智能制造專業(yè)群跨專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程的實施和體會

郭鳴宇

摘要：智能制造專業(yè)群需要融合計算機、自動化和機械設(shè)計制造等專業(yè)，培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才，此類人才需要精通本專業(yè)的知識和技能，并且了解專業(yè)群相關(guān)專業(yè)的知識，同時需要具備跨專業(yè)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維習(xí)慣。本文結(jié)合本校智能制造專業(yè)群建設(shè)過程的跨學(xué)科、跨專業(yè)融合建設(shè)情況，尤其是跨專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程的建設(shè)、實施、考核、反饋和改進等情況，通過調(diào)研該課程的跨專業(yè)創(chuàng)新團隊的組建、指導(dǎo)學(xué)生參與創(chuàng)新以及評價學(xué)生創(chuàng)新成果而取得的成績和效果，分析比較創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用。

關(guān)鍵詞：：智能制造；專業(yè)群；跨專業(yè)；創(chuàng)新訓(xùn)練項目

中圖分類號：G646 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）32-0039-03

一、引言

目前中國是世界第二大經(jīng)濟體，是制造業(yè)第一大國，但是國內(nèi)自主創(chuàng)新能力薄弱，先進裝備、高端裝備與智能裝備貿(mào)易逆差嚴重且主要依賴進口，制約了制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。為改變這種局面，中國政府提出“實施制造強國戰(zhàn)略”，并提出了《中國制造2025》的行動綱領(lǐng)，明確了大力發(fā)展智能制造，將信息化和自動化融入制造過程以實現(xiàn)制造業(yè)的智能化，從而實現(xiàn)中國從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變。

二、智能制造專業(yè)群對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求

作為遼沈地區(qū)第一批民辦綜合型大學(xué)，沈陽城市學(xué)院有悠久的工科專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗和豐富的工科專業(yè)辦學(xué)資源，其中機械設(shè)計制造及其自動化、自動化和計算機科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)均有十余年的歷史。這三個專業(yè)所在的機電工程學(xué)院，積極整合各個專業(yè)的教學(xué)資源，建設(shè)智能制造專業(yè)群，各專業(yè)將培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整為面向智能制造領(lǐng)域，為智能制造行業(yè)的各個專業(yè)崗位培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才。專業(yè)群的各個專業(yè)在培養(yǎng)方案中不約而同地明確了與智能制造行業(yè)相關(guān)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求，例如：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)明確了培養(yǎng)“智能制造技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品創(chuàng)新能力”，自動化專業(yè)明確了培養(yǎng)“智能控制系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計能力”，計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)明確了培養(yǎng)“智能應(yīng)用技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新能力”等。

三、創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程建設(shè)

1.創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程的教學(xué)目標(biāo)。培養(yǎng)智能制造行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新能力，首先，需要明確各個專業(yè)在智能制造行業(yè)的地位，尤其是各專業(yè)核心崗位能力的確定，計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)負責(zé)智能識別、智能決策等，自動化專業(yè)負責(zé)智能控制，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)負責(zé)設(shè)計制造；然后，需要有專業(yè)群平臺課，如智能制造導(dǎo)論、程序設(shè)計基礎(chǔ)、3D打印技術(shù)、機器人控制技術(shù)等必修課以及一系列的選修課，完成智能制造行業(yè)的整體概述、明確各個專業(yè)的共同目標(biāo)和各個專業(yè)銜接的工作內(nèi)容；最后，還需要創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和跨專業(yè)的創(chuàng)新訓(xùn)練項目等課程，具體完成培養(yǎng)智能制造行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新能力，其中創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程是形成各個專業(yè)面向智能制造行業(yè)的創(chuàng)新能力的主要課程。因此，創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程的建設(shè)是形成智能制造專業(yè)群要求的創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在。創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程作為智能制造專業(yè)群的平臺課，是機械設(shè)計制造及其自動化、自動化和計算機科學(xué)與技術(shù)等三個專業(yè)的必修課，是培養(yǎng)跨專業(yè)創(chuàng)新實踐能力的實踐類課程。該課程是以創(chuàng)新項目為驅(qū)動，以學(xué)生“自主學(xué)、動手學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式，以創(chuàng)新項目組為教學(xué)組織形式，以創(chuàng)新項目組的自主立項為學(xué)習(xí)內(nèi)容，以指導(dǎo)教師的個性化指導(dǎo)為教學(xué)方式，以指導(dǎo)完成創(chuàng)新項目為教學(xué)內(nèi)容，以創(chuàng)新項目的完成情況為考核內(nèi)容，使學(xué)生形成能夠配合相關(guān)專業(yè)完成智能制造行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新的能力。

