機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐

朱銀鋒，閆興書，楊啟耀，雷聲，雷經(jīng)發(fā)，陳雪輝

協(xié)同創(chuàng)新是以高校、科研院所和企業(yè)等部門整合的創(chuàng)新組織模式，能高效促進(jìn)知識(shí)的增值。它是加快科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越式發(fā)展的有效途徑。然而，作為就業(yè)面較寬的機(jī)械專業(yè)，由于采用以教師、課堂、教材為中心的傳統(tǒng)教學(xué)方法，導(dǎo)致培養(yǎng)的人才缺乏創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。為了適應(yīng)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略需求，急需探索機(jī)械專業(yè)的新型教學(xué)方法。為此，以協(xié)同創(chuàng)新理念為導(dǎo)向?qū)θ瞬排囵B(yǎng)提出新的思路，構(gòu)建了由理論教學(xué)、工程訓(xùn)練、大學(xué)生科技創(chuàng)新、大學(xué)生科普活動(dòng)以及校企合作實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，探索推動(dòng)機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革的可行性。

一、機(jī)械專業(yè)的特點(diǎn)與傳統(tǒng)教學(xué)方法

為了較好地實(shí)施機(jī)械專業(yè)的教學(xué)，通常需要完成 《畫法幾何》、《工程力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《理論力學(xué)》、《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《幾何量公差》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《金屬工藝學(xué)》、《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造》等專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課的學(xué)習(xí)。機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)是理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，重在培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)與實(shí)踐技能。然而，機(jī)械專業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)方法卻是以教師課堂授課為主，學(xué)生無(wú)法結(jié)合工程實(shí)際問(wèn)題有針對(duì)性地主動(dòng)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性下降。在實(shí)踐方面，機(jī)械專業(yè)是在完成理論授課內(nèi)容之后才開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，無(wú)法系統(tǒng)地展示諸如機(jī)械原理和機(jī)械零件在機(jī)械產(chǎn)品中的綜合應(yīng)用等內(nèi)容，往往讓學(xué)生認(rèn)為所學(xué)的知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系不大。因此，探索機(jī)械專業(yè)的新型教學(xué)方法勢(shì)在必行。

二、以協(xié)同創(chuàng)新理念為導(dǎo)向培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)人才的新型教學(xué)方法

對(duì)于機(jī)械專業(yè)的教學(xué)方法，廣大的教育工作者開展了大量的研究工作。其中，南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的顧蓉蓉進(jìn)行了“項(xiàng)目教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用”的研究［1］；蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系的盧雪紅進(jìn)行了“基于學(xué)生職業(yè)需求的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)改革”的研究［2］。基于這些新型的教學(xué)方法，在機(jī)械專業(yè)的教學(xué)和人才培養(yǎng)方面進(jìn)行了有益的嘗試，取得了顯著的成果。然而，為了滿足建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)創(chuàng)新人才的迫切需求，本文提出了以協(xié)同創(chuàng)新理念為導(dǎo)向培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)人才的新型教學(xué)方法，如圖1所示。

（一）計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)與理論課教學(xué)的結(jié)合

圖1 機(jī)械專業(yè)新型教學(xué)方法

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)迅速發(fā)展，運(yùn)行在高性能64位個(gè)人計(jì)算機(jī)上的大型三維軟件已在教學(xué)和科研中得到廣泛應(yīng)用，以CATIA V5、UG、PROE、SOLIDWORKS 等大型三維軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使得機(jī)械專業(yè)的設(shè)計(jì)工作效率更高，并且能夠完成傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很難完成的設(shè)計(jì)工作。然而，在實(shí)際的機(jī)械專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)中沒有計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容。這種狀況不符合當(dāng)今社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)的迫切需求。因此，探索在機(jī)械專業(yè)的理論教學(xué)中結(jié)合三維軟件教學(xué)是一個(gè)值得研究的課題。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在從事機(jī)械專業(yè)教學(xué)的過(guò)程中已開展了初步嘗試［3-4］，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新大賽培養(yǎng)了一批能夠使用三維軟件獨(dú)立開展機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的本科生。

