地方高校機械工程專業產學研合作教育模式下實踐教學改革

董明曉 李瑞川 張明勤 張瑞軍

摘要：根據地方高校機械工程專業本科人才培養目標，結合學校學科特點和畢業生就業情況，構建了在產學研合作教育模式下“四層七模塊”的實踐教學體系，論述在“四層七模塊”實踐教學體系下25個實踐教學環節的教學內容和教學改革措施。

關鍵詞：地方高校；機械工程；產學研合作教育；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2013）09-0049-03

對方高校如何準確定位人才培養目標，科學合理地構建實踐教學體系，實現教學與科研、生產有機結合，培養高水平應用型創新人才，是當前和今后一段時期內，地方高校產學研合作教育需要重點解決的問題[1，2]。不同的高校采用不同的實際教學模式，實踐教學結果也就存在著較大的差異[3，4]。本文以山東建筑大學機械工程專業為例，主要研究地方高校機械工程專業實踐教學體系的建設，實踐教學環節的構建，以及實踐教學改革措施，為培養具有機械產品研究、開發、設計、制造、生產組織管理及經營能力的創新人才奠定了堅實的基礎[5]。

一、人才培養目標

通過對國內眾多開設機械工程專業高校的調查研究后發現，我國在當前和未來相當長的一段時期內，機械工程專業的大多數本科畢業生將直接進入生產一線，從事機械產品設計、制造、生產組織管理等實際工作。因此，地方高校機械工程專業的人才培養目標是具有較扎實的自然科學、人文社會科學基礎的，較系統地掌握機械工程專業寬廣的技術基礎知識，具有較強的創新意識和機械工程專業應用能力，能從事機械產品研發、設計、制造，以及組織管理和市場經營工作的應用型創新人才。

二、實踐教學體系

根據機械工程專業的教學特點，圍繞著專業人才培養目標，在現代教育理論、教育思想的指導下，采用系統科學的理論和方法，提出了“四層七模塊”的實踐教學體系。“四層”是指基礎知識培養層、專業知識培養層、創新能力培養層和工程能力培養層，“七模塊”是指基礎實踐模塊、專業實踐模塊、創新訓練模塊、科研訓練模塊、工程認知實踐模塊、工程項目實踐模塊和工程崗位實踐模塊，7個實踐教學模塊下設有25個不同的實踐教學環節。“四層七模塊”的實踐教學體系如圖1所示。在學生必修的154學分中，7個實踐教學模塊共計61學分，其中，科研創新訓練是8學分，實踐教學環節占必修學分的40%。

“四層七模塊”的實踐教學體系是以學生為主體，在產學研合作教育的平臺上，引入現代教學技術和教學手段，改革教學理念、教學方法和教學內容，改善校內實驗室、工程訓練中心，依托行業、企業建立校外實訓和實習基地，教學現場由校內向校外或生產現場延伸，推行產學研合作教育實踐教學模式，全面提高學生的學習興趣，提升學生的學習能力、創新能力和工程實踐能力。4個層次的實踐培養模式、7個不同實踐教學模塊、25個實踐教學環節都是建立在產學研合作教育平臺的基礎上的。

三、實踐教學內容

根據機械行業對本科人才知識和能力的要求，結合山東建筑大學機械工程專業辦學特色及人才培養目標，不斷完善實踐教學體系，進行實踐教學改革，建立包括從基礎知識實踐到專業實踐、從創新訓練到科研訓練、從工程認知實踐到工程崗位實踐循序漸進的實踐教學環節。實踐教學包括校內實踐教學和校外實踐教學，具體內容如下。

1.校內實踐教學。校內實踐教學包括基礎實踐、專業實踐、創新訓練和科研訓練四個模塊。各模塊內容包括課程實驗、課程設計、技能訓練、創新訓練，以及參加各類科技項目和競賽等。基礎實踐模塊下設物理實驗、電工電子實驗、力學實驗等認知實驗、演示性實驗和設計性實驗。專業實踐模塊包括機械原理零件實驗、機械工程控制基礎實驗、單片機實驗、PLC實驗、計算機輔助繪圖實驗、互換性與精密測量技術實驗、金屬切削原理實驗、材料成型實驗、測試技術實驗等認知實驗、演示性實驗和設計性實驗，以及各專業課程的綜合型實驗、設計型實驗和綜合實驗周等。創新訓練模塊包括機構組合創新實驗、機械系統創新實驗、機電系統創新設計實驗、PLC控制系統設計實驗、單片機控制系統設計實驗。科研訓練模塊包括學生申報的SRP創新項目，以及學生參加的產學研合作項目創新訓練等。校內實踐教學將在不斷完善基礎性實驗的基礎上，逐步提高設計性、綜合性、創新性實驗的比例，同時，進一步開放實驗室，引導學生參與教師的科研活動，創造條件培養學生的動手能力，提高學生實踐和利用綜合知識解決問題的能力。

