机械综合实验教学中心
工程实践与教学结合的一次尝试
发布时间: 2013-07-25     发布人: 陈本德     访问次数: 64

 

工程实践与教学结合的一次尝试
【摘要】实践教学体系的建设和实践教学方法的改革是高等职业教育教学改革的重点和难点。本文通过一次工程项目开发与实践环节教学结合的切身体会,分析了使科研活动与教学活动相结合对于提高学生素质和提高教师自身素质的积极作用,阐述了坚持这种教学形式的必要性和可能性。
 
2006年9月至12月期间,我们带领学生完成了“ZDZ001液压实验台的制作”项目,装置经过了江苏省机械研究设计院液压技术研究所专家的鉴定。接着,有我院数控专业两个年级十二个班共432名学生先后在该实验装置上完成了课程实验。
开始,我们仅仅着眼于完成该项目的经济价值:比买一台同样功能的装置节约了多少钱,学生若到外校做实验要花多少钱等等。但通过制作过程和装置完成后的使用过程,使我们越来越深刻地认识到她的真正价值。
一、意外地受到了学生的“青睐”
以往,我院数控专业学生的液压实验都到外校去做。尽管外校的老师热心帮助,教学认真负责,但总存在很多缺陷:首先,来去匆匆,实验时间有限,大多数学生只是完成了实验的过程,并不了解实验的内涵和实质。其次,若对实验的过程或数据有疑问,很难有重复的机会。教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》中要求:要“改革实验教学内容,减少演示性、验证性实验,增加工艺性、设计性、综合性实验。”由于自己没有实验装置的所有权,不可能将实验内容向操作性、工艺性、设计性、综合性实验方向延伸。因此,我们决定动手制作液压实验装置。
说到“自制”,谈何容易,工作量大,时间紧,绝大多数工作要靠手工完成。经过有关领导同意,我们以“第二课堂”形式组织学生参加。因为利用课外时间上课,设备安装操作工作辛苦,又没有任何报酬,原以为不会有多少同学报名参加,可是当我们通过院内媒体发布了招生信息后,却有来自数控技术等四个专业74名同学报名参加。虽然我们事先将参加装置制作的辛苦告诉同学们,但包括十多名女生在内,没有一位同学选择放弃。而在整个教学过程中大多数同学的吃苦耐劳精神和较高的组织纪律性更出乎我们的意料,形成的自觉学习气氛更加令人难忘。
我们进行的是实物教学(拆解液压元件、讲解结构和原理)和操作方法教学,主要利用晚上或双休日时间进行。为了使教学和操作有序开展,我们将学生分为三个班,选出了班长和小组长,每个班每天晚上参加一个半小时的学习和操作。虽然建立了班级管理组织,但由于以动手操作为主,学生没有固定的学习位置,老师既是教学的组织者又是实际操作的主体,教学过程的组织具有松散性,很大程度上依赖于学生们的自我管理精神和自觉性。然而,绝大多数同学体现出很强的组织性纪律性,每晚各班都能按时来到现场,自觉地依次在考勤表上签名(一般不需要点名),然后围拢在老师的周围,倾听老师的讲解,观察老师的操作,记住操作要领,经常进行小声的讨论,时而提出问题,或发表一些见解,提出解决问题的“金点子”。当老师分配任务后,各组同学立即分散开来,自觉地按要求完成操作任务,遇到问题又会及时回到老师身边提问。其情其景,对于每天站在讲台上“手舞足蹈”、千方百计调动课堂气氛的老师,不能不由衷地感到欣慰。
装置的制作同样引起了其他同学的关注。由于我们大多在晚上进行,经常有新参加的同学前来听课或观看制作过程。尽管我们反复强调“动手操作很辛苦,又没有报酬”,但还是越来越多的同学要求“插班”。同学们的热情来源于哪里?事实说明,同学们不仅仅是受到“好奇心”的驱使,更主要的原因是大家感到参加科研活动具有实际意义,学习过程实实在在、“看得见、摸得着”,在参加操作的同时能够获得书本上得不到的东西。同学们渴求更多的动手实践机会,向往“实战”的锻炼。
由于装置制作过程中,数控专业各班级正在开设《液压与气动技术》课程,在课程的教学中液压装置的制作丰富了课堂教学内容,激发了全体学生对本课程的学习兴趣,课堂气氛不同寻常。听课的多了,打瞌睡的少了;记录的多了,玩手机的少了;参加讨论的多了,说闲话的少了。美国心理学家和教育学家布鲁纳指出,最好的学习动机是学生对所学知识本身的兴趣。凡是富有成效的学习,学生必须对要学习的材料具有浓厚的兴趣。《液压与气动技术》对于没有实践经验的学生是难学的一门课,但不止一个同学反映,“《液压与气动技术》这门课学得最好”。
