新工科背景下智能制造專業(yè)實踐教學(xué)模式的構(gòu)建

楊天興，劉 昊，曾 輝，水清皎

（蘭州城市學(xué)院培黎機(jī)械工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

1 引言

《中國制造2025》指明了中國制造業(yè)未來的發(fā)展方向為智能制造。智能制造工程專業(yè)是新工科專業(yè)的典型代表。新工科是中國未來科技和智能時代的持續(xù)源動力?！靶鹿た啤备拍畹漠a(chǎn)生，是國家主動應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革、支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展所設(shè)立的國家新戰(zhàn)略。目前，智能制造專業(yè)實踐教學(xué)模式的相關(guān)研究也有很多，譬如，通過積極創(chuàng)建產(chǎn)教融合智能制造實訓(xùn)基地讓學(xué)生了解、學(xué)習(xí)先進(jìn)的智能制造技術(shù)，助力學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的提升[1]；OBE 模式的實踐創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計與新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合，探索構(gòu)建基于成果導(dǎo)向的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式[2]等。

新工科背景下智能制造產(chǎn)業(yè)要求工科高校應(yīng)積極進(jìn)行人才培養(yǎng)和實訓(xùn)教學(xué)的探索，加強(qiáng)工科學(xué)生的實踐操作訓(xùn)練和學(xué)生技術(shù)能力的訓(xùn)練，提高學(xué)生的綜合實踐能力，培養(yǎng)出符合現(xiàn)代企業(yè)需要的高素質(zhì)、技能型專業(yè)人才[3]，以適應(yīng)并滿足新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)時代的技術(shù)人才需求。

2 實踐教學(xué)模式現(xiàn)狀

智能制造工程專業(yè)對大學(xué)生的實踐操作能力、技術(shù)創(chuàng)新能力等綜合實踐能力的培養(yǎng)提出了一個全新的要求，而當(dāng)前實踐教育教學(xué)模式無法滿足智能制造產(chǎn)業(yè)對大學(xué)生綜合實踐能力強(qiáng)、素質(zhì)高、復(fù)合型專業(yè)人才的要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生創(chuàng)新實踐能力不足

現(xiàn)代教育體制下，受教育現(xiàn)狀和傳統(tǒng)觀念的影響，以獨生子女為主的大學(xué)生在上大學(xué)之前，以考上大學(xué)為主要奮斗目標(biāo)。在成為大學(xué)生之前，大多數(shù)學(xué)生不但極少參與實踐活動，就連自己的衣、食都很少動手，時間全是在書本學(xué)習(xí)的過程中度過的。學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力根本無法得到訓(xùn)練，實踐能力幾乎可以認(rèn)定為零。

2.2 學(xué)校實踐設(shè)施及考核制度不能確保學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)

進(jìn)入大學(xué)之后，校內(nèi)的實踐教學(xué)體系基本是成熟的，但大多較為陳舊，且多為驗證性實踐，學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力無法得到訓(xùn)練、提升，無法做到與智能制造產(chǎn)業(yè)的有效銜接。新建本科高校由于前期辦學(xué)經(jīng)費欠缺，校內(nèi)的實踐教學(xué)難以獲得經(jīng)濟(jì)保障，實踐實驗條件不理想、滯后、經(jīng)費的不足等原因嚴(yán)重制約了實踐教學(xué)的達(dá)標(biāo)。傳統(tǒng)單一的實踐考核制度如依據(jù)預(yù)習(xí)報告、現(xiàn)場模擬操作、實踐實訓(xùn)報告等方面來評定學(xué)生的實踐成績，根本無法滿足智能制造產(chǎn)業(yè)對學(xué)生實際操作水平、創(chuàng)新實踐綜合應(yīng)用能力等方面的要求。

2.3 實踐教學(xué)基地不能有效發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)作用

對于學(xué)校與企業(yè)協(xié)商共建的校外實踐基地而言，由于學(xué)校與企業(yè)界合作不足，企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)繁重，不愿意因接受學(xué)生實踐而使得生產(chǎn)受到影響，造成機(jī)械工程實踐無法完成或質(zhì)量很差，根本無法實現(xiàn)建設(shè)校外實習(xí)基地讓學(xué)生走進(jìn)企業(yè)，參加生產(chǎn)實踐，積累工作經(jīng)驗，提升工作技能，在創(chuàng)新、實踐綜合能力方面得到提高的目的，這嚴(yán)重制約了實踐教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。

2.4 專業(yè)教師實踐教學(xué)師資力量不足

實踐教學(xué)不但需要教師具備一定的專業(yè)理論知識，更需要具備豐富的實踐經(jīng)驗。青年教師大多數(shù)出學(xué)校門后，直接進(jìn)學(xué)校門，很少有企業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)歷。青年教師缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，又由于自身的各種原因不愿意或無法去生產(chǎn)一線學(xué)習(xí)，從而導(dǎo)致實踐指導(dǎo)教師能力欠缺，導(dǎo)致實踐教學(xué)師資力量不足。

