机械类专业人才应用创新能力培养的实践教学体系建设研究

◆刘对 宋士华 黄强 万钰雯 陈水泉

0 前言

随着时代的快速发展，培养和提高大学生的创新精神和能力已成为时代赋予高校的责任，专业技术人才应用创新能力的培养已成为工科学院的主要方向。如何培养工程技术人才的创新能力，已成为高校教学改革的主旋律。机械类专业人才应用创新能力的养成主要包括工程实践能力提升和创新创业能力培养。实践教学体系的建设应围绕应用创新能力培养，充分探索金工实习、课程设计、生产实习、创新性实验、学科竞赛、毕业设计的多维度融合。

1 金工实习为培养工程实践能力打基础

金工实习是一门实践性很强的技术基础课，包括的内容主要有车削、铣削、刨削、磨削、铸造、锻压、焊接、钳工等，以及近年来增加的数控设备（如数控车、数控铣）、特种加工设备（线切割、电火花成型机、激光切割等）的操作及简单编程[1]，是提高机械类学生专业实践能力的非常有效的手段。

金工实习课程通过理论和实践相结合的模式进行教学，可以作为专业课的前期铺垫，为学生在高年级学习专业课留下深刻印象，并养成在实践过程中对问题进行探索的好习惯。比如金工实习车工，在机械制造中有对刀具的详细介绍，也有在实际切削过程中出现的刀具磨损、车削表面质量差等问题的介绍。在金工实习车工实践过程中，有的学生可能会碰到断刀尖以及表面质量差等情况，那么在实践教学过程中就应注重引导学生查阅资料解决问题。类似的问题可以告诉学生注意切削参数、刀具的角度等，让学生知道刀具的每个角度分别影响着哪些参数，并在实操过程中验证这些理论，真正做到理论和实践相结合，切实提高工程实践能力。

2 做好机械设计课程设计，提升工程实践能力

机械设计课程设计是机械类专业教学的重要组成部分，是对机械制图、计算机绘图、材料力学、互换性与技术测量、机械原理、机械设计等课程所学知识和技能的一次综合应用实践[2]，对学生工程实践能力的提升有非常重要的作用。

机械设计课程设计在实施中要强化设计指导，注重培养学生工程实践意识。在课程设计期间按照题目要求，对电动机的选择、传动装置的传动比、各传动部件的机构选择及设计，要求学生必须充分认识到机械设计的目的和作用，不可简单地认为只要完成任务就可以。在课程设计后期，注意要让学生按照要求完成装配图及零件图。图纸是工程师的语言，也是课程设计的主要环节。在图纸绘制、标注过程中以企业标准严格指导，以培养学生的工程意识。

强化答辩审查环节。机械设计课程设计完成后，针对学生完成的课程设计说明书、设计图纸提出答辩问题，特别是针对原理性的问题和设计原则进行提问，这是学生必须掌握的内容。及时纠正学生在设计中所犯的错误并给出明确的修改意见，以优化学生的设计成果，达到良好的工程实践效果。

3 生产实习丰富学生的工程实践经历

开展机械类专业生产实习教学，可以丰富学生实践教学平台，锻炼他们的实践操作能力，也有助于其对理论知识的消化吸收。在丰富的工程实践中提升认知，学生会极大地提高学习的热情，积极主动地了解新技术、新方法，综合运用所学知识和技能，工程实践能力有很大提高。

在生产实习教学过程中围绕工程实践能力的提升要注重以下几个方面。

1）建立完善的教学机制。针对学生的专业和层次，制定不同的实习目标，要综合考虑学生的专业课内容、对专业的学习兴趣等，通过生产实习课程这个平台加强学生对专业的学习兴趣以及对专业的认同感，为学生进行职业规划打下基础。

2）注重实习基地建设。实习基地要有丰富的实习资源和合作良好的实习项目，针对不同批次的学生要有丰富的实习项目，便于对不同层次的学生进行全面培养和引导。

3）加强对生产实习的考核。生产实习要重实践过程，也要重实践结果，加强对实习结果的考核就是重结果。在实习教学过程中加强与企业之间的沟通，对学生实习过程中遇到的问题和困难进行整理，在实习结束考核时针对问题反馈情况。这样就可以很好地结合问题教育引导学生，有效提升学生的工程应用能力。

