導(dǎo)語：機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革與實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：文章在“一帶一路”、“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“新工科”等國家重大戰(zhàn)略的背景下，分析了我國工科專業(yè)面臨的形勢。以西安理工大學(xué)機械類專業(yè)為例，提出了在新工科背景下機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革方案，將機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合，分別從課程實驗、教學(xué)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動等方面，闡述了采取的具體改革措施以及成效，為推動新工科建設(shè)步伐提供參考。

關(guān)鍵詞：新工科；機械類專業(yè)；實踐教學(xué)改革；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

高等工程教育在我國高等教育中占有重要的地位。深化工程教育改革、建設(shè)工程教育強國，對服務(wù)和支撐我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級意義重大[1]。2016年6月，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證體系實現(xiàn)國際實質(zhì)等效，為深化工程教育改革提供了良好契機。當(dāng)前，國家推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實施“一帶一路”、“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，對工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新[2-4]。為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略。2017年2月教育部高等教育司了關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知，之后先后形成“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，奏響了人才培養(yǎng)主旋律，開拓了工程教育改革新路徑[5-9]。全國各高校紛紛通過開設(shè)大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實、智能科學(xué)與技術(shù)等新專業(yè)，以智能制造、云計算、人工智能、機器人等來改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，培養(yǎng)實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才，以滿足未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟的需要[10]。西安理工大學(xué)探索符合學(xué)校實際的多學(xué)科多方協(xié)同交叉融合培養(yǎng)的新理念，圍繞立德樹人根本任務(wù)，依托學(xué)校多年來在裝備制造、水利水電等方面業(yè)已形成的特色優(yōu)勢，基于卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、工程教育專業(yè)認(rèn)證等改革的豐富經(jīng)驗，與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革緊密結(jié)合，瞄準(zhǔn)“智能制造”和“智慧水利”等新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展需求，一方面主動設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，另一方面推動現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新。樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育“新理念”，構(gòu)建新興工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”，探索實施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”，打造具有國際競爭力的工程教育“新質(zhì)量”，建立完善中國特色工程教育的“新體系”，積極探索新工科專業(yè)建設(shè)改革試點工作。西安理工大學(xué)機儀學(xué)院為推動本院新工科建設(shè)步伐，探索新工科背景下機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)改造升級路徑，將機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合，并取得了明顯成效。

一、機械類專業(yè)傳統(tǒng)實踐教學(xué)體系

目前，大部分高校機械類專業(yè)傳統(tǒng)實踐教學(xué)體系如圖1所示。從層次方面說，機械類專業(yè)實踐教學(xué)可以分為基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、綜合實踐和創(chuàng)新實踐四類。機械類專業(yè)實踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)都要與課堂理論教學(xué)相輔相成，并貫穿于整個大學(xué)階段，使學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程等理論知識在實踐教學(xué)中得到驗證。西安理工大學(xué)針對機械類專業(yè)各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，特別注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，已經(jīng)形成了比較完善的、系統(tǒng)的、合理的、標(biāo)準(zhǔn)化的實踐教學(xué)體系。

二、新工科背景下機械類專業(yè)實踐教學(xué)體系改革方案

筆者在西安理工大學(xué)機械專業(yè)從教以來，參與過課程實驗、教學(xué)實習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生參加機械創(chuàng)新、挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目等各級各類競賽項目40余項，指導(dǎo)學(xué)生申請專利10余項，有著豐富的實踐教學(xué)和雙創(chuàng)教育經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，提出一種融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的機械類專業(yè)實踐教學(xué)體系改革方案，如圖2所示。機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革整個過程以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念。將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入到理論教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之中，貫穿于大學(xué)四年教育全過程。學(xué)生通過在理論教學(xué)和實踐教學(xué)中受到的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，可以萌生出創(chuàng)新創(chuàng)意，進而形成相應(yīng)的創(chuàng)新作品。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以將去參加各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，沖刺各種獎項。之后，學(xué)生可以這些創(chuàng)新成果進行轉(zhuǎn)化，根據(jù)成果類型可以申請相對應(yīng)類別專利，可以發(fā)表學(xué)術(shù)論文，甚至可以尋求企業(yè)的創(chuàng)業(yè)投資。在整個改革過程中需要學(xué)校各類平臺的支持。

