在智能制造工程学院的实训机房里,一场别开生面的数字化工艺仿真实训课正在火热进行。电脑屏幕上,学生们熟练操作Process Simulation(PS)软件,精准完成机器人路径规划、板件焊接仿真、干涉检查等操作;小组围坐在一起,热烈讨论着路径优化方案,有人负责组件定义,有人调试运动学参数,有人记录实训要点。一旁的教师不再是课堂的“主角”,而是穿梭在各组之间,耐心解答疑问、引导学生自主探究。这正是《数字化工艺仿真实训》课程深化SC(Student-Centered,以学生为中心)教学改革后,呈现出的全新课堂面貌。

作为智能制造工程专业核心的集中实践课程,《数字化工艺仿真实训》聚焦PDPS软件应用与数字化工艺仿真核心技能,是衔接理论教学与企业岗位的关键纽带。为深入推进SC教学改革,打破传统实训课“教师演示、学生模仿”的被动模式,贴合行业岗位对数字化工艺人才的需求,智能制造工程学院以课程教学大纲为依据,全面落地SC教学理念,着力构建“学生主体、能力导向、实战赋能”的实训教学新生态,让学生在沉浸式、互动式、实战化的课堂中,真正实现从“学软件”到“做项目”的转变,切实提升工程实践与岗位适配能力。
一、锚定教改痛点,明确SC改革核心方向
传统《数字化工艺仿真实训》教学中,长期存在“三高三难”的困境和自身教学痛点,严重制约实训质量提升。一方面,受限于实训设备成本高、真实焊接场景风险大、耗材消耗多的问题,学生难以接触企业真实生产场景,无法反复演练复杂操作,陷入“纸上谈兵”的困境;另一方面,教学模式以教师主导为主,教师逐一演示PS软件操作步骤,学生机械模仿,缺乏自主探究和独立思考的空间,存在理论与实操脱节、实训内容脱离企业实际、个性化指导缺失、学生主动性不足等问题。
同时,传统评价模式单一,仅以最终实训作品打分,忽视学生学习过程、协作能力和问题解决能力的培养,难以全面衡量学生的技能水平和职业素养,也无法适配当前智能制造行业对数字化工艺仿真人才“懂操作、善思考、能实战”的岗位要求。
本次SC教学改革,严格遵循“以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心”的“新三中心”原则,彻底摒弃“教师教、学生听”的传统模式,将教学重心从“教师教什么”转向“学生学什么、学会什么”。结合课程60学时的实训安排和“掌握PS软件操作、实现工艺仿真、培养工程素养”的核心教学目标,围绕组件定义、运动学编辑、机器人路径规划、板件焊接、综合调试等核心实训内容,重构教学流程、优化实训任务、强化过程评价,全力破解传统教学痛点,打造贴合企业实际、凸显学生主体的实训课堂。
二、创新教学举措,落地SC教学核心模式
结合《数字化工艺仿真实训》实操性、工程性、创新性的课程特点,学院以教学大纲为抓手,借鉴其他课程的教改经验,实施多项针对性改革举措,全方位激活学生学习主动性,让SC教学理念真正落地生根。
(一)重构课堂流程,推行闭环教学模式
打破传统“课前无预习、课中满堂灌、课后无拓展”的教学模式,推行“课前预习+课中实操+课后拓展”的闭环教学,让学习贯穿全程。课前,教师依托学习通线上教学平台,推送PS软件基础操作微课、企业真实汽车板件焊接仿真案例、预习任务单,同时分享B站教学视频链接和西门子Process Simulate系列书籍相关资源,引导学生自主预习软件界面、基础功能和绘图规范,提前梳理疑难问题,为课堂实操做好准备。
课中,摒弃传统演示式教学,以小组合作、任务驱动为核心,教师化身学习引导者与答疑员,围绕企业真实数字化工艺项目,将60学时实训内容拆解为“软件认知—组件定义—运动学编辑—路径规划—板件焊接—综合调试”六个递进式任务,引导学生自主探究、互助实操。针对学生在路径规划、干涉检查中遇到的个性化问题,教师开展一对一精准指导,避免“一刀切”教学,确保每位学生都能跟上实训进度。
课后,布置分层实战作业,鼓励学生完成完整的数字化工艺仿真项目设计,同步推送行业前沿仿真案例、技能竞赛真题和参考教材《智能制造数字化工艺仿真》相关章节,引导学生拓展学习深度,巩固实训成果,形成“预习—实操—巩固—提升”的完整学习闭环。
(二)深化项目驱动,对接企业真实实战
打破教材内容与企业实际脱节的壁垒,严格按照教学大纲要求,将企业真实数字化工艺项目全面融入实训内容,实现“课堂即岗位、实训即实战”的无缝对接。教研室联合本地智能制造企业,收集整理汽车板件焊接、机器人协同作业等真实工程项目案例,将行业通用的数字化工艺仿真标准、PS软件标准化操作流程、项目审核规范融入每一个实训任务,让学生全程模拟企业数字化工艺设计岗位的工作流程,完成从组件定义、路径规划到综合调试的全流程实训。

