某应用型本科院校机械设计专业认知实习模式探究与实践——以西安航空学院为例

张迎伟，何 洁，杨武成

(西安航空学院 机械工程学院，西安 710077)

0 引言

应用型本科院校是以培养社会经济发展需要的高层次应用型技术人才为定位的高校。应用型高校的学科方向、专业结构、课程体系以突出应用为理念，结合地方特色，注重学生实践能力的培养，其核心环节是实践环节的教学。专业认知实习是学生在开始学习专业知识之前进行的教学环节，目的是通过实习让学生对所学专业的体系结构、教学内容、学习目标等有一个全面的认识，对大学生后续制定学习规划和职业规划具有重要的意义[1]。目前，针对机械设计制造及其自动化专业进行的认知实习，内容多局限于形式，一般采用参观车间、实验室和写总结报告等方式进行教学，学生在不具备专业知识的前提下对专业的知识体系无法形成全面的认识，达不到认知实习的目的。

1 机械设计专业认知实习提出背景和要求

实践教学是应用型本科院校体现办学理念、突出应用型特色的关键环节，主要通过实验、实训、实习、社会实践和毕业设计等环节提高学生的综合能力[2-3]。机械设计制造及其自动化专业是一个实践性很强的专业，教学过程中需要将理论教学和实践教学有机地结合起来[4]。目前多数高校只有金工实习、生产实习及毕业设计，学生在学习专业课程之前对专业的认识和理解不够，无法了解课程体系和专业安排，在后续专业学习的过程中才能逐步了解相关内容，全面认识所学专业，过程较为缓慢。另一方面，学生从专业老师授课过程中逐步获得专业内容、学习要求、工作环境和毕业动向等，受机械行业背景的影响，往往对机械设计制造及其自动化专业产生误解，认为机械行业脏、累、环境差、工资低等片面的看法和理解误区，造成学生学习兴趣和积极性不高[5]，出现厌学、挂科甚至留级、退学等现象，需要任课教师和辅导员不断去引导和纠正。

针对这种现象，结合应用型本科培养要求，西安航空学院机械制造教研室在充分调研的基础上,对机械设计制造及其自动化培养方案的实践环节进行了相应改革。为机械设计专业学生在第一学期安排了为期三周的专业导论，第三学期安排为期两周的专业认知实习，在第四学期安排四周的金工实习，第六学期安排为期四周的生产实习以及第八学期的毕业设计和毕业实习，从理论学习、实践认识、实践锻炼、生产锻炼以及毕业设计等方面对学生进行教学和锻炼，使学生循序渐进的掌握专业知识，提高知识应用的实践能力，形成清晰的专业知识体系，有效培养大学生解决实际问题的实践能力和创新创业能力[6]。

专业认知实习安排在第三学期，在学生了解专业体系理论知识之后，通过实践的方式进一步加强学生对专业体系的认识，提前熟悉和了解所学专业知识及学生应用，在后续专业学习时形成清晰的专业认知，进而制定合理的学习规划，提高专业知识的学习效率和机械知识的应用能力。结合机械设计制造及其自动化专业实践要求强的特点和应用型办学特色，通过认知实习达到下述目的。

(1)通过理论教学，进一步了解学校办学理念和特色、专业体系、课程结构、环节设置和能力要求，对专业体系形成清晰的认识。

(2)通过专业讲座，了解核心专业课主要内容，了解相关理论应用实例，提高兴趣，对专业知识有感性的认识。

(3)通过与工厂技术人员接触和沟通，接触各类机械产品，了解典型机械设备种类、结构、加工工艺、工装夹具以及产品生产组织等知识[7]，加深对专业实际应用的认识。

(4)通过专业实训，了解现代机械设计方法、理念和先进制造技术，初步掌握专业常规软件的种类和应用。

(5)通过简易产品的设计与制作实训，提高学生专业学习、团队协作、动手实践等综合能力，激发学生对专业学习的浓厚兴趣。

2 机械设计专业认知实习目前现状

2.1 认知实习问卷调查

截止目前，机械工程学院已开展两次机械设计制造及其自动化专业认知实习，开创了学校机械类专业认知实习的先例。在第一次专业实习开展后，对学生进行了问卷调查，认知实习学生共三个班级合计119人，其中女生6名，占总人数的5%。发放问卷119份，回收问卷119份，调查问卷主要反映出以下问题。

