新工科背景下机械类专业实践教学体系改革与探索

刘新彬，徐慧，刘吉兆，李天生

（1.湖南工学院 智能制造与机械工程学院，湖南衡阳 421002；2.湖南工学院 教学质量监控与评估中心，湖南衡阳 421002）

新工科是国家为应对新一轮产业革命，支持“创新驱动”、《中国制造2025》等一系列国家战略发展新要求而提出的我国工程教育改革方向[1-3]。新工科的实施，为我国早日成为世界教育强国打下坚实的基础，为我国社会经济高质量发展提供强有力的人才支持，从而提升国家的核心竞争力和综合国力。2017年以来，教育部就新工科教育发展提出了“教育新理念、教学新模式、育人新机制”，深化产教融合，重点强化实践教学环节，健全高等教育应用型人才培养体系[4]。在此背景下，地方应用型本科院校应推动学科建设与产业转型升级相适应，培养适合区域经济发展所需的高素质技能型和应用型人才，积极探索和重构地方应用型本科院校的实践教学体系。

1 新工科对机械类专业人才的定位

新工科致力于为国家培养新兴产业工程实践能力强、科研创新能力强、符合社会需求的应用型专业技术人才[5-6]。近几年，随着科学技术的发展，我国的制造业取得了长足的进步，有了质的飞跃，国家正在从“制造大国”向“制造强国”转变。机械制造业逐渐脱离了传统的制造模式，由规模化、批量化向敏捷化、多品种转变，向以工业4.0、信息技术为核心的高新技术机械制造方向发展。机械工程学科呈现出信息化、智能化、高效精确化、制造极端化等多学科融合的特质，这些变化使得社会对机械类人才的要求从专能型向多能型转变，要求高校能够培养具有“基础宽厚实、实践能力强、综合素质优”的工程创新型人才[7-9]。

对于应用型本科院校来说，实践教学是工科类专业，尤其是机械工程类专业人才培养的重要环节，是学生获取知识和能力的重要途径之一，对锻炼学生的实践能力、提高人才培养质量有着举足轻重的作用[10-11]。

2 机械类专业实践教学存在的问题

2.1 实践教学目的不明确

机械类专业是现代制造领域的宽口径专业，主要培养从事机电产品设计制造的应用研究型高级工程技术人才，为现代制造企业培养高素质管理人才，涉及的知识面广[12-13]。地方新建本科院校因升本时间不长，机械类专业还处在发展阶段，实践设备、实践内容、师资队伍等方面还不完善，实践教学环节力量较为薄弱，导致其目标不明确，主要表现为：（1）对机械类基础课程如机械设计基础、机械原理等的理论教学较为重视，实践环节较少，不成体系；（2）响应国家号召，要求培养创新和实践能力强的应用型大学生，但由于受实验实践设备条件的限制，验证性实验较多，综合性和设计性实验相对较少，培养创新实践能力强的应用型人才路径不明确；（3）通过理论和实验教学，学生掌握了基本原理和实验技术，初步具备了一定的分析能力，但是缺少与企业的紧密联系，没有经过系统的工程训练，与机械相关的工程实践能力欠缺。

2.2 实践教学内容缺乏创新，系统性不够

教学内容传统，缺乏创新。在传统的工程人才培养过程中，理论教学比例高，实践教学比例低，实践教学普遍不受重视。在实践教学过程中，所用教材多为自编教材，没有创新和改革，如《机设机原实验》《机械精密测量实验》等，教材内容多年没有更新，仍沿用多年前的课堂实践教学模式，侧重于演示性和验证性实验，对工程领域复杂实际工程问题的涉及较少[14]。

实践教学系统和层次不够。传统的机械类实验侧重于学生单项技能训练和对知识的检验，验证性、重复性实验较多，在实验过程中，部分教师单纯地为了完成教学任务，缺乏创新，各实验缺少和学科间的交叉融合，没有形成综合性、设计性、研究探索性实验课程体系，实验过程难以提升学生的兴趣和对知识的求知欲望，难以培养学生的创新意识和创新能力。

2.3 实践教学评价体系不完善

实践教学质量体系的形成与完善，是构建机械类专业实践教学体系的关键环节，也是促进实践教学创新发展的动力。大部分高校在制定教学大纲及教学计划时，以专业理论课为主，实验课程处于从属地位，实验教学没有形成完善的教学体系；实践课程的考核主要依靠实验分数，但实验分数在理论课程中往往占很低的比例，评价也不全面，主要依靠实验报告等来评价学生对实践能力的掌握程度，缺乏对学生动手能力、创新能力和综合能力的考核，导致实验类课程得不到学生的重视，不利于高素质应用型人才的培养。

