中国制造2025与独立学院机械专业学生应用能力培养的教学研究

张卫芬 李永梅 迟英姿 杨星星 王石莉

摘 要：文章围绕“中国制造 2025”对机械专业人才培养的新要求提出了相应的教学举措，从优化专业课程教学内容、改革教学方式方法及完善教学评价来建立合适的专业课程理论教学体系，从合理设置实验教学、加强校企合作及积极参与学科竞赛等方面来建立适合中国制造2025需求的实践教学体系，并提出了打造“双师型”专业教学队伍，为培养高素质的符合中国制造2025要求的机械专业应用型人才提供了参考方法。

关键词：中国制造2025；教学研究；应用能力；机械专业

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）07-0017-03

Abstract： This paper puts forward the corresponding teaching measures on the new requirements for the training of mechanical professionals around "China Manufacturing 2025".Through optimization of the teaching content， reformation of the teaching methods and improvement of the teaching evaluation， a suitable theory teaching system of professional course is established. To set up a practical teaching system which suit for the needs of " China Manufacturing 2025"， the methods such as setting up the experimental teaching reasonably， strengthening the cooperation between school and enterprise and actively participating in the subject contest are proposed. Building a "Double-qualified Teacher" professional teaching team is also presented in this paper. The paper provides a reference for training mechanical talents of high quality who meet the requirements of China Manufacturing 2025.

Keywords： China Manufacturing 2025； teaching research； application ability； mechanical specialty

中国制造2025对机械制造业从业人员提出了新的要求，技术人员需要更多的机电一体化实践经验，掌握更多信息技术和网络技术，熟悉智能机器中的软件问题，并掌握一定的编程技能[1]。在此背景下，对于独立学院这类应用型本科院校的机械专业学生来说，应用能力的提升迫在眉睫。因此，必须对原有的教学模式、实践教学、师资队伍建设等进行深入研究，构建符合先进制造业要求的，有利于提升学生应用能力的各种教学举措。

一、建立合适的专业课程理论教学体系

（一）优化专业课程教学内容

机械制造专业是我国制造业发展的基础专业，课程内容的知识构架必须与中国制造2025的目标相契合。目前总体来说，机械专业课程内容存在部分知识陈旧，知识编排不合理，学生难以理解，知识框架滞后于世界加工技术前沿，部分课程之间相互孤立，部分课程内容存在重复，大部分教学内容仍以讲授理论知识为主等问题。因此，机械专业课程教学内容需进行有机的整合，适应中国制造2025对人才培养提出的要求。如我院将原设的机械制图、计算机辅助绘图、NX三维软件三门课程进行了整合，构建了以机械制图知识为主，三维建模为辅的教学内容，删除了原教学内容中立体几何的理论内容，将实体建模贯穿制图教学的整个过程，极大提高了学生对较为枯燥的机械制图理论的学习兴趣，深化了对学生空间立体思维能力的训练，培养了学生对二维、三维等软件对机械产品表达和构形的能力。通过对相关课程的整合和取舍，使学生具备基础知识的同时，还可以具备应用科学的思维和现代化的设计技术来处理实际工程问题的能力。

（二）改革教学方式方法

传统的教学方法是以教师为中心的满堂灌的模式，学生有效听课率較低，教学效果不佳。

因此，在教学过程中应结合课程特点应用各种教学方法，有效改善教学效果，全面提高学生素质。首先，教师在课堂上应充分利用多媒体等现代化教学手段来辅助教学，通过图片、音频、视频等各种形式向学生展示课堂内容，比如在机械原理课程中凸轮机构、铰链四杆机构、齿轮机构、带传动机构等等，可通过多媒体帮助学生建立直观的认识，产生更深刻的印象。其次，教师可针对课程内容安排合适的案例和项目，通过相应的案例和项目来引领学生学以致用。可对部分学习能力较强的学生进行组队并安排相关项目，学生通过做项目来更好理解课程的知识点，并切实应用知识来解决问题。如机械设计基础课程中，安排学生完成螺旋千斤顶、炉门开闭机构、简易网球发射机、简易码垛机械手等项目，使学生进行主动思考、主动实践、激发学生的合作意识和创新思维。再次，随着信息技术的不断发展，信息化教学在教学过程中的应用也日益广泛。如现在智能手机的普及，可通过微课的方式将课程知识点的学习链接到课下，让学生在课下课上都能进行学习。再如教师也可将教学视频、教学大纲、教学案例、教学习题等教学文件放置于校园网络，使学生能随时随地学习，实现较好的教学效果。在校内教师资源有限的情况下，也可采用慕课的形式，吸取名校名师的在线开放课程，拓宽学生的视野。对一些操作类课程，如数控机床、模具设计、模具制造等，可结合mastercam、moldflow、NX等软件，通过虚拟仿真使学生充分了解加工和设计过程，快速掌握相关要领。

