機械工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革

范曉靜 姜明洋

摘 要 以內(nèi)蒙古民族大學(xué)新建工程實訓(xùn)中心為平臺，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力為目標，對機械工程專業(yè)實踐教學(xué)進行改革和探索，使實踐教學(xué)成為集機械、電子、信息為一體的教學(xué)新體系。

關(guān)鍵詞 機械工程；工程訓(xùn)練；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.45 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）10-0134-03

內(nèi)蒙古民族大學(xué)機械工程學(xué)院現(xiàn)設(shè)有“機械設(shè)計制造及其自動化”“農(nóng)業(yè)機械化及其自動化”以及“材料成型與控制工程”三個機械工程類專業(yè)，這些專業(yè)都屬于實踐性很強的工科專業(yè)。因此，在機械工程類專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，實踐教學(xué)是提高學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型機械人才的關(guān)鍵。在實踐教學(xué)過程中，工程實踐教學(xué)中心成為學(xué)生全面掌握機械工程知識和技術(shù)的實踐教學(xué)基地，是理論知識應(yīng)用于實踐的一個重要平臺，在此平臺上，使學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。

內(nèi)蒙古民族大學(xué)工程實踐教學(xué)中心于2013年完工并投入使用，實踐中心建設(shè)以機械工程學(xué)院各專業(yè)教學(xué)為中心，堅持工程實踐教學(xué)體系的改革與創(chuàng)新，逐步實現(xiàn)傳統(tǒng)金工實習向現(xiàn)代工程實踐的全面轉(zhuǎn)變，使實踐教學(xué)成為集機械、電子、信息為一體的綜合工程實踐教學(xué)新體系。

1 傳統(tǒng)實踐教學(xué)方法存在的問題

近年來，許多高校都在對實踐教學(xué)進行不斷的探索和改革，由于各高校的實際情況和教學(xué)模式不同，因此，實踐教學(xué)結(jié)果也存在較大差異。內(nèi)蒙古民族大學(xué)自2007年合校后新建機械工程學(xué)院，經(jīng)過多年的建設(shè)，機械工程學(xué)院各專業(yè)在實踐教學(xué)的硬件條件上已有較大的改善和提高，但對實踐教學(xué)方法的改革力度還不夠，主要還是停留在傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方法，不利于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力，不能滿足現(xiàn)代社會對應(yīng)用型創(chuàng)新工程人才的需要。機械工程專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容主要包括實驗、課程設(shè)計、金工實習和畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)實踐教學(xué)方法存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

實驗教學(xué)環(huán)節(jié) 隨著知識的不斷更新，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，而實驗教學(xué)內(nèi)容卻陳舊不變，難以更新，甚至一些實驗項目與實際工作脫節(jié)。同時，實驗項目多為驗證性、演示性實驗，缺乏綜合性和創(chuàng)造性。因此，這樣的實驗教學(xué)阻礙了學(xué)生對新知識和新技術(shù)的學(xué)習，使得學(xué)生不能學(xué)以致用，無法達到培養(yǎng)和提高學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的目的。

課程設(shè)計環(huán)節(jié) 課程設(shè)計題目單一，設(shè)計內(nèi)容陳舊落后，無法跟隨機械工程技術(shù)的發(fā)展腳步，不能利用新知識和新技術(shù)進行課程設(shè)計，設(shè)計的產(chǎn)品不能與實際生產(chǎn)緊密結(jié)合。同時，課程設(shè)計內(nèi)容和方法受到單一課程體系的限制，不能綜合利用多門課程知識進行綜合課程設(shè)計。

金工實習環(huán)節(jié) 傳統(tǒng)的金工實習還停留在車、銑、刨的加工工藝學(xué)習，學(xué)生無法接觸到現(xiàn)代的先進機械加工設(shè)備和加工技術(shù)，阻礙了學(xué)生對新設(shè)備、新技術(shù)的學(xué)習和使用，使學(xué)生的工程實踐能力和工程設(shè)計能力不能得到提高。

畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié) 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生綜合應(yīng)用大學(xué)四年所學(xué)知識進行實踐的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計方式，一般是由導(dǎo)師確立畢業(yè)設(shè)計研究方向和題目，很少能與工程實際緊密聯(lián)系在一起，而且大部分畢業(yè)設(shè)計都是停留在對已有的設(shè)備和技術(shù)進行理論研究，很少有實際的設(shè)計成果和創(chuàng)新點。同時，畢業(yè)設(shè)計所應(yīng)用的知識也比較單一，很難使學(xué)生達到利用多學(xué)科知識和先進設(shè)備進行綜合設(shè)計的目的。

