卓越計劃2.0背景下機械設計制造及其自動化專業“三位一體”層次化實踐教學體系優化

鄭 杰 李家輝 萬志國 李潤洲 竇益華

1.西安石油大學機械工程學院 陜西西安 710065;2.西安石油大學計算機學院 陜西西安 710065

1 概述

實踐教學在高校教學中的地位十分重要，是人才培養過程中不可忽視的重要環節，實踐教學的實際效果影響著高等教育人才培養的質量。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》中明確指出，切實強化實踐教育過程，努力提升學生的學習能力、實踐能力和創新能力。此外，2018年10月8日，教育部發布《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》，實施“六卓越一拔尖”計劃2.0。在卓越計劃2.0背景下，針對石油特色類機械設計制造及其自動化專業培養計劃提出，培養德、智、體、美全面均衡發展，同時具備機械設計制造及其自動化方面的基礎知識、專業知識以及較強的應用能力，基礎扎實，知識面寬，面向社會，面向石油，能從事通用機械及石油裝備設計與制造、科技開發等方面工作并具備一定的企業工程實踐經驗的高級工程技術人才。機械設計制造及其自動化專業卓越班的學生在畢業五年后應能達到如下目標：(1)具備高尚的職業道德、較強的團隊協作精神和良好的溝通及交流能力，熟悉機械行業企業生產運行管理，能獨立從事本專業相關的技術與管理工作。(2)能獨立解決工業現場實際工程技術問題，合理有效地制訂技術和管理解決方案，滿足行業和企業發展需要。(3)具有較強的競爭意識，具備終身學習能力，能不斷適應社會經濟和技術發展的需要。

卓越計劃要求機械設計制造及其自動化專業卓越班學生要在企業集中實習1年，表1為卓越班集中實踐教學環節及教學進度安排。表2為實踐教學及學時學分結構表，從表中可以看到集中實習環節有38個學分，整體的實踐教學占總體教學計劃的30.1%，可見卓越計劃對于實踐教學的重視，那么針對傳統的機械設計制造及其自動化專業培養，需要優化實踐教學體系，提出一套適用于卓越班的實踐教學體系。

表1 集中實踐教學環節及教學進度安排

表2 實踐教學及學時學分結構表

因此，在卓越計劃2.0背景下，如何結合石油石化特色，優化機械設計制造及其自動化專業實踐教學體系是一個亟待解決的問題。卓越計劃要求機械設計制造及其自動化專業卓越班學生要在企業集中實習1年，當前的傳統實踐教學體系已不能滿足卓越班的實踐教學，考慮到卓越班學生培養的特殊性與卓越計劃2.0的培養目標，提出“三位一體”實踐教學體系，并考慮不同學生的具體情況，層次化分解實踐教學與實踐考核，避免在實踐教學體系中的教學形式與實踐過程單一、企業參與度低等問題，優化基于第一課堂、第二課堂與企業參與的“三位一體”的實踐教學體系，并對卓越計劃2.0背景下的實踐教學體系及實踐內容進行差異化設計，以滿足不同層次學生的需求。同時，以學生為中心，建立健全機械設計制造及其自動化專業卓越班在校生的滿意度調研機制與畢業生反饋機制，動態優化卓越班實踐教學體系。最終，通過所優化的“三位一體”層次化實踐教學體系達到卓越計劃2.0背景下的培養目標。

2 卓越計劃實踐教學體系存在的問題

目前在機械設計制造及其自動化專業卓越班實施過程中主要面臨如下問題：(1)機械設計制造及其自動化專業卓越班的實踐教學體系中，第一課堂占有度太高，第二課堂未得到重視，沒有發揮出第二課堂的作用，致使大部分實踐教學只停留在第一課堂。不同程度的學生對第二課堂的積極程度也不一樣，因此，第二課堂真正起到作用的面很窄，大多數學生沒有參與進來。(2)實踐教學過程未實際考慮學生性格的差異。實踐教學老師使用的教學方式方法與考評機制依舊是統一標準，不適合不同學生的考評與卓越計劃的培養要求，未達到教學效果。(3)企業真實參與實踐教學的真實情況不佳。目前，我校與眾多企業都簽署了校企合作協議，而學校與企業的大部分協議沒有很好地落地，缺乏企業參與度。

3 實踐教學體系的優化

3.1 機械設計制造及其自動化專業卓越班實踐教學與考評體系構建

針對機械卓越班實踐教學體系建設中存在的若干問題，構建第一課堂、第二課堂、企業三位一體的實踐教學與考評體系，多方面促進三者的深度融合，充分鍛煉卓越班學生的實際創新實踐能力；考慮學生在實際實踐教學過程中的個性化差異，設定出多種多元化、定量、定性多方面的實踐教學與考評體系。

