“認知—綜合”兩端式實踐教學方案研究及綜合訓練項目設置

摘要：“認知—綜合”兩端式實踐教學方案是針對低年級及高年級學生而設計的。認知訓練階段，通過機電一體化工業系統及管控一體化制造過程，使學生了解現代制造所涉及的機、電、管、控等多學科融合的全貌。綜合訓練階段，設置了綜合訓練特色項目，突出系統設計、樣機制作、經濟和管理分析、創業策劃等環節的訓練，從而培養學生“創意、創新、創業”能力，提高學生的綜合素質。

關鍵詞：實踐教學；創意；創新；創業；綜合訓練；機電

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0110-03

一、概述

在大工程的背景下，為了提高學生的工程實踐能力和綜合工程素質，加強“厚基礎、寬口徑、創新性、復合型”高素質的人才培養，同時，為適應新形勢下學生創新、創業精神和綜合能力的培養，提高實踐教學和綜合能力訓練力度，必須堅持復合型和創新應用型人才培養的實驗教學指導思想，注重多學科融合，強調機電設計、制造、控制與管理相結合以及人文藝術素養兼顧的綜合培養模式。在完善理論教學的同時，大力加強實驗與實踐教學改革，著力推進實踐教學內容、方法、手段、管理以及實驗教學模式的改革與創新。立足浙江、面向全國的經濟發展大環境、迎合企業對人才的要求，改變新形勢下學生就業尷尬的局面，把工程素質教育與文化藝術素質教育有機地聯系起來，并加以綜合運用。培養學生工程技術基礎扎實、人文藝術素養優良的綜合能力，促進學生知識、能力和素質協調發展。在實踐教學內容安排上，我們將綜合訓練項目貫穿整個大學的培養過程，利用綜合創新訓練平臺，通過各種綜合創新及創業設計和各類學科競賽，培養學生設計制造、成本分析、工業工程管理、創業策劃和團隊合作等綜合能力?！罢J知—綜合”兩端式實踐教學方案及綜合訓練項目的實施，對建立多學科融合和交叉的綜合實踐能力訓練，探索新時期高校新型人才培養模式，具有重要的意義。

二、實踐教學方案

在教學理念上打破傳統的實踐教學培養模式，突出“認知—綜合”兩端式實踐教學環節。認知訓練，使學生提前介入綜合訓練項目的學習和研究；綜合訓練項目培養學生的綜合創新能力，進一步強化認知的效果。“認知—綜合”兩端式實踐教學環節，貫穿整個大學的培養過程，從而激發學生學習的積極性和主動性，為又好又快地培養多學科融合和交叉實踐能力的高素質人才創造了優越的條件。

在學生入學初期，通過工程訓練中心的認知訓練，為剛入校的學生展示現代制造全過程，使他們了解現代制造所涉及的機、電、管、控等多學科融合的全貌。在認知訓練階段結束時，要求學生確定綜合實踐訓練項目，使學生提前介入綜合訓練項目的學習和研究，工程訓練中心起到了現代制造的“入學教育”和專業引導作用。此后，學生帶著綜合實踐訓練的任務進入各專業知識的強化訓練和學習階段，無形中增加了學習的主動性和針對性，分別由各專業實驗室完成實踐教學的中間階段—基礎訓練與專業訓練，同時鼓勵學生通過輔修第二專業的形式跨學科強化專業知識學習。最后，學生進入高年級后又回到工程訓練中心，利用綜合創新訓練平臺，通過各種綜合創新設計以及綜合競賽，對不同學科的知識加以綜合運用，并完成綜合訓練項目。

圖1 “認知—綜合”兩端式實踐教學環節

以現代制造業的“大工程”為主線，結合“機電一體化”系統和“管控一體化”過程進行多學科融合，重點突出“認知—綜合”兩端式的實踐教學，最終培養學生的“三創”（創意、創新和創業）能力和綜合實踐能力。綜合創新訓練平臺如圖2所示。學生在完成基礎課實驗與專業課實驗后，進入綜合訓練階段。首先學生根據興趣和意向選擇綜合訓練項目，以滿足學生個性化學習的需要。通過綜合訓練方案制訂、開題報告、具體實施、答辯評分等環節，培養學生系統地、科學地應用現代工程知識的能力、創新能力和工程實踐能力。綜合訓練項目包括定制項目、課外科技活動、競賽、教師課題、新苗計劃、開放實驗室項目等，圍繞機電一體化工業系統及管控一體化制造過程，要求體現跨學科、跨專業、以及創意設計、創新理念、創業計劃等內容。通過綜合訓練階段，完成所學知識與社會需求之間的對接，全面提高學生的綜合實踐和“三創”能力，使學生基本具備走向社會的就業、工作和創業能力。實驗室全天開放，創新教學團隊提供指導。同時，面向全校學有余力的學生，提供模塊式的培養方案，制訂個性化綜合訓練項目，由專門老師跟蹤指導，最后在工程訓練中心完成訓練項目和答辯。針對有發展潛力的項目，直接進入學校大學生科技創業園進行創業孵化。最終達到“自行設計、自主研學、自由創造”的教學目標。

