汪全友 趙建平
南京工業(yè)大學(xué) 江蘇南京 211816
工程訓(xùn)練中心是我國理工科大學(xué)全面貫徹落實素質(zhì)教育、質(zhì)量工程和進行創(chuàng)新設(shè)計的教學(xué)單位和重要基地。近年來,由于各級教育部門對于實踐教育的重視,很多高校工程訓(xùn)練中心也進入到一個快速發(fā)展的階段,校內(nèi)實訓(xùn)場地和實訓(xùn)設(shè)備都得到相當(dāng)大的投入,尤其是現(xiàn)代制造技術(shù)的教育裝備得到了極大地補充和發(fā)展。目前,江蘇省對于實驗教學(xué)與實踐教育的建設(shè)又提出了更高要求,中心建設(shè)不僅僅局限于校內(nèi)部分,還積極實施教學(xué)合作企業(yè)的校外實訓(xùn)基地建設(shè),實現(xiàn)實踐教學(xué)校內(nèi)外共同培養(yǎng)的新機制。因此,這種校內(nèi)“中心”加校外“基地”式的工程實踐中心建設(shè)也就成為了本科人才培養(yǎng)模式的新探索。
現(xiàn)代裝備制造業(yè)是國家確立的7大類戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,是“生產(chǎn)機器的機器制造業(yè)”,按其產(chǎn)品的知識含量和技術(shù)難度可分為通用類裝備、基礎(chǔ)類裝備、成套類裝備、安全保障類裝備和高端裝備。高端裝備是指技術(shù)上的高端,表現(xiàn)為知識、技術(shù)密集,體現(xiàn)多學(xué)科和多領(lǐng)域高、精、尖技術(shù)的交叉與集成;是價值鏈的高端,具有高附加值特征。高端裝備的教學(xué)與實踐必將成為當(dāng)代機械工程類專業(yè)培養(yǎng)的核心內(nèi)容。
為了適應(yīng)和滿足經(jīng)濟發(fā)展,尤其是信息產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)高速超常規(guī)發(fā)展對于高等工程技術(shù)人才的迫切需求,大力發(fā)展校內(nèi)實踐教學(xué)的同時,應(yīng)充分結(jié)合企業(yè),推動關(guān)聯(lián)企業(yè)的教學(xué)合作,實現(xiàn)高校教學(xué)資源的優(yōu)化,提高資源使用效率,推進和提高高校實驗室建設(shè)和整體管理水平;合理建設(shè)校內(nèi)“培養(yǎng)中心”加校外“實踐基地”,實現(xiàn)校內(nèi)工程訓(xùn)練和校外基地實際生產(chǎn)體驗及創(chuàng)新設(shè)計緊密結(jié)合的培養(yǎng)新機制,對于高素質(zhì)現(xiàn)代機械創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有十分重要的意義。
在高等工程教育中,工程實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新精神的有效途徑。在培養(yǎng)卓越工程師思想指導(dǎo)下,以“學(xué)習(xí)工藝知識,增強工程實踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神”為教學(xué)目標(biāo)的工程訓(xùn)練,對于培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新精神具有難以替代的重要作用。因此,這種校內(nèi)外共同培養(yǎng)新模式下的工程訓(xùn)練可以成為全面貫徹落實素質(zhì)教育和質(zhì)量工程,培養(yǎng)基礎(chǔ)寬、能力強、素質(zhì)高和具有創(chuàng)造性復(fù)合型應(yīng)用型人才的重要實踐教學(xué)模式;所以,建立一個能向多學(xué)科多專業(yè)的“現(xiàn)代裝備制造工程訓(xùn)練中心”對培養(yǎng)卓越工程師就顯得尤為迫切。
現(xiàn)代裝備制造工程訓(xùn)練中心的進一步建設(shè),將使實驗室儀器、設(shè)備條件在數(shù)量和質(zhì)量上得以提高,在先進性和完善性上得以體現(xiàn)??梢詫鹘y(tǒng)技術(shù)訓(xùn)練與現(xiàn)代技術(shù)訓(xùn)練、規(guī)定性訓(xùn)練與自主性訓(xùn)練、實踐能力訓(xùn)練與創(chuàng)新能力培養(yǎng)、課內(nèi)訓(xùn)練(顯性課程)與課外創(chuàng)新(隱性課程)有機結(jié)合,實施“大工程”過程訓(xùn)練、集成訓(xùn)練和“真實”訓(xùn)練的改革思路;工程訓(xùn)練中心的建設(shè)可以大大促進過程裝備與控制工程、機械制造及自動化、車輛工程、焊接技術(shù)及工程等機械類專業(yè)及生物工程、化學(xué)工程、熱能與動力工程、金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料、建筑環(huán)境與設(shè)備、工業(yè)工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)與實驗水平的提高,進一步提高本科教學(xué)的質(zhì)量,提高學(xué)生的動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力;為過程裝備與控制工程專業(yè)在熱力學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)學(xué)、流體力學(xué)、單元操作、壓力容器、過程裝備、流體機械、化工過程與自動化等學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)以及學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)造一個堅實的基礎(chǔ)實踐平臺。是實行資源共享的開放機制,具備全天候開放條件的綜合實踐平臺。
