培育機械類學(xué)生工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力
時間:2022-06-13 03:46:12
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機械類專業(yè)也是各高等工科院校不可或缺的專業(yè)。雖然各專業(yè)類型、專業(yè)方向和特色不盡相同,但機械類學(xué)生應(yīng)該在機械大類中交叉融合,拓寬口徑,形成基礎(chǔ)扎實、專業(yè)面寬、注重實踐、追求創(chuàng)新的鮮明育人特色,努力促使高素質(zhì)創(chuàng)新人才脫穎而出。本文從實踐教學(xué)入手,就機械類專業(yè)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)談?wù)剮c體會,為工科院校的相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人才培養(yǎng)提供點滴參考[2]。
一、加強綜合性、設(shè)計性實驗,拓寬實驗領(lǐng)域,交叉融合
建立培養(yǎng)工程實踐能力強的實驗教學(xué)體系。實驗教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個非常重要的組成部分。實驗教學(xué)也是培養(yǎng)大學(xué)生工程實踐能力和造就具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才的重要途徑。目前,高等學(xué)校實驗教學(xué)內(nèi)容的組成無外乎這樣幾個部分:認(rèn)知實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗以及研究型實驗。這里涵蓋了以實驗技能和實驗素質(zhì)為主線,使學(xué)生掌握實驗基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)的實驗技能的專業(yè)實驗基礎(chǔ)階段;以啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題為主線,使學(xué)生學(xué)會自主查閱文獻資料,設(shè)計實驗方案,選擇實驗儀器和參數(shù),培養(yǎng)綜合分析能力的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)階段;以培養(yǎng)大學(xué)生工程實踐能力為主線,通過綜合性、設(shè)計性和研究型實驗,培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力的專業(yè)實驗階段[3]。認(rèn)知實驗和驗證性實驗是為了消化理解課堂教學(xué)內(nèi)容的重要途徑,在一般情況下,可以采用多人一組,共同完成演示或操作,已達到認(rèn)知和驗證的目的。這里根據(jù)具體實驗情況,合理安排時間長短。而對于綜合性、設(shè)計性和研究型實驗,則必須制定出切實可行實驗方案,學(xué)生必須開動腦筋想辦法,精心設(shè)計,周密思考,甚至在一些危險實驗中制定應(yīng)急預(yù)案。這類實驗一組3~5人,每人先單獨設(shè)計一套實驗方案,然后組內(nèi)人員各自將方案論證,優(yōu)化最佳方案,實施實驗,這不僅培養(yǎng)學(xué)生能力,也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究團隊協(xié)作精神。拓寬實驗領(lǐng)域、相關(guān)專業(yè)實驗資源共享,交叉融合,在同類專業(yè)中拓寬專業(yè)口徑。我校機械類專業(yè)共有三個,即機械設(shè)計制造及其自動化(機自)、過程裝備與控制工程(過控)、熱能與動力工程(熱動)。由于三個專業(yè)中的一些專業(yè)實驗可以交叉融合,這樣不僅彌補了專業(yè)實驗單一、又增加了設(shè)計性、綜合性和研究型實驗內(nèi)容。更重要的是拓寬了機械類專業(yè)的口徑,增加了實踐內(nèi)容,鍛煉了學(xué)生實踐能力,培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新精神,真正意義上形成了“厚基礎(chǔ)、重實踐、寬口徑、求創(chuàng)新”的理論與實踐并重的鮮明育人特色。同時,在實驗室開放方面也起到了積極的推動作用,由于以往單一專業(yè)學(xué)生數(shù)、實驗內(nèi)容較少,一些專業(yè)實驗室開放只是一種形式,實驗教師工作量不飽和,工作熱情不高,嚴(yán)重影響了實驗教師的積極性。