基于专业认证的机械类实践教学模式改革

周静恺，马善红，杨金林

（浙江理工大学机械工程实验教学中心，浙江 杭州310018）

0 引言

工程教育专业认证是由中国工程教育专业认证协会组织进行的，其着眼于检验人才培养质量，建立人才质量评估标准，同时也是全球性人才资源互认的重要基础。专业认证由《工程教育认证标准》教育部发布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》作为支撑，强调以学生为中心，采用更利于学生接受的教学模式，并以学生的收获为教学评价指标[1]。

机械类专业的工程教育专业认证强调激发学生的学习兴趣和潜能、强化实践性和创新性，更加重视考察学生综合运用所学的科学理论和技术手段，分析并解决工程问题的基本能力。

1 专业背景及现状

我校机械类专业致力于培养具有适应机械类工作所需的工程科学基础、工程专业技术及管理知识的人才，学生需要具备分析问题、解决问题、组织管理、合作交流和自主学习的能力，并且具有创新意识、社会责任感、职业道德及人文素养，能在机械工程及其相关领域从事产品的设计与制造、应用研究和科技开发、运行管理等工作。专业培养采用前期机械大类培养、后期个性化分流的培养模式，为不同发展志向以及不同能力的学生创造相适应的培养环境和条件，努力培养卓越的机械工程技术人才。由此可见，为满足专业认证要求、实现专业的培养目标，实践教学环节是至关重要的。

2 实践教学模式改革必要性

我校机械类专业的实践教学环节主要包括课内实验、认知实习、金工实习、生产实习、专业综合实践等。在众多实践教学环节中，课内实验内容丰富并且占有较大的比重，实验的验证性内容占比较大；金工实习主要是在校内的金工训练中心完成，实验能够培养学生的动手操作能力，并熟悉机械加工的一些基础设备、操作；认知实习和生产实习等环节会带领学生进入相关企业进行参观学习，帮助学生贴近工程实际、开拓眼界；专业综合实践对学生的一部分知识进行综合，引导学生动手操作，最后完成实践报告或作品。

以上实践教学环节能够在一定程度上培养学生的动手能力、解决问题能力等，但是在对学生的综合性、创新性、解决实际工程问题的能力培养上尚未取得很好的效果。在专业认证现场考察中，专家指出专业实践教学环节的产学研重要性以及进一步培养学生创新性、实践能力的必要性。因此本文以工程教育认证中的大学生实践要求为标准，对实践教学模式进行改革，使得实践教学更能够为培养目标和专业认证要求服务。

3 实践教学模式改革方案

为满足工程教育专业认证的要求，通过对机械专业实践教学创新模式的研究，搭建学生实践训练活动平台，开展多种形式的实践活动，开设专题讲座、进行工程实例剖析，从而激发学生的创新意识和创新潜能，培养创新精神。实践教学模式改革方案如图1所示，在教师团队的指导下，学生基于项目完成相关实践环节，并将实践内容转化为相应的成果如作品实物、专利、论文、报告等。

图1 实践教学模式改革方案

3.1 创新实践教学平台搭建

从实验室建设、教师团队建设、管理模式、整合教学竞赛资源等方面入手，搭建符合专业认证要求的创新实践教学平台。实验室建设方面，在原有实验室的基础上配置了3D打印工作室、PPCNC数字加工工坊、慧鱼实验室、智慧教室等，以供创新实践教学和学生自主使用，并通过机械基础国家级实验教学示范中心对机械类相关实验室进行资源整合[2]，实践教学平台基本结构如图2所示。

图2 实践教学平台基本结构

教师团队建设方面，在原有实验教师的基础上，每个项目组配备至少一名理论课教师进行指导，并提供相应的科研课题作为项目的参考。只有丰富经验和认真负责、实践能力强的指导教师才能更好地引导学生，因此实验中心要求指导教师定期参加培训，并积极到其他优秀院校、科研机构、企业单位等进行交流学习，不断提高业务水平[3]。指导教师之间定期交流并及时沟通学生项目的进行情况，从而更好地指导学生完成实践内容，引导学生更加深入地将实践内容与工程实际相结合，贴近专业认证的要求。