2.創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程的設(shè)計。創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的要求為依據(jù)，將課程分為立項答辯、中期報告和結(jié)題匯報等三個階段。為順利實施創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程，并對創(chuàng)新訓(xùn)練項目進行全過程管理，需要根據(jù)該課程的教學(xué)目標(biāo)對課程實施環(huán)節(jié)進行設(shè)計，尤其是對學(xué)生團隊對“學(xué)”的期待以及對學(xué)習(xí)方式的引導(dǎo)；對教師“教”的有效性的提高；對課程考核“考”的客觀性的要求等，進行必要的設(shè)計。（1）對學(xué)生“學(xué)”的設(shè)計。首先，根據(jù)智能制造專業(yè)群各個年級學(xué)生的知識水平和綜合能力，明確了該課程的教學(xué)對象是大二和大三年級機械設(shè)計制造及其自動化、自動化和計算機科學(xué)與技術(shù)等三個專業(yè)的學(xué)生；然后，確定了分組教學(xué)的教學(xué)組織方式，并要求學(xué)生跨專業(yè)、跨年級組成創(chuàng)新項目團隊參加課程學(xué)習(xí)，每組6—8人，必須有三個專業(yè)的學(xué)生；此外，為了發(fā)揮創(chuàng)新項目組的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生“自主學(xué)、動手學(xué)”的學(xué)習(xí)熱情，明確了創(chuàng)新項目采用開放式命題，即題目所涉及的研發(fā)內(nèi)容必須融合多個專業(yè)的知識和技能，具體題目不限，由創(chuàng)新項目團隊自主確定，并提交開題報告；最后，要學(xué)生了解，創(chuàng)新項目必須做出實物，具體要求在“考”的設(shè)計中明確，在項目研發(fā)過程中創(chuàng)新項目團隊會得到教師的有效幫助和指導(dǎo)，具體細節(jié)在“教”的設(shè)計中明確。在明確授課對象、確定教學(xué)組織方式、選定課程項目研究內(nèi)容以及了解考核方式和能夠獲得的幫助后，學(xué)生即可開始了本課程的學(xué)習(xí)。創(chuàng)新項目團隊會在對專業(yè)了解基礎(chǔ)上根據(jù)學(xué)習(xí)興趣自主選題，興趣是最好的老師，在興趣引導(dǎo)下學(xué)生團隊將順利開展學(xué)習(xí)，之后的“教”的工作也將順其自然。以學(xué)生為主導(dǎo)的實踐化教學(xué)課程，是以學(xué)生的“學(xué)”為驅(qū)動，之后才涉及到“教”的問題。（2）對教師“教”的設(shè)計。對于創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程這類實踐課程，教師僅需要起到引導(dǎo)、指導(dǎo)作用，應(yīng)該避免會影響學(xué)生創(chuàng)新思維的教導(dǎo)。對于該課程，教師的教學(xué)開始于協(xié)助項目團隊修改創(chuàng)新項目立項說明書評審，并準備創(chuàng)新項目立項答辯。在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，由學(xué)生根據(jù)創(chuàng)新項目的知識需求自主選擇指導(dǎo)教師，教師首先需要根據(jù)學(xué)生請求確定項目指導(dǎo)關(guān)系；然后審閱創(chuàng)新項目立項說明書，根據(jù)立項說明書的內(nèi)容分析創(chuàng)新項目的技術(shù)可行性；最后讓創(chuàng)新項目團隊明確項目的重點和難點，并協(xié)助創(chuàng)新項目團隊制定創(chuàng)新項目解決方案和立項答辯。在該過程中指導(dǎo)教師主要是引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)興趣點關(guān)注在項目的重點、難點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)上。項目通過立項答辯后，指導(dǎo)教師的工作進入指導(dǎo)階段，課程教學(xué)方式以創(chuàng)新項目指導(dǎo)的方式進行，指導(dǎo)過程以學(xué)生為主導(dǎo)，根據(jù)項目進度和創(chuàng)新項目組需求向指導(dǎo)教師提出指導(dǎo)要求，指導(dǎo)教師需要按創(chuàng)新項目組的項目指導(dǎo)需求準備指導(dǎo)內(nèi)容并提供直接或間接的指導(dǎo)意見。在此過程中，指導(dǎo)教師需要及時跟蹤項目進度，并按立項說明的進度要求檢查項目進度及反饋，同時協(xié)助學(xué)生準備項目中期答辯相關(guān)材料。（3）對課程“考”的設(shè)計。參與創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程最適合的考核就是以項目作品完成情況為依據(jù)進行考核，該考核工作由各個專業(yè)骨干教師組成的創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程考核委員會負責(zé)完成。為了使創(chuàng)新項目組更順利的完成所設(shè)計的作品，并且更客觀的開展項目考核工作，本課程按設(shè)計課程的階段分三個階段進行考核。首先，立項階段進行立項答辯考核，根據(jù)立項說明書，即創(chuàng)新訓(xùn)練計劃申報書，進行分組答辯，并針對其中的每個項目分為六項進行評分考核，考核成績包括分組成績和個人成績兩部分；然后，在項目進行的中期，進行項目中期報告考核，按項目開題報告中的項目進度安排的時間點，對里程碑事件和關(guān)鍵成果物進行考核，明確工作成果所含工作量以及個人工作量核對，并進行分組成績和個人成績評分；最后，在項目結(jié)題時進行結(jié)題匯報演示，根據(jù)結(jié)題匯報展示的作品完成情況進行分組評分，根據(jù)個人工作描述及回答提問情況進行個人評分。所有考核的分組成績均折算為個人成績，課程考核結(jié)果以個人成績形式呈現(xiàn)。具體考核標(biāo)準有一系列的定性標(biāo)準和定量標(biāo)準，此處不再贅述。