如九江学院车辆工程、材料成型及控制工程、焊接技术与工程、机械设计制造及其自动化专业，分批赴湖北十堰东风商用车发动机厂，开展为期三周的生产实习。根据不同的专业特点，学生参观了铸造、凸凹模具、再造、大马力机加工、试验站、总装、轴瓦等车间，学习了4H缸体、轴类生产、发动机生产加工、车身生产加工和各个零部件生产的技术指标及工艺流程等，并认真做了笔记。在实习过程中，学生结合理论知识就实际生产过程中的疑问虚心请教技术人员，技术人员耐心解答。学生返校后，带队教师根据学生的实习考勤、实习报告、笔试、答辩等方面综合评定其实习成绩，同时对实习指导工作做了总结，分析了实习过程中的问题和不足，为生产实习积累经验。

4 创新性实验有利于培养学生的创新意识和创新能力

正常的实验教学多是学生遵循教师的设计思路，按照实验指导书的方法和步骤，一步一步地操作完成，大家得到的实验结果也基本一致[3]。有些学生为了完成教学任务，只会依葫芦画瓢而不敢创新，害怕出错。这样的实验极大地压抑了学生的创新意识，阻碍了学生创新能力的提升。创新性实验注重学生的兴趣、能力和水平，发挥每位学生的个性和特长，有利于学生自主安排学习，充分调动学生自主学习的积极性，培养学生的创新意识。

要使创新性实验课程达到效果，教师需要充分调动学生的积极性，激发学生的参与意识，在教学思想、教学手段、教学方法和实验设计等方面进行系统安排，根据学生专业和兴趣，有组织、有秩序地完成创新性实验课程。教师在实验中要注意发现学生的创新点，积极鼓励学生进行头脑风暴，在实验后客观评价学生的实验数据，根据实验数据验证实验想法，鼓励学生采用多种方法完成实验内容，科学地评价学生运用知识的能力、创新设计的能力、综合分析的能力以及动手能力等，以有效激发学生的创新思维和培养学生的创新能力。

5 学科竞赛充分激发学生的创新意识和自信

大学生科技创新竞赛种类越来越丰富，在培养和提高学生的创新能力、团队协作精神、解决实际问题和实践动手能力等方面具有极为重要的作用。创新竞赛在形式、内容、深度和广度等方面很适合作为专业教学的有益支撑和补充。例如近年来机械类专业经常参加的全国大学生机械创新设计大赛，比赛设有固定的主题，在固定的主题下鼓励学生利用机械方面的专业知识设计功能丰富的参赛作品，要求学生对项目完成方案设计、图纸绘制、零件的采购及加工装配、电器控制系统的安装调试等一整套完整的项目制作过程，在这个过程中全面检验学生的创新能力和工程实践能力。

6 毕业设计对培养学生应用创新能力具有普适性

新工科背景下，培养学生的综合能力成为主旨。机械类专业的毕业设计是一项理论结合实践的综合性教学活动。利用好毕业设计这最后一堂大学专业课，是学生走向工作岗位的重要桥梁，也是对学生应用创新能力的一次升华[4]。机械类专业的毕业设计必须面向社会、面向就业、面向工程和实际。机械类专业是应用性很强的专业，其毕业设计的选题应当联系实际问题、面向社会：可以是生产实习过程中碰到的某一个生产环节，也可以是日常生活中便于使用的智慧家居；面向社会极大地丰富了毕业设计的选题方向，激发了学生的创新热情。例如，某学生家里有生产食品的加工厂，他的毕业设计就是一种智能油炸锅。面对实际问题，他积极主动地查阅资料，发现油水一体式油炸方式环保健康，最终设计出一种油水一体式油炸机。

就业是学生毕业后的必然选择，面向就业也是毕业设计不可逃避的方向。学生应根据自己的职业规划来设计选题，可以选择设计性强的课题，也可以选择制造方向的课题，还可以选择重控制方向的课题。不管是选择哪种方向，都将为自己未来的就业方向做一个铺垫。

工程和实际是机械类专业学生从事本专业最终要解决的问题，比如机械设计制造及自动化专业有很大一部分学生毕业后从事的工作就是面向实际问题。教师在毕业设计的指导过程中应积极引导学生参与自己的科研课题，将科研课题特别是横向项目的一部分用于学生的毕业设计，让学生带着问题去钻研课题，提高学生的创新应用能力。

7 结语

机械类专业是“国民经济的装备部”，机械行业不断助力加快经济发展步伐，推动国家经济发展进步，对机械类专业人才应用创新能力的要求也将越来越高，因此，多维度培养学生的应用创新能力就显得极其重要。综合利用实践教学体系中的金工实习、课程设计、生产实习、创新性实验、学科竞赛、毕业设计等课程，将使学生的综合应用创新能力得到大幅提高，为社会培养更多的机械类专业应用创新人才。