基于创新人才培养的高校机械类实验教学改革

潘晓铭 陈益丰 潘敏辉

（温州大学机电工程学院,浙江 温州 325035）

“百年大计，教育为本。”高校机械类专业学生是我国科技产业与工业发展的重要人才支撑，高校机械类实验教学需要立足我国科技革命与产业变革的方向，结合社会对高校机械类专业人才的需求，进一步培养具有知识、能力、素质、创新四位一体的复合应用型人才。创新人才培养需求下，高校机械类实验教学改革的目标应依据现代制造业对机械类人才的需求，致力培养具有扎实的理论知识、优秀的工程实践能力、良好的职业道德与社会责任感的学生。当前，我国高校机械类实验教学的开展，仍然缺乏对大学生创新意识、创新能力的培养。本文结合高校创新人才培养目标，从不同维度分析机械类实验教学改革路径，以期提高高校机械类实验教学效果，更好地培养大学生的工程实践能力、专业知识应用能力。

1 “四位一体”复合应用型人才的重要内涵

创新人才培养视域下，“四位一体”的复合应用型人才要求机械类专业学生具备知识、能力、素质、创新的多项专业素养。“四位一体”复合应用型人才培养计划的提出，与我国科技革命与产业变革息息相关，是向我国社会输送一批具有扎实的专业知识、优秀的工程实践能力、系统性和整体性思维、良好的创新意识和创新能力的复合应用型人才的重要举措。新形势下，我国工业与科技产业正在以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济方式蓬勃发展，这就迫切需要地方高校加快工程教育改革创新，特别强调培养学生的系统性和整体性思维、工程实践能力、跨学科综合应用能力以及职业道德和社会责任感[1]。通过对机械类专业学生创新意识、创新能力的培养，使得学生能够充分地利用现代化专业技术，为促进我国科技、工业及社会主义事业发展做出更多贡献。

2 创新人才培养需求下的机械类实验教学改革方向

2.1 创新人才培养目标

创新人才培养需求下，为了有效培养机械类专业学生的创新意识和创新能力，需要高校进一步调整人才培养目标，将人才培养总目标放在机械类专业学生的工程实践能力、创新能力、系统性和整体性思维、职业道德与社会责任感的养成之上，要将“四位一体”的复合应用型人才培养计划放在人才培养目标的核心位置，从而更好地实施机械类实验教学改革。同时，高校机械类实验教学改革的实施，也应符合社会对机械类专业人才的要求，着重提高机械类专业学生的工程实践能力、创新能力，要引导机械类专业学生能够对专业知识进行创新应用，能够将专业知识应用到工程实践当中。

2.2 革新人才培养课程

机械类实验教学内容决定着人才培养效果，创新人才培养需求下高校机械类实验教学改革应将重点放在专业课程革新上。一方面，高校机械类实验教学的开展，要认真分析我国社会对机械类专业人才的新要求，有针对性地进行教学内容改革，使得机械类实验教学内容更加贴合时代发展需要，从而为社会培养更多的具有扎实专业知识、工程实践能力的专业人才[2]。另一方面，要对原有的教学体系进行全方位改革，通过优化与重组，实现实践课程与设计、制造等课程的融会贯通；整合各种教学资源，重构专业课程体系，形成系统性、综合性的课程知识结构，着力提高学生的理论认知、实践能力、综合素质和创新意识。

2.3 完善人才培养平台

创新人才培养需求下机械类实验教学改革的开展，也是对机械类专业人才培养平台进行完善与优化，为学生提供一个完整、有效的实验室环境与实践平台，丰富专业实验项目，在实验教学中有效培养专业学生的工程实践能力、工程问题解决能力、专业创新素养。一方面，人才的培养要立足于校内实验室的搭建，要以“创新”为核心主题完善机械与制造的实践平台，以工程化为主要出发点，构建多维一体的项目实践基地。另一方面，要立足于校外实验教学改革，建立企业实践基地，进一步实现校企协同育人目标。

