大機械類工程實踐性、創新性教學體系的研究

鄔志軍，楊敬樹，喬 壯

（皖西學院 機電學院，安徽 六安 237000）

大機械類工程實踐性、創新性教學體系的研究

鄔志軍，楊敬樹，喬 壯

（皖西學院 機電學院，安徽 六安 237000）

現有的機械工程類課程體系，已不能滿足現代社會對人才的需求。本文以強化工程實踐素質、提高創新能力為指導思想，結合現有的教學體系，由“知識傳授型”向“技能培訓型”轉變，最終實現“能力素質培養型”的工程實踐性、創新性實踐教學體系。

工程實踐；創新能力；教學改革

一、機械工程技術人才培養的歷史狀況及思考

實踐性教學環節是高等院校培養高素質工程技術人才不可少的教學環節。機電工程專業主要的實踐性環節有金工實習、課程設計、生產實習和畢業設計，以及有關專業基礎課和專業課涉及的工程實踐環節。長期以來，由于歷史的原因，課程體系基本上保留了傳統的基本教學框架，其突出的表現為：

1.課程體系幾十年無實質性變化，教學內容對科學技術發展的新理論、新技術、新方法吸納遲緩，相對于目前工業科學技術的發展內容滯后，特別是反映結合信息技術、計算機技術的先進制造技術、數控技術、快速成型、先進工藝與設備的內容過少，不能適應科學技術發展對學生將來走向市場，面對競爭的要求。

2.從課程體系和教學內容看，原有的各實踐性教學環節主要以理論驗證為主，相互聯系較為松散，尚未形成完整結合的有機體系。同時，原教學計劃中工程實踐教學內容比例過小，從而使學生的工程實踐意識和實踐能力較弱，學生畢業后適應工作環境的磨合周期過長。

3.原有的課程設計長期以來自成體系，課程內容在一定程度上存在著割裂與互不銜接的現象，且設計內容陳舊（例如“機械設計課程設計”中的減速器設計題目幾十年來保持不變），不利于學生創新能力和綜合能力的培養。

4.金工實習內容單一，設備簡陋，現代加工手段和加工方法在金工實習中不能體現。實習基地建設相對滯后，不能滿足學生規模增大的需要。

5.畢業設計存在題目老化、涉及內容面窄以及與現場實際結合不夠、閉門造車等問題，與我們的培養目標有較大差距。

6.綜合性、設計性實驗環節比例偏低，專業實驗設施嚴重滯后。

隨著目前專業口徑的加寬，招生人數的增大，加強對學生工程實踐能力和創新精神培養在新時期顯得更加重要和迫切。實施創新素質教育，強化綜合實踐能力，培養具有創新能力的高素質工程技術人才，培養合格的工程師，是我國高等教育面向世界、面向未來、面向現代化的必由之路，也是信息化社會和知識經濟發展的必然要求。面對培養21世紀人才的需要和市場經濟帶來的人才素質能力競爭的現實，如何激發學生的創造性思維能力，如何提高學生將頭腦中的思維變成工程圖紙和計算機圖形的能力，如何提高學生將紙面圖形變成產品模型的能力，如何提高學生將產品模型變成真正產品的能力，如何提高學生在管理層、總體領導層創新工作的能力，都是我們從事高等機械學科教育的人員必須認真思考和亟待解決的問題。

二、強化工程實踐素質、提高創新能力教學改革的指導思想和基本思路

為了培養出符合現代機械科學技術發展的、符合21世紀需要的創新人才，就要“以現有實踐性教學環節為基礎，以現代工程技術的能力培養為龍頭，以突出學生的綜合素質和創新能力培養為主線，以課程體系群中的各個實踐教學環節的統籌規劃全面更新為手段，建立起一套符合21世紀人才培養需要的工程實踐性環節教學體系”?；谏鲜鲋笇枷?，從而確定了教學各個環節的基本思路：“保證理論教學內容夠用的前提下，使各個實踐性教學環節由原來的“知識傳授型”和“技能培訓型”向“能力素質培養型”轉化，在統籌規劃培養目標和培養方案的過程中，科學設置各個工程實踐訓練的內容，以期通過各個實踐性教學環節的實施，提高學生的綜合實踐能力和創新意識?！?/p>