(1)学生对专业实习兴趣不浓厚，尤其是对专业讲座的兴趣不大。53%的学生认为专业认知实习效果一般，仅仅只有28%学生较感兴趣，其中有5名同学表示没有兴趣；而多数同学对专业讲座兴趣不大，其中62%同学表示讲座没有效果或者听不懂。多数同学认为实习内容较为重要，在主观题“期望实习内容”的回答中，37%同学表示对企业参观、设备实训以及动手实践感兴趣，其中学生空白回答占52%。可见，学生对实践实习或者动手环节较感兴趣，对讲座类实习内容较为排斥。

(2)学生对专业认识程度较低。通过调查发现，仅有23%的同学对专业要求和体系有较为清晰的认识；43%的同学对机械设计专业知识、技能要求及课程体系没有概念；剩下32%同学表示对专业只有一般性的理解，对工程基础理论知识和专业技术知识没有全面的认识。而通过专业认识实习的开展，72%的同学表示实习有助于提升对专业的认识；21%的同学认为对专业认识提升效果一般；另外有53%的同学认为实习中需要加强自己专业知识的学习；36%的同学表示自己的动手能力需要加强；另外11%认为综合能力和知识面有待提升。由此可见，专业认知实习对学生提升专业认识程度和激发学习兴趣具有积极意义。

(3)学业无规划，学习计划不明确。在专业认知实习问卷调查中发现，高达68%的同学认为关注就业信息时间尚早；28%同学表示偶尔了解或者道听途说企业及就业信息；只有5人表示经常关注就业信息。进一步发现28%的学生认为多数专业课程对就业有帮助； 56%的同学认为个别课程有益于就业；剩下同学则认为就业取决于个人能力或者家庭的人脉关系。另外，56%的同学认为专业知识对将来所从事工作有一定的帮助；21%的同学认为对工作有较大帮助；23%认为专业知识对从事工作没有帮助。由此可以看出，多数同学对就业没有认识，并对自己未来的就业没有规划，但认为专业知识及课程体系对就业及工作是有积极作用的。

另外，多数学生没有学习目标和学习计划，缺乏在校学习期间的整体规划，仅有17%的学生有自己的目标和学习计划；53%的学生有大概的想法和模糊的规划；剩余学生表示没有计划和想法。通过和学生沟通发现，一部分学生对专业没有认识，对就业感到迷茫，无法合理安排自己的学习和生活；还有一部分学生有学习计划，比较关注就业信息，能较为合理的安排学习时间，能根据学校的教学节点进行自我督促，对学科竞赛及各类证书考试也较为关注和积极；而模糊计划的同学表现为动力不足，更倾向于随机应变。

通过对上述问卷的分析可见，学生对所学专业和就业认识程度较低，多数学生对机械设计制造及其自动化专业的课程体系和需要具备的专业知识及掌握的技能认识模糊，在授课和讲座等理论环节中学生兴趣不高，玩手机现象较为严重，授课效果较差，但对动手等实践环节较为积极，与老师互动较多，说明实习认知更倾向于实践等环节。

2.2 认知实习教学现状

在机械设计专业认知实习第一次教学活动开展过程中，发现了以下问题。

(1)教学资源紧张，授课教师配置不全面。专业认知实习为期两周，在第三学期期末集中开展，基本都是合班授课，带队教师只配置了1-2名。一方面学期末各班级课程设计、金工实习、实验实训周等较为集中，造成资源紧张。在认知实习教学过程中常常与实验室、校办工厂等教学活动发生冲突，造成实践环节局限到参观为主。另一方面，师资配置以青年教师为主，由于青年教师对专业理解和认识不到位，授课的深度、广度和尺度把握不准，一定程度上影响理论知识的授课效果。

(2)专业授课环节缺乏企业工作一线技术人员的参与。为突出实践性教学，目前，配置的认知实习教师基本具有5年以上企业工作经历，但由于技术更新换代较快，授课内容仍无法与当前企业实际应用保持步调一致，需要校办工厂一线工程师或者企业兼职技术人员参与到实习环节中，现场解读专业和行业的相关技术知识和企业技术要求，激发学生专业学习兴趣，引导学生制定合理的学习计划。

