新工科背景下的地方應用型本科院校實踐教學建設(shè)

胡明茂，孫 煜，齊二石,劉曉莉，李 峰

(1.湖北汽車工業(yè)學院 機械工程學院，湖北 十堰 442002;2.天津大學 管理與經(jīng)濟學部，天津 300072;3.天津職業(yè)技術(shù)師范大學 職業(yè)教育學院，天津 300222)

0 引 言

應用型本科是以學生應用實踐為主導的本科辦學模式，其培養(yǎng)目標以應用為目的，以市場需求為導向，學生在校學習時就能掌握工程實踐能力，畢業(yè)后能成為以解決生產(chǎn)實際問題為主的應用工程師[1-4]。實習是高校培養(yǎng)學生工程實踐能力、工程實踐意識和工程應用水平的重要實踐環(huán)節(jié)，作為應用型本科院校更應該重視實習教學環(huán)節(jié)[5-9]。復旦共識”“天大行動”“北京指南”是新工科建設(shè)的“三步曲”，新工科人才培養(yǎng)的特點就是學科交叉與綜合，是新時期全面創(chuàng)新我國高等工程教育以適應引領(lǐng)新經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略視角出發(fā)提出的新觀點[10-12]。地方應用型本科院校機械類專業(yè)的學生培養(yǎng)需要較強的工程背景以提高工程能力為地方經(jīng)濟和特色行業(yè)服務，其中生產(chǎn)實習是新工科背景下機制類專業(yè)本科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，通過生產(chǎn)實習學生可以了解實際材料特性、材料選擇、產(chǎn)品的工藝、裝備設(shè)計、模具和夾具輔具的選型和設(shè)計，以及質(zhì)量管理、設(shè)備管理、工時定額、生產(chǎn)計劃與控制、庫存控制和項目管理等生產(chǎn)管理方面的知識，理論聯(lián)系實踐鞏固前期所學的各種基礎(chǔ)理論知識，并在實習中發(fā)現(xiàn)新的問題，對所需知識進一步深入了解和升華。在生產(chǎn)實習中多人、多團隊合作，同時培養(yǎng)學生互相合作、吃苦耐勞的品質(zhì)，通過了解實際生產(chǎn)中以市場需求和訂單為導向、產(chǎn)品質(zhì)量管控環(huán)節(jié)、高質(zhì)量產(chǎn)品為目標，學生可以體會到現(xiàn)實生產(chǎn)中的嚴謹和實事求是精神，提高學生分析和解決復雜工程問題的能力[13-14]。李大磊等[15]針對機械類專業(yè)實習存在的缺乏穩(wěn)定實習單位、指導教師薄弱、實習時間短和學生準備不足等問題，從機制類專業(yè)實習課程設(shè)置和實習緊密結(jié)合，教學、實習和就業(yè)有機融合等方面提出了生產(chǎn)實習教學改革的新方法。胡青春等[16]根據(jù)華南理工大學機械類學生工程訓練存在的不足，提出了采用4周基礎(chǔ)項目和2周綜合項目訓練，并在小組中展開競賽的形式改革機械類專業(yè)的綜合實習。潘旭東等[17]根據(jù)機械制造工藝課程設(shè)計的實際教學需求，利用AR技術(shù)開發(fā)了手機端教學輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)輔助制訂工藝路線。唐偉峰等[18]從硬件建設(shè)和軟件建設(shè)兩個方面對以工程實踐中心為平臺對機械類學生的實踐能力提升進行了論述和分析。邢預恩等[19]把生產(chǎn)實習和提高機械類學生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量結(jié)合起來進行了初步論述。徐正亞[20]針對機械類生產(chǎn)實習中的問題，從實習基地建設(shè)、實習內(nèi)容安排、指導老師培養(yǎng)、創(chuàng)新實習方式和考核方式變革幾個方面對生產(chǎn)實習的改革和實踐進行了分析。

本文在分析了當前高校實習實踐教學存在的主要問題基礎(chǔ)上，給合近幾年我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)所做的生產(chǎn)實習教學改革與實踐，提出了新工科背景下應用型本科實習實踐教學國家、省級和校級三級建設(shè)基地建設(shè)方案，以及湖北省政府建立的“我選湖北”大學生企業(yè)實習實訓基地合作利用；保障實習實訓的教學、管理、交流和溝通制度；認識實習、專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計實習3個層次基地的建設(shè)和結(jié)合提高學生工程能力，開展“校企聯(lián)合培養(yǎng)”和實施“3+1”人才培養(yǎng)模式；結(jié)合企業(yè)的實習指導教師培養(yǎng)以及促進實習實訓展開的學生社團組織建設(shè)；結(jié)合發(fā)動機連桿生產(chǎn)實際用Flexsim軟件進行生產(chǎn)建模與仿真，做好學生實習下廠前的準備工作。

