机械专业人才培养模式的探索与实践

朱银锋，闫兴书，杨启耀，雷声，雷经发，陈雪辉

协同创新是以高校、科研院所和企业等部门整合的创新组织模式，能高效促进知识的增值。它是加快科学技术进步、实现科学技术跨越式发展的有效途径。然而，作为就业面较宽的机械专业，由于采用以教师、课堂、教材为中心的传统教学方法，导致培养的人才缺乏创新设计的能力。为了适应建设创新型国家的战略需求，急需探索机械专业的新型教学方法。为此，以协同创新理念为导向对人才培养提出新的思路，构建了由理论教学、工程训练、大学生科技创新、大学生科普活动以及校企合作实践教学相结合的教学方法，探索推动机械专业教学改革的可行性。

一、机械专业的特点与传统教学方法

为了较好地实施机械专业的教学，通常需要完成 《画法几何》、《工程力学》、《材料力学》、《理论力学》、《机械原理》《机械设计》、《机械工程材料》、《机械制造工艺学》、《几何量公差》、《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《机械制造基础》、《金属工艺学》、《计算机辅助设计与辅助制造》等专业基础课程与专业课的学习。机械设计专业是理论性和实践性较强的专业，重在培养学生工程意识与实践技能。然而，机械专业的传统教学方法却是以教师课堂授课为主，学生无法结合工程实际问题有针对性地主动学习，导致学生的学习积极性下降。在实践方面，机械专业是在完成理论授课内容之后才开展的实验教学，无法系统地展示诸如机械原理和机械零件在机械产品中的综合应用等内容，往往让学生认为所学的知识内在联系不大。因此，探索机械专业的新型教学方法势在必行。

二、以协同创新理念为导向培养机械专业人才的新型教学方法

对于机械专业的教学方法，广大的教育工作者开展了大量的研究工作。其中，南通职业大学机械工程学院的顾蓉蓉进行了“项目教学和现场教学在机械设计基础教学中的应用”的研究［1］；兰州资源环境职业技术学院机电工程系的卢雪红进行了“基于学生职业需求的机械设计基础教学改革”的研究［2］。基于这些新型的教学方法，在机械专业的教学和人才培养方面进行了有益的尝试，取得了显著的成果。然而，为了满足建设创新型国家对创新人才的迫切需求，本文提出了以协同创新理念为导向培养机械专业人才的新型教学方法，如图1所示。

（一）计算机辅助三维设计与理论课教学的结合

图1 机械专业新型教学方法

进入21世纪以来，计算机硬件和软件技术迅速发展，运行在高性能64位个人计算机上的大型三维软件已在教学和科研中得到广泛应用，以CATIA V5、UG、PROE、SOLIDWORKS 等大型三维软件进行计算机辅助设计，使得机械专业的设计工作效率更高，并且能够完成传统设计方法很难完成的设计工作。然而，在实际的机械专业传统教学中没有计算机辅助三维设计的教学内容。这种状况不符合当今社会对计算机辅助三维设计的迫切需求。因此，探索在机械专业的理论教学中结合三维软件教学是一个值得研究的课题。本教学团队在从事机械专业教学的过程中已开展了初步尝试［3-4］，通过指导学生参加机械创新大赛培养了一批能够使用三维软件独立开展机械创新设计的本科生。

（二）工程训练、校企合作实践教学与理论课教学的深度融合

理论课教学是机械专业教学的基础，是开展实验教学与工程实践教学必不可少的重要环节。由于课时量的限制，完全依靠传统的板书教学无法体现机械专业课程信息量大的特点，如果完全依靠多媒体教学，虽然展现了较大的信息量，并且减轻了教师板书的工作量，但是，由于多媒体教学内容在屏幕上切换的速度较快，造成学生无法在较短的时间内理解和记忆讲授的内容。因此，可通过板书教学+多媒体教学的合理分配来保证机械专业的理论课教学效果［5］。

