新工科背景下的地方應用型本科院校實踐教學建設

胡明茂，孫 煜，齊二石,劉曉莉，李 峰

(1.湖北汽車工業學院 機械工程學院，湖北 十堰 442002;2.天津大學 管理與經濟學部，天津 300072;3.天津職業技術師范大學 職業教育學院，天津 300222)

0 引 言

應用型本科是以學生應用實踐為主導的本科辦學模式，其培養目標以應用為目的，以市場需求為導向，學生在校學習時就能掌握工程實踐能力，畢業后能成為以解決生產實際問題為主的應用工程師[1-4]。實習是高校培養學生工程實踐能力、工程實踐意識和工程應用水平的重要實踐環節，作為應用型本科院校更應該重視實習教學環節[5-9]。復旦共識”“天大行動”“北京指南”是新工科建設的“三步曲”，新工科人才培養的特點就是學科交叉與綜合，是新時期全面創新我國高等工程教育以適應引領新經濟發展戰略視角出發提出的新觀點[10-12]。地方應用型本科院校機械類專業的學生培養需要較強的工程背景以提高工程能力為地方經濟和特色行業服務，其中生產實習是新工科背景下機制類專業本科人才培養的重要環節，通過生產實習學生可以了解實際材料特性、材料選擇、產品的工藝、裝備設計、模具和夾具輔具的選型和設計，以及質量管理、設備管理、工時定額、生產計劃與控制、庫存控制和項目管理等生產管理方面的知識，理論聯系實踐鞏固前期所學的各種基礎理論知識，并在實習中發現新的問題，對所需知識進一步深入了解和升華。在生產實習中多人、多團隊合作，同時培養學生互相合作、吃苦耐勞的品質，通過了解實際生產中以市場需求和訂單為導向、產品質量管控環節、高質量產品為目標，學生可以體會到現實生產中的嚴謹和實事求是精神，提高學生分析和解決復雜工程問題的能力[13-14]。李大磊等[15]針對機械類專業實習存在的缺乏穩定實習單位、指導教師薄弱、實習時間短和學生準備不足等問題，從機制類專業實習課程設置和實習緊密結合，教學、實習和就業有機融合等方面提出了生產實習教學改革的新方法。胡青春等[16]根據華南理工大學機械類學生工程訓練存在的不足，提出了采用4周基礎項目和2周綜合項目訓練，并在小組中展開競賽的形式改革機械類專業的綜合實習。潘旭東等[17]根據機械制造工藝課程設計的實際教學需求，利用AR技術開發了手機端教學輔助系統，該系統輔助制訂工藝路線。唐偉峰等[18]從硬件建設和軟件建設兩個方面對以工程實踐中心為平臺對機械類學生的實踐能力提升進行了論述和分析。邢預恩等[19]把生產實習和提高機械類學生畢業設計質量結合起來進行了初步論述。徐正亞[20]針對機械類生產實習中的問題，從實習基地建設、實習內容安排、指導老師培養、創新實習方式和考核方式變革幾個方面對生產實習的改革和實踐進行了分析。

本文在分析了當前高校實習實踐教學存在的主要問題基礎上，給合近幾年我校機械設計制造及其自動化專業所做的生產實習教學改革與實踐，提出了新工科背景下應用型本科實習實踐教學國家、省級和校級三級建設基地建設方案，以及湖北省政府建立的“我選湖北”大學生企業實習實訓基地合作利用；保障實習實訓的教學、管理、交流和溝通制度；認識實習、專業實習和畢業設計實習3個層次基地的建設和結合提高學生工程能力，開展“校企聯合培養”和實施“3+1”人才培養模式；結合企業的實習指導教師培養以及促進實習實訓展開的學生社團組織建設；結合發動機連桿生產實際用Flexsim軟件進行生產建模與仿真，做好學生實習下廠前的準備工作。

1 高校實習教學存在的主要問題

實習是應用型本科實踐教學體系的重要組成部分，由于各種因素的影響，實習中出現不少新的問題和矛盾，亟待解決，最主要有以下3個問題。

(1)企業不愿意接受高校學生實習，穩定的實習基地難以建立。學生到企業實習，很多屬于參觀實習，一個車間最多半天，時間短，再加上由于理論知識不夠、實踐經驗缺乏，不能深入參與企業的一些科研、生產任務，很難直接給企業創造利潤。學生到車間后，實習學生的安全是企業的重要關注點，要安排專門安全管理員和講解員，增加了企業的管理成本；有的企業擔心核心技術和先進的管理辦法會發生泄密。

