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培育机械类学生工程素质与创新能力
培育机械类学生工程素质与创新能力 机械类专业也是各高等工科院校不可或缺的专业。虽然各专业类型、专业 方向和特色不尽相同，但机械类学生应该在机械大类中交叉融合，拓宽口径，形 成基础扎实、专业面宽、注重实践、追求创新的鲜明育人特色，努力促使高素质 创新人才脱颖而出。本文从实践教学入手，就机械类专业学生工程素质和创新能 力的培养谈谈几点体会，为工科院校的相关专业工程技术人才培养提供点滴参考 ［2］。一、加强综合性、设计性实验，拓宽实验领域，交叉融合 建立培养工程实践能力强的实验教学体系。实验教学是高等学校教学环节 中的一个非常重要的组成部分。实验教学也是培养大学生工程实践能力和造就具 有创新意识的高素质人才的重要途径。目前，高等学校实验教学内容的组成无外 乎这样几个部分:认知实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验以及研究型 实验。这里涵盖了以实验技能和实验素质为主线，使学生掌握实验基础理论和基 础的实验技能的专业实验基础阶段;以启发学生发现问题和解决问题为主线，使 学生学会自主查阅文献资料，设计实验方案，选择实验仪器和参数，培养综合分 析能力的专业技术基础阶段;以培养大学生工程实践能力为主线，通过综合性、 设计性和研究型实验，培养学生解决实际工程问题的能力的专业实验阶段［3］。
认知实验和验证性实验是为了消化理解课堂教学内容的重要途径，在一般情况下， 可以采用多人一组，共同完成演示或操作，已达到认知和验证的目的。这里根据 具体实验情况，合理安排时间长短。而对于综合性、设计性和研究型实验，则必 须制定出切实可行实验方案，学生必须开动脑筋想办法，精心设计，周密思考， 甚至在一些危险实验中制定应急预案。这类实验一组3～5人，每人先单独设计一 套实验方案，然后组内人员各自将方案论证，优化最佳方案，实施实验，这不仅 培养学生能力，也培养了学生科学研究团队协作精神。拓宽实验领域、相关专业 实验资源共享，交叉融合，在同类专业中拓宽专业口径。我校机械类专业共有三 个，即机械设计制造及其自动化(机自)、过程装备与控制工程(过控)、热能与动 力工程(热动)。由于三个专业中的一些专业实验可以交叉融合，这样不仅弥补了 专业实验单一、又增加了设计性、综合性和研究型实验内容。更重要的是拓宽了 机械类专业的口径，增加了实践内容，锻炼了学生实践能力，培养了学生创新精 神，真正意义上形成了“厚基础、重实践、宽口径、求创新”的理论与实践并重的 鲜明育人特色。同时，在实验室开放方面也起到了积极的推动作用，由于以往单 一专业学生数、实验内容较少，一些专业实验室开放只是一种形式，实验教师工作量不饱和，工作热情不高，严重影响了实验教师的积极性。另外，实验室开放 后，对于一些在某些技术方面或领域有兴趣和特长的学生来说，也为学生个性发 展搭建了环境平台。目前，我校这三个专业的专业实验数目按上述专业顺序分别 为24个、16个、14个，其中设计性、综合性和研究型实验分别为16个、10个和8 个，这些实验中。通过制定鼓励政策，鼓励学生在相关机械专业中选择一些实验， 如基本实验之外，多做一些实验可以作为公选课学分，或作为工程实践学分等等。
这样有力地弥补了实践环节短缺的问题。完善的实验教学体系，循序渐进的实验 模式，专业间的融合与交叉，极大地激发了学生的实验兴趣和科学研究的热情， 拓宽了实验领域和专业口径，将多门课程知识综合运用，提高了学生将知识交叉 融合，分析解决实际问题的能力。