在卓越工程師培養(yǎng)的思想指導(dǎo)下,按照《普通高等學(xué)校工程訓(xùn)練中心建設(shè)基本要求》的建設(shè)理念,現(xiàn)代裝備制造工程訓(xùn)練中心的建設(shè)目標(biāo)是:以工科學(xué)生為基本對象,以大工程意識、創(chuàng)新意識和實踐綜合能力培養(yǎng)為核心,以培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強、復(fù)合型高級工程技術(shù)人才為宗旨,能夠基本涵蓋現(xiàn)代工業(yè)體系內(nèi)容并能適應(yīng)現(xiàn)代裝備技術(shù)發(fā)展需要的實踐教育基地,將實踐教育中心建設(shè)成為:校企聯(lián)合培養(yǎng)模式下的工程訓(xùn)練實踐教學(xué)示范基地和相關(guān)專業(yè)教學(xué)與科研的創(chuàng)新基地。
以現(xiàn)代裝備制造工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有工程實驗和實驗教學(xué)成果為基礎(chǔ),以創(chuàng)新性、示范性、知識復(fù)合工程設(shè)計為指導(dǎo)思想,圍繞Process和Product的教學(xué)目標(biāo),注重學(xué)科交叉,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合分析能力、工程設(shè)計能力和動手實踐能力。進一步提升高校過程裝備與控制工程、機械制造及自動化、生物工程、化學(xué)工程、熱能與動力工程、金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料、建筑環(huán)境與設(shè)備、工業(yè)工程等本科生的教學(xué)實驗手段,保證并進而增加實驗數(shù)量,豐富實驗內(nèi)容,增強學(xué)生的動手實踐、工程設(shè)計和創(chuàng)新能力,為國家培養(yǎng)高水平的合格創(chuàng)新人才,實現(xiàn)學(xué)校整體建設(shè)的跨越式發(fā)展,對周邊高校產(chǎn)生示范作用。
以提高實踐教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo),充實、加強機械工程實踐教學(xué)師資隊伍的工程實踐能力。抓緊建設(shè)一支教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)術(shù)水平兼?zhèn)涞慕處熽犖椋煌ㄟ^健全、落實教師參與實踐教學(xué)與實驗開發(fā)的有關(guān)政策和制度,擴大實踐教學(xué)隊伍的規(guī)模,尤其是使科研基礎(chǔ)好和工程實踐能力強的高水平教師及企業(yè)導(dǎo)師投入實踐教學(xué)和實驗改革,增強實踐教學(xué)改革和開發(fā)的活力,帶動實踐教學(xué)整體水平的提高。
以加強實踐教學(xué)的研究性、創(chuàng)新性和實效性為目標(biāo),進一步對實踐教學(xué)體系進行系統(tǒng)化的深層次改造和建設(shè)。在現(xiàn)有機械類課程實踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)上深入研究與現(xiàn)代裝備設(shè)計制造相適應(yīng)的實踐課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)條件、教學(xué)方式。以典型過程裝備及機電產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配、調(diào)試和經(jīng)濟成本分析為實踐教學(xué)創(chuàng)新內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、系統(tǒng)分析能力、工程設(shè)計能力和動手實踐能力。
加強信息平臺建設(shè),全面實現(xiàn)實踐教學(xué)的開放式管理。建立和完善工程訓(xùn)練中心網(wǎng)站,采取有效措施,按照開放式教學(xué)的要求改進中心信息管理系統(tǒng)的設(shè)計,為全面實現(xiàn)實踐教學(xué)的開放管理提供保障;充實網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)資源,大幅度提高網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)的使用效益。