在板件焊接实训环节,学生需严格按照企业标准,完成焊点导入、产品分配、焊点与焊板附着等操作,模拟真实生产中的机器人焊接场景,重点解决机械手和焊枪的路径规划、干涉检查等实际问题;在综合调试环节,学生需对整个工艺流程进行全面调试,优化路径参数,确保焊接过程顺畅、无误差,切实培养符合企业需求的实操型人才。这种以项目为导向的学习方式,让学生在完成项目的过程中,逐渐形成系统化的工艺仿真思维,提升解决实际工程问题的能力。
(三)推行小组协作,激活课堂学习活力
借鉴三维模型制作课程的小组协作模式,结合课程实训特点,将学生分成4-5人小组,明确小组分工,推行“人人有责、互助共进”的协作学习模式。每个小组推选组长,负责统筹任务分配,组员根据自身优势,分别承担组件定义、运动学编辑、路径规划、调试记录等工作,在实训过程中相互交流操作技巧、讨论解决遇到的问题、分享学习经验。
当遇到复杂的机器人路径优化或多机械手协同作业问题时,小组成员会围坐在一起,共同分析问题、梳理思路,寻找高效的解决方案;对于基础薄弱的学生,组员会主动分享操作方法,帮助其快速掌握软件技能。课堂上,随处可见学生围坐讨论、互相指导的场景,这种互学互助的学习氛围,不仅激活了课堂活力,也培养了学生的团队协作能力和沟通能力,贴合教学大纲中“培养团队互助品质”的思政目标。
(四)优化评价体系,实施过程性多元化考核
改变传统“单一作品打分”的评价模式,严格按照教学大纲的考核要求,构建“过程评价+成果评价+素养评价”三位一体的SC教学评价体系,全方位客观衡量学生的学习效果与能力提升情况。过程评价占30%,涵盖课堂参与度、小组协作表现、任务完成进度、自主探究能力,重点记录学生在实训过程中的表现;成果评价占40%,聚焦软件操作熟练度、仿真项目完整性、工艺规范性,重点考核学生完成的实训作品质量;素养评价占30%,侧重工程严谨性、问题解决能力、职业规范意识和思政素养,契合课程“培养爱岗敬业、严谨细致品质”的目标。
同时,设置成果展示与互评环节,学生展示自己的实训作品并分享建模思路和操作心得,其他同学从工艺规范性、路径优化效果、操作熟练度等方面进行评价,教师再结合学生的综合表现进行点评和打分。这种多元化的评价方式,不仅让评价更加客观全面,也让学生能够发现自身不足,学习他人的优秀方法,倒逼学生主动参与、高效学习。

(五)强化分层教学,兼顾不同基础学生发展
针对学生PS软件基础、学习能力的差异,结合教学大纲的教学目标,设置基础层、提高层、拓展层三级实训任务,实现因材施教,让每一位学生都能在实训中获得能力提升。基础薄弱学生重点夯实PS软件基础操作、组件定义、简单路径规划等基础技能,确保完成课程基本教学目标;能力较强学生主攻复杂机器人路径优化、多机械手协同仿真、工艺流程优化等内容,提升创新能力和复杂项目处理能力;拓展层任务则结合行业前沿技术,引导学生探索数字化工艺仿真与数字孪生、工业4.0的结合应用,培养创新思维。
三、持续深化推进,赋能专业人才培养
智能制造工程学院将以本次《数字化工艺仿真实训》SC教学改革为契机,持续优化教学方案,严格对照课程教学大纲,进一步深化产教融合,加强与企业的合作,补 充更多行业前沿的数字化工艺仿真项目素材,让实训内容更贴合企业岗位需求。同时,不断完善过程性评价机制,细化评价标准,让评价更具针对性和可操作性;加强线上教学资源建设,优化学习通平台资源和在线学习拓展内容,为学生自主学习提供更有力的支撑。
此外,学院将把SC教学理念进一步推广至其他实训课程,形成“以点带面、全面推进”的教学改革格局,全面推动专业实训教学提质增效。通过持续的教学改革,着力培养兼具扎实专业技能、良好职业素养与自主学习能力的高素质技术技能人才,更好地服务区域智能制造行业产业发展需求,为制造强国建设注入青春力量。
结语:数字化时代,智能制造行业的快速发展,对人才培养提出了更高要求。《数字化工艺仿真实训》SC教学改革,打破了传统实训教学的壁垒,让课堂回归学生主体,让实训贴近企业实战。未来,学院将继续深耕教学改革,不断探索更加多样化、个性化的教学方式,让每一位学生都能在实训课堂中锤炼技能、成长成才,在数字化工艺仿真的世界里,构建属于自己的职业未来。