（二）工程訓(xùn)練、校企合作實(shí)踐教學(xué)與理論課教學(xué)的深度融合

理論課教學(xué)是機(jī)械專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)，是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)必不可少的重要環(huán)節(jié)。由于課時(shí)量的限制，完全依靠傳統(tǒng)的板書教學(xué)無(wú)法體現(xiàn)機(jī)械專業(yè)課程信息量大的特點(diǎn)，如果完全依靠多媒體教學(xué)，雖然展現(xiàn)了較大的信息量，并且減輕了教師板書的工作量，但是，由于多媒體教學(xué)內(nèi)容在屏幕上切換的速度較快，造成學(xué)生無(wú)法在較短的時(shí)間內(nèi)理解和記憶講授的內(nèi)容。因此，可通過(guò)板書教學(xué)+多媒體教學(xué)的合理分配來(lái)保證機(jī)械專業(yè)的理論課教學(xué)效果［5］。

在歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家，從事機(jī)械專業(yè)理論課教學(xué)的教師通常具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，他們能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生理論和工程實(shí)際相結(jié)合的能力。而國(guó)內(nèi)從事機(jī)械專業(yè)理論課教學(xué)的教師有相當(dāng)大的一部分來(lái)自工作經(jīng)驗(yàn)較少的應(yīng)屆研究生。因此，本專業(yè)的任課教師參與工程訓(xùn)練、校企合作實(shí)踐教學(xué)是必要的。它可以彌補(bǔ)和增加理論課教師的工程經(jīng)驗(yàn)，以更好地指導(dǎo)學(xué)生從事工程訓(xùn)練、校企合作實(shí)踐，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行工程實(shí)踐［6-7］。

為了實(shí)現(xiàn)工程訓(xùn)練、校企合作等實(shí)踐教學(xué)與理論課教學(xué)的深度融合，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)與學(xué)校工程訓(xùn)練中心的工程技術(shù)人員共同指導(dǎo)了本科生的金工實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。另外，還與校企合作實(shí)踐基地（安徽建筑機(jī)械有限責(zé)任公司）的工程技術(shù)人員共同指導(dǎo)了生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。為了進(jìn)一步促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)與理論課教學(xué)的深度融合，學(xué)校與安徽叉車集團(tuán)有限責(zé)任公司達(dá)成了選派2013屆機(jī)械專業(yè)的本科生進(jìn)駐企業(yè)開展畢業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)議。該公司已招聘首批培養(yǎng)的36名學(xué)生從事創(chuàng)新設(shè)計(jì)和售后服務(wù)等工作。這些實(shí)踐教學(xué)工作現(xiàn)已納入正式的教學(xué)計(jì)劃并通過(guò)學(xué)分的形式加以實(shí)施。

（三）大學(xué)生科技創(chuàng)新、大學(xué)生科技節(jié)活動(dòng)與理論課教學(xué)的深度融合

與工程訓(xùn)練、校企合作實(shí)踐教學(xué)相比，大學(xué)生科技創(chuàng)新、大學(xué)生科技節(jié)以學(xué)生為主體開展活動(dòng)，學(xué)生可以充分發(fā)揮創(chuàng)新想象力，并可以借助現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具通過(guò)虛擬的方式實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新［8-9］。為此，安徽建筑大學(xué)結(jié)合自己的特點(diǎn)和定位，重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，并且投入大量的經(jīng)費(fèi)用于在校大學(xué)生開展科技創(chuàng)新與科技節(jié)活動(dòng)。為了鼓勵(lì)更多的學(xué)生在課余時(shí)間以飽滿的熱情積極參與到這些活動(dòng)中來(lái)，學(xué)校還對(duì)參加科技競(jìng)賽活動(dòng)獲獎(jiǎng)的同學(xué)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，部分學(xué)院對(duì)參賽作品的前期制作給予了積極的支持?？萍脊?jié)活動(dòng)促進(jìn)了安徽建筑大學(xué)的不同學(xué)院之間，以及它們與外校大學(xué)生之間的學(xué)術(shù)交流，進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生從事創(chuàng)新的積極性，為他們明確機(jī)械專業(yè)未來(lái)的學(xué)習(xí)目標(biāo)指明了方向。

三、以協(xié)同創(chuàng)新理念為導(dǎo)向培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)人才的新型教學(xué)方法的組織與實(shí)施