另外,實驗室開放后,對于一些在某些技術(shù)方面或領(lǐng)域有興趣和特長的學(xué)生來說,也為學(xué)生個性發(fā)展搭建了環(huán)境平臺。目前,我校這三個專業(yè)的專業(yè)實驗數(shù)目按上述專業(yè)順序分別為24個、16個、14個,其中設(shè)計性、綜合性和研究型實驗分別為16個、10個和8個,這些實驗中。通過制定鼓勵政策,鼓勵學(xué)生在相關(guān)機械專業(yè)中選擇一些實驗,如基本實驗之外,多做一些實驗可以作為公選課學(xué)分,或作為工程實踐學(xué)分等等。這樣有力地彌補了實踐環(huán)節(jié)短缺的問題。完善的實驗教學(xué)體系,循序漸進的實驗?zāi)J?,專業(yè)間的融合與交叉,極大地激發(fā)了學(xué)生的實驗興趣和科學(xué)研究的熱情,拓寬了實驗領(lǐng)域和專業(yè)口徑,將多門課程知識綜合運用,提高了學(xué)生將知識交叉融合,分析解決實際問題的能力。
二、加強生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié),理論與實踐有機結(jié)合,做中學(xué)、學(xué)中做
生產(chǎn)實習(xí)是高等工科院校在校學(xué)生將所學(xué)理論專業(yè)知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合、感性認(rèn)識與理性認(rèn)識相結(jié)合、課堂教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合,從而實現(xiàn)學(xué)以致用的重要途徑。生產(chǎn)實習(xí)的目的是通過現(xiàn)場實習(xí),目睹實物或圖紙,了解機器設(shè)備零部件結(jié)構(gòu)、加工、檢驗、裝配工藝,整機或設(shè)備的安裝、調(diào)試、運行,機器設(shè)備結(jié)構(gòu)、功能、原理和用途等特性,使學(xué)生樹立起實際工程應(yīng)用的概念和初步培養(yǎng)用理論知識解決工程實際問題的能力,加強理論與實踐的有機結(jié)合,進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。生產(chǎn)實習(xí)包括校內(nèi)和校外兩個部分。實習(xí)基地建設(shè)是實現(xiàn)實習(xí)教學(xué)目的的關(guān)鍵,包括校內(nèi)實習(xí)基地和校外實習(xí)基地。校內(nèi)實習(xí)基地的建設(shè),主要是觀看錄像、模擬仿真、拆裝實踐,拆裝實踐的機器設(shè)備主要有兩部分,一部分是購買的一些小型機器設(shè)備,如往復(fù)式壓縮機、小型換熱器以及一些機器部件等,另一部分是多年來從工廠收集來的退役設(shè)備,包括L型壓縮機、旋風(fēng)分離器、列管換熱器等設(shè)備,較好滿足校內(nèi)實習(xí)的需要。近些年來,隨著現(xiàn)代社會制造業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的校外實習(xí)模式與實習(xí)內(nèi)容日益受到挑戰(zhàn),絕大多數(shù)大型企業(yè)不歡迎學(xué)生“來訪”,由于國家尚無在企業(yè)中建設(shè)實習(xí)基地,使企業(yè)沒有任何責(zé)任和義務(wù)承擔(dān)實習(xí)任務(wù)。同時,由于企業(yè)追求經(jīng)濟效益和安全生產(chǎn),接收學(xué)生實習(xí)的積極性自然不高,更談不上主動性。針對這種情況,采用邊實習(xí)、邊上課,即做中學(xué)、學(xué)中做的模式。具體做法是,針對廠內(nèi)實習(xí)的相關(guān)內(nèi)容,采用11進行課堂教學(xué)。例如,過控專業(yè)在第六學(xué)期開設(shè)的《過程設(shè)備設(shè)計》專業(yè)課,由于近幾年人才培養(yǎng)方案的修訂,計劃學(xué)時已由歷史的100學(xué)時左右降到目前的64學(xué)時,這是一門核心專業(yè)課,內(nèi)容繁多,主要包括壓力容器理論部分和設(shè)備部分,如果將課堂教學(xué)面面俱到,教學(xué)效果非常不理想,但是,如果在課堂教學(xué)中,把主要精力用在理論部分,設(shè)備部分在課堂上概要了解,主要在實習(xí)期間針對實習(xí)現(xiàn)場設(shè)備,再回到課堂講解。由于前期課堂教學(xué)中扎實的理論基礎(chǔ),在這一階段的課堂講解中,聯(lián)系實際,學(xué)生接受容易,興趣濃厚,不僅省時省力,同時激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對專業(yè)的深刻理解,并取得顯著效果,既克服了只局限廠內(nèi)實習(xí)困難,又可實現(xiàn)理論與實踐真正有機結(jié)合的教學(xué)手段,不僅很好滿足實習(xí)需要,也取得了教學(xué)改革的一些經(jīng)驗,為其他專業(yè)課程的教學(xué)起到了示范帶頭作用,目前在我校機械類專業(yè)中,廣泛推廣,已初見成效[4]。
