實踐教學管理制度的創新與實踐

李 楠

(江南大學機械工程學院,江蘇 無錫 214122)

實踐教學管理制度的創新與實踐

李 楠

(江南大學機械工程學院,江蘇 無錫 214122)

在闡述實踐教學內涵及目的的基礎上,針對目前實踐教學中存在的突出問題及實踐教學的發展趨勢,對機械專業實踐教學的構建與實施進行了詳細的闡述,并提出了完善實踐教學管理制度的方法。

機械專業;實踐教學;實踐能力;創新能力

實踐教學是高等學校專業教學計劃中的重要組成部分,它包括教學實驗、教學實習、生產實習、課程設計和畢業設計(論文)及社會實踐活動等一切相對于理論教學的各種教學活動的總稱。這些有機統一和相互聯系的實踐環節就構成了實踐教學體系。

機械專業是一門實踐性很強的專業,在專業的學習過程中,要綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能,結合各個教學實踐環節進行機械工程技術人員的基本訓練,逐步提高學生的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力,特別是分析問題、解決問題的能力,它的實踐教學在工科教學中起著重要作用。

許多專家對此進行了深入的研究,比如,孫偉民從更新思想觀念入手,通過加強制度建設,推進規范管理,加大實踐教學經費投入力度,整合校內資源,優化實踐教學環境,推進實踐教學改革等環節,構建了適合工科類學生的實踐教學體系,使人才培養的質量不斷提高[1]。張承譜等根據新世紀人才培養目標和現代工程實踐教學內涵,構建了體現工程實踐的基礎性、實踐性、創新性綜合工程實踐教育和工程實踐教學新體系,形成了包括基礎性實驗、綜合設計性實驗和研究創新性實驗等三層次的實驗教學新模式[2]。

1 實踐教學中存在的突出問題

現代大學的發展趨勢,要求大學和經濟、社會有著更加緊密的聯系,實踐教學順應了這種要求。但是由于以前注重理論忽視實踐的慣性,現在好多高校還沒有從舊的教學體系中解放出來,缺乏一種比較完善的,把學習、思考、實踐、創新等緊密結合,相互滲透,融為一體的實踐教學體系。總體而言,實踐教學主要存在以下一些突出的問題。

1.1 理論教學與實踐教學嚴重脫節

傳統的教學模式,過分強調理論知識,無形中使理論知識與實際脫節。這樣培養出來的學生,說到理論能背出幾條幾款,但實際動手能力卻很差,已不適應社會對人才的需求。這也是當前環境下企業在招聘應屆畢業生時抱怨最多的地方。

1.2 實踐教學目的不明確

為了完成實踐教學“學時數”而實踐。實踐內容與生產脫離,不利于學生素質能力的培養和提高,只把實習簡單地看作是理論聯系實際的一種形式,偏重于以完成實踐教學任務為目標,很少考慮實習單位生產、科研、經營的客觀需要。單純利用實習單位提供生產現場進行實習,一方面生產單位不歡迎,難以建立相對穩定的實習基地,另一方面也對學生缺乏全面綜合的技能訓練。

1.3 學校對實踐教學的投入少

提高對大學生的能力培養,必須有一定的物質基礎。但是課題、經費、場地、設施、設備等各方面的原因嚴重制約了大學生科研活動的開展和生產實習的進行,再加上實習時間利用不充分,實習面窄,內容單一,這樣難以培養出高水平的大學生,更談不上培養具有創新精神的大學生。

1.4 缺乏規范

實踐教學沒有形成科學、規范的實踐教學體系,對實踐教學計劃、大綱、指導實習教材、進度、實習評價(師資考核、學生實習成績評定等)沒有建立科學規范的管理模式,沒有“度”可約,沒有“綱”可依。

2 實踐教學的發展趨勢

目前,在實踐教學中主要采用以下幾種循序漸進的教學方式:驗證式、模擬式、探索式和開發式等四種教學方式。其中探索式教學方式用于實驗教學的后期階段,要求學生根據給定的實驗題目,自行設計、操作完成,以進一步提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。開發式教學方式則用于課程設計和實習,綜合實踐教學環節。在這一實踐教學環節中要求獨立完成或分組解決一個中小型實際課題的方案論證、設計、研制、書寫報告等任務,以初步訓練學生在工作實踐中進行技術開發和創新的能力,學會掌握工程化的思想。

