多學科綜合實踐教學模式的構建與探索

邵明輝， 韓素華， 張嘉鷺

(1.江蘇師范大學 機電工程學院，江蘇 徐州 221116；江蘇省沛縣中等專業學校，江蘇 徐州 221600)

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多學科綜合實踐教學模式的構建與探索

邵明輝1， 韓素華2， 張嘉鷺1

(1.江蘇師范大學 機電工程學院，江蘇 徐州 221116；江蘇省沛縣中等專業學校，江蘇 徐州 221600)

提出了一種多學科綜合專業鏈式的實踐教學模式，并以我校機電工程學院實踐教學模式的改革為例，詳細闡述了以工業產品為中心的多學科綜合實踐教學模式的構建及實施方法，借助相關課程之間的有機聯系以主動的、實踐的方式去學習。結果表明，該教學模式在我校進行推廣后，推進了專業間的互補與融合，提高了學生科技創新的參與度及實驗室的使用效益，教學成果顯著。

多學科綜合； 專業鏈尋優； 教學模式

0 引 言

目前，我國高校在專業建設中存在以下主要問題：①高校學科專業發展“同質化”傾向嚴重；②專業設置重復導致特色淡化；③產業發展對專業建設提出新的要求[1-3]。基于以上三方面的考慮，本文提出了基于專業鏈式的多學科綜合實踐教學模式，即依托優勢學科創建的品牌專業作為核心專業，由若干在學生實踐能力培養領域具有類似操作規范要求或共同專業技能基礎的若干專業構成專業集合，相互協作開展實踐教學的教學模式。

多學科綜合實踐教學模式的研究，在實踐中體現為以整體提升大學生創新創業能力為目標，以優化協同創新專業鏈為研究對象，重新構建相關專業教學內容及實踐教學模式，探索基于專業鏈提高大學生創新創業能力實踐教學模式與路徑。

1 專業鏈在實踐教學中的構建

學生在學習專業技能的過程中，如果能借助相關課程之間的有機聯系以主動的、實踐的方式去學習，往往可以取得事半功倍的效果。因此，合理構建實踐教學專業鏈，最大限度地激發出學生的創新熱情尤為重要[4-5]。

機械工程學科設有機械設計制造及其自動化和工業設計兩個本科專業，并擁有機械工程和設計學兩個一級學科碩士點。其中，機械設計制造及其自動化專業為省級重點專業和特色專業，該專業的實踐教學主要包括金工實習、數控實訓、認識實習、生產實習、課程設計、畢業設計等，實踐教學課時在40周以上。

“數控加工實訓”是在學習“數控加工技術”課程之后重要的綜合性實踐性教學環節，實訓時間為160學時/班。實訓主要任務是：正確了解機床的組成結構及機床的保養維護工作，培養學生數控機床操作與編程加工制造工件的能力。

工業設計專業中的“工業設計模型實踐”是在學習“造型基礎”課程之后重要的綜合性實踐教學環節，實訓時間為160學時/班。實訓主要任務是：了解PVC、ABS等材料特性與加工方法，培養學生在模型制作過程對造型與結構的立體理解。

通過對比兩個專業的實踐內容和要求，不難發現，兩個專業實踐均完成三維造型設計、模型數控加工等相關內容，故我們考慮將機械設計制造及自動化專業的數控加工實踐與工業設計專業的模型設計制作實踐并軌整合，結合電氣專業的專業綜合實訓、管理專業的創業策劃實踐等實踐內容，以工業產品研發到運行的生命周期為載體，構建實踐教學專業鏈模型見圖1。

圖1 以工業產品為中心的實踐教學專業鏈模型

2 專業鏈在實踐教學中的實施

工業產品研發是一項非常復雜細致的工作，若不了解產品的原理、設計目的、基本結構等，僅憑課堂上教師講授的基礎知識及通識性專業知識，學生將無法完成依托工業產品研發的實踐教學活動[6-7]。為此，在以工業產品為中心的實踐教學活動開展前，授課教師應該利用課堂時間，就所研發對象的意義、用途、原理、結構等等逐一滲透到理論教學中，并與專業知識的學習結合。這既是對課堂授課內容的更新換代，又對后續的設計性綜合實訓進行必要的鋪墊與知識準備[8-9]。

學院圍繞以工業產品為中心的實踐教學專業鏈模型，積極開展了基于專業鏈的實踐教學的探索，并取得了良好的應用效果。現僅以“幼兒教育機器人”項目為例，簡要闡述以工業產品為中心的實踐教學專業鏈模型的結構及實現路徑。

