新工科建设背景下机制专业实践教学模式改革与探索

李 京，刘 麟，朱小蓉

(1.常州大学 机械与轨道交通学院，江苏 常州 213164；2.常州大学 江苏省绿色过程装备重点实验室，江苏 常州 213164)

0 引言

习近平总书记新时代的办学方向要求以国家需求为牵引、产业为导向，主动服务国家战略。以新技术、新产业和新模式为特征的“新经济”有力推动了新工科的快速发展[1]。新工科注重学科的交叉性、综合性和实用性，特别强调与传统工业技术的紧密融合[2]。相对于传统工科的人才培养模式，新工科建设更加注重具有创新能力、实践能力、综合素质以及国际竞争力的复合型人才培养。因此，在充分理解新工科理念的基础上，必须重视基于综合素质提升和成果导向的实践教学模式改革与探索，为保障新工科建设背景下高素质人才的培养提供强有力的支撑。

常州大学机械设计制造及其自动化专业(以下简称“机制专业”)的办学定位是：面向区域经济发展和机械等行业发展对人才的需求，围绕培养具有创新创业精神，以及现代化机械专业知识和技能的工程技术人才的目标，突出“厚基础、宽专业、重实践”的培养特点，坚持产、学、研、用协同培养模式，为学生的创新创业和职业发展奠定基础。而实践教学是机制专业课程教学的重要组成部分，是培养学生工程实践能力和创新能力的关键环节。

1 机制专业实践教学现状

学生是学校教育教学的主体，素质教育强调学生要全面发展。常州大学机制专业的培养目标是坚持立德树人根本宗旨，以培养德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人为根本任务，培养具有机械领域的基础知识及应用能力，拥有专业素养、创业意识和创新精神，适应社会和机械行业发展，能胜任机制及相关专业工作的高素质应用型人才。基于该培养目标，机制专业坚定不移地转变思想，结合专业对学生实践能力和综合素质提出的要求，构建了相对完整的工程实践能力和创新培养环节。机制专业实践教学体系如表1所示。

表1 机制专业实践教学体系

但是，在具体实施过程中，要达到实践教学和理论教学的良好匹配效果相对较难，实践教学整体效果不佳。

(1)实践条件与实际教学需求不匹配。受实践教学软硬件的限制，很难保证每个实践环节的全员和全过程参与。另外，实践教学师资队伍建设与实际教学要求不匹配，师资队伍结构和学历水平分布不合理，基本无法满足大学教育对实践教学的要求。特别是机制等工科专业的实践教学，很难实现“以学生为中心”，整体实践能力锻炼成效不佳，甚至部分关键实践项目仅停留在认识状态。

(2)实践教学体系缺乏整体规划性，和创新思维实践教学之间缺乏沟通与协作，相互联系的实践内容不能做到融会贯通，缺乏有机统一的实践教学体系。另外，部分实践教学设计及内容单一、过于陈旧，实践过程枯燥且工程背景较弱，同时缺乏有效的评价机制，这与新工科建设背景下的人才培养目标不适应。

2 实践教学模式探索

为了进一步提高专业建设水平和人才培养质量，常州大学机制专业以OBE理念为导向，在强化学生创新实践能力培养方面开展了有效的改革与探索。

2.1 优化实验课程设置

实验教学是机制专业课程教学的重要组成部分，旨在培养学生实验设计、实施以及综合分析的能力，对增强理论教学效果具有重要意义。

机制专业以培养学生创新能力和综合素质为目标，积极引进高学历和高素质的实验室人员，并强化实验室人员教学技能的培训与考核，形成了一支数量和结构合理、教学和管理水平高、工程背景突出的实验教学队伍，满足了机制专业实验教学需求，为提高实验教学质量奠定了技术基础。同时，重视学生的个性化发展，以培养学生严谨的治学态度、创新意识和科学实验能力为目标，不断开展实验改革与创新，进一步提高综合性、设计性和创新性实验项目比例，为学生进入企业开展研发工作或继续研究生学习打下坚实基础。

基于专业基础课和专业课理论，以实际应用为导向，以学生能力培养为中心，根据实验目的和任务，引进先进的教学手段，设计工程实践背景凸显的实验方案、方法和内容。以“机床数控技术”课程为例，机制专业基于培养目标，开展理论及实验相结合的教学模式，尤其在实践教学环节，以斯沃等仿真软件模拟实验与实操训练相结合，强化学生编写和调试数控加工程序的能力，促进了数控高级人才培养质量的提升。

2.2 积极落实必修实践环节

持续做好以金工实习、生产实习以及毕业实习为主的必修实践环节，完善理论与实践之间的衔接，增强学生对实际生产的认识。

在金工实习中，以现代机械加工培训中心为基础，充分利用现场实践教学的优势，强化机械加工、钳工、铸造、焊接等实习内容的训练，加深学生对金属加工工艺方法、过程及机械设备工作原理以及安全操作规范等的认识，深入了解机械制造工艺知识和技术，以培养学生的零件加工工艺制订与实际加工制造能力。

生产实习是加强基础理论和实际生产联系的纽带，充分利用两周的生产实习时间，开展形式多样、内容丰富的实践项目，采用企业专家讲座及工程师现场指导相结合的方式，使学生深入了解生产企业机械设备的性能、结构和制造等问题，以提升学生分析及解决实际工程问题的能力。同时，开展大学生职业生涯规划培训及竞赛，切实提高学生的参与度。实习结束后，组织企业工程师对学生实习期间的现场表现和能力水平进行综合评价，进一步提高学生的职业规划意识和生产实习效果。