目前,探索式特別是開發式的實踐教學模式正在受到越來越多的青睞和重視,這對于提高本科學生的動手實踐能力,培養學生的創新意識,都是大有裨益的。

3 實踐教學的構建與實施

本文將在創新思路下,重點研究機械專業的實踐教學的構建與實施,對新形勢下的機械專業實踐教學體系改革與創新進行如下的探索。

3.1 完善工程實踐教學體系

機械工程類專業主要培養的是工程技術人才——工程師,其培養的主體是大學本科生,世界各國的機械工程教育經驗表明,培養一名合格的工程師,要經歷工程科學知識的學習、工程實踐的訓練和工作實踐的鍛煉,通常需要6～10年時間,學生畢業后,需要到企業工作3～4年,取得實際經驗后才能成為現代高素質的企業工程師。其中實踐教學的訓練是十分重要的環節,它能夠促進學生理論聯系實際、學以致用,培養實際動手能力。因此,全面改革實踐教學環節,大力加強工程實踐能力培養,力求突出專業特色,應是目前我國機械工程實踐教學體系改革的主要內容,同時也是改革的難點所在。在制訂機械類人才培養計劃和方案時應根據當地社會經濟發展的需求,從培養多類型、多規格的原則出發,從有利于培養學生的創新意識、工程意識、工程實踐能力、社會實踐能力出發,對實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業設計(論文)和課外科技活動等實踐性教學環節進行整體的、系統的優化設計,明確各工程實踐教學環節在總體培養目標中的作用。把基礎知識和專業技術知識與實踐教學有機融合起來,通過教學、實踐各個環節的共同作用,注重創新意識、創新能力的培養,并貫穿于人才培養的全過程,堅持產、學、研相結合的方向,逐步形成完善的、能夠體現基礎性、系統性、實踐性和現代性教學內容的工程實踐教學體系。

3.2 實施工程實踐教學活動

全面系統安排實踐性教學環節,就是在每個學期均安排有不同的實踐教學環節,保證工程實踐訓練四年不間斷。在實驗教學方面,減少驗證性實驗,更新實驗內容,有計劃地開設設計型、綜合性、創新性實驗項目,充分調動學生的自主性,開發他們的思維潛能;實習作為培養學生的實踐環節,是各高等院校的必修課,它對學生素質的培養和對學生進行機械制造裝備及工藝教育起著十分重要的作用,尤其是對數控機床等現代設備的操作和編程能力的培養、先進制造工藝與方法的了解,因此應該把工作的重點放到理論與實踐的結合上,讓學生通過更多的生產實踐去掌握所學的技能知識,達到硬件軟件兼備;加強課程設計環節,建立系列課程設計,加大綜合設計力度,積極鼓勵改革課程設計的教學內容,注重學生綜合能力的培養,在每個專業至少設置一個以上的綜合性課程設計;畢業設計要著重加強現代設計方法和創新能力的訓練,要強化學生科技論文寫作能力的培養,同時應結合社會培養學生的工程實踐意識和經營管理意識。

3.3 建立工程實踐管理體系

機械工程教育實踐的管理是一個系統工程,其內容要靠一系列的規章制度體現,制度要科學、準確、合理、可行、方便。首先,應明確和理順學校各級管理部門的職責范圍和內容,明確工程實踐在各個環節和各階段上的建設方向、重點和主要任務,建立和完善各項工作和管理制度,使工程實踐的管理全面步入規范化和制度化的軌道;其次,現代信息技術為實驗儀器的運行狀況、材料管理與統計、信息交流、管理手段的更新等方面實現科學的管理提供了基礎和條件,應用網絡技術對工程實踐的實施和執行狀況進行網絡化管理,提高機械工程教育實踐環節的管理水平,促進設備和人力資源的合理配置與優化,提高實驗室和設備儀器的利用率,也有助于對管理水平進行科學的評定、分析和決策。

3.4 改革工程實踐教學方法

機械工程類專業是一門實踐性很強、以培養工程技術應用型人才為目標的專業,因此在每個教學環節都設置相應的工程實踐教學內容。在實驗儀器設備有限、實習條件相對較差的情況下,通過引入計算機技術和現代教育技術,改變傳統的“定時定點”的同步教學方式,構建一種工程實踐教學的新模式,從教學方法和手段上解決難題。可以從以下幾個方面進行考慮:

