智能制造专业群跨专业创新训练项目课程的实施和体会

郭鸣宇

摘要：智能制造专业群需要融合计算机、自动化和机械设计制造等专业，培养复合应用型人才，此类人才需要精通本专业的知识和技能，并且了解专业群相关专业的知识，同时需要具备跨专业创新能力和创新思维习惯。本文结合本校智能制造专业群建设过程的跨学科、跨专业融合建设情况，尤其是跨专业创新训练项目课程的建设、实施、考核、反馈和改进等情况，通过调研该课程的跨专业创新团队的组建、指导学生参与创新以及评价学生创新成果而取得的成绩和效果，分析比较创新训练项目课程对创新能力培养的作用。

关键词：：智能制造；专业群；跨专业；创新训练项目

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）32-0039-03

一、引言

目前中国是世界第二大经济体，是制造业第一大国，但是国内自主创新能力薄弱，先进装备、高端装备与智能装备贸易逆差严重且主要依赖进口，制约了制造产业健康发展。为改变这种局面，中国政府提出“实施制造强国战略”，并提出了《中国制造2025》的行动纲领，明确了大力发展智能制造，将信息化和自动化融入制造过程以实现制造业的智能化，从而实现中国从制造业大国向制造业强国的转变。

二、智能制造专业群对创新能力的培养要求

作为辽沈地区第一批民办综合型大学，沈阳城市学院有悠久的工科专业教学经验和丰富的工科专业办学资源，其中机械设计制造及其自動化、自动化和计算机科学与技术等专业均有十余年的历史。这三个专业所在的机电工程学院，积极整合各个专业的教学资源，建设智能制造专业群，各专业将培养目标调整为面向智能制造领域，为智能制造行业的各个专业岗位培养复合应用型人才。专业群的各个专业在培养方案中不约而同地明确了与智能制造行业相关的创新能力培养要求，例如：机械设计制造及其自动化专业明确了培养“智能制造技术应用与产品创新能力”，自动化专业明确了培养“智能控制系统创新设计能力”，计算机科学与技术专业明确了培养“智能应用技术与产品创新能力”等。

三、创新训练项目课程建设

1.创新训练项目课程的教学目标。培养智能制造行业的技术应用创新和产品创新能力，首先，需要明确各个专业在智能制造行业的地位，尤其是各专业核心岗位能力的确定，计算机科学与技术专业负责智能识别、智能决策等，自动化专业负责智能控制，机械设计制造及其自动化专业负责设计制造；然后，需要有专业群平台课，如智能制造导论、程序设计基础、3D打印技术、机器人控制技术等必修课以及一系列的选修课，完成智能制造行业的整体概述、明确各个专业的共同目标和各个专业衔接的工作内容；最后，还需要创新创业教育和跨专业的创新训练项目等课程，具体完成培养智能制造行业的技术应用创新和产品创新能力，其中创新训练项目课程是形成各个专业面向智能制造行业的创新能力的主要课程。因此，创新训练项目课程的建设是形成智能制造专业群要求的创新能力的关键所在。创新训练项目课程作为智能制造专业群的平台课，是机械设计制造及其自动化、自动化和计算机科学与技术等三个专业的必修课，是培养跨专业创新实践能力的实践类课程。该课程是以创新项目为驱动，以学生“自主学、动手学”为主要学习方式，以创新项目组为教学组织形式，以创新项目组的自主立项为学习内容，以指导教师的个性化指导为教学方式，以指导完成创新项目为教学内容，以创新项目的完成情况为考核内容，使学生形成能够配合相关专业完成智能制造行业的技术应用创新和产品创新的能力。

