培養(yǎng)機械工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才的實踐教學(xué)探索

朱麗麗

摘要：具備創(chuàng)新能力的機械工程人才是新時期人才培養(yǎng)的目標(biāo)，文章根據(jù)這個目標(biāo)對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的實踐教學(xué)改革進行探索。將經(jīng)典型和創(chuàng)新型的機械裝備作為承載，構(gòu)建了以裝備為中心的實踐教學(xué)體系;在學(xué)科交融的趨勢下，建立融合多課程的綜合性的獨立實驗課程體系;響應(yīng)產(chǎn)學(xué)研合作教育的方針政策，建設(shè)校企合作的人才培養(yǎng)體系; 以“個性化教育和整體性教育相結(jié)合”為原則，改進實踐教學(xué)考核制度，促進人才培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)體系;實驗課程體系;校企合作;實踐教學(xué)考核制度

當(dāng)前，科技創(chuàng)新能力已成為國家核心競爭力的決定性因素，如何培養(yǎng)工程技術(shù)人才的創(chuàng)新能力成為近年來工科高校教學(xué)改革的主旋律。一個國家的創(chuàng)新能力來源于創(chuàng)新人才的養(yǎng)成，然而，我們國內(nèi)現(xiàn)有的培養(yǎng)人才的模式還有諸多問題，不足以滿足建設(shè)創(chuàng)新型國家的需求。就機械制造工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)而言其不足主要體現(xiàn)在： 一是頂層設(shè)計不明確，對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究的范圍過于寬泛，不能緊跟社會需求以及行業(yè)發(fā)展的趨勢;二是側(cè)重于理論教學(xué)，不重視實踐教育，許多實踐環(huán)節(jié)流于形式，或是支撐的平臺數(shù)量少、質(zhì)量低，授課內(nèi)容陳舊，缺乏前沿的研究成果，既無法滿足高校對實踐平臺的需要，也跟不上行業(yè)發(fā)展的腳步;三是相較于課堂教學(xué)環(huán)節(jié)而言，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占比重明顯不足，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的探索不夠，相關(guān)教師的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力偏弱。此外，校企人才培養(yǎng)深度融合不夠，高校同企業(yè)之間很難實現(xiàn)具體的可操作性強的聯(lián)合培養(yǎng)，高校亟需企業(yè)提供機械工程創(chuàng)新能力方面的培訓(xùn)，同時企業(yè)對高校人才的需求也越來越強烈，但兩者往往難以協(xié)調(diào)。為了增強培養(yǎng)機械創(chuàng)新型人才的可行性，提升機械類學(xué)生專業(yè)技能及其綜合素質(zhì)，筆者綜合我院機械專業(yè)人才培養(yǎng)的教學(xué)實踐施行狀況，進行如下探索。

一、基于典型裝備設(shè)計制造的實踐教學(xué)體系構(gòu)建

產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率的提升都離不開裝備，裝備是不可或缺的重要生產(chǎn)手段，對工業(yè)化進程、國家經(jīng)濟發(fā)展等具有重大意義。對裝備技術(shù)進行研究、設(shè)計、制造和應(yīng)用開發(fā)是機械工程類專業(yè)的神圣使命。現(xiàn)代機械工程學(xué)科是由傳統(tǒng)機械工程融合多種現(xiàn)代先進技術(shù)孕育形成的一門綜合性學(xué)科。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)傳統(tǒng)的依附課程的機械類實驗，實驗內(nèi)容相對狹小，割裂了各實驗間應(yīng)有的聯(lián)系和學(xué)科應(yīng)有的交叉融合，學(xué)生掌握的知識也是片面的，使得實踐教學(xué)難以適應(yīng)社會要求。

經(jīng)典型和創(chuàng)新型的機械裝備大多融合了機械工程中的設(shè)計、制造、材料、傳感檢測與控制、液壓與氣動和軟件工程等技術(shù)，是綜合性很強的產(chǎn)品，包含了現(xiàn)代機械工程師應(yīng)掌握知識的各個方面和應(yīng)具有的專業(yè)能力。所以，我們要依據(jù)機械工程的專業(yè)特點以及相對應(yīng)的人才培養(yǎng)方式，以提高學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力為最終目標(biāo)，多學(xué)科跨專業(yè)交融，構(gòu)建以培養(yǎng)機械人才創(chuàng)新能力為核心，將經(jīng)典型和創(chuàng)新型的機械裝備作為承載，并通過先進設(shè)備的魅力抓住學(xué)生的目光，建立將裝備作為中心的實驗教學(xué)體系，提升學(xué)生的專業(yè)視覺并體會各個知識點之間的關(guān)聯(lián)。

