摘要：現(xiàn)代化制造產(chǎn)業(yè)中，特種加工是尤為重要的加工工藝。針對(duì)高校實(shí)施實(shí)訓(xùn)過程中，學(xué)生積極性不高、動(dòng)手能力不強(qiáng)的情況，為了更大地激發(fā)學(xué)生的興趣、創(chuàng)新思維和提升動(dòng)手能力，寓教于樂，對(duì)數(shù)控電火花線切割實(shí)訓(xùn)方法進(jìn)行探索研究，主要通過兩個(gè)層面改革探索，一是以趣味化編程的方式建設(shè)課程，趣味帶動(dòng)學(xué)生的積極性；二是以課程教育穿插思政教育的方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，為其建立正確的人生觀和價(jià)值觀，增強(qiáng)課程的趣味性和啟發(fā)性。觀摩發(fā)現(xiàn)，改革后的教學(xué)方法能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，教學(xué)效果得到顯著提升。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；線切割；特種加工；思政教育；趣味編程

“新工科”時(shí)代背景下，要求高校培養(yǎng)學(xué)生在充分掌握理論知識(shí)的同時(shí)，還要掌握一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。在這種過程中，理工科院校的工程訓(xùn)練占據(jù)教育實(shí)踐環(huán)節(jié)中較為重要的地位。

（1）在實(shí)踐的過程中加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)工藝的了解。

（2）對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。結(jié)構(gòu)的分析并非紙上談兵，必須動(dòng)手利用工具進(jìn)行拆分，組合裝配才能真正了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提升工程實(shí)踐的能力。

（3）未來規(guī)劃。通過工程實(shí)踐教育，讓學(xué)生掌握專業(yè)的發(fā)展前沿和有針對(duì)地做出職業(yè)規(guī)劃。

（4）培養(yǎng)學(xué)生舉一反三，勇于創(chuàng)新的精神。

在學(xué)生培養(yǎng)方案中，學(xué)生參與工程實(shí)訓(xùn)［1］是一項(xiàng)尤為重要的教學(xué)內(nèi)容，旨在培養(yǎng)工科類學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，同時(shí)也培養(yǎng)了非工科類學(xué)生對(duì)工科課程通識(shí)的能力。根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式為：在規(guī)定的課時(shí)范圍內(nèi)，對(duì)學(xué)生完成理論知識(shí)傳授、實(shí)操講解、動(dòng)手實(shí)踐。該教學(xué)方式時(shí)間緊，任務(wù)重，不僅是教師的痛點(diǎn)，也是學(xué)生的難點(diǎn)。在這個(gè)過程中，學(xué)生處于被動(dòng)的狀態(tài)下，課程處于被動(dòng)灌輸知識(shí)的過程，實(shí)際的教學(xué)質(zhì)量跟不上預(yù)期的效果。因此，如何在規(guī)定的課時(shí)范圍內(nèi)均衡以上3個(gè)模塊的時(shí)間，達(dá)到教學(xué)效果的最優(yōu)解，成為教師迫切需要解決的問題，也是課程打磨的核心出發(fā)點(diǎn)。

1課程痛點(diǎn)

主要的痛點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：

（1）實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足，技術(shù)與社會(huì)前沿脫軌。對(duì)于數(shù)控電火花線切割加工而言，該學(xué)科融合熱力學(xué)、數(shù)控編程技術(shù)、材料學(xué)等學(xué)科，較為綜合，且該加工工藝在許多重工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。雖然說知識(shí)是不會(huì)過期的，但是隨著科技的迅速發(fā)展，許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備頻繁更新?lián)Q代，甚至五年一小變，十年一大變，完全跟不上社會(huì)主流設(shè)備，學(xué)生如果在學(xué)校仍然學(xué)習(xí)十幾年前的設(shè)備，對(duì)于其走向社會(huì)會(huì)產(chǎn)生影響，讓學(xué)生感覺學(xué)校所學(xué)知識(shí)和一線企業(yè)有誤差。

（2）教學(xué)方式單一，教學(xué)素材老舊，教學(xué)內(nèi)容抓不到重點(diǎn)。雖然目前教學(xué)也處于多媒體教學(xué)的狀態(tài)下，在理論教學(xué)過程的PPT中穿插圖片和視頻，但對(duì)于設(shè)備內(nèi)部和工作原理都屬于理論層面，實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，在傳統(tǒng)的課堂中難以實(shí)現(xiàn)寬口徑人才培養(yǎng)。

