新工科视域下机械类专业实践教学改革与探索

何芳

摘  要：新工科建设为机械类专业的人才培养提供了新的机遇和挑战，为满足新经济、新产业发展，分析了目前机械类专业实践教学存在的问题，提出了构建面向应用型人才培养的“多层次、立体化、开放式”创新训练实践教学新体系，建设 “校企合作、产教融合”全方位实践教学人才培养实践基地的新思路;深化实践教学内涵建设及方法改革，探索并建立完善的实践教学新举措;着力培养学生的创新精神和实践能力，结合新工科的新要求推动工程教育改革和提升创新应用型人才培养质量。

关键词：新工科  机械类专业  实践教学体系  实践教学改革

中图分类号：G642    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（b）-0083-03

Abstract： The construction of new subjects provides new opportunities and challenges for the training of mechanical talents. In order to satisfy the development of new economy and new industry， the existing problems in practical teaching of mechanical specialty are analyzed. A new system of innovative training and practical teaching oriented to the training of applied talents is put forward， which is multi-level， three-dimensional and open， and a comprehensive system of "school-enterprise cooperation， Production-education integration" is constructed. New ideas of practical teaching talents training practice base; deepening the connotation construction and method reform of practical teaching， exploring and establishing perfect new measures of practical teaching; focusing on cultivating students'innovative spirit and practical ability， promoting the reform of engineering education and improving the quality of innovative and applied talents training in accordance with the new requirements of new subjects.

Key Words： New Subject; Mechanical Specialty; Practical Teaching System; Practical Teaching Reform

新一轮的科技革命、产业革命以及新经济的发展，给我国高等工程教育的改革和发展提供了新的机遇和挑战。为迎接新一轮科技革命与产业革命，响应国家重大战略目标，支持新产业、新业态、新技术的发展，突破核心关键技术，构筑先发优势，在未来全球创新生态中占据战略制高点，这样使得高等工程教育迫切需要培养一批“大国工匠”和高层次工科创新人才。因此，根据当前和未来产业的发展需求，主动优化学科专业布局，加强学科之间的交叉融合，积极发展新兴工科，探索实践教学新模式，建立完善实践教学新举措，既是当务之急，也是長远之策[1]。

机械类专业是工科中的学科大类，社会对既精通现代机械设计、科技开发，又懂运行管理的人才需求量逐渐增大。同时，机械类专业不同学科的交叉融合，为学生以后跨专业、跨行业就业提供了强有力的保障。深化工程教育改革，推进新工科的建设和发展，实现智能化的设计和制造，为机械类专业的课程改革指明了发展方向，同时也对机械类专业的实践教学的改革提出了新的要求。机械类专业作为典型的传统工科学科专业，根据产业的转型升级建造成为新型工科，如何提高应用型本科机械类人才创新能力和工程实践能力，构建面向新工科的应用型本科机械类专业实践教学新模式。该文将针对目前机械类专业实践教学现状及问题，在实践教学基地建设、实践教学师资队伍建设、实践教学内容建设、实践教学考核方式等方面提出了改革与探索。

1  国内高等工程教育实践教学现状及存在的问题

近年来，国内许多高校在工程实践教学方面做了有益的改革和探索，并取得了一定的成果，但从培养的工程复合型人才来看，实践教学质量不太高，学生普遍的实践动手能力和创新能力不足[2]。我国高等工程教育实践教学主要存在以下问题。

（1）工程教育实践教学环节、实践教学平台不足。课程设置中由于通识课程学时的增加，实验课程的比重下降，生产实习学时压缩，使得学生多是参观，动手操作机会少;另外，由于学生规模较大，实践教学设备等条件在很大程度上不能满足实践教学的要求。

