新工科建設背景下機制專業實踐教學模式改革與探索

李 京，劉 麟，朱小蓉

(1.常州大學 機械與軌道交通學院，江蘇 常州 213164；2.常州大學 江蘇省綠色過程裝備重點實驗室，江蘇 常州 213164)

0 引言

習近平總書記新時代的辦學方向要求以國家需求為牽引、產業為導向，主動服務國家戰略。以新技術、新產業和新模式為特征的“新經濟”有力推動了新工科的快速發展[1]。新工科注重學科的交叉性、綜合性和實用性，特別強調與傳統工業技術的緊密融合[2]。相對于傳統工科的人才培養模式，新工科建設更加注重具有創新能力、實踐能力、綜合素質以及國際競爭力的復合型人才培養。因此，在充分理解新工科理念的基礎上，必須重視基于綜合素質提升和成果導向的實踐教學模式改革與探索，為保障新工科建設背景下高素質人才的培養提供強有力的支撐。

常州大學機械設計制造及其自動化專業(以下簡稱“機制專業”)的辦學定位是：面向區域經濟發展和機械等行業發展對人才的需求，圍繞培養具有創新創業精神，以及現代化機械專業知識和技能的工程技術人才的目標，突出“厚基礎、寬專業、重實踐”的培養特點，堅持產、學、研、用協同培養模式，為學生的創新創業和職業發展奠定基礎。而實踐教學是機制專業課程教學的重要組成部分，是培養學生工程實踐能力和創新能力的關鍵環節。

1 機制專業實踐教學現狀

學生是學校教育教學的主體，素質教育強調學生要全面發展。常州大學機制專業的培養目標是堅持立德樹人根本宗旨，以培養德、智、體、美、勞全面發展的社會主義建設者和接班人為根本任務，培養具有機械領域的基礎知識及應用能力，擁有專業素養、創業意識和創新精神，適應社會和機械行業發展，能勝任機制及相關專業工作的高素質應用型人才。基于該培養目標，機制專業堅定不移地轉變思想，結合專業對學生實踐能力和綜合素質提出的要求，構建了相對完整的工程實踐能力和創新培養環節。機制專業實踐教學體系如表1所示。

表1 機制專業實踐教學體系

但是，在具體實施過程中，要達到實踐教學和理論教學的良好匹配效果相對較難，實踐教學整體效果不佳。

(1)實踐條件與實際教學需求不匹配。受實踐教學軟硬件的限制，很難保證每個實踐環節的全員和全過程參與。另外，實踐教學師資隊伍建設與實際教學要求不匹配，師資隊伍結構和學歷水平分布不合理，基本無法滿足大學教育對實踐教學的要求。特別是機制等工科專業的實踐教學，很難實現“以學生為中心”，整體實踐能力鍛煉成效不佳，甚至部分關鍵實踐項目僅停留在認識狀態。

(2)實踐教學體系缺乏整體規劃性，和創新思維實踐教學之間缺乏溝通與協作，相互聯系的實踐內容不能做到融會貫通，缺乏有機統一的實踐教學體系。另外，部分實踐教學設計及內容單一、過于陳舊，實踐過程枯燥且工程背景較弱，同時缺乏有效的評價機制，這與新工科建設背景下的人才培養目標不適應。

2 實踐教學模式探索

為了進一步提高專業建設水平和人才培養質量，常州大學機制專業以OBE理念為導向，在強化學生創新實踐能力培養方面開展了有效的改革與探索。

2.1 優化實驗課程設置

實驗教學是機制專業課程教學的重要組成部分，旨在培養學生實驗設計、實施以及綜合分析的能力，對增強理論教學效果具有重要意義。

機制專業以培養學生創新能力和綜合素質為目標，積極引進高學歷和高素質的實驗室人員，并強化實驗室人員教學技能的培訓與考核，形成了一支數量和結構合理、教學和管理水平高、工程背景突出的實驗教學隊伍，滿足了機制專業實驗教學需求，為提高實驗教學質量奠定了技術基礎。同時，重視學生的個性化發展，以培養學生嚴謹的治學態度、創新意識和科學實驗能力為目標，不斷開展實驗改革與創新，進一步提高綜合性、設計性和創新性實驗項目比例，為學生進入企業開展研發工作或繼續研究生學習打下堅實基礎。

