基于專業(yè)認證的機械類實踐教學模式改革

周靜愷，馬善紅，楊金林

（浙江理工大學機械工程實驗教學中心，浙江 杭州310018）

0 引言

工程教育專業(yè)認證是由中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會組織進行的，其著眼于檢驗人才培養(yǎng)質量，建立人才質量評估標準，同時也是全球性人才資源互認的重要基礎。專業(yè)認證由《工程教育認證標準》教育部發(fā)布的《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》作為支撐，強調以學生為中心，采用更利于學生接受的教學模式，并以學生的收獲為教學評價指標[1]。

機械類專業(yè)的工程教育專業(yè)認證強調激發(fā)學生的學習興趣和潛能、強化實踐性和創(chuàng)新性，更加重視考察學生綜合運用所學的科學理論和技術手段，分析并解決工程問題的基本能力。

1 專業(yè)背景及現(xiàn)狀

我校機械類專業(yè)致力于培養(yǎng)具有適應機械類工作所需的工程科學基礎、工程專業(yè)技術及管理知識的人才，學生需要具備分析問題、解決問題、組織管理、合作交流和自主學習的能力，并且具有創(chuàng)新意識、社會責任感、職業(yè)道德及人文素養(yǎng)，能在機械工程及其相關領域從事產品的設計與制造、應用研究和科技開發(fā)、運行管理等工作。專業(yè)培養(yǎng)采用前期機械大類培養(yǎng)、后期個性化分流的培養(yǎng)模式，為不同發(fā)展志向以及不同能力的學生創(chuàng)造相適應的培養(yǎng)環(huán)境和條件，努力培養(yǎng)卓越的機械工程技術人才。由此可見，為滿足專業(yè)認證要求、實現(xiàn)專業(yè)的培養(yǎng)目標，實踐教學環(huán)節(jié)是至關重要的。

2 實踐教學模式改革必要性

我校機械類專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)主要包括課內實驗、認知實習、金工實習、生產實習、專業(yè)綜合實踐等。在眾多實踐教學環(huán)節(jié)中，課內實驗內容豐富并且占有較大的比重，實驗的驗證性內容占比較大；金工實習主要是在校內的金工訓練中心完成，實驗能夠培養(yǎng)學生的動手操作能力，并熟悉機械加工的一些基礎設備、操作；認知實習和生產實習等環(huán)節(jié)會帶領學生進入相關企業(yè)進行參觀學習，幫助學生貼近工程實際、開拓眼界；專業(yè)綜合實踐對學生的一部分知識進行綜合，引導學生動手操作，最后完成實踐報告或作品。

以上實踐教學環(huán)節(jié)能夠在一定程度上培養(yǎng)學生的動手能力、解決問題能力等，但是在對學生的綜合性、創(chuàng)新性、解決實際工程問題的能力培養(yǎng)上尚未取得很好的效果。在專業(yè)認證現(xiàn)場考察中，專家指出專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的產學研重要性以及進一步培養(yǎng)學生創(chuàng)新性、實踐能力的必要性。因此本文以工程教育認證中的大學生實踐要求為標準，對實踐教學模式進行改革，使得實踐教學更能夠為培養(yǎng)目標和專業(yè)認證要求服務。

3 實踐教學模式改革方案

為滿足工程教育專業(yè)認證的要求，通過對機械專業(yè)實踐教學創(chuàng)新模式的研究，搭建學生實踐訓練活動平臺，開展多種形式的實踐活動，開設專題講座、進行工程實例剖析，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。實踐教學模式改革方案如圖1所示，在教師團隊的指導下，學生基于項目完成相關實踐環(huán)節(jié)，并將實踐內容轉化為相應的成果如作品實物、專利、論文、報告等。

圖1 實踐教學模式改革方案

3.1 創(chuàng)新實踐教學平臺搭建

從實驗室建設、教師團隊建設、管理模式、整合教學競賽資源等方面入手，搭建符合專業(yè)認證要求的創(chuàng)新實踐教學平臺。實驗室建設方面，在原有實驗室的基礎上配置了3D打印工作室、PPCNC數(shù)字加工工坊、慧魚實驗室、智慧教室等，以供創(chuàng)新實踐教學和學生自主使用，并通過機械基礎國家級實驗教學示范中心對機械類相關實驗室進行資源整合[2]，實踐教學平臺基本結構如圖2所示。

圖2 實踐教學平臺基本結構

教師團隊建設方面，在原有實驗教師的基礎上，每個項目組配備至少一名理論課教師進行指導，并提供相應的科研課題作為項目的參考。只有豐富經驗和認真負責、實踐能力強的指導教師才能更好地引導學生，因此實驗中心要求指導教師定期參加培訓，并積極到其他優(yōu)秀院校、科研機構、企業(yè)單位等進行交流學習，不斷提高業(yè)務水平[3]。指導教師之間定期交流并及時溝通學生項目的進行情況，從而更好地指導學生完成實踐內容，引導學生更加深入地將實踐內容與工程實際相結合，貼近專業(yè)認證的要求。