在欧洲等发达国家，从事机械专业理论课教学的教师通常具有丰富的工程经验，他们能够很好地培养学生理论和工程实际相结合的能力。而国内从事机械专业理论课教学的教师有相当大的一部分来自工作经验较少的应届研究生。因此，本专业的任课教师参与工程训练、校企合作实践教学是必要的。它可以弥补和增加理论课教师的工程经验，以更好地指导学生从事工程训练、校企合作实践，启发学生根据所学的理论知识进行工程实践［6-7］。

为了实现工程训练、校企合作等实践教学与理论课教学的深度融合，本教学团队与学校工程训练中心的工程技术人员共同指导了本科生的金工实习实践教学任务。另外，还与校企合作实践基地（安徽建筑机械有限责任公司）的工程技术人员共同指导了生产实习实践教学任务。为了进一步促进实践教学与理论课教学的深度融合，学校与安徽叉车集团有限责任公司达成了选派2013届机械专业的本科生进驻企业开展毕业设计的协议。该公司已招聘首批培养的36名学生从事创新设计和售后服务等工作。这些实践教学工作现已纳入正式的教学计划并通过学分的形式加以实施。

（三）大学生科技创新、大学生科技节活动与理论课教学的深度融合

与工程训练、校企合作实践教学相比，大学生科技创新、大学生科技节以学生为主体开展活动，学生可以充分发挥创新想象力，并可以借助现代设计方法和设计工具通过虚拟的方式实现创新［8-9］。为此，安徽建筑大学结合自己的特点和定位，重视培养学生的创新意识和创新能力，并且投入大量的经费用于在校大学生开展科技创新与科技节活动。为了鼓励更多的学生在课余时间以饱满的热情积极参与到这些活动中来，学校还对参加科技竞赛活动获奖的同学进行奖励，部分学院对参赛作品的前期制作给予了积极的支持。科技节活动促进了安徽建筑大学的不同学院之间，以及它们与外校大学生之间的学术交流，进一步增强了学生从事创新的积极性，为他们明确机械专业未来的学习目标指明了方向。

三、以协同创新理念为导向培养机械专业人才的新型教学方法的组织与实施

（一）以学生为主体，科学组织教学过程

以学生为主体的教学方式让学生从被动式学习转变为主动式学习，学生能够更加明确学习的目的和努力的方向。如何充分发挥并延续学生主动学习的积极性，科学的组织教学过程至关重要。因此，理课论教学过程中可适当穿插实践教学。对于大学生科技创新活动等实践教学环节，应在保证理论课教学进度和质量的前提下进行，以达到深化理论课教学效果的目的。与理论课教学相比，实践课教学的组织存在一定的困难。其原因，主要是实践课教学的场地通常会发生变化，学生在场地上的位置也不固定。某些学生出于好奇心可能会对实践教学的设备进行错误操作，存在一定的安全隐患。因此可以对参加实践学习的学生进行分组教学和管理。对学生进行分组实践教学而导致指导教师人数增加的问题，可以通过返聘退休教师的办法加以解决。学校近期与安徽叉车集团有限责任公司联合培养高端营销人才已尝试分组教学的可行性。

（二）以制度为保障，有效实施教学过程

虽然以学生为主体的主动式教学方式存在诸多的优点，但如果离开制度的保障将无法顺利实施。为了有效实施以协同创新理念为导向培养机械专业人才的新型教学方法的组织，可重点完善以下方面的制度。

一是进一步完善教学管理制度。在教学计划方面，可由学院对教学内容重新调整，经过学校主管部门审批后成为正式的教学文件并加以执行。在教学过程的监督方面，可成立由学生干部组成的监察组。他们不仅负责学生出勤的统计和课堂秩序的客观记录，还对教师出勤及教学的进度和效果进行记录。学院的教学委员会根据这些材料给出评价和改进意见。在督导组专家听课制度方面，为了保证教学质量，可以通过返聘教学经验丰富的退休教师组建教学督导组。其中，专家采取随机听课的方式对在校授课的内容进行检查。学校教学主管部门根据专家反映的意见对授课或指导教师的教学质量进行评价，并将评价结果作为年终绩效考核和职称晋升的参考依据，以此来激励教师与时俱进，开拓创新。在校企合作教学方面，实践教学指导教师应以企业里具有丰富工程经验的专业技术人员为主，该教学过程可通过制度的方式明确实践教学要达到的目的。实践教学的效果通过学校和企业共同制定的可量化标准进行考核，并以生产实习成绩的形式记入成绩档案。