此外，對于每個階段均有類似于補考機制的二次考核機會，此類考核不針對創(chuàng)新項目組，主要針對個人?；舅悸愤€是以完成項目作品為導(dǎo)向，按照課程考核委員會的開題答辯意見、中期報告修改意見和結(jié)題匯報改進意見等對相關(guān)項目材料和項目作品進行修改并重新進行考核，對二次考核不通過的個人做重修處理。同時，對考核成績優(yōu)秀的項目作品優(yōu)先推薦參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃。

3.與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程相結(jié)合。目前高等教育的課程體系中均有就業(yè)指導(dǎo)等的通識類課程，隨著“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”等號召的提出，該類課程改為或增加了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等通識類課程。此課程主要是面向各個專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維習(xí)慣和創(chuàng)新行動能力，因受眾專業(yè)各異，使其授課針對性不強，在實踐中授課難度較大，對工科專業(yè)的學(xué)生形成創(chuàng)新行動能力的效果欠佳。

針對此情況，在建設(shè)智能制造專業(yè)群的創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程過程中，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程由通識課改為專業(yè)課，并將課程目標(biāo)調(diào)整為針對工科專業(yè)尤其是智能制造行業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。課程內(nèi)容以創(chuàng)新訓(xùn)練項目的相關(guān)材料的準備方法和技巧為主要內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)新思維能力，并培養(yǎng)創(chuàng)新行動習(xí)慣。同時，使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程和創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程形成事實上的前導(dǎo)后繼關(guān)系，使學(xué)生能夠較為系統(tǒng)的形成創(chuàng)新思維習(xí)慣和創(chuàng)新行動能力。

通過對兩屆學(xué)生的實施效果來看，融入了專業(yè)內(nèi)容的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程能夠有效提高學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃申請的積極性，并能夠有效彌補學(xué)生的材料編寫能力和表達準確性等方面的不足。