2 構(gòu)建科學(xué)的實踐教學(xué)體系

圍繞學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標，對實踐教學(xué)體系進行優(yōu)化和改革，構(gòu)建科學(xué)的實踐教學(xué)體系。根據(jù)內(nèi)蒙古民族大學(xué)機械工程學(xué)院的人才培養(yǎng)要求和目標，對整個機械專業(yè)學(xué)科體系進行整體優(yōu)化，在不同的學(xué)習階段組織學(xué)生進行實驗、實習、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。并且，通過提高實踐教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容，改進實踐教學(xué)方法，使得實踐教學(xué)和理論教學(xué)相輔相成，成為具有系統(tǒng)性、連續(xù)性和創(chuàng)造性的實踐教學(xué)體系。

內(nèi)蒙古民族大學(xué)機械工程學(xué)院以新建的工程實踐教學(xué)中心為平臺，將采用多層次模塊化的實踐教學(xué)形式，以滿足不同專業(yè)的學(xué)生在不同的學(xué)習階段進行實踐訓(xùn)練和科技創(chuàng)新的要求。整個實踐教學(xué)體系分為三個次，包含十個模塊，實踐訓(xùn)練將貫穿學(xué)生的四年大學(xué)學(xué)習過程，與理論學(xué)習緊密結(jié)合在一起，各模塊可根據(jù)教學(xué)需要和專業(yè)不同靈活組合采用。實踐教學(xué)體系如圖1所示。

實踐教學(xué)體系的三大層次分別為機械基礎(chǔ)實踐、機械綜合實踐和機械創(chuàng)新實踐。

機械基礎(chǔ)實踐 機械基礎(chǔ)實踐是機械專業(yè)學(xué)生的必修內(nèi)容，主要是針對大一和大二年級的學(xué)生進行的實踐訓(xùn)練，對于不同的專業(yè)可以采用不同的實踐訓(xùn)練模塊。機械基礎(chǔ)實踐主要是通過金工實習、機械基礎(chǔ)實驗等環(huán)節(jié)，使學(xué)生對機械的總體結(jié)構(gòu)和機械加工內(nèi)容有了初步的了解，并且掌握機械設(shè)備的基本操作技能。

機械綜合實踐 機械綜合實踐主要是針對機械專業(yè)大三年級的學(xué)生，在學(xué)生完成一定專業(yè)理論課的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生結(jié)合課程知識，通過機械專業(yè)課程實驗、機電控制實驗和課程設(shè)計、機械專業(yè)課程設(shè)計等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和綜合實踐能力。

機械創(chuàng)新實踐 機械創(chuàng)新實踐主要是針對機械專業(yè)大四年級的學(xué)生，要求學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，通過綜合實驗課程、畢業(yè)設(shè)計以及創(chuàng)新項目等環(huán)節(jié)，使學(xué)生對當代機械工業(yè)的先進技術(shù)和設(shè)備有所了解，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，提高學(xué)生的綜合實踐能力。

3 實踐教學(xué)改革措施

實驗教學(xué)改革 隨著機械工業(yè)的不斷發(fā)展和進步，在機械工程領(lǐng)域中不斷涌現(xiàn)新知識、新技術(shù)、新設(shè)備，面對實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊不變，甚至一些實驗項目與實際工作脫節(jié)的現(xiàn)狀，就要求對現(xiàn)有的實驗教學(xué)內(nèi)容進行更新和優(yōu)化，同時還需要提高和改善實驗設(shè)備性能。

1）實驗教學(xué)內(nèi)容更新。針對機械工程專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標，根據(jù)教學(xué)與實際生產(chǎn)狀況，在實驗教學(xué)中應(yīng)不斷地調(diào)整和更新實驗教學(xué)內(nèi)容，使實驗內(nèi)容緊跟新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展腳步，通過對新知識和新技術(shù)的學(xué)習，不僅使學(xué)生能夠更好地掌握專業(yè)知識，還能有助于學(xué)生接觸和了解機械工業(yè)的發(fā)展前沿和國內(nèi)外的研究動態(tài)。同時，學(xué)生通過對新設(shè)備的操作，不僅加深了對知識的掌握程度，而且提高了學(xué)生的動手能力，使學(xué)生達到企業(yè)和實際生產(chǎn)的要求。

2）實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。針對一些基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)很難更新的情況，可以對實驗教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化，使其與實際教學(xué)和生產(chǎn)相適應(yīng)。實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化是在傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行精細的篩選，保留基礎(chǔ)核心部分，增加部分具有創(chuàng)新性和設(shè)計性的實驗；也可讓學(xué)生按照教學(xué)要求自己設(shè)計實驗方案，這樣不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。此外，實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化還包括適當減少驗證性實驗，對實驗質(zhì)量嚴格把關(guān)，使學(xué)生真正在實驗操作中學(xué)到知識和得到鍛煉。