2.校外實踐教學。校外實踐教學包括工程認知實習、工程實踐課程實驗、企業講座、工程實踐課程設計、暑期實踐、工程實訓、畢業設計、認證實訓、工程創新實踐、生產實習等10個實踐教學環節。下面主要介紹了6個實踐教學環節的建設內容。（1）工程認知實習。了解企業文化、管理、工作流程等，目的是建立大機械的整體概念，了解機械制造企業的構成要素、各部門之間的關系、各部門生產特點和運行特點，同時，進一步了解專業特點，增加專業認可度。重點了解企業的設施、設備、組織結構、工作流程、管理規范、運營管理內容、先進制造技術以及機械工程發展趨勢等。（2）工程實踐課程實驗。通過深入企業了解工程實際問題及技術數據，然后在實驗室建立實驗系統，運用所學的理論和知識，提出解決問題的方案，達到既加深對所學課程理論知識的理解，又提高了實踐動手能力的目的。（3）工程實踐課程設計。由校企雙方人員擔任指導教師，安排學生深入企業開展工程實踐問題的調查與分析，根據每門課程實踐教學要求，結合課程實踐教學內容，綜合提煉出課程設計題目，并把課程設計題目與企業的工程實際緊密相結合，采用實際工程數據，提出設計方案或者是解決問題的方案。（4）工程實訓。在企業導師指導下，學生以項目組成員的身份參加企業承擔的實際工程項目的研究，根據企業的具體要求承擔部分項目的設計，了解和掌握工程項目的立項目的、申報途徑、研發思路、運行機制與管理辦法。引導學生自主學習，培養學生獨立獲取知識的能力。（5）畢業設計。以企業的實際課題為依托，采取校內導師與企業導師共同指導的雙導師制。結合企業產品設計、生產技術改造、產品開發等相關內容，由學校和企業雙方共同選定畢業設計題目。學生針對具體畢業設計題目在企業進行設計，最后提交設計報告。通過畢業設計使學生系統了解所在企業產品的生產流程、關鍵技術、工藝裝備、產品質量控制體系，以及企業文化和企業精神。（6）生產實習。深入到企業的產、供、銷等部門，跟班進行生產實習。詳細了解企業崗位操作規程及相關管理規程等，目的是使學生熟悉工廠生產設備、運行管理、環境保護等相關法規，初步培養學生的觀察能力，以及發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新精神和團隊協作意識，由此獲得對企業管理的深刻認識。

以上校內實踐教學與校外實踐教學環節相互穿插、相互銜接地進行，通過這種循序漸進的教學過程，提高學生的工程實踐創新能力。

四、實踐教學改革措施

為了有效地實施“四層七模塊”的實踐教學體系，充分體現產學研合作教育平臺的作用，需要進行如下實踐教學改革。

1.調整實踐教學計劃，更新與優化現有實踐教學內容。改變實踐教學從屬于理論教學的現狀，制定獨立的實踐教學計劃和實踐教學大綱，增加實驗、實習、實訓教學學時數，增加跨學科、綜合型、設計型實驗項目，使綜合性、設計性實驗比例占總實驗的80%以上，將課程群內的實驗整合為更加系統合理的實驗課程，提高實踐教學效率。

2.結合實踐教學內容的改革和實驗室、實習基地的具體情況，編寫具有特色的系列實踐指導材料。實踐指導材料是實踐教學改革的主要載體和保障，在現有實驗教學資料的基礎上編寫與實踐教學配套的系列教材。

3.結合教師科研項目、企業產品開發、技術革新、工藝改造等實際課題開展實踐教學方法改革。引入現代教學技術和教學手段，開展項目教學法、現場實訓法、課題研究法、情景教學法、案例教學法、工程實例教學法等，將本領域的前沿知識和新技術引入實踐教學課堂上，提高學生的創新實踐能力。