（一）以學(xué)生為主體，科學(xué)組織教學(xué)過(guò)程

以學(xué)生為主體的教學(xué)方式讓學(xué)生從被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更加明確學(xué)習(xí)的目的和努力的方向。如何充分發(fā)揮并延續(xù)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，科學(xué)的組織教學(xué)過(guò)程至關(guān)重要。因此，理課論教學(xué)過(guò)程中可適當(dāng)穿插實(shí)踐教學(xué)。對(duì)于大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)在保證理論課教學(xué)進(jìn)度和質(zhì)量的前提下進(jìn)行，以達(dá)到深化理論課教學(xué)效果的目的。與理論課教學(xué)相比，實(shí)踐課教學(xué)的組織存在一定的困難。其原因，主要是實(shí)踐課教學(xué)的場(chǎng)地通常會(huì)發(fā)生變化，學(xué)生在場(chǎng)地上的位置也不固定。某些學(xué)生出于好奇心可能會(huì)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的設(shè)備進(jìn)行錯(cuò)誤操作，存在一定的安全隱患。因此可以對(duì)參加實(shí)踐學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行分組教學(xué)和管理。對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)踐教學(xué)而導(dǎo)致指導(dǎo)教師人數(shù)增加的問(wèn)題，可以通過(guò)返聘退休教師的辦法加以解決。學(xué)校近期與安徽叉車集團(tuán)有限責(zé)任公司聯(lián)合培養(yǎng)高端營(yíng)銷人才已嘗試分組教學(xué)的可行性。

（二）以制度為保障，有效實(shí)施教學(xué)過(guò)程

雖然以學(xué)生為主體的主動(dòng)式教學(xué)方式存在諸多的優(yōu)點(diǎn)，但如果離開制度的保障將無(wú)法順利實(shí)施。為了有效實(shí)施以協(xié)同創(chuàng)新理念為導(dǎo)向培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)人才的新型教學(xué)方法的組織，可重點(diǎn)完善以下方面的制度。

一是進(jìn)一步完善教學(xué)管理制度。在教學(xué)計(jì)劃方面，可由學(xué)院對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新調(diào)整，經(jīng)過(guò)學(xué)校主管部門審批后成為正式的教學(xué)文件并加以執(zhí)行。在教學(xué)過(guò)程的監(jiān)督方面，可成立由學(xué)生干部組成的監(jiān)察組。他們不僅負(fù)責(zé)學(xué)生出勤的統(tǒng)計(jì)和課堂秩序的客觀記錄，還對(duì)教師出勤及教學(xué)的進(jìn)度和效果進(jìn)行記錄。學(xué)院的教學(xué)委員會(huì)根據(jù)這些材料給出評(píng)價(jià)和改進(jìn)意見。在督導(dǎo)組專家聽課制度方面，為了保證教學(xué)質(zhì)量，可以通過(guò)返聘教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的退休教師組建教學(xué)督導(dǎo)組。其中，專家采取隨機(jī)聽課的方式對(duì)在校授課的內(nèi)容進(jìn)行檢查。學(xué)校教學(xué)主管部門根據(jù)專家反映的意見對(duì)授課或指導(dǎo)教師的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果作為年終績(jī)效考核和職稱晉升的參考依據(jù)，以此來(lái)激勵(lì)教師與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新。在校企合作教學(xué)方面，實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師應(yīng)以企業(yè)里具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員為主，該教學(xué)過(guò)程可通過(guò)制度的方式明確實(shí)踐教學(xué)要達(dá)到的目的。實(shí)踐教學(xué)的效果通過(guò)學(xué)校和企業(yè)共同制定的可量化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核，并以生產(chǎn)實(shí)習(xí)成績(jī)的形式記入成績(jī)檔案。

