基于項目式的機械電子工程專業實踐教學模式探索

摘要：依據“卓越工程師”計劃的人才培養要求，對目前機械電子工程專業的實踐教學內容和模式進行梳理與分析，提出基于項目式和任務式的教學內容改革，并針對其教學方式、考核形式和制度保障方面進行了探討，增強了機械電子專業學生的綜合應用能力，最終滿足了“卓越人才”的培養要求。

關鍵詞：卓越計劃；機械電子；實踐教學；項目式

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）27-0069-02

江蘇科技大學“機械設計制造及其自動化”專業已列為國家“卓越工程師教育培養計劃”項目。為了配合“卓越計劃”對學生的培養要求，需要進一步提高江蘇科技大學相關專業學生船、機、電、控制、管理等多學科綜合的工程實踐能力，從而充分落實“卓越計劃”培養方案，最終適應機械行業乃至全社會對技術人才的工程實踐能力與創新能力的需求。[1，2]

在此背景下，本文結合機械電子工程專業課程體系對學生工程實踐能力和創新能力的培養要求，對現有的實驗教學模式和學生實踐能力培養方式進行深入分析，通過任務式和項目式的教學內容整理，配合教學形式、考核形式以及制度保障方面的改革，研究符合“卓越人才”培養要求的實踐教學內容和模式，在具體實驗教學和實踐能力培養過程中，增強學生的船、機、電綜合能力的培養和意識，從而彰顯江蘇科技大學應用型人才培養特色。

一、基于項目式的教學內容的梳理與改革

目前的本科課程教學往往以理論教學為主，實驗教學為輔。在完成24～48學時理論教學的基礎上，通過集中完成2～3個典型實驗加深學生對課程相關理論的理解和認識。但是，由于理論的抽象性以及實驗項目的應用性和綜合性相對缺乏，學生在有限的時間內很難對所學知識進行很好的認知和融會貫通，從而造成實驗教學往往達不到實踐教學的目的和效果，更達不到培養學生動手能力和創新能力的培養目標。[3]

本文在原有的實踐教學體系的基礎上，針對目前校內開展的實驗項目和教學形式，提出任務式-項目式兩個層次的實踐教學模式。

任務式教學。以教師為主導，學生為對象，要求學生在規定的時間內，完成教師指定的實驗內容。通過合理地將理論課教學內容融入到1～2個專業性的實驗中，并強調理論的實際應用性，而非純理論的灌輸；

項目式教學。以學生為主體，教師為輔助，在任務式教學的基礎上，綜合2～3門相關課程的理論教學內容，3～5個學生為一個項目小組，要求學生在相對靈活的實驗時間內，在開放的實驗室條件下，完成預定的項目目標。實踐項目任務內容和完成形式可由教師或學生自主確定，項目的內容一定是與生產實踐或日常生活密切相關的，最好能夠結合教師的工程實踐項目和研究型課題（不一定拘泥于課堂內的教學內容，可適當對項目內容進行提高和挖掘），讓學生真正體會到學以致用的感受，從而提高學習的積極性和創新過程帶來的快樂，從而激發學生進一步學習和創新的意識，也達到了全面培養學生發現問題、分析問題和解決問題綜合能力的目標。

根據任務式-項目式的實踐項目培養模式對目前該專業的實驗項目內容進行重新安排和劃分。表1列出了機械電子工程專業適合于開展任務式教學模式的主要基礎理論課程和對應的實驗項目。在這一階段，學生剛剛接觸專業內容的學習，雖然通過認識實習等實踐環節有了一些感性認知，但是這些認識和理解還需要理論層面的知識細化與加深，學生需要通過教師的直接指導，通過2～3個基本實驗，實現知識的消化和吸收，為后續的運用和工程實踐奠定一定的基礎。

任務式教學針對單一專業基礎課程，進行該課程理論知識的理解和消化。而對于專業課，由于綜合性增強，在實踐環節往往可以和基礎課程構成一個個課程群，實現項目式教學內容的合理安排。項目式教學不拘泥于完成幾個基本的實驗項目，而是通過對實際問題的梳理和簡化將基本的實驗內容設計到具體的實踐項目中去，從而更好地培養學生靈活應用知識的能力，并在項目完成和完善的過程中體會知識的力量，激發進一步學習的興趣。

表2列舉了部分項目式教學的課程安排和對應的項目內容，在項目式教學的過程中和項目的設置上，充分考慮學生的知識結構和接收能力，保證學生在相對靈活的時間周期內順利完成實驗內容的前提下，既讓學生學習基本的機械電子方面的專業基礎知識，也有一定程度的提高。

