面向綜合型人才培養(yǎng)的校企聯(lián)合機械設(shè)計實驗教學(xué)改革實踐

徐春明　周艷　孫瑛　蔣國璋　熊禾根

摘要：針對目前各大高等院校所開設(shè)的機械設(shè)計實驗教學(xué)中現(xiàn)有的不足之處，依托校企聯(lián)合的實驗教學(xué)模式，以學(xué)生綜合能力提升為核心，著力培養(yǎng)一批社會所需求的機械設(shè)計綜合實用型人才。通過該聯(lián)合實踐，使學(xué)生能夠更好的利用綜合資源，以便能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察、設(shè)計、創(chuàng)新和實際動手等能力，為社會提供綜合實用型人才做好長足鋪墊。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；校企聯(lián)合；機械設(shè)計；綜合性人才

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）50-0011-04

一、引言

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，機械制造業(yè)對于任何一個國家而言都具有不可或缺的地位，它作為社會所有經(jīng)濟部門持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，其制造業(yè)水平是評定一個國家工業(yè)化程度的核心標準。對于一門基礎(chǔ)理論與動手實踐密切結(jié)合的實驗教學(xué)類課程，它涉及的基礎(chǔ)概念、內(nèi)容前后連貫性不算特別高，但對工程實踐經(jīng)驗具有較高要求[1]。由于目前機械設(shè)計實驗課程結(jié)構(gòu)以及教學(xué)過程中存在諸多有待改善的地方，給該課程的實際教學(xué)增添了些許阻礙，當前各高校在該課程上普遍存在以下三個問題[2，3]：①教學(xué)模式單一，實驗課堂動手操作之前，單方面給學(xué)生灌輸純理論知識或者以顯示文稿的形式靜態(tài)呈現(xiàn)給大家，沒有做動態(tài)分析和現(xiàn)場演示，學(xué)生很難當堂吸收消化；②實驗教學(xué)的培養(yǎng)方向模糊，在具體的實際教學(xué)過程中，鑒于課程總課時有限，任課教師往往迫于完成教學(xué)任務(wù)而忽視教學(xué)目的，沒有發(fā)揮學(xué)生的課程的主導(dǎo)作用；③實驗室建設(shè)發(fā)展困難，由于大多數(shù)高校實驗室的建設(shè)主要依靠學(xué)校本身或者當?shù)卣慕逃?jīng)費，存在資金短缺和設(shè)備更新滯后等阻礙。

所以，考慮到以上種種不足之處，有必要對現(xiàn)有的機械設(shè)計實驗教學(xué)進行一定程度的改進。首先應(yīng)該明確實驗教學(xué)理念，必須始終貫徹落實以人才培養(yǎng)為核心，以教學(xué)過程質(zhì)量為根本，堅持實驗室親自動手實踐與課堂理論傳授并行的培養(yǎng)模式[4]；其次是重視實驗室本身基本建設(shè)，有些企業(yè)的實驗室經(jīng)常出現(xiàn)人才匱乏，理論指導(dǎo)薄弱，而許多高校為了適應(yīng)社會上人才的需求，卻苦于現(xiàn)有科研資源的短缺，所以依靠校企的結(jié)合實現(xiàn)雙方的優(yōu)勢互補以及共贏勢在必行；最后是實驗教學(xué)模式的更新，各個高等院校在制訂機械類專業(yè)實驗課程培養(yǎng)方案時，要充分考慮社會的實際需求，既要注重理論傳授環(huán)節(jié)的知識教學(xué)，也要重視實驗本身以及實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的實踐程度[5，6]。