在國外，機器人教育一直是機械應用領域關注的學術熱點。早在1994年麻省理工學院(MIT)就設立了“設計和建造LEGO機器人”課程(Martin)，目的是提高工程設計專業學生的設計和創造能力[10-12]。江蘇師大機電工程學院自主研發的“幼兒教育機器人”項目，含專業鏈構成圖譜中的四大專業，因此具有一定的代表性。在該項目中，專業鏈構成中的四個專業具體工作任務、實訓學時分配見表1。

表1 “幼教機器人”項目實踐教學任務、學時分配表

項目實施階段，各專業以班級為單位分成若干小組，參加相關專業的實踐教學活動，為保證工業產品的開發時效性及功能性，各專業在產品設計、加工、裝配、調試等實踐流程見圖2。

圖2 專業鏈實踐教學執行流程圖

在項目的實施過程中，項目組首先根據工作任務開展調研，討論并確定產品設計要求，然后在專業教師指導下用所學專業知識、技能進行總體方案設計，經分析、討論、匯報、展示等相關考評環節后，確定最優方案，進行細化設計。

整個實踐環節包含工業設計階段、機械加工階段、電路設計階段以及市場推廣階段，具體實施過程如圖3所示。在機械加工階段，項目組須按要求獨立完成典型零部件的工藝編制、數控加工并匯報自己在生產過程中為保證質量、提高效率方面所采用的新措施、新方法；在項目的市場運作、推廣階段，項目組借助風險投資的運作模式，以創辦虛擬公司等形式，為研發產品完成一份包括公司概況、市場分析、營銷戰略、生產管理、財務管理等內容的商業策劃書[13-14]。

(a)

(b)

(c)

(d)

圖3 “幼兒教育機器人”項目實現過程

3 實踐成效與思考

機電工程學院開展多學科綜合實踐教學活動以來，共有4個專業8個班級的391名同學參加了新的實踐教學活動，累計申請專利18項、注冊并投入運營公司5個、成立校級學生社團7個、在各級創新創業比賽活動中獲獎78項，其中在2014年“創青春”全國大學生創業大賽中獲國家“銀獎”1項、江蘇省“銅獎”1項；在第十四屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中獲江蘇省“二等獎”1項、江蘇省“三等獎”1項，由該院包磊等同學研究開發的“液壓實驗臺自動控制綜合系統”，獲第十四屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽全國“二等獎”。

經過近2年的實踐探索，多學科綜合實踐教學模式的最大優點是使原本單一、枯燥的實踐教學過程具有了產品開發過程的感受性和新穎性。學生在綜合行動中邊思考邊學習，完成從明確任務、制定計劃、實施檢查到評價反饋的全過程，對學生專業素質和創新創業能力的提高提升作用顯著；同時，該教學模式打破了學科壁壘對于提高大學生綜合能力的的限制，對推進專業間的互補與融合起到了很好的推動作用；該實踐教學模式讓每一位學生都能積極參與到實踐教學活動中，切實提高了實驗室的使用效益。

4 結 語

本文通過對高校實踐教學模式的探究，結合專業設置特點建立了適合本校實踐教學發展的協同創新專業鏈，初步形成了基于專業鏈尋優的多學科綜合實踐教學平臺，對于創新人才培養模式、專業知識結構體系的優化都提供了有益借鑒，尤其對于學生整體創新創業能力的培養、實驗室使用效益有著顯著提升作用。

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Construction and Exploration of Multi Discipline Integrated Practical Teaching Mode

SHAOMing-hui1，HANSu-hua2，ZHANGJia-lu1

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China；2. Jiangsu Province Peixian Secondary Professional School , Xuzhou 221600, China)

This paper presents a kind of practical teaching mode of multi discipline comprehensive professional chain. Based on an example of the practice teaching mode reform of College of Mechanical and Electrical Engineering in Jiangsu Normal University, this paper expounds the construction and implementation of the professional chain model of the practical teaching in the center of industrial products, and expounds a proactive and practical learning way with the help of the organic connection between the related courses. The results show that the teaching model in our school promotes the complementation and integration of the professional, and improves the students’ participation in scientific and technological innovation and the use of laboratory efficiency.

multi discipline integration； professional chain optimization； teaching mode

2016-04-10

江蘇省高校實驗室研究會資助項目(GS2015YB37)；江蘇師范大學科研基金項目(14XLB09)；江蘇師范大學教研基金項目(JYY201412)

邵明輝(1982-)，男，江蘇徐州人，碩士，實驗師，研究方向為機械設計與快速成型制造。

Tel.：13852488995；E-mail：jsnushaominghui@163.com

G 642.0

A

1006-7167(2016)08-0194-03