機械類專業人才應用創新能力培養的實踐教學體系建設研究

◆劉對 宋士華 黃強 萬鈺雯 陳水泉

0 前言

隨著時代的快速發展，培養和提高大學生的創新精神和能力已成為時代賦予高校的責任，專業技術人才應用創新能力的培養已成為工科學院的主要方向。如何培養工程技術人才的創新能力，已成為高校教學改革的主旋律。機械類專業人才應用創新能力的養成主要包括工程實踐能力提升和創新創業能力培養。實踐教學體系的建設應圍繞應用創新能力培養，充分探索金工實習、課程設計、生產實習、創新性實驗、學科競賽、畢業設計的多維度融合。

1 金工實習為培養工程實踐能力打基礎

金工實習是一門實踐性很強的技術基礎課，包括的內容主要有車削、銑削、刨削、磨削、鑄造、鍛壓、焊接、鉗工等，以及近年來增加的數控設備（如數控車、數控銑）、特種加工設備（線切割、電火花成型機、激光切割等）的操作及簡單編程[1]，是提高機械類學生專業實踐能力的非常有效的手段。

金工實習課程通過理論和實踐相結合的模式進行教學，可以作為專業課的前期鋪墊，為學生在高年級學習專業課留下深刻印象，并養成在實踐過程中對問題進行探索的好習慣。比如金工實習車工，在機械制造中有對刀具的詳細介紹，也有在實際切削過程中出現的刀具磨損、車削表面質量差等問題的介紹。在金工實習車工實踐過程中，有的學生可能會碰到斷刀尖以及表面質量差等情況，那么在實踐教學過程中就應注重引導學生查閱資料解決問題。類似的問題可以告訴學生注意切削參數、刀具的角度等，讓學生知道刀具的每個角度分別影響著哪些參數，并在實操過程中驗證這些理論，真正做到理論和實踐相結合，切實提高工程實踐能力。

2 做好機械設計課程設計，提升工程實踐能力

機械設計課程設計是機械類專業教學的重要組成部分，是對機械制圖、計算機繪圖、材料力學、互換性與技術測量、機械原理、機械設計等課程所學知識和技能的一次綜合應用實踐[2]，對學生工程實踐能力的提升有非常重要的作用。

機械設計課程設計在實施中要強化設計指導，注重培養學生工程實踐意識。在課程設計期間按照題目要求，對電動機的選擇、傳動裝置的傳動比、各傳動部件的機構選擇及設計，要求學生必須充分認識到機械設計的目的和作用，不可簡單地認為只要完成任務就可以。在課程設計后期，注意要讓學生按照要求完成裝配圖及零件圖。圖紙是工程師的語言，也是課程設計的主要環節。在圖紙繪制、標注過程中以企業標準嚴格指導，以培養學生的工程意識。

強化答辯審查環節。機械設計課程設計完成后，針對學生完成的課程設計說明書、設計圖紙提出答辯問題，特別是針對原理性的問題和設計原則進行提問，這是學生必須掌握的內容。及時糾正學生在設計中所犯的錯誤并給出明確的修改意見，以優化學生的設計成果，達到良好的工程實踐效果。

3 生產實習豐富學生的工程實踐經歷

開展機械類專業生產實習教學，可以豐富學生實踐教學平臺，鍛煉他們的實踐操作能力，也有助于其對理論知識的消化吸收。在豐富的工程實踐中提升認知，學生會極大地提高學習的熱情，積極主動地了解新技術、新方法，綜合運用所學知識和技能，工程實踐能力有很大提高。

在生產實習教學過程中圍繞工程實踐能力的提升要注重以下幾個方面。

1）建立完善的教學機制。針對學生的專業和層次，制定不同的實習目標，要綜合考慮學生的專業課內容、對專業的學習興趣等，通過生產實習課程這個平臺加強學生對專業的學習興趣以及對專業的認同感，為學生進行職業規劃打下基礎。

2）注重實習基地建設。實習基地要有豐富的實習資源和合作良好的實習項目，針對不同批次的學生要有豐富的實習項目，便于對不同層次的學生進行全面培養和引導。

3）加強對生產實習的考核。生產實習要重實踐過程，也要重實踐結果，加強對實習結果的考核就是重結果。在實習教學過程中加強與企業之間的溝通，對學生實習過程中遇到的問題和困難進行整理，在實習結束考核時針對問題反饋情況。這樣就可以很好地結合問題教育引導學生，有效提升學生的工程應用能力。