加強與兄弟院校的交流,擴大示范輻射作用,使之成為實踐教學(xué)改革和示范基地??偨Y(jié)以往實踐教學(xué)改革經(jīng)驗及存在的問題,按照數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、制式化、系統(tǒng)化的要求,開展下一階段的實踐教學(xué)改革,建立校企合作的實踐教學(xué)基地,努力創(chuàng)造精品,使中心的實踐教學(xué)水平再上一個新臺階。
具體建設(shè)思路是:在實驗教學(xué)體系建設(shè)上,準(zhǔn)確把握現(xiàn)代工程的內(nèi)涵,明確提出“以工程認(rèn)知訓(xùn)練為基礎(chǔ),突出認(rèn)知能力培養(yǎng);以工程實踐能力訓(xùn)練為重點,突出關(guān)鍵能力培養(yǎng);以工程創(chuàng)新能力訓(xùn)練為核心,突出創(chuàng)新精神培養(yǎng)”;樹立“機械制造大工程、大系統(tǒng)”的意識,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行擴展和提升,按三個實踐平臺、四個訓(xùn)練教學(xué)層次,將現(xiàn)代裝備制造工程訓(xùn)練中心建設(shè)成具有涵蓋完整現(xiàn)代工業(yè)體系內(nèi)容的工程訓(xùn)練實驗教學(xué)基地,成為學(xué)生的“三個實踐平臺”:
“工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)知實踐”平臺:讓學(xué)生了解工業(yè)發(fā)展過程,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,確定學(xué)習(xí)方向和今后努力的目標(biāo)。
“技術(shù)實踐”平臺:了解和掌握傳統(tǒng)與現(xiàn)代制造加工方法,金屬切削原理、工藝編制等,提高動手操作能力和協(xié)調(diào)能力,培養(yǎng)學(xué)生的“責(zé)任、安全、質(zhì)量、群體、環(huán)保、經(jīng)濟、競爭、市場、管理、社會、法律、創(chuàng)新”等大工程、大系統(tǒng)意識。
“綜合創(chuàng)新實踐”平臺:學(xué)生進行課內(nèi)外科技創(chuàng)新、自主研學(xué)的基地。組織、引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生利用平臺資源進行課外科技創(chuàng)新,參加各級相關(guān)創(chuàng)新設(shè)計大賽,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,促進優(yōu)秀生拔尖生脫穎而出。
學(xué)生在“三個實踐平臺”上,結(jié)合教學(xué)任務(wù)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo),展開“四個訓(xùn)練層次”:
工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識訓(xùn)練:使低年級學(xué)生通過工業(yè)系統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練,了解工業(yè)發(fā)展過程、工業(yè)生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)管理,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,為以后專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)制造技術(shù)訓(xùn)練:學(xué)習(xí)傳統(tǒng)金屬加工方法、工藝知識、各種加工設(shè)備的使用及其基本操作方法和操作技能,培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素質(zhì),實踐動手能力,基本分析和解決問題的能力。
現(xiàn)代制造技術(shù)訓(xùn)練:主要學(xué)習(xí)以數(shù)控技術(shù)為特征的現(xiàn)代制造技術(shù)基本原理、工藝知識、各種數(shù)控加工設(shè)備的使用及其基本操作方法和操作技能;在教師的引導(dǎo)下,應(yīng)用已掌握的基本知識和基本技能,自行設(shè)計、仿真、制作等。在此過程中學(xué)習(xí)CAD/CAM設(shè)計、仿真及制造技術(shù),了解先進測試儀器的應(yīng)用,提高對各種制造設(shè)備的應(yīng)用能力,開闊知識視野,提升學(xué)習(xí)興趣和熱情。
