基于創新人才培養的高校機械類實驗教學改革

潘曉銘 陳益豐 潘敏輝

（溫州大學機電工程學院,浙江 溫州 325035）

“百年大計，教育為本。”高校機械類專業學生是我國科技產業與工業發展的重要人才支撐，高校機械類實驗教學需要立足我國科技革命與產業變革的方向，結合社會對高校機械類專業人才的需求，進一步培養具有知識、能力、素質、創新四位一體的復合應用型人才。創新人才培養需求下，高校機械類實驗教學改革的目標應依據現代制造業對機械類人才的需求，致力培養具有扎實的理論知識、優秀的工程實踐能力、良好的職業道德與社會責任感的學生。當前，我國高校機械類實驗教學的開展，仍然缺乏對大學生創新意識、創新能力的培養。本文結合高校創新人才培養目標，從不同維度分析機械類實驗教學改革路徑，以期提高高校機械類實驗教學效果，更好地培養大學生的工程實踐能力、專業知識應用能力。

1 “四位一體”復合應用型人才的重要內涵

創新人才培養視域下，“四位一體”的復合應用型人才要求機械類專業學生具備知識、能力、素質、創新的多項專業素養。“四位一體”復合應用型人才培養計劃的提出，與我國科技革命與產業變革息息相關，是向我國社會輸送一批具有扎實的專業知識、優秀的工程實踐能力、系統性和整體性思維、良好的創新意識和創新能力的復合應用型人才的重要舉措。新形勢下，我國工業與科技產業正在以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟方式蓬勃發展，這就迫切需要地方高校加快工程教育改革創新，特別強調培養學生的系統性和整體性思維、工程實踐能力、跨學科綜合應用能力以及職業道德和社會責任感[1]。通過對機械類專業學生創新意識、創新能力的培養，使得學生能夠充分地利用現代化專業技術，為促進我國科技、工業及社會主義事業發展做出更多貢獻。

2 創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革方向

2.1 創新人才培養目標

創新人才培養需求下，為了有效培養機械類專業學生的創新意識和創新能力，需要高校進一步調整人才培養目標，將人才培養總目標放在機械類專業學生的工程實踐能力、創新能力、系統性和整體性思維、職業道德與社會責任感的養成之上，要將“四位一體”的復合應用型人才培養計劃放在人才培養目標的核心位置，從而更好地實施機械類實驗教學改革。同時，高校機械類實驗教學改革的實施，也應符合社會對機械類專業人才的要求，著重提高機械類專業學生的工程實踐能力、創新能力，要引導機械類專業學生能夠對專業知識進行創新應用，能夠將專業知識應用到工程實踐當中。

2.2 革新人才培養課程

機械類實驗教學內容決定著人才培養效果，創新人才培養需求下高校機械類實驗教學改革應將重點放在專業課程革新上。一方面，高校機械類實驗教學的開展，要認真分析我國社會對機械類專業人才的新要求，有針對性地進行教學內容改革，使得機械類實驗教學內容更加貼合時代發展需要，從而為社會培養更多的具有扎實專業知識、工程實踐能力的專業人才[2]。另一方面，要對原有的教學體系進行全方位改革，通過優化與重組，實現實踐課程與設計、制造等課程的融會貫通；整合各種教學資源，重構專業課程體系，形成系統性、綜合性的課程知識結構，著力提高學生的理論認知、實踐能力、綜合素質和創新意識。

2.3 完善人才培養平臺

創新人才培養需求下機械類實驗教學改革的開展，也是對機械類專業人才培養平臺進行完善與優化，為學生提供一個完整、有效的實驗室環境與實踐平臺，豐富專業實驗項目，在實驗教學中有效培養專業學生的工程實踐能力、工程問題解決能力、專業創新素養。一方面，人才的培養要立足于校內實驗室的搭建，要以“創新”為核心主題完善機械與制造的實踐平臺，以工程化為主要出發點，構建多維一體的項目實踐基地。另一方面，要立足于校外實驗教學改革，建立企業實踐基地，進一步實現校企協同育人目標。

