地方综合型高校专业实践创新能力培养体系定位与实施

陈保家， 沈保明， 肖文荣， 钟先友， 秦红玲， 陈海冰

随着国民经济和科学技术的发展进步,社会对工程技术人才提出了越来越高的要求,进而对高等院校人才培养目标提出了新的要求。目前,我国工程科技人员规模庞大,约有1 300万人,但知识面较窄、实践能力不够,原始创新能力弱,每百万元产值工程师数远远大于欧美国家[1]。同时,在中国高等教育中普遍存在重 “学”轻 “术”思想,全国地方高校出现了分类不清、定位不明、发展方向趋同的现象,反映在工程实践教育教学上,缺少特色和针对性[2-4]。突出显示了院校教育与产业需求相脱节现象,教育培养人才的供需结构矛盾突出,学生毕业后不能适应环境变化,自学能力薄弱等,企业发展所需要的适用性、技能型人才严重匮乏,工程实践教育从内容、手段等方面,都与建设终身学习体系的要求存在较大差距[5-6]。

本文通过对本科院校的工程实践教育模式及存在的问题分析,以三峡大学机械电子工程专业为对象,从国家及行业产业发展战略,本专业概况及人才培养目标,实践创新能力培养体系构建及其实施效果等几个方面,对综合性大学工程实践教育模式与特色定位加以探讨,并提出了相应的质量保障措施,以期为地方综合性大学工程实践教育提供参考。

1 国家及地区行业产业发展战略需求

为了加强高等工程教育,提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力,在2010年6月23日,教育部在天津大学召开 “卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部门和行业协 (学)会,共同实施 “卓越工程师教育培养计划”[7]。这是新形势下强化我国高等工程教育,主动服务国家需求的最高发展战略[8]。“卓越计划”具有3个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力,其根本在于提高学生的实践创新能力。

从机电专业的行业发展背景来看,2015年5月19日,国务院印发了 《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略[9]。这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。制造业学科范围广、知识点丰富、适用面宽、新技术和新方向发展迅猛,全面覆盖了提升国家经济实力最重要的支柱领域,国民经济关键部门迫切需要全面掌握机、电、控制和计算机的机械电子专业复合型人才[10]。近年来,随着三峡大学办学水平的不断提升和双服务理念 (服务行业和服务地方)的提出,学校迈出了更为坚实的步伐——成功申博、实现省部共建、增强双服务能力等,下一步发展更加需要新兴学科生长点的支撑；另一方面,围绕建设 “世界水电旅游名城”的总目标和湖北省域副中心城市的功能定位,宜昌提出重点培育先进装备制造、新材料等 “六大千亿产业”的战略构想,正大力发展新能源、机械电子等新兴支柱产业,加紧建设国家级高新技术开发区。在此背景下,对高校机电专业学生的工程实践能力和创新能力培养都提出了较高要求,在常规教学基础上,需要将相关行业领域内的新技术、新方法不断引入到实践教学当中,多角度、深层次地丰富和完善现有工程实践能力培养体系。

2 专业人才培养目标及定位

三峡大学机械电子工程专业由原葛洲坝水电工程学院的机电一体化专业发展而来,经过20多年的建设,作为 “机械设计制造及其自动化专业”的一个专业方向于2004年12月立项为湖北省品牌专业建设项目,并于2008年12月通过专业评估验收,批准为湖北省品牌专业。2008年10月该专业被批准为国家特色专业建设点。该专业于2014年开始独立招生,现有学生人数151人。

机械电子工程专业的培养目标是依据三峡大学“高素质、强能力、应用型”的培养目标,培养掌握机械工程和电子工程基础理论和技能,具有创新精神和实践能力,能在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域内的机电产品设计制造、科技开发、应用维修、运行管理等方面工作的高级应用型机电工程技术人才。