三、改革具體措施及成效

（一）課程實驗方面。在原有課程實驗體系基礎(chǔ)上增設(shè)了一定數(shù)目的設(shè)計性實驗，同時保留了經(jīng)典的驗證性和演示性實驗。比如針對《機械制造裝備設(shè)計》課程實驗，除了開設(shè)經(jīng)典的普通車床幾何精度檢驗試驗、車床主傳動系統(tǒng)空載功率的測定等驗證性實驗外，增開了與機床裝備應(yīng)用相關(guān)的設(shè)計性實驗———機床動態(tài)性能實驗。該實驗首先由實驗教師介紹與本實驗有關(guān)的背景知識以及已知的實驗條件，提出具體實驗要求。本實驗的實驗要求如下：要求學(xué)生查閱有關(guān)機床動態(tài)性能對加工質(zhì)量的影響、識別機床薄弱環(huán)節(jié)的方法以及提高機床動態(tài)性能的方法的資料，提交不少于5000字的調(diào)研分析報告，要求參考文獻不少于15篇；查閱常用實驗設(shè)計及數(shù)據(jù)處理方法，根據(jù)現(xiàn)有實驗條件采用正交試驗方法設(shè)計實驗方案。學(xué)生根據(jù)實驗要求查閱有關(guān)振動對機床加工質(zhì)量影響及減振方面的資料，了解應(yīng)用鋼球進行機床減振的工作原理，學(xué)習(xí)正交實驗設(shè)計方法及數(shù)據(jù)處理分析方法，按時完成撰寫調(diào)研分析報告，根據(jù)已知實驗條件完成實驗方案設(shè)計。實驗設(shè)計方案通過實驗教師同意后，各實驗小組預(yù)約各自實驗時間，由實驗小組成員按照實驗設(shè)計方案獨立完成實驗。實驗結(jié)束后，要求學(xué)生對實驗結(jié)果進行計算和分析，得出實驗結(jié)論，最后進行實驗總結(jié)和撰寫個人心得體會。實驗結(jié)果主要包括不同實驗參數(shù)條件下測試獲得的機床動態(tài)性能曲線及提取出的相關(guān)數(shù)據(jù)，針對正交實驗結(jié)果要進行極差分析，獲得各因素對減振效果的影響曲線和影響大小順序，最終獲得最佳減振方案。要求實驗報告按照科技論文格式進行書寫。通過該設(shè)計性實驗的實施，使學(xué)生掌握了提高機床動態(tài)性能的方法和正交試驗設(shè)計與分析方法，深入學(xué)習(xí)了機床整機動態(tài)性能檢測儀器的使用方法、動態(tài)性能的測試項目及識別機床薄弱環(huán)節(jié)的方法，深刻體會到了提高機床動態(tài)性能對加工精度及加工效率的重要意義，提高了學(xué)生文獻檢索能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在2016年我校機械專業(yè)工程認(rèn)證過程中，該設(shè)計性實驗得到了認(rèn)證專家的高度評價。另外，我校機械專業(yè)還開設(shè)了開放性實驗環(huán)節(jié)，我校機械工程實驗中心和機械設(shè)計實驗中心對學(xué)生實行開放制度。根據(jù)實驗室內(nèi)已有的實驗條件，學(xué)生可以自主制定實驗內(nèi)容和實驗方案，并獨立完成整個實驗過程，進行創(chuàng)新性研究和探索。通過開放性實驗環(huán)節(jié)，使實驗室真正成為知識運用、知識融合、知識創(chuàng)新的基地，更有利于提高學(xué)生綜合實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。（二）教學(xué)實習(xí)方面。為了增強學(xué)生的動手實踐能力，我校機械專業(yè)不僅開設(shè)了金工實習(xí)（金工基礎(chǔ)訓(xùn)練的“金工Ⅰ”）、認(rèn)知實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)，還增開了以工藝設(shè)計和自主加工為目的“金工Ⅱ”實踐環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)在我校工程訓(xùn)練中心進行。在“金工Ⅱ”實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生可以結(jié)合機械創(chuàng)新、挑戰(zhàn)杯等各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽主題自主選擇課題，自行完成設(shè)計、加工、調(diào)試環(huán)節(jié)。該實踐環(huán)節(jié)加工出的作品可以直接參加相對應(yīng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽。為了避免學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)時走馬觀花，增強實習(xí)效果，我校機械專業(yè)對生產(chǎn)實習(xí)模式進行了改革，除了大部分學(xué)生去十堰東風(fēng)汽車、中國一拖、天水星火機床等國有大型企業(yè)進行參觀實習(xí)外，還嘗試了讓少部分學(xué)生利用大三暑假在富士康、海爾等企業(yè)以頂崗的模式實習(xí)2個月。