閆國棟 馮勇 張長東 賈丙輝

【摘要】目前，高等工程教育普遍存在重理論、輕實踐的問題，導致培養(yǎng)的學生動手能力差，創(chuàng)新能力不足。針對這一現(xiàn)狀，結合我校機械設計專業(yè)本科生的培養(yǎng)經(jīng)驗，在“回歸工程”理念指導下，著重對機械設計專業(yè)實踐教學課程體系的建構和應用進行了研究，旨在提高學生的實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

【關鍵詞】機械設計 回歸工程 實踐教學

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）07-0249-02

一、引言

高等工程教育是造就工程科技人員的主要渠道，對工程技術人員的知識、能力、素質(zhì)等起著至關重要的作用，特別是對創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有決定性影響。隨著我國高等教育步入大眾化時代，其規(guī)模已經(jīng)躍居世界前列，每年培養(yǎng)數(shù)以百萬計的工程類畢業(yè)生，但學生的實踐能力不僅沒有隨著規(guī)模擴大而提升，甚至有下滑趨勢。根據(jù)瑞士洛桑國際管理開發(fā)研究院對“工程教育市場提供合格工程師能力”的統(tǒng)計，我國在49個排序國家中居于末尾，企業(yè)單位也普遍反映招收的畢業(yè)生存在理論知識豐富、實踐能力欠缺的弊端。如何切實提高學生的工程實踐能力，已經(jīng)成為高等工程教育必須面對且亟需解決的一個難題。為此，世界知名工程類院校麻省理工學院率先提出“回歸工程”理念，強調(diào)工程教育必須回到工程實踐的根本上來，為解決學生實踐能力不足的難題指明了方向。

機械設計專業(yè)課程是培養(yǎng)機械工程師專業(yè)素質(zhì)和實踐能力的基礎課程，為提高本專業(yè)學生的實踐創(chuàng)新能力，本文立足“回歸工程”理念，主要從教學方法探索、實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新和教學質(zhì)量評估等幾方面對機械設計實踐教學體系進行了研究，并將成果推廣應用到學生培養(yǎng)過程中，取得了良好效果。

二、實踐教學體系創(chuàng)新研究

1.實踐教學方法探索

教育的真諦不僅在于傳授知識，更在于激活學生的思維，開闊學生的視野，賦予他們重新認識世界的能力。由此可見，課程講授除了要將問題解釋完畢，還要激發(fā)學生進一步求知的欲望。在實踐教學中，首先改變過去只能按照“實驗指導書”進行簡單操作的方法，根據(jù)課程內(nèi)容，告知學生某實驗的目的和要實現(xiàn)的目標，由學生個人或自由組合構成若干小組，擬定實驗方案，確定實驗方法，再分別在課堂上介紹和講解，與大家共同討論方案的先進性、可行性等；隨后，再根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件來分析具體可開發(fā)出實驗的原理和方法，對于最終實驗結果也是以組為單位進行講解分析，充分調(diào)動學生參與的積極性和能動性。

2.實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新

專業(yè)實驗、實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決實際問題能力的主要環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)使得學生所學的理論知識與實際相結合，得到課堂上難以學到的知識，在實踐中有所發(fā)現(xiàn)、 有所創(chuàng)造，對于培養(yǎng)應用型本科學生的實踐創(chuàng)新能力至關重要。按照“重基礎、寬口徑、強化能力”的原則，結合實踐課程體系的教學特點，進行了以下幾方面的實踐教學探索：

（1）柔性課程設計

機械設計實踐教學中，課程設計是必不可少的環(huán)節(jié)之一，也是學生將理論用于實踐的一次綜合訓練。為了強化課程設計的實踐效果，通過團隊教師的共同努力，建立了柔性課程設計體系。通過教材內(nèi)容建設、課程教學進度的優(yōu)化等手段，將所要開展的課程設計內(nèi)容分解到各個知識單元中，教師分階段對學生的設計成果進行評判；進入到實踐環(huán)節(jié)時，學生直接進入到圖紙繪制階段，但設計內(nèi)容主要轉(zhuǎn)入到的零件的加工工藝等方面的訓練，改變了以往課程設計“重設計輕工藝”的不足。