3.2 企業工程師與指導教師作用協調發揮機制研究

加強企業工程師的參與度，增加企業工程師與指導教師的互動互通，使企業工程師更多地參與實踐教學，更好地培養學生的工程思維能力，制定出詳細的參與計劃與實施細則，同時，切實培養一批工程實踐能力強的高水平專業實踐教學教師。

3.3 第二課堂深度開發與利用機制研究

切實開發好第二課堂，發揮好第二課堂作用，從學科競賽的組織、創新創業計劃的推廣、科研項目的教授帶研究生帶本科生等方面，推進第二課堂的建設，真實發揮第二課堂的輔助作用。

3.4 學生培養跟蹤反饋制度建立及持續改進

設計卓越班學生實踐教學滿意度比較調研表，根據卓越班學生對實踐環節中不同項目和內容的滿意度反饋，及時改進卓越計劃的實踐教學體系，優化其實踐教學體系。建立健全機械卓越班畢業生就業跟蹤反饋制度，通過收集到的用人單位反饋信息和畢業生就業反饋信息，快速、靈活地改進機械設計制造及其自動化專業卓越班的實踐教學體系。

4 實踐教學體系的優化

4.1 構建“第一課堂、第二課堂與企業真實參與”的機械專業實踐教學體系

為了實際解決機械專業卓越班實踐教學過程中出現的實踐教學形式依舊傳統、企業真實參與度低、形式單一、教學過程“一刀切”及實踐教學缺乏企業參與等多重問題，構建“第一課堂、第二課堂與企業真實參與”的機械專業卓越班實踐教學體系，考慮到卓越班學生人數較少，對學生可以進行精細化管理與層次化教學設計，同時，考慮建立新的考評機制，切實引進石油企業的真實參與度。

機械卓越計劃實踐教學體系中采取線下線上課程、講座和企業相結合的理論模塊，在第一課堂、第二課堂與企業參與多維度結合，相互補充，相互驗證的基礎上展開。機械卓越班的第一課堂主要包括采取線下線上課程，以及校內實驗、校內綜合實訓及校企結合的畢業設計；第二課堂是圍繞校內基礎教學的框架之上，組織開展的各種學科競賽、大學生雙創、互聯網+及多種科研項目種活動，同時，企業的社會實踐也是卓越計劃第二課堂的重要構成部分；卓越計劃中的企業實踐部分主要包括各類認識實習、生產實習、輪崗實習，由實際企業主導完成。在學生培養上，采取“精英化”與“個性化”相結合；在教學管理上，采取層次化與管理模式。機械專業卓越計劃實踐教學體系將多個課堂進行了有效互補與融合，并且在每一部分實踐教學環節都進行了個性化、層次化設計，考慮了不同學生的個體差異。通過“三位一體”機械卓越班實踐教學體系的開放性教學，切實實現去原有培養計劃的同質化教學，促進不同大學生的“個性化”發展，達到卓越計劃教育內在“質”的提升。

4.2 第二課堂為補充

非卓越班學生人數過多，無法進行層次化設計，而卓越班學生人數有限，可以進行分組與差異化考核。在卓越培養體系中僅依靠第一課堂，傳統課堂的教學方式難以達到效果。第二課堂可以作為增強第一課堂實踐教學效果的重要手段。對于工科類石油高校，第二課堂大多是在校內除了第一課堂理論教學以外的實踐教學活動，大部分利用學生的課外時間參與到學科競賽、“互聯網+”、雙創等活動中來，通過參加此類活動，增長學生的課外知識，充分發揮第一課堂所學的知識，并且可以自由發揮自己的特長，展示自己，不僅提升了第一課堂的效果，也為拓展學生的知識面與課余生活提供了多種方式。因此，第二課堂不但成為實踐教學的有機組成部分，而且是學生的實際創新能力、科研能力、團結能力、綜合能力的載體與體現。目前，第二課堂的最大的問題在于學生真實參與度太少，參與的學生人數太少，往往是實際學習比較優秀的同學積極參與到第二課堂中來，這樣一來只能讓少數優秀的學生受益，大部分學生得不到第二課堂的鍛煉，沒有充分發揮第二課堂的真實作用，使得機械卓越計劃中的實踐教學起不到應有的效果。為了使第二課堂受眾面廣，充分發揮雙創計劃、大學生學科競賽、科研項目的真實作用，本文構建了機械專業卓越班的多維實踐能力培養體系，考慮了不同學生的實際差，針對第二課堂存在的問題，設計出不同(高、中、低)層次的實踐教學內容，吸引全部學生均參與到第二課堂的實踐教學活動中來，使得每一個學生在第二課堂中均發揮自己的特色。基于此，通過不同項目、不同比賽的層次化設計，選擇優秀作品繼續參加校級以上比賽，不僅提高了學生的參與度，也選拔出了更多優秀作品。優秀的學生可以進入教授的科研項目團隊，可以進一步鍛煉和提升，為后續的繼續深造提供平臺。