4.進一步開放實驗室，提高實驗設備的利用率。在滿足多層次實驗教學的基礎上，進一步加大實驗室開放力度。各實驗室保證每天開放時間不少于12個小時，除了負責正常課程的基本實驗外，還對學生提供一定數量的課外實驗選題，同時為學生自帶課題及課外科技創新活動提供技術支持。

5.加強與企業的聯系，建立產學研合作平臺。產學研合作教育的最大優勢就是為提高學生實踐創新能力的培養提供了真實的、廣闊的校內外實習和實踐基地。因此，與企業建立聯合實驗室、研發中心或者工程研究中心，校企合作共建校內外實踐基地是產學研合作教育要解決的一個硬件條件。

6.與企業聯合指導畢業設計。通過畢業設計，學生能夠將本專業課程體系內所有相關知識融會貫通，用于解決工程實際問題。通過產學研合作教育，實施學校與企業的雙導師制，選派一批優秀畢業班學生到企業、科研院所進行畢業設計，直接參與實際課題或工程項目，由企業導師進行指導。企業導師不僅幫助指導畢業設計，還著重向學生介紹企業迅速發展的形勢和需求，以及企業對學生知識、能力和素質的綜合要求。在畢業設計過程中，學生不是簡單的學習，而是結合企業工程實際進行綜合知識的學習與實踐。

7.設置自主個性化科研創新學分。通過在教學計劃中設置自主個性化科研創新學分，使學生自覺參加各種社會實踐及素質拓展活動，同時，學校或學院也可舉辦各種課外科技活動和機械創新設計大賽，題目來源可由教師命題或學生自行選題，啟發學生發現自己身邊或生產過程中存在的機械方面的問題，提出創新題目，對學生進行創新構思和設計方法培訓，使學生從發現問題、分析問題、解決問題到產品制作過程進行了全過程的綜合知識訓練，從而提高了學生的創新能力和社會實踐能力，開拓學生的知識面，培養學生的創新精神和團隊合作意識。

8.針對實踐教學環節制定相應的考核辦法和評價指標。實施學校、企業、科研院所多方聯合辦學，建立多方參與的專業建設理事會，共同制訂人才培養目標和培養方案，根據社會需要不斷優化實踐教學體系；完善課程驗收制度，對兩年驗收期內的所有課程進行公開考核評價；建立健全畢業設計動態監控制度，對畢業設計過程中的題目認定、師生雙選、中期檢查、畢業答辯、資料驗收等各個環節進行動態管理與監控。并將這些動態教學管理制度拓展至整個實踐教學過程。

五、結論

根據學校自身學科特色和優勢以及人才培養目標，結合地方經濟社會發展狀況，在產學研合作教育背景下進行實踐教學改革，提出了“四層七模塊”的實踐教學體系，建立與產學研合作教育相匹配的實踐教學環節，推進人才培養與企業相結合的模式，利用企業高技能人才和專家參與實踐教學，從而培養出高質量能適應地方經濟發展需求的機械工程專業應用型創新人才。

參考文獻：

[1]袁云沛.高等工程教育產學研合作教育人才培養體系研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學碩士學位論文，2011，（3）：10-30.

[2]韓毅曈.工科院校發展產學研合作教育的對策研究[D].西安：西安建筑科技大學碩士學位論文，2011，（5）：15-35.

[3]李和平，肖忠躍，羅淑平，等.產學研合作創新教育提升高校工科教學質量的探索[J].井岡山大學學報，2009，30（6）：112-116.

[4]李天生，徐慧.產學研合作提升機械類應用型人才培養質量的模式研究[J].內蒙古石油化工，2011，（17）：1-3.

[5]李東霄，常景玲.“產學研”合作教育課程體系的探索與實踐[J].教育學術月刊，2011，（3）：96-99.

基金項目：山東省高等學校教學改革立項項目“地方高校機械工程專業產學研合作教育模式探索與實踐”（2012296）

作者簡介：董明曉（1965-），女，教授，博士，山東建筑大學碩士生導師，山東大學博士生合作導師，山東省高校機械工程創新重點實驗室主任，主要研究方向為機電設備的創新設計、運動控制、振動控制，以及通過虛擬現實技術和仿真技術再現機電系統的動態性能；李瑞川（1964-），男，教授，博士，山東大學博士生導師，山東五征集團副總經理，主要研究方向為機電設備的創新設計。