11]。但是,在金工实习的过程中缺少了美育教育,尤其是在非机械类学科专业大学生的工程训练实践教学过程中,没有将美育教育融入金工实习中,不利于人才后期的培养与发展,是金工实习工程实践教学缺失环节[12-13]。

为了提高大学生的综合能力,提高教育教学水平,燕山大学工程训练中心金工实习实训部开展了以项目制教学为核心的金工实习教学改革[14],通过开展“工艺锤”项目实现大学生的工程实践能力与美育教育的融合,提高当代大学生的工程素质。

工艺锤是由锤头和锤柄两部分组成的。研究基于工业设计和个性化设计的工艺锤锤头和锤柄的设计新方法和新思路,通过工艺锤锤头和锤柄的个性化设计,将审美和人文素养等美育教育教学元素融入工程训练实践教学中去,在工程实践教育的过程中实现美育教育。

工艺锤项目以班级为单位,每班同学平均分为5～6支队伍,自由组队,每队5～6名同学,推选出队长1名。各小组通过查询资料、网络调研,结合人员分工及设备情况,进行工艺锤的个性化设计,合理制定锤头、锤柄的外观形状、尺寸以及锤头和锤柄的加工和连接方法。设计方案应体现美学、艺术性及方案设计的多样性,实现在金工实习实践教学过程中的美学教育。

1.2 工艺锤重点加工理论和加工方法

工艺锤项目在制作过程中主要涉及的加工方法有车削(含数控车)、铣削(含数控铣)、线切割、磨削、3D打印、激光切割、钳工加工等,在工程训练基础教学模块强化对上述加工方法、原理和设备使用的教学。以工艺锤设计和加工为主线,在工程实践劳动过程中,通过融入美育教育教学,基于多种加工方法交叉融合的实习教学方法,开展普通工种与重点加工工种实习学时差异性分配教学模式,使学生掌握加工工艺编制,完成工艺锤加工制作的同时,实现美育教育的过程融合。

2 考核体系建立

学生工艺锤加工作品考核标准是以团队(团队成员之间采取互评分的方式,体现劳动价值)的形式完成个性化作品考核,满分100分。其考核内容由劳动表现和加工质量、工艺锤外观设计、设计报告及答辩三部分组成,其分值分别为劳动表现和加工质量考核40分、工艺锤外观设计25分、设计报告(含作品展示)及答辩35分。具体考核方式如下所示。

2.1 劳动表现和加工质量考核

劳动表现方面:严格执行实验室的规章制度;按照规定时间完成相应的任务;爱护机床设备,保管好工具、量具等,保持并及时整理金工实习场地的工作环境。

加工质量考核方面:按照“用自己的尺子量自己”的原则,以各小队自行设计的工艺锤方案图纸、加工工艺为考核标准,重点考核工艺锤作品的尺寸精度、表面粗糙度和形位公差与设计图纸的符合程度;重点考核工艺锤加工工艺的合理性问题。

2.2 工艺锤外观设计考核

从外观、艺术性、个性化设计和创新性等角度考核:一是从工艺锤设计角度考核各小队工艺锤作品与美育课程教育教学理念的关联性;二是通过工艺锤实物作品的外形美观程度、艺术性等角度考核学生发现美、创造美的能力,实现大学生的审美、人文素质与工程实践教育的融合性培养。

2.3 设计报告及现场答辩

全面总结,定格美好画面。通过金工实习报告展示工艺锤方案设计、工艺编制、加工方法及加工制造过程,重点突出创意性设计思路、选材、加工原理、加工方法等。

思路清晰,加工工艺合理。工艺锤的材料属性、加工工艺(包括工位、工序、工步)、加工设备的种类以及各种加工设备的加工内容、加工范围、加工效率等相关信息要掌握准确,合理选择材料及加工设备,提高经济效益,做到事半功倍。组内互评,公平公正。依据个人对团队的贡献,通过组内互评的方式,给出自评分。按照“10分”计算,采用如10-9-8-7-6-5、9-9-7-7-5-5等分配方式进行分配,最多允许两名同学成绩相同。

设计报告的内容排版应整齐、美观,A4纸打印,左侧装订。现场采用PPT答辩的方式进行考核,答辩时间为5分钟。

3 课程实施

3.1 项目方案设计

2022年秋季学期,21级工程力学1～2班,实习时间为第5～8周,实习天数为15个工作日,共60人进行了“工艺锤”项目的实践教学。在实施过程中,按照要求对实习学生进行自由分组,每组人数5～6人,共6组。采用“工程实践+美育教育”交叉融合的课程教育模式,依据金工实习中“锤”练工程素养及精神品格项目实施方案进行金工实习。每个小组首先进行方案设计,然后采用线上和线下的方式进行工艺锤方案的评审,经过多次反复修改设计方案,将美学元素的融入方案设计中。如图1所示。