（3）教學(xué)時(shí)長(zhǎng)的合理分配。教學(xué)時(shí)長(zhǎng)的分配至關(guān)重要，教學(xué)時(shí)長(zhǎng)包括理論知識(shí)的講解（加工微觀原理、加工特點(diǎn)和數(shù)控編程教學(xué)），我們不能讓學(xué)生把操作技能停留在紙面上，要合理分配每個(gè)學(xué)生動(dòng)手實(shí)操的時(shí)間。另外，針對(duì)學(xué)生不同的掌握能力，如何強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也顯得尤為重要。

2教學(xué)改革

為了強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量，緊跟社會(huì)發(fā)展潮流［2］，加速教學(xué)創(chuàng)新步伐，廣州城市理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院工程訓(xùn)練中心購置了3臺(tái)蘇州三光科技的數(shù)控電火花線切割機(jī)床HB400C，將社會(huì)生產(chǎn)環(huán)境與教學(xué)情境相結(jié)合。中心充分發(fā)揮硬件設(shè)備優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)操能力，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程專業(yè)素養(yǎng)。在滿足課程教學(xué)的情況下，對(duì)先進(jìn)設(shè)備的更新迭代有助于培養(yǎng)先進(jìn)技能和實(shí)踐技能的人才［3］，為產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力的支撐。

課程主要通過兩個(gè)層面改革探索：一是以趣味化編程的方式建設(shè)課程，趣味帶動(dòng)學(xué)生的積極性；二是以課程教育穿插思政教育的方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，為其建立正確的人生觀和價(jià)值觀。

線切割的主要完成內(nèi)容為編程、加工，課程的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示：

在技能操作環(huán)節(jié)之前融入信息化教育。安全教育是工程實(shí)訓(xùn)中的重要環(huán)節(jié)，如果在每一個(gè)課程中都增加安全教育環(huán)節(jié)，會(huì)大大占用實(shí)際教學(xué)的時(shí)間。因此，在開展實(shí)訓(xùn)生產(chǎn)活動(dòng)前，中心會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行安全教育，通過視頻教育、事故案例分析以及安全問答的方式進(jìn)行，最后在學(xué)習(xí)通完成線上安全考試，通過考試即可獲得實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)入資格，該舉措可增加線下教學(xué)時(shí)長(zhǎng)。

通過觀摩傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，編程講解和實(shí)操要求學(xué)生的動(dòng)手能力較強(qiáng)，因此所分配的教學(xué)學(xué)時(shí)較長(zhǎng)。

3課程組織實(shí)施

3.1任務(wù)導(dǎo)向

教學(xué)活動(dòng)是圍繞學(xué)生開展的，教學(xué)主體中學(xué)生是主要的參與角色［4］，教師是引導(dǎo)者，也是課程的開發(fā)者。以課程標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)和技能。以任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)模式（TaskOrientedInstructionalModel）是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)通過完成實(shí)際任務(wù)或項(xiàng)目來驅(qū)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。在這種教學(xué)模式中，教師設(shè)計(jì)具有真實(shí)性和挑戰(zhàn)性的任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)、應(yīng)用新知識(shí)，發(fā)展技能，并培養(yǎng)解決問題的能力［5］。

在數(shù)控電火花線切割教學(xué)活動(dòng)中，理論知識(shí)采取集中授課的方式，隨后要求個(gè)人獨(dú)立設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)性化的二維圖形，并在線切割機(jī)床上完成加工，以此為任務(wù)導(dǎo)向開展。該模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、問題解決能力和創(chuàng)新精神［6］，同時(shí)，它也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，提高他們的學(xué)習(xí)效率和效果。在任務(wù)完成的過程中，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到知識(shí)，還能夠鍛煉自己的實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)，為未來的工作和生活做好準(zhǔn)備。

3.2案例分析

趣味任務(wù)為導(dǎo)向是指學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)出二維圖形，完成機(jī)床實(shí)操。圖2（a）為學(xué)生完成的案例之一，為學(xué)生仿真成功的頁面。在此之前要在圖形編制的頁面完成圖形的繪制、加工軌跡和加工參數(shù)的確定，如圖2（b）所示。

完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和機(jī)床實(shí)操是課程中重要的一步，在滿足以上前提下，在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中加入學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)?；ピu(píng)環(huán)節(jié)是將課堂交給學(xué)生的一種行為，可以充分帶動(dòng)課堂的活躍性。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

通過課程效果反饋，學(xué)生的熱情被充分調(diào)動(dòng)起來，渴望自己加工的工件得到別人的認(rèn)可。將趣味編程的方式作為任務(wù)導(dǎo)向，從設(shè)計(jì)、編程和實(shí)操，學(xué)生全程處于主導(dǎo)地位，在動(dòng)手的過程中逐漸加深對(duì)線切割加工的微觀原理和加工特點(diǎn)的理解，在設(shè)計(jì)的過程中思考，在思考的過程中加深對(duì)線切割知識(shí)的理解。

