多学科综合实践教学模式的构建与探索

邵明辉， 韩素华， 张嘉鹭

(1.江苏师范大学 机电工程学院，江苏 徐州 221116；江苏省沛县中等专业学校，江苏 徐州 221600)



多学科综合实践教学模式的构建与探索

邵明辉1， 韩素华2， 张嘉鹭1

(1.江苏师范大学 机电工程学院，江苏 徐州 221116；江苏省沛县中等专业学校，江苏 徐州 221600)

提出了一种多学科综合专业链式的实践教学模式，并以我校机电工程学院实践教学模式的改革为例，详细阐述了以工业产品为中心的多学科综合实践教学模式的构建及实施方法，借助相关课程之间的有机联系以主动的、实践的方式去学习。结果表明，该教学模式在我校进行推广后，推进了专业间的互补与融合，提高了学生科技创新的参与度及实验室的使用效益，教学成果显著。

多学科综合； 专业链寻优； 教学模式

0 引 言

目前，我国高校在专业建设中存在以下主要问题：①高校学科专业发展“同质化”倾向严重；②专业设置重复导致特色淡化；③产业发展对专业建设提出新的要求[1-3]。基于以上三方面的考虑，本文提出了基于专业链式的多学科综合实践教学模式，即依托优势学科创建的品牌专业作为核心专业，由若干在学生实践能力培养领域具有类似操作规范要求或共同专业技能基础的若干专业构成专业集合，相互协作开展实践教学的教学模式。

多学科综合实践教学模式的研究，在实践中体现为以整体提升大学生创新创业能力为目标，以优化协同创新专业链为研究对象，重新构建相关专业教学内容及实践教学模式，探索基于专业链提高大学生创新创业能力实践教学模式与路径。

1 专业链在实践教学中的构建

学生在学习专业技能的过程中，如果能借助相关课程之间的有机联系以主动的、实践的方式去学习，往往可以取得事半功倍的效果。因此，合理构建实践教学专业链，最大限度地激发出学生的创新热情尤为重要[4-5]。

机械工程学科设有机械设计制造及其自动化和工业设计两个本科专业，并拥有机械工程和设计学两个一级学科硕士点。其中，机械设计制造及其自动化专业为省级重点专业和特色专业，该专业的实践教学主要包括金工实习、数控实训、认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计等，实践教学课时在40周以上。

“数控加工实训”是在学习“数控加工技术”课程之后重要的综合性实践性教学环节，实训时间为160学时/班。实训主要任务是：正确了解机床的组成结构及机床的保养维护工作，培养学生数控机床操作与编程加工制造工件的能力。

工业设计专业中的“工业设计模型实践”是在学习“造型基础”课程之后重要的综合性实践教学环节，实训时间为160学时/班。实训主要任务是：了解PVC、ABS等材料特性与加工方法，培养学生在模型制作过程对造型与结构的立体理解。

通过对比两个专业的实践内容和要求，不难发现，两个专业实践均完成三维造型设计、模型数控加工等相关内容，故我们考虑将机械设计制造及自动化专业的数控加工实践与工业设计专业的模型设计制作实践并轨整合，结合电气专业的专业综合实训、管理专业的创业策划实践等实践内容，以工业产品研发到运行的生命周期为载体，构建实践教学专业链模型见图1。

图1 以工业产品为中心的实践教学专业链模型

2 专业链在实践教学中的实施

工业产品研发是一项非常复杂细致的工作，若不了解产品的原理、设计目的、基本结构等，仅凭课堂上教师讲授的基础知识及通识性专业知识，学生将无法完成依托工业产品研发的实践教学活动[6-7]。为此，在以工业产品为中心的实践教学活动开展前，授课教师应该利用课堂时间，就所研发对象的意义、用途、原理、结构等等逐一渗透到理论教学中，并与专业知识的学习结合。这既是对课堂授课内容的更新换代，又对后续的设计性综合实训进行必要的铺垫与知识准备[8-9]。

学院围绕以工业产品为中心的实践教学专业链模型，积极开展了基于专业链的实践教学的探索，并取得了良好的应用效果。现仅以“幼儿教育机器人”项目为例，简要阐述以工业产品为中心的实践教学专业链模型的结构及实现路径。