管理模式上實行實驗室開放式管理[4]，個別實驗室除了預約開放以外還支持全天開放，供學生、指導教師在實踐項目中使用，其中全天開放的實驗室由相應指導教師和助教負責門禁和安全事項。除了實驗室開放式管理之外，還引入了學生干部、有興趣的學生參與實驗室的管理維護，在指導教師的監(jiān)督下作為助教輔助工作，這樣能夠形成學生工作的合力，加強學生工作部門與實踐教師之間的溝通、交流與協(xié)作，使實踐教學活動更深入學生團體取得更好的教學效果。

3.2 實踐培訓

為使學生適應新的教學模式、熟悉創(chuàng)新實踐教學平臺并且明確實踐目標，實踐教學首先對學生進行一系列基本培訓。培訓通過專題講座、課題研討等形式開展，在培訓中會加入一些具體的項目案例、創(chuàng)新案例供學生參考。培訓結束時組織學生上交培訓總結報告并且邀請學生做個人分享，實踐培訓作為整個實踐教學環(huán)節(jié)的一部分，主要圍繞以下幾個內容開展：1）創(chuàng)新設計理論與方法，2）工程創(chuàng)新設計與案例，3）項目開發(fā)與實例討論，4）專利的構思、撰寫規(guī)范、可行性分析、受理及授權，5）專利申請的案例剖析、體驗交流。

3.3 項目式實踐教學

實踐教學經過培訓之后首先對學生進行分組，每組3～4人，每組配置一名實踐教師和一名理論教師，每位指導教師指導項目不宜超過2項，以小組為單位有助于學生進行分工合作，完成具有一定挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性的項目，并且能夠培養(yǎng)學生分工合作的精神，更好地培養(yǎng)學生的動手能力[5]。分組之后學生和指導教師需要完成選題環(huán)節(jié)，題目由指導教師指定或學生自主選擇，學生自主選擇的題目需要經過指導教師的確認。項目選題可以結合每年的挑戰(zhàn)杯、機械設計大賽、新苗計劃、國創(chuàng)項目等進行創(chuàng)新，也可以與學院教師的科研項目相結合，以滿足不同學生的需求。選題的同時需要制定項目的詳細實施計劃，后續(xù)實踐過程中教師按照實施計劃進行監(jiān)督指導，并填寫實施計劃完成情況表。

指導教師和項目組學生充分利用創(chuàng)新實踐教學平臺的所有資源對項目進行實施，項目的所有環(huán)節(jié)都由學生主導完成，指導教師負責監(jiān)督并給出一定的指導意見，并為學生提供一定的幫助。每個實踐項目在結題驗收時學生需要提交作品和項目結題報告，項目實施過程中指導教師可以鼓勵學生進行論文、專利、軟著等的撰寫，以拓展學生的能力。

3.4 實踐考核

創(chuàng)新實踐課程的考核基于培訓總結報告、項目計劃完成情況表、項目結題報告、學生作品（包括實物、專利、論文等）完成，其中項目計劃完成情況表、學生的提問數(shù)量以及實驗室簽到情況綜合構成學生的平時成績，從而實現(xiàn)平時成績的量化。最后課程成績分數(shù)由指導師打分、學生自評和學生互評組成，其中探索性研究項目允許失敗，但是應在項目結束后認真總結、分析失敗原因，在結題報告中勇于提出自己的觀點和看法，失敗項目視具體情況給定分數(shù)。最后成績給定為優(yōu)秀的小組需要由指導教師推薦，參與整個實踐課程指導小組組織的答辯，答辯通過后方能考核為優(yōu)秀。

4 結束語

實踐教學在機械類專業(yè)學生的培養(yǎng)中非常重要，我校機械制造及自動化專業(yè)已通過工程教育專業(yè)認證，針對實踐教學模式進行的改革作為專業(yè)認證中持續(xù)改進的內容。創(chuàng)新實踐教學平臺在機械類本科教學中取得了較好的反響，多樣化的實驗室和管理模式為學生提供了更多的實踐機會，具有工程實際意義的項目式實踐教學培養(yǎng)了學生的工程素養(yǎng)和動手能力，答辯以及量化的考核方式使成績判定更為合理，同時也培養(yǎng)了學生的表達分析能力。實踐表明，基于專業(yè)認證的機械類專業(yè)實踐教學模式改革在培養(yǎng)學生創(chuàng)新性、實踐能力、工程能力素養(yǎng)方面取得了一定的效果。