卓越计划2.0背景下机械设计制造及其自动化专业“三位一体”层次化实践教学体系优化

郑 杰 李家辉 万志国 李润洲 窦益华

1.西安石油大学机械工程学院 陕西西安 710065;2.西安石油大学计算机学院 陕西西安 710065

1 概述

实践教学在高校教学中的地位十分重要，是人才培养过程中不可忽视的重要环节，实践教学的实际效果影响着高等教育人才培养的质量。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中明确指出，切实强化实践教育过程，努力提升学生的学习能力、实践能力和创新能力。此外，2018年10月8日，教育部发布《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》，实施“六卓越一拔尖”计划2.0。在卓越计划2.0背景下，针对石油特色类机械设计制造及其自动化专业培养计划提出，培养德、智、体、美全面均衡发展，同时具备机械设计制造及其自动化方面的基础知识、专业知识以及较强的应用能力，基础扎实，知识面宽，面向社会，面向石油，能从事通用机械及石油装备设计与制造、科技开发等方面工作并具备一定的企业工程实践经验的高级工程技术人才。机械设计制造及其自动化专业卓越班的学生在毕业五年后应能达到如下目标：(1)具备高尚的职业道德、较强的团队协作精神和良好的沟通及交流能力，熟悉机械行业企业生产运行管理，能独立从事本专业相关的技术与管理工作。(2)能独立解决工业现场实际工程技术问题，合理有效地制订技术和管理解决方案，满足行业和企业发展需要。(3)具有较强的竞争意识，具备终身学习能力，能不断适应社会经济和技术发展的需要。

卓越计划要求机械设计制造及其自动化专业卓越班学生要在企业集中实习1年，表1为卓越班集中实践教学环节及教学进度安排。表2为实践教学及学时学分结构表，从表中可以看到集中实习环节有38个学分，整体的实践教学占总体教学计划的30.1%，可见卓越计划对于实践教学的重视，那么针对传统的机械设计制造及其自动化专业培养，需要优化实践教学体系，提出一套适用于卓越班的实践教学体系。

表1 集中实践教学环节及教学进度安排

表2 实践教学及学时学分结构表

因此，在卓越计划2.0背景下，如何结合石油石化特色，优化机械设计制造及其自动化专业实践教学体系是一个亟待解决的问题。卓越计划要求机械设计制造及其自动化专业卓越班学生要在企业集中实习1年，当前的传统实践教学体系已不能满足卓越班的实践教学，考虑到卓越班学生培养的特殊性与卓越计划2.0的培养目标，提出“三位一体”实践教学体系，并考虑不同学生的具体情况，层次化分解实践教学与实践考核，避免在实践教学体系中的教学形式与实践过程单一、企业参与度低等问题，优化基于第一课堂、第二课堂与企业参与的“三位一体”的实践教学体系，并对卓越计划2.0背景下的实践教学体系及实践内容进行差异化设计，以满足不同层次学生的需求。同时，以学生为中心，建立健全机械设计制造及其自动化专业卓越班在校生的满意度调研机制与毕业生反馈机制，动态优化卓越班实践教学体系。最终，通过所优化的“三位一体”层次化实践教学体系达到卓越计划2.0背景下的培养目标。

2 卓越计划实践教学体系存在的问题

目前在机械设计制造及其自动化专业卓越班实施过程中主要面临如下问题：(1)机械设计制造及其自动化专业卓越班的实践教学体系中，第一课堂占有度太高，第二课堂未得到重视，没有发挥出第二课堂的作用，致使大部分实践教学只停留在第一课堂。不同程度的学生对第二课堂的积极程度也不一样，因此，第二课堂真正起到作用的面很窄，大多数学生没有参与进来。(2)实践教学过程未实际考虑学生性格的差异。实践教学老师使用的教学方式方法与考评机制依旧是统一标准，不适合不同学生的考评与卓越计划的培养要求，未达到教学效果。(3)企业真实参与实践教学的真实情况不佳。目前，我校与众多企业都签署了校企合作协议，而学校与企业的大部分协议没有很好地落地，缺乏企业参与度。

3 实践教学体系的优化

3.1 机械设计制造及其自动化专业卓越班实践教学与考评体系构建

针对机械卓越班实践教学体系建设中存在的若干问题，构建第一课堂、第二课堂、企业三位一体的实践教学与考评体系，多方面促进三者的深度融合，充分锻炼卓越班学生的实际创新实践能力；考虑学生在实际实践教学过程中的个性化差异，设定出多种多元化、定量、定性多方面的实践教学与考评体系。