3 创新人才培养需求下的机械类实验教学改革意义

3.1 有利于提升高校机械类实验教学实用性

创新人才培养需求下的机械类实验教学改革的重要目的是提高机械类专业课程教学的有效性，充分发挥高校机械类专业课程教学对我国科技产业与工业发展的助推作用，为社会输送更多的高素质复合应用型人才。一方面，当前我国正值科技与工业高速发展的重要时期，在科技产业变革与工业革新的时代转折点下，创新人才始终是推动我国科技与工业发展的重要力量。高校基于社会对机械类专业人才的需求与要求，进一步加快机械类实验教学改革，是向社会输送更多高素质创新人才的关键举措[3]。另一方面，机械类实验教学本身具有实践性强的显著特点，教学中往往涉及大量专业知识点，许多复杂的知识点与陈旧的实践平台缺乏实用性，而进一步革新机械类实验教学可以提高专业课程教学的实用性。

3.2 有利于机械专业学生养成创新意识与创新能力

新一轮的科技革命和产业变革背景下，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，这也给机械类专业人才提出了全新的要求，即机械类专业人才不仅要具备扎实的专业知识，更需要拥有一流的工程实践能力、良好的职业素养与社会责任感、较强的专业创新意识和创新能力。高校机械类专业实验教学中，许多学生往往缺乏创新素养与工程实践能力[4]。因此需要进一步改革实验教学，帮助学生重点提高理论认知、实践能力、综合素质和创新意识，为日后学生在实际工作中解决复杂的工程问题打下坚实的基础。

4 创新人才培养需求下的机械类实验教学改革困境

4.1 缺失创新人才培养整体目标

当前，随着我国对高校工科专业教育教学提出一系列要求与规定，各大高校机械类实验教学也正在加快教育改革步伐，但是改革过程中仍然缺乏人才培养目标的构建。例如，一些高校机械类实验教学改革中，只将培养大学生的工程实践能力放在了核心位置，其整体目标偏向于培养大学生扎实的理论知识、良好的工程实践能力、工程问题实际解决能力方面，却忽略了大学生职业素养、创新意识与创新能力以及社会责任感的培养目标制定[5]。其人才培养整体目标所涵盖的内容较为单一、片面，没有真正地分析我国社会对机械类专业人才的需求。

4.2 机械类实验教学内容陈旧、单一

从创新人才培养需求视域出发，创新人才培养目标的构建是实验教学改革的前提，而机械类实验教学的内容与模式则是创新人才培养的客观支撑与重点。当前，纵观我国各大高校机械类实验教学改革现状，改革过程中常见的困境仍然是教学内容陈旧、教学模式单一问题。究其原因，一方面，一些高校机械类实验教学内容常年不变，部分实验教学内容已经与时代发展需求不相符。同时，一些高校机械类实验教学内容的制定并没有立足于实际应用，其应用性较弱[6]。另一方面，一些高校机械类实验教学模式仍然采用传统的教学方法，教学过程中学生的参与积极性差，无法凸显学生在专业课程学习中的主体地位。

4.3 缺乏多维一体的实验教学平台

就当前阶段而言，我国许多高校的机械类实验教学平台搭建不完整。一方面，一些高校由于资金的缺乏，机械类实验室教学设备与器材陈旧、单一，不能够为学生项目实践训练的开展提供客观条件支撑。同时，很多高校机械类实践基地处于封闭状态，不能够针对机械类专业学生开放，学生参与项目实践训练只能在课堂实现，无法在课下进行自主的实践学习。另一方面，一些高校机械类实验教学的开展局限于校内实践，没有与校外企业充分合作实施产教联合，机械类实践基地空间狭窄，很大程度限制着学生工程实践能力、创新能力的养成。