4.3 提升校企合作深度

結合我校石油特色，我校“卓越計劃”的目標是培養石油行業急需的創新型應用工程師人才。因此，石油企業實際生產經營實踐是培養學生創新應用能力最直接有效的方式。學生在企業實踐不僅是“卓越計劃”工程師培養的重要形式，也可以間接地促進大學生實際就業，實習結束的石油企業也可成為學生的備選。學生在企業實習，不僅要提升學生自身的積極性，還要發揮企業特殊的引導性與社會責任感，使得學生真正地參與到企業生產實際過程中來，到產品的前期實習、調研、設計、研發、制造、裝配、銷售各個環節中來。企業的工程師應該多多參與到大學的實際教學過程中，在大學生入校的第一堂課就由企業工程師進行實踐教學，讓學生們了解到真正的工程背景，也可以讓剛入學的大學真實了解本專業的目前情況、行業實際以及未來規劃，讓學生們對大學四年以及未來有一個更明確的規劃。同時，機械專業卓越班學生在石油企業實習時，企業可根據企業的實際研發或生產項目設置多個方向和層次的實踐教學內容，根據學生基礎的差異來進行分類培養。這樣一來，學生在石油一線企業不僅學習到了實際的專業知識，也在企業得到了真實提高。

2018級西安石油大學機械工程學院機械設計制造及其自動化卓越班學生在寶雞市賽孚石油機械有限公司每天的具體實習計劃如下：

(1)動員大會；(2)公司管理制度以及企業精神；(3)安全教育講座；(4)認識安全標識；(5)鉗工安全操作規程；(6)普通車床安全操作規程；(7)鏜車安全操作規程；(8)數控車床安全操作規程；(9)高壓測試；(10)起重機安全操作規程；(11)行車安全操作規程；(12)磁粉探傷機原理介紹；(13)磁粉探傷機操作步驟；(14)加工中心與機加工車間安全操作規程；(15)懸臂吊安全操作規程；(16)插拔連接器工作原理介紹講座；(17)連續油管拖動水力噴射工具介紹；(18)雙噴拖動水力噴射工具介紹；(19)機械制圖軟件SoildWorks介紹講座；(20)草圖繪制簡單幾何圖形畫法；(21)三維圖形拉伸切除畫法；(22)陣列畫法；(23)拔模畫法；(24)圓角倒角畫法；(25)抽殼畫法；(26)評估界面介紹；(27)測量，幾何體分析；(28)SoildWorks裝配圖畫法介紹講座；(29)插入零部件，配合操作；(30)形成2D工程圖；(31)標注工程圖；(32)分配圖紙，完成任務；(33)繪制機械圖；(34)繪制機械圖；(35)繪制機械圖；(36)繪制機械圖；(37)繪制機械圖；(38)繪制機械圖；(39)繪制機械圖；(40)繪制機械圖。

4.4 實踐考核

為了能真實地考評學生的實踐能力，依據最初設計的層次化實踐教學考評體系進行考核，可參考文獻[4]設計的實踐考核指標，如表3所示。

表3 實踐考核指標[4]

由表3得知，實踐考核指標由出勤率、功能(完整性、可靠性等)、創新性(新方法、新技術)、文檔(結構、規范等)、過程表現(匯報、交流情況、答疑情況等)構成，基本可以客觀地考評學生的實踐能力，根據實踐教學內容的差異，考評指標也乘以相應的系數，這樣一來，不僅客觀地評價了學生實踐能力，也很好地提升了學生的積極性與參與度。

結語

本文在卓越計劃2.0背景下，優化了具有特色的機械設計制造及其自動化專業實踐教學體系。考慮到卓越計劃的具體內涵，結合卓越班學生培養的特殊性，提出層次化的“三位一體”實踐教學體系，優化了基于第一課堂、第二課堂與企業真實參與度，并對卓越計劃2.0背景下的實踐教學體系及實踐內容進行了差異化設計，以滿足不同層次學生的需求，并提出了具體考核指標。