更令人意外的是同学们纷纷盼望着在我们自制的装置上作实验。由于装置安装调试完成后,有十二个班同学分为24批轮流用该装置作实验,各班同学都要求先做,即使安排在晚上进行也愿意。一位同学在发表的文章中流露出自己的愿望:“终于轮到我们班做液压实验了,同学们都很高兴,因为我们将在自己亲手装配的液压装置上进行实验了。在学校中我们作过很多实验,但惟有这一次给我的感触最深刻。”不少同学通过参加该项目的实践,学到了较多的知识和技能,很快就有了用武之地。姚飞和茆志刚同学在毕业实习中能与师傅切磋液压元件的结构和工作原理,探讨液压元件的故障分析方法;史建俊和潘爱祥同学刚工作就研究现场装置中机械手气缸活塞杆旋转问题的解决办法;乐家岱同学拿着系里发的参加液压装置制作科研项目的证书,得到了“高齿厂”领导的信任,被安排参加该厂新设备的安装项目。
二、为学生提供了一次难得的“实战”锻炼机会
以“第二课堂”形式,带领学生共同完成科研项目开发,我们在不依赖外界技术援助的情况下完成了液压实验装置整机设计、制作、安装、调试等过程,对于学生,所见所闻和所做的都是新内容,即使老师也是在不断克服困难、不断研究探索中前进的。老师带领学生边研究边教学边操作,完成了一次有意义的工程实践与教学相结合的尝试。为学生提供了一次科研、学习和“产品生产”过程的“实战”锻炼机会。
1、“实战”是最有效的学习形式
教育部《关于以就业为导向 深化高等职业教育改革的若干意见》中指出:高等职业教育应以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路。“产学研”相结合的实践教学与传统的实验实训教学有着质的区别。学生在学校学习期间要完成教学计划内许多实验实训环节,但这些环节的过程往往是设定的是预知的,具有可控性和可重复性,内容也比较单一。而实际产品的研制和生产过程或完成工程项目的实际施工过程则不同,在这种“实战”过程中,人们遇到的问题是复杂的也是多方位的,解决问题的思维方式是“立体”的。在实际操作中,人们必须与诸多困难短兵相接、刺刀见红,义无返顾地战胜困难,没有丝毫退让的余地,每一次操作都要认认真真,否则有可能导致生产过程失败。“学会打仗的最好途径就是亲身经历战争”,培养工程技术人员素质的最好方法就是让学生直接参加生产产品的实际操作。
在液压实验装置制作过程中我们不断地遇到困难,“如何用手枪钻在4mm钢板上打50mm的孔”、“弯曲铜管时不灌砂怎样防瘪”、“安装空间不够怎么办”、“不小心将钻头或丝锥断在孔中怎么取出来”、“怎样防漏治漏”等等,不解决这些问题,施工过程就不能继续,没有退路,逼着老师和同学们想办法解决,有时还要靠自制的专用工具来帮忙。我们的学生正是通过“实战”的锻炼,变得成熟起来。
2、教会了学生有用的专业技能
ZDZ001液压装置”项目是机电液一体化的综合性课题,要完成设计、制作和安装、调试的全过程。随着施工的进展,我们进行针对性教学,把教学过程分为划线找正、电机与液压泵安装、相交孔钻削和锥管螺纹加工、管路制作、电气元件安装、装置调试和外观制作等七个主要教学单元,着重提高学生各方面的专业技能。比如,在电机与液压泵安装中,如何依照联轴器上基准面确保电机与液压泵之间的同轴度误差在规定范围内;如何规范地制作液压管路和规范地连接电路;以不正确的划线操作造成的报废零件为例,讲解划线的基本要领;以试压时管接头处的泄漏为例说明锥管螺纹加工时的注意事项,出现了液压管路泄漏如何用应急的方法消除,怎样分析和排除液压系统的故障等等。由于工作量较大,学生动手操作的机会很多,我们总结为“一份听讲,九份实做,一次看示范,九次独立干”。为了减少零件的报废,我们特别强调精心操作。一位同学在体会文章中说道:“由于是‘真刀真枪’的实际操作,谁也不敢马虎。”在学生学习过程中虽然不可避免地造成了一些材料的浪费,但使学生学到了很多专业技能,这是值得的。
3、提高了学生的创造能力