二、明確校企聯(lián)合機械設(shè)計實驗教學(xué)實施方向

基于校企聯(lián)合的機械設(shè)計實驗教學(xué)改革，對各大高校的人才培育、理論學(xué)科的建設(shè)、社會服務(wù)都有著相當顯著的促進作用。而針對實驗教學(xué)中各個亟待改進的方面進行明確定義也有助于改革實踐的順利實施，最后筆者從以下六個方面分別進行闡述[7，8]：①在校企聯(lián)合實驗教學(xué)體系方面，注重綜合能力的培養(yǎng)，以人才培養(yǎng)體系的大局為主線，革新教學(xué)觀念，杜絕類似實驗課以及實驗內(nèi)容作為理論課程附庸的這種傳統(tǒng)的教學(xué)體系，根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所處的不同能力階段，構(gòu)建新的實驗教學(xué)體系；②在校企聯(lián)合實驗教學(xué)內(nèi)容方面，迎合社會發(fā)展需求，需要不斷地更新優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，堅持“實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合、實驗教學(xué)與行業(yè)特色相結(jié)合、實驗教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合、實驗教學(xué)普遍性與個性化培養(yǎng)相結(jié)合、實驗教學(xué)校內(nèi)與校外相結(jié)合”等一系列原則，在保證基礎(chǔ)實驗教學(xué)穩(wěn)固的同時，適當增添工程實踐的綜合性應(yīng)用和創(chuàng)新性研究實驗[9]；③在校企聯(lián)合實驗教學(xué)模式方面，結(jié)合企業(yè)所擁有的科研資源，開設(shè)獨立的機械設(shè)計校外實驗課程，在具備充足教學(xué)資源的基礎(chǔ)上建立更加切實可行的促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，合作研究以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新型教學(xué)模式；④在校企聯(lián)合實驗教學(xué)方法與手段方面，采用多元化技術(shù)融合，比如構(gòu)建校內(nèi)教學(xué)網(wǎng)站或者豐富的多媒體教學(xué)課件，再或者高校與高校學(xué)生之間進行實驗交流以及出國留學(xué)，體驗國外新穎的實驗教學(xué)，拓寬學(xué)生見識的同時也能夠提高機械設(shè)計實驗教學(xué)效率和效果；⑤在校企聯(lián)合實驗教學(xué)機制方面，高校應(yīng)當盡可能多舉辦一些質(zhì)量比較高的機械創(chuàng)新設(shè)計與制造等創(chuàng)新性、實踐性比賽，采用各種措施為學(xué)生提供各種能夠得到鍛煉的機會，享受各類優(yōu)質(zhì)資源，鼓勵學(xué)生在機械設(shè)計實驗課堂上進行創(chuàng)新性設(shè)計，加強思維發(fā)散的訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)研究，探索科學(xué)前沿，努力培養(yǎng)一代具有綜合創(chuàng)新能力的尖端人才；⑥在校企聯(lián)合實驗教學(xué)的師資建設(shè)以及工程訓(xùn)練方面，根據(jù)實驗教學(xué)開設(shè)的目的，要重點加強實驗教學(xué)師資隊伍的建設(shè)，有針對的挑選合適的教師進行培養(yǎng)，理論學(xué)習(xí)與動手實踐適當區(qū)分，術(shù)業(yè)有專攻，工程訓(xùn)練上更是要層次分明，依據(jù)基本型技能，應(yīng)用型技能、創(chuàng)新型技能等實踐性環(huán)節(jié)，建立相對獨立又能與課堂理論教學(xué)有機結(jié)合的新型工程訓(xùn)練體系。

三、構(gòu)建校企聯(lián)合機械設(shè)計實驗教學(xué)新模式

為了凸顯機械設(shè)計實驗課程的社會意義，加強學(xué)生的工程意識、實踐能力以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，有必要構(gòu)建與理論教學(xué)并重且適用于綜合性人才培養(yǎng)的校企聯(lián)合實驗教學(xué)新模式[10，11]。而依據(jù)實驗課程開設(shè)的初衷，結(jié)合校企聯(lián)合的發(fā)展現(xiàn)狀，首先建立了三層次的機械設(shè)計實驗教學(xué)體系，其次突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)主線，最后制訂完備的實驗成績考核方式。

