機械工程學科綜合訓練示范中心建設與探討

劉 平，張海軍，朱思洪，魯植雄，康 敏

(南京農業大學 工學院，江蘇 南京 210031)

實踐教學是培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才的重要環節[1-4]。通過示范中心的建設，可以搭建良好的實踐教學平臺，促進實驗和實踐教學理念的更新與管理體制的創新，促進優質實踐資源的整合與開放共享，促進實驗實踐教學水平和人才培養質量的提高[5-12]。江蘇省實驗教學示范中心分為基礎課實驗教學示范中心、學科綜合訓練中心和校企合作工程實踐教育中心3種類型[13]?！笆濉逼陂g，江蘇省教育廳將扶持學科綜合訓練中心的建設作為重點工作之一，重點扶持與戰略性新興產業相關的學科專業和社會需求量大的應用性學科專業。南京農業大學機械工程綜合訓練中心(以下簡稱“中心”)是2011年江蘇省教育廳批準列項的首批46個學科綜合訓練中心之一。中心的建設緊密結合學校特色與學科特點，實現了農業院校建設機械工程學科綜合訓練中心的設想。

1 中心發展現狀

中心依托本校工學院，實行校、院二級管理。2002年，通過專業重組成立了機械工程實驗室和金工實習中心，2006年合并為機械工程校級教學實驗中心并得到了較快的發展，2011年成為省級實驗教學示范中心建設單位，建設類型為學科綜合訓練中心。該中心現有教學實驗室總面積約6000m2，儀器設備300多臺(套)，設備總資產超過3000萬元。中心設立有30多個功能實驗室，年均實驗實習25萬人時。目前中心擁有農業機械化及其自動化國家級特色專業1個，農業電氣化與自動化省級特色專業1個；開設“農業機械學”、“汽車拖拉機學”國家級精品課程2門，省級精品課程1門，校級精品課程15門；出版國家級規劃教材3本、全國高等農業院校優秀教材4本、省級精品教材2本；完成省級教改項目2項，取得省級教學成果3項、校級教學成果獎10項；取得各類專利84項(其中發明專利8項)。中心承擔著全校18個本科專業的實驗實習教學任務，每年受益學生3000多人。此外，中心還承擔了周邊學校的實驗實習任務，平均每年3萬人時。目前中心已成為工科專業學生重要的實踐基地，為培養高素質實踐創新型人才提供了良好的平臺。

2 中心建設

2.1 建設思路

建設世界一流農業大學是南京農業大學的發展定位，農業院校的機械工程學科訓練中心必須突出其學科優勢及行業特色。為此，中心以提高學生綜合素質與創新能力為宗旨，將發展目標確定為面向農業機械、農產品加工機械及食品機械等行業，以機械工程學科建設為主線，建成省內及行業中具有示范作用與輻射能力，集綜合性、先進性、示范性為一體的高素質創新人才培養服務基地。具體建設思路是：

(1) 通過資源的優化、整合，實現提檔升級，構建多模塊、多層次、多功能、全方位的實踐教學體系；

(2) 加強實驗教師隊伍建設，優化師資結構，提高教師工程實踐技能，建立一支教學理念先進、綜合素質高、實踐經驗豐富、實驗能力強、年齡與學歷結構合理的實驗教師隊伍；

(3) 加強實踐教材、實驗指導書與實踐教學軟環境建設，完善實踐教學文件體系；

(4) 充分利用現代化教學技術的優勢與特點，加強數字化教學資源建設與信息化管理模式建設。

2.2 平臺體系

通過實驗資源整合與重組、優化配置，中心構建了機械創新設計訓練系統、機械制造工程基礎實訓系統、現代制造技術實訓系統、機電一體化與測控實訓系統、CAD/CAE/CAM教學與培訓系統、材料成型及組織性能測控系統、工業設計實訓系統和大學生創新實踐訓練平臺等8個系統。每個訓練系統由若干平臺組成，涵蓋了機械工程相關學科，既有校內平臺，也有校外訓練基地；既具有集教學、科研、生產與培訓為一體的多功能性，也具有集產品的外形設計、結構設計、功能設計、制造加工、機電控制以及材料研究等全方位性。