(1)購買或錄制大型現代化制造企業的高性能加工裝備、先進制造過程和生產管理方面的錄像或光盤,可以使學生對工程實踐有直觀形象的認識,對現代制造技術在企業的應用有更深的了解。

(2)利用計算機虛擬現實技術和高檔圖形軟件(如UG、CA TIA、Pro/E)開發數控機床及其編程仿真系統,如利用MA TLAB、LABV IEW軟件,開發虛擬儀器、虛擬仿真系統;通過JIB IC公司的CNC教學系統,可以在計算機上模擬數控機床的控制系統、操作、編程和加工過程以及故障檢測等功能。

(3)通過開展CA I工程實踐教學,對機械工程教育實踐教學中的操作步驟、要領與技巧,以及實踐中難以用語言描述的微觀組織、結構變化、形成過程等以動畫形式直觀體現出來,從而對提高教學的起點、增大授課信息量,提高教學的質量具有推動作用。

(4)探索合作教育的模式,把單一的培養模式改變成靈活多樣的培養模式。通過與本地區企業聯合建立實習基地或將學生送到企業進行實踐鍛煉一年的“三加一教學”、或每學年設置為三學期制,其中兩學期在校內學習,一學期在校外進行實踐工作,目的是為了加強學習過程中的理論與實踐的聯系,提高學生解決實際問題的能力,為學生廣泛接觸社會、積累工作經驗、畢業后順利就業提供機會。

3.5 開展第二課堂活動

要有計劃地開設機構創新設計、產品造型設計、電子設計、包裝設計等方面的選修課;引導學生開展各種有益學生身心健康、擴展知識面、開拓視野、培養能力、陶冶情操的活動,開展自主實驗、自主設計、自主實習等以學生為主體的自主性實踐教學活動,以提高學生的綜合能力和全面素質;要組織學生參加各種學術交流活動,以擴大視野、啟發科學思維,創造條件把學生引導到各種科學研究活動中去,他們可以參加大學生科協組織的科技創新活動,也可以參加教師的科學研究工作;要積極組織各類科技競賽,倡導學生參加科研活動,促進學生逐步實現學習知識與工程實踐相結合。通過第二課堂活動,開展以學生為主體和中心的集體性自主實踐教育活動和課外科研活動,如CA I設計大賽、計算機繪圖大賽、機械創新設計大賽,培養學生工程設計思想、敢于創新的精神、分析解決工程實際問題的能力。

3.6 培養一支“雙師型”的師資隊伍

參加指導工程實踐的教師和指導創新訓練的理論課教師要協調配合,精心策劃出實踐教學每個環節,編寫優秀實用的教學實踐教材,解決學生在工程實踐和創新過程中遇到的構思、設計、工藝等諸多實際問題。要做好這項工作是不容易的,一方面教師自身必須不斷學習、不斷實踐;另一方面,學院領導要充分認識到加強工程實踐的重要意義,有計劃地培養一批理論知識深厚、經驗豐富、實踐能力強、德才兼備、勇于奉獻、訓練有素的懂理論、能實踐的“雙師型”師資隊伍,只有這樣,才能保證機械工程教育的實踐教學的質量不斷提高。

3.7 建立完善有效的青年教師輪訓制度

完善的實驗教學體系、高水平的實驗室是培養創新型人才所必備的硬件條件,此外還必須具備良好的軟件條件,也就是高水平的指導教師隊伍。我院近年引進了大批青年教師,這些年輕的老師大多是“從學校到學校”的應屆畢業生,沒有工作經驗,更沒工程實踐經驗,這樣的年輕教師指導學生的實驗和實踐訓練,很難達到實驗教學的目的。為此,學院可以利用機械工程訓練中心,對青年教師(40歲以下)進行工程實踐訓練。全院的青年教師將分期分批進入到訓練中心接受培訓,培訓周期為3到6個月。培訓內容主要有:熟悉各種加工設備,各工種訓練,熟練操作各種機床,熟悉加工工藝流程等。這些訓練內容可以大大增強年輕教師的工程背景,從而提高我院課堂教學質量和實驗教學的效果。

4 實踐教學管理制度的完善

建立一套完整高效的實踐教學體系并對其進行創新性的管理,對于培養機械類專業應用型創業人才將起到有力的推動作用。其建立應以工程基本能力訓練為基礎,以綜合素質培養為核心,以創新意識教育為主線,圍繞機、電、計算機三個主要方面進行全面培養。

