黃 民，李啟光，孫江宏，鄭 軍，郝靜如

（北京信息科技大學(xué)機電工程學(xué)院，北京 100192）

北京信息科技大學(xué)是由原北京機械工業(yè)學(xué)院和北京信息工程學(xué)院合并組成的北京市屬普通高等學(xué)校，學(xué)校歷來十分重視實踐教學(xué)。機械工程實驗教學(xué)中心2008年被評為北京市機械工程實驗教學(xué)示范中心（下稱中心）。中心堅持按照學(xué)?！叭尕瀼乜茖W(xué)發(fā)展觀，堅持育人為本，積極推進素質(zhì)教育，突出特色，努力培養(yǎng)應(yīng)用型人才”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，堅持“立足北京，服務(wù)首都，面向全國，培養(yǎng)創(chuàng)新能力較強的高素質(zhì)應(yīng)用型人才”的人才培養(yǎng)定位，堅持“打好基礎(chǔ)，加強能力，拓寬口徑，面向生產(chǎn)一線”的辦學(xué)思路，配合機械類系列課程教學(xué)改革與實踐，從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、實踐能力、強化工程訓(xùn)練，到提高學(xué)生運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方法解決工程實際問題的實踐動手能力及創(chuàng)新能力，建設(shè)理論教學(xué)與實踐教學(xué)、課內(nèi)與課外、學(xué)習(xí)與應(yīng)用、應(yīng)用與創(chuàng)新緊密結(jié)合的應(yīng)用型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)新體系，開展了實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)與教學(xué)改革，顯著提升了本校機械工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐動手能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，成效顯著［1］。

1 確立應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念

為了實現(xiàn)新的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和模式的轉(zhuǎn)變，中心提出采用大工程理念，即廣泛開發(fā)和利用校內(nèi)、社會和企業(yè)的各種實踐教學(xué)資源，構(gòu)建系統(tǒng)完整的實踐教學(xué)培養(yǎng)體系，實施多層次、全方位的實踐訓(xùn)練，科學(xué)延伸實踐教學(xué)的時間和空間，拓展實踐教學(xué)的內(nèi)涵。各種實踐教學(xué)資源包括校內(nèi)實習(xí)實訓(xùn)基地、專業(yè)實驗室、學(xué)科重點實驗室以及校外人才培養(yǎng)基地、科研合作企業(yè)等；延伸時空是指開放性實驗、第二課堂、創(chuàng)新實踐、學(xué)科競賽、科學(xué)研究等工程實踐環(huán)境；拓展內(nèi)涵是指注重學(xué)生創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度和團隊精神的培養(yǎng)。

2 構(gòu)建面向應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的分層次、模塊化實驗教學(xué)體系

基于學(xué)校的“培養(yǎng)創(chuàng)新能力較強的高素質(zhì)應(yīng)用型人才”的人才培養(yǎng)定位和中心建設(shè)的指導(dǎo)思想，本著“以能力培育為重點，以工程技術(shù)為主線，突出應(yīng)用型人才工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”的原則，構(gòu)建了面向應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的分層次、模塊化實驗教學(xué)體系。

實踐教學(xué)體系沿著思維的成長軌跡，遵循在理論基礎(chǔ)和深入感知上引發(fā)閃光點的科學(xué)邏輯，形成了層層遞進、不斷攀升的培養(yǎng)模式，包括：普通勞動實踐→工程訓(xùn)練實踐→教學(xué)實驗實踐→工業(yè)訓(xùn)練實踐→研究創(chuàng)新實踐5個層次（參見圖1），貫穿學(xué)生在校4個學(xué)年，實施了理論與實踐、課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外、學(xué)習(xí)與應(yīng)用、應(yīng)用與創(chuàng)新的5個結(jié)合［2－3］。

中心由工程實訓(xùn)、機械基礎(chǔ)訓(xùn)練、先進技術(shù)訓(xùn)練、創(chuàng)新實踐訓(xùn)練共4個平臺組成（見圖2），包括40多個模塊，如工程實訓(xùn)平臺包括了車、銑、刨、磨、鉗、鑄、焊等機加工基本技能訓(xùn)練、電工電子技術(shù)訓(xùn)練、數(shù)控基本技能訓(xùn)練等；創(chuàng)新實踐訓(xùn)練平臺包括了基礎(chǔ)普及型創(chuàng)新訓(xùn)練（機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計、機加工創(chuàng)新設(shè)計等）、重點提高型創(chuàng)新訓(xùn)練（結(jié)合第二課堂和科研項目的單項創(chuàng)新訓(xùn)練等）以及綜合創(chuàng)新實踐（機械設(shè)計創(chuàng)新大賽、機器人大獎賽等）［4］。

