工程训练教学新方法的研究与探讨

刘晓芹 蒋国璋 刘成松

摘  要：教师是教学活动的主要组织者和理念主导者，教师的教学思路和教学方法直接影响学生的输出质量。当前工程训练教学领域倡导自主学习、基于项目的学习、成果导向性学习等新方法。新方法中蕴含的教与学观念逐步渗透到常规教学活动中，基于对这些方法的认识和分析，研究不同的教学行为策略在工程训练教学活动中的应用，对大学生工程训练教学质量提高多有裨益。

关键词：工程训练;新方法;教学思想;教学策略

中图分类号：G642       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）25-0093-03

Abstract： Teachers are the main organizers and ideological leaders of teaching activities. The output quality of students is affected by the teaching ideas and methods of teachers directly. The current engineering training teaching field advocates new methods such as autonomous learning， project-based learning， and results-oriented learning. The teaching and learning concepts contained in the new method have gradually penetrated into regular teaching activities. Based on the understanding and analysis of these methods， the application of different teaching behavior strategies in engineering training was studied and the teaching activities has greatly improved the quality of engineering training and teaching for college students.

Keywords： engineering training; new methods; teaching ideas; teaching strategies

作為工程人才培养模式中最基础和最直接的途径，工程训练教学是高等工科院校工程教育活动的重要环节。工程训练教学实践性强，与其他理论课程相比，教师的教学思路和教学方法对学生的输出质量影响更显著[1]。随着高等教育的普及程度越来越高，我国工程教育日益发展，越来越多的新理念和新方法也进入了工程训练领域，推动着工程训练教学的改革与创新[2]。对教师而言，及时掌握先进的教学理念并不断思考、改进、融合，不断提高教学水平，从而提高学生的输出质量，为发展和强大我国的新经济、新产业发展至关重要。从学习的新方法来看，我们的教育从业者和研究人员也应不断尝试，不能只停留在理论研究层面，实际教学活动中也要敢于改革尝试[3]。在当前工程教育大改革和新产业大发展的趋势下，透过这些新方法探讨我国新工科建设环境下工程教育中教师的教学行为策略具有重要的现实意义和实践价值。

一、工程训练教学中的几种新方法

任何一种教学活动都是教与学的双边互动。在我国长期的教学发展历程中，教师“传道授业”、学生“聆听教诲”的模式一直没有实质性突破。作为一门实用性强的训练课程，工程训练教学中长期以来偏重教师授课教学的方法已经不适应当前新产业发展对工程人才培养的要求。新经济、新产业的发展不仅要求工程技术人才具备扎实的专业知识基础，对工程人员的思维创新等能力也提出了更高的要求。因此近些年一些新的教学方法不断被提出、引进，这些新方法在教学活动中也产生了比较大的影响。

（一）自主学习

与被动学习不同，自主学习注重研究学习者的自我定向、自我激励、自我监控与自我调节等。自主学习通过教学资源的充分开发与组织，使学生构建适合自己的个性学习途径，教师只是作为知识的提供者、组织者和学生学习过程中的协助者、促进者。现在推广比较多的在线课程，是实现自主学习的一个非常好的平台，学生可以自主安排课程进度、课程排列并完成自我检测，检查自己的学习质量，寻找遗漏的知识点等。目前，我国不同阶段的教学工作者对自主学习理论均进行了大量的理论研究和剖析，成果表明，自主学习在大学生工程训练教学中的应用是有效的[4]。

（二）基于项目的学习

基于项目的学习实质上是研究性学习的一种模式。由于学生在校学习过程中，接触的工程类问题有限，教师承担的课题研究就为学生的研究性学习提供了一个很好的载体和平台。传统教学活动中，一般学生在研究生阶段才会进入导师课题组进行深入研究，现在工程训练教育中，让学有余力的学生较早地接触和进入项目组，有的放矢，学习将专业理论知识转化为实际应用。基于项目的学习不同于传统的系统性课堂授课，也不同于一般的小组讨论、小组作业，而是一种深层次的、对知识综合应用的学习活动[5]。对于这一学习方法，麻省理工学院于2017年将其应用到了本科教育中[6]。