(2)實習手段單一，傳統實習方式效果較差。目前大部分大專院校生產實習手段單一，主要以下廠參觀實習為主，傳統實習方式效果一般較差，主要原因有以下幾個方面。企業內部環境因素影響較大，在專業人員講解時為噪聲干擾大，只有距離近的同學能夠聽到；實習時間不夠，為保障正常生產作業，參觀時間都控制在1 h之內，在較短的時間內學生無法深入了解參觀到的生產工藝、管理方法和設備技術等。

(3)實踐教學師資隊伍薄弱。由于應用型本科院校大多為普通高校根據形勢和政策的發展而進行轉型，實踐指導教師隊伍不足。大部分青年教師畢業后直接從事高校教育工作，工程能力薄弱，青年教師入職后基本從事教學、研究工作，沒經過專門的實踐教學訓練，實踐教學能力不足。為此必須要對傳統的實習教學方式進行研究和改革，對校企產學研合作模式、長效機制進行研究，創新實習教學模式，進而提高實習效果和質量。

2 實習教學改革方法和途徑

我校機械設計制造及其自動化專業，2014年獲批湖北省高等學校戰略性新興(支柱)產業人才培養計劃本科項目；2016年獲批首批“荊楚卓越工程師”協同育人計劃試點項目。面向湖北汽車產業鏈相關企業，為湖北地方經濟發展培養既懂汽車制造工程技術又懂先進生產管理技術、工程實踐能力強、綜合素質高的高級復合型應用型人才。

根據我校實情，結合承擔的湖北省產業人才培養計劃項目和“荊楚卓越工程師”協同育人計劃項目，改革實踐教學體系內容，加大實踐環節學時，提高實踐效果，與汽車行業企業建立科教結合、產教融合、校企合作協同育人的長效機制。

(1)建設國家、省、校級3個層次的校企協同多元開放工程實踐基地群。建設穩定、優質的實習基地是基礎。好的實習企業能讓學生了解到現代化管理方法和核心技術，能夠提升學生的實習積極性。因此建設高質量、高層次、數量滿足要求的校外工程實踐基地是應用型本科實習實踐教學體系的基石。

占據十堰市是中國汽車城這一地理優勢，我校與東風汽車公司進行產學研合作，和市區、周邊地區眾多汽車零部件制造企業合作。通過充分利用資源，機械設計制造及其自動化專業成功打造了以東風發動機公司國家級實習基地為核心、東風裝備公司、東風變速箱公司省級實習基地為支柱，建立東風神宇車輛有限公司、東風佳華軸瓦有限公司、東風商用車有限公司總裝配廠、湖北三環專用汽車有限公司等30個校級實習基地為基礎的實習實踐基地群。結合湖北省“我選湖北”計劃中的大學生實習實訓的建設，政府支持企業建立大學生實習實訓基地，為未畢業和已經畢業的大學生提供實習崗位，政府在十堰地區給實習學生每月1 200～1 800元的生活補助，學生實習實訓充分結合利用“我選湖北”資助建設計劃中的實習實訓基地。

盆腔膿腫，在臨床檢查時，超聲下輸卵管積膿聲像則表現為子宮形態正常，正常的囊腫超聲表現為液面分層，并且包塊形狀為圓形或者橢圓形。在超聲影像的結果下結合患者病史進行診斷[4]。

(2)加強實習教學工作的制度建設和軟件建設。為了加強校企之間的緊密合作關系，學校在各個層次加強和企業的對接和交流。如校級、學院領導每年定期走訪相關實習企業，和企業中高層領導、車間主任對接交流。學院實習組織負責人和企業實習接待業務人員進行業務溝通。每年年末召開實習企業負責人、實習指導教師參與的校企實習交流會，加強校企之間的緊密合作關系。

同時在各個層次和企業簽署校企合作戰略協議，除了和具體企業簽署產學研合作協議外，學校還和企業上級主管單位簽署相關戰略合作協議，如：湖北省政府與東風汽車公司共建湖北汽車工業學院協議、東風汽車公司與湖北汽車工業學院共建工程實踐教育中心協議等。東風汽車公司專門對下屬各子公司、專業廠下發了“關于積極支持湖北汽車工業學院開展校外實踐教學工作的通知”。

