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教学模式方面有关论文例文 与3D打印工程实训课程混合式教学模式改革相关论文写作参考范文

主题:教学模式论文写作 时间:2024-01-23

3D打印工程实训课程混合式教学模式改革,本文是教学模式方面有关论文例文跟教学模式和实训和课程相关论文写作参考范文.

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中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16871/j.cnki.kjwha.2018.10.029

摘 要本文立足地方理工科高校本科层次新工科人才培养,基于“3D 打印”工程实训课程,从教学内容设置、讲授方式、考核方式三方面进行了改革,引入行/ 企业“双聘”教师建立了课程组教学组织方式、“线上线下”混合式教学模式以及多样化的考核方式,有效解决了该类课程面临的教学内容陈旧、极为现实的社会需求以及面向未来的工程技术三者间的脱节问题,为工程实训类课程的建设提供了新思路.

关键词工程实训混合式教学教师双聘在线课程

我国高等工程教育改革发展已经站在新的历史起点.国家正在深入实施创新驱动发展、“中国制造2025”“互联网+ ”“网络强国”“一带一路”等重大战略,“新工科”建设是主动应对新一轮科技革命与产业变革的战略行动,以新技术、新产业、新业态和新模式为特征.“新工科”建设要改造升级传统工科专业,加快培养新兴领域工程科技人才,主动布局未来战略必争领域人才培养.为满足新工科人才的需求,要在新兴工科的课程体系、新形态教材和教学内容、在线开放课程、工程教育师资队伍和实践基地等方面实现突破[1-2].

对理工科高校而言,工程实训是重要的实践教学环节,是培养工科类学生实践动手能力和创新能力的重要课程,是工科类学生接受工程素质教育和现代先进制造技术教育的技术基础性课程,在本科生的培养方案中学分占比接近1/4.重庆理工大学在理工科专业实践教学模块也开设了工程训练课程,其中机械制造基础实习包括了数控加工、特种加工、机器人、快速成型、电子产品生产及T 回流焊生产线等12 个大项共58 个小项的工程类实训项目,共涉及39个本科专业.

为适应制造业和教育全球化发展要求,为了让学生通过工程训练更好地了解先进制造所涉及的新技术、新工艺、新材料,重庆理工大学开设了“3D 打印”工程实训课程,主要面向机械类、材料类、化工类、电子类、计算机类等专业.该课程教学主要目的是通过课程讲授与实践操作相结合,使学生能够了解先进制造技术的制作原理、制作方法,基本掌握3D 打印技术,提升学生的综合能力.面对现代教学模式发展、学生创新能力培养的新需求,我校“3D 打印”工程实训课程现有的教学内容、授课模式、师资队伍、考核方式已与新工科人才培养的需要逐渐脱节,亟需进行改革.为此,根据教育部关于新工科、产教融合、在线课程建设等相关文件精神,针对本课程的讲授内容、课堂设置、教学方法、考核方式等,我校“3D 打印”工程实训课程教学小组进行了改革创新,力求提供该类课程建设的新思路,建立该类课程讲授的新方法,满足新工科人才培养的新需求.

1“3D 打印”工程实训课程建设现状

我校工程训练与经管实验中心为“3D 打印”工程实训课程进行了较为完备的软硬件配置.在硬件方面,引进了FDM(熔融固化成型)3D 打印机30 台,其中快速成形机3 台,树脂光固化成型机10 台.在软件方面,购置了UG、Deform等3D 建模与仿真软件.

“3D 打印”工程实训课程教学内容主要分成三部分:基础理论知识、实践操作教学及学生实际操作,由一名教师负责,采用“线下”课堂、实践操作程序及学生实操进行授课.课程考核形式主要为实践报告+ 学生考勤.该教学模式存在以下弊端:一是不利于不同学科、不同学习能力学生的分层化培养;二是订单式的教学不利于学生创新能力的培养;三是不利于完全学分制的教学管理实施.

2“3D 打印”工程实训课程改革

2.1“3D 打印”工程实训课程设置改革

“3D 打印”工程实训课程服务于我校39 个理工科专业的本科生,按照差异化、模块化、层次化的原则,根据各专业学生培养目标,设置了三个层次的阶梯型课程,分别是“基本认知型课程”“设计制作型课程[3]”“拓展延伸型课程”.各个层次课程的教学内容深度逐渐加深,广度逐渐增大,相互联系,又具备一定的独立性.

在教学内容设置上,按照教学目标的要求,将内容改革为五个阶段,如图1 所示.

基本认知型课程内容主要包括聚合物成型基础知识、塑料成型工艺性能、3D 打印市场分析、3D 打印基础知识、FDM 成形案例.设计制作型课程内容在基本认知型课程内容的基础上增加了3D 打印产业链结构与技术发展、UG 设计软件的操作、FDM打印设备操作流程、固定零件设计与3D 打印实操.拓展延伸型课程主要在零件设计与3D 打印实操方面进行了改革,增设了不同类型零件设计项目与学科竞赛项目,以更好地培养学生的综合创新能力.具体教学内容要求如表1 所示.