2.创新训练项目课程的设计。创新训练项目课程以大学生创新创业训练的要求为依据，将课程分为立项答辩、中期报告和结题汇报等三个阶段。为顺利实施创新训练项目课程，并对创新训练项目进行全过程管理，需要根据该课程的教学目标对课程实施环节进行设计，尤其是对学生团队对“学”的期待以及对学习方式的引导；对教师“教”的有效性的提高；对课程考核“考”的客观性的要求等，进行必要的设计。（1）对学生“学”的设计。首先，根据智能制造专业群各个年级学生的知识水平和综合能力，明确了该课程的教学对象是大二和大三年级机械设计制造及其自动化、自动化和计算机科学与技术等三个专业的学生；然后，确定了分组教学的教学组织方式，并要求学生跨专业、跨年级组成创新项目团队参加课程学习，每组6—8人，必须有三个专业的学生；此外，为了发挥创新项目组的主观能动性，激发学生“自主学、动手学”的学习热情，明确了创新项目采用开放式命题，即题目所涉及的研发内容必须融合多个专业的知识和技能，具体题目不限，由创新项目团队自主确定，并提交开题报告；最后，要学生了解，创新项目必须做出实物，具体要求在“考”的设计中明确，在项目研发过程中创新项目团队会得到教师的有效帮助和指导，具体细节在“教”的设计中明确。在明确授课对象、确定教学组织方式、选定课程项目研究内容以及了解考核方式和能够获得的帮助后，学生即可开始了本课程的学习。创新项目团队会在对专业了解基础上根据学习兴趣自主选题，兴趣是最好的老师，在兴趣引导下学生团队将顺利开展学习，之后的“教”的工作也将顺其自然。以学生为主导的实践化教学课程，是以学生的“学”为驱动，之后才涉及到“教”的问题。（2）对教师“教”的设计。对于创新训练项目课程这类实践课程，教师仅需要起到引导、指导作用，应该避免会影响学生创新思维的教导。对于该课程，教师的教学开始于协助项目团队修改创新项目立项说明书评审，并准备创新项目立项答辩。在这一教学环节中，由学生根据创新项目的知识需求自主选择指导教师，教师首先需要根据学生请求确定项目指导关系；然后审阅创新项目立项说明书，根据立项说明书的内容分析创新项目的技术可行性；最后让创新项目团队明确项目的重点和难点，并协助创新项目团队制定创新项目解决方案和立项答辩。在该过程中指导教师主要是引导学生将学习兴趣点关注在项目的重点、难点和关键环节上。项目通过立项答辩后，指导教师的工作进入指导阶段，课程教学方式以创新项目指导的方式进行，指导过程以学生为主导，根据项目进度和创新项目组需求向指导教师提出指导要求，指导教师需要按创新项目组的项目指导需求准备指导内容并提供直接或间接的指导意见。在此过程中，指导教师需要及时跟踪项目进度，并按立项说明的进度要求检查项目进度及反馈，同时协助学生准备项目中期答辩相关材料。（3）对课程“考”的设计。参与创新训练项目课程最适合的考核就是以项目作品完成情况为依据进行考核，该考核工作由各个专业骨干教师组成的创新训练项目课程考核委员会负责完成。为了使创新项目组更顺利的完成所设计的作品，并且更客观的开展项目考核工作，本课程按设计课程的阶段分三个阶段进行考核。首先，立项阶段进行立项答辩考核，根据立项说明书，即创新训练计划申报书，进行分组答辩，并针对其中的每个项目分为六项进行评分考核，考核成绩包括分组成绩和个人成绩两部分；然后，在项目进行的中期，进行项目中期报告考核，按项目开题报告中的项目进度安排的时间点，对里程碑事件和关键成果物进行考核，明确工作成果所含工作量以及个人工作量核对，并进行分组成绩和个人成绩评分；最后，在项目结题时进行结题汇报演示，根据结题汇报展示的作品完成情况进行分组评分，根据个人工作描述及回答提问情况进行个人评分。所有考核的分组成绩均折算为个人成绩，课程考核结果以个人成绩形式呈现。具体考核标准有一系列的定性标准和定量标准，此处不再赘述。

此外，对于每个阶段均有类似于补考机制的二次考核机会，此类考核不针对创新项目组，主要针对个人。基本思路还是以完成项目作品为导向，按照课程考核委员会的开题答辩意见、中期报告修改意见和结题汇报改进意见等对相关项目材料和项目作品进行修改并重新进行考核，对二次考核不通过的个人做重修处理。同时，对考核成绩优秀的项目作品优先推荐参加大学生创新创业训练计划。

