面向现代产业的机械类专业实践教学体系研究与构建

2021-06-07于鹏

科学大众·教师版 2021年4期

于鹏

摘要：在深入调研区域机械工程行业发展对专业人才实践能力需求的基础上，围绕区域产业经济发展和未来结构调整需要，以工程教育理念为基础，融合最新教育教学思想、先进的课程建设方法、成熟的课程实施经验和教学成果，立足区域产业布局，构建满足未来产业需求的人才培养实践教学体系。同时以面向未来发展的理念，研发配套的支撑平台，着力打造以学科竞赛为载体的学生科技活动体系，建立以知识产权创作为载体的创新创业平台，从而保障实践教学的全方位建设与实施。

关键词：实践教学; 现代产业; 创新体系; 工程教育

中图分类号：TH16 文献标识码;A 文章编号：1006-3315（2021）4-150-002

中国制造2025战略规划制造业发展的宏伟蓝图中提到，到2025年，基本实现工业化、数字化、网络化、智能化，推动中国由制造业大国变为制造业强国[1]。产业的快速发展给机械专业人才培养带来新的挑战，同时也为人才培养的改革提供了契机[2]。创新驱动是未来机械行业的发展关键，人才是实现机械行业创新驱动发展的关键因子，高等院校是培养高技术创新人才的重要平台，因此高等院校要建立适应产业发展需求的人才培养体系[3]。创新实践能力是高校人才培养体系中的重要环节[4]，为保证创新实践能力科学性，构建适应未来产业发展与需求的实践教学人才培养体系十分必要与迫切[5-8]。

1.新教学实践体系主要解决问题

高等学校人才培养体系必须伴随着新产业的发展而更新，在深入调研区域机械工程行业发展对专业人才实践能力需求的基础上，围绕区域产业经济发展和未来结构调整需要，以工程教育理念为基础，融合最新教育教学思想、先进的课程建设方法、成熟的课程实施经验和教学成果，立足办学区域产业规划，建设满足未来地方产业升级的实践教学体系。改变传统教学体系的目标、优化与改革课程内容、建立以学生为中心的教学模式、更新教学方法、创新教学的整体组织形态，进而促进学生工程能力的全面提高。主要涵盖以下几个方面：

（1）解决传统实践教学体系教学目标与行业要求匹配度不高的问题，保证人才培养内容及过程与学生职业发展相匹配，以未来产业发展为方向建设教学体系。主要包括：设置更为合理的实践教学课程，使教学内容更符合产业界的人才要求。当前新技术、新方法不断涌现，产业的发展日新月异，根据未来需求不断进行课程体系的优化调整，加入行业新技术、探索适应新技术的教学方法，适时迭代更新教学的构成。

（2）解决学生职业发展多样化的问题，充分建立以学生为中心的个性化培养模式，满足学生职场发展需求。构建了以项目式教学为基础的递进式、模块化工程实践，通过整合教学资源实践体系。未来多样化的职业发展需求对学生工程能力实践的要求各异，为满足更多学生个性化人才培养需求，建立模块化人才培养体系以充分保障学生需求。

（3）解决新技术条件下教学模式与教学模式相适应的问题。通过以“以学为主”为导向构建了“项目平台+学科竞赛+知识产权”混合式多样性教学模式与方法。建立覆盖各专业各年级的学科竞赛群，搭建各类学科竞赛平台，实现一竞赛一协会一平台的联盟体系。依托工程训练中心，积极推进竞赛产品的制作，提升工程能力。围绕双创中心，进行创新产品创作，提升学生产品能力。专业提升创新，大力推进知识产权创作、形成氛围。紧密依托双创平台、综合实训、竞赛等进行创新设计，学工与教学融合，形成创新、创业机制。

（4）解决多样化的人才培养模式中相配套的管理与政策环境，建设满足多样性培养需求的软件学习平台及各类型校企合作基地。依据机械专业特点推进实验室建设、完善双创中心功能、促进校企合作基地融合、提高校企联合培养人才层次。教学过程中建立闭环控制与管理模式，及时掌握学生的学习情况，建设教学管理、学生学习、课后练习、课堂管控、总体评价等一体化结构，针对教学过程中的各类师生诉求，及时迭代更新。

2.机械专业实践体系构建

實践教学体系根据学生不同阶段的学习内容差异性，针对各个阶段不同的特点设计相应的教学内容，构建多样性的教学模块。同时所有课程资源按照能力渐进式增长的方式进行一体化设计和开发。以产业实际需求为导向，建立符合学生基本认知规律的知识层次，健全以学为中心的课程知识体系。整合当前教学资源，建立全新的以学习者为中心的适应不同教学方式、不同层次所需的实践课程资源体系，主要包括：基础认知模块、工程实践模块、产品构建模块、专业提升模块，具体构成图1。下面就几个模块做详细介绍：