1 高校實習教學存在的主要問題

實習是應用型本科實踐教學體系的重要組成部分，由于各種因素的影響，實習中出現(xiàn)不少新的問題和矛盾，亟待解決，最主要有以下3個問題。

(1)企業(yè)不愿意接受高校學生實習，穩(wěn)定的實習基地難以建立。學生到企業(yè)實習，很多屬于參觀實習，一個車間最多半天，時間短，再加上由于理論知識不夠、實踐經(jīng)驗缺乏，不能深入?yún)⑴c企業(yè)的一些科研、生產(chǎn)任務，很難直接給企業(yè)創(chuàng)造利潤。學生到車間后，實習學生的安全是企業(yè)的重要關(guān)注點，要安排專門安全管理員和講解員，增加了企業(yè)的管理成本；有的企業(yè)擔心核心技術(shù)和先進的管理辦法會發(fā)生泄密。

(2)實習手段單一，傳統(tǒng)實習方式效果較差。目前大部分大專院校生產(chǎn)實習手段單一，主要以下廠參觀實習為主，傳統(tǒng)實習方式效果一般較差，主要原因有以下幾個方面。企業(yè)內(nèi)部環(huán)境因素影響較大，在專業(yè)人員講解時為噪聲干擾大，只有距離近的同學能夠聽到；實習時間不夠，為保障正常生產(chǎn)作業(yè)，參觀時間都控制在1 h之內(nèi)，在較短的時間內(nèi)學生無法深入了解參觀到的生產(chǎn)工藝、管理方法和設(shè)備技術(shù)等。

(3)實踐教學師資隊伍薄弱。由于應用型本科院校大多為普通高校根據(jù)形勢和政策的發(fā)展而進行轉(zhuǎn)型，實踐指導教師隊伍不足。大部分青年教師畢業(yè)后直接從事高校教育工作，工程能力薄弱，青年教師入職后基本從事教學、研究工作，沒經(jīng)過專門的實踐教學訓練，實踐教學能力不足。為此必須要對傳統(tǒng)的實習教學方式進行研究和改革，對校企產(chǎn)學研合作模式、長效機制進行研究，創(chuàng)新實習教學模式，進而提高實習效果和質(zhì)量。

2 實習教學改革方法和途徑

我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，2014年獲批湖北省高等學校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃本科項目；2016年獲批首批“荊楚卓越工程師”協(xié)同育人計劃試點項目。面向湖北汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)，為湖北地方經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)既懂汽車制造工程技術(shù)又懂先進生產(chǎn)管理技術(shù)、工程實踐能力強、綜合素質(zhì)高的高級復合型應用型人才。

根據(jù)我校實情，結(jié)合承擔的湖北省產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃項目和“荊楚卓越工程師”協(xié)同育人計劃項目，改革實踐教學體系內(nèi)容，加大實踐環(huán)節(jié)學時，提高實踐效果，與汽車行業(yè)企業(yè)建立科教結(jié)合、產(chǎn)教融合、校企合作協(xié)同育人的長效機制。

(1)建設(shè)國家、省、校級3個層次的校企協(xié)同多元開放工程實踐基地群。建設(shè)穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的實習基地是基礎(chǔ)。好的實習企業(yè)能讓學生了解到現(xiàn)代化管理方法和核心技術(shù)，能夠提升學生的實習積極性。因此建設(shè)高質(zhì)量、高層次、數(shù)量滿足要求的校外工程實踐基地是應用型本科實習實踐教學體系的基石。

占據(jù)十堰市是中國汽車城這一地理優(yōu)勢，我校與東風汽車公司進行產(chǎn)學研合作，和市區(qū)、周邊地區(qū)眾多汽車零部件制造企業(yè)合作。通過充分利用資源，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)成功打造了以東風發(fā)動機公司國家級實習基地為核心、東風裝備公司、東風變速箱公司省級實習基地為支柱，建立東風神宇車輛有限公司、東風佳華軸瓦有限公司、東風商用車有限公司總裝配廠、湖北三環(huán)專用汽車有限公司等30個校級實習基地為基礎(chǔ)的實習實踐基地群。結(jié)合湖北省“我選湖北”計劃中的大學生實習實訓的建設(shè)，政府支持企業(yè)建立大學生實習實訓基地，為未畢業(yè)和已經(jīng)畢業(yè)的大學生提供實習崗位，政府在十堰地區(qū)給實習學生每月1 200～1 800元的生活補助，學生實習實訓充分結(jié)合利用“我選湖北”資助建設(shè)計劃中的實習實訓基地。