4.1 整合并調整理論教學和實驗教學課程結構,引入開放式實驗教學模式

根據應用型人才培養計劃和要求,將所有機械基礎課和專業課的實驗予以歸類、匯總、提煉,減少演示性實驗,增加綜合性、設計性、創新性實驗。設立一門獨立實驗課機械工程基礎實驗(含機械設計、公差與互換、機電液控制、機械系統設計等),可設必做、選作實驗,分學期進行。按應用型人才培養目標來組建實驗教學內容和學時分配。全部實驗實行開放式集中授課,學生在老師的客觀指導下,通過自己的思考和分析去獨立地進行實驗設計、實驗操作和分析,在確保完成實驗基本要求的前提下,充分發揮學生個性、持長、積極性和主動性。開放性實驗模式可充分利用實驗資源,提高使用效率,有利于實踐教學的人才培養。

4.2 將課程設計、認知實習和畢業設計等重要實

踐性環節整合成循序漸進、相互關聯的體系

根據應用型人才培養目標,將課程設計、認知實習和畢業實習等實踐環節進行重組。建立模塊化、分層次、一體化的實踐應用訓練體系。設立機械設計綜合訓練環節(3周左右);機械基礎綜合訓練環節(2周左右);機電控制基礎訓練(2周);綜合訓練(3周,根據不同的專業方向,可分為現代制造技術、機電綜合控制、優化設計等)及畢業實習、設計(1學期)。上述環節既相互獨立,又相互關聯。通過典型機電產品的設計制造及機電控制為訓練內容,圍繞CAD/CA E,CAD/CA PP/CAM/NC和機電控制應用進行實訓。最后通過畢業實習、設計來形成培養“厚基礎、寬口徑、重實踐應用”的人才培養體系。

4.3 加強實驗室師資隊伍建設,采用多媒體、網絡化等現代教學方法和手段,提高教學效果,培養學生綜合應用能力

綜合性、設計性、創新性的實驗項目需要高素質的實驗人員去開發和利用。轉變實驗技術工作是教輔人員的事、是低層次教學的陳舊觀念,著力加大對實驗人員的培訓和培養力度,提高實驗人員的學歷層次、職稱結構和綜合素質,抓好實驗室隊伍建設,為實踐教學環節提供高素質的師資隊伍保障。

在實踐教學過程中,通過建立實踐教學管理系統,制作方便適用的多媒體實驗課件,把傳統的驗證性演示實驗、模擬仿真實驗提供給學生網上學習觀摩,建立網上實驗教學平臺,實現實驗項目、內容、儀器設備、方法、目標到實驗報告均可上網,方便學生學習,提高實驗教學效果。通過現代教學手段和技術的充分利用,拓展學生的知識信息量,使學生在對學科專業背景和對象獲得感性認知的基礎上,又能有更多時間從事綜合性、設計性實驗,來提高綜合實驗能力和創新意識。

4.4 構建有效的評價體系,提高實踐教學質量

一個好的評價體系不僅能有效地激發學生學習的原動力,也有利于教學效果的公正評價。傳統的學生學習評價是教師主導,根據學生課題或題目的完成情況和答辯情況進行考核,評價大部分由教師的主觀判斷決定,學生本人及同組同學不能參與評價,而對實踐教學指導教師的評價也應從多個方面進行考核,從而更有利于“教師評學、學生評教、教學相長”的教學模式的真正體現。

[1] 孫偉民.大力加強實踐教學提高人才培養質量[J].中國大學教學,2006(3):42-43.

[2] 張承譜,陳金水,葉 茗.機械工程實踐教學改革與實踐[J].實驗技術與管理,2007,24(10):22-24.

Innovation and Implementing of Practice Teaching Managerial System

LI Nan
(School of Mechanical Engineering,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

Based on the exposition of connotation and purpose of practice teaching,in allusion to prominent problems and development trend of current practice teaching,this paper elaborates on construction and application of mechanical major practice teaching in details.At the same time,the paper brings in some methods to improve practice teaching managerial system.

mechanical major;practice teaching;practical ability;innovation ability

G642.0

A

1671-7880(2010)03-0045-04

2010-04-26

李 楠(1963— ),女,湖南長沙人,講師,主要研究方向:先進制造技術、CAD/CAPP/CAM。