“一平雙線、五定七步”實踐教學(xué)模式的創(chuàng)建

劉其南，林 權(quán)，林 錚，潘應(yīng)暉，梁珍瑛

（武夷學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

在機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)實施過程中普遍存在以下問題[1-8]：缺乏創(chuàng)新實踐平臺和相關(guān)制度規(guī)范、課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計存在選題難或論文質(zhì)量不高缺乏實際應(yīng)用、實踐動手能力弱以及團(tuán)隊協(xié)作能力不足、學(xué)科競賽與實踐教學(xué)之間缺乏銜接、科研育人缺乏途徑等。針對這些亟待解決的突出問題，課題組提出“一平雙線、五定七步”實踐教學(xué)模式，如圖1所示。該模式通過創(chuàng)建機(jī)電科技創(chuàng)新實踐平臺，以學(xué)科競賽賽項資源為源頭，構(gòu)建“學(xué)科競賽—課設(shè)實踐—畢設(shè)實踐”與“學(xué)科競賽—大創(chuàng)訓(xùn)練—科研實踐”的實踐教學(xué)雙線，前者以工程實踐應(yīng)用為軸線，采用“平行”培養(yǎng)方式，后者以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為軸線，采用“階梯”培養(yǎng)方式，雙線培養(yǎng)機(jī)械類創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

圖1 實踐教學(xué)模式Fig.1 Practice teaching mode

1 機(jī)電科技創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺的創(chuàng)建

1.1 實踐教學(xué)基地建設(shè)

基地內(nèi)設(shè)學(xué)習(xí)工作室、設(shè)計研討室、加工制造區(qū)、電控區(qū)、材料庫等，先后添置了數(shù)控激光切割機(jī)、六軸并聯(lián)機(jī)器人、CNC雕刻機(jī)、車銑復(fù)合機(jī)床、快速成型設(shè)備等一系列機(jī)電學(xué)科創(chuàng)新實踐活動所需工具設(shè)備。基地使用面積約600 m2，儀器設(shè)備總值超過500萬元，每年運行經(jīng)費約100萬元，平臺資源向校內(nèi)師生全面開放。學(xué)院劃撥專項學(xué)生科技創(chuàng)新活動經(jīng)費，支持開展科技活動，據(jù)不完全統(tǒng)計，基地每年參與科技創(chuàng)新活動的學(xué)生不少于300人/次。

1.2 實踐教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)團(tuán)隊，現(xiàn)有專業(yè)教師13名，其中副教授5名，占師資比例為38.5%，具有博士學(xué)位教師2人，占師資比例為15.3%，有企業(yè)掛職鍛煉經(jīng)歷的老師有10位，占師資比例為76%，團(tuán)隊成員平均年齡32歲，隊伍年輕有朝氣。團(tuán)隊教師專業(yè)與研究方向交叉互補(bǔ)，專業(yè)有機(jī)械類、電氣類、電子類等，研究方向有機(jī)械傳動、先進(jìn)制造技術(shù)、機(jī)械CAD/CAE技術(shù)、電氣自動化、機(jī)器視覺技術(shù)等。團(tuán)隊在職稱、學(xué)歷、年齡和知識結(jié)構(gòu)上，都是處于最佳的配置狀態(tài)。團(tuán)隊主要工作任務(wù)如下：（1）機(jī)電科技創(chuàng)新平臺建設(shè)與管理；（2）創(chuàng)新人才培養(yǎng)階段計劃制定與實施；（3）研究制定創(chuàng)新實踐活動規(guī)范；（4）學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊組建指導(dǎo)；（5）機(jī)電科創(chuàng)講壇組織、科創(chuàng)論壇建設(shè)指導(dǎo)；（6）創(chuàng)新實踐中機(jī)械設(shè)計與加工、單片機(jī)、PLC技術(shù)、機(jī)電控制等技術(shù)技能指導(dǎo)，科創(chuàng)平臺設(shè)備管理維護(hù)；（7）機(jī)械類專業(yè)學(xué)科競賽組織；（8）遴選和指導(dǎo)學(xué)科競賽作品申報大創(chuàng)項目、優(yōu)選大創(chuàng)項目升級為科研項目；（9）大創(chuàng)訓(xùn)練項目、科研項目實踐活動指導(dǎo)；（10）相關(guān)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計實踐工作指導(dǎo)；（11）學(xué)術(shù)論文撰寫與專利申請指導(dǎo)。

1.3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段計劃制定

大學(xué)一年級：認(rèn)識科創(chuàng)平臺，創(chuàng)建創(chuàng)新意識，加入學(xué)科競賽團(tuán)隊，參觀了解創(chuàng)新作品，組織參加創(chuàng)新學(xué)術(shù)講座及依托中國慕課進(jìn)行專業(yè)課程培訓(xùn)，要求能熟練使用一種CAD軟件，學(xué)會操作多種加工制造設(shè)備。大一（上）以新生科技競賽為主要載體。大一（下）：以學(xué)?？萍脊?jié)活動為主要載體。