三、加強機械創(chuàng)新設(shè)計平臺建設(shè),豐富科技文化活動
不同專業(yè)的機械大類學(xué)生合作創(chuàng)新,組建科技活動小組。成立科技活動小組,組織科技活動,倡導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計,鼓勵參加學(xué)科競賽,對學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)十分重要。利用我校國家CAD培訓(xùn)基地,對機械類的學(xué)生進行AutoCAD、Soliword、UG、PRO/E等軟件設(shè)計的技術(shù)技能培訓(xùn),并成立了由不同專業(yè)(機自、過控、熱動、工業(yè)設(shè)計專業(yè)等)學(xué)生組建的科技小組,發(fā)揮本專業(yè)的優(yōu)勢,交叉融合,相互促進,聯(lián)手協(xié)作,大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過參加國家舉辦的各級各類創(chuàng)新設(shè)計大賽,已經(jīng)雄辯地證明,此舉效果顯著[5]。創(chuàng)新設(shè)計指導(dǎo)思想始終貫穿各門課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計之中。在教學(xué)的各設(shè)計環(huán)節(jié),針對學(xué)生自然情況,因材施教。對于大多數(shù)學(xué)生來說,以基本的技能訓(xùn)練為主,傳統(tǒng)的設(shè)計題目和設(shè)計內(nèi)容必不可少,如《機械設(shè)計》課程設(shè)計中的齒輪減速器設(shè)計是非常傳統(tǒng)的題目,有系統(tǒng)的設(shè)計指導(dǎo)書,且非常成熟,難以創(chuàng)新,對于大多數(shù)學(xué)生來說,這樣的題目能夠較好滿足學(xué)生的基礎(chǔ)訓(xùn)練。但是,對于一些比較優(yōu)秀的學(xué)生來說,設(shè)計這樣的題目無疑是一種“浪費”,有“大材小用”之嫌,當(dāng)然,基礎(chǔ)訓(xùn)練不能或缺,優(yōu)秀學(xué)生只需用短暫的時間,將這部分基礎(chǔ)的東西,瀏覽一遍即可,更主要的經(jīng)歷應(yīng)該放在創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容上來,選擇一些同樣能夠得到相應(yīng)的訓(xùn)練、又能創(chuàng)新的新穎的題目,利用現(xiàn)代化設(shè)計手段進行創(chuàng)新設(shè)計,充分發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的聰明才智和創(chuàng)造性,這對于優(yōu)秀人才脫穎而出、卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施起到積極的推動作用。我校機械類專業(yè)今年的《機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計有所改革,其中就有幾組學(xué)生選取了第五屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新大賽的一些好的題目作為課程設(shè)計內(nèi)容,事實證明,效果非常好。既得到了基礎(chǔ)訓(xùn)練,又有獨特的創(chuàng)新設(shè)計,同時為參加創(chuàng)新設(shè)計大賽做了充分準(zhǔn)備,可謂一舉雙得。
四、大力加強工程型教師隊伍建設(shè)
