基于校园企业实验室的机电类专业综合实践教学改革与探索

高有华, 李延斌, 翟惠萍, 申永山, 金　石

(1. 沈阳工业大学 电气工程学院, 辽宁 沈阳　110870；2. 沈阳工业大学 机械工程学院, 辽宁 沈阳　110870)



基于校园企业实验室的机电类专业综合实践教学改革与探索

高有华1, 李延斌2, 翟惠萍1, 申永山1, 金石1

(1. 沈阳工业大学 电气工程学院, 辽宁 沈阳110870；2. 沈阳工业大学 机械工程学院, 辽宁 沈阳110870)

针对高校实践教学过程存在的课程内容缺乏整合、实践教学环节较零散、校外实习单位难以落实、实习效果差强人意、实践师资队伍建设落后等问题,提出了按照企业先进的组织、管理形式建立校园企业实验室,采取校内集中式实习与企业参观式实习相结合及其他多种形式并存的生产实习新模式,聘请企业一线技术人员兼职校园企业实验室的指导教师,培养“双师型”指导教师队伍。同时建立与改革相适应的实践教学运行保障机制及成绩评价体系。

校园企业实验室； 实践教学改革； 企业兼职指导教师

实践是工程及工程教育的灵魂[1],现代工程教育强调学生的知识、能力、素质协调发展,应把学生培养成具有创新精神和实践能力的工程技术人才,工程实践教学的改革与创新越来越受到重视[2]。然而长期以来,高等学校的实践教学仍然是人才培养中的薄弱环节,与创新型人才的培养要求还有较大差距。工程教育中的实践性、工程性与创新性缺位,使得我国的高等教育难以满足国家发展对创新型工程技术人才的迫切需要[3]。 为改善目前状况,许多高等院校对实验、生产实习、毕业设计等实践环节进行了教学改革[4-6]。本文提出以建立企业组织、管理形式的校园企业实验室为核心,将毕业设计、生产实习、课程设计、电工实习、金工实习等实践教学环节整合起来的综合实践教学改革,并取得了良好的实践效果。

1　目前存在的问题

传统的机电类专业实践教学环节包括认识实习、金工实习、电工实习、生产实习、课程设计、毕业实习和毕业设计, 其中认识实习、生产实习和毕业实习需要依托校外的企业等生产部门,但是在实践中遇到许多问题。

1.1课程内容缺乏整合、实践教学环节较零散

在机电类专业教学中,实践教学环节是学生工程实践能力培养的重要途径。然而传统实践教学中存在着教学安排比较零散、教学环节之间缺乏沟通和衔接不够[7],例如金工实习、电工实习、课程设计、生产实习等环节都缺乏整合,而且,目前的金工实习、电工实习多数是验证性的,仅能训练学生的基本技能,不利于对学生的人际交流能力、团队协作能力、跨文化沟通能力、工程设计能力、系统构造能力的培养[8]。华中科技大学教授、国家物理实验教学示范中心主任熊永红针对目前实践教学存在的问题指出:整个实践教学实际上是一个生态的链条,就是说,应该是一环扣一环的,能够尽量保持连续性,发挥各个环节的效用,就是让它们累积起来,增加学生的能力[3,9]。

在传统的教学过程中,机电类学生的生产实习与毕业设计脱节。学生在生产实习时并不知道毕业设计的课题,使生产实习缺乏针对性,在生产实习过程中学生只是被动地参观和聆听实习教师及企业人员的讲解,缺少主动认知和实践精神。学生自由探索、自主学习、主动实践的环境还不具备,无法满足我国工业转型升级及建立创新型国家的需要。

1.2校外实习单位难以落实,实习效果差强人意

随着近些年来高校的不断扩招,实习学生数量大幅增加,相对有限的实习单位需要接纳的实习学生愈来愈多,企业生产实习的压力不断增大,如我校电气工程专业和机械设计及其自动化专业均由原来的6个班扩大到8个班,学生人数增加了30%。同时, 许多国有企业从生产、管理、安全等各种因素出发,对接纳大规模学生生产实习态度非常不积极,只能靠学院领导和教师与企业的关系勉强联系到实习单位,使落实实习单位变得非常困难。

在实习过程中,由于企业生产自动化水平的提高、设备的更新、封闭的加工环境,学生很难看到零件的具体加工工艺过程。企业实习出于生产秩序、生产效率及安全方面的考虑,常常不让学生进入生产线,学生很难看见实际的生产加工和装配过程,使生产实习流于形式,实习质量下降,实习效果差强人意,学生也失去了生产实习的主动性和积极性[10-12]。

1.3实践师资队伍建设落后

目前,师资队伍存在着教师的工程素质和实践经验不足,专业理论教师不能指导实践技能训练,而近年引进的很多青年教师都是从校门到校门的“双门型”教师,普遍缺乏工程实践经验,缺少工程素养。同时,高等学校还存在着对实践教学重视程度不够,许多教师也存在“重理论,轻实践”的思想,导致对学生的动手能力、工程实践能力培养不足[13-14]。