围绕建设 “世界水电旅游名城”的总目标和“三中心一龙头”的湖北省域副中心城市的功能定位,宜昌市基本形成了电力、化工、食品医药、装备制造4大支柱产业,正大力发展新能源、机械电子等新兴支柱产业,地方经济发展中对机械电子学科提出了迫切需求,急需培养出可用于机械电子及设备运行控制方面的高级专业人才；学校充分认识到两种需求的一致性,决定在坚持开放办学、不断推进双服务能力的过程中,加强机电科学与工程一级学科建设,打造机械电子工程专业,最终将该学科建成为三峡地区机械电子工程领域高级人才的培养基地和机电科学研究的中心。根据三峡大学培养应用型、复合型、技术型人才的总体定位,三峡大学机械电子工程专业以培养立足宜昌、服务湖北、面向全国的应用型机械电子工程专业人才为基本任务,致力于为机械行业和地方经济发展提供高质量的人才供给和智力支持。

3 实践创新能力培养体系构建

实践教学是工科应用型人才培养的重要环节,实践创新能力培养体系是专业建设的主要内容,是关系到培养目标能否实现的重要保证[11]。三峡大学要求机械电子工程专业学生主要学习机械电子工程专业领域的基础理论知识,掌握力学、机械工程技术 (含液压传动)、电子技术、控制工程技术、信号处理与计算机应用技术等基本知识,接受现代机电工程师专业训练,具有机电产品的研究、设计、制造、性能测试与仿真、设备控制的基本能力。突出机械电子和机械制造的方向特色,体现知识、能力和素质协调发展的综合要求。围绕上述人才培养要求,学校机械电子工程专业实践创新能力培养体系主要由教学实践环节、校企联合培养、学生学科竞赛内容构成,如图1所示。

图1 机械电子工程专业实践创新能力培养体系构成

3.1 教学实践环节

教学实践环节主要是围绕人才培养方案中所规定的课程实验、课程设计、实习环节、毕业设计等为主,加上通识教育和素质拓展课程,共占到了学生毕业总学分的33.8。机械电子工程是将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性学科。其主干课程有模拟电子技术、数字电子技术、机械工程控制基础、传感与检测技术、液压传动与控制、机电一体化系统设计、机电传动与控制等,各课程都配套有相应的实践教学环节,构建有包含专业基础、综合设计与创新研究三个层次的实验体系。同时积极加强校内外实践教学基地建设,通过校内工程训练中心开展基础训练、综合训练、创新训练,突出综合性、设计性、研究性、创新性为特点的工程实践教学环境。进一步拓宽现有校外实训基地功能与作用的同时,加强与宜昌周边制造企业,如东风汽车公司、柳州工程机械厂、宜昌市长机科技有限责任公司、中南装备有限责任公司等国内和市内知名企业合作,使企业成为本专业优秀的实践教学基地,给本专业学生提供更好的工程师能力训练。

3.2 校企联合培养

校企联合培养主要是围绕 “卓越工程师教育培养计划”“湖北省战略性新兴 (支柱)产业人才培养计划”,以及多渠道的企业委托项目等形式的工程实践内容。以国家产业战略需求为导向,以服务湖北省经济社会发展、满足产业行业需求为目标,以提高人才培养质量为核心,加大实践平台建设,加强校企产学研合作,构建校所合作、校企联合的多样化、强协同、重实效的实践育人平台。开创与企业合作办专业的新思路,借助企业的场地和社会力量办学,与企业联合共同开发新产品和研究新技术。聘请企业技术人员进校,参加有关专业课的教学活动,利用学校的外聘教师政策,着力做好校外实践教育基地等平台建设,充分发挥其示范性和共享性效果。推动教学与科研结合、学校与社会合作的实践教学基地建设,强化现场教学环节。探索校所合作、校企联合,依托高新技术产业开发区、大学科技园或其他园区,设立学生科技创业实习基地。目前三峡大学机械电子工程专业作为一个专业方向已经成为教育部第二批卓越工程师教育培养计划专业和湖北省本科品牌专业。