在毕业设计(论文)环节，积极拓宽选题渠道，并围绕毕业设计(论文)课题开展毕业实习，努力做好毕业设计开展或毕业论文撰写的前期准备。同时，鼓励学生积极参与教师和企业的合作项目，支持学生到企业开展毕业设计(论文)工作，从实际项目中探求问题以提高课题质量。在毕业实习阶段，通过综合运用所学的专业知识分析专业技术难题，培养学生独立解决工程问题的能力。

2.3 开展创新创业教育实践探索

整合和优化实践教学资源，开设以解决实际工程问题为目标的综合性创新实践项目。为了鼓励和支持大学生参加科技创新创业活动，常州大学设立了“常州大学学生课外创新创业基金”，启动了“常州大学挑战杯卓越人才训练计划”等，并组建了“卓越”计划项目导师团和“卓越”计划项目学生团队，持续培育优秀科技创新作品。同时，制定了《常州大学大学生课外科技创新活动管理与奖励办法》《常州大学大学生创新创业实践活动管理与奖励办法》等文件，对积极参加科技活动者，围绕科技创新项目公开发表学术论文及获得国家专利者给予一定的奖励与支持。建成了一批创新创业教育与专业教育全方位融合、全过程覆盖的示范专业，基本形成了具有常州大学特色的创新创业实践教学体系。

机制专业依托常州市大学生创新创业教育在线平台和资源共享平台，建设理论实践与专业培养相融合的创新创业教育课程体系，为学生提供开展科技创新活动的软硬件环境。同时，面向全体学生开设了通识教育必修课程“创新创业理论与实践”，旨在创造良好的科技创新氛围，推动创新创业教育。以《全国大学生机械创新设计大赛》主题为蓝本，由学生自行组队、指导老师指定课题或是学生自拟题目，充分发挥常州大学机械技术基础实验中心、机械工程中心、现代机械加工培训中心和创新实验室等基础作用，完成机械创新作品的设计及三维模型的建立，并鼓励形成实物和样机，旨在以产学研合作促进实践教学的发展，使学生掌握创新创业的基本概念和原理，深刻理解创新创业的概念和方法，重视创新与发展，强调理论与实践的科学化和系统化。

2.4 推进产教深度融合

新工科建设背景下，高校的人才培养要与区域经济发展和地方产业转型升级相契合。机制专业依托常州大学产学研联合工作站、校企联盟产学研基地、大学科技园以及常州科教城等创新园区，与企业、科研机构等主动对接，在人才培养、科学研究、就业创业等方面开展深度合作，通过充分整合企业合作资源，深度引入产业资源，实现科教深度融合与校企协同育人。近年来，常州大学机制专业充分利用校外资源，构建了较为完整、完善的校企合作实践教育体系，探索出校企协同发展的新型合作模式，并建立了多家校外实践基地，与星宇车灯、天山重工、柳工集团等多家知名企业均建立了良好的合作关系，有力推动了机制专业的实践教学和双创教学任务及专业的人才培养工作。

根据专业发展需求，聘请具有良好学术造诣和丰富实践经验的工程技术人员担任企业导师，并制定企业导师选聘、考核等管理办法，明确企业导师的具体职责。企业导师以导师身份联合指导创新创业团队，开设专题讲座或开设专题研讨课，推进实践教学方式改革，推动所在企业积极面向学校开放资源，为学生提供良好的实验、实习、实训等实践平台。

2.5 完善实践教学质量调控与持续改进机制

常州大学机制专业建立了校、院、系三级实践教学质量管理与监控体系，对实验教学、必修实践环节以及毕业实践环节等均制定了明确的质量要求。注重过程及能力的评价，建立了学生从入学到毕业全过程的学习跟踪预警和评估机制，采用多种考核的评价模式，通过内部评价和外部反馈，构建保障毕业要求达成的全过程学习状态的评价机制和方法。因此，机制专业建立了针对应届毕业生和毕业5年往届生的跟踪反馈机制，构建了由用人单位、毕业校友、行业企业专家等参与的社会评价机制，并依据跟踪和调查获得的信息综合判断培养目标的达成情况，做好持续改进工作[3]。

机制专业制定并完善了持续改进的长效机制，在持续改进中提升整个专业建设的水平和力量。以常州大学机械与轨道交通学院“专业综合实践”课程为例，该课程以具体的工程应用设计任务为背景，要求学生综合“机械设计”“机械制造”“机电控制技术”等多门专业基础课和专业课，通过分工协作，完成具备特定功能和满足特殊要求的实物模型或样机。课程考核环节评价方式及比例为：(1)平时考核(60%)，主要包括调研报告、任务实施计划书；(2)汇报答辩考核(20%)，主要包括设计方案汇报；(3)报告成绩(20%)，主要包括设计方案说明书、方案综合分析报告。根据课程目标达成度分析结果可知，小组为单位的团队合作导致个别学生浑水摸鱼，不能较好地实现全员参与。针对以上问题，提出可持续改进方案：要求每个课题任务团队规定4～6名学生，其中组长1名，负责整个项目的统筹工作；团队必须分工明确，组长做好任务分配和团队组织协调，在协力完成团队任务的基础上，每位成员需要独立完成个人工作计划和周进度报告；针对教学方式和内容的持续改进，“专业综合实践”课程的教学成效提高显著，不仅对学生实践和创新能力的培养具有重要意义，同时使学生可以尽快适应机械工业企业的人才需求。

3 结语

强化工程实践能力与创新能力是机制专业人才培养的出发点和落脚点。常州大学机制专业基于 “以学生为本”的成果导向教育理念，通过优化实验课程设置、积极落实必修实践环节、开展创新创业教育实践探索、推进产教深度融合、完善实践教学质量调控与持续改进机制等措施，基本构建了一套完整的工程实践和创新培养课程体系，有利于培养出具有创新精神、专业素养、国际视野的适应社会发展需求的高级应用型人才。