為此，要對以前的教學模式、教學管理方法進行改革，教學內容要重新調整、組合、充實。

三、實踐性、創新性的實踐教學體系

為了強化工程實踐素質、提高創新能力，將機械類工程實踐課程按能力培養和訓練的方案劃分為三個模塊（如上圖）：

1.實踐能力培養模塊。該模塊包括計算機應用訓練、典型機械拆裝與測繪、技術基礎類課程部分驗證型實驗、金工實習基本操作技術訓練、認識實習等。

2.工程實踐能力的綜合應用模塊。該模塊包括技術基礎類課程和專業課程的綜合性實驗、金工實習中現代加工技術實習、有關技術基礎課程設計和生產實習等內容。

3.創新能力培養模塊。該模塊包括專業課程設計、畢業設計、學生機械創新設計和制作活動等內容。

根據上述模塊的劃分思路，對原有的各實踐性教學內容進行修訂、整合，制訂出符合新思路的實踐性教學的有關教學大綱，編寫出有關的教學資料。改變思想觀念，拓寬思路，改革原有的實踐教學模式和教學管理方法。改革實踐教學環節對學生的考核手段和考核方法，把學生和老師從應試教育的模式中解放出來，提高學生的學習積極性和主動性。

四、實踐性、創新性的實踐教學體系的實施方案

（一）強化理論指導下的實踐應用能力的培養，科學設置工程實踐訓練環節

1.在培養計劃中，突出實踐性教學環節。注重和加強實踐性環節，培養學生的工程綜合能力和動手能力。實踐教學環節包括：金工實習，微機原理與接口技術課程設計，英語強化訓練，計算機應用訓練，認識實習，生產實習，機械拆裝、測繪及計算機繪圖，機械原理課程設計，機械設計課程設計，畢業設計，創新社會實踐等。以能力培養為重點，將諸如自學、信息采集處理及應用、分析解決工程實際問題、工程設計、動手、語言文字表達、計算機應用、科技開發與創新、組織管理、技術經濟分析、實際動手等能力培養放在了極其重要的位置，充分體現了素質教育的內涵。

2.拓寬專業口徑，調整知識、能力、素質結構，構建適應新世紀需要的人才培養模式，是機械類人才培養的總目標。從轉變教育思想觀念入手，以培養工程實踐能力和創新能力為目標，突破原有的學科界限，拓寬基礎，精選教學內容，處理好傳統內容和科學技術新發展之間的關系，努力將機械工程發展成為一個集機械、電子、信息、材料為一體的新型綜合性學科。

3.改革金工實習組織模式，培養學生的工程實踐能力和創新能力。以學生自己擬定的實習產品為主線，貫穿整個金工實習環節，學生自己確定產品的工藝方法、工藝路線、具體的加工方法、材料的選擇、產品的設計、工藝過程的擬定、質量控制既檢驗方法等。

4.在實踐環節的內容上作出科學的安排。對于復合型的機械類應用技術人才的培養，我們認為要在學科交叉融合和綜合實踐應用能力上下工夫?？梢栽诮鸸嵙曋螅瑢I技術課程開設之前，設置了一周的“認識實習”。使學生在金工實習的基礎之上，對整個機械產品的設計、制造和生產過程有一個整體的感性認識；并且，設置了綜合性實踐環節——機械設計課程設計和機械制造技術基礎課程設計。其目的是使學生將所學的機、電、液、測、控及計算機應用等方面知識得到一次綜合應用，從中得到一次綜合實踐能力訓練。

5.制定行之有效的管理和實施辦法，確保實踐性教學環節的質量。對于教學計劃中所設計的各個實踐性教學環節，制定了相應的教學大綱。確保各個實踐性教學環節能夠真正培養學生的實踐應用能力和創新能力。同時，為了保證學生的參與和積極性，學院還制定了一系列考核和管理辦法。

（二）在加強主干課程建設的同時，著力于提高實踐環節的教學效果

1.通過重點課程建設來加強機械類技術基礎課程實踐環節。（1）在重點課程教學計劃中，建立充分體現創新思想與實踐能力培養的課程體系。（2）改進重點課程實踐性教學環節，為提高學生的創新設計能力創造條件。

2.加強設計性實驗、綜合性實驗。加快教育思想、教育觀念的轉變，更新教學內容、教學方法，訓練學生的創造性思維和創新意識，培養學生的綜合能力和創新能力。實驗的設計應能充分調動學生的積極性，進行科學實驗。具體做法是將實驗室的設備情況、實驗目的要求事先告訴學生，由學生在實驗前自己確定實驗方案、實驗步驟，估計實驗結果，然后分組討論比較方案的優、缺點，確定小組方案，最后上實驗臺，分組進行實驗，實驗報告要求有實驗方案及其分析，實驗步驟、實驗調試過程遇到的故障分析、實驗結果及其分析。教師和實驗員參與他們的討論，在其中對學生起引導和輔導作用。