實踐教學(xué)改革

1）金工實習教學(xué)。金工實習改革是實踐教學(xué)改革的重要部分，傳統(tǒng)的金工實習教學(xué)已經(jīng)不能滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，因此需要在以實踐中心為平臺的基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)的金工實習教學(xué)進行改革。隨著內(nèi)蒙古民族大學(xué)工程實踐教學(xué)中心的建成，在原來傳統(tǒng)的金工實習項目的基礎(chǔ)上，應(yīng)新增數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控電火花線切割加工、電火花成型加工、快速原型制造、機器人控制等實習項目。這需要學(xué)校大幅度提高金工實習的硬件設(shè)備水平，同時需要學(xué)院根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，修改傳統(tǒng)的金工實習內(nèi)容，并且制定一些新的實習項目，重點培養(yǎng)學(xué)生對新技術(shù)、新設(shè)備和新工藝的掌握和應(yīng)用，最終形成以鑄、焊為主的熱加工實習，以車、鉗為主的冷加工實習，以數(shù)控車和數(shù)控銑為主的數(shù)控加工實習，以數(shù)控線切割和快速原型制造為主的特種加工實習。

2）課程設(shè)計。課程設(shè)計是實踐教學(xué)不可缺少的組成部分。原有的課程設(shè)計題目單一，設(shè)計題目一般都是由指導(dǎo)教師統(tǒng)一給出，學(xué)生根據(jù)題目按照課程設(shè)計指導(dǎo)書的要求，照搬公式和設(shè)計步驟，照模板書寫設(shè)計說明書。這樣的課程設(shè)計達不到現(xiàn)代機械人才的培養(yǎng)要求，而且也不能發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生不能進行創(chuàng)新設(shè)計。

課程設(shè)計改革首先應(yīng)從確定設(shè)計題目入手，由學(xué)生自主選題，指導(dǎo)教師只需要講明課程設(shè)計基本要求，由學(xué)生個人或組成的設(shè)計小組根據(jù)自身的學(xué)習情況，結(jié)合實際生活或?qū)嶋H生產(chǎn)中的問題，從自身的興趣出發(fā)，自主確定課程設(shè)計的題目。其次，在課程設(shè)計過程中，學(xué)生應(yīng)該綜合利用所學(xué)的各種知識，而不能受單一課程體系的限制。此外，機械專業(yè)的課程設(shè)計還應(yīng)該與學(xué)生的科技活動緊密結(jié)合，在學(xué)生自主選題的過程中，可以參考機械創(chuàng)新大賽和機器人大賽等一系列科技大賽的主題，學(xué)生可以根據(jù)這些科技大賽的主題確定課程設(shè)計的題目，這樣學(xué)生既完成了課程設(shè)計，又培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，提高了綜合素質(zhì)。

3）畢業(yè)設(shè)計。學(xué)生在整個大學(xué)階段的學(xué)習結(jié)果，最終以畢業(yè)設(shè)計的形式體現(xiàn)，因此，畢業(yè)設(shè)計是最重要的綜合實踐環(huán)節(jié)。在畢業(yè)設(shè)計中需要學(xué)生綜合應(yīng)用大學(xué)四年所學(xué)的所有專業(yè)知識，體現(xiàn)了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計方式很少能與工程實際緊密聯(lián)系在一起，所應(yīng)用的知識也比較單一，很難使學(xué)生達到利用多學(xué)科知識和先進設(shè)備進行綜合設(shè)計的目的。畢業(yè)設(shè)計改革從兩個方面入手。

①畢業(yè)設(shè)計的選題和內(nèi)容應(yīng)該注重實踐性，應(yīng)該與工程實際緊密聯(lián)系起來，或者與科技活動和科技大賽相結(jié)合，此外也可以和指導(dǎo)教師的科研項目相結(jié)合，這樣有利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。同時，鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)新設(shè)計和實物設(shè)計。

②畢業(yè)設(shè)計的組織形式應(yīng)該進行改革，從單一的個人設(shè)計發(fā)展為團隊設(shè)計。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計題目的內(nèi)容和要求，由不同專業(yè)方向的學(xué)生組成一個設(shè)計小組，同組學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)不同進行分工，在整個設(shè)計過程中，學(xué)生相互合作，共同完成畢業(yè)設(shè)計。這種團隊設(shè)計形式體現(xiàn)了學(xué)生的綜合能力，鍛煉了學(xué)生的組織溝通能力，同時還培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神。此外，團隊合作的畢業(yè)設(shè)計形式促進了多學(xué)科知識的交叉和融合。

4 結(jié)束語

在機械工程類專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，實踐教學(xué)是提高學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型機械人才的關(guān)鍵。本文以內(nèi)蒙古民族大學(xué)工程實踐教學(xué)中心為平臺，構(gòu)建了科學(xué)合理的實踐教學(xué)體系，使實踐教學(xué)成為集機械、電子、信息為一體的綜合工程實踐教學(xué)新體系。對傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式進行改革，著力培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，滿足現(xiàn)代社會對應(yīng)用型創(chuàng)新工程人才的需要。

參考文獻

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