基于專業(yè)認(rèn)證的機(jī)械類實(shí)踐教學(xué)模式改革

周靜愷，馬善紅，楊金林

（浙江理工大學(xué)機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，浙江 杭州310018）

0 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是由中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)組織進(jìn)行的，其著眼于檢驗(yàn)人才培養(yǎng)質(zhì)量，建立人才質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是全球性人才資源互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。專業(yè)認(rèn)證由《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》作為支撐，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，采用更利于學(xué)生接受的教學(xué)模式，并以學(xué)生的收獲為教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)[1]。

機(jī)械類專業(yè)的工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能、強(qiáng)化實(shí)踐性和創(chuàng)新性，更加重視考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)理論和技術(shù)手段，分析并解決工程問(wèn)題的基本能力。

1 專業(yè)背景及現(xiàn)狀

我校機(jī)械類專業(yè)致力于培養(yǎng)具有適應(yīng)機(jī)械類工作所需的工程科學(xué)基礎(chǔ)、工程專業(yè)技術(shù)及管理知識(shí)的人才，學(xué)生需要具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、組織管理、合作交流和自主學(xué)習(xí)的能力，并且具有創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)道德及人文素養(yǎng)，能在機(jī)械工程及其相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造、應(yīng)用研究和科技開(kāi)發(fā)、運(yùn)行管理等工作。專業(yè)培養(yǎng)采用前期機(jī)械大類培養(yǎng)、后期個(gè)性化分流的培養(yǎng)模式，為不同發(fā)展志向以及不同能力的學(xué)生創(chuàng)造相適應(yīng)的培養(yǎng)環(huán)境和條件，努力培養(yǎng)卓越的機(jī)械工程技術(shù)人才。由此可見(jiàn)，為滿足專業(yè)認(rèn)證要求、實(shí)現(xiàn)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的。

2 實(shí)踐教學(xué)模式改革必要性

我校機(jī)械類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、認(rèn)知實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)綜合實(shí)踐等。在眾多實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富并且占有較大的比重，實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證性內(nèi)容占比較大；金工實(shí)習(xí)主要是在校內(nèi)的金工訓(xùn)練中心完成，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，并熟悉機(jī)械加工的一些基礎(chǔ)設(shè)備、操作；認(rèn)知實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入相關(guān)企業(yè)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生貼近工程實(shí)際、開(kāi)拓眼界；專業(yè)綜合實(shí)踐對(duì)學(xué)生的一部分知識(shí)進(jìn)行綜合，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，最后完成實(shí)踐報(bào)告或作品。

以上實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、解決問(wèn)題能力等，但是在對(duì)學(xué)生的綜合性、創(chuàng)新性、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)上尚未取得很好的效果。在專業(yè)認(rèn)證現(xiàn)場(chǎng)考察中，專家指出專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的產(chǎn)學(xué)研重要性以及進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性、實(shí)踐能力的必要性。因此本文以工程教育認(rèn)證中的大學(xué)生實(shí)踐要求為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行改革，使得實(shí)踐教學(xué)更能夠?yàn)榕囵B(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)認(rèn)證要求服務(wù)。

3 實(shí)踐教學(xué)模式改革方案

為滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，通過(guò)對(duì)機(jī)械專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式的研究，搭建學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練活動(dòng)平臺(tái)，開(kāi)展多種形式的實(shí)踐活動(dòng)，開(kāi)設(shè)專題講座、進(jìn)行工程實(shí)例剖析，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。實(shí)踐教學(xué)模式改革方案如圖1所示，在教師團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，學(xué)生基于項(xiàng)目完成相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)，并將實(shí)踐內(nèi)容轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的成果如作品實(shí)物、專利、論文、報(bào)告等。

圖1 實(shí)踐教學(xué)模式改革方案

3.1 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)搭建

從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、管理模式、整合教學(xué)競(jìng)賽資源等方面入手，搭建符合專業(yè)認(rèn)證要求的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，在原有實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上配置了3D打印工作室、PPCNC數(shù)字加工工坊、慧魚實(shí)驗(yàn)室、智慧教室等，以供創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生自主使用，并通過(guò)機(jī)械基礎(chǔ)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心對(duì)機(jī)械類相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行資源整合[2]，實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)

教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，在原有實(shí)驗(yàn)教師的基礎(chǔ)上，每個(gè)項(xiàng)目組配備至少一名理論課教師進(jìn)行指導(dǎo)，并提供相應(yīng)的科研課題作為項(xiàng)目的參考。只有豐富經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)踐能力強(qiáng)的指導(dǎo)教師才能更好地引導(dǎo)學(xué)生，因此實(shí)驗(yàn)中心要求指導(dǎo)教師定期參加培訓(xùn)，并積極到其他優(yōu)秀院校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)單位等進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，不斷提高業(yè)務(wù)水平[3]。指導(dǎo)教師之間定期交流并及時(shí)溝通學(xué)生項(xiàng)目的進(jìn)行情況，從而更好地指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)踐內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生更加深入地將實(shí)踐內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合，貼近專業(yè)認(rèn)證的要求。