(3)教学实践环节仅局限在校办工厂和实验室。目前，实习实践主要集中在校办工厂、实验室，并且以参观为主、体验环节为辅。利用工厂加工设备和实验室实训仪器[8-9]，专业讲师结合机械加工设备讲解加工原理、工艺以及常规设备，利用典型实验讲解实验原理和目的。学生虽然熟悉了一些机械加工设备和专业相关实验，但是缺乏深入企业现场了解某一产品设计、生产组织的流程，通过教学实践环节增强对专业体系的认识。

(4)学生动手操作能力不足。实习过程中以实际操作为主要教学方式，由于在日常教学中学生动手能力锻炼不足，因此，实习后期安排了按组设计简易产品的实训，在一定程度上提高了学生的学习实践能力和团队协作能力，但仅局限在数字化设计层面。由于受实习场地、设备和实习时间等因素的限制，未能将所设计产品进行加工和制作，不能够全面的提高学生的动手操作等实践能力。

3 专业认知实习模式探索和实践

3.1 专业认知实习模式调整思路

鉴于目前机械设计制造及其自动化专业学生实习中存在的问题，根据应用型本科院校实践教学环节的要求，结合本校航空特色和实践基地相关情况，对现有的专业认知实习模式进行了调整，加强实践环节，提出以产品驱动的实习模式。

以往的认知实习模式是以课堂讲授、现场参观、撰写实习报告为主要形式，实践环节不突出，学生实习后对专业没有形成清晰的认识。为改变这一现状，学院目前建设了具有多种常规机械加工设备的实训中心，为学生的实习、实训提供了良好条件，并将专业认知实习方式改为作品驱动型实习模式。一方面，将实习课时和实习内容进行调整，实习课时由原来的两周调整为三周，增加产品零部件制作、装配的实践环节。 另一方面，以实训作品设计制作过程所涉及专业知识安排实习理论课程和实践活动，使理论教学和实践锻炼相互穿插、有效结合，提高了专业实习实践效果。

3.2 专业认知实习模式调整的具体内容

结合专业认知实习新模式的要求，调整了实习的课程体系和实习安排，主要有以下方面。

(1)课程体系调整，单元化教学模式。从机械设计制造及其自动化专业培养方案的课程体系安排上，认知实习属于前期专业导论知识延伸，并为后续金工实习做铺垫，因此在课程体系安排上兼顾上述两个环节相关知识，以产品设计、制作作为主线，并重点突出实践环节。课程体系架构如表1所示。设置了6个单元，简易产品设计与制作贯穿整个专业认知实习的始终，在实习开始时给定题目、分配任务。目前规划为8人一组，基本符合企业课题小组人数配置，学生带着任务去接受机械设计、机制制造及相关实验等理论教学内容，并在企业参观和设备实训过程中注重相关实践能力的锻炼。专业概述是对专业导论的衔接，典型机械装备操作实训是对金工实习的前期铺垫，进而使实习形成体系。

表1 专业认知实习课程体系

(2)加强实习教师师资配置，聘请企业技术人员参与实习教学。目前，学校注重专业教师实践能力的提升，分批安排教师去企业进行实践锻炼，使专业教师向着“双师双能”目标发展[10]，有助于提高专业实习的教学效果。但从专业认知实习课程安排角度出发，由一两名教师去负责整个实习过程中理论和实践环节的教学是无法满足专业实习所涉及专业知识要求的，即使带队教师具有丰富的企业工作经历、突出的实践教学能力和较高的教学水平，仍无法精通每一个学习单元，尤其是无法保持授课内容的与时俱进。因此，需要根据实习内容分阶段去配置授课教师，在下发教学任务时根据授课内容指定教师，形成梯队；另一方面，需要安排企业一线技术人员来校进行专题讲座，现身解读专业和行业的发展情况，保持专业实习的时效性，并增强学生对专业的深度认识。

(3)加强与企业的产学研合作，并将具体实践项目落到实处。机械设计制造及其自动化专业学生上课地点在阎良校区，而阎良是中国著名的飞机城，分布着飞机工业基地及大量的航空企业单位、科研院所。学校不断加强与这些企事业单位的产学研合作，为实习提供有利的场所。如中航飞机强度研究所与阎良校区仅一路之隔，一直是学生和教师企业实践的合作单位，并建立了“校企双赢”的合作模式[11-13]。目前，学校正在加强与周边企业的沟通与交流，以就近原则将专业认知实习放在企业，学生通过在生产一线的实践了解产品的组织生产过程。

