新工科背景下機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革與探索

劉新彬，徐慧，劉吉兆，李天生

（1.湖南工學(xué)院 智能制造與機(jī)械工程學(xué)院，湖南衡陽 421002；2.湖南工學(xué)院 教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與評估中心，湖南衡陽 421002）

新工科是國家為應(yīng)對新一輪產(chǎn)業(yè)革命，支持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”、《中國制造2025》等一系列國家戰(zhàn)略發(fā)展新要求而提出的我國工程教育改革方向[1-3]。新工科的實(shí)施，為我國早日成為世界教育強(qiáng)國打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才支持，從而提升國家的核心競爭力和綜合國力。2017年以來，教育部就新工科教育發(fā)展提出了“教育新理念、教學(xué)新模式、育人新機(jī)制”，深化產(chǎn)教融合，重點(diǎn)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，健全高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系[4]。在此背景下，地方應(yīng)用型本科院校應(yīng)推動(dòng)學(xué)科建設(shè)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)相適應(yīng)，培養(yǎng)適合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的高素質(zhì)技能型和應(yīng)用型人才，積極探索和重構(gòu)地方應(yīng)用型本科院校的實(shí)踐教學(xué)體系。

1 新工科對機(jī)械類專業(yè)人才的定位

新工科致力于為國家培養(yǎng)新興產(chǎn)業(yè)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、科研創(chuàng)新能力強(qiáng)、符合社會(huì)需求的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才[5-6]。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的制造業(yè)取得了長足的進(jìn)步，有了質(zhì)的飛躍，國家正在從“制造大國”向“制造強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變。機(jī)械制造業(yè)逐漸脫離了傳統(tǒng)的制造模式，由規(guī)?；?、批量化向敏捷化、多品種轉(zhuǎn)變，向以工業(yè)4.0、信息技術(shù)為核心的高新技術(shù)機(jī)械制造方向發(fā)展。機(jī)械工程學(xué)科呈現(xiàn)出信息化、智能化、高效精確化、制造極端化等多學(xué)科融合的特質(zhì)，這些變化使得社會(huì)對機(jī)械類人才的要求從專能型向多能型轉(zhuǎn)變，要求高校能夠培養(yǎng)具有“基礎(chǔ)寬厚實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)優(yōu)”的工程創(chuàng)新型人才[7-9]。

對于應(yīng)用型本科院校來說，實(shí)踐教學(xué)是工科類專業(yè)，尤其是機(jī)械工程類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生獲取知識(shí)和能力的重要途徑之一，對鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量有著舉足輕重的作用[10-11]。

2 機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

2.1 實(shí)踐教學(xué)目的不明確

機(jī)械類專業(yè)是現(xiàn)代制造領(lǐng)域的寬口徑專業(yè)，主要培養(yǎng)從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用研究型高級(jí)工程技術(shù)人才，為現(xiàn)代制造企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)管理人才，涉及的知識(shí)面廣[12-13]。地方新建本科院校因升本時(shí)間不長，機(jī)械類專業(yè)還處在發(fā)展階段，實(shí)踐設(shè)備、實(shí)踐內(nèi)容、師資隊(duì)伍等方面還不完善，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)力量較為薄弱，導(dǎo)致其目標(biāo)不明確，主要表現(xiàn)為：（1）對機(jī)械類基礎(chǔ)課程如機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械原理等的理論教學(xué)較為重視，實(shí)踐環(huán)節(jié)較少，不成體系；（2）響應(yīng)國家號(hào)召，要求培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型大學(xué)生，但由于受實(shí)驗(yàn)實(shí)踐設(shè)備條件的限制，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相對較少，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才路徑不明確；（3）通過理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生掌握了基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，初步具備了一定的分析能力，但是缺少與企業(yè)的緊密聯(lián)系，沒有經(jīng)過系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，與機(jī)械相關(guān)的工程實(shí)踐能力欠缺。