福州大學(xué)教師與校企合作研發(fā)了五軸數(shù)控刻楦機，并已用于實踐教學(xué)。實踐教學(xué)體系將裝備作為中心，進而圍繞先進裝備所涉及的技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生逐步揭開先進裝備的層層神秘面紗，自然形成了面向不同階段、 不同層次的“裝備設(shè)計”“裝備制造”“測控與仿真”“系統(tǒng)集成”“先

進成型技術(shù)”“CAD/CAM/CAE”“優(yōu)化設(shè)計”等多類實踐主題，建設(shè)以機械設(shè)計、機械制造、測控與仿真、系統(tǒng)集成和先進裝備研發(fā)等主題為主線，分層次和個性化的矩陣式實踐教學(xué)體系。此外，建立全開放式機械基礎(chǔ)零部件、典型機械裝備展示長廊，典型產(chǎn)品測繪、典型夾具、模具結(jié)構(gòu)與拆裝、虛擬仿真加工、親手操作感受等，使新生一入學(xué)就能親身體驗本專業(yè)的相關(guān)知識，萌生其強烈的求知、探索欲望。通過漸進式培養(yǎng)方式較好地提高了學(xué)生的設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計能力，適應(yīng)了企業(yè)的需求。

二、融合多課程的綜合性獨立實驗課程體系建設(shè)

傳統(tǒng)基于課程開設(shè)的實驗，實驗內(nèi)容相對狹小，割裂了各實驗間應(yīng)有的聯(lián)系，學(xué)生掌握的知識也是片面的，實驗教學(xué)效果低效甚至重復(fù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，學(xué)科交融的趨勢愈加明顯，為滿足課程教學(xué)而設(shè)置的單一實驗已無法滿足人才培養(yǎng)的需求。所以，將不同學(xué)科、不同課程和不同章節(jié)之間的知識相互融合，使用不同的實驗手段相互配合實現(xiàn)教學(xué)實踐的改革，構(gòu)建融合多課程的綜合性獨立實驗課程體系已是大勢所趨。

如將PLC技術(shù)、伺服控制技術(shù)、測試技術(shù)、C++語言等結(jié)合起來，開設(shè)機電系統(tǒng)與控制綜合性實驗，同時結(jié)合購置的一大批機電裝備基礎(chǔ)功能部件和控制器件，開設(shè)可重構(gòu)的機電系統(tǒng)及其控制實驗。對于同一機械本體，學(xué)生可通過PLC、單片機和運動控制器，構(gòu)建不同的控制系統(tǒng)，體驗各種控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其設(shè)計開發(fā)方法。這類綜合型實驗以現(xiàn)代測試技術(shù)、控制技術(shù)、計算機應(yīng)用及 CAD/ CAM/ CAE集成技術(shù)為基石，采用各類現(xiàn)代技術(shù)，增強了學(xué)生對工程實踐的認(rèn)識，鍛煉了其應(yīng)對工程問題的專業(yè)技能。

三、建立校企合作的人才培養(yǎng)體系

隨著高等教育由精英化教育朝大眾化和普及化轉(zhuǎn)變，學(xué)校培養(yǎng)模式和社會需求之間存在必然的矛盾，如畢業(yè)生就業(yè)難、企業(yè)招人難。社會需求的多樣化，促使個性化人才的出現(xiàn)，相同的培養(yǎng)模式下造就的人才無法滿足社會多樣化的需求。啟用產(chǎn)學(xué)研合作教育，企業(yè)深層次參與高等教育的人才培養(yǎng)，對教育質(zhì)量的提升具有重要意義。企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)體現(xiàn)在：