通過頂崗實習(xí)，不但對學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識進行了驗證，還幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)和解決實際問題。比如今年實習(xí)的幾位同學(xué)對企業(yè)生產(chǎn)線存在的問題進行了分析和優(yōu)化，通過優(yōu)化布局更加合理，生產(chǎn)效率得到了很大的提高，得到了實習(xí)企業(yè)的一致好評。通過實習(xí)，學(xué)生可以為后續(xù)課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計找到合適的題目。通過發(fā)現(xiàn)和解決實際企業(yè)中存在的技術(shù)問題，還可以參加各類創(chuàng)業(yè)挑戰(zhàn)賽，獲得企業(yè)的創(chuàng)業(yè)投資。總之，該實習(xí)模式取得了良好的成效，在今后幾年將大面積在本專業(yè)推廣。（三）課程設(shè)計方面。目前大部分高校機械類專業(yè)的課程設(shè)計都編制有自己的指導(dǎo)書，題目相對固定而且數(shù)量較少，容易造成學(xué)生相互抄襲的現(xiàn)象。比如機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書中給出幾個典型零件，常見的有撥叉、連桿等，零件數(shù)量少，由于學(xué)生較多，往往多個學(xué)生設(shè)計同一個題目，造成相互抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。針對課程設(shè)計中存在的這些問題，我校機械專業(yè)對課程設(shè)計模式進行了調(diào)整，鼓勵學(xué)生在課程設(shè)計大綱要求下自行命題。一方面，學(xué)生可以通過查閱相關(guān)文獻資料、市場調(diào)查等多種途徑提出與生產(chǎn)實際相關(guān)的設(shè)計題目，特別是學(xué)生可以在生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)找到相關(guān)設(shè)計題目，由指導(dǎo)教師進行題目審查，篩選出符合要求的課程設(shè)計題目。另一方面，學(xué)生可以結(jié)合各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽主題，自主選擇合適的課程設(shè)計題目。這種課程設(shè)計模式得到了學(xué)生的一致認(rèn)可，既能幫助相關(guān)企業(yè)解決一些實際問題，也能為學(xué)生后續(xù)參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，奠定良好的基礎(chǔ)。（四）畢業(yè)設(shè)計方面。目前大部分高校機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目都是由校內(nèi)指導(dǎo)老師指定，這類題目往往是針對已有的機械裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、夾具設(shè)計或控制系統(tǒng)設(shè)計等，設(shè)計內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性和新穎性。學(xué)生對此類題目興趣不大，主動設(shè)計的積極性不高，往往通過上網(wǎng)搜索與自己題目相似的資料之后，參考原文中的內(nèi)容，甚至全文抄襲，結(jié)果是論文缺乏分析和獨特見解，在畢業(yè)答辯時出現(xiàn)學(xué)生對自己設(shè)計的東西講不清楚的現(xiàn)象。加上，近幾年大多數(shù)高校本科畢業(yè)設(shè)計實行制度，很多學(xué)生過程中重復(fù)率極高。針對機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中存在的諸多問題，采取了下面幾項措施：1.以教師科研課題內(nèi)容作為畢設(shè)題目。讓學(xué)生參與到教師的科研課題中去，通過教師的指導(dǎo)，學(xué)生不但如期完成了畢業(yè)設(shè)計論文，也能為教師課題的順利完成做出一份貢獻。在此過程中，學(xué)生的科研能力得到了提高，所以這類題目特別適合于保送研究生和已經(jīng)考取研究生的同學(xué)，可以為后續(xù)研究工作鋪平道路。2.聘請企業(yè)導(dǎo)師，實行校企聯(lián)合指導(dǎo)。