1.教學(xué)體系。鑒于機械設(shè)計實驗課程日新月異的發(fā)展，明確學(xué)生在此課程學(xué)習(xí)后應(yīng)當具備的實踐技能要求，根據(jù)“加強基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開拓思維、培養(yǎng)能力、注重創(chuàng)新、提高素質(zhì)”的二十四字指導(dǎo)方針[12]，考慮到與校外企業(yè)之間的合作關(guān)系以及實驗室資源充裕的情況，將企業(yè)中作為教學(xué)的實驗項目分為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)型、綜合創(chuàng)新型和研究提高型三個層級。在確保基本的實驗教學(xué)內(nèi)容的同時，各高校以及企業(yè)應(yīng)當更加注重綜合創(chuàng)新教學(xué)模式的實現(xiàn)以及研究提高實驗教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)，并且依據(jù)三個層級由低到高、由易到難的順序安排實際實驗課程，優(yōu)化實驗課程完結(jié)之后的課程設(shè)計結(jié)構(gòu)，改進實習(xí)以及畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計中有關(guān)實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，形成一套科學(xué)有效的實驗教學(xué)體系。最后，高校與企業(yè)間的結(jié)合也將實現(xiàn)全面培養(yǎng)學(xué)生“實踐能力、工程應(yīng)用能力以及創(chuàng)新思維能力”的目標。

2.創(chuàng)新能力。為了迎合科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的知識經(jīng)濟所連帶的挑戰(zhàn)，我們要做的就是堅持創(chuàng)新，勇于創(chuàng)新。但在這個以人為本的社會中，創(chuàng)新的關(guān)鍵依舊在人本身上，所以機械設(shè)計實驗教學(xué)不僅要以學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)為核心，還要以學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識以及動手能力為根本[13]。首先，企業(yè)應(yīng)當提供一些以培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為主的實驗項目，由高校教師帶隊指導(dǎo)將驗證性試驗與綜合性試驗結(jié)合，學(xué)生自主討論研究，使其在自己的大腦中形成一套具有客觀特征的實物形態(tài)信息，唯有如此，在今后進行相關(guān)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計時才會觸發(fā)頭腦風暴，舉一反三；其次，學(xué)生通常已經(jīng)具備一定的分析、設(shè)計和創(chuàng)新能力，但需要將這三者充分的結(jié)合在一起并應(yīng)用于實踐中，這樣才能發(fā)揮一個人的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，提高實際動手能力以及處理并解決工程問題的能力；最后，適當?shù)囊虿氖┙蹋瑢υ趯嶒炚n堂上表現(xiàn)突出的學(xué)生進行鼓勵、指導(dǎo)其成立課外興趣小團隊，參加學(xué)校舉辦的各類機械創(chuàng)新大賽或者挑戰(zhàn)杯等，通過比賽競爭拓展創(chuàng)新實踐的途徑，同時增強團隊合作意識并進一步激發(fā)每個學(xué)生的內(nèi)在潛能。

3.考核方式。對于機械設(shè)計實驗的考核，傳統(tǒng)的考核方式，無論是單純的試卷考核還是單一的依據(jù)最后一次課程中實驗結(jié)果的評定都具有非常大的弊端，首先一門實驗類課程本身是不適合依靠一張試卷來評判的[14]，但又單純依靠最后一次課中最后一次實驗的結(jié)果卻是有些以偏概全，鑒于此，根據(jù)筆者多年授課經(jīng)驗，特提出一套科學(xué)的考核評判方式。首先對考核項目進行細分，作為一門實驗類教學(xué)課程，其中每次課的實驗考勤、課堂上的實踐動手能力、教學(xué)項目中的綜合設(shè)計能力、課后作業(yè)的創(chuàng)新能力以及最后的實驗報告完成情況都是需要的考量的方面；其次對以上五個考核項目的具體內(nèi)容也要做出合理的改進，創(chuàng)新能力是體現(xiàn)在整個教學(xué)環(huán)節(jié)的各個實踐部分，實驗報告在注重實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果的同時還需要考量實驗過程的科學(xué)性、合理性；最后，綜合每個考核項目的比分要注意側(cè)重點，其中實踐動手能力和綜合設(shè)計能力應(yīng)當占據(jù)較大的比重，而實驗考勤所占比重應(yīng)當最小。

四、基于校企聯(lián)合的機械設(shè)計實驗教學(xué)改革實踐

校企聯(lián)合實驗室的建立對機械設(shè)計實驗教學(xué)的作用日益增大，提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量和科學(xué)研究的水平，這種模式的功能和意義也都非常明顯，主要體現(xiàn)在以下五個方面：深化教改，實踐為主；促進就業(yè)，針對性強；開放共享，服務(wù)社會；宣傳推廣，互惠共贏；產(chǎn)學(xué)合作，校企共贏。