3.2 企业工程师与指导教师作用协调发挥机制研究

加强企业工程师的参与度，增加企业工程师与指导教师的互动互通，使企业工程师更多地参与实践教学，更好地培养学生的工程思维能力，制定出详细的参与计划与实施细则，同时，切实培养一批工程实践能力强的高水平专业实践教学教师。

3.3 第二课堂深度开发与利用机制研究

切实开发好第二课堂，发挥好第二课堂作用，从学科竞赛的组织、创新创业计划的推广、科研项目的教授带研究生带本科生等方面，推进第二课堂的建设，真实发挥第二课堂的辅助作用。

3.4 学生培养跟踪反馈制度建立及持续改进

设计卓越班学生实践教学满意度比较调研表，根据卓越班学生对实践环节中不同项目和内容的满意度反馈，及时改进卓越计划的实践教学体系，优化其实践教学体系。建立健全机械卓越班毕业生就业跟踪反馈制度，通过收集到的用人单位反馈信息和毕业生就业反馈信息，快速、灵活地改进机械设计制造及其自动化专业卓越班的实践教学体系。

4 实践教学体系的优化

4.1 构建“第一课堂、第二课堂与企业真实参与”的机械专业实践教学体系

为了实际解决机械专业卓越班实践教学过程中出现的实践教学形式依旧传统、企业真实参与度低、形式单一、教学过程“一刀切”及实践教学缺乏企业参与等多重问题，构建“第一课堂、第二课堂与企业真实参与”的机械专业卓越班实践教学体系，考虑到卓越班学生人数较少，对学生可以进行精细化管理与层次化教学设计，同时，考虑建立新的考评机制，切实引进石油企业的真实参与度。

机械卓越计划实践教学体系中采取线下线上课程、讲座和企业相结合的理论模块，在第一课堂、第二课堂与企业参与多维度结合，相互补充，相互验证的基础上展开。机械卓越班的第一课堂主要包括采取线下线上课程，以及校内实验、校内综合实训及校企结合的毕业设计；第二课堂是围绕校内基础教学的框架之上，组织开展的各种学科竞赛、大学生双创、互联网+及多种科研项目种活动，同时，企业的社会实践也是卓越计划第二课堂的重要构成部分；卓越计划中的企业实践部分主要包括各类认识实习、生产实习、轮岗实习，由实际企业主导完成。在学生培养上，采取“精英化”与“个性化”相结合；在教学管理上，采取层次化与管理模式。机械专业卓越计划实践教学体系将多个课堂进行了有效互补与融合，并且在每一部分实践教学环节都进行了个性化、层次化设计，考虑了不同学生的个体差异。通过“三位一体”机械卓越班实践教学体系的开放性教学，切实实现去原有培养计划的同质化教学，促进不同大学生的“个性化”发展，达到卓越计划教育内在“质”的提升。

4.2 第二课堂为补充

非卓越班学生人数过多，无法进行层次化设计，而卓越班学生人数有限，可以进行分组与差异化考核。在卓越培养体系中仅依靠第一课堂，传统课堂的教学方式难以达到效果。第二课堂可以作为增强第一课堂实践教学效果的重要手段。对于工科类石油高校，第二课堂大多是在校内除了第一课堂理论教学以外的实践教学活动，大部分利用学生的课外时间参与到学科竞赛、“互联网+”、双创等活动中来，通过参加此类活动，增长学生的课外知识，充分发挥第一课堂所学的知识，并且可以自由发挥自己的特长，展示自己，不仅提升了第一课堂的效果，也为拓展学生的知识面与课余生活提供了多种方式。因此，第二课堂不但成为实践教学的有机组成部分，而且是学生的实际创新能力、科研能力、团结能力、综合能力的载体与体现。目前，第二课堂的最大的问题在于学生真实参与度太少，参与的学生人数太少，往往是实际学习比较优秀的同学积极参与到第二课堂中来，这样一来只能让少数优秀的学生受益，大部分学生得不到第二课堂的锻炼，没有充分发挥第二课堂的真实作用，使得机械卓越计划中的实践教学起不到应有的效果。为了使第二课堂受众面广，充分发挥双创计划、大学生学科竞赛、科研项目的真实作用，本文构建了机械专业卓越班的多维实践能力培养体系，考虑了不同学生的实际差，针对第二课堂存在的问题，设计出不同(高、中、低)层次的实践教学内容，吸引全部学生均参与到第二课堂的实践教学活动中来，使得每一个学生在第二课堂中均发挥自己的特色。基于此，通过不同项目、不同比赛的层次化设计，选择优秀作品继续参加校级以上比赛，不仅提高了学生的参与度，也选拔出了更多优秀作品。优秀的学生可以进入教授的科研项目团队，可以进一步锻炼和提升，为后续的继续深造提供平台。