二、加强生产实习教学环节，理论与实践有机结合，做中学、学中做 生产实习是高等工科院校在校学生将所学理论专业知识与生产实践相结 合、感性认识与理性认识相结合、课堂教学与现场教学相结合，从而实现学以致 用的重要途径。生产实习的目的是通过现场实习，目睹实物或图纸，了解机器设 备零部件结构、加工、检验、装配工艺，整机或设备的安装、调试、运行，机器 设备结构、功能、原理和用途等特性，使学生树立起实际工程应用的概念和初步 培养用理论知识解决工程实际问题的能力，加强理论与实践的有机结合，进一步 提高学生的学习积极性。生产实习包括校内和校外两个部分。实习基地建设是实 现实习教学目的的关键，包括校内实习基地和校外实习基地。校内实习基地的建 设，主要是观看录像、模拟仿真、拆装实践，拆装实践的机器设备主要有两部分， 一部分是购买的一些小型机器设备，如往复式压缩机、小型换热器以及一些机器 部件等，另一部分是多年来从工厂收集来的退役设备，包括L型压缩机、旋风分 离器、列管换热器等设备，较好满足校内实习的需要。近些年来，随着现代社会 制造业的发展，传统的校外实习模式与实习内容日益受到挑战，绝大多数大型企 业不欢迎学生“来访”，由于国家尚无在企业中建设实习基地，使企业没有任何责 任和义务承担实习任务。同时，由于企业追求经济效益和安全生产，接收学生实 习的积极性自然不高，更谈不上主动性。针对这种情况，采用边实习、边上课， 即做中学、学中做的模式。具体做法是，针对厂内实习的相关内容，采用11进行 课堂教学。例如，过控专业在第六学期开设的《过程设备设计》专业课，由于近 几年人才培养方案的修订，计划学时已由历史的100学时左右降到目前的64学时， 这是一门核心专业课，内容繁多，主要包括压力容器理论部分和设备部分，如果 将课堂教学面面俱到，教学效果非常不理想，但是，如果在课堂教学中，把主要 精力用在理论部分，设备部分在课堂上概要了解，主要在实习期间针对实习现场设备，再回到课堂讲解。由于前期课堂教学中扎实的理论基础，在这一阶段的课 堂讲解中，联系实际，学生接受容易，兴趣浓厚，不仅省时省力，同时激发了学 生的学习热情和对专业的深刻理解，并取得显著效果，既克服了只局限厂内实习 困难，又可实现理论与实践真正有机结合的教学手段，不仅很好满足实习需要， 也取得了教学改革的一些经验，为其他专业课程的教学起到了示范带头作用，目 前在我校机械类专业中，广泛推广，已初见成效［4］。
三、加强机械创新设计平台建设，丰富科技文化活动 不同专业的机械大类学生合作创新，组建科技活动小组。成立科技活动小 组，组织科技活动，倡导创新设计，鼓励参加学科竞赛，对学生工程实践能力和 创新能力的培养十分重要。利用我校国家CAD培训基地，对机械类的学生进行 AutoCAD、Soliword、UG、PRO/E等软件设计的技术技能培训，并成立了由不同 专业(机自、过控、热动、工业设计专业等)学生组建的科技小组，发挥本专业的 优势，交叉融合，相互促进，联手协作，大大提高了学生的创新能力。通过参加 国家举办的各级各类创新设计大赛，已经雄辩地证明，此举效果显著［5］。创 新设计指导思想始终贯穿各门课程设计、毕业设计之中。在教学的各设计环节， 针对学生自然情况，因材施教。对于大多数学生来说，以基本的技能训练为主， 传统的设计题目和设计内容必不可少，如《机械设计》课程设计中的齿轮减速器 设计是非常传统的题目，有系统的设计指导书，且非常成熟，难以创新，对于大 多数学生来说，这样的题目能够较好满足学生的基础训练。但是，对于一些比较 优秀的学生来说，设计这样的题目无疑是一种“浪费”，有“大材小用”之嫌，当然， 基础训练不能或缺，优秀学生只需用短暂的时间，将这部分基础的东西，浏览一 遍即可，更主要的经历应该放在创新设计内容上来，选择一些同样能够得到相应 的训练、又能创新的新颖的题目，利用现代化设计手段进行创新设计，充分发挥 优秀学生的聪明才智和创造性，这对于优秀人才脱颖而出、卓越工程师教育培养 计划的实施起到积极的推动作用。我校机械类专业今年的《机械基础》课程设计 有所改革，其中就有几组学生选取了第五届全国大学生机械创新大赛的一些好的 题目作为课程设计内容，事实证明，效果非常好。既得到了基础训练，又有独特 的创新设计，同时为参加创新设计大赛做了充分准备，可谓一举双得。
