培养机械工程创新应用型人才的实践教学探索

朱丽丽

摘要：具备创新能力的机械工程人才是新时期人才培养的目标，文章根据这个目标对机械设计制造及其自动化专业的实践教学改革进行探索。将经典型和创新型的机械装备作为承载，构建了以装备为中心的实践教学体系;在学科交融的趋势下，建立融合多课程的综合性的独立实验课程体系;响应产学研合作教育的方针政策，建设校企合作的人才培养体系; 以“个性化教育和整体性教育相结合”为原则，改进实践教学考核制度，促进人才培养。

关键词：实验教学体系;实验课程体系;校企合作;实践教学考核制度

当前，科技创新能力已成为国家核心竞争力的决定性因素，如何培养工程技术人才的创新能力成为近年来工科高校教学改革的主旋律。一个国家的创新能力来源于创新人才的养成，然而，我们国内现有的培养人才的模式还有诸多问题，不足以满足建设创新型国家的需求。就机械制造工程专业学生的创新能力培养而言其不足主要体现在： 一是顶层设计不明确，对大学生创新能力培养研究的范围过于宽泛，不能紧跟社会需求以及行业发展的趋势;二是侧重于理论教学，不重视实践教育，许多实践环节流于形式，或是支撑的平台数量少、质量低，授课内容陈旧，缺乏前沿的研究成果，既无法满足高校对实践平台的需要，也跟不上行业发展的脚步;三是相较于课堂教学环节而言，实践教学环节所占比重明显不足，对培养学生创新思维能力的探索不够，相关教师的创新意识和创新能力偏弱。此外，校企人才培养深度融合不够，高校同企业之间很难实现具体的可操作性强的联合培养，高校亟需企业提供机械工程创新能力方面的培训，同时企业对高校人才的需求也越来越强烈，但两者往往难以协调。为了增强培养机械创新型人才的可行性，提升机械类学生专业技能及其综合素质，笔者综合我院机械专业人才培养的教学实践施行状况，进行如下探索。

一、基于典型装备设计制造的实践教学体系构建

产品质量和劳动生产率的提升都离不开装备，装备是不可或缺的重要生产手段，对工业化进程、国家经济发展等具有重大意义。对装备技术进行研究、设计、制造和应用开发是机械工程类专业的神圣使命。现代机械工程学科是由传统机械工程融合多种现代先进技术孕育形成的一门综合性学科。机械设计制造及其自动化专业传统的依附课程的机械类实验，实验内容相对狭小，割裂了各实验间应有的联系和学科应有的交叉融合，学生掌握的知识也是片面的，使得实践教学难以适应社会要求。

经典型和创新型的机械装备大多融合了机械工程中的设计、制造、材料、传感检测与控制、液压与气动和软件工程等技术，是综合性很强的产品，包含了现代机械工程师应掌握知识的各个方面和应具有的专业能力。所以，我们要依据机械工程的专业特点以及相对应的人才培养方式，以提高学生工程实践能力和创新能力为最终目标，多学科跨专业交融，构建以培养机械人才创新能力为核心，将经典型和创新型的机械装备作为承载，并通过先进设备的魅力抓住学生的目光，建立将装备作为中心的实验教学体系，提升学生的专业视觉并体会各个知识点之间的关联。

福州大学教师与校企合作研发了五轴数控刻楦机，并已用于实践教学。实践教学体系将装备作为中心，进而围绕先进装备所涉及的技术，引导学生逐步揭开先进装备的层层神秘面纱，自然形成了面向不同阶段、 不同层次的“装备设计”“装备制造”“测控与仿真”“系统集成”“先

进成型技术”“CAD/CAM/CAE”“优化设计”等多类实践主题，建设以机械设计、机械制造、测控与仿真、系统集成和先进装备研发等主题为主线，分层次和个性化的矩阵式实践教学体系。此外，建立全开放式机械基础零部件、典型机械装备展示长廊，典型产品测绘、典型夹具、模具结构与拆装、虚拟仿真加工、亲手操作感受等，使新生一入学就能亲身体验本专业的相关知识，萌生其强烈的求知、探索欲望。通过渐进式培养方式较好地提高了学生的设计和创新设计能力，适应了企业的需求。

二、融合多课程的综合性独立实验课程体系建设

传统基于课程开设的实验，实验内容相对狭小，割裂了各实验间应有的联系，学生掌握的知识也是片面的，实验教学效果低效甚至重复。随着科学技术的进步，学科交融的趋势愈加明显，为满足课程教学而设置的单一实验已无法满足人才培养的需求。所以，将不同学科、不同课程和不同章节之间的知识相互融合，使用不同的实验手段相互配合实现教学实践的改革，构建融合多课程的综合性独立实验课程体系已是大势所趋。

