工程认证背景下工程训练课程教学改革探究论文

2024-04-18 11:22:07 来源: 作者:xieshijia
摘要:文章首先对工程训练课程与工程认证融合进行了分析,然后分析说明了不同工科专业工程训练项目,接着阐述了工程认证背景下工程训练课程教学改革,最后论述了工程认证背景下工程训练课程评价和教学保障措施。
摘要:文章首先对工程训练课程与工程认证融合进行了分析,然后分析说明了不同工科专业工程训练项目,接着阐述了工程认证背景下工程训练课程教学改革,最后论述了工程认证背景下工程训练课程评价和教学保障措施。
关键词:工程训练课程教学;工程认证;学习产出
新时期,信息技术与数字技术不断融入社会各个行业与产业,工程教育认证对面向需求、面向产业的人才培养模式更为重视,而工程训练作为培养具有实践操作能力的工程人才的课程,能够体现工程教育的成效。国外工程训练研究主要集中在工业制造大国。德国要求在校学生必须进入相关企业进行实际的工业训练。日本的工科院校设有专门的“机械工作”教学环节。英国将培养“具有开发能力的工程师”作为改革的主要目标,在大学内开展工业训练教学活动。近年来,我国工程教育发展迅速,工程训练课程大大拓宽了原有领域,很多高校的工程训练中心在硬件条件和管理水平上与国外同类高校相比毫不逊色,但在现代化的工程训练中,教育理念、培养模式、课程体系、教学方法、教学手段等仍有可以改进的空间。同时,我国理工科专业正处于新工科与工程教育认证双重发展过程,因此工程训练课程的教学改革也需要符合新时期的新要求,促进专业课程的专业认证要求与思政教育融合发展。此外,工程认证背景也对工程训练课程的工程意识、创新意识及职业规范等方面提出了明确的要求,即工程训练应具有实践性、探索性和创新性。因此,本文从国际工程教育认证的要求出发,以工科类专业的发展为对象,优化不同类别专业的工程训练课程项目,分别设计普通类专业、近机械类专业及机械类专业的课程项目,希望从实际要求角度入手,提升学生分析复杂问题的能力,最终提升学生培养质量。
一、工程训练课程与工程认证融合分析
工程教育认证的开展过程对本科毕业生的培养目标与实现有着明确的要求,根据不同专业、不同学校特色及不同行业的特点制定的工程训练课程体系存在差异,故需要优化不同工科专业工程训练体系并建立持续改进机制,从而支撑工程认证工作。
(一)产出导向,提升教学效果
工程训练是高校工科学生的实践必修课程,是培养具有工匠精神的高素质工程技术人才的重要手段,是现阶段各工科专业培养学生实践动手能力的重要环节,是学生认识工程领域新技术的重要桥梁。一般而言,工科专业的工程训练课程需要培养学生在职业规范的条件下结合环境和可持续发展的要求,依据工程知识使用现代工具分析及设计/开发解决方案等的综合能力。同时,社会环境与需求不断变化,目标导向的工程教育专业认证要求工程训练课程建立持续改进机制,从而支撑不同专业工程教育认证工作。
(二)优化工程训练课程,支撑毕业达成要素
为了提高工程训练效果,更好地培养工程人才,针对实践教学模式的改革变得非常迫切。为适应发展需求,工程训练课程教学需要由传统的技能训练逐步转型为以工程教育专业认证为背景,培养学生多元化的创新思维的开放型工程实践创新训练模式。同时,工程训练课程要将工程认证毕业指标点与课程项目相融合,完善不同需求层次的训练项目,从而培养学生使用现代工具解决工程问题的能力、可持续发展意识、团队合作能力等。
(三)强化学生设计与创新意识
通过设计解决实际工程问题的工程训练项目,促进学生综合实践能力的提升,并在工程认证实践过程中引导学生进行专利申请、科技发明,鼓励其参与各类竞赛,从而锻炼学生团队的设计能力,拓展学生毕业设计的选题方向。
二、不同工科专业工程训练项目分析
由于不同学科的工程需求存在差异,对应的工程认证目标点也不完全相同,需要实现的课程目标也有所差异,故需要将工程训练课程内容的设计与课程目标达成度、工程训练实现项目相结合,以实现合理的教学分层设计。
(一)工程训练项目设计
不同工科专业类别的工程训练需求存在差异,故需要依据学科与工程认证标准合理划分工程实践的教学层次与目标。通过分析不同专业的工程训练需求,可按照机械类、近机械类、普通工科类3类专业进行分析,设计符合工程认证标准的实践教学内容,以提升工程训练的有效性。同时,依据毕业达成要求,需要考虑按照不同课程目标进行任务分解,优化工程训练模块。不同需求的工程训练项目设计如表1所示。
