新工科建設背景下機制專業(yè)實踐教學模式改革與探索

李 京，劉 麟，朱小蓉

(1.常州大學 機械與軌道交通學院，江蘇 常州 213164；2.常州大學 江蘇省綠色過程裝備重點實驗室，江蘇 常州 213164)

0 引言

習近平總書記新時代的辦學方向要求以國家需求為牽引、產業(yè)為導向，主動服務國家戰(zhàn)略。以新技術、新產業(yè)和新模式為特征的“新經濟”有力推動了新工科的快速發(fā)展[1]。新工科注重學科的交叉性、綜合性和實用性，特別強調與傳統工業(yè)技術的緊密融合[2]。相對于傳統工科的人才培養(yǎng)模式，新工科建設更加注重具有創(chuàng)新能力、實踐能力、綜合素質以及國際競爭力的復合型人才培養(yǎng)。因此，在充分理解新工科理念的基礎上，必須重視基于綜合素質提升和成果導向的實踐教學模式改革與探索，為保障新工科建設背景下高素質人才的培養(yǎng)提供強有力的支撐。

常州大學機械設計制造及其自動化專業(yè)(以下簡稱“機制專業(yè)”)的辦學定位是：面向區(qū)域經濟發(fā)展和機械等行業(yè)發(fā)展對人才的需求，圍繞培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，以及現代化機械專業(yè)知識和技能的工程技術人才的目標，突出“厚基礎、寬專業(yè)、重實踐”的培養(yǎng)特點，堅持產、學、研、用協同培養(yǎng)模式，為學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和職業(yè)發(fā)展奠定基礎。而實踐教學是機制專業(yè)課程教學的重要組成部分，是培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的關鍵環(huán)節(jié)。

1 機制專業(yè)實踐教學現狀

學生是學校教育教學的主體，素質教育強調學生要全面發(fā)展。常州大學機制專業(yè)的培養(yǎng)目標是堅持立德樹人根本宗旨，以培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人為根本任務，培養(yǎng)具有機械領域的基礎知識及應用能力，擁有專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新精神，適應社會和機械行業(yè)發(fā)展，能勝任機制及相關專業(yè)工作的高素質應用型人才?；谠撆囵B(yǎng)目標，機制專業(yè)堅定不移地轉變思想，結合專業(yè)對學生實踐能力和綜合素質提出的要求，構建了相對完整的工程實踐能力和創(chuàng)新培養(yǎng)環(huán)節(jié)。機制專業(yè)實踐教學體系如表1所示。

表1 機制專業(yè)實踐教學體系

但是，在具體實施過程中，要達到實踐教學和理論教學的良好匹配效果相對較難，實踐教學整體效果不佳。

(1)實踐條件與實際教學需求不匹配。受實踐教學軟硬件的限制，很難保證每個實踐環(huán)節(jié)的全員和全過程參與。另外，實踐教學師資隊伍建設與實際教學要求不匹配，師資隊伍結構和學歷水平分布不合理，基本無法滿足大學教育對實踐教學的要求。特別是機制等工科專業(yè)的實踐教學，很難實現“以學生為中心”，整體實踐能力鍛煉成效不佳，甚至部分關鍵實踐項目僅停留在認識狀態(tài)。

(2)實踐教學體系缺乏整體規(guī)劃性，和創(chuàng)新思維實踐教學之間缺乏溝通與協作，相互聯系的實踐內容不能做到融會貫通，缺乏有機統一的實踐教學體系。另外，部分實踐教學設計及內容單一、過于陳舊，實踐過程枯燥且工程背景較弱，同時缺乏有效的評價機制，這與新工科建設背景下的人才培養(yǎng)目標不適應。

2 實踐教學模式探索

為了進一步提高專業(yè)建設水平和人才培養(yǎng)質量，常州大學機制專業(yè)以OBE理念為導向，在強化學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)方面開展了有效的改革與探索。

2.1 優(yōu)化實驗課程設置

實驗教學是機制專業(yè)課程教學的重要組成部分，旨在培養(yǎng)學生實驗設計、實施以及綜合分析的能力，對增強理論教學效果具有重要意義。

機制專業(yè)以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和綜合素質為目標，積極引進高學歷和高素質的實驗室人員，并強化實驗室人員教學技能的培訓與考核，形成了一支數量和結構合理、教學和管理水平高、工程背景突出的實驗教學隊伍，滿足了機制專業(yè)實驗教學需求，為提高實驗教學質量奠定了技術基礎。同時，重視學生的個性化發(fā)展，以培養(yǎng)學生嚴謹的治學態(tài)度、創(chuàng)新意識和科學實驗能力為目標，不斷開展實驗改革與創(chuàng)新，進一步提高綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目比例，為學生進入企業(yè)開展研發(fā)工作或繼續(xù)研究生學習打下堅實基礎。