二是建立、健全大學(xué)生科技競(jìng)賽組織和管理制度。學(xué)校應(yīng)對(duì)大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)設(shè)置部門進(jìn)行專門管理，對(duì)申報(bào)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的立項(xiàng)篩選，確定立項(xiàng)的項(xiàng)目給予專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持。此外，以項(xiàng)目主持人的方式為每個(gè)立項(xiàng)的項(xiàng)目指派指導(dǎo)教師。參加國(guó)內(nèi)外大學(xué)生科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目，按獲獎(jiǎng)的等級(jí)對(duì)學(xué)生和指導(dǎo)教師予以獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)完成質(zhì)量較差和沒有按期完成的項(xiàng)目限制或取消下一學(xué)年的申報(bào)資格。在科技創(chuàng)新和科技競(jìng)賽活動(dòng)中，可根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和特長(zhǎng)組建機(jī)械創(chuàng)新小組、電氣控制小組等。組長(zhǎng)根據(jù)組員的專長(zhǎng)分配科技創(chuàng)新活動(dòng)的任務(wù)，不同小組之間的組員可以在科技創(chuàng)新活動(dòng)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而增強(qiáng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

三是促進(jìn)科技節(jié)活動(dòng)的規(guī)范化與制度化。安徽建筑大學(xué)的科技節(jié)活動(dòng)最初由機(jī)械與電氣工程學(xué)院在小范圍內(nèi)舉辦，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為本校不同學(xué)院之間，以及學(xué)校與合肥市其他高等院校之間開展大學(xué)生科技活動(dòng)的一個(gè)交流平臺(tái)。鑒于良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，需要進(jìn)一步規(guī)范科技節(jié)活動(dòng)的形式和內(nèi)容，并通過(guò)制定一套科學(xué)的制度來(lái)指導(dǎo)該活動(dòng)。此外，選派部分優(yōu)秀學(xué)生通過(guò)暑期在國(guó)內(nèi)知名科研院所進(jìn)行研修，培養(yǎng)學(xué)生探索科研前沿的興趣。根據(jù)科研院所出具的研修成績(jī)，以學(xué)分的形式納入選修課成績(jī)檔案，并以此作為學(xué)生評(píng)先評(píng)優(yōu)的依據(jù)之一。

以上針對(duì)以學(xué)生為主體實(shí)施教學(xué)過(guò)程的制度，需要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，學(xué)校應(yīng)在廣泛征求用人單位意見的基礎(chǔ)上逐步完善。

四、結(jié)論

通過(guò)上述分析，可以得到以下研究結(jié)論：

一是針對(duì)協(xié)同創(chuàng)新理念導(dǎo)向的機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提出了理論課教學(xué)、工程訓(xùn)練、大學(xué)生科技創(chuàng)新、大學(xué)生科技節(jié)活動(dòng)以及校企合作實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法。與機(jī)械專業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，將傳統(tǒng)教學(xué)方法過(guò)程中學(xué)生的被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成了以學(xué)生為主體的主動(dòng)式學(xué)習(xí)，對(duì)授課教師提出了更高的要求，有利于教師自身的學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐技能的提高。

二是為了充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，可以科技創(chuàng)新和科技節(jié)為主題開展創(chuàng)新活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具，讓他們提前接觸建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的前沿科學(xué)和技術(shù)。

三是通過(guò)實(shí)施以協(xié)同創(chuàng)新協(xié)理念導(dǎo)向的機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式，可以構(gòu)建多元化的考核和評(píng)價(jià)體系，學(xué)生在以PPT和實(shí)物作品等形式展示學(xué)習(xí)成果的過(guò)程中鍛煉了自己的表達(dá)能力，也增強(qiáng)了自身的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

總之，以多種教學(xué)方式相融合的教學(xué)方法能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和職業(yè)素養(yǎng)，以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。

[1]顧蓉蓉.項(xiàng)目教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2011（6）.

[2]盧雪紅.基于學(xué)生職業(yè)需求的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)改革[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2012，3（2）.

[3]朱銀鋒.充分利用3D軟件提高機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量[J].科技信息，2010（1）.

[4]楊啟耀，袁根福，閻興書.“工程機(jī)械”課程教學(xué)研究的探討[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，26（3）.

[5]杜永英.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)方法的探索與研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012，25（2）.

[6]胡鳳英.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式初探[J].重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，31（2）.

[7]徐慶華，夏萍.探究創(chuàng)新工程教育的途徑與方法[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，27（6）.

[8]王雪潔，李艷君.協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐體系的構(gòu)建[J].教育：中旬，2012（6）.

[9]趙曉芬.機(jī)械部件設(shè)計(jì)指導(dǎo)與學(xué)生“市場(chǎng)能力”培養(yǎng)[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，27（6）.