四、創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程實施

1.課程實施情況與改進。在課程實施階段，學(xué)生在申報項目時，為了達到結(jié)合三個專業(yè)的專業(yè)知識并作出具體作品的立項要求，普遍申報的是智能家居類和智能日用品類作品，涉及外觀設(shè)計、自動控制和云端控制等內(nèi)容，該類項目體量適中、難度適中、創(chuàng)新角度多元，是學(xué)生團隊集體智慧的選擇。在項目立項過程中，指導(dǎo)教師的主要工作是與創(chuàng)新項目團隊反復(fù)確認項目可行性和可操作性，指導(dǎo)教師的另一項主要工作是與課程考核委員會溝通作品內(nèi)容，尤其是作品工作量等問題。在此過程中，課程考核委員會的主要工作是評審立項材料并評價立項答辯情況，確認項目是否達到立項要求。在實踐中，學(xué)生往往因為缺乏目的性和可依據(jù)的標(biāo)準，漫無目的走很多彎路，而且立項答辯不通過，還需要重新修改材料參加立項答辯，教學(xué)效率較低。為提高此階段的教學(xué)效率，在下一輪教學(xué)時計劃提供創(chuàng)新項目典型案例的相關(guān)材料，使學(xué)生和教師有的放矢的開展創(chuàng)新訓(xùn)練項目。創(chuàng)新項目立項后，各個創(chuàng)新項目團隊按立項說明書中的項目進度安排開展工作，這一階段的教師主要工作是根據(jù)創(chuàng)新項目團隊的要求進行項目關(guān)鍵問題的技術(shù)指導(dǎo)。這一階段學(xué)生創(chuàng)新項目團隊的主要工作是根據(jù)項目進展?fàn)顩r發(fā)現(xiàn)問題、著力分析問題并試圖解決問題。

2.課程考核情況與改進。課程考核是課程實施過程的重要環(huán)節(jié)，課程考核的客觀性是保證該環(huán)節(jié)順利實施的關(guān)鍵。對于實踐類跨專業(yè)課程的考核，涉及多個專業(yè)的專業(yè)知識和技能，需要組織各專業(yè)的骨干教師組成課程考核委員會進行客觀公正的考核。課程考核委員會根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)，確定課程考核要求，制定并公布課程考核標(biāo)準。因為該實踐課程采用指導(dǎo)教師分組教學(xué)模式，為了加強教學(xué)過程管理，在考核時也著重關(guān)注過程考核的實施和標(biāo)準制定?？己税错椖窟M行階段對應(yīng)三次考核：立項評審、中期檢查和結(jié)題考核，每次考核都由指導(dǎo)教師組內(nèi)自評和考核委員會考評兩部分組成，其中中期檢查和結(jié)題考核又由過程成績和答辯成績構(gòu)成。

3.課程實施情況分析。課程實施效果的積極影響體現(xiàn)在學(xué)生對后續(xù)課程學(xué)習(xí)態(tài)度的變化在已經(jīng)實施該課程的一個學(xué)期中，經(jīng)歷了完整的課程選題、確定指導(dǎo)教師、項目立項、中期檢查、結(jié)題答辯等過程和課程考核工作，之后同一屆學(xué)生還將在接下來的學(xué)期進行同樣要求但選題不同的實踐類課程。學(xué)生對即將進行的項目實踐課程的態(tài)度更加認真，對結(jié)課考核和過程考核的細節(jié)更加關(guān)注，在組隊時團隊成員的選定也更加慎重，在選定題目時更加關(guān)注題目的思維創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，在確定指導(dǎo)教師時學(xué)生團隊能夠主動與多位教師充分溝通主動選擇指導(dǎo)教師。

五、結(jié)束語

綜上所述，面向智能制造專業(yè)群的創(chuàng)新訓(xùn)練項目課程，通過創(chuàng)新訓(xùn)練項目將機械設(shè)計制造及其自動化、自動化和計算機科學(xué)與技術(shù)等三個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)融合，形成智能制造行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新能力，是有教學(xué)實踐驗證的且可行。此課程能夠引導(dǎo)學(xué)生形成“自主學(xué)、動手學(xué)”的學(xué)習(xí)習(xí)慣；在課程實施過程中，創(chuàng)新項目團隊的組織形式和答辯考核形式將有助于學(xué)生形成可轉(zhuǎn)移能力；對課程作品的實現(xiàn)，將有助于學(xué)生最終形成智能制造行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]王瓊，盛德策，陳雪梅.項目驅(qū)動下的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[J].實驗技術(shù)與管理，2013，（06）.

[2]李雪，盧公昊，劉坤，巨東英，張志強.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提升指向的項目教學(xué)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2016，（13）.

[3]李峰，董月成，朱承飛.大學(xué)生科研訓(xùn)練存在的問題及解決途徑[J].教育教學(xué)論壇，2017，（49）.