如九江學院車輛工程、材料成型及控制工程、焊接技術與工程、機械設計制造及其自動化專業，分批赴湖北十堰東風商用車發動機廠，開展為期三周的生產實習。根據不同的專業特點，學生參觀了鑄造、凸凹模具、再造、大馬力機加工、試驗站、總裝、軸瓦等車間，學習了4H缸體、軸類生產、發動機生產加工、車身生產加工和各個零部件生產的技術指標及工藝流程等，并認真做了筆記。在實習過程中，學生結合理論知識就實際生產過程中的疑問虛心請教技術人員，技術人員耐心解答。學生返校后，帶隊教師根據學生的實習考勤、實習報告、筆試、答辯等方面綜合評定其實習成績，同時對實習指導工作做了總結，分析了實習過程中的問題和不足，為生產實習積累經驗。

4 創新性實驗有利于培養學生的創新意識和創新能力

正常的實驗教學多是學生遵循教師的設計思路，按照實驗指導書的方法和步驟，一步一步地操作完成，大家得到的實驗結果也基本一致[3]。有些學生為了完成教學任務，只會依葫蘆畫瓢而不敢創新，害怕出錯。這樣的實驗極大地壓抑了學生的創新意識，阻礙了學生創新能力的提升。創新性實驗注重學生的興趣、能力和水平，發揮每位學生的個性和特長，有利于學生自主安排學習，充分調動學生自主學習的積極性，培養學生的創新意識。

要使創新性實驗課程達到效果，教師需要充分調動學生的積極性，激發學生的參與意識，在教學思想、教學手段、教學方法和實驗設計等方面進行系統安排，根據學生專業和興趣，有組織、有秩序地完成創新性實驗課程。教師在實驗中要注意發現學生的創新點，積極鼓勵學生進行頭腦風暴，在實驗后客觀評價學生的實驗數據，根據實驗數據驗證實驗想法，鼓勵學生采用多種方法完成實驗內容，科學地評價學生運用知識的能力、創新設計的能力、綜合分析的能力以及動手能力等，以有效激發學生的創新思維和培養學生的創新能力。

5 學科競賽充分激發學生的創新意識和自信

大學生科技創新競賽種類越來越豐富，在培養和提高學生的創新能力、團隊協作精神、解決實際問題和實踐動手能力等方面具有極為重要的作用。創新競賽在形式、內容、深度和廣度等方面很適合作為專業教學的有益支撐和補充。例如近年來機械類專業經常參加的全國大學生機械創新設計大賽，比賽設有固定的主題，在固定的主題下鼓勵學生利用機械方面的專業知識設計功能豐富的參賽作品，要求學生對項目完成方案設計、圖紙繪制、零件的采購及加工裝配、電器控制系統的安裝調試等一整套完整的項目制作過程，在這個過程中全面檢驗學生的創新能力和工程實踐能力。

6 畢業設計對培養學生應用創新能力具有普適性

新工科背景下，培養學生的綜合能力成為主旨。機械類專業的畢業設計是一項理論結合實踐的綜合性教學活動。利用好畢業設計這最后一堂大學專業課，是學生走向工作崗位的重要橋梁，也是對學生應用創新能力的一次升華[4]。機械類專業的畢業設計必須面向社會、面向就業、面向工程和實際。機械類專業是應用性很強的專業，其畢業設計的選題應當聯系實際問題、面向社會：可以是生產實習過程中碰到的某一個生產環節，也可以是日常生活中便于使用的智慧家居；面向社會極大地豐富了畢業設計的選題方向，激發了學生的創新熱情。例如，某學生家里有生產食品的加工廠，他的畢業設計就是一種智能油炸鍋。面對實際問題，他積極主動地查閱資料，發現油水一體式油炸方式環保健康，最終設計出一種油水一體式油炸機。

就業是學生畢業后的必然選擇，面向就業也是畢業設計不可逃避的方向。學生應根據自己的職業規劃來設計選題，可以選擇設計性強的課題，也可以選擇制造方向的課題，還可以選擇重控制方向的課題。不管是選擇哪種方向，都將為自己未來的就業方向做一個鋪墊。

工程和實際是機械類專業學生從事本專業最終要解決的問題，比如機械設計制造及自動化專業有很大一部分學生畢業后從事的工作就是面向實際問題。教師在畢業設計的指導過程中應積極引導學生參與自己的科研課題，將科研課題特別是橫向項目的一部分用于學生的畢業設計，讓學生帶著問題去鉆研課題，提高學生的創新應用能力。

7 結語

機械類專業是“國民經濟的裝備部”，機械行業不斷助力加快經濟發展步伐，推動國家經濟發展進步，對機械類專業人才應用創新能力的要求也將越來越高，因此，多維度培養學生的應用創新能力就顯得極其重要。綜合利用實踐教學體系中的金工實習、課程設計、生產實習、創新性實驗、學科競賽、畢業設計等課程，將使學生的綜合應用創新能力得到大幅提高，為社會培養更多的機械類專業應用創新人才。