2.4 指导教师缺乏实践教学经验

建设一支素质过硬、实践功底厚和实践能力强的师资队伍是提高应用型本科实践教学的关键。目前，地方新建本科院校专业教学以理论和实践课为主，人才引进主要关注高学历青年教师，这部分教师理论知识渊博，有良好的科研基础，但是，缺少企业实践工作经历；有企业工作经验的教师多存在学历偏低、年龄偏大的问题，达不到地方本科院校人才引进的条件，从而导致了实践教学“双师双能型”教师短缺。在教师培养方面，学校逐步与企业建立合作关系，通过教师企业培训、企业锻炼等多种方式来提高教师的实践教学经验，但实际推进过程较为缓慢，与提升教师实践教学能力的初衷仍有差距。

3 实践教学改革方向与措施

3.1 构建一体、两翼、三层次的实践教学体系

根据国家和地方经济发展对专业的要求，依据“机械工程专业服务于地方经济的特色，面向实际工程问题的解决，培养学生的综合实践与创新能力”的实践教学思想，以及“理论与实践、素质教育与技能训练、实习与实验、课内与课外、产学研”相结合的实践原则，打破学科界限和课程壁垒，构建一体（实践教学总体系）、两翼（课内实践教学体系和课外实践教学体系）、三层次（专业基本能力层、工程师专业层、系统综合创新层）的应用型人才创新实践能力培养的实践教学新体系。如图1所示。

图1 创新实践能力培养的“一体、两翼、三层次”实践教学体系

3.2 强化实践教学过程

（1）完善实践教学计划。为有效缩短人才培养供给侧和产业需求侧在结构、质量、水平上的差距，在制定实践教学计划的过程中，其教学计划的内容由学校和企业共同组成的专业指导委员会针对企业岗位培养目标单独制定，实践课程体系构建充分体现培养应用型人才特色。

（2）促进专业实践教学内容改革。让企业参与到实践教学的全过程中，学校与企业根据岗位的具体要求共同确定实践教学内容和实施途径，促进人才链与产业链、创新链的有机衔接。

（3）强化实践教学环节。建设设备先进的专业实验室，提高校内实验实习基地建设的规模与水平；加强与校外实践教学基地的合作，提升校外合作教育基地的层次和联系紧密度，实行“双师型”教学模式，加强对实践教学环节的监管，提高学生的实践能力。

3.3 加强校企合作、产教融合

立足地方经济特色，广泛联系地方优势企业，与湖南的汽车零部件制造企业、工程机械制造企业、珠江三角洲的机械自动化装备企业、长江三角洲的制造业信息化相关企业，建立卓越工程师培养站。根据学生的兴趣爱好、地域分布、择业要求等实施精准个性化校企合作培养，使培养的学生留得住、用得上、成长快。

3.4 加强实践教学师资队伍建设

加大实践教学人才队伍引进力度，引进具有工程实践背景的教师和具有高学历高职称的教师。重点加强中青年教师队伍建设，优化教师队伍培养的激励机制，选派年轻教师到国内外高校进修，到合作企业进行实践锻炼，以提升业务水平和综合素质。在实践教学队伍建设方面，具有高级职称的教师达50%以上，具有博士学历的教师达40%以上，且所有教师都具有工程实践背景。完善校企合作机制，深化校企合作力度，实行“请进来”与“走出去”的互动协作模式。一方面形成校外高新技术企业的专家和工程师到本专业兼职授课的制度和机制，另一方面安排校内教师到企业进行科研项目联合攻关，以提升专业技能，逐步形成一支高水平、强能力，且充满活力、结构合理、兼具深厚专业知识和丰富实践经验的专兼结合的教师团队。

4 结语

在新工科背景下，对于应用型高校来说，机械类专业实践教学模式的转变刻不容缓，应结合地方经济发展的需求，明确实践目标，培养具备较强的工程实践能力和创新实践能力的高素质应用型人才。本文以湖南工学院智能制造与机械工程学院应用型高素质人才培养为研究对象，强化实践教学过程，加强校企合作以及实践教师队伍的建设为目标，通过构建一体、两翼、三层次的实践教学体系，为新时代中国特色社会主义建设提供高素质应用型人才。