面向机械类专业多层次、模块化实践教学的初探

王剑 倪向东

摘 要：高等教育亟待加强学生的实践能力和创新精神。根据机械类专业学生的培养目标，实践教学环节中将工程训练划分为四个层次，并对实践环节和内容进行模块化设计，使学生掌握一种技术的基本操作技能，加强学生的创新能力和工程实践能力，使学生自主寻求解決问题的方法，增强了学生就业竞争能力。

关键词：机械类专业；多层次；模块化；实践教学

一、 引言

从20世纪80年代开始，以美国为代表的西方国家提出了以“大工程背景下的工程教育”为主要内容的教育发展理念。高等工程教育由“科学”向“工程”回归，高等工程教育“工程化”趋势已经成为国际高等工程教育的共同选择。近年来，国内高等教育规模快速发展，质量有了较大提高，但是高等教育质量还不能完全适应经济社会发展的需要，学生的实践能力和创新精神亟待加强。

实践教学从教学内容、环节及其组织实施上有其自身的特殊性：机械类专业教学对象包括机械类和近机类学生，教学需求稍有不同；学生操作生产性设备，教学活动在生产现场进行；实践环节多样，有实验课、现场工艺课、综合训练、学生动手操作的综合训练等。工程训练中心作为培养学生实践动手能力和创新精神的重要基地，在实施“质量工程”建设中担负着重要责任。随着教学改革的深入，实训课程面临以下需要解决的问题：教学原有的设备比较陈旧，随着学科发展的建设，随着不断引入先进制造技术设备并更新教学理念，教学内容极大丰富，由于学科整体学时压缩，出现短学时课程如何容纳新技术新工艺的矛盾。为了充分发挥工程训练中心在机械类专业学生人才培养中的作用。我们进行了“多层次、模块化金工实训实践教学体系”的探索与实践。

二、 实践环节多层次、模块化设计

工程实践要与机械类专业的理论教学联系起来，考虑不同专业的课程安排和知识结构，我院将工程训练划分为四个层次，包括“工业认知实习”“工业基础实习”“工程技术训练”“创新训练”，四个层次由低级到高级，由单一到综合，循序渐进，逐步培养学生综合运用各种知识的工程实践能力。

1. 工业认知实习层次：工业认知实习面向一年级新生开设，该年级学生机械产品及机械专业的认知较为肤浅，缺少基本的实践动手能力和操作技能。通过认知培养学生的工程意识和基本操作技能，加深学生对机械工程的认识。

2. 工业基础实习层次：该层次的实习面向二年级大学生开设，实训范围由单一的金工实习拓展到制造技术实现、电子工艺实习和机电控制实习，在实训内容上体现创新启蒙教育，使学生在实训过程中拥有更多的自主性。

3. 工程技术训练层次：该层次面向三、四年级大学生开设，为学生提供大量实践动手机会，如单片机技术实训、PLC技术实训、工程机械维修技术实训等，所提供的实践操作平台尽可能与工程实践相吻合。使学生掌握一门较为先进的、技术含量较高的专业技能，全面提高学生的综合素质，增强学生的就业竞争能力，这也为学生参加更高层次的创新训练奠定了基础。

4. 创新训练层次：创新训练层次面向机械类专业三、四年级开设，在创新训练层次，组织学生开展机械和机电控制领域的创新训练活动，在创新训练中，学生以小组的形式进行设计和制作，完成创新产品的设计与制造。在创新训练中培养学生的协作能力、工程能力、自主意识和自学能力。

工程实践内容不仅包括机械制造领域，并且可拓展机械电子等工程领域，在设计教学环节和内容时，要考虑到不同专业的课程设置和将来社会对人才的需求。基于此，对实践环节和内容进行模块化设计：首先将课程设计成不同的具有独立功能的模块，然后全面分析各专业学生的需求，根据机制、农业、工业工程专业的培养特点，组成完整的教学模块。实践环节的模块化可以把实践内容分解成一个个单元，即模块，那么当新型的机械技术出现时，只有适当增加、减少或更换其中的一些模块，即可满足不同专业对实践环节的要求，另外课程小型模块化后，有利于及时了解和反馈学生的学习结果。主要包括：

（1）工程基础训练模块。包括钣金训练、焊接训练、车削加工训练、铣削加工训练、磨削加工训练、钳工训练等。（2）先进技术训练模块。包括数控车削训练、数控铣削训练、数控线切割二维创新设计与制作训练、激光加工训练、快速成型训练、3D打印及雕刻训练、加工中心演示训练等。（3）创新实践训练模块。创建了“面上普及、重点提高、综合创新”的分层次创新实践训练，如单片机技术、PLC技术安排了包括设计、开发和制作在内的创新性训练。而“重点提高、综合创新”主要采用第二课堂的因材施教方式。（4）综合素质训练模块。采用基于工程应用综合创新性训练；利用工程实践的环节及教师相关科研课题，使学生自主寻找工程切入点，设计、制作自己感兴趣的科技作品，培养学生的动手能力，提升学生的综合运用知识的能力。

三、 多层次、模块化下的实训效果

（1）实践课程的多层次、模块化建设的出发点是为了让学生掌握某一种技术的基本操作技能，在这一指导思想下，学生的创新能力和工程实践能力得到了加强，教学质量稳步提高，工程训练的效果明显。（2）多层次、多模块下的实践教学必然要求实验设备按照实训要求进行配置，这促进了实训基地的建设，使实训器材配置与教学水平都上了一个新的台阶。（3）模块化思想要求实习指导人员对“更先进的设备、更先进的操作技术”进行钻研学习，掌握先进的操作技术来指导实训，使每个实习指导人员在某实操项目上的技术水平共同地提高到一个新的高度。（4）在工程训练过程中，学生会主动学习，寻求解决问题的方法，求知欲望明显得到加强，增强了学生就业竞争能力。（通讯作者：倪向东）

参考文献：

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[2]黄陈.高校实践教学示范中心的建设路径研究[J].湖北函授大学学报，2017（14）.

[3]龚勃文，林赐云.面向工程应用的智能交通实践教学探索[J].教育教学论坛，2016（36）.

[4]林新贵，易根苗.高职院校实践教学体系的建设策略[J].北京工业职业技术学院学报，2016（01）.

作者简介：

王剑，倪向东，新疆维吾尔自治区石河子市，石河子大学机械电气工程学院。