為保證企業實習基地有效運行，學校建立由企業為主體的實習基地管理機構和運行機制。建立3個機構，即實習實訓基地工作委員會、基地辦公室和專家委員會。其中實習實訓基地工作委員會由企業和學校中、高層領導組成，負責校企合作戰略規劃；專家委員會由學校、企業相關技術專家組成，負責參與人才培養方案的制定、教學改革，推進校企合作，研究工程人才培養中出現的重大問題，并探討解決問題的方法和措施等；基地辦公室由學校實習組織負責人和企業實習接待負責人組成，負責日常實習教學安排。

同時加強制度建設，學校專門制定了湖北汽車工業學院產學研合作教育委員會工作條例、湖北汽車工業學院關于提高實習教學質量的若干意見等文件。規范、指導實習教學工作有序、有效、高質量地運行。

(3)加強基地建設，搭建滿足多個專業實踐教學要求的3個層次工程能力培養平臺，不斷提高學生工程實踐能力。第1層為針對低年級學生建立的認識實習基地，旨在提升學生對本專業工程問題的認知能力；第2層為針對高年級學生建立的實踐實習基地，旨在提升學生運用專業知識解決實際工程問題的能力；第3層針對畢業設計(論文)的學生建立實習基地，結合設計(論文)方向到實際問題中深入研究，鞏固理論知識并收集整理工程資料，為畢業設計(論文)打下堅實的基礎。

在實踐形式上，積極探索校外實習的新途徑、新模式，形成校內看點，校外看面、點面結合的校內外教學相結合的教學模式，充分發揮企業生產設備的可操作優勢，使理論與實踐緊密相連，提高學生的學習積極性和加強對理論知識的消化能力；形成集中與分散、頂崗與見習相結合的實習實踐教學組織模式；開展校企聯合培養，實施“3+1”人才培養模式，實現第4學年參與企業生產實踐全過程，在企業以實際課題完成畢業設計，并獲得見習工程師資格。

在實踐內容上，圍繞專業培養要求在企業設置的教學內容和環節主要包含：認識實習、生產實習、社會實踐、專業實踐、畢業設計、企業技術創新、實際工程開發等。認識實習是為了讓學生了解與熟悉機械產品的制造過程及其所有設備和工藝裝備的種類與特點，培養其工程意識和職業素質；生產實習讓學生深入熟悉和掌握各種汽車零件的加工工藝過程以及各種加工方法、所用設備和工藝裝備，培養其基本工程能力；專業實踐熟悉和掌握零部件生產的全過程，提高學生的工程設計能力、集成能力及綜合實踐能力；畢業設計充分結合實際工程問題，培養學生運用專業知識解決問題的能力；企業技術創新、實際工程開發更深層次的培養學生的創新意識、創新能力和開發能力。

針對此種情況，需要對實習指導教師嚴格要求，對沒有帶過生產實習的教師必須進行崗前培訓，加強“雙師型”實踐教學隊伍建設。學校規定每個新進的青年教師要到企業實踐鍛煉1年，提高青年教師解決工程問題的能力。同時把下廠鍛煉和職稱評定、教師薪酬掛鉤，極大的調動了青年教師的積極性。同時積極響應省政府相關政策，每年選派年輕的具有博士學位、高級職稱教師到企業掛職鍛煉，加強了校企更緊密的產學研合作關系和“教師和工程師的雙師型”教師隊伍建設，有效保障了實習教學質量。

建設好專業的學生社團，發揮高年級學生對低年級學生專業實踐能力的傳、幫、帶作用，并對實習師資做相關補充。針對機械類機械制造及其自動化和工業工程——湖北省產業人才培養計劃項目和“荊楚卓越工程師”協同育人計劃項目專業，聯合企業建立了動力先鋒社和鴻創協會2個專業學生社團，動力先鋒社和國內知名設備制造企業——東風設備制造有限公司聯合創辦，鴻創協會和學校產學研合作單位和湖北省研究生工作站建站單位——湖北鴻亞力汽車裝備股份有限公司共同創建。前期結合企業實際項目，企業派實際經驗強的工程師對學生社團成員開展培訓，學生結合企業的實際項目進行設計圖紙繪制、三維圖紙轉二維、三坐標測量和機床控制柜的接線工作；對實際的生產和調試有了充分的經驗后，參與企業項目的設計工作，同時結合課題進行畢業設計工作。在第1批社團學生帶動起來之后，充分發揮骨干成員的頭雁帶頭作用，骨干成員開展對下一屆成員的培訓，結合企業提供實際素材的三坐標測量大賽和工裝夾具設計大賽帶動新成員專業實訓方面的能力，引領本專業同學組成雁陣的專業素養提升。