(二)不同专业工程训练项目分析
1.普通工科类工程训练项目分析。单一面向机械类专业开设的工程训练项目不适用于所有的工科类专业,故需要依据各个专业工程认证的具体要求,对传统的工程训练内容进行优化、细化。普通工科类专业工程训练的教学与训练内容为工程训练认知、制造加工技术理解,以及简单零件分析与识别。因此,普通工科类专业的工程训练项目为模块(1)、模块(2)与模块(3),通过在平时操作过程考核中融入成本分析,使相关专业的学生能够分析工程(作品)综合特征。
2.近机械类工程训练项目分析。新时期,许多近机械类专业对实践能力的要求不断提升,故此类专业的工程训练教学与训练内容为机械制造知识、操作技能、零件工艺分析和设计及零件制作。因此,近机械类专业工程训练选择训练项目模块(1)、模块(2)、模块(3)、模块(4),通过工艺设计、制作,让学生识别现代工程技术并能发挥团队协作精神。
3.机械类工程训练项目分析。机械类专业工程训练目的为培养综合设计与创新能力,故此类专业的工程训练项目为模块(1)、模块(2)、模块(3)、模块(4)、模块(5),即以产品为载体,团队进行分工、合作、分析、设计,并进行前沿工程技术分析、成本分析、工程管理分析,以此培养学生实际项目分析与现代工具使用能力,让学生用创新与全寿命周期的思想分析自己设计加工的产品特征。
三、工程认证背景下工程训练课程教学改革
(一)优化教学项目内容设计
工程训练以工程实际产品为基点,将毕业指标点与知识点融入项目的各个环节,结合先进制造技术及产品加工案例,完善模块化的层次训练项目,从而培养学生使用现代工具、解决工程问题及团队协作的能力。训练项目模块(1)至模块(5)的具体教学内容如下所示。
1.理论考核与安全教育。理论考核与安全教育的对象为全体参加工程训练课程学习的学生,理论考核主要内容为各类工种、设计规范、工艺操作标准,安全教育主要内容为专业领域工程实践中的职业道德和规范、责任。
2.平时操作过程考核。优化平时操作过程是一项复杂的工作,涉及多学科的知识,需要多个专业的共同参与及设计。不同类别专业可依据学校实际情况优化钳工、车工、焊接、电加工、电工电子技术及工艺设计等项目,使学生能够分析与识别简单零件、产品工艺说明,正确使用工程工具,并能理解其应用范围。
3.作品特征分析。工程训练实训过程中,要将工程设计文件的设计与撰写融入训练,培养学生整体设计、查询资料、文档撰写、集体合作的能力。同时,能够结合现场演示,对简单零件进行工艺分析,使学生通过讨论加工的要点,从而理解团队不同角色的职责。
4.产品综合分析。产品综合分析主要面向近机械类专业设计的实践模块,以培养学生操作技能及进行零件工艺分析的能力。学生通过产品综合分析进行机械零件工艺设计、加工工艺分析、自主编程制作,可从社会效益角度分析产品并提高解决复杂工程问题的能力。
5.产品综合设计。产品综合设计教学对象是机械类专业学生,旨在培养学生综合设计与创新能力。产品综合设计要兼顾成本进行工程管理分析,通过团队合作分工设计并加工作品,以提高学生非技术指标素养。
(二)设计贯穿全过程的思政教学模式
工程训练课程将思政元素融入技能训练、操作过程及设计分析环节,能够促使学生提升团队合作意识,提升分析复杂工程问题中非技术指标的能力。因此,笔者依据工科专业的特征,建立了与知识目标和技能目标相适应的课程思政模块,构建了思政目标合理融入教学目标的对应关系。其中,结合教学目标与毕业达成要求融入思政目标的教学目标设计如表2所示[1-4]。
(三)完善第二课堂设计
第二课堂作为工程训练课程的延伸,需要结合学生的实际特征、实训场地的具体情况及各个学校创新创业教育发展的需求进行设计。
1.引入讲座,将科普与创新相融合。工程训练中心结合学校专业特征及实训实验教师队伍特点举办工程技术发展前沿讲座,可开阔工科学生眼界。此外,训练场地应定期进行学生成果展示、科普讲解,宣传学生与教师的相关作品,以便拉近课程与学生的距离。