大學(xué)二年級：通過參與省級、國家級專業(yè)學(xué)科競賽，培養(yǎng)實踐操作能力。要求熟練掌握中國慕課學(xué)習(xí)方法，要求能熟練操作多種機(jī)械及電控工具設(shè)備，靈活使用雕刻機(jī)、激光切割機(jī)、3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)械加工設(shè)備等，加工技術(shù)能力顯著提升。大二（上）：以工程訓(xùn)練競賽武夷學(xué)院分區(qū)賽為載體，全面掌握加工技能。大二（下）：以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計競賽為載體，理論聯(lián)系實踐，做到知行一體。

大學(xué)三年級：基于學(xué)科競賽項目資源，理論知識融合實踐技術(shù)，進(jìn)行科技創(chuàng)新實踐活動，集創(chuàng)新設(shè)計、加工制造于一體綜合性訓(xùn)練，遴選立項大創(chuàng)項目。大三（上）：基于賽題的專業(yè)課程設(shè)計，綜合性訓(xùn)練。大三（下）：基于賽題的大創(chuàng)項目申報立項，將科技創(chuàng)新、技能訓(xùn)練和課程學(xué)習(xí)融為一體，奠定科研活動基礎(chǔ)。

大學(xué)四年級：創(chuàng)新訓(xùn)練項目入選畢業(yè)課題，或遴選立項科研課題，延續(xù)創(chuàng)新活動，爭取創(chuàng)新思維具體化，項目產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)入實質(zhì)階段。大四（上）：大創(chuàng)項目升級科研課題，研發(fā)畢設(shè)作品，在科研中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中學(xué)做科研，營造濃厚校園科研學(xué)術(shù)氛圍。大四（下）：畢業(yè)實踐，創(chuàng)新思維具體化，論文撰寫發(fā)表，專利文檔撰寫與申請。

1.4 機(jī)電科技創(chuàng)新講壇

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要在學(xué)校營造一個讓學(xué)生有創(chuàng)新的沖動和意識的氛圍，課題組秉承“為優(yōu)秀的學(xué)生提供機(jī)會、為敢于創(chuàng)新的學(xué)生提供平臺”的理念，開設(shè)了機(jī)電科技創(chuàng)新講堂，組建了由校內(nèi)外學(xué)者專家組成的科技創(chuàng)新講座團(tuán)隊，每個學(xué)期固定開展學(xué)術(shù)講座，為學(xué)生成長成才插上創(chuàng)新的翅膀，近三年機(jī)電科技創(chuàng)新講壇課題信息如：多軸浮雕與切割技術(shù)（2017.6）、第九屆科技節(jié)專題講座（2018.4）、新工科背景下機(jī)械創(chuàng)新人才與創(chuàng)新能力培養(yǎng)（2019.9）、現(xiàn)代智能家居機(jī)械裝置探析（2019.11）等。

2 構(gòu)建“雙線”實踐教學(xué)模式

“平行式”培養(yǎng)，以工程實踐應(yīng)用為軸線。首先依據(jù)賽題作品需求下達(dá)課程設(shè)計任務(wù)，為避免課程設(shè)計任務(wù)多年重復(fù)之乏味，強(qiáng)化設(shè)計與制造的結(jié)合，通過分組任務(wù)課設(shè)，提升學(xué)生創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作精神；其次將課設(shè)作為畢業(yè)設(shè)計子系統(tǒng)，實現(xiàn)畢設(shè)課設(shè)一體化，使學(xué)生在有限時間內(nèi)，工程意識和工程設(shè)計能力得到提高，保證實踐教學(xué)過程的連續(xù)性，避免畢設(shè)選題時的盲目，此舉在抓好課設(shè)同時也提高畢設(shè)質(zhì)量。

第二條為“階梯”控制方式培養(yǎng)，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為軸線。首先遴選優(yōu)秀學(xué)科競賽作品，升級“賽題”為“課題”，立項為大創(chuàng)訓(xùn)練項目，進(jìn)行集創(chuàng)新設(shè)計和加工制造于一體綜合性訓(xùn)練；其次注重市場需求，將優(yōu)秀創(chuàng)新訓(xùn)練項目升級為師生共建科研項目，促進(jìn)科研與人才培養(yǎng)相結(jié)合。將創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，結(jié)合學(xué)科競賽、大創(chuàng)訓(xùn)練項目和科研活動貫穿大學(xué)四年。

3 基于“五定七步”開展實踐教學(xué)

3.1 “五定七步”實踐活動規(guī)范

“五定”：（1）定點：固定實踐基地活動教學(xué)點；（2）定時：固定指導(dǎo)討論活動周學(xué)時；（3）定量：創(chuàng)意為先，嚴(yán)控項目組數(shù)和項目進(jìn)度；（4）定責(zé)：指導(dǎo)教師集體負(fù)責(zé)制，結(jié)合模塊分工制。（5）定標(biāo)：制定合格標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計審閱、實物演示、作品答辯三個環(huán)節(jié)。

“七步”：（1）需求剖析；（2）選題論證答辯；（3）創(chuàng)意立項；（4）知識技能培訓(xùn)；（5）團(tuán)隊學(xué)習(xí)創(chuàng)作；（6）展示評價驗收；（7）總結(jié)改進(jìn)。