（2）開發(fā)特色化實踐項目

開展了突出知識能力的共性化要求，強調(diào)個性化發(fā)展的項目驅(qū)動式團隊課程設計改革。項目課程實施貫穿整個學年或?qū)W期，1個班級分成5-7個團隊，分別由不同的教師指導。學生成績由團隊成員互評、答辯、指導教師綜合初步評定成績，經(jīng)班級各團隊公開講演答辯后，決定最終成績。教學過程中，已經(jīng)完成了踝關節(jié)康復機器人的設計及制作、面向助力機器人的液壓驅(qū)動裝置的設計以及輸電塔攀爬機器人越障機構的設計與制作等5個項目的技能實訓。這些團隊化特色化實踐項目的展開培養(yǎng)了學生獨立思考縝密分析的素質(zhì)，塑造了“人人為我，我為人人”的團隊精神，實物模型的加工制造也增強了他們的實際動手能力，受到學生的歡迎。

（3） 搭建校企合作平臺，建立校外實訓基地

“回歸工程”的應用型教學一定要突出其應用性與服務性，而二者的好壞與否都要以企業(yè)的實際需求為評判標準。為此，通過與企業(yè)共同開設應用實踐環(huán)節(jié)，建立培養(yǎng)學生設計創(chuàng)新能力與工程實踐能力的實踐教學體系，拓寬學生的知識面，提高學生的綜合設計能力與動手實踐能力。按照行業(yè)內(nèi)先進、規(guī)范、企業(yè)文化氛圍較好的原則，本專業(yè)先后與南京康尼機電技術公司和南京康翔工程機械有限公司等企業(yè)共建校外實訓基地，選擇優(yōu)秀學生利用假期和課外時間進駐公司參與工程實踐，利用所學的機械設計知識和輔助設計軟件Pro/E、UG、Ansys等，解決工程項目中遇到的一些問題。這種學以致用的方式將理論和實踐緊密結合在一起，加深了學生對所學知識的理解，提高了他們解決實際問題的能力，對培養(yǎng)學生“觸類旁通、舉一反三”的綜合性創(chuàng)新創(chuàng)造能力大有裨益。

3.教學質(zhì)量反饋評估

為提高機械設計實踐教學的質(zhì)量，建立了一套多元化的反饋評估體系，主要包括評估內(nèi)容、評估主體和評估階段的多元化。評估內(nèi)容的多元化是將實踐教學原來單一的試卷考試變?yōu)楝F(xiàn)場答辯、研究報告、產(chǎn)品設計分析等多種方式；評價主體的多樣化是為了減少傳統(tǒng)單一評價主體的局限性和片面性，實行學生、課程教師、企業(yè)專家、責任導師、企業(yè)導師等多主體評價，提高導師團隊成員對學生的關注度以及評價的客觀性；評估階段的多元化明確規(guī)定學生成績由課堂討論、階段測評、期末考核三部分構成，按2：3：5 分配，實現(xiàn)成績構成的分段，促進課程考核從評價“分數(shù)高低”向評價“能力強弱”轉(zhuǎn)變，全面提高學生的工程實踐能力，扭轉(zhuǎn)重成績輕實踐的教學風氣。通過實踐教學質(zhì)量的反饋評估，持續(xù)改進實踐教學中的薄弱環(huán)節(jié)，不斷提升教學質(zhì)量。

三、結語

“回歸工程”理念為全面提升學生綜合素質(zhì)，切實加強學生工程意識及實踐能力指明了方向。在機械設計實踐教學中，立足“回歸工程”理念，通過改進教學方法并配以良好的實驗環(huán)境，充分調(diào)動學生“主動學習的積極性”，實現(xiàn)了“學中做”與“做中學”的完美結合，激發(fā)學生的實踐創(chuàng)造性思維，提高了實踐創(chuàng)新能力。在具體實施過程中，通過項目化的教學與實踐，使學生既能了解學科發(fā)展前沿又能掌握服務社會的必要技能，為日后成為一個合格的工程技術人員打下了堅實基礎。

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作者簡介：

閆國棟，男，講師，1986年8月生，博士，主要從事機械設計與制造、計算機圖形學方面的研究和教學工作。