（2）实践教学设计不全面，缺乏层次性。随着新工科，智能制造的新理念，传统的实践教学体系已不适应现代工程复合人才的培养。校内工程实训内容多为热加工、冷加工、制作工艺以及现代加工技术的介绍与培训，缺乏工业流程和人机工程等内容的设计，不利于学生系统思维的培养。实验项目相对独立，涉及到的知识点较为单一，关联性不强;校外实践教学中的认识实习、生产实习、毕业实习之间没有明显的梯度和层次。

（3）实践教学内容、方法单一，创新性不足。基础性、验证性实验偏多，大多是验证教学内容和理论知识，没有系统地把解决复杂工程实际问题融入到实践教学中，创新性、综合性不够;实践教学方法没有深入的研究和创新，学生难以发挥学习主观能动性。

（4）实践教学师资队伍的工程实践水平不强，呈现弱化趋势。实践教师队伍工程素质和实践经验不足，缺少既有丰厚工程背景又有学术水平的“双师”型教师。师资队伍力量的薄弱，导致实践教学水平不高，不利于学生实践与创新综合能力的培养[3]。

2  构建多层次、立体化、开放式的创新训练实践教学新体系

以“工程认证教育”为引领，面向生产一线，培养高素质应用型工程技术人才为目标定位，建立多层次、立体化、开放式的全过程、全方位实践教学新体系。改革传统实践教学和工程教育，广开资源、延伸时空、拓展内涵，构建 “三个层次、五个平台、六个模块、三实三创”的实践教学新模式，为培养和提升学生的工程实践与创新能力创建一个全过程、全方位的培养环境。（1）三个层次： 将能力培养分为工程基础能力、专业技能与工程实践能力、科技创新能力三个层次。（2）五個训练平台：工程基本技能训练、专业基础训练、专业综合训练、企业工程实践训练、科技创新训练五个实践训练平台。（3）六个模块：以课程实验、课程设计、科技创新、科研训练、毕业论文（设计）和实习实践为六个实践教学模块。（4）三实三创：融知识、能力、素质教育于一体，创新能力培养贯穿始终。按照“拓宽基础训练、丰富专业训练、优化综合训练、拓展创新训练”的实践教学理念，不断完善和优化实践教学平台和教学内容体系[4]，如图1所示。

3  建设高校与企业互联的全方位实践教学实践基地

结合我国目前高校对机械类人才培养的课程体系，大多数院校设置的课程较多，但却不能从基础上来为实践型人才的培养提供相关课程，其中验证性实验较多，与实际相联系的应用型实验却较少。因此，建设与企业互联的全方位实践教学基地，解决企业与高校步调不一致的问题，实现企业最新技术与企业文化及时融入到高校教学中，达到高校和企业共同培养学生实践创新的目的。实现“校企合作、产教融合”人才培养模式，这种人才培养模式可为我国国内高校机械类专业培养高级应用型人才提供可实现的途径，也对推进校企合作培养人才计划提供基础。通过建立与企业相联系的实践教学基地将理论学习与工作相互结合与渗透。通过校企合作的不断建设与完善，基本形成“五共同”机制（如图2）。即专业人才共同培养——企业专家共同研讨专业人才培养规格、才培养方案、课程体系，并重点承担部分应用性专业实践教学工作;学校专家承担企业新员工技能培训、现代技术培训和干部提升培训等。实践教学基地共同建设——积极打造并建设市级大学生实践教学基地，实现本专业应用性实践教学目标。企业专家参与校内实践教学基地建设方案制订研究，企业实践教学基地挂牌并请校内专家参与指导。人力资源共同享有——学校聘请企业工程师兼职指导学生实习与设计、校内基地设备维修等，企业聘请校内教师兼职企业设计人员、顾问或科技特派员等，并优先选聘优秀毕业学生就业。科学研究课题共同协作——校企共同协作申报科技攻关课题，协同解决生产技术难题，协同申报科技成果，协同申报科技进步奖等。