二是建立、健全大学生科技竞赛组织和管理制度。学校应对大学生科技创新活动设置部门进行专门管理，对申报项目经过严格的立项筛选，确定立项的项目给予专项经费支持。此外，以项目主持人的方式为每个立项的项目指派指导教师。参加国内外大学生科技竞赛获奖的项目，按获奖的等级对学生和指导教师予以奖励。对完成质量较差和没有按期完成的项目限制或取消下一学年的申报资格。在科技创新和科技竞赛活动中，可根据学生的专业和特长组建机械创新小组、电气控制小组等。组长根据组员的专长分配科技创新活动的任务，不同小组之间的组员可以在科技创新活动的过程中实现优势互补，从而增强他们的团队合作精神，培养学生系统分析问题和解决问题的能力。

三是促进科技节活动的规范化与制度化。安徽建筑大学的科技节活动最初由机械与电气工程学院在小范围内举办，现在已经发展为本校不同学院之间，以及学校与合肥市其他高等院校之间开展大学生科技活动的一个交流平台。鉴于良好的发展态势，需要进一步规范科技节活动的形式和内容，并通过制定一套科学的制度来指导该活动。此外，选派部分优秀学生通过暑期在国内知名科研院所进行研修，培养学生探索科研前沿的兴趣。根据科研院所出具的研修成绩，以学分的形式纳入选修课成绩档案，并以此作为学生评先评优的依据之一。

以上针对以学生为主体实施教学过程的制度，需要经过实践的检验，学校应在广泛征求用人单位意见的基础上逐步完善。

四、结论

通过上述分析，可以得到以下研究结论：

一是针对协同创新理念导向的机械专业人才培养模式，提出了理论课教学、工程训练、大学生科技创新、大学生科技节活动以及校企合作实践教学相结合的教学方法。与机械专业的传统教学方法相比，将传统教学方法过程中学生的被动式学习转变成了以学生为主体的主动式学习，对授课教师提出了更高的要求，有利于教师自身的学术水平和实践技能的提高。

二是为了充分发挥学生学习的积极性和主动性，可以科技创新和科技节为主题开展创新活动促进学生自觉学习现代设计方法和现代设计工具，让他们提前接触建设创新型国家的前沿科学和技术。

三是通过实施以协同创新协理念导向的机械专业人才培养模式，可以构建多元化的考核和评价体系，学生在以PPT和实物作品等形式展示学习成果的过程中锻炼了自己的表达能力，也增强了自身的竞争意识。

总之，以多种教学方式相融合的教学方法能够更好地培养学生的自学能力和职业素养，以及发现问题、分析问题和解决问题能力。

[1]顾蓉蓉.项目教学和现场教学在机械设计基础教学中的应用[J].机械工程与自动化，2011（6）.

[2]卢雪红.基于学生职业需求的机械设计基础教学改革[J].创新与创业教育，2012，3（2）.

[3]朱银锋.充分利用3D软件提高机械设计教学质量[J].科技信息，2010（1）.

[4]杨启耀，袁根福，阎兴书.“工程机械”课程教学研究的探讨[J].黄石理工学院学报，2010，26（3）.

[5]杜永英.机械设计基础课程教学方法的探索与研究[J].机电产品开发与创新，2012，25（2）.

[6]胡凤英.机械设计基础“教、学、做”一体化教学模式初探[J].重庆文理学院学报：自然科学版，2012，31（2）.

[7]徐庆华，夏萍.探究创新工程教育的途径与方法[J].黄石理工学院学报，2011，27（6）.

[8]王雪洁，李艳君.协同创新实践体系的构建[J].教育：中旬，2012（6）.

[9]赵晓芬.机械部件设计指导与学生“市场能力”培养[J].黄石理工学院学报，2011，27（6）.