基于專業(yè)基礎課和專業(yè)課理論，以實際應用為導向，以學生能力培養(yǎng)為中心，根據實驗目的和任務，引進先進的教學手段，設計工程實踐背景凸顯的實驗方案、方法和內容。以“機床數控技術”課程為例，機制專業(yè)基于培養(yǎng)目標，開展理論及實驗相結合的教學模式，尤其在實踐教學環(huán)節(jié)，以斯沃等仿真軟件模擬實驗與實操訓練相結合，強化學生編寫和調試數控加工程序的能力，促進了數控高級人才培養(yǎng)質量的提升。

2.2 積極落實必修實踐環(huán)節(jié)

持續(xù)做好以金工實習、生產實習以及畢業(yè)實習為主的必修實踐環(huán)節(jié)，完善理論與實踐之間的銜接，增強學生對實際生產的認識。

在金工實習中，以現代機械加工培訓中心為基礎，充分利用現場實踐教學的優(yōu)勢，強化機械加工、鉗工、鑄造、焊接等實習內容的訓練，加深學生對金屬加工工藝方法、過程及機械設備工作原理以及安全操作規(guī)范等的認識，深入了解機械制造工藝知識和技術，以培養(yǎng)學生的零件加工工藝制訂與實際加工制造能力。

生產實習是加強基礎理論和實際生產聯系的紐帶，充分利用兩周的生產實習時間，開展形式多樣、內容豐富的實踐項目，采用企業(yè)專家講座及工程師現場指導相結合的方式，使學生深入了解生產企業(yè)機械設備的性能、結構和制造等問題，以提升學生分析及解決實際工程問題的能力。同時，開展大學生職業(yè)生涯規(guī)劃培訓及競賽，切實提高學生的參與度。實習結束后，組織企業(yè)工程師對學生實習期間的現場表現和能力水平進行綜合評價，進一步提高學生的職業(yè)規(guī)劃意識和生產實習效果。

在畢業(yè)設計(論文)環(huán)節(jié)，積極拓寬選題渠道，并圍繞畢業(yè)設計(論文)課題開展畢業(yè)實習，努力做好畢業(yè)設計開展或畢業(yè)論文撰寫的前期準備。同時，鼓勵學生積極參與教師和企業(yè)的合作項目，支持學生到企業(yè)開展畢業(yè)設計(論文)工作，從實際項目中探求問題以提高課題質量。在畢業(yè)實習階段，通過綜合運用所學的專業(yè)知識分析專業(yè)技術難題，培養(yǎng)學生獨立解決工程問題的能力。

2.3 開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐探索

整合和優(yōu)化實踐教學資源，開設以解決實際工程問題為目標的綜合性創(chuàng)新實踐項目。為了鼓勵和支持大學生參加科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，常州大學設立了“常州大學學生課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金”，啟動了“常州大學挑戰(zhàn)杯卓越人才訓練計劃”等，并組建了“卓越”計劃項目導師團和“卓越”計劃項目學生團隊，持續(xù)培育優(yōu)秀科技創(chuàng)新作品。同時，制定了《常州大學大學生課外科技創(chuàng)新活動管理與獎勵辦法》《常州大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動管理與獎勵辦法》等文件，對積極參加科技活動者，圍繞科技創(chuàng)新項目公開發(fā)表學術論文及獲得國家專利者給予一定的獎勵與支持。建成了一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育全方位融合、全過程覆蓋的示范專業(yè)，基本形成了具有常州大學特色的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學體系。

機制專業(yè)依托常州市大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在線平臺和資源共享平臺，建設理論實踐與專業(yè)培養(yǎng)相融合的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系，為學生提供開展科技創(chuàng)新活動的軟硬件環(huán)境。同時，面向全體學生開設了通識教育必修課程“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論與實踐”，旨在創(chuàng)造良好的科技創(chuàng)新氛圍，推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。以《全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽》主題為藍本，由學生自行組隊、指導老師指定課題或是學生自擬題目，充分發(fā)揮常州大學機械技術基礎實驗中心、機械工程中心、現代機械加工培訓中心和創(chuàng)新實驗室等基礎作用，完成機械創(chuàng)新作品的設計及三維模型的建立，并鼓勵形成實物和樣機，旨在以產學研合作促進實踐教學的發(fā)展，使學生掌握創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基本概念和原理，深刻理解創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的概念和方法，重視創(chuàng)新與發(fā)展，強調理論與實踐的科學化和系統化。