在構建綜合訓練平臺的同時，進行了實驗教學內容與模式的改革，整合、壓縮基礎型實驗項目，增設綜合設計型實驗項目，開發研究創新型實驗項目，構建了基礎實踐技能培養、綜合設計能力培養和研究創新能力培養的多層次實驗教學體系。平臺自主開發實驗裝置20套，開發創新型實驗項目10個，并增設了TRIZ理論培訓及大學生創新實驗室。

通過實驗教學的改革，也促進了理論課教學改革，先后有15門課程進行了研究型教學模式試點改革(包括1門實驗課程)。此外，為保障平臺體系的運行，還從管理、人員、條件、項目等方面形成了一套有效的工作制度與質量保障體系，該體系構架如圖1所示。

圖1 機械工程綜合訓練中心體系構架

2.3 實驗師資隊伍建設

建立以骨干教師為核心，實驗管理人員、實驗技術人員和專兼職實驗教師相結合的實踐教學創新團隊，對實驗教師采用基于實驗項目的動態管理，全員參與實驗教學，充分發揮教師的科研優勢，并將科研成果盡快轉化為實驗內容，必要時外聘實踐教學教師。

結合學校對青年教師入職前3年培養期教學工作量補貼政策，要求新進青年教師培養期全部在中心工作，參與中心的建設，充實實驗師資隊伍；中心定期組織培訓、進修與競賽，進行交流、觀摩與評比，全面提高實驗教師的業務能力與水平。

2.4 教學文件建設

在改革實驗教學內容的同時，重視教學文件建設，加強與兄弟院校的交流，通過主編、參編教材，引進高水平教材和自編實驗指導教材，使教材內容能夠反映實驗教學改革的最新成果。近幾年，教師主編、參編出版的教材、指導書有80多部，其中《農業機械學》為國家級規劃教材，《機電一體化技術》為農業院校規劃教材，《汽車拖拉機學》與《汽車拖拉機學實驗指導》為江蘇省精品教材。此外，中心還出版專著2部，翻譯出版德國《機器動力學》和《載貨汽車技術》等2部專著。

2.5 信息化平臺建設

為滿足實驗教學、辦公網絡化以及實驗室管理信息化的要求，中心建立了開放式教學與互動機制，充分利用現代信息技術、網絡技術和計算機技術，逐步改革傳統的實驗教學方法。中心增設虛擬實驗室系統，完善信息化管理平臺，實現對人、對設備、對教學過程的全方位管理，對校內外全方位開放，實驗教學資源全面共享，充分發揮優秀教學資源的示范作用。

3 建設成效

通過多年建設，南京農業大學機械工程綜合訓練中心已取得多項突破性成果，為培養學生的實踐創新能力提供了良好的訓練平臺，使學生的創新潛力得到發揮，綜合素質顯著提高。近3年，中心獲批省級企業研究生工作站2個；教師獲2012—2013年度中華農業科技科普獎1項；獲2013年度中國機械工業科學技術三等獎1項；學生完成國家及省級資助創新性實驗項目35項、校院資助SRT項目近300項，在國內核心期刊發表科研論文50余篇。

依托本中心，學生在各類學科競賽中獲得多個獎項：在中國大學生方程式汽車大賽中獲獎18人次；在中國機器人大賽中獲國家冠軍12人次、國家一等獎35人次、國家二等獎12人次；在電子設計大賽中獲全國二等獎3人次、省一等獎3人次、省二等獎45人次；在全國智能汽車競賽中獲國家三等獎4個團隊；在江蘇省機器人大賽中獲一等獎3人次、二等獎6人次；獲全國大學生力學競賽(江蘇賽區)一等獎1人次；獲江蘇省大學生力學競賽一等獎3人次、二等獎10人次；獲全國大學生先進成圖技術與產品信息建模大賽一等獎5人次、二等獎18人次；獲東區大學生CAD應用技能競賽一等獎3人次；獲“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽江蘇省復賽三等獎5人次；獲省大學生機械創新設計大賽獲二等獎5人次、三等獎8人次。

4 結束語

結合農業院校特點，建設了機械工程學科綜合訓練示范中心，并已取得了初步成果。在中心建設過程中，以學生為本，全面樹立傳授知識、培養能力、提高素質、協調發展的教育理念和以能力培養為核心的實驗教學觀念，理順示范中心的管理體制和運行機制，做到管理清晰、高效、切實可行。示范中心的建設是一個長期復雜的過程，需要繼續探索，不斷推動中心建設各方面的改革與創新，不斷完善，促進示范中心的可持續發展,真正發揮其示范輻射作用。

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