3 實踐教學(xué)模式的研究與構(gòu)建

面對制造業(yè)智能化的發(fā)展要求，高校人才培養(yǎng)應(yīng)結(jié)合企業(yè)實際需求，著力解決實踐教學(xué)中存在的問題，培養(yǎng)新工科背景下智能制造產(chǎn)業(yè)急需的多學(xué)科交叉、具有創(chuàng)新實踐能力的人才[4]。

3.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實踐教育教學(xué)觀念，統(tǒng)籌規(guī)劃各教學(xué)環(huán)節(jié)

1）實踐教學(xué)中融入“工匠精神”思政教育模式的探索。在保持實踐教學(xué)內(nèi)容體系穩(wěn)定的前提下，持續(xù)建設(shè)和優(yōu)化課程內(nèi)容，融入課程思政，實現(xiàn)立德樹人，優(yōu)化教學(xué)資源，實現(xiàn)先進(jìn)性、效用性、多源性，切實服務(wù)于新工科背景下智能制造工程專業(yè)實踐教學(xué)模式的構(gòu)建?！肮そ尘瘛钡幕緝?nèi)涵包括敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新等方面的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實教育意義。教師在教學(xué)過程中要將“工匠精神”與理論教學(xué)、實踐教學(xué)相結(jié)合，探討如何把思政教育與課程教學(xué)相融合，通過相關(guān)案例的引入、學(xué)習(xí)，既能夠豐富實踐教學(xué)的內(nèi)容，又能潛移默化地向?qū)W生滲透“工匠精神”的內(nèi)涵，使學(xué)生在實踐學(xué)習(xí)的過程中感受工匠精神，逐漸認(rèn)識到工匠精神在提高其專業(yè)水平和技術(shù)能力中的作用[5]。樹立正確的社會主義核心價值觀、世界觀，為畢業(yè)后順利踏入工作崗位做好準(zhǔn)備。

2）實踐教學(xué)要以培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)為原則。構(gòu)建科學(xué)、有效的實踐教學(xué)體系，改變重理論輕實踐的教學(xué)模式，實現(xiàn)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有效銜接與整合，遵循“手腦并用，創(chuàng)造分析”的理念，解決理論與實踐相結(jié)合的問題。充分利用各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)促進(jìn)大學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。例如：課程設(shè)計要注重使學(xué)生將所學(xué)專業(yè)理論知識與工程實踐相結(jié)合，畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容首選專業(yè)理論與工程實踐聯(lián)系緊密的研究內(nèi)容，進(jìn)行多學(xué)科交叉創(chuàng)新的選題；以項目訓(xùn)練為抓手，以科技競賽為驅(qū)動，以學(xué)生學(xué)科組織為平臺，以開放實驗為補充，狠抓學(xué)生工程素質(zhì)能力培養(yǎng)[6]。以此來改變傳統(tǒng)教學(xué)實踐教學(xué)不足，機(jī)械工程訓(xùn)練軟化，學(xué)生創(chuàng)新能力需要加強(qiáng)的局面。

3.2 加大資源投入，提升以產(chǎn)品為導(dǎo)向的實踐教學(xué)設(shè)施配置；創(chuàng)新實踐考核制度，確保實踐教學(xué)效果

1）以產(chǎn)品導(dǎo)向為原則構(gòu)建實踐教學(xué)平臺。為了解決實踐教學(xué)內(nèi)容過時，同生產(chǎn)實際差別太大，學(xué)生不感興趣等諸多問題，實踐教學(xué)內(nèi)容應(yīng)盡可能與企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)實際工藝流程相近。能力是通過各種實踐環(huán)節(jié)鍛煉出來的，讓學(xué)生真正了解、熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)過程，學(xué)生通過最直接的方式，以最簡單、最有效途徑獲得專業(yè)基本知識和基本實踐技能，從而具備一定解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的工藝問題的能力，以期提升學(xué)生實踐水平，提高實踐教學(xué)的質(zhì)量。

2）加大資源的投入，為高效的實踐教學(xué)提供合適的條件。原有的傳統(tǒng)實訓(xùn)設(shè)施顯得過時、陳舊，根本無法滿足智能制造專業(yè)的實踐教學(xué)需求。為了適應(yīng)新工科背景下智能制造專業(yè)對人才培養(yǎng)和實訓(xùn)教學(xué)的要求，政府及學(xué)校應(yīng)積極應(yīng)對，增加對高校教育實踐教學(xué)的經(jīng)費投入，進(jìn)行原有實訓(xùn)設(shè)備的更新，購置智能制造設(shè)備，將智能制造設(shè)備引入教學(xué)實訓(xùn)過程中，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[7]。同時進(jìn)行積極的探索，加強(qiáng)校企合作，建設(shè)具有生產(chǎn)功能和教學(xué)功能的實踐實訓(xùn)基地[8]，全力為智能制造工程專業(yè)及其他專業(yè)的學(xué)生實踐教學(xué)提供保障，提升學(xué)生的綜合實踐能力。積極籌措資金，提供更多的學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和項目訓(xùn)練的機(jī)會，使學(xué)生和教師都擁有更開闊的視野。