2　改革思路

(1) 建立校园企业实验室,将企业的先进组织形式、先进设备、先进技术、技术人才和管理经验引入学校,建立校内综合实践教学平台,实现校内校企联合的运行机制。

(2) 依托校园企业实验室,构建将认识实习、金工实习、生产实习、课程设计、毕业实习和毕业设计等多个实践环节相结合的实践教学新模式。

(3) 将校园企业实验室作为校内机电生产实习基地,采取以校内企业员工式实习与企业现场实习为主,校外自主实习等其他多种实习形式为补充的生产实习新模式。

(4) 聘请企业一线技术人员为校园企业实验室的导师,组建多层次、跨专业的“双师型”实践教师指导团队。

(5) 在校园企业实验室中建立企业形式的管理制度、人员考核制度、成本核算制度等,并建立与改革相适应的实践教学运行保障机制及成绩评价体系。

3　实施方案

3.1构建校园企业实验室

将企业的先进设备、先进技术、技术人才、市场需求和行业经验引入学校,整合学校现有的电气、机械实验室的电气设备、机床等资源与工程实践中心联合,按照现代企业生产组织形式建设校园企业实验室，作为校内校企联合综合实践教学平台。该平台具有4方面功能:毕业设计校园企业实验室；校内生产实习基地；现代制造工程实验室；大学生创新实践作品制作基地。

3.2依托校园企业实验室将各专业多种实践教学环节相结合

按照现代企业生产组织形式建设校园企业实验室,实验室包括设计部门、工艺部门、生产部门、加工车间、财务等部门,将各专业的毕业设计、课程设计、生产实习、金工实习等多种实践教学环节相结合,如图1所示。其中设计部门中由进行毕业设计的大四学生组成不同的设计团队,成员可来自多个学科/专业,由毕业设计教师指导团队共同指导,围绕某一设计项目(如特种电机、数控车床、机械手臂)模拟企业项目运作模式进行可行性研究、市场需求分析、确定任务要求、机器性能分析、总体方案设计、技术设计、技术文件编制等实战化毕业设计。同时团队内工业设计学生对项目外形进行设计。工艺部门由机械制造技术基础课程的课程设计学生组成各个工艺团队,由机械制造技术等任课教师指导,对某一设计团队较好的设计项目进行工艺项目设计,包括编制加工工艺、典型零件三维建模、编制加工程序等。生产部门由工业工程专业部分学生组成计划调度团队，由工业工程任课教师指导,对前述设计项目模拟组织生产、协调、调度。加工车间设备包括车床、铣床、钻床、数控加工中心等机加工车间必需的设备,成员来自生产实习、金工实习、电工实习的学生,在实习指导教师、实验教师、机加工人共同指导下,对前述设计项目中的典型部件进行机电综合项目实习,包括按工艺团队编制的工艺、程序加工制作,安装调试。财务部门由会计专业课程设计的教师与学生组成,对加工的零部件进行成本核算。同时该平台也作为大学生科技创新平台承担帮助参加机器人大赛和机械创新设计大赛的学生制作作品的任务。

图1　校园企业实验室组织形式

3.3将校园企业实验室作为校内生产实习基地

(1) 在建立稳固的校外生产实习基地较困难的情况下,将校园企业实验室作为机电类学生校内集中式生产实习的实践教学基地。使学生掌握机电设备操作规范和操作技能,提高学生的动手能力、工程实践能力。依托校内生产实习基地,针对机电类生产实习的学生, 结合优秀毕业设计项目开发出具有设计性、综合性、创新性特点的实习项目,学生在校园企业实验室模拟企业员工,在加工车间亲手操作加工设备,按照企业车间的生产方式对实习项目中的典型零部件实行加工、装配、调试、质量检查等生产过程,使学生熟悉企业的生产流程、零件的工艺流程、工具、刀具等生产资料管理流程,了解到产品从原材料到成品批量生产的全过程以及生产组织管理,有利于学生尽快熟悉企业的生产环境和氛围,培养学生实践能力和创新精神。依托校园实验室的生产实习新模式见图2。

图2　依托校园企业实验室的生产实习新模式

(2) 为弥补校内生产实习存在的不足,可通过到企业生产现场实习,了解企业的生产环境、生产组织形式、产品的加工生产线、装配线典型零部件的工艺过程、加工设备的原理构造和操作过程等,加深对企业的认识。另外,为了在有限的企业生产实习时间内尽可能多地掌握实习内容,可在校园网上建立可视化的虚拟辅助生产实习平台,让学生通过该平台对即将实习的企业单位进行全方位的了解和认识。了解实习企业概况、产品、车间、设备等基本情况,典型零部件的工艺路线、关键工序加工过程、被加工零件的定位与装卡典型等工艺问题,使学生在实习之前能够对实习内容了然于胸,提高企业生产实习的质量。

(3) 在生产实习前确定每个学生的毕业设计题目, 这样学生在实习过程中能够有的放矢,既能够加深学生对生产实习的认识,又有利于学生的毕业设计联系工程实践,使学生从被动学习状态向主动学习状态发展。同时针对少部分学生的毕业设计题目与校园、企业生产实习联系并不紧密,可采取学生及导师自主联系,并以课题小组形式自组织去与其毕业设计课题相关的企业进行校外分散式生产实习。学生也可以参加导师的横向课题、科技大赛作品制作、参加社会实践活动等作为前两种生产实习形式的补充。