3 創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革意義

3.1 有利于提升高校機械類實驗教學實用性

創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革的重要目的是提高機械類專業課程教學的有效性，充分發揮高校機械類專業課程教學對我國科技產業與工業發展的助推作用，為社會輸送更多的高素質復合應用型人才。一方面，當前我國正值科技與工業高速發展的重要時期，在科技產業變革與工業革新的時代轉折點下，創新人才始終是推動我國科技與工業發展的重要力量。高校基于社會對機械類專業人才的需求與要求，進一步加快機械類實驗教學改革，是向社會輸送更多高素質創新人才的關鍵舉措[3]。另一方面，機械類實驗教學本身具有實踐性強的顯著特點，教學中往往涉及大量專業知識點，許多復雜的知識點與陳舊的實踐平臺缺乏實用性，而進一步革新機械類實驗教學可以提高專業課程教學的實用性。

3.2 有利于機械專業學生養成創新意識與創新能力

新一輪的科技革命和產業變革背景下，以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展，這也給機械類專業人才提出了全新的要求，即機械類專業人才不僅要具備扎實的專業知識，更需要擁有一流的工程實踐能力、良好的職業素養與社會責任感、較強的專業創新意識和創新能力。高校機械類專業實驗教學中，許多學生往往缺乏創新素養與工程實踐能力[4]。因此需要進一步改革實驗教學，幫助學生重點提高理論認知、實踐能力、綜合素質和創新意識，為日后學生在實際工作中解決復雜的工程問題打下堅實的基礎。

4 創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革困境

4.1 缺失創新人才培養整體目標

當前，隨著我國對高校工科專業教育教學提出一系列要求與規定，各大高校機械類實驗教學也正在加快教育改革步伐，但是改革過程中仍然缺乏人才培養目標的構建。例如，一些高校機械類實驗教學改革中，只將培養大學生的工程實踐能力放在了核心位置，其整體目標偏向于培養大學生扎實的理論知識、良好的工程實踐能力、工程問題實際解決能力方面，卻忽略了大學生職業素養、創新意識與創新能力以及社會責任感的培養目標制定[5]。其人才培養整體目標所涵蓋的內容較為單一、片面，沒有真正地分析我國社會對機械類專業人才的需求。

4.2 機械類實驗教學內容陳舊、單一

從創新人才培養需求視域出發，創新人才培養目標的構建是實驗教學改革的前提，而機械類實驗教學的內容與模式則是創新人才培養的客觀支撐與重點。當前，縱觀我國各大高校機械類實驗教學改革現狀，改革過程中常見的困境仍然是教學內容陳舊、教學模式單一問題。究其原因，一方面，一些高校機械類實驗教學內容常年不變，部分實驗教學內容已經與時代發展需求不相符。同時，一些高校機械類實驗教學內容的制定并沒有立足于實際應用，其應用性較弱[6]。另一方面，一些高校機械類實驗教學模式仍然采用傳統的教學方法，教學過程中學生的參與積極性差，無法凸顯學生在專業課程學習中的主體地位。

4.3 缺乏多維一體的實驗教學平臺

就當前階段而言，我國許多高校的機械類實驗教學平臺搭建不完整。一方面，一些高校由于資金的缺乏，機械類實驗室教學設備與器材陳舊、單一，不能夠為學生項目實踐訓練的開展提供客觀條件支撐。同時，很多高校機械類實踐基地處于封閉狀態，不能夠針對機械類專業學生開放，學生參與項目實踐訓練只能在課堂實現，無法在課下進行自主的實踐學習。另一方面，一些高校機械類實驗教學的開展局限于校內實踐，沒有與校外企業充分合作實施產教聯合，機械類實踐基地空間狹窄，很大程度限制著學生工程實踐能力、創新能力的養成。

