模块化项目驱动模式下工程训练研究探索

吕汝金，魏德强，刘建伟，王喜社

（桂林电子科技大学 教学实践部，广西 桂林 541004）

工程训练是工科教学计划中一门必修的工艺性基础课和工程实践课，是实践教学的重要环节，它对提高学生的全面素质，培养高质量、高层次的新世纪工程技术人才，起着其他课程所不可替代的作用［1］。目前高校的工程训练在办学规模、教学理念和教学方法上，已经有了长足的进步，但依然存在着不少问题，集中表现在工程训练如何在较短的训练时间内更高效地激发学生的创新意识、培养团队合作精神和让学生的创新能力与具体的工程实践相结合等。随着财政资金投入，高校软硬件逐步增加、更新，工程训练的教学内容也不断地丰富，为更高效、高质量地完成创新型应用人才培养的需要，必须科学地设置训练模式，采用先进的训练方法和手段，并注重内容的先进性、创新性和参与的开放性［2－3］。它应该强调在有限的工程训练时间内，学生运用所学知识去完成一个完整的实训过程，讲究生产工艺的整体性和实效性。本文以桂林电子科技大学机电综合工程训练中心为例，探讨引入模块化项目驱动模式的实践教学方法，实践证明，该方法能够更高效地达成培养目标。

1 传统工程训练的不足和项目驱动模式现状

传统金工实习模式更多地注重机床操作的工程技能训练，其特点是分工种顺序安排生产实习，比如车、铣、刨、磨、锻、钻、焊、钳、热处理等。这类实习模式，学生实习过程是被动的，各工种之间彼此独立，没有工艺上的关联。我校机电综合工程训练中心在前期教改的基础上［4－7］探索形成了基于工程目标的项目驱动训练模式，分为工程技能训练（4周集中时间、传统金工实习模式）＋基于工程目标的产品设计、制作和调试等（4周开放时间，与下一批次集中时间重叠）两大部分，较好地解决了传统金工实习模式学生不考虑工艺关联性的问题，提升了学生的工程意识和实践动手能力。但是，由于众所周知的高校快速发展的原因，在工程技能训练环节会出现如下现象：

（1）工程训练课程承担的实训批次和每批次实训学生数均较多，每批次集中实训时间短，人机配备比例不合理；

（2）技能操作的单一实训项目（或工种）一般有多种机型（比如数控车有广控、西门子、发那科等，特种加工有更多种机型），但每种机型数量有限，教师在较短时间内只能按一种机型重点讲授理论和操作（恶化了人机配备比例），不能发挥其设备总数量对学生技能训练效果的优势。这些现象结合开放时间段的基于工程目标的产品设计、制作和调试等就会导致一系列问题：学生加工制作时操作不熟练；教师要指导下一批次学生，无暇顾及开放时间学生；因学分制选课，参与开放的学生在时间上和其他课程有冲突而不能专注于工程目标的实现；集中实训和开放时间跨度过长（每年度7月份实习，开放时间跨度到9月底），导致两部分内容脱节，学生操作机床熟练程度明显下降，需要教师帮忙加工，学生、教师身心俱疲。

为更高效、高质量地完成创新型应用人才培养的需要，在前期工程训练模式基础上，构建了新的工程训练教学体系，提出了模块化项目驱动的工程训练新模式，并进行了初步的研究和探索。

2 教学体系重构

从培养计划总学时固定的角度来说，随着技能实训内容的增加，每一项实训内容均经历是不现实的，另一方面，技能训练传授给学生的是知识和操作水平而不是创新能力，对综合素质的提高效果并不明显。工科类高校实践教学环节要想达到预想的效果，其中一个非常重要的因素在于能不能在有限的学时内，通过教学内容的有机组合，高效、高质量地解决理论和实践的衔接问题。基于以上观点，对实训教学体系做了如下建设、调整。

2.1 模块化工程技能训练实训项目

改变目前工程技能实训的“传统金工实习”课程体系（参见表1）分工种轮换操作为“模块化工程技能实训课程体系”（参见表2）。

由表1、表2可知，工程技能训练教改前的课程内容完全占用了集中时间，而模块化选课可以提前1周完成，并且所经技能训练项目时间均长于先前，为提高技能操作水平提供了时间保障。