在国外，机器人教育一直是机械应用领域关注的学术热点。早在1994年麻省理工学院(MIT)就设立了“设计和建造LEGO机器人”课程(Martin)，目的是提高工程设计专业学生的设计和创造能力[10-12]。江苏师大机电工程学院自主研发的“幼儿教育机器人”项目，含专业链构成图谱中的四大专业，因此具有一定的代表性。在该项目中，专业链构成中的四个专业具体工作任务、实训学时分配见表1。

表1 “幼教机器人”项目实践教学任务、学时分配表

项目实施阶段，各专业以班级为单位分成若干小组，参加相关专业的实践教学活动，为保证工业产品的开发时效性及功能性，各专业在产品设计、加工、装配、调试等实践流程见图2。

图2 专业链实践教学执行流程图

在项目的实施过程中，项目组首先根据工作任务开展调研，讨论并确定产品设计要求，然后在专业教师指导下用所学专业知识、技能进行总体方案设计，经分析、讨论、汇报、展示等相关考评环节后，确定最优方案，进行细化设计。

整个实践环节包含工业设计阶段、机械加工阶段、电路设计阶段以及市场推广阶段，具体实施过程如图3所示。在机械加工阶段，项目组须按要求独立完成典型零部件的工艺编制、数控加工并汇报自己在生产过程中为保证质量、提高效率方面所采用的新措施、新方法；在项目的市场运作、推广阶段，项目组借助风险投资的运作模式，以创办虚拟公司等形式，为研发产品完成一份包括公司概况、市场分析、营销战略、生产管理、财务管理等内容的商业策划书[13-14]。

(a)

(b)

(c)

(d)

图3 “幼儿教育机器人”项目实现过程

3 实践成效与思考

机电工程学院开展多学科综合实践教学活动以来，共有4个专业8个班级的391名同学参加了新的实践教学活动，累计申请专利18项、注册并投入运营公司5个、成立校级学生社团7个、在各级创新创业比赛活动中获奖78项，其中在2014年“创青春”全国大学生创业大赛中获国家“银奖”1项、江苏省“铜奖”1项；在第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获江苏省“二等奖”1项、江苏省“三等奖”1项，由该院包磊等同学研究开发的“液压实验台自动控制综合系统”，获第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国“二等奖”。

经过近2年的实践探索，多学科综合实践教学模式的最大优点是使原本单一、枯燥的实践教学过程具有了产品开发过程的感受性和新颖性。学生在综合行动中边思考边学习，完成从明确任务、制定计划、实施检查到评价反馈的全过程，对学生专业素质和创新创业能力的提高提升作用显著；同时，该教学模式打破了学科壁垒对于提高大学生综合能力的的限制，对推进专业间的互补与融合起到了很好的推动作用；该实践教学模式让每一位学生都能积极参与到实践教学活动中，切实提高了实验室的使用效益。

4 结 语

本文通过对高校实践教学模式的探究，结合专业设置特点建立了适合本校实践教学发展的协同创新专业链，初步形成了基于专业链寻优的多学科综合实践教学平台，对于创新人才培养模式、专业知识结构体系的优化都提供了有益借鉴，尤其对于学生整体创新创业能力的培养、实验室使用效益有着显著提升作用。

[1] 教育部：创新精神培养将纳入本科教学质量国家标准[EB/OL].新华网，2015-8-18.

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Construction and Exploration of Multi Discipline Integrated Practical Teaching Mode

SHAOMing-hui1，HANSu-hua2，ZHANGJia-lu1

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China；2. Jiangsu Province Peixian Secondary Professional School , Xuzhou 221600, China)

This paper presents a kind of practical teaching mode of multi discipline comprehensive professional chain. Based on an example of the practice teaching mode reform of College of Mechanical and Electrical Engineering in Jiangsu Normal University, this paper expounds the construction and implementation of the professional chain model of the practical teaching in the center of industrial products, and expounds a proactive and practical learning way with the help of the organic connection between the related courses. The results show that the teaching model in our school promotes the complementation and integration of the professional, and improves the students’ participation in scientific and technological innovation and the use of laboratory efficiency.

multi discipline integration； professional chain optimization； teaching mode

2016-04-10

江苏省高校实验室研究会资助项目(GS2015YB37)；江苏师范大学科研基金项目(14XLB09)；江苏师范大学教研基金项目(JYY201412)

邵明辉(1982-)，男，江苏徐州人，硕士，实验师，研究方向为机械设计与快速成型制造。

Tel.：13852488995；E-mail：jsnushaominghui@163.com

G 642.0

A

1006-7167(2016)08-0194-03