1.搭建培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的校企合作平臺。在我校積極與校外企業(yè)開展人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)和持續(xù)發(fā)展等一系列合作的同時，根據(jù)機械設(shè)計實驗教學(xué)改革思路，筆者對機械設(shè)計實驗課堂上所具有的實驗項目進行科學(xué)分類整理、優(yōu)化組合，結(jié)合校外企業(yè)提供的諸多實驗項目，力圖通過學(xué)校與企業(yè)各自所具有的優(yōu)勢，促進雙方相關(guān)事業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展。首先將企業(yè)提供的以及高校本身所具有的實驗項目中挑出優(yōu)選項目，以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為主線，模塊化分區(qū)為主干，構(gòu)建具有創(chuàng)新設(shè)計性、綜合性的實驗平臺。將所有項目分為：創(chuàng)新設(shè)計性實驗?zāi)K、綜合性實驗?zāi)K、驗證性模塊、自選項目實驗?zāi)K四大塊，其中前三個模塊為必修，最后一個模塊為選修。每一個模塊都要有足夠的實驗項目供學(xué)生挑選學(xué)習(xí)研究，并且，綜合性實驗?zāi)K必須要有一定的綜合性，結(jié)合創(chuàng)新性以及驗證性的優(yōu)點，本身也要具備一點的難度。同時，自選項目實驗?zāi)K更要突出科學(xué)研究前沿，刺激學(xué)生自主學(xué)習(xí)欲望，學(xué)會主動思考，主動提問，從而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。最后搭建起一座培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以及綜合應(yīng)用能力的高新平臺。

2.實驗教學(xué)模式始終貫穿實驗過程。在與校外企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的實驗教學(xué)過程中，鼓勵同學(xué)們盡可能多運用發(fā)散性思維看待問題，并多進行方案之間的對比，分析各自的優(yōu)缺點、可行性，以及開展團隊間的實驗總結(jié)和討論。在實驗教學(xué)的過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)當多運用啟發(fā)式的教學(xué)方式而不是滿堂灌的教學(xué)方式。即學(xué)生每當在進行實際的教學(xué)項目研究時，遇到問題教師不應(yīng)該直接提供答案，而是與學(xué)生進行互動，信息一點點的透漏，引導(dǎo)學(xué)生向正確的答案靠近，并與該同學(xué)展開討論，這個問題為什么如此做，這么做的目的是什么，能取得什么樣的效果等。這種以學(xué)生本身為主體，教師指導(dǎo)為輔助的寬松開放式、雙向互動式教學(xué)模式應(yīng)當始終貫穿基于校企聯(lián)合的機械設(shè)計實驗教學(xué)過程中。實驗過程中鼓勵同學(xué)們遇到不懂的地方多問，對問題有什么想法或者設(shè)想也可以大膽提出來大家一起討論，適度增加課堂提問環(huán)節(jié)所占整堂課的比例，同時將同學(xué)提問互動環(huán)節(jié)的基本情況記錄下來供學(xué)期末考核評分。通過這種教學(xué)方式，無論是在校外企業(yè)中還是在校內(nèi)課堂上，都能夠提高同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性，進而有利于學(xué)生發(fā)散性思維能力及創(chuàng)新和綜合設(shè)計能力的提高。

3.增加校企合作中開放式實驗教學(xué)的比例。考慮到校企聯(lián)合的初衷，校外企業(yè)由于專業(yè)人才的匱乏，空有優(yōu)質(zhì)的科研資源而閑置浪費，各高校卻是由于資金的短缺而無法對現(xiàn)有設(shè)備進行實時更新升級，從而導(dǎo)致學(xué)生空有“滿腹經(jīng)綸”而無處揮灑。所以，將兩者有機結(jié)合以后，互相取長補短。在這種科研資源相對較為充足的背景下，開放式的實驗教學(xué)對于最大限度的發(fā)揮實驗室的效益非常有利，并且能夠充分提高實驗設(shè)備的利用率，也方便在校學(xué)生自主安排課余時間去學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生自身在機械設(shè)計實驗教學(xué)中的積極性和主動性。因此，以已經(jīng)建立起來的實驗教學(xué)高新平臺為基礎(chǔ)，適當增加開放式機械設(shè)計實驗教學(xué)的比例，使得學(xué)生能夠根據(jù)自身的興趣，在一個較為自由、較為寬松的環(huán)境中充分發(fā)揮自己具備的優(yōu)勢進行科學(xué)實驗實踐。這種改革措施既能夠培養(yǎng)學(xué)生一定的創(chuàng)新意識，同時也能夠適當拓寬學(xué)生的知識面，一舉兩得。