(4)充分发挥校办工厂、实验室及实训平台的优势，加强学生动手能力的锻炼培养。学校校办工厂是学生金工实习、数控实训及装备试验的主要场所，由于还承担着生产任务，因而配备了经验丰富的技术人员和专职教师。另一方面，机械学院投建了以“工件坊”为主题的综合实训平台，配置了常规的机械加工设备和材料，为学生提供了工件制作的基础条件。专业认知实习环节可充分发挥现有优势，完成产品制作，激发学生对专业学习的浓厚兴趣。目前，聘请了校办工厂一线技术人员作为制作环节技术指导老师，保证实习达到预期的效果。

(5)增加专题讨论、作品评比和答辩环节，改变考核方式。专业认知实习基本是以撰写实习报告作为考核方式，学生在撰写实习报告时存在着实习过程总结不到位及网上抄袭现象。因此，必须改变以往的考核方式，在实习期间就某一产品或者设备开展专题讨论并作为学生平时成绩的重要组成部分，小组所设计与制作的作品作为评定该组成员分数的主要依据，答辩由随机问答题目作为参考分数，学生最后实习成绩由考勤、专题讨论陈述、小组作品设计制作情况以及答辩成绩组成学生的实习评定成绩[14-15]。新的考核方式不仅锻炼了学生的语言组织能力、表达能力、知识的应用能力、实践能力以及团队协作能力，还杜绝了实习报告抄袭、雷同现象，有效的提高了学生认知实习的效果。

3.3 专业认知实习模式调整后实践效果

本文对开展两次专业认知实习教学的年级进行了追踪回访，并就同一时期和未进行专业认知实习的年级进行对比。样本为从对应年级随机选定三个班级，人数分别为52人、42人和38人，选定大三第一学期为时间节点，分别从加入协会人数(如机械创新协会、工业设计协会、机器人协会等科技类协会)、参加各类比赛人数(如大学生机械创新大赛、大学生创新创业竞赛、机器人竞赛、工程综合训练比赛等省级以上比赛)、四级通过情况、获得省级及以上奖励人数、授权专利人数及发表论文等方面进行统计，如表2所示。

表2 专业认知实习统计表

通过对比发现，开展专业认知实习的学生加入各类科技协会的比例明显高于未开展认知实习的学生，并且在各类比赛中获奖人数明显上升。而增加作品设计制作环节的专业实习学生取得省级及以上竞赛奖励有所增加，相比同时期未增加该实践环节的专业实习班级获得奖励的人数上升5个百分点。另外，班级的综合测评成绩也有所提升，未进行专业认知实习的班级综合测评平均分为70.2，开展两周专业认知实习和三周认知实习的综合测评分数分别为73.9和76.3。由此可见，专业认知实习环节的开展对提高学生学习兴趣和改善学习效果是有帮助的。表格同时也反映出学生发表论文能力较差，整体四级通过率均不高等问题。因此，调整后的专业认知实习对激发学生专业兴趣，调动学生参加各类比赛的积极性和提高学生综合能力具有积极意义。

4 结语

通过对机械设计制造及其自动化专业认知实习存在问题和现状的分析，结合调查问卷反映的情况，提出了以产品设计与制作驱动实习的新教学模式。围绕该模式，优化教学学时和资源配置，重新设置了课程体系，构建了6项主要的教学单元，并对实习环节的师资进行了合理配置，形成梯队的同时增加了企业技术人员的参与。为使理论教学与实践教学相互结合，学校加强了与周边企业的校企合作，学生深入企业一线实习，加强专业知识的认知。另一方面，学生结合实习中需要设计的作品题目，有效利用实验室实训平台的优势，实现了产品的制作，提高了学生的综合能力，极大的激发了学生学习的兴趣。通过对认知实习考核方式的改革，端正了学生的学习态度。改革后的机械设计制造及其自动化专业认知实习，有效提高了实习的效果，对学生理解和把握专业体系，制定合理的学习规划具有重要的意义。