圖1 應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的5個層次

3 注重實踐教學(xué)的工程實用性和系統(tǒng)性

（1）重視實踐教學(xué)內(nèi)容的工程性、系統(tǒng)性和綜合性。強調(diào)課程設(shè)計等實踐性強的環(huán)節(jié)，以綜合性培養(yǎng)方案為核心，實用為目標(biāo)，在設(shè)置實驗項目及實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容和形式時，強調(diào)工程與實踐導(dǎo)向，追求貼近工程實際的培養(yǎng)環(huán)境，培養(yǎng)方法體現(xiàn)實用性和目的性［5－6］。增加實驗學(xué)時，提高設(shè)計性、綜合性實驗比例，專業(yè)課設(shè)計性、綜合性實驗的比例平均達到70%以上；開設(shè)開放性實驗70 余項，鼓勵學(xué)生課余時間走進實驗室；開設(shè)融合多門課程知識和內(nèi)容的綜合性課程設(shè)計［7］。

（2）加強校外人才培養(yǎng)基地建設(shè)。在不斷完善校內(nèi)教學(xué)實驗室和實驗教學(xué)中心建設(shè)的同時，高度廣開社會和企業(yè)資源，積極開展校企合作，加強校外實踐、實習(xí)基地建設(shè)，目前已建成穩(wěn)定的校外人才培養(yǎng)基地有北京京城機電控股有限公司、第一汽車集團公司、北汽福田、北京廣宇大成數(shù)控機床有限公司、北京華德液壓、北京京儀集團、北京東方振動和噪聲技術(shù)研究所、北京京航公司等10余個，其中與北京聯(lián)合大學(xué)共建的北京京城機電控股有限責(zé)任公司，2012年被評為市級校外人才培養(yǎng)基地。校內(nèi)外資源共享的應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)新體系不僅能滿足教學(xué)計劃的需要，還給學(xué)生創(chuàng)造了發(fā)展個性、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課外活動時空。

4 畢業(yè)設(shè)計改革與創(chuàng)新

畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生大學(xué)階段最重要的綜合實踐環(huán)節(jié)，目的是讓學(xué)生綜合應(yīng)用大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識，對現(xiàn)代工程問題進行求解和系統(tǒng)設(shè)計，培養(yǎng)和提高其實踐動手能力［8－9］。為了使畢業(yè)設(shè)計切實起到應(yīng)用的作用，我們不斷探索開展畢業(yè)設(shè)計改革，包括選題與設(shè)計內(nèi)容、組織形式、考核方式及過程管理等幾個方面。

圖2 機械工程實驗教學(xué)示范中心結(jié)構(gòu)組成框圖

（1）合理選題、注重實效、鼓勵開展實物型畢業(yè)設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計選題方面，強調(diào)選題的實踐性和工程性，倡導(dǎo)4個結(jié)合：與工程實踐相結(jié)合、課外科技創(chuàng)新活動相結(jié)合、與學(xué)科競賽相結(jié)合、與教師的實際科研項目相結(jié)合，力爭絕大多數(shù)選題均來源工程實踐。在內(nèi)容及要求方面，力求內(nèi)容具體、貼近工程實際，提倡小而精、不追求大而全，鼓勵自主設(shè)計、大膽創(chuàng)新。近年來90%以上的選題來源于工程實踐，自主創(chuàng)新設(shè)計成分明顯增加。

鼓勵實物型畢業(yè)設(shè)計，每屆約有20%的學(xué)生在學(xué)校專項政策的支持下開展實物型畢業(yè)設(shè)計，2010 年在全校范圍舉辦了實物型畢業(yè)設(shè)計作品專題展覽，受到廣泛關(guān)注和好評，其中部分作品獲得全國或北京市科技競賽獎勵，參加了北京市大學(xué)生科技創(chuàng)新作品展。