2.依托工程训练课程合理开展创新学科竞赛。在教学项目设计中融入学科竞赛指引,即通过工程训练,加深学生对机械类竞赛、工程类竞赛的认知,同时将工程训练教学过程中的设计理念、制作内容融入科技创新大赛,丰富实践教学内容,以大学生学科竞赛为工程训练教学的推动点,提高学生的学习效率、发现及解决工程问题的能力。此外,学科竞赛与创新教育的融入,有利于培养学生的创新精神、创业意识,使其具备一定的社会责任感[5-7]。
四、工程认证背景下工程训练课程评价
课程评价作为工程教育专业认证中的重要环节,注重学生综合能力培养效果的分析,可通过持续改进教学策略、内容与方法,及时修正实践教学过程中存在的不足,从而提高学生培养质量。同时,探索工程认证条件下的课程思政定量化考核体系(课堂表现、参与学习、课程报告),明确了专业与思政相结合的考核点,使考核成绩同时体现了思政教育的影响力。
课程实施过程中可采用学生评价、同行评价、直接评价等手段。学生评价采用自我评价的方式,通过向学生发放专业认证毕业要求指标点、课程思政指标点达成情况的调查问卷进行回访。同行评价采用对实训教学过程进行听课评价的方式,通过教学督导的改进建议为课程持续改进提供依据。直接评价是对课程教学环节对应的考核方式与内容进行课程目标达成度定量分析。因此,针对当前工程训练课程的特点,构建了课程目标(含思政考核)与毕业达成度指标点的对应关系[8-11]。其中,不同专业的工程训练产出评估方式如表3所示。
进行工程认证背景下的本科工程训练课程教学新模式、新方法与评价的探索与实践,将静态评价的教学转变为动态性、设计性与创新性的实践教学,可推动学生个性化发展,强化可持续改进的实践教学目标。其中,教师要依据工程训练课程的评价结果采取合适的方法和手段对存在的问题进行改进。同时根据学生反馈进行教学的优化,并结合学生的课程整体表现和不同工科专业的变化需求进行训练内容、训练过程、训练方法、训练综合评价的微调,从而更好地动态支撑学科发展与认证需求。
五、工程认证背景下工程训练课程教学保障措施
工程认证背景下对工程训练课程教学进行改革,还应在以下保障措施方面下功夫。
(一)工程训练指导教师队伍建设
工程训练课程一般采取集中上课与训练的模式(训练时间为1周至2周),实训实验指导教师因为担心训练项目的实施进度,故在整个训练过程中更加侧重操作技能、训练方法的传授。对此,基于工程训练课程指导教师的特点,需要定期组织开展课程思政教学研讨,分析课程中各个项目的课程思政融入场合,分析包括技能操作及方法传授的思政案例,整理典型案例并编入课程标准,从而提升课程思政的有效性。同时,针对实训指导教师团队建立专门提升课程思政意识及能力的机制,让不同专业的工程训练课程教师都能有效担当育人职责。
(二)工程训练场所氛围营造
首先,通过工程训练实践教学现场的画廊、环境、机器、工具,营造严谨有序的教育氛围[12-14]。其次,通过张贴有关规章制度、名言警句、工程成就、著名人物等的图片,进行人文环境的优化,将严谨、规范、秩序等文化素养、职业规范、职业道德等思政元素进行有效展示。最后,设立优秀作品与竞赛成绩展示区,将学生作品以最直观的形式展示,从而提升工程训练课程思政的育人效果。
六、结语
工程训练不仅是一门现场实训课程,还是一门培养学生工程意识、创新意识及职业规范的综合实践课程,其在培养人才时发挥着理论教学不可替代的作用。工程认证背景下理工科专业的工程训练课程关注学生的综合实践能力,旨在于职业规范的条件下,结合环境和可持续发展的要求,充分培养学生依据工程知识,使用现代工具分析、设计工程问题解决方案等的综合能力,要求普通高等教育毕业生具备解决复杂工程问题的能力,在这些毕业要求指标点中,很多指标与课程思政联系非常紧密,具有很高契合度。
基于此,本文从国际工程教育认证的要求出发,以工科类专业的发展为对象,进行了普通工科类专业、近机械类专业及机械类专业的工程训练项目的优化,将工程教育专业认证指标点与课程思政指标点进行融合,建立了与知识、技能能力相适应的课程思政模块。同时,针对当前工程训练课程的特点,建立了课程目标与毕业达成度指标点的对应关系,结合持续改进的思路,建立了可定量考核的融合课程思政的教学评价体系,明确了工程训练技能训练与思政相结合的考核点,探索将思政目标转化成量化的考核项目,希望通过上述手段,能提升学生分析、解决复杂问题的能力,从而提升学生培养质量。
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