（三）成果导向性学习

近些年，社会用人单位和教育工业者越来越关注学生的输出结果，而不是输入结果，简言之，更关注学生具备了哪些能力，而不是学习了多少门课程。基于成果导向的教学模式是一种通过教学活动的开展来支撑学习结果的方法。在传统的教学模式中，学生学习了多少门课程、获得了多少绩点、参加了多少实践活动是评价一个学生的主要标准。在成果导向的教学模式中，所有教学活动的设计要围绕学生最后的培养目标和输出成果来设计[7]。这种教学模式改变了传统的按照课本和知识体系来设计教学的理念，而是以对学生的预期目标来设计教学方案，更加突出以学生为主体，培养学生的创新思维和独立解决问题的能力等[8]。2016年我国加入《华盛顿协议》的正式会员，目的就是与国际接轨，提高工程教育的质量。专业认证是否通过的重要标准就是培养的学生是否达到了专业培养目标的要求。成果导向是工程教育专业认证的三大理念之一，也是新产业时代发展对工程教育提出的新要求。

二、基于新方法的教学行为策略研究

教育工作者对教学新方法的理论研究是孜孜不倦的，也涌现出了大量优秀的教学研究论文，但是理论研究不落实到实践教学环境中，其实用性永远得不到验证。只有融入教师的个人意识，将新的教学方法通过创造性的思维和创造性的行动落实到各具特色的教学环境中去，才能将其转化为有意义的教学行为。教学理论和新方法的提出，起到了一种导向性的作用，将其应用到教学实践中去，通过学生与教师在教学活动中对其不断校验和探讨，才能使其不断丰富和灵活。工程训练作为一门实训类课程，注重培养学生的实践能力、创新能力和解决问题的能力。为了实现上述培养目标，我校参与工程训练教学活动的教师采取了一系列的行为策略。

（一）提供与时俱进的教学方案

作为一门基础实训课程，工程训练教学既有传统性，又具备创新性。传统的工程训练教学，包括有车、铣、刨、磨和钳工等基础工种的加工制作，创新性的教学内容融入了数控加工、仿真模拟、3D打印、VR工厂等。传统的教学方案注重加工的完整性、操作性，更多的是教师对学生一种加工技能的培训。随着新教学内容不断加入，教学方案必须要与时俱进，教学方案的侧重点要放在对学生的工程能力及工程思维的训练上来，教师的角色从授课者慢慢转移为引导者和协助者[9]。教学活动开始前，首先要帮助学生树立一个知识的系统性和完整性意识。与这份学习大纲对应的设计在线学习课堂，使这门课程的学习更为灵活、更为开放。在教与学的过程中，学生与学生、学生与教师之间相互交流与探讨，从而使这门课程的教学内容不断丰富、不断完善、不断更新。

（二）提供真正有效的学习环境

学习环境对学习者的学习效率、学习目标的完成度非常重要。何谓真正有效的学习环境呢？应该是一个有明确具体的知识和能力发展要求，既能锻炼学习者的思维，又能调动学习热情的环境。学生是教学活动中的学习者，教师是协助者，教师应该配合学校为学生打造一个有效的学习环境，包括教学、管理、考核等一系列活动方案的制定和实施，为学生做好资料、方法、工具、机会等全方位的服务工作。除必要的教材、设备和实践课时外，我们在在线课堂中上传了大量前沿性的工程技术研究报道及相关的研究资料，同时利用模拟软件、VR技术等对学生的实践认识进行补充[10]。并根据实际需求，让学生提前接触相关课题组研究梯队的项目研究，对自己以后的研究方向或就业方向提前认知，这有助于学生在训练过程中明确目标、有的放矢。近年来，有人提出了“输入结果”和“输出结果”两个概念，简言之，就是“做了什么”和“获得了什么”。就像在学习过程中，有的人“输入”了大量的时间和精力，但是“输出”的成果却并不理想，那么这个学习过程就不是完全有效的一个学习，大部分的输入成本是无效的，那么如何把这个无效成本转化刺激使其成为有效的，进而大大改善“输出结果”，对我们提高教学质量是非常有意义的。