針對江蘇科技大學的船、機、電特色，為了更好地發揮機械電子工程專業在船舶領域的核心地位，應該將專業開展的科研項目進行合理分解和簡化，將其中幾個重要的控制對象和內容融入到專業課程的項目式培養上，從而讓學生在完成項目的同時增強實際應用能力和創新能力。結合開放選修實驗、獨立授課實驗、本科生創新計劃乃至畢業設計進行不同層次的細化和提高，最終實現“卓越人才”的合理培養模式。

目前通過開設開放選修實驗，江蘇科技大學該專業學生通過32學時左右的實驗室學習和仿真調試，在教師的指導下，學生完成了諸如物料混合裝置、簡單數控機床、電梯控制系統、專用船舶焊接裝置和家用洗衣機等一系列機電液一體化的控制項目，如圖1所示。

二、教學方式改革

針對“卓越計劃”開展的實踐教學方法的改革，對學校的實踐教育手段和方法提出了更高的要求，學生所需要的信息量大，設備需求量和質量也越來越高，傳統的教學手段和方法要隨之進行革新。

第一，積極采用啟發式教學方法。引導學生把學習和研究結合起來，培養學生的科研意識和創新精神。

第二，利用現代化教學手段。為了提高教學質量，利用實物、模型、多媒體、CAI課件等多種教學手段，將有關專業課的課堂教學與實訓教學緊密結合，生動、形象、快速地引導學生理解課程知識。這樣有利于理論與實際聯系，提高學生的學習興趣，拓寬學生的知識面，提高教學效率和教學效果。以數控技術為例，學生可以先進行CAD設計、NC編程仿真，再進行數控加工訓練，以實現遠程設計、網絡制造的現代機械制造理念。

第三，結合教師的科研項目，積極組織開展課外創新實踐活動。積極組織學生參加學校大學生創新計劃，將創新計劃的內容和形式與教師的科研項目相結合，讓學生在實踐中學習、提高和創新。

第四，積極組織學生參與各類競賽，讓學生在競賽中學習與提高。機械電子工程專業是一個專業性和實踐性很強的專業，通過各類學科競賽，結合目前的實踐教學，讓學生進行常態化專業培訓和輔導，提高實際應用和團隊協作能力。

三、考核形式改革

針對不同層次的實驗和實踐形式，采取不同的考核方式，客觀、科學地評價學生成績，引導學生知識、能力、素質和創新能力的協調發展。為了體現工程實用型人才的培養特色，嘗試在學生成績測評體系方面進行改革。設立專項改革教學質量評價與學生成績測評體系。實踐教學質量的好壞不僅要看學生的考試成績，還把對學生工程實踐能力培養、學生為市場接受的程度以及綜合性素質發展等作為教學質量評價的重要方面。在學生成績測評體系中，加大實驗、實習、畢業設計的成績比例。總之，教學質量評價與學生成績測評體系均以培養、提高學生的工程實用能力為導向。

四、制度保障及建設

修訂和完善各類教學管理規定，形成一套包括教學建設、教學運行、教學質量、教師管理等教學規章制度，覆蓋實踐教學管理各方面，貫穿于實踐教學過程的各環節。根據工程實用型人才培養對基本實踐能力與操作技能、專業技術應用能力與專業技能、綜合實踐能力與綜合技能提出的要求，制訂切實可行的實踐教學評估體系。依據機械電子工程專業工程實踐能力的具體要求，制訂各項技能特別是核心能力的考核標準，嚴格考核制度，確保實踐教學質量。重視實踐環節的教學，科學設計實踐教學體系，不斷探索和改革實踐教學內容，保證實習與實訓時間，增加綜合性、設計性實驗，并積極推進實驗室開放，創造條件讓學生較早地參加科研和創新活動；積極開展校企合作，建立穩固的校外實習實訓基地；實習實訓做到時間有保證、經費有落實、條件有保障，措施完善，效果顯著。

五、結語

針對“卓越工程師”的培養要求，對目前機械電子工程專業課程體系的實驗教學內容和教學模式進行了深入分析，提出了任務式和項目式的教學內容改革，配合教學形式、考核形式以及制度保障方面的改革內容，從而為“卓越人才”的培養構建了保障體系。

參考文獻：

[1]白艷茹，王旭，王小寧.卓越計劃背景下創新人才培養模式的改革[J].實驗技術與管理，2012，29（3）：222-224.

[2]李磊，周宏根.“卓越計劃”背景下的實踐教學模式探討[J].科技創新導報，2013，（23）：155-156.

[3]王偉，王殿君，申愛明，等.基于 CDIO 人才培養模式的機械電子工程專業實踐教學體系的改革與探索[J].安徽師范大學學報（自然科學版），2010，33（2）：136-138.

[4]楊麗曼，沈東凱.機械電子專業課程設計的教學改革[J].實驗室研究與探索，2012，31（8）：117-122.

（責任編輯：王祝萍）