圖2 綜合創新訓練平臺

實踐教學體系從認知到基礎和專業訓練，再到綜合訓練，符合人才培養的科學規律。各階段的訓練內容配置，以“現代制造業”的理念為指導，以提高學生工程能力、創新能力和綜合素質為目標，具有漸進、互動、模塊、開放等特點。

三、綜合訓練項目

針對綜合性工程訓練的教學特點和復合型工程應用人才的培養要求，綜合訓練特色項目設置堅持“機電、經管、控制”多學科融合的原則，通過特色項目的實踐教學，培養學生在機電產品設計制造、工藝和成本分析以及工程管理等方面的綜合能力和“創意、創新、創業”能力。綜合訓練特色項目設置如表1所示，設置了7個規定的項目、學生自擬題目、各類學科競賽以及工程訓練中心項目。其中7個規定的項目來自教師的科研項目，結合學院的學科方向，符合“機電、經管、控制”多學科融合的原則，曾作為“挑戰杯”的作品參加過比賽。學生自擬題目可以結合教師的科研項目、學生的各類科技創新項目而確定，通過學院教學工作委員會審定。各類學科競賽的題目，應滿足學科競賽的要求，要有設計制造、成本分析、工業工程管理、創業策劃等內容。工程訓練中心項目是指根據學院實驗室發展的需求而提出的實驗設備自制計劃，除設計制造外，補充成本分析、工業工程管理、創業策劃等內容。綜合訓練按以下步驟實施。

1.第一步完成選題與組隊。根據學生的興趣與意向，以4~5個同學為小組，選擇綜合訓練項目。在充分調研和分析的基礎上，進行概念和創意設計。

2.第二步完成方案設計。綜合運用所學的知識，在概念和創意設計基礎上，對訓練項目進行方案設計。在方案設計中，增加對項目市場營銷、成本分析、工程管理、財務預測等方面的考慮，做出全面、系統、合理的方案，以培養學生的“三創”能力以及團隊協作精神。

3.第三步加工與裝配。根據設計的技術要求，制訂合理加工工藝，以使在給定批量條件下加工成本最低。在學院實驗示范中心中，進行零件加工、裝配。在這一階段，主要培養學生基本工程素質和操作能力。同時，結合項目進行制造成本分析，通過對制造過程的組織和管理，提高學生成本分析及控制和工業工程管理的能力。

4.第四步質量檢驗與誤差分析。對制作完成的作品進行質量檢驗與性能測試，檢驗產品是否符合設計任務書規定的要求，分析誤差、不足及產生的原因，提出改進的措施。通過質量分析、管理與控制環節，培養學生分析問題與解決問題能力，提高工程管理素質。

5.第五步制訂創業計劃。對制作完成的作品，根據生產批量，制訂創業計劃。結合所學的企業管理、市場營銷、財務管理等方面的知識，對創業計劃進行可行性分析，從而培養學生的創業精神和創業能力。

6.第六步答辯與考核。按照各階段的方案報告、生產報告、市場報告和創業計劃書打分，結合現場答辯和辯論情況評分，最后得出綜合分。

四、結束語

堅持復合型和創新應用型人才培養的實驗教學指導思想，注重多學科融合，強調機電設計、制造、控制與管理相結合以及人文藝術素養兼顧的綜合培養模式。在完善理論教學的同時，大力加強實驗與實踐教學改革，著力推進實踐教學內容、方法、手段、管理以及實驗教學模式的改革與創新。以人為本，加強和發揮學生的自主性和能動性。以能力培養為核心，注重培養學生的實踐能力和“創意、創新、創業”三創能力。促進學生知識、能力和素質協調發展。夯實基礎、拓寬知識、學科交叉、突出綜合、體現特色、培養“三創”和提升素質。本文提出的“認知—綜合”兩端式實踐教學方案以及綜合訓練項目，經過三年多的實踐證明，學生的興趣、積極性、自主性得到了極大的發揮，促進了“三創”能力和綜合素質的提高。從我校機械工程學院學生來看，近年來各類學科競賽成績優異。學科競賽既能提高學生的工程與“三創”能力，又能培養團隊合作精神。學生能力和素質的提高，使畢業生就業率一直在全省高校中名列前茅，贏得了用人單位的好評。同時，學生自主創業的數量逐年上升，為建立創新型國家奠定了未來的基礎。

基金項目：浙江省新世紀教改項目（yb2010026）；校教改項目（ZD1106）

作者簡介：陳國金（1961-），男，浙江寧波人，教授，主要從事機械工程教學和研究工作。