3.課程設計注重創新與工程實踐?，F有的“機械原理課程設計”與“機械設計課程設計”自成體系，分別命題，課程內容在一定程度上存在著割裂與互不銜接的現象，且設計內容陳舊，不利于學生創新能力和綜合能力的培養。綜合設計的教學實踐，將機械原理與機械設計兩門課的課程設計進行合并、整合，學生3～4人為一個設計小組，題目是以工程實際為背景的設計題目。將構思、方案設計、功能設計、機構設計、優化設計、評價設計進行一條龍訓練，并與機械CAD相結合，形成一個面向工程實踐的整體體系，將原來的“課程實踐”轉變為“工程實踐”，以利于培養學生的工程意識、綜合設計能力和創新能力及團隊精神。

4.創新設計中的計算機系列課程。把計算機技術貫穿于實踐性教學內容和課程體系中一直是機械類教學改革的重點之一，計算機也是創新設計的主要工具之一，通過計算機繪圖（融合在機械制圖之中）、數據庫及管理系統、計算機強化訓練、機械拆裝及測繪及計算機輔助設計等環節將計算機技術融入機械創新設計，提高學生的創新設計能力。

（三）機械創新設計與課程設計、畢業設計有機結合，提高學生參與創新設計的主動性

1.建立機械創新設計基地。實施創新教育，培養具有高素質的創新人才是我國高等教育面向世界、面向未來、面向現代化的必由之路。創新設計是學生創新能力培養的重要手段，因此要建立內容豐富的創新實驗基地。

2.機械創新設計和課程設計、畢業設計有機結合，提高學生參與創新設計的主動性。由于單一的機械創新設計激發不起學生的興趣，又對學生沒有約束力，所以學生參與的主動性不足，碰到問題容易退卻。機械創新設計和課程設計、畢業設計的結合有利于提高學生的積極主動性，更使得參與機械創新設計的學生人數大幅提高。制定出機械創新設計大賽和課程設計、畢業設計有機結合的實施細則，規范管理，嚴格要求。把任務和興趣有機結合起來，這樣一來學生既有壓力又有動力，達到滿意的實踐教學效果。

3.規范畢業設計的各教學環節，真題真做，體現綜合創新實踐。在畢業設計、課程設計選題、難度、份量、綜合訓練、答辯、成績評定等各個環節嚴格把關。設計選題緊密結合教師科研工作，大多數的畢業設計題目來工廠實踐或科研項目，有新意。學生的知識結構和創新能力逐步得到提高，綜合素質教育取得顯著成效，設計質量好。特別是畢業設計中，結合教師的科研項目或工程實際題目，原則上“一人一題”，學生3～4人可為一個設計小組，可共同進行市場調研、方案構思、功能設計、結構設計、零部件設計、編寫程序及上機調試、計算機輔助設計、設計評價和論文寫作，形成一個面向工程實踐的整體體系，培養學生的工程意識、綜合設計能力和創新能力及團隊精神。具體做法是：在課程與課程實驗中先逐步交叉融合，再在綜合性課程設計中得到較全面的綜合訓練，最后在畢業設計中，通過產學研基地的實際課題，真刀真槍地鍛煉，使學生的創新能力、綜合工程實踐能力都得到進一步全面提高，使真正的機械類復合型應用技術人才被“敲打成型”。綜合實踐能力在逐步綜合中培養。

五、結束語

強化工程實踐素質，提高創新能力的創新性、實踐性教學改革體現了以下幾個方面：

1.培養模式和實踐、創新教育方案以創新素質教育為核心內容，以工程實踐能力培養為重點，充分體現了素質教育的內涵。

2.使整個教學體系得到整體優化，建立大工程觀念、競爭和市場經濟觀念、大機械設計制造觀念等新的教育觀念。

3.充分體現實踐出真知，實踐是創新的源泉。

4.針對性的培養應用型人才，教育的人才主要從事工程實踐（區別于研究型人才的實踐是科學實驗），并具有突出的工程實踐能力。

5.將創新設計理念融入機械類課程設計、畢業設計等具體教學環節，將創新落在了實處。

新的培養模式符合高等工程教育的規律，也符合現代社會科技創新對人才的要求。

G642.0

A

1674-9324（2014）30-0187-03

皖西學院招標課題，項目名稱：汽車服務工程專業核心課程體系研究與改革，項目編號：2013zb15皖西學院國家級大學生創新創業訓練計劃項目 項目編號：201210376013。

鄔志軍（1971-），男，安徽省六安人，碩士，講師，研究方向：機械設計。