4  建立完善的实践教学新举措

（1）加大实践的教学比重，构建以就业为导向的开放式实践教学体系。加大实践教学在教学计划中所占的比重，强调以工程实践与创新能力培养为主线、以就业为导向，逐步形成相对独立的、基本实践能力与操作技能、综合实践能力与科技创新能力有机结合的多层次、立体化、开放式实践教学体系。创新实习教育模式，加强实习过程管理，提高学生实践能力和就业能力。

（2）深化实践教学内涵建设，改革实践教学内容与方法，实现实践教学过程与生产过程对接。改革实践教学内容，减少演示性、验证性实验，增加综合性、设计性、创新性实验;激发学生兴趣为切入点，引导学生主动实践、自主学习的实践教学模式，激发学生内在积极性，培养学生学习主观能动性、独立性和创造性，以项目任务为牵引，激发、调动学生的兴趣和求知欲，引导学生主动实践、自主学习;以工程应用为导向，加强实践环节的工程化建设，不断强化实践教学项目的工程性、实用性和综合性;强化综合课程设计的工程应用背景，对标国家虚拟仿真实验教学项目建设任务，利用信息化技术建立不同层次、不同类型的虚拟仿真专业实验实训室，使学生在接近虚拟仿真下进行实践与创新活动，切实提高学生的工程实践能力。

（3）加强校外实践教学人才培养基地建设，利用社会和企业资源，促进校企协同育人。大力推动与行业部门、企业共同建设实践教育基地，综合运用校内外资源，建设满足实践教学需要的实验实习实训平台。推动产学研平台建设;充分利用企业优质实践教学资源，建立校企深度融合、优势互补、共同发展的合作机制，协同育人[5]。全面提升应用型工程专业人才培养质量，形成为区域经济发展和企业技术服务的长效机制，实现校企“双赢”。

（4）加强实践教师队伍建设，提升师资队伍整体工程实践教学水平。安排实践能力强、学历高的教师担任实践教学环节的指导工作，通过到企业挂职和顶岗锻炼等途径提升教师的工程实践能力和实践教学水平。积极聘请企业生产经验丰富的专业技术人员担任兼职实验教师，共同承担实习实训和毕业设计等实践教学环节的指导工作，打造一支结构合理、专兼职相结合的“双师双能型”实践教师队伍。大力实施“双师”工程，提升专业教师教学能力与解决实际问题的能力。

（5）注重专业实际操作技能，改革实践考核评价方式。实践教学不断线，将工程实践与创新能力培养贯穿于人才培养的全周期，将专业教育和工程实践向低年级延伸，在课程考核中积极推广项目化、模块化实践教学过程考核，实施项目化、模块化、实战化考核方式改革，倡导专业技能工程认证与实践教学课程考核接轨。

5  结语

以培养新工科创新型和应用型人才为目标，基于“工程认证”教育，以实践创新能力培养为主线，建立面向应用型人才培养的多层次、立体化、开放式创新训练实践教学新体系;以工程应用为导向，深化实践教学内涵建设及方法改革，注重理论教学与实践教学的有机融合，形成“五共同”机制的“校企合作、产教融合”人才培养实践基地，探索并建立完善的实践教学新举措，以立德树人为根本任务，树立正确的高校工程教育观，深化创新实践教学改革，着力培养学生的创新精神和实践能力，结合新工科的新要求将其全面落到实处，不断提升实践教学水平和创新应用型人才培养质量。

参考文献

[1] 林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[2] 马洪儒，杨慷.新工科背景下以岗位需求为导向的机械类专业人才培养模式的探索[J].安阳工学院学报2018，17（6）：92-94.

[3] 李秀红，李文辉.新工科背景下机械类专业基础课程改革研究[J].教育理论与实践，2019，39（3）：36-38.

[4] 孙树礼，俞雯.新工科背景下机械类专业人才培养研究与实践[J].教育探索，2018，318（6）：45-48.

[5] 黄民，米洁.机械工程专业应用型人才培养模式改革与实践[J].实验室研究与探索，2015，34（9）：179-183.