（三）完善教学评价

教学评价是检验学生学习情况的重要环节，同时也起到检验是否达到教学目标的重要作用。在教学考核中，学生不仅要掌握最基本的理论知识，同时也应具备较强的实践能力、思考能力、创新能力等。一是理论知识和教学内容的考核可采用传统笔试考核，但题目应加大对知识的应用、加大开放性试题、实验性试题等的比例，引导学生在学习过程中不断思考总结观察。二是将实验报告、大作业、读书笔记、读书报告、实践项目案例等纳入考核范畴，从各方面全面衡量学生对学习的掌握程度及运用程度。课程最终的成绩有两部分组成，一是期末书面考试成绩，二是课程实践成绩，侧重于培养学生解决工程领域的相关问题。

二、建立適合中国制造2025需求的实践教学体系[2][3]

（一）合理设置实验教学，提升学生应用能力

针对中国制造2025对技术人员的新要求，实验教学是学生应用能力提升的有力保证。如我院在实验教学中设置了基础实验模块，专业技能训练模块，综合应用能力和创新应用能力模块。基础实验模块主要是通过各类基础实验培养学生掌握必备的基本知识和技能。例如传统的机械原理和机械设计实验为：通过演示讲解使学生了解各类传动机构和机械零件的工作原理，通过拆装和测绘训练学生掌握基本的测绘方法、了解减速器的基本构造、掌握轴类零件的结构设计方法等。专业技能训练模块主要是培养学生的专业方向上的实践技能。例如汽车拆装实训，通过拆装汽车发动机及底盘主要部件，使学生了解汽车的组成、部件结构与拆装工艺，对工科类学生拓宽知识面，掌握一门实用性很强的专业技能意义重大。同时在拆装过程中使学生的设计理念、动手能力、分析解决实际问题的能力也得到较全面的培养和训练，对创新精神的培养和建立奠定了一定的基础。再如汽车维修实训，通过本课程的学习，使学生掌握汽车发动机、底盘的基本修理工艺，熟悉修理设备及工、量具的操作使用，及时了解国内外汽车修理企业先进修理工艺及先进的维修检测设备。综合应用能力和创新应用能力模块主要是培养学生的综合实践能力。例如机电综合实验，是针对《电器控制与可编程控制》、《电路原理》和《机械设计》等课程的主要内容所安排的实践性环节，也是机械和电气控制技能方面的综合训练，实验系统强调动手能力培养，学生在实验中可充分体验机械设计、装配，电气设计与接线，控制系统设计与程序编写等实际操作过程，这对提高学生独立从事科学研究和工程设计的能力是非常有益的。

（二）加强校企合作，实现产教结合

校企合作对教师来说，要深入企业，了解企业和社会的需求，避免盲教。对学生来说，可激发学生的学习兴趣，明确学习目标，改善学习效果，提高学生的实际应用能力，使之更适合企业需求。例如我院已经与江苏地区多家从事各种设计制造的大中小企业签署了产学研合作协议，开展3+1教学，选派部分学生在大四去企业学习，由学院派选对口的老师负责学生在企业学习阶段的联系管理和学习质量监控，全过程参与学生在企业的学习状态、毕业论文的指导等，企业派选一线工程师作为学生的指导教师，学生全程参与指导教师所做项目，毕业设计题目也由企业给出，通过学习相关专业知识，查询资料，设计计算等完成实际产品从研发到制造的整个流程，极大的锻炼了学生在实际工作中的应用及动手操作能力。此外，东南大学成贤学院还启动了“中德合作双元制模式本科项目”，这是我院培养高质量应用型人才的一种尝试，在大一结束时选拔学生并组班，入选的学生三个月在校学习基础理论知识，三个月到太仓地区的德国外资企业接受实践技能培训，如此轮流反复，实现产教结合。通过与企业的合作，更有针对性地明确人才培养的方向和目标，提高学生的就业竞争力和就业质量，为学生创造更多的就业机会。

（三）积极参与学科竞赛，强化学生实践应用能力

为加强实践教学，提高学生实践应用能力，在学生中全面开展考级考证，推广各类机械专业的比赛竞赛，紧跟行业技术技能发展前沿和行业企业人才需求，紧密围绕运用专业理论知识和技术解决实际应用问题，能有效培养学生的应用能力和创新思维。例如我院与西门子公司进行校企合作项目，将NX软件纳入整个教学体系中，通过设置各类课程确保学生在四年学习中不断线的学习和应用NX软件，学生参加西门子的认证考试，并获得相应的级别证书，提高他们的工程实践能力、职场适应能力以及自身价值。我院与全国CAD中心南京分中心合作，开展AutoCAD培训，并与学生的学分挂钩，推动学生对考证考级由被动到主动。此外，我院还积极鼓励学生组队参加校内外的各级各类比赛竞赛，如飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛，浩辰杯全国CAD大赛，全国机器人创意设计大赛，江苏省大学生创新创业训练计划项目等等，学生热情较高，并取得了不错的成绩，这对提高学生学习技术技能的积极性，激发学生的学习兴趣，营造良好的学习氛围起着重要的作用。同时，通过各级各类比赛也可检验教学质量和教学效果，对教学工作也起到很好的促进作用。