五、改革實踐后的機械設(shè)計實驗教學(xué)效果

迄今為止，以上所述關(guān)于機械設(shè)計實驗教學(xué)的改進舉措在筆者學(xué)校開展已久，并取得了非常良好的效果。首先，教學(xué)模式有了很大的改善，面向綜合型人才培養(yǎng)的校企聯(lián)合機械設(shè)計實驗教學(xué)改革實踐使得教學(xué)的目的更加明確，具體體現(xiàn)在以下三個方面：①在教學(xué)的課堂上，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性明顯提高，不僅有更多的學(xué)生自愿主動參與到實驗中來，還有更多學(xué)生會積極提出在實驗過程中對所遇問題的個人看法，并主動去思考問題，總體的教學(xué)氛圍相當活躍；②學(xué)生參加機械創(chuàng)新大賽、大小挑戰(zhàn)杯等省級或是校級賽事的熱情有所高漲，同時在競賽中獲得的獎項無論是質(zhì)量還是數(shù)量也較以往有明顯的改善；③機械設(shè)計教學(xué)實驗室的利用率也有很大程度的提高，相較以前儀器設(shè)備不是很充足的時候，在目前資源足夠的基礎(chǔ)上，課余時間同學(xué)們進入實驗室學(xué)習(xí)的次數(shù)以及待在實驗室的時間都有明顯增加。其次，對于在校學(xué)生而言，他們在現(xiàn)有的實驗室中能夠獲得更多的學(xué)習(xí)樂趣；而對于校外合作企業(yè)而言，我們不僅給他們培訓(xùn)出了一批技術(shù)骨干，同時也在他們攻克現(xiàn)有科研困難上提供了一定的技術(shù)支援，實現(xiàn)了校企雙贏，加深了校企合作的深度與廣度，最直接的體現(xiàn)便是企業(yè)對實驗室儀器設(shè)備的投資逐漸加大，實驗室儀器設(shè)備的更新能夠跟上教學(xué)的實際需求。最后，對師資力量培訓(xùn)的投入也很到位，為了迎合新的社會要求和教學(xué)目標，學(xué)校特地從教師中挑選資質(zhì)較好的進行培訓(xùn)，以滿足實際的教學(xué)需求，而從用人單位對畢業(yè)生在機械設(shè)計這方面能力的反饋上看，以上各種舉措的實時開展確實取得了非常可觀的效果。

六、結(jié)束語

基于校企聯(lián)合的機械設(shè)計實驗教學(xué)改革對于綜合型人才的培養(yǎng)具有非常重要的意義，同時也是各大高校提高實驗室建設(shè)水平的一條有效途徑。本文從明確校企聯(lián)合教學(xué)實驗室的發(fā)展方向入手，討論了實驗教學(xué)的新模式，優(yōu)化了教學(xué)結(jié)構(gòu)，并堅定不移地去實踐。實踐是檢驗真理的唯一標準，單從教學(xué)效果上來看，此次的實驗教學(xué)改革基本是成功的。具體來說，與高校合作的企業(yè)能夠依靠校企聯(lián)合所共建的實驗室，改善企業(yè)員工的職業(yè)素養(yǎng)，提高企業(yè)整體的創(chuàng)新力，并在日益激烈的市場競爭中加速前行；而對于高校而言，在充分利用自身的資源以及人才優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的充裕資金、儀器設(shè)備以及廣闊市場，成功地提高了高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量，實現(xiàn)了在校學(xué)生綜合素質(zhì)的整體提升，并且拓寬了他們的就業(yè)面。但是這些可能還不夠，社會在高速發(fā)展和進步，教學(xué)模式的與時俱進依舊亟待工作在一線的高校教師們?nèi)グl(fā)掘與探索。

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