（2）革新畢業(yè)設(shè)計組織形式、培養(yǎng)合作精神和創(chuàng)新意識。在組織形式上，嘗試跨專業(yè)或跨專業(yè)方向小組形式的畢業(yè)設(shè)計、與學(xué)生課外科技創(chuàng)新及活動競賽相結(jié)合形式的畢業(yè)設(shè)計，為跨專業(yè)綜合性、小組形式的畢業(yè)設(shè)計營造更為開放的設(shè)計環(huán)境和氛圍。畢業(yè)設(shè)計選題時，首先由學(xué)院經(jīng)研討確定部分綜合性畢業(yè)設(shè)計選題，然后根據(jù)題目內(nèi)容和要求由學(xué)院內(nèi)不同專業(yè)或?qū)I(yè)方向的學(xué)生組成畢業(yè)設(shè)計小組，如地震救助機器人設(shè)計、多足救援機器人設(shè)計，均分別由機械設(shè)計專業(yè)方向和機械電子專業(yè)方向的4名學(xué)生合作完成。同組學(xué)生既有明確分工又需要密切合作，發(fā)揮各自專業(yè)特長，完成共同的設(shè)計目標(biāo)，小組由相應(yīng)專業(yè)的教師聯(lián)合指導(dǎo)。這種形式的畢業(yè)設(shè)計既鍛煉了畢業(yè)生專業(yè)知識的綜合運用能力，又有利于拓展學(xué)生的視野和專業(yè)知識，培養(yǎng)和提升了學(xué)生的團隊協(xié)作精神和組織溝通能力。同時對于促進不同學(xué)科專業(yè)的交叉與融合、不同專業(yè)師生的交流合作亦具有重要的實際意義。

（3）畢業(yè)設(shè)計與學(xué)生課外科技創(chuàng)新及科技競賽相結(jié)合。與學(xué)生課外科技創(chuàng)新及活動競賽相結(jié)合形式的畢業(yè)設(shè)計，形成了設(shè)計過程的長效性，同時具有激勵作用。比如學(xué)校常設(shè)的機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、機器人應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計大賽，每年都有部分的畢業(yè)設(shè)計選題來自于這兩個大賽。這些畢業(yè)設(shè)計實際是提前到大三或大二就開始啟動，學(xué)生自愿報名組隊，分工協(xié)作，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下進行較長時間的系統(tǒng)設(shè)計及實物制作，參加學(xué)校、北京市、全國乃至國際的創(chuàng)新大賽。參賽畢業(yè)生完成的相關(guān)設(shè)計內(nèi)容，在畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，按照畢業(yè)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)、要求和形式來完成。

5 積極引導(dǎo)并大力開展學(xué)生課外創(chuàng)新活動

應(yīng)用與創(chuàng)新能力蘊含于人的自覺意識和屬性，是經(jīng)過長期培養(yǎng)、體驗、積累而形成的，固化于個體的潛質(zhì)，可使人們的思維和行動進入融會貫通、創(chuàng)造性發(fā)揮的自由王國。要使學(xué)生真正具備該屬性和素質(zhì)，就需拓展對學(xué)生進行培養(yǎng)、熏陶、養(yǎng)成的時間與空間，從課內(nèi)到課外、從校內(nèi)到校外，形成全方位的育人環(huán)境。

（1）通過制度化營造鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的氛圍，使創(chuàng)新活動成為學(xué)生的日常理念和思維習(xí)慣。設(shè)立校內(nèi)科技創(chuàng)新計劃及學(xué)科競賽專項經(jīng)費；制定學(xué)生科技創(chuàng)新的獎勵學(xué)分政策；定期組織科技競賽；鼓勵教師的科研課題吸納本科生參加；鼓勵學(xué)生自發(fā)命題邀請教師指導(dǎo)。定期組織校內(nèi)科技競賽活動，學(xué)院設(shè)有機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、機器人應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計大賽、汽車應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計大賽、制圖技術(shù)大賽等科技競賽，本專業(yè)60%以上的學(xué)生參與，有力地營造了科技創(chuàng)新氛圍。

（2）成立科技創(chuàng)新活動小組、擴大創(chuàng)新活動的專業(yè)交叉和受眾范圍，將科技創(chuàng)新活動作為提高人才質(zhì)量的重要手段。組織跨年級、跨專業(yè)、跨學(xué)院的專題小組，使更多的學(xué)生有機會參與創(chuàng)新活動，如：機器人研發(fā)團隊是機械設(shè)計、機械電子、機械制造、計算機與信息技術(shù)不同專業(yè)方向的學(xué)生組合而成；卡丁車組成員有機械設(shè)計制造、車輛工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生?？萍紕?chuàng)新活動小組增進了各專業(yè)師生之間的交流合作，擴大了學(xué)生的知識面，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神和組織溝通能力。