4.3 提升校企合作深度

结合我校石油特色，我校“卓越计划”的目标是培养石油行业急需的创新型应用工程师人才。因此，石油企业实际生产经营实践是培养学生创新应用能力最直接有效的方式。学生在企业实践不仅是“卓越计划”工程师培养的重要形式，也可以间接地促进大学生实际就业，实习结束的石油企业也可成为学生的备选。学生在企业实习，不仅要提升学生自身的积极性，还要发挥企业特殊的引导性与社会责任感，使得学生真正地参与到企业生产实际过程中来，到产品的前期实习、调研、设计、研发、制造、装配、销售各个环节中来。企业的工程师应该多多参与到大学的实际教学过程中，在大学生入校的第一堂课就由企业工程师进行实践教学，让学生们了解到真正的工程背景，也可以让刚入学的大学真实了解本专业的目前情况、行业实际以及未来规划，让学生们对大学四年以及未来有一个更明确的规划。同时，机械专业卓越班学生在石油企业实习时，企业可根据企业的实际研发或生产项目设置多个方向和层次的实践教学内容，根据学生基础的差异来进行分类培养。这样一来，学生在石油一线企业不仅学习到了实际的专业知识，也在企业得到了真实提高。

2018级西安石油大学机械工程学院机械设计制造及其自动化卓越班学生在宝鸡市赛孚石油机械有限公司每天的具体实习计划如下：

(1)动员大会；(2)公司管理制度以及企业精神；(3)安全教育讲座；(4)认识安全标识；(5)钳工安全操作规程；(6)普通车床安全操作规程；(7)镗车安全操作规程；(8)数控车床安全操作规程；(9)高压测试；(10)起重机安全操作规程；(11)行车安全操作规程；(12)磁粉探伤机原理介绍；(13)磁粉探伤机操作步骤；(14)加工中心与机加工车间安全操作规程；(15)悬臂吊安全操作规程；(16)插拔连接器工作原理介绍讲座；(17)连续油管拖动水力喷射工具介绍；(18)双喷拖动水力喷射工具介绍；(19)机械制图软件SoildWorks介绍讲座；(20)草图绘制简单几何图形画法；(21)三维图形拉伸切除画法；(22)阵列画法；(23)拔模画法；(24)圆角倒角画法；(25)抽壳画法；(26)评估界面介绍；(27)测量，几何体分析；(28)SoildWorks装配图画法介绍讲座；(29)插入零部件，配合操作；(30)形成2D工程图；(31)标注工程图；(32)分配图纸，完成任务；(33)绘制机械图；(34)绘制机械图；(35)绘制机械图；(36)绘制机械图；(37)绘制机械图；(38)绘制机械图；(39)绘制机械图；(40)绘制机械图。

4.4 实践考核

为了能真实地考评学生的实践能力，依据最初设计的层次化实践教学考评体系进行考核，可参考文献[4]设计的实践考核指标，如表3所示。

表3 实践考核指标[4]

由表3得知，实践考核指标由出勤率、功能(完整性、可靠性等)、创新性(新方法、新技术)、文档(结构、规范等)、过程表现(汇报、交流情况、答疑情况等)构成，基本可以客观地考评学生的实践能力，根据实践教学内容的差异，考评指标也乘以相应的系数，这样一来，不仅客观地评价了学生实践能力，也很好地提升了学生的积极性与参与度。

结语

本文在卓越计划2.0背景下，优化了具有特色的机械设计制造及其自动化专业实践教学体系。考虑到卓越计划的具体内涵，结合卓越班学生培养的特殊性，提出层次化的“三位一体”实践教学体系，优化了基于第一课堂、第二课堂与企业真实参与度，并对卓越计划2.0背景下的实践教学体系及实践内容进行了差异化设计，以满足不同层次学生的需求，并提出了具体考核指标。