盆腔膿腫，在臨床檢查時，超聲下輸卵管積膿聲像則表現(xiàn)為子宮形態(tài)正常，正常的囊腫超聲表現(xiàn)為液面分層，并且包塊形狀為圓形或者橢圓形。在超聲影像的結(jié)果下結(jié)合患者病史進行診斷[4]。

(2)加強實習教學工作的制度建設(shè)和軟件建設(shè)。為了加強校企之間的緊密合作關(guān)系，學校在各個層次加強和企業(yè)的對接和交流。如校級、學院領(lǐng)導每年定期走訪相關(guān)實習企業(yè)，和企業(yè)中高層領(lǐng)導、車間主任對接交流。學院實習組織負責人和企業(yè)實習接待業(yè)務人員進行業(yè)務溝通。每年年末召開實習企業(yè)負責人、實習指導教師參與的校企實習交流會，加強校企之間的緊密合作關(guān)系。

同時在各個層次和企業(yè)簽署校企合作戰(zhàn)略協(xié)議，除了和具體企業(yè)簽署產(chǎn)學研合作協(xié)議外，學校還和企業(yè)上級主管單位簽署相關(guān)戰(zhàn)略合作協(xié)議，如：湖北省政府與東風汽車公司共建湖北汽車工業(yè)學院協(xié)議、東風汽車公司與湖北汽車工業(yè)學院共建工程實踐教育中心協(xié)議等。東風汽車公司專門對下屬各子公司、專業(yè)廠下發(fā)了“關(guān)于積極支持湖北汽車工業(yè)學院開展校外實踐教學工作的通知”。

為保證企業(yè)實習基地有效運行，學校建立由企業(yè)為主體的實習基地管理機構(gòu)和運行機制。建立3個機構(gòu)，即實習實訓基地工作委員會、基地辦公室和專家委員會。其中實習實訓基地工作委員會由企業(yè)和學校中、高層領(lǐng)導組成，負責校企合作戰(zhàn)略規(guī)劃；專家委員會由學校、企業(yè)相關(guān)技術(shù)專家組成，負責參與人才培養(yǎng)方案的制定、教學改革，推進校企合作，研究工程人才培養(yǎng)中出現(xiàn)的重大問題，并探討解決問題的方法和措施等；基地辦公室由學校實習組織負責人和企業(yè)實習接待負責人組成，負責日常實習教學安排。

同時加強制度建設(shè)，學校專門制定了湖北汽車工業(yè)學院產(chǎn)學研合作教育委員會工作條例、湖北汽車工業(yè)學院關(guān)于提高實習教學質(zhì)量的若干意見等文件。規(guī)范、指導實習教學工作有序、有效、高質(zhì)量地運行。

(3)加強基地建設(shè)，搭建滿足多個專業(yè)實踐教學要求的3個層次工程能力培養(yǎng)平臺，不斷提高學生工程實踐能力。第1層為針對低年級學生建立的認識實習基地，旨在提升學生對本專業(yè)工程問題的認知能力；第2層為針對高年級學生建立的實踐實習基地，旨在提升學生運用專業(yè)知識解決實際工程問題的能力；第3層針對畢業(yè)設(shè)計(論文)的學生建立實習基地，結(jié)合設(shè)計(論文)方向到實際問題中深入研究，鞏固理論知識并收集整理工程資料，為畢業(yè)設(shè)計(論文)打下堅實的基礎(chǔ)。

在實踐形式上，積極探索校外實習的新途徑、新模式，形成校內(nèi)看點，校外看面、點面結(jié)合的校內(nèi)外教學相結(jié)合的教學模式，充分發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的可操作優(yōu)勢，使理論與實踐緊密相連，提高學生的學習積極性和加強對理論知識的消化能力；形成集中與分散、頂崗與見習相結(jié)合的實習實踐教學組織模式；開展校企聯(lián)合培養(yǎng)，實施“3+1”人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)第4學年參與企業(yè)生產(chǎn)實踐全過程，在企業(yè)以實際課題完成畢業(yè)設(shè)計，并獲得見習工程師資格。