2.2“3D 打印”工程实训课程讲授方式改革

根据国务院《关于深化产教融合的若干意见》(国办发〔2017〕95 号)的文件精神,“支持引导企业深度参与职业学校、高等学校教育教学改革,多种方式参与学校专业规划、教材开发、教学设计、课程设置、实习实训,促进企业需求融入人才培养环节.”重庆理工大学工程训练与经管实验中心对增材制造工程实训课程讲授方式进行了如下改革:(1)师资队伍.改变原有一名教师贯穿全程的讲授模式,建立课程组制度.课程组由相关学科专业教师、行/ 企业“双聘”教师[4]、工程实训教师构成.其中专业教师主要负责聚合物成型基础知识、塑料成型工艺性能内容;行/ 企业”双聘”教师主要负责3D 打印市场分析与实际案例内容;工程实训教师主要负责3D 打印基础知识、FDM 成形案例、实际操作内容.(2)授课模式.改变原有课堂讲授+实际操作的模式,利用重庆理工大学在线课程中心,引入在线课程,采用“线上线下”混合式教学模式.根据五个阶段讲授内容的区别,“3D 打印”工程实训在线课程的建设内容如下:第一阶段,针对聚合物成型基础知识、塑料成型工艺性能等基础知识,由学科专业教师建立相关基础理论在线课程与考核试题库;第二阶段,以企业双聘教师为主、工程实训教师为辅共建3D 打印市场分析与实际案例在线课程与考核试题库;第三阶段,由工程实训教师负责建立3D 打印基础知识在线课程与考核试题库;第四阶段,由工程实训教师负责,建立FDM 设备实际操作在线课程与考核试题库.(3)教学组织方式.改变原有“线下”课上讲授的单一教学方式,改革为课前、课上、课后三阶段的教学组织模式,其中课前、课后学习学时包括在该门课程的总学时内.在“线上”课前学习阶段,教师组根据教学计划安排,按时向学生推送四个阶段的在线课程学习内容.其中第一阶段2 个学时,第二阶段6 个学时,第三阶段2 个学时,第四阶段2 个学时.在课前学习阶段,学生需对线上课程教学内容进行学习,教师远程在线解答问题.学习完成后,学生需完成系统自动从试题库抽取的试卷.考核通过后,进入下一阶段学习.在“线下”课上学习阶段,针对前三个阶段的学习,教师主要从三个方面进行授课:一是总结和复习重要的知识点,二是针对学生疑问较多的问题进行讲解,三是学习效果测试;针对第四、第五阶段的学习,教师主要从两个方面进行授课:一是讲授UG 软件器件设计与FDM 设备操作的关键环节,二是实际操作的具体指导.在课后学习阶段,针对第1-4 个学习阶段,教师主要完成在线问题解答;针对第五个阶段,教师结合学科竞赛项目,如“全国大学生工程训练综合能力竞赛”“3D 打印技术应用大赛”“3D 打印创意大赛”等,对有意愿有能力参加的学生进行重点辅导.

2.3“3D 打印”工程实训课程考核方式改革

我校“3D 打印”工程实训课程原有考核为实习报告一份,另外再综合考虑学生考勤情况与学习态度,考核形式较为简单,不能很好地反映学生对知识的掌握情况.改革后,根据“3D 打印”工程实训课程授课的五个阶段,分阶段对学生学习效果进行考核.各阶段的成绩占比为10%:10%:20%:30%:30%,去除学生考勤成绩要求.其中,在第一、第二、第三阶段,分别针对聚合物成型基础知识、3D 打印产业与技术发展、3D 打印基础知识,以在线课程试题库随机抽题解答为主;在第四阶段,由在线课程试题库随机抽取FDM 设备操作规范问题解答与实践操作熟练程度两部分构成;在第五阶段,以学生FDM 实操作品完成质量为主,增设了学科竞赛项目加分考核制度.通过在线课程系统设置与教师课上学习效果测试,做到环环相扣,前一环节通过考核后才能进入下一阶段学习,有效避免学生浑水摸鱼的情况出现.

3 结语

国家提出的深化产教融合的若干意见,对于当前推进新工科人才培养改革提供了新思路.本文立足地方理工科高校本科层次新工科人才培养,结合增材制造工程实训课程教学模式改革,利用行/ 企业“双聘”教师制度,建立了课程组教学组织方式;利用在线课程,建立了“线上线下”混合式教学模式与多样化的考核方式,有助于解决该类课程现有的教学内容陈旧、极为现实的社会需求以及面向未来的工程技术三者间的脱节问题[5],有效培养学生分析与解决实际工程问题的能力,为工程实训类课程的建设提供了新思路.

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