5 创新人才培养需求下的机械类实验教学改革路径

5.1 立足“四位一体”人才培养目标，开展校企协同育人实践项目

基于创新人才培养的机械类实验教学改革，首先要立足于“四位一体”的人才培养目标，同时，进一步开展校企协同育人实践项目。例如，创新人才培养目标的制定上，高校机械类实验教学改革的开展要立足于我国科技革命与产业变革的趋势，认真分析我国社会对机械类专业人才的需求与要求，转变以往的片面化人才培养目标构建，调整和丰富人才培养目标内容，即将知识、能力、素质和创新四位一体的复合应用型人才培养目标放在教育教学改革的核心位置。应特别强调培养学生的系统性和整体性思维、工程实践能力、跨学科综合应用能力以及职业道德和社会责任感[7]。校企协同育人实践项目开展方面，要在“四位一体”人才培养目标的基础上，进一步明确校企合作的共同目标与开展机制。高校与相关企业应建立起人才共育方案，高校为企业输送高素质专业人才，企业为高校学生提供工程实践基地和校外学习平台，进一步拓展机械类实验教学空间。同时打通人才培养渠道，开放人才共享平台，通过项目合作、项目参与、项目实践等方式开展校外实践，为学生创建更多的学习平台，打造全方位的人才培养体系。

5.2 优化重组专业课程教学体系，有效统一专业课程教学资源

创新人才培养需求下的机械类实验教学改革，应对专业课程进行优化与重组，有效统一专业课程教学资源，创新专业课程教学模式。例如，机械类实验教学内容方面，需要进一步优化与重组专业课程教学体系，要将“机械工程训练”课程纳入机械类专业课程体系的核心位置，着重突出该课程的专业实践与工程训练的特征。并围绕着机械类复合应用型人才培养目标，以现代制造业技术发展为导向，积极融入知识、能力、素质和创新四位一体的教育理念，将该课程与专业其他课程内容进行统一、联合，构建起完整的课程链，实现实践课程与设计、制造等课程的融会贯通。整合各科教学资源，重构“机械工程训练”课程的课程体系，形成系统性、综合性的课程知识结构，能更好地提高学生的理论认知、实践能力、综合素质和创新意识。机械类实验教学模式上，专业课教师要根据学生的学习兴趣与需求进一步创新课程教学方法，如项目交流式学习方法，即专业课教师筛选出某一经典工程案例，以该工程案例为教学主题，让学生对其进行充分研究、交流、探讨、实践，通过案例教学的开展，更好地培养学生的工程实践能力、工程问题解决能力[8]。同时，学生在学习交流中能充分发挥能动性，养成良好的专业知识创新应用能力。

5.3 逐步增设开放性工程实验室，建立虚实结合专业教学系统

基于创新人才培养的机械类实验教学改革，需要进一步增设开放性的工程实验室，建立起虚实结合的专业教学系统，从而为学生的专业课程学习与项目实践提供客观条件支撑。例如，机械类实验教学平台方面，要为学生搭建起一个完整性、系统性、开放性的实验学习场所，从而满足学生的课堂专业实践需求与课下自主学习与训练的需要。首先，高校应结合校内工程训练中心的建设与管理现状，增设专项建设资金，进一步拓展工程训练训练中心的空间与环境。同时，对老旧的实验设备与仪器进行更换，根据时代发展需求，增设先进性的工程实验器械。工程训练中心的管理上，要针对机械类专业学生进行全期开放，机械类专业学生通过学生证登记即可进入工程训练中心进行项目自主训练与学习实践。实验内容上，专业课教师要鼓励学生自选实验主题，充分发挥专业学习的能动性，根据专业特色与个人兴趣选择实验内容，从而不断强化学生对专业课程知识的理解，更好地养成工程实践能力[9]。此外，为了满足学生的个性化学习需求，也需要充分利用信息技术手段建立起虚实结合的专业教学系统，如购置专业立体显示系统、三维激光扫描仪、图形工作站集群等设备，建立起虚拟仿真实验教学中心。学生通过计算机设备便可以深入了解机械设备的结构、工作原理等，有利于提升学生对机械装备结构的认知能力。

6 结语

科技革命和产业变革背景下，基于创新人才培养需求加快机械类实验教学改革，不仅是我国社会发展对高校机械类专业教学的要求，更是培养学生工程实践能力、专业创新能力、职业素养的关键举措。创新人才培养需求下的机械类实验教学改革，应立足于创新人才培养目标、革新人才培养课程、完善人才培养平台，通过对机械类实验教学改革困境的分析，以立足“四位一体”人才培养目标、开展校企协同育人实践项目、优化重组专业课程教学体系、逐步增设开放性工程实验室等路径，为社会输送更多的复合应用型人才。