3.4组建多层次、跨专业、校企联合实践教师团队

为使校园企业实验室的组织、运行、管理更接近于企业的生产实际,聘请企业一线生产技术人员兼职校园企业实验室的指导教师。由本专业科研能力强和具有企业背景、工程实践经验丰富的教师为首席指导教师,组建骨干教师、青年教师及企业生产一线的工程技术人员参与并吸纳与课题相关的其他专业的指导教师组成的多层次、跨专业、校企联合生产实习和毕业设计教师指导团队,指导毕业设计和生产实习。每个指导团队负责指导一个或几个学生项目设计团队和生产实习团队。

企业工程技术人员有丰富的工作经验,组建校企联合指导教师团队可以弥补目前高校教学“重理论而轻实践”的弊端。这样做既可以大幅度提高学生的工程素质,也有助于青年教师快速积累工程实际经验,促进青年教师由讲师到工程师的工程型人才转变,培养“双师型”指导教师队伍,保证生产实习和毕业设计教学质量不断提高。

3.5实行企业式管理并建立实践教学运行保障机制及成绩评价体系

在校园企业实验室建立企业形式的管理制度,如机器设备的操作规范、保养维修、工具和量卡具保管、出借等各种规章制度,以及人员出勤、迟到早退等考核制度,并建立包括零件材料成本、工具成本机器的加工成本、机器的折旧、人员的成本等成本核算制度。同时进行实践教学课程的教学内容、教学方法的改革，以适应实际情况,建立相应的教学运行保障机制以及与改革相适应的毕业设计、生产实习、课程设计等成绩评价体系。

4　实践效果

建立校园企业实验室的实践教学改革在机械、电气类专业人才培养中发挥了重要作用,收到良好效果,学生的动手能力、工程实践能力、科技创新能力、团队协作能力等综合素质得到全面提升,主要体现在:

(1) 毕业设计质量稳步提升。在校内外组织的本科毕业设计论文质量检查中,得到专家的认可,尤其是在教育部对我校教学工作水平评估中,评估专家对电气类和机械类专业本科毕业设计(论文)的选题、内容、撰写规范以及总体质量均给予高度评价。

(2) 生产实习等实践环节效果显著增强,学生的实践能力、工程能力、创新能力得到较大的提高。近3年我校电气、机械类专业本科生提前进入教师科研团队进行科学研究近200余人,撰写学术论文50余篇,在省级及国家大学生竞赛中,如挑战杯、机器人设计大赛、机械创新设计大赛、大学生创新创业竞赛等,获得多项奖项。

(3) 我校电气、机械类毕业生的就业率名列前茅,进入国家知名企事业单位工作的人数逐年上升,企业需要提前一年多时间到学校预约招聘。许多知名企业将我校电气、机械类本科毕业生与“985工程”和“211工程”学校的本科毕业生同等对待,大多数毕业生的实际工作能力与综合素质得到了用人单位的肯定。同时我校电气、机械类专业新生录取分数线逐年提高,到2015年已经超过本校最低录取线30分。

5　结语

以企业实验室为依托,进行电气、机械类综合实践教学改革,优化了电气、机械类专业实践教学体系及运行管理机制,为电气、机械类专业实践教学体系注入新的活力,使其在电气、机械工程领域人才培养中发挥更持久、更显著的作用,并为提高实践教学质量探索了新途径。

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Comprehensive reform and exploration of practical teaching for mechanical and electrical specialty based on campus enterprise laboratory

Gao Youhua1, Li Yanbin2, Zhai Huiping1, Sheng Yongshan1, Jin Shi1

(1. School of Electrical Engineering,Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China；2. School of Mechanical Engineering,Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)

Aiming at problems existed in practical teaching process in colleges and universities such as practical teaching links scattered, practice unit outside school difficult to implement, practice effect not significant and hysteretic practice teaching staff construction, it was presented that establishing the campus enterprise laboratory with the advanced organization and management of enterprises, combining the electrical engineering practice, metalworking practice, production practice, course design and graduation design and other practice by the laboratory, adopting the new mode of production practice based on the combination of the centralized practice and the practice of the enterprise, and the other forms of production with the campus enterprise laboratory acting as a production practice base inside school, inviting technical personnel in enterprise as instructor of the laboratory to cultivate double division type instructor team, and establish the practical teaching system and the performance evaluation system.

campus enterprise laboratory； practical teaching reform; part-time instructor working in enterprise

10.16791/j.cnki.sjg.2016.03.061

实验室建设与管理

2015- 08- 11修改日期:2015- 09- 24

辽宁省高等教育教学改革研究项目(UPRP20140712)

高有华(1966—),女(满),辽宁新宾,博士,教授,主要从事电工学的教学和实验工作,研究方向为电力装备的理论和设计.

E-mail:gaoyh1993@163.com

G642.44

A

1002-4956(2016)3- 0241- 04