对学生创造能力的培养和创造性人格的塑造是我们高等职业教育不应忽视的问题。著名数学家华罗庚说过:“人之可贵在于能创造性的思维”。工程技术人员最可贵的是分析和解决生产生活中实际问题的创造性思维能力。我们要提高学生的创造性思维能力,首先要增强他们的创造性精神力量,塑造创造性人格。对事物强烈的好奇心,敏锐的感知能力,坚强的意志力、坚韧性和果断性,强烈的自信心,良好的协同能力等等,都是工程技术人员所应有的人格特质。人们常常赞美“能工巧匠”,认为他们很聪明。是的,他们有较高的技能素质,解决实际问题有“技巧”,有自己的“绝活”。而所有的“技巧”和“绝活”都是通过长期的生产生活实践砺练出来的,都是智慧的结晶,是一个个创造性“火花”经过升华而凝结成的。我们高等职业院校的教师和学生应该立志成为这样的“匠人”,要勤于思考勇于实践,惟有实践才是培养创造性人格特质的最科学最现实的途径。
工程实践活动是富有创造性的劳动,是提高学生的创造能力,塑造创造性人格的极好机会。在我们这次液压装置研制过程中,常常为了解决某个实际问题,或为了节省时间、节省材料、节省体力,促使学生们想办法、走捷径,大家你言我语、争先恐后,自然形成了一种创造性思维环境。学生中蕴藏着丰富的创造力。老师要尊重和保护学生的创造性,积极地开发学生的创造力。有这样一名学生,在活动中他总是喜欢“唱反调”,总不断地提出不同的意见。有的人“烦”他,可在我们这里他却受到了尊重,得到引导,还经常得到夸赞,鼓励同学们向他学习。我们启发学生要树立敢于怀疑、批判、标新立异的科学精神,勇于突破思维定势的束缚,勤于思考,大胆实践。主张学生要发散思维,充分发挥自己的想象力,多视角分析问题。古人云“学贵知疑,小疑则小进,大疑则大进,疑者觉悟之机也”。我们带领学生在“疑”中干,在干中“疑”,在思考中动手实践,以至于大多数学生分析事物的思维方式越来越灵活,思路越来越开阔,解决实际问题的“金点子”越来越多,处理问题的自信心也越来越强。由开始时对工程实际问题的茫然到后来的敏感,从原来的拘束到后来的娴熟。同学们通过亲眼所见、亲手所做,在克服各种困难的过程中学会了动脑分析和用手解决专业问题的方法和技巧,提高了创造能力。
4、强化了学生的劳动态度,增强了职业道德素养
在科研活动的吸引和群体力量的感召下,在老师的师范下,这些平日里娇生惯养的孩子,在施工中不躲避苦脏累的工作,分配的工作都能乐意地接受,自觉地完成,更没有人提出要任何报酬。同学们白天上课,晚上操作,有时双休日也不休息,很疲劳,但很少有人退却。同学说:“当我们享受着成功的喜悦时,早把当时的辛劳忘记得一干二净。”有一位同学平时在课堂上总爱打瞌睡,没精打采,老师做他的思想工作,他就说“我是学文科的”,好象与身俱来不能学“工科”了。可他在一位学生干部带领下来参加这次“第二课堂”活动,表现越来越出色,打孔攻丝,制作管路、安装泵阀都干得有板有眼,时常还提出一些创造性意见。一个学“文科”的,干起“工科”的活一点不比学“理科”的差。在调试阶段,到了晚上天气已经很冷,很多同学依然毫不退却,与老师一道挽起袖口进行操作。由于没有配备工作服,为了防止沾上油污,大家就找来旧衣服或穿上皮甲克来干活。同学们遇到困难不绕道走,相反越是难解的问题越是抢着干。有的同学遇到难干的活,决不让别的同学插手,自己默默地琢磨,一天干不完留着第二天自己接着干,直到干完才满意。
由于液压装置制作的工作量很大,大量的工作要靠手工完成,在紧张施工的几个星期中,几乎每一位同学都有任务,每次几十名同学各自占据不同的位置进行操作,各个角落各种工具发出的声音汇集在一起,顿时出现了繁忙的生产景象。同学们就是在这种自然营造的生产现场氛围中得到锻炼,培养了学生适应现场生产环境的能力,相信他们将来毕业上岗后会多一份成熟,少一些局促不安。
通过这次“实战”锻炼,同学们不仅提高了专业素质,而且吃苦耐劳精神和攻坚克难的意志力等职业道德素养同样得到了提高。
三、是教师实现自我提高自我发展的必由之路
科研活动和工程实践对于教师业务素质提高具有非常重要的作用。高等职业教育的教师应当“既具备扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又具有较强的专业实践能力和丰富的实际工作经验” [1]。高等职业教育人才培养的特殊性决定了教师队伍的特殊性,决定了对教师个体素质要求的特殊性。由于条件的限制,我们不可能经常直接参加工程实践或社会实践活动,那么,组织和参加校内科研活动则是实现这种“特殊性”、提高教师自我业务素质、适应职业需要的最好途径。毛泽东同志在著名的《实践论》中说到,“中国人有一句老话:‘不入虎穴,焉得虎子’。这句话对于人们的实践是真理,对于认识论也是真理。离开实践的认识是不可能的。”人们就是在不断的实践中,加深了对世界的认识,也丰富了自己的理论。