如将PLC技术、伺服控制技术、测试技术、C++语言等结合起来，开设机电系统与控制综合性实验，同时结合购置的一大批机电装备基础功能部件和控制器件，开设可重构的机电系统及其控制实验。对于同一机械本体，学生可通过PLC、单片机和运动控制器，构建不同的控制系统，体验各种控制系统的构成及其设计开发方法。这类综合型实验以现代测试技术、控制技术、计算机应用及 CAD/ CAM/ CAE集成技术为基石，采用各类现代技术，增强了学生对工程实践的认识，锻炼了其应对工程问题的专业技能。

三、建立校企合作的人才培养体系

随着高等教育由精英化教育朝大众化和普及化转变，学校培养模式和社会需求之间存在必然的矛盾，如毕业生就业难、企业招人难。社会需求的多样化，促使个性化人才的出现，相同的培养模式下造就的人才无法满足社会多样化的需求。启用产学研合作教育，企业深层次参与高等教育的人才培养，对教育质量的提升具有重要意义。企业深度参与人才培养体现在：

（一）营造了良好的工程教育环境

通过校企合作，学生有机会参与到企业的生产实践中，并可通过接受企业提供的适量的生产以及设计任务，学习并参与到科研课题中，实实在在地将理论教学融汇贯通到生产实践当中。把培养人才、企业生产和科研任务综合起来，使学生对知识的掌握能力在潛移默化中得到提升，既增长了知识，又全面提高了动手能力、科研能力和创新能力，为其营造了良好的工程教育环境。

（二）共享和缓解贵重资源

现阶段国内高等教育资源短缺的问题愈加明显，在现有的条件下，通过校企合作的方式将高等院校、科研院所以及企业各自拥有的独特资源重新梳理合并，共享和缓解贵重资源成为了互惠互利的合作模式。高校机械工程创新应用型人才培养过程中缺乏生产科研经验、真实的工作场景、先进的设备等，通过产学研合作教育能得到很大程度上的缓解。同时，高校和科研院所科研人员数量多、科研经验丰富的优势也极大地弥补了企业研发资源的不足。

（三）提高学生的就业质量

产学研合作培养中，工厂的车间、生产线和研发室就是活生生的实验教学课堂，在这样真实的工程背景下培养学生，让其在大学时期就接触到企业的科研和技术工作，培养并锻炼了学生良好的心理素质、团队协作能力和独立思考能力，让学生提前熟悉企业氛围，明确企业的文化和技术需求，提升了学生与企业之间的认知和认同。与此同时，企业通过一定的接触更加深入了解了学生，进而可以挑选优秀满意的人才到企业就业，这种方式既解决了企业难以招到适用人才的问题，又扩宽了学校的就业渠道，保证了就业质量。

（四）促进学校教学的改革

在此之前，本专业课程体系的设置百分百由学校独立完成，社会与企业没有机会加入论证，造成课程培养目标体系与社会需求之间的矛盾。通过校企合作联合办学，制定优化的机械工程创新人才培养方案和课程体系，不仅有力促进了专业教学改革，改变了“闭门造车”的教育模式，还能更加有效地培养出适应社会和企业需求的高质量机械工程人才。

四、改进实践教学的考核制度

合理有效的考核评价体系对教学质量有极大的督促作用，是实践教学中必不可少的一环，设立并健全考核制度对学生综合素质的培养极为关键。以“个性化教育和整体性教育相结合”为原则，综合考查学生的各方面能力，有针对性地设立考核方式，如学生的出勤、学习态度、搜集研究资料、完成实验报告或调查报告的情况、讨论发言的见解、知识掌握的灵活性、实验探究能力和团队协作等，着重考查学生的技能和创造性成绩，同时加强学习的过程考查。这种考核方法能够引起学生思想上对实验过程的重视，虽在一定程度上增加了教师的工作量，但可确保该考核评价体系更客观、准确、公平公正地体现学生的综合素养和实验技术水平。

五、结语

我们要根据本专业的特性，同时结合本学院培养应用创新型机械人才的宗旨，通过建立基于典型装备设计制造的实验教学体系构建、融合多课程的综合性独立实验课程体系建设、建立校企合作的人才培养体系、改进实践教学考核制度等手段，对机械工程创新应用型人才的实践教学进行进一步探索。

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編辑/杨波