（一）營造了良好的工程教育環(huán)境

通過校企合作，學(xué)生有機會參與到企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，并可通過接受企業(yè)提供的適量的生產(chǎn)以及設(shè)計任務(wù)，學(xué)習(xí)并參與到科研課題中，實實在在地將理論教學(xué)融匯貫通到生產(chǎn)實踐當(dāng)中。把培養(yǎng)人才、企業(yè)生產(chǎn)和科研任務(wù)綜合起來，使學(xué)生對知識的掌握能力在潛移默化中得到提升，既增長了知識，又全面提高了動手能力、科研能力和創(chuàng)新能力，為其營造了良好的工程教育環(huán)境。

（二）共享和緩解貴重資源

現(xiàn)階段國內(nèi)高等教育資源短缺的問題愈加明顯，在現(xiàn)有的條件下，通過校企合作的方式將高等院校、科研院所以及企業(yè)各自擁有的獨特資源重新梳理合并，共享和緩解貴重資源成為了互惠互利的合作模式。高校機械工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中缺乏生產(chǎn)科研經(jīng)驗、真實的工作場景、先進的設(shè)備等，通過產(chǎn)學(xué)研合作教育能得到很大程度上的緩解。同時，高校和科研院所科研人員數(shù)量多、科研經(jīng)驗豐富的優(yōu)勢也極大地彌補了企業(yè)研發(fā)資源的不足。

（三）提高學(xué)生的就業(yè)質(zhì)量

產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)中，工廠的車間、生產(chǎn)線和研發(fā)室就是活生生的實驗教學(xué)課堂，在這樣真實的工程背景下培養(yǎng)學(xué)生，讓其在大學(xué)時期就接觸到企業(yè)的科研和技術(shù)工作，培養(yǎng)并鍛煉了學(xué)生良好的心理素質(zhì)、團隊協(xié)作能力和獨立思考能力，讓學(xué)生提前熟悉企業(yè)氛圍，明確企業(yè)的文化和技術(shù)需求，提升了學(xué)生與企業(yè)之間的認(rèn)知和認(rèn)同。與此同時，企業(yè)通過一定的接觸更加深入了解了學(xué)生，進而可以挑選優(yōu)秀滿意的人才到企業(yè)就業(yè)，這種方式既解決了企業(yè)難以招到適用人才的問題，又?jǐn)U寬了學(xué)校的就業(yè)渠道，保證了就業(yè)質(zhì)量。

（四）促進學(xué)校教學(xué)的改革

在此之前，本專業(yè)課程體系的設(shè)置百分百由學(xué)校獨立完成，社會與企業(yè)沒有機會加入論證，造成課程培養(yǎng)目標(biāo)體系與社會需求之間的矛盾。通過校企合作聯(lián)合辦學(xué)，制定優(yōu)化的機械工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案和課程體系，不僅有力促進了專業(yè)教學(xué)改革，改變了“閉門造車”的教育模式，還能更加有效地培養(yǎng)出適應(yīng)社會和企業(yè)需求的高質(zhì)量機械工程人才。

四、改進實踐教學(xué)的考核制度

合理有效的考核評價體系對教學(xué)質(zhì)量有極大的督促作用，是實踐教學(xué)中必不可少的一環(huán)，設(shè)立并健全考核制度對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)極為關(guān)鍵。以“個性化教育和整體性教育相結(jié)合”為原則，綜合考查學(xué)生的各方面能力，有針對性地設(shè)立考核方式，如學(xué)生的出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、搜集研究資料、完成實驗報告或調(diào)查報告的情況、討論發(fā)言的見解、知識掌握的靈活性、實驗探究能力和團隊協(xié)作等，著重考查學(xué)生的技能和創(chuàng)造性成績，同時加強學(xué)習(xí)的過程考查。這種考核方法能夠引起學(xué)生思想上對實驗過程的重視，雖在一定程度上增加了教師的工作量，但可確保該考核評價體系更客觀、準(zhǔn)確、公平公正地體現(xiàn)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和實驗技術(shù)水平。

五、結(jié)語

我們要根據(jù)本專業(yè)的特性，同時結(jié)合本學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型機械人才的宗旨，通過建立基于典型裝備設(shè)計制造的實驗教學(xué)體系構(gòu)建、融合多課程的綜合性獨立實驗課程體系建設(shè)、建立校企合作的人才培養(yǎng)體系、改進實踐教學(xué)考核制度等手段，對機械工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才的實踐教學(xué)進行進一步探索。

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編輯/楊波