2.2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新，系統(tǒng)性不夠

教學(xué)內(nèi)容傳統(tǒng)，缺乏創(chuàng)新。在傳統(tǒng)的工程人才培養(yǎng)過程中，理論教學(xué)比例高，實(shí)踐教學(xué)比例低，實(shí)踐教學(xué)普遍不受重視。在實(shí)踐教學(xué)過程中，所用教材多為自編教材，沒有創(chuàng)新和改革，如《機(jī)設(shè)機(jī)原實(shí)驗(yàn)》《機(jī)械精密測量實(shí)驗(yàn)》等，教材內(nèi)容多年沒有更新，仍沿用多年前的課堂實(shí)踐教學(xué)模式，側(cè)重于演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對工程領(lǐng)域復(fù)雜實(shí)際工程問題的涉及較少[14]。

實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)和層次不夠。傳統(tǒng)的機(jī)械類實(shí)驗(yàn)側(cè)重于學(xué)生單項(xiàng)技能訓(xùn)練和對知識(shí)的檢驗(yàn)，驗(yàn)證性、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)較多，在實(shí)驗(yàn)過程中，部分教師單純地為了完成教學(xué)任務(wù)，缺乏創(chuàng)新，各實(shí)驗(yàn)缺少和學(xué)科間的交叉融合，沒有形成綜合性、設(shè)計(jì)性、研究探索性實(shí)驗(yàn)課程體系，實(shí)驗(yàn)過程難以提升學(xué)生的興趣和對知識(shí)的求知欲望，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

2.3 實(shí)踐教學(xué)評價(jià)體系不完善

實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量體系的形成與完善，是構(gòu)建機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展的動(dòng)力。大部分高校在制定教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃時(shí)，以專業(yè)理論課為主，實(shí)驗(yàn)課程處于從屬地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有形成完善的教學(xué)體系；實(shí)踐課程的考核主要依靠實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)，但實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)在理論課程中往往占很低的比例，評價(jià)也不全面，主要依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告等來評價(jià)學(xué)生對實(shí)踐能力的掌握程度，缺乏對學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合能力的考核，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)類課程得不到學(xué)生的重視，不利于高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2.4 指導(dǎo)教師缺乏實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

建設(shè)一支素質(zhì)過硬、實(shí)踐功底厚和實(shí)踐能力強(qiáng)的師資隊(duì)伍是提高應(yīng)用型本科實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。目前，地方新建本科院校專業(yè)教學(xué)以理論和實(shí)踐課為主，人才引進(jìn)主要關(guān)注高學(xué)歷青年教師，這部分教師理論知識(shí)淵博，有良好的科研基礎(chǔ)，但是，缺少企業(yè)實(shí)踐工作經(jīng)歷；有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的教師多存在學(xué)歷偏低、年齡偏大的問題，達(dá)不到地方本科院校人才引進(jìn)的條件，從而導(dǎo)致了實(shí)踐教學(xué)“雙師雙能型”教師短缺。在教師培養(yǎng)方面，學(xué)校逐步與企業(yè)建立合作關(guān)系，通過教師企業(yè)培訓(xùn)、企業(yè)鍛煉等多種方式來提高教師的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但實(shí)際推進(jìn)過程較為緩慢，與提升教師實(shí)踐教學(xué)能力的初衷仍有差距。

3 實(shí)踐教學(xué)改革方向與措施

3.1 構(gòu)建一體、兩翼、三層次的實(shí)踐教學(xué)體系

根據(jù)國家和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對專業(yè)的要求，依據(jù)“機(jī)械工程專業(yè)服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)的特色，面向?qū)嶋H工程問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐與創(chuàng)新能力”的實(shí)踐教學(xué)思想，以及“理論與實(shí)踐、素質(zhì)教育與技能訓(xùn)練、實(shí)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、課內(nèi)與課外、產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的實(shí)踐原則，打破學(xué)科界限和課程壁壘，構(gòu)建一體（實(shí)踐教學(xué)總體系）、兩翼（課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)體系和課外實(shí)踐教學(xué)體系）、三層次（專業(yè)基本能力層、工程師專業(yè)層、系統(tǒng)綜合創(chuàng)新層）的應(yīng)用型人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)新體系。如圖1所示。