在實踐內(nèi)容上，圍繞專業(yè)培養(yǎng)要求在企業(yè)設(shè)置的教學內(nèi)容和環(huán)節(jié)主要包含：認識實習、生產(chǎn)實習、社會實踐、專業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、實際工程開發(fā)等。認識實習是為了讓學生了解與熟悉機械產(chǎn)品的制造過程及其所有設(shè)備和工藝裝備的種類與特點，培養(yǎng)其工程意識和職業(yè)素質(zhì)；生產(chǎn)實習讓學生深入熟悉和掌握各種汽車零件的加工工藝過程以及各種加工方法、所用設(shè)備和工藝裝備，培養(yǎng)其基本工程能力；專業(yè)實踐熟悉和掌握零部件生產(chǎn)的全過程，提高學生的工程設(shè)計能力、集成能力及綜合實踐能力；畢業(yè)設(shè)計充分結(jié)合實際工程問題，培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識解決問題的能力；企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、實際工程開發(fā)更深層次的培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和開發(fā)能力。

針對此種情況，需要對實習指導教師嚴格要求，對沒有帶過生產(chǎn)實習的教師必須進行崗前培訓，加強“雙師型”實踐教學隊伍建設(shè)。學校規(guī)定每個新進的青年教師要到企業(yè)實踐鍛煉1年，提高青年教師解決工程問題的能力。同時把下廠鍛煉和職稱評定、教師薪酬掛鉤，極大的調(diào)動了青年教師的積極性。同時積極響應省政府相關(guān)政策，每年選派年輕的具有博士學位、高級職稱教師到企業(yè)掛職鍛煉，加強了校企更緊密的產(chǎn)學研合作關(guān)系和“教師和工程師的雙師型”教師隊伍建設(shè)，有效保障了實習教學質(zhì)量。

建設(shè)好專業(yè)的學生社團，發(fā)揮高年級學生對低年級學生專業(yè)實踐能力的傳、幫、帶作用，并對實習師資做相關(guān)補充。針對機械類機械制造及其自動化和工業(yè)工程——湖北省產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃項目和“荊楚卓越工程師”協(xié)同育人計劃項目專業(yè)，聯(lián)合企業(yè)建立了動力先鋒社和鴻創(chuàng)協(xié)會2個專業(yè)學生社團，動力先鋒社和國內(nèi)知名設(shè)備制造企業(yè)——東風設(shè)備制造有限公司聯(lián)合創(chuàng)辦，鴻創(chuàng)協(xié)會和學校產(chǎn)學研合作單位和湖北省研究生工作站建站單位——湖北鴻亞力汽車裝備股份有限公司共同創(chuàng)建。前期結(jié)合企業(yè)實際項目，企業(yè)派實際經(jīng)驗強的工程師對學生社團成員開展培訓，學生結(jié)合企業(yè)的實際項目進行設(shè)計圖紙繪制、三維圖紙轉(zhuǎn)二維、三坐標測量和機床控制柜的接線工作；對實際的生產(chǎn)和調(diào)試有了充分的經(jīng)驗后，參與企業(yè)項目的設(shè)計工作，同時結(jié)合課題進行畢業(yè)設(shè)計工作。在第1批社團學生帶動起來之后，充分發(fā)揮骨干成員的頭雁帶頭作用，骨干成員開展對下一屆成員的培訓，結(jié)合企業(yè)提供實際素材的三坐標測量大賽和工裝夾具設(shè)計大賽帶動新成員專業(yè)實訓方面的能力，引領(lǐng)本專業(yè)同學組成雁陣的專業(yè)素養(yǎng)提升。

(5)深化校企聯(lián)合培養(yǎng)，項目和工程意識貫穿培養(yǎng)全過程。在制訂學生培養(yǎng)計劃過程中，邀請行業(yè)內(nèi)企業(yè)富有經(jīng)驗的工程師進行研討，把握該專業(yè)方向企業(yè)的實際需求和未來發(fā)展人才需求方向。我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)聯(lián)合神龍汽車公司聯(lián)合培養(yǎng)“神龍汽車公司定向班”，學校與神龍汽車公司根據(jù)企業(yè)實際需求聯(lián)合制訂培養(yǎng)方案和課程大綱制訂，在主干課程的講授過程中，選派富有經(jīng)驗的工程師根據(jù)實際設(shè)計和生產(chǎn)相結(jié)合的內(nèi)容講授，把企業(yè)的實習和生產(chǎn)內(nèi)容在課堂融合知識點進行講授。課程設(shè)計、實習和畢業(yè)設(shè)計在神龍汽車公司進行，學校和神龍汽車公司組建聯(lián)合師資團隊進行指導，并按學校和企業(yè)共同制定的要求進行過程考核和答辯。作為補充，其他課程團隊邀請學校所在地(車城十堰)市內(nèi)的其他東風汽車公司專業(yè)廠、汽車零部件加工、裝備制造企業(yè)的工程師參與課程工程案例講授或者舉辦專業(yè)相關(guān)講座。