5 創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革路徑

5.1 立足“四位一體”人才培養目標，開展校企協同育人實踐項目

基于創新人才培養的機械類實驗教學改革，首先要立足于“四位一體”的人才培養目標，同時，進一步開展校企協同育人實踐項目。例如，創新人才培養目標的制定上，高校機械類實驗教學改革的開展要立足于我國科技革命與產業變革的趨勢，認真分析我國社會對機械類專業人才的需求與要求，轉變以往的片面化人才培養目標構建，調整和豐富人才培養目標內容，即將知識、能力、素質和創新四位一體的復合應用型人才培養目標放在教育教學改革的核心位置。應特別強調培養學生的系統性和整體性思維、工程實踐能力、跨學科綜合應用能力以及職業道德和社會責任感[7]。校企協同育人實踐項目開展方面，要在“四位一體”人才培養目標的基礎上，進一步明確校企合作的共同目標與開展機制。高校與相關企業應建立起人才共育方案，高校為企業輸送高素質專業人才，企業為高校學生提供工程實踐基地和校外學習平臺，進一步拓展機械類實驗教學空間。同時打通人才培養渠道，開放人才共享平臺，通過項目合作、項目參與、項目實踐等方式開展校外實踐，為學生創建更多的學習平臺，打造全方位的人才培養體系。

5.2 優化重組專業課程教學體系，有效統一專業課程教學資源

創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革，應對專業課程進行優化與重組，有效統一專業課程教學資源，創新專業課程教學模式。例如，機械類實驗教學內容方面，需要進一步優化與重組專業課程教學體系，要將“機械工程訓練”課程納入機械類專業課程體系的核心位置，著重突出該課程的專業實踐與工程訓練的特征。并圍繞著機械類復合應用型人才培養目標，以現代制造業技術發展為導向，積極融入知識、能力、素質和創新四位一體的教育理念，將該課程與專業其他課程內容進行統一、聯合，構建起完整的課程鏈，實現實踐課程與設計、制造等課程的融會貫通。整合各科教學資源，重構“機械工程訓練”課程的課程體系，形成系統性、綜合性的課程知識結構，能更好地提高學生的理論認知、實踐能力、綜合素質和創新意識。機械類實驗教學模式上，專業課教師要根據學生的學習興趣與需求進一步創新課程教學方法，如項目交流式學習方法，即專業課教師篩選出某一經典工程案例，以該工程案例為教學主題，讓學生對其進行充分研究、交流、探討、實踐，通過案例教學的開展，更好地培養學生的工程實踐能力、工程問題解決能力[8]。同時，學生在學習交流中能充分發揮能動性，養成良好的專業知識創新應用能力。

5.3 逐步增設開放性工程實驗室，建立虛實結合專業教學系統

基于創新人才培養的機械類實驗教學改革，需要進一步增設開放性的工程實驗室，建立起虛實結合的專業教學系統，從而為學生的專業課程學習與項目實踐提供客觀條件支撐。例如，機械類實驗教學平臺方面，要為學生搭建起一個完整性、系統性、開放性的實驗學習場所，從而滿足學生的課堂專業實踐需求與課下自主學習與訓練的需要。首先，高校應結合校內工程訓練中心的建設與管理現狀，增設專項建設資金，進一步拓展工程訓練訓練中心的空間與環境。同時，對老舊的實驗設備與儀器進行更換，根據時代發展需求，增設先進性的工程實驗器械。工程訓練中心的管理上，要針對機械類專業學生進行全期開放，機械類專業學生通過學生證登記即可進入工程訓練中心進行項目自主訓練與學習實踐。實驗內容上，專業課教師要鼓勵學生自選實驗主題，充分發揮專業學習的能動性，根據專業特色與個人興趣選擇實驗內容，從而不斷強化學生對專業課程知識的理解，更好地養成工程實踐能力[9]。此外，為了滿足學生的個性化學習需求，也需要充分利用信息技術手段建立起虛實結合的專業教學系統，如購置專業立體顯示系統、三維激光掃描儀、圖形工作站集群等設備，建立起虛擬仿真實驗教學中心。學生通過計算機設備便可以深入了解機械設備的結構、工作原理等，有利于提升學生對機械裝備結構的認知能力。

6 結語

科技革命和產業變革背景下，基于創新人才培養需求加快機械類實驗教學改革，不僅是我國社會發展對高校機械類專業教學的要求，更是培養學生工程實踐能力、專業創新能力、職業素養的關鍵舉措。創新人才培養需求下的機械類實驗教學改革，應立足于創新人才培養目標、革新人才培養課程、完善人才培養平臺，通過對機械類實驗教學改革困境的分析，以立足“四位一體”人才培養目標、開展校企協同育人實踐項目、優化重組專業課程教學體系、逐步增設開放性工程實驗室等路徑，為社會輸送更多的復合應用型人才。