圖1 創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的“一體、兩翼、三層次”實(shí)踐教學(xué)體系

3.2 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)過程

（1）完善實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃。為有效縮短人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè)在結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、水平上的差距，在制定實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃的過程中，其教學(xué)計(jì)劃的內(nèi)容由學(xué)校和企業(yè)共同組成的專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)針對企業(yè)崗位培養(yǎng)目標(biāo)單獨(dú)制定，實(shí)踐課程體系構(gòu)建充分體現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才特色。

（2）促進(jìn)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革。讓企業(yè)參與到實(shí)踐教學(xué)的全過程中，學(xué)校與企業(yè)根據(jù)崗位的具體要求共同確定實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和實(shí)施途徑，促進(jìn)人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的有機(jī)銜接。

（3）強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。建設(shè)設(shè)備先進(jìn)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，提高校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地建設(shè)的規(guī)模與水平；加強(qiáng)與校外實(shí)踐教學(xué)基地的合作，提升校外合作教育基地的層次和聯(lián)系緊密度，實(shí)行“雙師型”教學(xué)模式，加強(qiáng)對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的監(jiān)管，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

3.3 加強(qiáng)校企合作、產(chǎn)教融合

立足地方經(jīng)濟(jì)特色，廣泛聯(lián)系地方優(yōu)勢企業(yè)，與湖南的汽車零部件制造企業(yè)、工程機(jī)械制造企業(yè)、珠江三角洲的機(jī)械自動(dòng)化裝備企業(yè)、長江三角洲的制造業(yè)信息化相關(guān)企業(yè)，建立卓越工程師培養(yǎng)站。根據(jù)學(xué)生的興趣愛好、地域分布、擇業(yè)要求等實(shí)施精準(zhǔn)個(gè)性化校企合作培養(yǎng)，使培養(yǎng)的學(xué)生留得住、用得上、成長快。

3.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)

加大實(shí)踐教學(xué)人才隊(duì)伍引進(jìn)力度，引進(jìn)具有工程實(shí)踐背景的教師和具有高學(xué)歷高職稱的教師。重點(diǎn)加強(qiáng)中青年教師隊(duì)伍建設(shè)，優(yōu)化教師隊(duì)伍培養(yǎng)的激勵(lì)機(jī)制，選派年輕教師到國內(nèi)外高校進(jìn)修，到合作企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，以提升業(yè)務(wù)水平和綜合素質(zhì)。在實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)方面，具有高級(jí)職稱的教師達(dá)50%以上，具有博士學(xué)歷的教師達(dá)40%以上，且所有教師都具有工程實(shí)踐背景。完善校企合作機(jī)制，深化校企合作力度，實(shí)行“請進(jìn)來”與“走出去”的互動(dòng)協(xié)作模式。一方面形成校外高新技術(shù)企業(yè)的專家和工程師到本專業(yè)兼職授課的制度和機(jī)制，另一方面安排校內(nèi)教師到企業(yè)進(jìn)行科研項(xiàng)目聯(lián)合攻關(guān)，以提升專業(yè)技能，逐步形成一支高水平、強(qiáng)能力，且充滿活力、結(jié)構(gòu)合理、兼具深厚專業(yè)知識(shí)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專兼結(jié)合的教師團(tuán)隊(duì)。

4 結(jié)語

在新工科背景下，對于應(yīng)用型高校來說，機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變刻不容緩，應(yīng)結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，明確實(shí)踐目標(biāo)，培養(yǎng)具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。本文以湖南工學(xué)院智能制造與機(jī)械工程學(xué)院應(yīng)用型高素質(zhì)人才培養(yǎng)為研究對象，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)過程，加強(qiáng)校企合作以及實(shí)踐教師隊(duì)伍的建設(shè)為目標(biāo)，通過構(gòu)建一體、兩翼、三層次的實(shí)踐教學(xué)體系，為新時(shí)代中國特色社會(huì)主義建設(shè)提供高素質(zhì)應(yīng)用型人才。