3.2 實踐教學(xué)應(yīng)用示例

課題組將“五定七步”活動規(guī)范貫穿于學(xué)科競賽、大創(chuàng)訓(xùn)練、課程設(shè)計實踐、科研實踐、畢業(yè)設(shè)計實踐中，實行賽題課題一體化，應(yīng)用示例如表1、表2、表3、表4所示。

表1 “五定七步”實踐活動規(guī)范應(yīng)用示例（學(xué)科競賽）Tab.1 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(discipline competition)

表2 “五定七步”實踐活動規(guī)范應(yīng)用示例（課設(shè)實踐）Tab.2 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(curriculum design practice)

表3 “五定七步”實踐活動規(guī)范應(yīng)用示例（大創(chuàng)訓(xùn)練）Tab.3 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(innovative training)

表4 “五定七步”實踐活動規(guī)范應(yīng)用示例（科研實踐、畢設(shè)實踐）Tab.4 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(scientific research practice,graduation practice)

4 實踐教學(xué)改革成效

4.1 學(xué)科競賽方面

在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計競賽、工程訓(xùn)練競賽中，成績從2014年福建省內(nèi)高校排名靠后，躍升至2018年的福建省普通高校排名前列，學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊協(xié)作意識受到了省內(nèi)同行知名專家的一致好評，并在表彰大會上予以高度認(rèn)可和贊許。其中第五屆、第六屆、第八屆福建省工程訓(xùn)練競賽成績均獲全省高校第一，第十二屆福建省機(jī)械創(chuàng)新競賽成績位列全省高校第一。

4.2 課設(shè)實踐方面

在機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計中，傳統(tǒng)制定加工工藝規(guī)程采用從書本到書本的方式，學(xué)生對相應(yīng)加工工藝并不理解和掌握。通過源自賽題的課程設(shè)計，學(xué)生已經(jīng)有相關(guān)的實踐經(jīng)驗，以外圓車削為例，學(xué)生就能理解外圓車削實際加工出來的是類似外螺紋的帶螺旋槽的表面的原因，在課設(shè)中選擇加工方式及加工精度時晦澀難懂的問題一下子變得淺顯易懂，可保證課設(shè)任務(wù)真實性。通過對2015級機(jī)械電子專業(yè)機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)改革，在課程設(shè)計之前，學(xué)生就了解要做什么、學(xué)什么，學(xué)了之后又該應(yīng)用在什么地方、如何應(yīng)用，教學(xué)效果反映良好，杜絕了以往由于課時少，采用強(qiáng)行填鴨式教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差，出現(xiàn)投機(jī)取巧，抄襲混合等現(xiàn)象。

4.3 大創(chuàng)訓(xùn)練方面

通過遴選優(yōu)秀的學(xué)科競賽作品，將“賽題”變“課題”，先后立項了30個大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，其中國家級16項，省級14項。近3年大創(chuàng)項目獲武夷學(xué)院十佳優(yōu)秀大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目獎3項，優(yōu)秀大學(xué)生創(chuàng)新參展項目獎9項。

4.4 科研實踐方面

通過選拔優(yōu)秀大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，升級師生共建科研項目4項，如表5所示，獲具有自我知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品約20項，其中以學(xué)生為第一發(fā)明人獲國家專利4項，師生共同研發(fā)獲得16項。

4.5 畢設(shè)實踐方面

學(xué)生畢設(shè)論文質(zhì)量顯著提高，以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文9篇，其中國家級期刊2篇，大學(xué)本科學(xué)報3篇，師生共同署名發(fā)表學(xué)術(shù)論文18篇，16級機(jī)械原梓皓同學(xué)畢設(shè)論文首登《機(jī)電信息》學(xué)術(shù)期刊封面。

4.6 就業(yè)方面

畢業(yè)生受到用人單位青睞，用人單位普遍反映畢業(yè)生在創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維方面表現(xiàn)突出，在機(jī)械設(shè)計軟件應(yīng)用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工技術(shù)方面表現(xiàn)嫻熟。

5 結(jié)語

課題組立足于如何培育優(yōu)質(zhì)的地方應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才，提出構(gòu)建“一平雙線、五定七步”實踐教學(xué)模式，經(jīng)過多年的探索與實踐，取得了突出的理論與實踐成效。首先，該模式成功引導(dǎo)了學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新實踐活動，學(xué)風(fēng)明顯好轉(zhuǎn)，學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，保持了學(xué)院有競爭力地持續(xù)發(fā)展；其次，該模式顯著提高了機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量，畢業(yè)學(xué)生獲社會認(rèn)可度高，實現(xiàn)知識—實踐應(yīng)用—創(chuàng)新能力一體化目標(biāo)，具有先進(jìn)性，對其他院校創(chuàng)新人才培養(yǎng)也具有啟發(fā)和借鑒意義；再次，該模式也為武夷學(xué)院申報全國深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革示范高校、省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造教育示范建設(shè)院校做出了重要貢獻(xiàn)。