3.3 学生学科竞赛

学生学科竞赛主要是围绕 “全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”“全国大学生机器人大赛”和 “全国大学生机械创新设计大赛”等几个机械领域内知名的全国性大赛为主。紧密结合课堂理论教学的基础,以竞赛的方式,激发和鼓励学生结合实际工业生产和生活需求,发挥主观能力性和创造性思维,通过参与大赛,开发出不同的大赛作品,以及撰写相关研究报告、论文或以申请相关知识产权形式,增强学生的学习及实践能力。以学院 “求索机器人团队”为基础探索建立学生学术社团,配备导师、设立工作室、提供运行经费,形成学术社团运行的常规化、建制化。机械类相关学科竞赛的顺利开展,不仅能促进学生素质教育的开展,培养创新型人才,更能通过学科竞赛的平台,促进机电专业实践教学内容和课程体系的改革。同时,一批好的研究成果和奇思妙想通过学生学科竞赛平台脱颖而出,成为推动产业发展、社会进步的创业项目,与 “大众创业,万众创新”的国家战略相契合。为了对大学生的创新创业活动进行更加专业、更加深度的指导,鼓励更多大学生投入到创新创业实践当中,学校也于2016年4月专门成立了创新创业教育基地。

4 实施成效

通过对机械电子工程专业教学实践环节、校企联合培养、学生学科竞赛三个不同层次、不同实施主体的实践创新能力培养体系的构建,三峡大学在实验室平台建设、人才培养模式、校企深度合作取得了长足的进步,学生的思维创新性、工程实践能力以及团队合作精神等方面,都有一个明显的提高,尤为突出的是在各类学科竞赛中取得的辉煌成绩。2012年4月15日,在学校举办的2012年全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛中,共获得一等奖3项、二等奖2项。学院“求索”机器人团队在2014—2015年中国机器人大赛暨RoboCup公开赛中,共荣获15项国家级奖项,其中特等奖3项。团队在现场出色的表现获得航天科技集团502所吴宏鑫院士、竞赛委员会名誉主任孙增圻教授和教育部创新方法教学指导委员会委员陈言俊教授的肯定。2012和2014年获国家一等奖4项,湖北省一等奖3项,在省属高校中位居前列。先进成图大赛每年都能获得多项国家一等奖和二等奖,并且机械与动力学院学生的参与面进一步增大。2014年在学校成功主办了第七届全国先进成图大赛,学校学子摘得3项团体一等奖、29项单项一等奖,进一步提升了学校的声誉。

5 结束语

作为机械、电子和计算机工程等多学科交叉与融合的载体,机械电子工程专业具有快速更新、技术交叉和多层次发展的特点,其实践创新体系的构建需要长期的不断改进和完善。其核心是培养学生的创新意识以及他们的应用能力。但是,怎样可以把学校、企业、行业、社会等培养环境以及教学体制完整结合,促使学生发挥出他们的主观能动性,丰富和创新实践教学的理论,也是一个长期的研究过程。随着国家十三五计划的推进、随着 “中国制造2025”制造强国战略的顺利实施,随着GE校企实验平台的建设,机械电子工程专业学生的实践创新能力将会不断得到提升。

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[2]彭井花,刘大茂.电子信息类专业应用型人才培养模式下实践教学体系的探索与实践[J].实验科学与技术,2015,13(6)：95-97.

[3]汤佳乐,程放,黄春辉,等.素质教育模式下大学生实践能力与创新能力培养[J].实验室研究与探索,2013,32(1)：88-89,135.

[4]张屹,张侨,张虎.省属高校机械类国家特色专业人才实践创新能力培养体系研究[J].中国电力教育,2010,152(1)：26-28.

[5]汪新,吴新民,吴国志.地方高校本科专业综合改革试点专业建设实践[J].中国高等教育,2015(2)：61-63.

[6]何万国,漆新贵.大学生实践能力的形成及其培养机制[J].高等教育研究,2010(10)：62-66.

[7]林健.高校 “卓越工程师教育培养计划”实施进展评析 (2010～2012)(上)[J].高等工程教育研究,2013(4)：1-12.

[8]胡纵宇,刘芫健.溯本求源：大学生工程实践能力培养的三个回归[J].高等工程教育研究,2015(1)：185-190.

[9]李拓宇,李飞,陆国栋.面向 “中国制造2025”的工程科技人才培养质量提升路径探析[J].高等工程教育研究,2015(6)：17-23.

[10]黄群慧,贺俊.中国制造业的核心能力、功能定位与发展战略—兼评 《中国制造2025》[J].中国工业经济,2015(6)：5-17.

[11]何万国,漆新贵.大学生实践能力的形成及其培养机制[J].高等教育研究,2010(10)：62-66.