(6)改革實習方式、利用各種手段和工具提高學生實習效果。實際上實習手段可以多種多樣，除了常規(guī)的參觀實習、定崗實習、企業(yè)工程技術(shù)人員現(xiàn)場講解外，探索和補充了多種形式的實習方法。實習多媒體教學、網(wǎng)絡(luò)視頻、學校內(nèi)企業(yè)典型產(chǎn)品實物分析、計算機虛擬仿真實習等。這些方式應該根據(jù)實習企業(yè)特點、產(chǎn)品類型、管理方式綜合使用能達到好的實習效果。

采用的實習補充手段如下：① 在企業(yè)支持下，拍攝典型零件加工工藝，并制作剪輯。學生在實習前可在校內(nèi)觀看這些零部件加工工藝視頻錄像，熟悉后再到企業(yè)實習，可極大提高實習效果；② 和企業(yè)合作開發(fā)一些技術(shù)類通用課程和管理類通用課程，編寫課程大綱和上課的PPT。如：曲軸加工工藝、凸輪軸加工工藝、缸體加工工藝、裝配工藝、工裝技術(shù)、測量技術(shù)、設(shè)備管理、物流管理等課程。學生在實習過程中可采用下廠實習+聽企業(yè)工藝講座的形式交叉進行。③ 和企業(yè)合作編寫實用性強的實習教材。我校唐遠志教授編寫的《機械與汽車工程認知實踐》實習教材受到到很多高校的認可，并得到學生廣泛歡迎。

隨著計算機仿真技術(shù)應用越來越成熟，把計算機仿真技術(shù)用到實習教學中，提高實習教學效果。針對東風公司發(fā)動機廠典型連桿、曲軸機加工生產(chǎn)線，開發(fā)出了一套基于Flexsim三維虛擬仿真軟件的實習教學系統(tǒng)。通過漫游和顯示技術(shù)使學生能夠在機房觀看企業(yè)實際生情況，可多次重復觀察機床分布、零件加工過程、裝夾方式和工藝流程等，使學生在下廠實習前對企業(yè)已有大致了解。圖1所示為實習企業(yè)連桿車間加工仿真機床布局圖。

圖1 實習企業(yè)連桿車間加工仿真機床布局圖

生產(chǎn)實習仿真平臺考試模塊開發(fā)，F(xiàn)lexsim自帶有功能強大的GUI，此外Flexsim可方便地與Access、Oracle等數(shù)據(jù)庫相連。在Flexsim的GUI上開發(fā)考試模塊，創(chuàng)建試題窗口界面，通過這個界面，學生進行答題(見圖2)，學生答題結(jié)束后，先點擊“保存”按鈕，答題信息先被保存在全局表中，最后檢查無誤再點擊“答案上傳”按鈕，學生答題信息被上傳并保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。此外編寫必要的腳本程序，系統(tǒng)可以自動進行評分和分數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。學生在經(jīng)過生產(chǎn)實習仿真系統(tǒng)訓練后，再下廠實習，在實習過程中可以針對自己的初步認識，對工程性問題提出問題，加強實際生產(chǎn)中的工程意識。

圖2 發(fā)動機連桿實習仿真考試系統(tǒng)界面

3 結(jié) 語

實習環(huán)節(jié)是應用型本科實踐教學重要組成部分，是學生理解把握專業(yè)理論，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、動手能力和解決工程實際問題能力的重要環(huán)節(jié)。以我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例對新工科背景下應用型本科實習實踐教學方法進行了研究、探討和改革。給合近幾年我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)所做的生產(chǎn)實習教學改革與實踐，面向新工科提出了3級實習基地建設(shè)方案，實習教學制度建設(shè)；3個層次基地的建設(shè)和結(jié)合；開展校企聯(lián)合培養(yǎng)和“3+1”人才培養(yǎng)模式；教師培養(yǎng)和專業(yè)學生社團組織建設(shè)；利用仿真軟件建模進行的虛擬體驗、預習和測試，提高實習的效果，提高了學生的工程實踐能力。