4課程思政元素教學(xué)設(shè)計(jì)

4.1課程與思政元素結(jié)合的重要性

課程與思政相結(jié)合是全面貫徹落實(shí)黨中央的教育方針的具體體現(xiàn)，也是推進(jìn)教育事業(yè)科學(xué)發(fā)展的重要舉措。線切割作為一項(xiàng)先進(jìn)的特種加工技術(shù)，該課程要求學(xué)生的實(shí)踐能力較強(qiáng)。對(duì)于學(xué)校層面而言，可以培養(yǎng)出更多具有社會(huì)責(zé)任感、公民意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才，提高學(xué)校的綜合競(jìng)爭(zhēng)力和社會(huì)影響力。對(duì)于學(xué)生而言，在課程開展的過程中融入思政元素，有助于培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致和精益求精的工匠精神，深入理解工匠精神的內(nèi)涵和價(jià)值觀。強(qiáng)化工科學(xué)生的個(gè)人專業(yè)素養(yǎng)，為未來發(fā)展走向社會(huì)樹立正確的職業(yè)觀，進(jìn)一步提升學(xué)生未來就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于教師而言，除了需要具備較高的政治素養(yǎng)以外，還需在日常教學(xué)活動(dòng)中不斷提高個(gè)人的教育觀念，在教書育人的同時(shí)不斷完善自身。

4.2強(qiáng)化學(xué)生工匠精神

工匠精神是個(gè)人養(yǎng)成的綜合素質(zhì)且需要十分漫長(zhǎng)的過程。數(shù)控電火花線切割加工屬于多學(xué)科融合，通常用于精密加工當(dāng)中。要想在精密加工制造中實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值，學(xué)生必須嚴(yán)格要求自己，強(qiáng)調(diào)每一個(gè)操作步驟。除此之外，學(xué)生還要加深理論知識(shí)的理解，了解各種加工工藝、材料工藝等，保持專注，對(duì)自己的工作保持高度的專注和耐心，不斷追求細(xì)節(jié)和完美的效果。線切割技術(shù)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的精神，這不僅是每個(gè)工科學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，更是工匠精神的體現(xiàn)。在此過程中，倡導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中注重細(xì)節(jié)，追求卓越。

4.3強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵動(dòng)力。線切割機(jī)床最初都從國外引進(jìn)，我國工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展打磨歷程，逐漸能夠自主生產(chǎn)并且外銷他國。我們需要結(jié)合歷史現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生樹立“為中華之崛起而讀書”的精神，加強(qiáng)其愛國主義精神、強(qiáng)化自身機(jī)械知識(shí)素養(yǎng)和科技創(chuàng)新、建設(shè)工業(yè)強(qiáng)國的熱情。

4.4強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神

數(shù)控電火花線切割加工是一項(xiàng)精密且復(fù)雜的工作，需要多個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同合作。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，可以將工作任務(wù)合理分配給團(tuán)隊(duì)成員，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能得到及時(shí)有效的處理，從而提高整體工作效率。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，團(tuán)隊(duì)成員可以共同討論和制訂工作方案，避免個(gè)人決策中的疏忽和錯(cuò)誤。同時(shí)，及時(shí)的溝通和反饋也有助于及時(shí)糾正錯(cuò)誤，降低錯(cuò)誤率。對(duì)于加工中經(jīng)常遇到的各種復(fù)雜問題，如材料選擇、工藝參數(shù)設(shè)置、設(shè)備維護(hù)等，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，可以集中團(tuán)隊(duì)的智慧和經(jīng)驗(yàn)，共同研究解決問題的方法，提高解決問題的效率和準(zhǔn)確性。

線切割設(shè)備集合了電子、機(jī)械、電氣等知識(shí)的應(yīng)用，一項(xiàng)成熟的技術(shù)需要多項(xiàng)知識(shí)的支撐，倡導(dǎo)學(xué)生在生活中要領(lǐng)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作精神的重要性。

結(jié)語

觀摩學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程，發(fā)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量與預(yù)期教學(xué)效果反差較大。因此，結(jié)合廣州城市理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院工程訓(xùn)練中心的教學(xué)資源，對(duì)特種加工（以線切割為例）進(jìn)行課程改革，以學(xué)生的興趣愛好為導(dǎo)向，強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力和思考方式。除此，在課程中加入思政元素，在課程中引導(dǎo)學(xué)生樹立正確人生價(jià)值觀。

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基金：2023年廣東省普通高校特色創(chuàng)新項(xiàng)目（自然科學(xué)2023KTSCX210）

作者簡(jiǎn)介：梁磊（1995—），男，漢族，廣東茂名人，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：智能制造。