管理模式上实行实验室开放式管理[4]，个别实验室除了预约开放以外还支持全天开放，供学生、指导教师在实践项目中使用，其中全天开放的实验室由相应指导教师和助教负责门禁和安全事项。除了实验室开放式管理之外，还引入了学生干部、有兴趣的学生参与实验室的管理维护，在指导教师的监督下作为助教辅助工作，这样能够形成学生工作的合力，加强学生工作部门与实践教师之间的沟通、交流与协作，使实践教学活动更深入学生团体取得更好的教学效果。

3.2 实践培训

为使学生适应新的教学模式、熟悉创新实践教学平台并且明确实践目标，实践教学首先对学生进行一系列基本培训。培训通过专题讲座、课题研讨等形式开展，在培训中会加入一些具体的项目案例、创新案例供学生参考。培训结束时组织学生上交培训总结报告并且邀请学生做个人分享，实践培训作为整个实践教学环节的一部分，主要围绕以下几个内容开展：1）创新设计理论与方法，2）工程创新设计与案例，3）项目开发与实例讨论，4）专利的构思、撰写规范、可行性分析、受理及授权，5）专利申请的案例剖析、体验交流。

3.3 项目式实践教学

实践教学经过培训之后首先对学生进行分组，每组3～4人，每组配置一名实践教师和一名理论教师，每位指导教师指导项目不宜超过2项，以小组为单位有助于学生进行分工合作，完成具有一定挑战性、创新性的项目，并且能够培养学生分工合作的精神，更好地培养学生的动手能力[5]。分组之后学生和指导教师需要完成选题环节，题目由指导教师指定或学生自主选择，学生自主选择的题目需要经过指导教师的确认。项目选题可以结合每年的挑战杯、机械设计大赛、新苗计划、国创项目等进行创新，也可以与学院教师的科研项目相结合，以满足不同学生的需求。选题的同时需要制定项目的详细实施计划，后续实践过程中教师按照实施计划进行监督指导，并填写实施计划完成情况表。

指导教师和项目组学生充分利用创新实践教学平台的所有资源对项目进行实施，项目的所有环节都由学生主导完成，指导教师负责监督并给出一定的指导意见，并为学生提供一定的帮助。每个实践项目在结题验收时学生需要提交作品和项目结题报告，项目实施过程中指导教师可以鼓励学生进行论文、专利、软著等的撰写，以拓展学生的能力。

3.4 实践考核

创新实践课程的考核基于培训总结报告、项目计划完成情况表、项目结题报告、学生作品（包括实物、专利、论文等）完成，其中项目计划完成情况表、学生的提问数量以及实验室签到情况综合构成学生的平时成绩，从而实现平时成绩的量化。最后课程成绩分数由指导师打分、学生自评和学生互评组成，其中探索性研究项目允许失败，但是应在项目结束后认真总结、分析失败原因，在结题报告中勇于提出自己的观点和看法，失败项目视具体情况给定分数。最后成绩给定为优秀的小组需要由指导教师推荐，参与整个实践课程指导小组组织的答辩，答辩通过后方能考核为优秀。

4 结束语

实践教学在机械类专业学生的培养中非常重要，我校机械制造及自动化专业已通过工程教育专业认证，针对实践教学模式进行的改革作为专业认证中持续改进的内容。创新实践教学平台在机械类本科教学中取得了较好的反响，多样化的实验室和管理模式为学生提供了更多的实践机会，具有工程实际意义的项目式实践教学培养了学生的工程素养和动手能力，答辩以及量化的考核方式使成绩判定更为合理，同时也培养了学生的表达分析能力。实践表明，基于专业认证的机械类专业实践教学模式改革在培养学生创新性、实践能力、工程能力素养方面取得了一定的效果。