3）合理、有效的考核制度是實踐教學(xué)效果的保障。目前多數(shù)學(xué)校的考核方式仍然是傳統(tǒng)的、單一的，無法適應(yīng)當(dāng)今快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)對人才的需求。對學(xué)生實踐學(xué)習(xí)考核評價應(yīng)注重主體多元性，注重“過程監(jiān)控”，從根本上解決學(xué)生學(xué)習(xí)的被動性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性[9]。應(yīng)分別從學(xué)生對課程的自主學(xué)習(xí)能力、理解與講述能力、實際操作水平，以及創(chuàng)新能力素養(yǎng)作出判斷。逐步建立規(guī)范化的實踐教學(xué)管理運行機(jī)制，強(qiáng)調(diào)動態(tài)調(diào)整和持續(xù)改進(jìn)，確保實踐教學(xué)的質(zhì)量和效果[10-11]。譬如在今后的實踐教學(xué)中加強(qiáng)過程性考核和管理，讓學(xué)生對知識點的綜合應(yīng)用能力不斷提升，到課程結(jié)束前能夠培養(yǎng)學(xué)生達(dá)到綜合應(yīng)用的能力?？蛇M(jìn)一步進(jìn)行知識的擴(kuò)展和延伸，加強(qiáng)項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)容，練習(xí)其解決復(fù)雜工程問題的能力。教師和團(tuán)隊也要致力于將更加深入和靈活的學(xué)習(xí)內(nèi)容會以線上課程的方式展開，要求學(xué)生在課前課后完成，這將會改善實踐教學(xué)在靈活運用和綜合設(shè)計方面再大幅度提高。

3.3 創(chuàng)建智能制造需求的創(chuàng)新實踐能力素質(zhì)高的學(xué)生的實踐基地

對比傳統(tǒng)制造而言，智能制造對學(xué)生在知識和能力綜合素質(zhì)方面有較高的要求，要求學(xué)生是具備專業(yè)知識融會貫通的能力、具有工程實踐創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才[12]。在中國制造從大國到強(qiáng)國的發(fā)展背景下，實踐教學(xué)基地的建立要以學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量是否滿足新工科背景下智能制造產(chǎn)業(yè)的需要為標(biāo)準(zhǔn)，實踐基地的建立需要面向智能制造需求，培養(yǎng)具有開拓創(chuàng)新精神的應(yīng)用型本科畢業(yè)生為導(dǎo)向?！吨袊圃?025》是我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)，宣告了中國從此進(jìn)入研究和全面推廣智能制造的新階段。國家政策的驅(qū)動，智能制造產(chǎn)業(yè)人才技能的需求及智能制造產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展的趨勢迫切要求人才培養(yǎng)教學(xué)中實踐教學(xué)不能只關(guān)注適應(yīng)某單一崗位的實踐操作能力，同時還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生將來能夠勝任不同崗位的能力，培養(yǎng)學(xué)生具備開發(fā)、設(shè)計、創(chuàng)新應(yīng)用等不同的能力，能夠完成新技術(shù)項目的研發(fā)、新材料、新方法、新工藝的引進(jìn)和使用的技術(shù)能力[13]。

3.4 教師實踐教學(xué)內(nèi)容和能力的豐富與提升

當(dāng)前一些應(yīng)用型本科學(xué)校的青年教師，尤其是從事實踐教學(xué)活動的教師，具有高學(xué)歷和良好的科研能力，但缺少有效的實踐教學(xué)經(jīng)驗和工程實踐經(jīng)驗。為了提升教師的實踐教學(xué)水平，應(yīng)該加強(qiáng)青年教師的教學(xué)培訓(xùn)，尤其是實踐教學(xué)能力的提升。鼓勵青年教師到企業(yè)生產(chǎn)一線去實踐鍛煉，了解生產(chǎn)實際需求和新技術(shù)、新工藝，不斷更新實踐應(yīng)用知識，依據(jù)生產(chǎn)實際需求設(shè)計相應(yīng)的實踐內(nèi)容，豐富實踐教學(xué)內(nèi)容，豐富教師自身的實踐知識，創(chuàng)新高效進(jìn)行實踐教學(xué)的方法[14]，從而提升教師自身的理論與實踐的結(jié)合能力；更加有效地開展實踐教學(xué)工作。

4 結(jié)束語

面對迅速發(fā)展的智能制造產(chǎn)業(yè)，應(yīng)密切關(guān)注新工科背景下智能制造產(chǎn)業(yè)需求，與時俱進(jìn)，探究有助于人才培養(yǎng)的前瞻性改革，采取切實有效的多元化實踐教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新技能訓(xùn)練，提升學(xué)生的綜合實踐能力，培養(yǎng)出具有多學(xué)科交叉背景的技能型技術(shù)人才，提升學(xué)生的就業(yè)能力，應(yīng)對智能制造產(chǎn)業(yè)變革。