表1 传统工程技能实训课程体系

表2 模块化工程技能实训课程体系

2.2 模块化项目驱动模式的课程体系建设

改变目前的“基于工程目标的项目驱动训练模式”为“模块化项目驱动工程训练”模式，改革前后采用的模式及其教学内容见表3、表4。由表3、表4可知，从时间跨度上看，教改前为教改后2倍，从具体内容上看，教改后按周分模块进行，集中在4周内完成，时间节点清楚，任务明确，训练内容衔接更紧凑、高效，同时改变了工程训练因无课后作业学生比较散漫的状态。

表3 项目驱动模式课程体系建设教改前

表4 项目驱动模式的课程体系建设改革后

3 过程管理

（1）以教师为主导、学生为主体［8－10］。由于学生知识水平和思维方式不同，针对教学过程中出现的不同情况，教师要加以分析、指导，对明显错误的做好适当的引导、纠正。以教师为主导，让学生在实训过程中开动脑筋、提出问题、分析问题，通过查阅资料，想办法解决问题。让学生亲身经历产品设计、工艺设计、编写加工程序、操作机床加工零件、装配和调试等实训过程，为每个学生潜在创造力的培养提供更多机会。

（2）以项目为主线。为培养“懂理论、能应用”的应用创新型人才，模块化项目驱动模式的课程体系是围绕项目开发规划和实施的，教师教授和引导的是项目实施所需的技能、系统知识和应用知识，最终考核的是学生对知识的理解、应用、创新和总结。项目的开发实施在教学过程中应起主导作用。

（3）强化团队合作自主学习型自我管理模式。以项目为主线、教师为主导、学生为主体，创造学生自主学习、自我学习和相互学习的氛围，提高学生学习的积极性。通过工程管理报告的撰写、分工和执行来强化学生的团队合作精神、独立工作能力 、交际能力以及语言表达能力和自我管理能力的培养。另外，团队的组队原则是统筹考虑队员工程技能训练项目的完整性，确保每个项目至少有一个队员掌握操作技能。

4 项目实施

从课程体系上看，项目实施［11－12］的四大模块 A、B、C、D囊括了项目从选题到完成的全过程。要强调的是，实施过程的每个模块在对应的时间节点上都应该尽量保质保量完成，要求团队精诚团结、沟通交流、分工合作。为达成预期目的，可按以下步骤实施：

（1）项目立项。学生根据组队原则组队，每个队员均可根据教师指导性选题方向选题或自主选题，通过指导教师和队员共同评审比较，每个团队立1项具有创新性、一定应用价值和前景、与学生能力和训练中心设备加工能力相匹配的选题。对应的时间节点前还应该完成工程管理报告的撰写，做好人员分工和对应模块负责人的指定工作。

（2）结构设计与工艺设计。包括B、C两个模块，指导教师要重点审核结构设计的合理性和创新性、工艺设计的合理性和经济性。对应的时间节点学生应提供装配图、零件图、工艺卡片、结构设计报告和工艺设计报告等文件。

（3）加工、装配与调试。根据人员分工和工艺卡加工零部件、组装作品和调试，直至实现其功能。通过此过程使学生理解零件工艺的关联性、其结构设计和工艺设计的合理性和可行性，加强理论与实践的联系。同时，在此期间做好成本分析报告和验收材料准备。

（4）验收与交流。各组项目完成后，以小组为单位登台演示作品的功能，并分析汇报其难点、创新点和工艺过程以及有待改进和提高的方面等，各团队交流互动、借鉴观摩，最终由教师点评总结。该环节培养了学生的交流表达和分析问题的能力，进一步提高了其综合能力。

5 结束语

模块化项目驱动工程训练方法既改变了传统的工程技能训练模式，也改变了现有的项目驱动模式。其以教师为主导，以学生为主体，提高了学生学习的自主选择性、积极性和学习兴趣；其组队和管理方法强化了团队合作自主学习型自我管理模式，进一步提高了学生的团队合作精神、独立工作能力、交际能力以及语言表达能力；以项目为主线的项目实施过程各环节衔接性好、内容完整、可操作性强。经实践，通过采用模块化项目驱动工程训练方法，进一步提高了大学生的工程实施能力，为培养创新型应用人才提供了有效途径。

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