（1）基础认知模块。基础工程训练，基本课程课内实验。减少钳工等工种时间，增加数控加工等工种。特别强调现代加工技术在实践中的推进作用;引入数字虚拟仿真技术，强化课程讲授与实验操作的贯通，实现了课堂与实验平台的无缝衔接。大力加强实践训练，将实践教学学时量提升至总学时量的1/3以上。将抽象理论转变为直观且受学生欢迎的教学内容，实现新培养体系中教学方法上的关键性技术突破。通过《先进成图技术》等课程增加先进制图技术，着重培养学生机械基础设计能力的训练，从而为学生适应职业岗位打下坚实基础。在课程中增加测绘工作完成零件的基本内容，在此过程中着重强化学生的实际测绘工具的使用与测绘方案的选择。通过图形绘制，让学生掌握与熟悉行业标准和国家规范，同时在建立模型的过程中熟练运用各类计算机绘图软件。

（2）工程实践模块。减少基础课程实验中传统的验证性实验，建立与课程相配套的综合性和设计性实验，开发开放性实验。依托全校各类教学与科研平台，不断扩大开放实验室数量与规模，同时建立与开放实验相配套的管理和制度规范。课程设计按照企业实际案例为题目，强化项目式管理，严格依据国家标准进行核查。例如设计一个硬币自动分拣装置，为这个项目提供知识的课程包括机械设计、液压与气压传动、机电设备PLC控制和传感器，学生在执行此项目过程中会受到上述四门课程教师的指导，机械设计课程的教师提出设计能够拾取硬币的夹具，液压与气压传动课程的老师提出利用气缸可以推动硬币，机电设备PLC控制课程的老师提出利用PLC可以自动控制机械部件动作，传感器课程老师认为利用CCD相机可以拍照区分不同样式的硬币。学生从四门课程教师处得到了关于如何解决这个项目的知识和内容。

（3）产品构建模块。由于以往的课程实训一般只针对少量特定的专业课程，综合性训练不足。产品构建木块以一门课程为基础，跨两至三门甚至更多本学年或前置学年课程。例如以《机械设计》课程为基础，要求学生设计一个可以按键控制的自动调整高度的桌子，学生必须运用《电工技术》《电子技术》《液压与气压传动》等多门课程的知识。课程（组）项目制教学贯穿于学年的教学过程中，通过一系列课程（组）项目组成的横向项目链式教学，锻炼学生的课程知识运用、团队合作、自我学习等能力，为综合性挑战项目的实施打下基础。

（4）专业提升模块。“以学为主”为导向构建了“项目平台+学科竞赛+知识产权”混合式多样性教学模式与方法。构建学科竞赛体系，构建基础性竞赛群，实现一竞赛一协会一平台的联盟体系。依托工程训练中心，积极推进竞赛产品的制作，提升工程能力。围绕双创中心，进行创新产品创作，提升学生产品创作能力。专业提升创新，大力推进知识产权创作、形成氛围。紧密依托双创平台，综合实训、竞赛等进行创新设计，学工与教学融合，形成创新、创业机制。

3.结论

新的实践教学课程体系以现代产业发展需求为导向，实现了多层次、立体化个性化工程能力实践教学培养，打通学校与企业连接的“最后一公里”。通过“理论基础知识”+“综合实践模块”分段式培养教学体系。根据专业知识体系、能力和素质等要求和教育教学方式的改革，制定培养方案，构建课程体系。新的实践教学体系主要特色体现于以下三个方面：

（1）紧跟当前行业与产业发展的方向与目标，建立适宜于学生认知过程及以学生为中心的教学课程体系。覆盖专业基础课、专业课和实践类课程，涉及供学生自主学习的引导式资源、学生自主学习的课程视频、学生进行知识巩固的练习题库、供实践教学的项目库。

（2）建立了满足个性化教学的教学模式与教学方法。基于多模块的实践教学体系，有效探索与积累了4种典型教学教改模式：“理论授课+课后项目”“完全项目制”“企业分组制”“学生社团合作制”等模式。

（3）基于多模块实践教学体系，优化教育教学管理方法，构建了面向學生多样性需求的教育教学管理评价机制。教学过程中建立闭环控制与管理模式，及时掌握学生的学习情况，建设教学管理、学生学习、课后练习、课堂管控、总体评价等一体化结构，及时调整教学中的问题，不断优化调整。

项目基金：2018年度安徽省教育厅重大教学研究课题：面向现代产业的机械类专业实践教学体系构建和应用研究，项目编号：2018jyxm0318

参考文献：

[1]王晓军.机械设计制造及自动化本科专业实践性教学改革的研究[J]井冈山学院学报，2006（2）：55-57

[2]徐永辉.当前我国高校教学存在的问题和改革热点探析[J]教育探索，2009，222（12）：18-19

[3]赖家胜.现代教育技术对高校机电类课程教学的影响[J]教育与职业，2010，642（2）：182-18

[4]姜大源.职业教育学研究新论[M]北京;教育科学出版社，2007：180-181

[5]徐娅萍，王润孝.数控机床课程教学的改革与实践[J]西北工业大学学报，2007（4）：78—80

[6]张亚新.机制专科学生顶岗实习的问题及对策——以赤峰学院机械制造及自动化专业为例[J]赤峰学院学报，2012，（21）

[7]常永勤，郑裕东，龙毅.浅谈本科生创新能力的培养[J]科技创新导报，2015（8）：123-124