劉其南，林 權(quán)，林 錚，潘應(yīng)暉，梁珍瑛

（武夷學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

在機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)施過程中普遍存在以下問題[1-8]：缺乏創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)和相關(guān)制度規(guī)范、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)存在選題難或論文質(zhì)量不高缺乏實(shí)際應(yīng)用、實(shí)踐動(dòng)手能力弱以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力不足、學(xué)科競賽與實(shí)踐教學(xué)之間缺乏銜接、科研育人缺乏途徑等。針對這些亟待解決的突出問題，課題組提出“一平雙線、五定七步”實(shí)踐教學(xué)模式，如圖1所示。該模式通過創(chuàng)建機(jī)電科技創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，以學(xué)科競賽賽項(xiàng)資源為源頭，構(gòu)建“學(xué)科競賽—課設(shè)實(shí)踐—畢設(shè)實(shí)踐”與“學(xué)科競賽—大創(chuàng)訓(xùn)練—科研實(shí)踐”的實(shí)踐教學(xué)雙線，前者以工程實(shí)踐應(yīng)用為軸線，采用“平行”培養(yǎng)方式，后者以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為軸線，采用“階梯”培養(yǎng)方式，雙線培養(yǎng)機(jī)械類創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

圖1 實(shí)踐教學(xué)模式Fig.1 Practice teaching mode

1 機(jī)電科技創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的創(chuàng)建

1.1 實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

基地內(nèi)設(shè)學(xué)習(xí)工作室、設(shè)計(jì)研討室、加工制造區(qū)、電控區(qū)、材料庫等，先后添置了數(shù)控激光切割機(jī)、六軸并聯(lián)機(jī)器人、CNC雕刻機(jī)、車銑復(fù)合機(jī)床、快速成型設(shè)備等一系列機(jī)電學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)所需工具設(shè)備?；厥褂妹娣e約600 m2，儀器設(shè)備總值超過500萬元，每年運(yùn)行經(jīng)費(fèi)約100萬元，平臺(tái)資源向校內(nèi)師生全面開放。學(xué)院劃撥專項(xiàng)學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)經(jīng)費(fèi)，支持開展科技活動(dòng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，基地每年參與科技創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生不少于300人/次。

1.2 實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)有專業(yè)教師13名，其中副教授5名，占師資比例為38.5%，具有博士學(xué)位教師2人，占師資比例為15.3%，有企業(yè)掛職鍛煉經(jīng)歷的老師有10位，占師資比例為76%，團(tuán)隊(duì)成員平均年齡32歲，隊(duì)伍年輕有朝氣。團(tuán)隊(duì)教師專業(yè)與研究方向交叉互補(bǔ)，專業(yè)有機(jī)械類、電氣類、電子類等，研究方向有機(jī)械傳動(dòng)、先進(jìn)制造技術(shù)、機(jī)械CAD/CAE技術(shù)、電氣自動(dòng)化、機(jī)器視覺技術(shù)等。團(tuán)隊(duì)在職稱、學(xué)歷、年齡和知識(shí)結(jié)構(gòu)上，都是處于最佳的配置狀態(tài)。團(tuán)隊(duì)主要工作任務(wù)如下：（1）機(jī)電科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)與管理；（2）創(chuàng)新人才培養(yǎng)階段計(jì)劃制定與實(shí)施；（3）研究制定創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)規(guī)范；（4）學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)組建指導(dǎo)；（5）機(jī)電科創(chuàng)講壇組織、科創(chuàng)論壇建設(shè)指導(dǎo)；（6）創(chuàng)新實(shí)踐中機(jī)械設(shè)計(jì)與加工、單片機(jī)、PLC技術(shù)、機(jī)電控制等技術(shù)技能指導(dǎo)，科創(chuàng)平臺(tái)設(shè)備管理維護(hù)；（7）機(jī)械類專業(yè)學(xué)科競賽組織；（8）遴選和指導(dǎo)學(xué)科競賽作品申報(bào)大創(chuàng)項(xiàng)目、優(yōu)選大創(chuàng)項(xiàng)目升級(jí)為科研項(xiàng)目；（9）大創(chuàng)訓(xùn)練項(xiàng)目、科研項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)指導(dǎo)；（10）相關(guān)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐工作指導(dǎo)；（11）學(xué)術(shù)論文撰寫與專利申請指導(dǎo)。

1.3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段計(jì)劃制定

大學(xué)一年級(jí)：認(rèn)識(shí)科創(chuàng)平臺(tái)，創(chuàng)建創(chuàng)新意識(shí)，加入學(xué)科競賽團(tuán)隊(duì)，參觀了解創(chuàng)新作品，組織參加創(chuàng)新學(xué)術(shù)講座及依托中國慕課進(jìn)行專業(yè)課程培訓(xùn)，要求能熟練使用一種CAD軟件，學(xué)會(huì)操作多種加工制造設(shè)備。大一（上）以新生科技競賽為主要載體。大一（下）：以學(xué)校科技節(jié)活動(dòng)為主要載體。