（3）積極組織學(xué)生參加校外創(chuàng)新競賽活動，以及鼓勵學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新競賽活動，進一步激發(fā)其學(xué)習(xí)積極性。近些年中心組織成立課外科技創(chuàng)新團隊20多個，學(xué)院約30%的學(xué)生參加過北京市、全國及世界各類科技競賽活動，獲市級以上獎勵百余項，包括2010、2011年蟬聯(lián)RoboCup 機器人世界杯中型組足球機器人比賽世界冠軍，以及捷能車隊連續(xù)4年以優(yōu)異的成績蟬聯(lián)全國Honda節(jié)能競技大賽唯一最佳技術(shù)獎，2012年還首獲大賽最佳設(shè)計獎及鑄夢車隊在中國大學(xué)生方程式汽車大賽中獲得年度綜合獎和2項單項比賽亞軍。此外還獲得世界季軍2項、國家級獎勵20余項、北京市級獎勵80余項。突出的競賽成果引起了同行和社會的廣泛關(guān)注，中央電視臺、光明日報、北京晚報、北京晨報、手機報等多家媒體對此進行了直播、采訪和深度報道。

6 構(gòu)建在學(xué)科建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和國際交流基礎(chǔ)上的應(yīng)用型人才培養(yǎng)平臺

把中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究和國際交流有機結(jié)合起來，豐富中心的實踐教學(xué)資源，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（1）中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)的有機融合。依托我校機械工程北京市重點建設(shè)學(xué)科、機械電子工程北京市重點學(xué)科、機械工程領(lǐng)域工程碩士點、教育部重點實驗室、機電系統(tǒng)測控北京市重點實驗室、中國機械工業(yè)重點實驗室等學(xué)科及學(xué)科建設(shè)基地，將學(xué)科基地建設(shè)與機械工程實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)緊密結(jié)合，為本科生的課程實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、課外科技活動及競賽提供更為豐富的優(yōu)良實驗條件和設(shè)備資源。

（2）走產(chǎn)學(xué)研結(jié)合之路，豐富培養(yǎng)模式和資源。同科研合作企業(yè)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系，開展實踐教學(xué)、科研協(xié)作，部分學(xué)生直接參與了企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)改造、升級、新品研制等實際工作。大部分本科畢業(yè)設(shè)計的選題結(jié)合工程實踐、科研課題或源于與企業(yè)合作研發(fā)項目，真實的工程與科研鍛煉，不僅提高了學(xué)生的工程應(yīng)用能力和實踐動手能力，而且有效地縮短了就業(yè)適應(yīng)期，提升了就業(yè)競爭力。

（3）加強國際交流及合作辦學(xué)。注重學(xué)習(xí)國外高校工程技術(shù)人才培養(yǎng)的經(jīng)驗，多年堅持與日本福井大學(xué)、德國耶拿應(yīng)用科技大學(xué)、英國桑德蘭大學(xué)的校際交流，實行雙方互認(rèn)學(xué)分制。交流工作對促進中心學(xué)習(xí)國外高等工程教育先進經(jīng)驗、與時俱進、博采眾長，起到了積極的作用。

7 結(jié)束語

綜上所述，我校機械工程實驗教學(xué)示范中心在機械類專業(yè)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才工程實踐能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了一些成果和經(jīng)驗，可歸結(jié)為：實施大工程理念，構(gòu)建多層次、全方位應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)新體系，注重理論教學(xué)與實踐教學(xué)的有機融合，強化實踐教學(xué)內(nèi)容的工程性、實用性和綜合性，積極引導(dǎo)并大力開展學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動，科學(xué)延伸實踐創(chuàng)新教育的時間和空間，使應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)在實踐教學(xué)示范中心的外延和內(nèi)涵建設(shè)中得到全面落實并取得實效。

（

）

［1］郝靜如.找準(zhǔn)學(xué)校定位，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才［C］／／機械設(shè)計教學(xué)研究.北京：機械工業(yè)出版社，2008：7－9.

［2］米潔，高宏.遞進式實踐教學(xué)模式的探索與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29（2）：138－140.

［3］米潔.機械類專業(yè)實踐教學(xué)體系改革與實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究［J］.中國電力教育，2011（25）：148－149.

［4］王科社，王雪雁，韓鳳蓮，等.機械設(shè)計創(chuàng)新實踐實驗室建設(shè)［C］／／機械設(shè)計教學(xué)研究，北京：機械工業(yè)出版社，2007：25－27.

［5］黃小龍，劉相權(quán)，郝靜如，等.基于CDIO 工程教育理念的“機械原理課程設(shè)計”教學(xué)研究與探討［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2011，13（增1）：131－133.

［6］鐘建林，王紅軍，劉忠和.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程設(shè)計的改革與實踐［J］.中國電力教育，2009（1）：146－147.

［7］劉國慶，楊慶東.制造技術(shù)課程體系集成實驗系統(tǒng)研究與應(yīng)用［J］.中國電力教育，2009（5）：132－133.

［8］王紅軍.以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革探索［J］.中國電力教育，2008（12）：139－140.

［9］黃小龍，王紅軍，劉忠和.大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的探索［J］.中國電力教育，2010（18）：18－19.