基于專業基礎課和專業課理論，以實際應用為導向，以學生能力培養為中心，根據實驗目的和任務，引進先進的教學手段，設計工程實踐背景凸顯的實驗方案、方法和內容。以“機床數控技術”課程為例，機制專業基于培養目標，開展理論及實驗相結合的教學模式，尤其在實踐教學環節，以斯沃等仿真軟件模擬實驗與實操訓練相結合，強化學生編寫和調試數控加工程序的能力，促進了數控高級人才培養質量的提升。

2.2 積極落實必修實踐環節

持續做好以金工實習、生產實習以及畢業實習為主的必修實踐環節，完善理論與實踐之間的銜接，增強學生對實際生產的認識。

在金工實習中，以現代機械加工培訓中心為基礎，充分利用現場實踐教學的優勢，強化機械加工、鉗工、鑄造、焊接等實習內容的訓練，加深學生對金屬加工工藝方法、過程及機械設備工作原理以及安全操作規范等的認識，深入了解機械制造工藝知識和技術，以培養學生的零件加工工藝制訂與實際加工制造能力。

生產實習是加強基礎理論和實際生產聯系的紐帶，充分利用兩周的生產實習時間，開展形式多樣、內容豐富的實踐項目，采用企業專家講座及工程師現場指導相結合的方式，使學生深入了解生產企業機械設備的性能、結構和制造等問題，以提升學生分析及解決實際工程問題的能力。同時，開展大學生職業生涯規劃培訓及競賽，切實提高學生的參與度。實習結束后，組織企業工程師對學生實習期間的現場表現和能力水平進行綜合評價，進一步提高學生的職業規劃意識和生產實習效果。

在畢業設計(論文)環節，積極拓寬選題渠道，并圍繞畢業設計(論文)課題開展畢業實習，努力做好畢業設計開展或畢業論文撰寫的前期準備。同時，鼓勵學生積極參與教師和企業的合作項目，支持學生到企業開展畢業設計(論文)工作，從實際項目中探求問題以提高課題質量。在畢業實習階段，通過綜合運用所學的專業知識分析專業技術難題，培養學生獨立解決工程問題的能力。

2.3 開展創新創業教育實踐探索

整合和優化實踐教學資源，開設以解決實際工程問題為目標的綜合性創新實踐項目。為了鼓勵和支持大學生參加科技創新創業活動，常州大學設立了“常州大學學生課外創新創業基金”，啟動了“常州大學挑戰杯卓越人才訓練計劃”等，并組建了“卓越”計劃項目導師團和“卓越”計劃項目學生團隊，持續培育優秀科技創新作品。同時，制定了《常州大學大學生課外科技創新活動管理與獎勵辦法》《常州大學大學生創新創業實踐活動管理與獎勵辦法》等文件，對積極參加科技活動者，圍繞科技創新項目公開發表學術論文及獲得國家專利者給予一定的獎勵與支持。建成了一批創新創業教育與專業教育全方位融合、全過程覆蓋的示范專業，基本形成了具有常州大學特色的創新創業實踐教學體系。

機制專業依托常州市大學生創新創業教育在線平臺和資源共享平臺，建設理論實踐與專業培養相融合的創新創業教育課程體系，為學生提供開展科技創新活動的軟硬件環境。同時，面向全體學生開設了通識教育必修課程“創新創業理論與實踐”，旨在創造良好的科技創新氛圍，推動創新創業教育。以《全國大學生機械創新設計大賽》主題為藍本，由學生自行組隊、指導老師指定課題或是學生自擬題目，充分發揮常州大學機械技術基礎實驗中心、機械工程中心、現代機械加工培訓中心和創新實驗室等基礎作用，完成機械創新作品的設計及三維模型的建立，并鼓勵形成實物和樣機，旨在以產學研合作促進實踐教學的發展，使學生掌握創新創業的基本概念和原理，深刻理解創新創業的概念和方法，重視創新與發展，強調理論與實踐的科學化和系統化。