管理模式上實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放式管理[4]，個(gè)別實(shí)驗(yàn)室除了預(yù)約開(kāi)放以外還支持全天開(kāi)放，供學(xué)生、指導(dǎo)教師在實(shí)踐項(xiàng)目中使用，其中全天開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室由相應(yīng)指導(dǎo)教師和助教負(fù)責(zé)門禁和安全事項(xiàng)。除了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放式管理之外，還引入了學(xué)生干部、有興趣的學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室的管理維護(hù)，在指導(dǎo)教師的監(jiān)督下作為助教輔助工作，這樣能夠形成學(xué)生工作的合力，加強(qiáng)學(xué)生工作部門與實(shí)踐教師之間的溝通、交流與協(xié)作，使實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)更深入學(xué)生團(tuán)體取得更好的教學(xué)效果。

3.2 實(shí)踐培訓(xùn)

為使學(xué)生適應(yīng)新的教學(xué)模式、熟悉創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)并且明確實(shí)踐目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行一系列基本培訓(xùn)。培訓(xùn)通過(guò)專題講座、課題研討等形式開(kāi)展，在培訓(xùn)中會(huì)加入一些具體的項(xiàng)目案例、創(chuàng)新案例供學(xué)生參考。培訓(xùn)結(jié)束時(shí)組織學(xué)生上交培訓(xùn)總結(jié)報(bào)告并且邀請(qǐng)學(xué)生做個(gè)人分享，實(shí)踐培訓(xùn)作為整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的一部分，主要圍繞以下幾個(gè)內(nèi)容開(kāi)展：1）創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法，2）工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)與案例，3）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與實(shí)例討論，4）專利的構(gòu)思、撰寫規(guī)范、可行性分析、受理及授權(quán)，5）專利申請(qǐng)的案例剖析、體驗(yàn)交流。

3.3 項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)之后首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組3～4人，每組配置一名實(shí)踐教師和一名理論教師，每位指導(dǎo)教師指導(dǎo)項(xiàng)目不宜超過(guò)2項(xiàng)，以小組為單位有助于學(xué)生進(jìn)行分工合作，完成具有一定挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性的項(xiàng)目，并且能夠培養(yǎng)學(xué)生分工合作的精神，更好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力[5]。分組之后學(xué)生和指導(dǎo)教師需要完成選題環(huán)節(jié)，題目由指導(dǎo)教師指定或?qū)W生自主選擇，學(xué)生自主選擇的題目需要經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師的確認(rèn)。項(xiàng)目選題可以結(jié)合每年的挑戰(zhàn)杯、機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、新苗計(jì)劃、國(guó)創(chuàng)項(xiàng)目等進(jìn)行創(chuàng)新，也可以與學(xué)院教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合，以滿足不同學(xué)生的需求。選題的同時(shí)需要制定項(xiàng)目的詳細(xì)實(shí)施計(jì)劃，后續(xù)實(shí)踐過(guò)程中教師按照實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)，并填寫實(shí)施計(jì)劃完成情況表。

指導(dǎo)教師和項(xiàng)目組學(xué)生充分利用創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的所有資源對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施，項(xiàng)目的所有環(huán)節(jié)都由學(xué)生主導(dǎo)完成，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)監(jiān)督并給出一定的指導(dǎo)意見(jiàn)，并為學(xué)生提供一定的幫助。每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目在結(jié)題驗(yàn)收時(shí)學(xué)生需要提交作品和項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中指導(dǎo)教師可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行論文、專利、軟著等的撰寫，以拓展學(xué)生的能力。

3.4 實(shí)踐考核

創(chuàng)新實(shí)踐課程的考核基于培訓(xùn)總結(jié)報(bào)告、項(xiàng)目計(jì)劃完成情況表、項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告、學(xué)生作品（包括實(shí)物、專利、論文等）完成，其中項(xiàng)目計(jì)劃完成情況表、學(xué)生的提問(wèn)數(shù)量以及實(shí)驗(yàn)室簽到情況綜合構(gòu)成學(xué)生的平時(shí)成績(jī)，從而實(shí)現(xiàn)平時(shí)成績(jī)的量化。最后課程成績(jī)分?jǐn)?shù)由指導(dǎo)師打分、學(xué)生自評(píng)和學(xué)生互評(píng)組成，其中探索性研究項(xiàng)目允許失敗，但是應(yīng)在項(xiàng)目結(jié)束后認(rèn)真總結(jié)、分析失敗原因，在結(jié)題報(bào)告中勇于提出自己的觀點(diǎn)和看法，失敗項(xiàng)目視具體情況給定分?jǐn)?shù)。最后成績(jī)給定為優(yōu)秀的小組需要由指導(dǎo)教師推薦，參與整個(gè)實(shí)踐課程指導(dǎo)小組組織的答辯，答辯通過(guò)后方能考核為優(yōu)秀。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)在機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)中非常重要，我校機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)已通過(guò)工程教育專業(yè)認(rèn)證，針對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行的改革作為專業(yè)認(rèn)證中持續(xù)改進(jìn)的內(nèi)容。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)在機(jī)械類本科教學(xué)中取得了較好的反響，多樣化的實(shí)驗(yàn)室和管理模式為學(xué)生提供了更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，具有工程實(shí)際意義的項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的工程素養(yǎng)和動(dòng)手能力，答辯以及量化的考核方式使成績(jī)判定更為合理，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)分析能力。實(shí)踐表明，基于專業(yè)認(rèn)證的機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式改革在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性、實(shí)踐能力、工程能力素養(yǎng)方面取得了一定的效果。