創(chuàng)新思維綜合訓(xùn)練:主要采取學(xué)生自主選題、自主設(shè)計、自主加工裝配和調(diào)試、教師適當(dāng)引導(dǎo)的開放式教學(xué)方法。引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過需求分析、資料查詢、發(fā)散思維,提出創(chuàng)新構(gòu)思;綜合應(yīng)用所學(xué)知識提出創(chuàng)新設(shè)計方案,經(jīng)討論分析、方案論證、確定設(shè)計方案;再完成設(shè)計、仿真、制造、裝配、調(diào)試和分析總結(jié)全過程的訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、知識更新、提出問題、分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和自主創(chuàng)新實踐的能力,激發(fā)發(fā)明創(chuàng)造的潛能,培養(yǎng)和造就創(chuàng)新性人才。
3.1.1 構(gòu)建面向工程過程綜合性的工程訓(xùn)練課程體系,分層次模塊化設(shè)置實驗項目
以營造大工程、大系統(tǒng)背景為指導(dǎo),以提高學(xué)生工程實踐能力和綜合工程素質(zhì)為主線,按照“模塊化、組合式、開放型”的思路,進一步完善工程訓(xùn)練課程體系的四個層次,進行模塊化設(shè)置,由淺入深,由簡單到綜合,逐步培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。將中心建設(shè)成以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力為主線,具備基礎(chǔ)性、綜合型、設(shè)計型多層次、多模塊的實踐教學(xué)體系,并對校內(nèi)外開放、共享的綜合實踐教學(xué)平臺。
3.1.2 多樣化的培養(yǎng)模式
以“發(fā)展個性、因材施教”為基本原則,以“分層培養(yǎng)、啟發(fā)創(chuàng)新”為基本教學(xué)思路,實行必修與選修相結(jié)合,課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外創(chuàng)新相結(jié)合,創(chuàng)建多樣化的培養(yǎng)模式。狠抓基礎(chǔ)、拓寬提高,保證大面積成才;充分利用現(xiàn)代化技術(shù)及先進的實驗教學(xué)手段,虛擬仿真實驗與實踐相結(jié)合,實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)與多媒體輔助教學(xué),為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。組織、引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生利用平臺資源進行課外科技創(chuàng)新,參加各級相關(guān)創(chuàng)新設(shè)計大賽,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,促進優(yōu)秀生拔尖生脫穎而出。
3.1.3 訓(xùn)練內(nèi)容的集成性
工程訓(xùn)練不再僅僅局限于常規(guī)制造技術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練,而是多學(xué)科融合相關(guān)工程技術(shù)的集成訓(xùn)練,即機械工程、工程材料、自動化、電子技術(shù)和信息技術(shù)等多方面融合的集成訓(xùn)練;同時,工程訓(xùn)練不再僅僅是傳統(tǒng)意義上的純機械設(shè)計與加工訓(xùn)練,而是融工程設(shè)計、工程制造、工程管理和創(chuàng)新實踐于一體的集成性訓(xùn)練。
3.1.4 多元化的訓(xùn)練形式
對不同的專業(yè)有不同的實習(xí)要求,對不同層次學(xué)生設(shè)置不同的實習(xí)項目。對不同的實習(xí)項目采用不同的訓(xùn)練形式。采用規(guī)定性訓(xùn)練與自主性訓(xùn)練、個體訓(xùn)練與團隊訓(xùn)練等形式,供學(xué)生選擇。
3.1.5 加強教學(xué)過程的質(zhì)量管理,建立完善的教學(xué)過程質(zhì)量保障機制
堅持“以人為本,質(zhì)量至上”的方針,不斷完善教學(xué)管理的制度化、系統(tǒng)化、程序化建設(shè),修訂實習(xí)教材和拓展學(xué)生工業(yè)生產(chǎn)過程認(rèn)知的深度。積極探索教學(xué)方法和手段,創(chuàng)建先進的教學(xué)體系,總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗,形成有影響的教學(xué)成果;通過省級實踐教學(xué)中心與基地的建設(shè),為學(xué)生提供科技創(chuàng)新的實驗環(huán)境和條件,使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力得到顯著提高。
3.1.6 實現(xiàn)全方位開放實驗室
構(gòu)建在時間、內(nèi)容和資源上實行全方位開放式、綜合型的多層次實踐訓(xùn)練課程體系和實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督機制。將平臺資源及實習(xí)項目在時間和內(nèi)容上全方位開放,服務(wù)全校師生,為地方經(jīng)濟建設(shè)作貢獻。進一步完善平臺管理體制的改革,健全規(guī)章制度,實現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)化。