2.4 推進產教深度融合

新工科建設背景下，高校的人才培養要與區域經濟發展和地方產業轉型升級相契合。機制專業依托常州大學產學研聯合工作站、校企聯盟產學研基地、大學科技園以及常州科教城等創新園區，與企業、科研機構等主動對接，在人才培養、科學研究、就業創業等方面開展深度合作，通過充分整合企業合作資源，深度引入產業資源，實現科教深度融合與校企協同育人。近年來，常州大學機制專業充分利用校外資源，構建了較為完整、完善的校企合作實踐教育體系，探索出校企協同發展的新型合作模式，并建立了多家校外實踐基地，與星宇車燈、天山重工、柳工集團等多家知名企業均建立了良好的合作關系，有力推動了機制專業的實踐教學和雙創教學任務及專業的人才培養工作。

根據專業發展需求，聘請具有良好學術造詣和豐富實踐經驗的工程技術人員擔任企業導師，并制定企業導師選聘、考核等管理辦法，明確企業導師的具體職責。企業導師以導師身份聯合指導創新創業團隊，開設專題講座或開設專題研討課，推進實踐教學方式改革，推動所在企業積極面向學校開放資源，為學生提供良好的實驗、實習、實訓等實踐平臺。

2.5 完善實踐教學質量調控與持續改進機制

常州大學機制專業建立了校、院、系三級實踐教學質量管理與監控體系，對實驗教學、必修實踐環節以及畢業實踐環節等均制定了明確的質量要求。注重過程及能力的評價，建立了學生從入學到畢業全過程的學習跟蹤預警和評估機制，采用多種考核的評價模式，通過內部評價和外部反饋，構建保障畢業要求達成的全過程學習狀態的評價機制和方法。因此，機制專業建立了針對應屆畢業生和畢業5年往屆生的跟蹤反饋機制，構建了由用人單位、畢業校友、行業企業專家等參與的社會評價機制，并依據跟蹤和調查獲得的信息綜合判斷培養目標的達成情況，做好持續改進工作[3]。

機制專業制定并完善了持續改進的長效機制，在持續改進中提升整個專業建設的水平和力量。以常州大學機械與軌道交通學院“專業綜合實踐”課程為例，該課程以具體的工程應用設計任務為背景，要求學生綜合“機械設計”“機械制造”“機電控制技術”等多門專業基礎課和專業課，通過分工協作，完成具備特定功能和滿足特殊要求的實物模型或樣機。課程考核環節評價方式及比例為：(1)平時考核(60%)，主要包括調研報告、任務實施計劃書；(2)匯報答辯考核(20%)，主要包括設計方案匯報；(3)報告成績(20%)，主要包括設計方案說明書、方案綜合分析報告。根據課程目標達成度分析結果可知，小組為單位的團隊合作導致個別學生渾水摸魚，不能較好地實現全員參與。針對以上問題，提出可持續改進方案：要求每個課題任務團隊規定4～6名學生，其中組長1名，負責整個項目的統籌工作；團隊必須分工明確，組長做好任務分配和團隊組織協調，在協力完成團隊任務的基礎上，每位成員需要獨立完成個人工作計劃和周進度報告；針對教學方式和內容的持續改進，“專業綜合實踐”課程的教學成效提高顯著，不僅對學生實踐和創新能力的培養具有重要意義，同時使學生可以盡快適應機械工業企業的人才需求。

3 結語

強化工程實踐能力與創新能力是機制專業人才培養的出發點和落腳點。常州大學機制專業基于 “以學生為本”的成果導向教育理念，通過優化實驗課程設置、積極落實必修實踐環節、開展創新創業教育實踐探索、推進產教深度融合、完善實踐教學質量調控與持續改進機制等措施，基本構建了一套完整的工程實踐和創新培養課程體系，有利于培養出具有創新精神、專業素養、國際視野的適應社會發展需求的高級應用型人才。