教育大計,教師為本。教師隊伍建設(shè)是學(xué)校最基本的教學(xué)建設(shè),而工程型教師隊伍則是提高工程教育質(zhì)量的關(guān)鍵。應(yīng)用型本科院校的教師絕大部分是從學(xué)校到學(xué)校,雖然學(xué)歷層次較高,但自身對工程實踐了解甚少,只讀書本、缺乏社會實踐,目前仍然是高校教師尤其是年輕教師的通病。因此要大力加強對現(xiàn)有教師的培訓(xùn)力度,制定相關(guān)配套政策,支持和鼓勵從事專業(yè)教學(xué)的教師到企業(yè)生產(chǎn)一線學(xué)習(xí)技術(shù)、頂崗實踐、積累經(jīng)驗,提高工程實踐能力,使其成長為實踐經(jīng)驗豐富的工程型教師[6-7]。我校在積極響應(yīng)教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃(機械類專業(yè)-過程裝備與控制工程專業(yè)已被列入教育部計劃”)的同時,制定支持和鼓勵政策,要求年輕教師每年至少到與專業(yè)相關(guān)的工廠實踐3個月以上,中年教師至少1個月以上,實踐結(jié)束后由企業(yè)寫出鑒定,裝入個人檔案。以老帶新,實施年輕教師導(dǎo)師制,形成老中青三結(jié)合的教師隊伍。對于比較年輕、缺乏實踐經(jīng)驗的教師,通過多種方式配備指導(dǎo)教師。主要采取以下幾種方式:在課程組中,選配實踐經(jīng)驗豐富、理論與實踐相結(jié)合、教學(xué)效果好的教師作為導(dǎo)師,通過演練、聽課、督導(dǎo)、助教、集體備課等形式,提高年輕教師的教學(xué)水平。并始終將理論與實踐相結(jié)合、工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首位,著力打造工程型、創(chuàng)新型教師隊伍。利用指導(dǎo)各級各類機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的機會,為年輕教師提供鍛煉的機會。選配工程實踐經(jīng)驗豐富、工程技術(shù)嫻熟、創(chuàng)新能力強的教師為主導(dǎo)教師,年輕教師作為副導(dǎo)教師,通過創(chuàng)新設(shè)計,加工制造、動畫模擬制作等形式,大大提高了年輕教師的工程素質(zhì),培養(yǎng)了年輕教師創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,也充分發(fā)揮了年輕教師對現(xiàn)代化設(shè)計手段運用。通過聘請有建樹的工程技術(shù)人員和技能專家聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計和工程講座,提高學(xué)生和教師對工程設(shè)計規(guī)范、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)和了解,彌補了教師在指導(dǎo)工作中工程設(shè)計經(jīng)驗的缺乏。通過專、兼職教師的相互交流、聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計和工程講座,不僅提高了學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量和效果,同時大大提高了教師的工程能力,一舉雙得。通過幾年的實踐,成效明顯。
五、結(jié)論及取得成效
機械類專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是時展進步永恒的主題,如何做好教學(xué)工作,充分發(fā)揮實踐教學(xué)的作用,對于提高機械類大學(xué)生的綜合素質(zhì)一直是教育界不斷研究與探索的大課題。為使所制定的各項方案有效實施,首先在教師中要提高認(rèn)識、統(tǒng)一思想,加強管理。制定一系列行之有效的管理制度和激勵機制,大力倡導(dǎo)理論與實踐并重、注重實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)觀念,充分調(diào)動教師在實踐環(huán)節(jié)教學(xué)方面的主動性和能動性。其次,加強平臺建設(shè),在卓越工程師培養(yǎng)計劃實施的進程中,逐步完善實踐教學(xué)管理體系,有的放矢,目標(biāo)明確,有針對性開展實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。加大資金投入,構(gòu)建完善的實踐教學(xué)框架。校企合作,真正走出一條學(xué)、研、產(chǎn)、用相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。幾年來的實踐證明,機械類學(xué)生的實踐能力大大提高,取得了一些成果,如機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、CAD大賽、三維設(shè)計大賽、廣告大賽等等賽事都取得了較好的成績,這些成績,為實踐教學(xué)積累了成功經(jīng)驗,增強了實踐教學(xué)的自信心,為深化教學(xué)改革奠定了堅實的基礎(chǔ)。
作者:陳慶高路甘樹坤單位:吉林化工學(xué)院機電工程學(xué)院