我校機械專業(yè)，近年來聘請了大量如秦川機床、寶雞機床、中航工業(yè)等大型企業(yè)的高級工程技術(shù)人員作為企業(yè)導(dǎo)師，由企業(yè)給定題目，企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師共同指導(dǎo)。3.以各類競賽題目作為畢業(yè)設(shè)計題目。部分競賽主題一般提前已經(jīng)給出，可以讓部分學(xué)生以這類競賽的主題作為畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容。通過畢業(yè)設(shè)計過程，學(xué)生產(chǎn)生一些好的創(chuàng)意和想法，不但為后面參加競賽做準(zhǔn)備，也可以申請專利等。4.鼓勵已就業(yè)學(xué)生到企業(yè)中做畢設(shè)。針對很多學(xué)生已經(jīng)找到工作，而且將要從事的工作與所學(xué)專業(yè)非常對口這種情況，鼓勵這些學(xué)生到所就業(yè)企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計。在此過程中，不但可以有效激發(fā)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的積極性，而且可以提前熟悉自己將要從事的工作。5.畢設(shè)選題實行雙向選擇、因材施教。每年春節(jié)前，在畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)中公布題目及任務(wù)書，學(xué)生可以自由選擇老師和畢設(shè)題目，老師也可以選擇自己滿意的學(xué)生，充分調(diào)動了教師和學(xué)生的積極性。通過以上措施的實施，使我校機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)質(zhì)量大大提高，參與畢業(yè)設(shè)計答辯的企業(yè)導(dǎo)師對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成果給予了極高的評價。在2018年舉行的第二屆中國機械行業(yè)卓越工程師教育聯(lián)盟“恒星杯”畢業(yè)設(shè)計大賽中我校獲得優(yōu)秀獎和佳作獎各3項。（五）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動方面。為了提高機械類學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，筆者所在學(xué)院制定了創(chuàng)新學(xué)分認(rèn)定辦法，要求機械類專業(yè)本科生在校學(xué)習(xí)期間每學(xué)年必須取得1個創(chuàng)新學(xué)分，畢業(yè)時未取得4個創(chuàng)新學(xué)分者按結(jié)業(yè)處理，若超過4個時，超出的學(xué)分可替代校級任選課學(xué)分。參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動取得各種獎項的學(xué)生，還可以獲得相應(yīng)的創(chuàng)新成果獎，在保研以及評獎學(xué)金過程中可以加分。這些政策的出臺，極大促進了學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的積極性，近年來參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的人數(shù)逐年增多，而且取得了顯著的成績。比如我校在2018年第八屆機械創(chuàng)新設(shè)計大賽陜西賽區(qū)大賽上，獲得一等獎7項、二等獎10項、三等獎3項的好成績，在同年的全國大賽中我校獲得一等獎1項、二等獎2項的優(yōu)異成績，其中參與的學(xué)生大部分都是機械專業(yè)學(xué)生。

四、結(jié)束語

2018年西安理工大學(xué)獲批3項教育部首批新工科研究與實踐項目，其中機械專業(yè)獲批1項。通過融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革方案的實施，我校機械類學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到了極大的提高，有效促進其自主創(chuàng)業(yè)、自主就業(yè)，緩解就業(yè)壓力，對實現(xiàn)“以實踐促創(chuàng)新，以創(chuàng)新促創(chuàng)業(yè)，以創(chuàng)業(yè)帶就業(yè)”的目標(biāo)具有重要意義，對推動我校新工科建設(shè)起到了促進作用。

作者:楊振朝 李言 李淑娟 高新勤 王權(quán)岱 單位:西安理工大學(xué)