当年轻教师即将从课桌走上讲台,老教师会告诫说“要上好课就一定要‘吃透教材’”。但从事工科专业教学光靠“伏案备课”是难以“吃透教材”的。“纸上得来终觉浅,绝知此事须躬行”。《史记》中记载着一则“纸上谈兵”的故事,是人们所熟悉的。赵国名将赵奢的儿子赵括,年轻时熟读兵书,掌握了丰富的兵法知识,以至谈论起来连他父亲都要自愧不如。不过就是这位赵括,由于只知道死背兵法,缺乏实战锻炼,后来代替廉颇为将,在长平之战中兵败身亡,成为千古笑谈。赵括是高分低能的典型,其长平之败固然有多方面的原因,但只重理论而轻实践恐为致命点。年轻教师要备好课、上好课,不仅要重视理论学习,更要重视实践,经常参加专业技术实践活动。备课时才能真正做到“吃透教材”,理解教材的实质性内容,熟知它的重点和难点,熟悉它与各学科的联系,上课时才能做到用着教材,却又立于教材之上;以教材为本,却又摆脱教材的束缚,得心应手,言之有物,从而吸引学生。不言而喻,教师重视了专业实践,坚持在实践中创造性地运用专业理论,又将实践中的收获不断地运用于教学,就能够影响学生,带动学生,从而培养出更多具有动手动脑习惯的人才,就能够更多地避免“高分低能”的悲剧发生。
即使是“双师型”教师也应该在参加各项实践活动中不断提高自己的综合能力。俗话说“拳不离手,曲不离口”,“双师型”教师有过生产、管理的专业实践经历,有丰富的实际工作经验,但是,当你离开了原有的实际工作环境,所接触的事情、所得到的信息发生了根本的变化,在知识、信息更新速度日新月异的时代,原有的工作经验就有可能落后,原有的技术技能也会逐渐退化,只有在不断实践、不断提高中才能保持和发扬自己的优势。事实上,“双师型”教师“头衔”终身制的现象从一开始就遭到了专家们的质疑,有专家认为对“双师型”教师资格的评价标准中,除其他必备条件外,还应该有技术实践应用要求,比如,“近三年内(国家教育部《高职高专院校人才培养工作水平评估方案 (试行)》中为五年)主持(或主要参与)一项校内实践教学设施建设或提升技术水平的设计安装工作,使用良好”等等。可见要真正保持公认的“双师型”教师称号,还是需要经常参加科研项目开发或工程实际操作。更何况“双师型”教师还应当逐步实现“一专多能”,以适应高等职业教育对教师素质的要求。
高等职业教育事业的发展和个人自身的发展都需要我们积极地学习和实践。在远离生产实际环境,又处于繁忙的教学工作之中,广大教师,特别是年轻教师更需要通过开发各种内容的科研项目,积极参加各类实践活动,创造自我提高自我发展的机会,不断提高自身素质,迎接新的挑战。
通过完成此次工程项目的实践,我们体会到项目的选题很值得研究。民办学校的科研资金十分有限,要尽量发挥有限资金的效益,就要注重科研项目的实用性,要围绕教学和管理需要选题。科研成果要能够直接应用于教学或管理工作,有利于学院的发展。项目的选题还应当经过认真的调研论证,要切实可行。特别是组织学生参加的项目更应难易适中,以适合高等职业院校学生的特点,过难了学生会感到无从下手,只能置身事外,袖手旁观,太容易了学生会感到不实用,没兴趣。项目的工作量也要适应教学的需要,使尽可能多的学生有参加学习的机会。教师在工程项目与教学结合的活动中既要承担教学和项目组织任务,又是操作活动的主要参与者,这区别于传统教学形式。因此,教师要有吃苦耐劳的思想准备,在活动中以身作则、身体力行,才能确保活动顺利开展,使活动收到预期的效果。
实践证明,利用开设“第二课堂”形式,把科研或工程项目开发与教学结合,是培养高等技术应用性专门人才的有效途径之一。我们应当从高等职业教育发展的实际需要出发,充分提高认识,积极开发各种科研和工程项目,有条件时还应当参加企业的应用技术研究和开发实践活动,直接为企业的生产服务。达到“改革教学方法和手段,融“教、学、做”为一体,强化学生能力的培养。” [2] 和“在科技工作实践中不断提高教师的学术水平和专业实践能力”的目的。[3]
 
参考文献
[1]引自《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》教高[2000]2号文件的附件)
[2]引自教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)
[3]引自《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》教高[2000]2号文件的附件)