按照“四年一貫制”的專業(yè)課程教育體系建設(shè)模式,以“過程”和“產(chǎn)品”作為綜合與集成的主線,針對一年級學(xué)生開設(shè)“專業(yè)概論”、二年級開設(shè)“現(xiàn)代機械制造技術(shù)”、三年級開設(shè)“現(xiàn)代裝備設(shè)計”、四年級開設(shè)“現(xiàn)代裝備制造”等課程,并通過相關(guān)課程的建設(shè),進行理論教學(xué)與實踐教學(xué)合理配置。
一年級開設(shè)“概論”課使學(xué)生初步建立工程觀念,了解工業(yè)發(fā)展過程、工業(yè)生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)管理,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),確定學(xué)習(xí)方向和今后努力的目標(biāo)。
二年級開設(shè)“現(xiàn)代機械制造技術(shù)”使學(xué)生了解和掌握傳統(tǒng)和現(xiàn)代制造加工方法,金屬切削原理、工藝編制等,提高動手操作能力和協(xié)調(diào)能力,培養(yǎng)學(xué)生大工程、大系統(tǒng)意識?!凹夹g(shù)實踐”教學(xué)環(huán)節(jié)包括傳統(tǒng)制造技術(shù)訓(xùn)練、現(xiàn)代制造技術(shù)訓(xùn)練?,F(xiàn)代制造技術(shù)訓(xùn)練主要學(xué)習(xí)以數(shù)控技術(shù)為特征的現(xiàn)代制造技術(shù)基本原理、工藝知識、各種數(shù)控加工設(shè)備的使用及其基本操作方法和操作技能。
三年級開設(shè)“現(xiàn)代裝備設(shè)計”,在工程力學(xué)和工程材料教學(xué)基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)CAD/CAM 技術(shù)、仿真技術(shù),完成典型機械產(chǎn)品的設(shè)計與分析。
四年級開設(shè)“現(xiàn)代裝備制造技術(shù)”,在典型產(chǎn)品設(shè)計基礎(chǔ)上,完成加工工藝編制、材料選擇、加工制造、裝配、經(jīng)濟性分析等。
為適應(yīng)新世紀(jì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)要求,凸顯“依托工程,融合工程,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,注重地方,迎合需求,設(shè)立特色專業(yè)方向”的專業(yè)特色,人才培養(yǎng)緊密結(jié)合國家經(jīng)濟社會發(fā)展需要。校外實踐環(huán)節(jié)緊緊圍繞Process和Product,以典型機械產(chǎn)品的設(shè)計、加工、制造、裝配、檢測、經(jīng)濟性分析為主要教學(xué)內(nèi)容,在企業(yè)工程中實踐現(xiàn)代裝備制造實習(xí)和創(chuàng)新設(shè)計等。
隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,平臺在高等工程教育中,作為基本的技能培訓(xùn)和培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的基地,必將發(fā)揮越來越大的作用。其效益和成果具體表現(xiàn)在:
(1)現(xiàn)實效益:可以滿足高校學(xué)生進行工程實踐訓(xùn)練所必需的軟硬件條件。隨著中心的建成、訓(xùn)練項目的拓展,年接待學(xué)生實習(xí)能力將大大提高。除滿足正常的實踐教學(xué)任務(wù)外,還可為相關(guān)專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和專業(yè)設(shè)計提供條件,進一步提高畢業(yè)設(shè)計水平和質(zhì)量。
(2)示范中心的建成,為培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新精神提供各學(xué)科相互結(jié)合相互滲透的教學(xué)背景,為應(yīng)用型復(fù)合型人才的培養(yǎng)提供有效的支撐。
(3)為相關(guān)教師和實驗技術(shù)人員進行教學(xué)和科研提供可靠的軟硬件條件。
(4)有利于指導(dǎo)教師隊伍的穩(wěn)定。沒有良好的教學(xué)環(huán)境和科研平臺,引進不了也留不住高水平的教師。
(5)有利于校企合作,把產(chǎn)品生產(chǎn)管理引進工程訓(xùn)練中,讓學(xué)生在校期間就能進入模擬工廠的管理系統(tǒng),豐富其實踐工作經(jīng)驗,為今后走向社會,提高就業(yè)能力增強信心;同時也能幫助企業(yè)進行合理的技術(shù)改造,提高經(jīng)濟效益。
參考資料
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