四、大力加强工程型教师队伍建设 教育大计，教师为本。教师队伍建设是学校最基本的教学建设，而工程型 教师队伍则是提高工程教育质量的关键。应用型本科院校的教师绝大部分是从学 校到学校，虽然学历层次较高，但自身对工程实践了解甚少，只读书本、缺乏社会实践，目前仍然是高校教师尤其是年轻教师的通病。因此要大力加强对现有教 师的培训力度，制定相关配套政策，支持和鼓励从事专业教学的教师到企业生产 一线学习技术、顶岗实践、积累经验，提高工程实践能力，使其成长为实践经验 丰富的工程型教师［6-7］。我校在积极响应教育部“卓越工程师教育培养计划(机 械类专业-过程装备与控制工程专业已被列入教育部计划”)的同时，制定支持和鼓 励政策，要求年轻教师每年至少到与专业相关的工厂实践3个月以上，中年教师 至少1个月以上，实践结束后由企业写出鉴定，装入个人档案。以老带新，实施 年轻教师导师制，形成老中青三结合的教师队伍。对于比较年轻、缺乏实践经验 的教师，通过多种方式配备指导教师。主要采取以下几种方式:在课程组中，选 配实践经验丰富、理论与实践相结合、教学效果好的教师作为导师，通过演练、 听课、督导、助教、集体备课等形式，提高年轻教师的教学水平。并始终将理论 与实践相结合、工程实践和创新能力的培养放在首位，着力打造工程型、创新型 教师队伍。利用指导各级各类机械创新设计大赛的机会，为年轻教师提供锻炼的 机会。选配工程实践经验丰富、工程技术娴熟、创新能力强的教师为主导教师， 年轻教师作为副导教师，通过创新设计，加工制造、动画模拟制作等形式，大大 提高了年轻教师的工程素质，培养了年轻教师创新思维和创新能力，也充分发挥 了年轻教师对现代化设计手段运用。通过聘请有建树的工程技术人员和技能专家 联合指导毕业设计和工程讲座，提高学生和教师对工程设计规范、法规、标准的 学习和了解，弥补了教师在指导工作中工程设计经验的缺乏。通过专、兼职教师 的相互交流、联合指导毕业设计和工程讲座，不仅提高了学生的毕业设计质量和 效果，同时大大提高了教师的工程能力，一举双得。通过几年的实践，成效明显。
五、结论及取得成效 机械类专业学生的工程素质和创新能力的培养是时代发展进步永恒的主 题，如何做好教学工作，充分发挥实践教学的作用，对于提高机械类大学生的综 合素质一直是教育界不断研究与探索的大课题。为使所制定的各项方案有效实施， 首先在教师中要提高认识、统一思想，加强管理。制定一系列行之有效的管理制 度和激励机制，大力倡导理论与实践并重、注重实践环节的教学观念，充分调动 教师在实践环节教学方面的主动性和能动性。其次，加强平台建设，在卓越工程 师培养计划实施的进程中，逐步完善实践教学管理体系，有的放矢，目标明确， 有针对性开展实践教学环节。加大资金投入，构建完善的实践教学框架。校企合 作，真正走出一条学、研、产、用相结合的人才培养模式。几年来的实践证明， 机械类学生的实践能力大大提高，取得了一些成果，如机械创新设计大赛、CAD 大赛、三维设计大赛、广告大赛等等赛事都取得了较好的成绩，这些成绩，为实践教学积累了成功经验，增强了实践教学的自信心，为深化教学改革奠定了坚实 的基础。
作者：陈 庆 高 路 甘树坤 单位：吉林化工学院 机电工程学院