（三）提供深入学习的实践条件

与其他理论课程相比，工程实训课程必须依托于强有力的硬件支撑，不能让学生静坐在课堂里用脑袋“想问题、解决问题”。为此，基于我国工程制造行业的现状和发展前景，我校工程训练中心配备了一批先进数控加工设备和3D打印设备，接近或等同于外面企业的制造水平，使学生在训练过程中运用自己的专业知识，组织多专业、多层次的团队，发现实际问题、解决实际问题。基于课本和理论知识提出的问题，通常是单一的、基于答案的;而实际生产中遇到的问题，往往是综合性的，需要融合多专业知识才能解决的[11]。实际问题的解决比假设问题的解决，更具挑战性，同时也能给学生带来更大的成就感。这不仅仅是为了完成工程训练这一门课程，对学生整个教育历程成长同样意义重大。强有力的硬件支撑有助于培养学生的实践能力、解决问题能力和工程思维能力。学生从校园进入企业，越来越多的企业需要员工上岗就具备解决实际问题的能力，留给新人慢慢锻炼学习的时间越来越少。这种形势下，为了让我们的学生更具职场竞争力，就需要让他们在校学习期间更多地了解和掌握贴近企业实际、与企业水平相当的实践环境。

（四）提供表达交流的沟通机会

语言和言语的表达都是一个人思维活动的外在表现[12]。工程训练作为实训课程，应用性和实用性较强，组织学生开展各种形式的自我表达和相互交流活动，使学生与学生、学生与老师之间产生思维的碰撞、灵感的迸发，对解决实际问题大有好处。在实际教学活动中，我们鼓励学生多撰写实验报告、调研报告、数据分析报告等，提升学生书面文字、数字数据的表达能力;同时，多组织命题讨论、小组讨论等，鼓励学生在公开的交流平台上展示与表达自己的观点、思想以及自己的作品、方案等。表达不仅是思维的外部流露，同时也是思维创新的催化器。在形成外部表达的组织过程中，学生的思维活动更加活跃，并得以将所学所想进行总结归纳，有利于新思路、新方案的诞生。每一次表达，都是学生对自己所学知识的一次巩固、一次总结、一次思考;每一次交流，都会加强学生团队或者“对手”间观点的反思、改进，既锻炼了学生的辩证思维，又让学生亲身体会到团队合作和个体研究的差异。

三、结束语

在新工科背景下，积极思考探索先进的教学方法在工程训练课程中的转化应用，并采取一系列的教学行为策略，有助于确定学生在教学活动中的主体地位，充分激发学生的创新热情和学习动力，从而为培养学生的专业素养、创新意识和工程能力打下坚实的基础。

参考文献：

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[2]陈聪诚.新中国高等工程教育改革发展历程与未来展望[J].中國高教研究，2019（12）：42-48+64.

[3]薛国凤.从几种新方法看研究生课程的教与学[J].教育与教学研究，2017，31（12）：82-87.

[4]陈永琴，刘雨晗，李团结，等.培养学生自主学习能力的研究——论《机械创新综合实践项目》的实践[J].陕西教育（高教），2019（12）：9-10.

[5]薛行健，蔡晨光，罗端高，等.基于研究性学习的教学模式建构——以交通运输专业为例[J].当代教育理论与实践，2019，11（05）：59-65.

[6]肖凤翔，覃丽君.麻省理工学院新工程教育改革的形成、内容及内在逻辑[J].高等工程教育研究，2018（05）：45-51.

[7]王金旭，朱正伟，李茂国.成果导向：从认证理念到教学模式[J].中国大学教学，2017（06）：77-82.

[8]陈永琴，李团结，朱敏波，等.工程教育背景下学生创新与实践能力的培养[J].机械设计，2018，35（S2）：159-161.

[9]张勇，米承继，刘水长，等.新工科与双创背景下本科工程实训教学改革研究[J].内燃机与配件，2019（24）：293-294.

[10]沈阳，逯行，曾海军.虚拟现实：教育技术发展的新篇

章——访中国工程院院士赵沁平教授[J].电化教育研究，2020（01）：1-5.

[11]茅晨，卜斌，邓萍.基于虚拟仪器与开源硬件的实践教学模式探究[J].实验室科学，2019，22（04）：135-138.

[12]顾泠沅.以学定教的课堂转型[J].上海教育，2011（04A）：37.