(5)深化校企聯合培養，項目和工程意識貫穿培養全過程。在制訂學生培養計劃過程中，邀請行業內企業富有經驗的工程師進行研討，把握該專業方向企業的實際需求和未來發展人才需求方向。我校機械設計制造及其自動化專業聯合神龍汽車公司聯合培養“神龍汽車公司定向班”，學校與神龍汽車公司根據企業實際需求聯合制訂培養方案和課程大綱制訂，在主干課程的講授過程中，選派富有經驗的工程師根據實際設計和生產相結合的內容講授，把企業的實習和生產內容在課堂融合知識點進行講授。課程設計、實習和畢業設計在神龍汽車公司進行，學校和神龍汽車公司組建聯合師資團隊進行指導，并按學校和企業共同制定的要求進行過程考核和答辯。作為補充，其他課程團隊邀請學校所在地(車城十堰)市內的其他東風汽車公司專業廠、汽車零部件加工、裝備制造企業的工程師參與課程工程案例講授或者舉辦專業相關講座。

(6)改革實習方式、利用各種手段和工具提高學生實習效果。實際上實習手段可以多種多樣，除了常規的參觀實習、定崗實習、企業工程技術人員現場講解外，探索和補充了多種形式的實習方法。實習多媒體教學、網絡視頻、學校內企業典型產品實物分析、計算機虛擬仿真實習等。這些方式應該根據實習企業特點、產品類型、管理方式綜合使用能達到好的實習效果。

采用的實習補充手段如下：① 在企業支持下，拍攝典型零件加工工藝，并制作剪輯。學生在實習前可在校內觀看這些零部件加工工藝視頻錄像，熟悉后再到企業實習，可極大提高實習效果；② 和企業合作開發一些技術類通用課程和管理類通用課程，編寫課程大綱和上課的PPT。如：曲軸加工工藝、凸輪軸加工工藝、缸體加工工藝、裝配工藝、工裝技術、測量技術、設備管理、物流管理等課程。學生在實習過程中可采用下廠實習+聽企業工藝講座的形式交叉進行。③ 和企業合作編寫實用性強的實習教材。我校唐遠志教授編寫的《機械與汽車工程認知實踐》實習教材受到到很多高校的認可，并得到學生廣泛歡迎。

隨著計算機仿真技術應用越來越成熟，把計算機仿真技術用到實習教學中，提高實習教學效果。針對東風公司發動機廠典型連桿、曲軸機加工生產線，開發出了一套基于Flexsim三維虛擬仿真軟件的實習教學系統。通過漫游和顯示技術使學生能夠在機房觀看企業實際生情況，可多次重復觀察機床分布、零件加工過程、裝夾方式和工藝流程等，使學生在下廠實習前對企業已有大致了解。圖1所示為實習企業連桿車間加工仿真機床布局圖。

圖1 實習企業連桿車間加工仿真機床布局圖

生產實習仿真平臺考試模塊開發，Flexsim自帶有功能強大的GUI，此外Flexsim可方便地與Access、Oracle等數據庫相連。在Flexsim的GUI上開發考試模塊，創建試題窗口界面，通過這個界面，學生進行答題(見圖2)，學生答題結束后，先點擊“保存”按鈕，答題信息先被保存在全局表中，最后檢查無誤再點擊“答案上傳”按鈕，學生答題信息被上傳并保存在系統數據庫中。此外編寫必要的腳本程序，系統可以自動進行評分和分數數據統計。學生在經過生產實習仿真系統訓練后，再下廠實習，在實習過程中可以針對自己的初步認識，對工程性問題提出問題，加強實際生產中的工程意識。

圖2 發動機連桿實習仿真考試系統界面

3 結 語

實習環節是應用型本科實踐教學重要組成部分，是學生理解把握專業理論，培養創新能力、動手能力和解決工程實際問題能力的重要環節。以我校機械設計制造及其自動化專業為例對新工科背景下應用型本科實習實踐教學方法進行了研究、探討和改革。給合近幾年我校機械設計制造及其自動化專業所做的生產實習教學改革與實踐，面向新工科提出了3級實習基地建設方案，實習教學制度建設；3個層次基地的建設和結合；開展校企聯合培養和“3+1”人才培養模式；教師培養和專業學生社團組織建設；利用仿真軟件建模進行的虛擬體驗、預習和測試，提高實習的效果，提高了學生的工程實踐能力。