3.与创新创业教育课程相结合。目前高等教育的课程体系中均有就业指导等的通识类课程，随着“大众创业、万众创新”等号召的提出，该类课程改为或增加了创新创业教育等通识类课程。此课程主要是面向各个专业培养学生的创新思维习惯和创新行动能力，因受众专业各异，使其授课针对性不强，在实践中授课难度较大，对工科专业的学生形成创新行动能力的效果欠佳。

针对此情况，在建设智能制造专业群的创新训练项目课程过程中，将创新创业教育课程由通识课改为专业课，并将课程目标调整为针对工科专业尤其是智能制造行业的创新创业教育。课程内容以创新训练项目的相关材料的准备方法和技巧为主要内容，引导学生形成创新思维能力，并培养创新行动习惯。同时，使创新创业教育课程和创新训练项目课程形成事实上的前导后继关系，使学生能够较为系统的形成创新思维习惯和创新行动能力。

通过对两届学生的实施效果来看，融入了专业内容的创新创业教育课程能够有效提高学生参与大学生创新创业训练计划申请的积极性，并能够有效弥补学生的材料编写能力和表达准确性等方面的不足。

四、创新训练项目课程实施

1.课程实施情况与改进。在课程实施阶段，学生在申报项目时，为了达到结合三个专业的专业知识并作出具体作品的立项要求，普遍申报的是智能家居类和智能日用品类作品，涉及外观设计、自动控制和云端控制等内容，该类项目体量适中、难度适中、创新角度多元，是學生团队集体智慧的选择。在项目立项过程中，指导教师的主要工作是与创新项目团队反复确认项目可行性和可操作性，指导教师的另一项主要工作是与课程考核委员会沟通作品内容，尤其是作品工作量等问题。在此过程中，课程考核委员会的主要工作是评审立项材料并评价立项答辩情况，确认项目是否达到立项要求。在实践中，学生往往因为缺乏目的性和可依据的标准，漫无目的走很多弯路，而且立项答辩不通过，还需要重新修改材料参加立项答辩，教学效率较低。为提高此阶段的教学效率，在下一轮教学时计划提供创新项目典型案例的相关材料，使学生和教师有的放矢的开展创新训练项目。创新项目立项后，各个创新项目团队按立项说明书中的项目进度安排开展工作，这一阶段的教师主要工作是根据创新项目团队的要求进行项目关键问题的技术指导。这一阶段学生创新项目团队的主要工作是根据项目进展状况发现问题、着力分析问题并试图解决问题。

2.课程考核情况与改进。课程考核是课程实施过程的重要环节，课程考核的客观性是保证该环节顺利实施的关键。对于实践类跨专业课程的考核，涉及多个专业的专业知识和技能，需要组织各专业的骨干教师组成课程考核委员会进行客观公正的考核。课程考核委员会根据课程的教学目标，确定课程考核要求，制定并公布课程考核标准。因为该实践课程采用指导教师分组教学模式，为了加强教学过程管理，在考核时也着重关注过程考核的实施和标准制定。考核按项目进行阶段对应三次考核：立项评审、中期检查和结题考核，每次考核都由指导教师组内自评和考核委员会考评两部分组成，其中中期检查和结题考核又由过程成绩和答辩成绩构成。

3.课程实施情况分析。课程实施效果的积极影响体现在学生对后续课程学习态度的变化在已经实施该课程的一个学期中，经历了完整的课程选题、确定指导教师、项目立项、中期检查、结题答辩等过程和课程考核工作，之后同一届学生还将在接下来的学期进行同样要求但选题不同的实践类课程。学生对即将进行的项目实践课程的态度更加认真，对结课考核和过程考核的细节更加关注，在组队时团队成员的选定也更加慎重，在选定题目时更加关注题目的思维创新和技术创新，在确定指导教师时学生团队能够主动与多位教师充分沟通主动选择指导教师。

五、结束语

综上所述，面向智能制造专业群的创新训练项目课程，通过创新训练项目将机械设计制造及其自动化、自动化和计算机科学与技术等三个专业的培养目标融合，形成智能制造行业的技术应用创新和产品创新能力，是有教学实践验证的且可行。此课程能够引导学生形成“自主学、动手学”的学习习惯；在课程实施过程中，创新项目团队的组织形式和答辩考核形式将有助于学生形成可转移能力；对课程作品的实现，将有助于学生最终形成智能制造行业的技术应用创新和产品创新能力。

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