三、打造“双师型”专业教学队伍[4]

中国制造2025中提出以人为本，师资队伍是独立学院培养应用型人才的重要保障。近年来，随着独立学院的逐步发展，越来越多的高学历人才走进教师队伍，但是，很多教师硕士或博士毕业后直接到学校就业，他们普遍拥有较高的理论水平，但实践能力普遍不强，实际工程经验较为缺乏，承接企业项目能力较差。因此，为推动中国制造2025的实施，迫切需要机械专业教师既具有系统的讲授专业理论知识的能力，又有较强的实践运用能力。如何加强师资培训，打造具备“双师型”能力素质的机械专业教师队伍是目前独立学院亟待解决的问题。

1. 加强对教师专业实践能力的评价导向，建立长期有效的评价体系，在教师考核、职称评定等环节突出对实践应用能力的考察。教师应转变观念，紧跟科技发展趋势，对数字化、网络化、智能化的制造业转型发展要有深刻认识，对现有知识需要再思考、再学习，再补充，不断更新自身的知识体系。

2. 为提升独立学院机械专业教师的教学水平，可从以下几个主要方面进行：（1）定期邀请相关行业专家开展讲座，对目前行业的发展方向、科技前沿作相关介绍，引领教师进行知识更新。如我院开展名师讲坛计划，教学沙龙等活动。（2）创造更多教师去企业进行实践锻炼的机会，制订完善的教师进企业培训的制度。通过学习最新的加工技术、控制技术、工艺等提高专业技术水平，将最新成果转变为教学内容，丰富教学资源。如我院制定了教师工程实践能力培训计划，每三年轮训一次，利用暑假安排专职教师去相关企业顶岗实践，鼓励教师与企业结对，扩大教师与企业在基础研究、技术合作等方面的交流，并将教师企业实践作为晋升职称的硬性指标。如我院安排教师去南京第一机床厂、南京高精传动设备制造集团有限公司、扬州美达罐装机械有限公司、江苏一重数控机床有限公司、江苏亚威机床股份有限公司等实践和参观，拓展教师的视野，缩小教师与企业的距离，推进教师教学理念与企业需求内容的融合。（3）鼓励和安排教师积极参加本专业相关的职业资格证书培训。如我院为推动相关课程的教学改革，安排教师参加西门子NX教员培训，Teamcenter数字化工厂培训等，对教师了解和掌握數字化三维设计，数字化工厂等有着非常积极的作用。（4）组织安排专职教师参加实践教学、带队实习、指导学科竞赛和实践创新等活动，在竞赛过程中提升教师将专业理论知识转化为生产力的能力，及时更新教学内容，改进教学方法，提高教学质量。（5）学院和教师个人积极与企业单位联系合作，开辟和建立校外“双师型”教师培训、实践基地。（6）积极推动教师申报各级各类教科研项目，以项目来促进教师的科研，以科研与教学融合，在教学的深度和广度上做积极探索。同时科研过程中，可组建项目组，通过互相协作更好地进行学科交叉、专业技术研究等，培育出理论与实践并重的教学团队。

3. 独立学院在选拔教师时，既可从传统的高校中进行选拔，也可从其他高等院校、行业、企业中进行聘任。如聘请企业有丰富实践经验的技术人员作为兼职教师，开展专题讲座，担任实践课程的教学，把他们的前沿科学知识和实践经验带入课堂，丰富教学内容。

中国制造2025对人才应用能力的要求需要我们不断的变革教学方式方法，优化课程内容，以课程实验、课程实践、专业综合实践、毕业设计等为载体提高学生工程实践能力，加强教师队伍建设，夯实学生的专业知识，为“中国制造2025”的实现培养更多卓越的机械类专业人才！

参考文献：

[1]吴国兴，范君艳，樊江玲.智能制造背景下应用型本科机械类专业人才培养[J].教育与职业，2017（8）：89-92.

[2]张天会，果霖，顾丽春.浅谈“中国制造2025”对机械设计制造及自动化专业教学的启示[J].机电产品开发与创新，2016（5）：133-134.

[3]张芸.构建基于综合实践能力培养的机械基础实践教学体系[J].机电技术，2017（3）：97-99.

[4]何高法，周雄，丁又青，等.智能制造背景下机械工程应用型人才培养模式探索[J].教育教学论坛，2015（21）：162-164.

[5]张卫芬，李永梅，迟英姿，等.中国制造2025与独立学院机械专业人才培养[J].高教学刊，2017（10）：145-146+149.

[6]顾海，孙健华，黄天成，等.供给侧改革背景下的机械专业工程实践能力培养途径研究[J].高教学刊，2017（21）：174-176.

[7]李永梅，张卫芬，杨星星，等.“中国制造2025”下机械专业本科人才创新能力培养的方法与探索[J].高教学刊，2017（11）：152-153+155.