2.4 推進產教深度融合

新工科建設背景下，高校的人才培養(yǎng)要與區(qū)域經濟發(fā)展和地方產業(yè)轉型升級相契合。機制專業(yè)依托常州大學產學研聯合工作站、校企聯盟產學研基地、大學科技園以及常州科教城等創(chuàng)新園區(qū)，與企業(yè)、科研機構等主動對接，在人才培養(yǎng)、科學研究、就業(yè)創(chuàng)業(yè)等方面開展深度合作，通過充分整合企業(yè)合作資源，深度引入產業(yè)資源，實現科教深度融合與校企協同育人。近年來，常州大學機制專業(yè)充分利用校外資源，構建了較為完整、完善的校企合作實踐教育體系，探索出校企協同發(fā)展的新型合作模式，并建立了多家校外實踐基地，與星宇車燈、天山重工、柳工集團等多家知名企業(yè)均建立了良好的合作關系，有力推動了機制專業(yè)的實踐教學和雙創(chuàng)教學任務及專業(yè)的人才培養(yǎng)工作。

根據專業(yè)發(fā)展需求，聘請具有良好學術造詣和豐富實踐經驗的工程技術人員擔任企業(yè)導師，并制定企業(yè)導師選聘、考核等管理辦法，明確企業(yè)導師的具體職責。企業(yè)導師以導師身份聯合指導創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，開設專題講座或開設專題研討課，推進實踐教學方式改革，推動所在企業(yè)積極面向學校開放資源，為學生提供良好的實驗、實習、實訓等實踐平臺。

2.5 完善實踐教學質量調控與持續(xù)改進機制

常州大學機制專業(yè)建立了校、院、系三級實踐教學質量管理與監(jiān)控體系，對實驗教學、必修實踐環(huán)節(jié)以及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)等均制定了明確的質量要求。注重過程及能力的評價，建立了學生從入學到畢業(yè)全過程的學習跟蹤預警和評估機制，采用多種考核的評價模式，通過內部評價和外部反饋，構建保障畢業(yè)要求達成的全過程學習狀態(tài)的評價機制和方法。因此，機制專業(yè)建立了針對應屆畢業(yè)生和畢業(yè)5年往屆生的跟蹤反饋機制，構建了由用人單位、畢業(yè)校友、行業(yè)企業(yè)專家等參與的社會評價機制，并依據跟蹤和調查獲得的信息綜合判斷培養(yǎng)目標的達成情況，做好持續(xù)改進工作[3]。

機制專業(yè)制定并完善了持續(xù)改進的長效機制，在持續(xù)改進中提升整個專業(yè)建設的水平和力量。以常州大學機械與軌道交通學院“專業(yè)綜合實踐”課程為例，該課程以具體的工程應用設計任務為背景，要求學生綜合“機械設計”“機械制造”“機電控制技術”等多門專業(yè)基礎課和專業(yè)課，通過分工協作，完成具備特定功能和滿足特殊要求的實物模型或樣機。課程考核環(huán)節(jié)評價方式及比例為：(1)平時考核(60%)，主要包括調研報告、任務實施計劃書；(2)匯報答辯考核(20%)，主要包括設計方案匯報；(3)報告成績(20%)，主要包括設計方案說明書、方案綜合分析報告。根據課程目標達成度分析結果可知，小組為單位的團隊合作導致個別學生渾水摸魚，不能較好地實現全員參與。針對以上問題，提出可持續(xù)改進方案：要求每個課題任務團隊規(guī)定4～6名學生，其中組長1名，負責整個項目的統籌工作；團隊必須分工明確，組長做好任務分配和團隊組織協調，在協力完成團隊任務的基礎上，每位成員需要獨立完成個人工作計劃和周進度報告；針對教學方式和內容的持續(xù)改進，“專業(yè)綜合實踐”課程的教學成效提高顯著，不僅對學生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義，同時使學生可以盡快適應機械工業(yè)企業(yè)的人才需求。

3 結語

強化工程實踐能力與創(chuàng)新能力是機制專業(yè)人才培養(yǎng)的出發(fā)點和落腳點。常州大學機制專業(yè)基于 “以學生為本”的成果導向教育理念，通過優(yōu)化實驗課程設置、積極落實必修實踐環(huán)節(jié)、開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐探索、推進產教深度融合、完善實踐教學質量調控與持續(xù)改進機制等措施，基本構建了一套完整的工程實踐和創(chuàng)新培養(yǎng)課程體系，有利于培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神、專業(yè)素養(yǎng)、國際視野的適應社會發(fā)展需求的高級應用型人才。