大學(xué)二年級(jí)：通過參與省級(jí)、國家級(jí)專業(yè)學(xué)科競賽，培養(yǎng)實(shí)踐操作能力。要求熟練掌握中國慕課學(xué)習(xí)方法，要求能熟練操作多種機(jī)械及電控工具設(shè)備，靈活使用雕刻機(jī)、激光切割機(jī)、3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)械加工設(shè)備等，加工技術(shù)能力顯著提升。大二（上）：以工程訓(xùn)練競賽武夷學(xué)院分區(qū)賽為載體，全面掌握加工技能。大二（下）：以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽為載體，理論聯(lián)系實(shí)踐，做到知行一體。

大學(xué)三年級(jí)：基于學(xué)科競賽項(xiàng)目資源，理論知識(shí)融合實(shí)踐技術(shù)，進(jìn)行科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，集創(chuàng)新設(shè)計(jì)、加工制造于一體綜合性訓(xùn)練，遴選立項(xiàng)大創(chuàng)項(xiàng)目。大三（上）：基于賽題的專業(yè)課程設(shè)計(jì)，綜合性訓(xùn)練。大三（下）：基于賽題的大創(chuàng)項(xiàng)目申報(bào)立項(xiàng)，將科技創(chuàng)新、技能訓(xùn)練和課程學(xué)習(xí)融為一體，奠定科研活動(dòng)基礎(chǔ)。

大學(xué)四年級(jí)：創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目入選畢業(yè)課題，或遴選立項(xiàng)科研課題，延續(xù)創(chuàng)新活動(dòng)，爭取創(chuàng)新思維具體化，項(xiàng)目產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。大四（上）：大創(chuàng)項(xiàng)目升級(jí)科研課題，研發(fā)畢設(shè)作品，在科研中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中學(xué)做科研，營造濃厚校園科研學(xué)術(shù)氛圍。大四（下）：畢業(yè)實(shí)踐，創(chuàng)新思維具體化，論文撰寫發(fā)表，專利文檔撰寫與申請。

1.4 機(jī)電科技創(chuàng)新講壇

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要在學(xué)校營造一個(gè)讓學(xué)生有創(chuàng)新的沖動(dòng)和意識(shí)的氛圍，課題組秉承“為優(yōu)秀的學(xué)生提供機(jī)會(huì)、為敢于創(chuàng)新的學(xué)生提供平臺(tái)”的理念，開設(shè)了機(jī)電科技創(chuàng)新講堂，組建了由校內(nèi)外學(xué)者專家組成的科技創(chuàng)新講座團(tuán)隊(duì)，每個(gè)學(xué)期固定開展學(xué)術(shù)講座，為學(xué)生成長成才插上創(chuàng)新的翅膀，近三年機(jī)電科技創(chuàng)新講壇課題信息如：多軸浮雕與切割技術(shù)（2017.6）、第九屆科技節(jié)專題講座（2018.4）、新工科背景下機(jī)械創(chuàng)新人才與創(chuàng)新能力培養(yǎng)（2019.9）、現(xiàn)代智能家居機(jī)械裝置探析（2019.11）等。

2 構(gòu)建“雙線”實(shí)踐教學(xué)模式

“平行式”培養(yǎng)，以工程實(shí)踐應(yīng)用為軸線。首先依據(jù)賽題作品需求下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，為避免課程設(shè)計(jì)任務(wù)多年重復(fù)之乏味，強(qiáng)化設(shè)計(jì)與制造的結(jié)合，通過分組任務(wù)課設(shè)，提升學(xué)生創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；其次將課設(shè)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)畢設(shè)課設(shè)一體化，使學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)，工程意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力得到提高，保證實(shí)踐教學(xué)過程的連續(xù)性，避免畢設(shè)選題時(shí)的盲目，此舉在抓好課設(shè)同時(shí)也提高畢設(shè)質(zhì)量。

第二條為“階梯”控制方式培養(yǎng)，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為軸線。首先遴選優(yōu)秀學(xué)科競賽作品，升級(jí)“賽題”為“課題”，立項(xiàng)為大創(chuàng)訓(xùn)練項(xiàng)目，進(jìn)行集創(chuàng)新設(shè)計(jì)和加工制造于一體綜合性訓(xùn)練；其次注重市場需求，將優(yōu)秀創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目升級(jí)為師生共建科研項(xiàng)目，促進(jìn)科研與人才培養(yǎng)相結(jié)合。將創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，結(jié)合學(xué)科競賽、大創(chuàng)訓(xùn)練項(xiàng)目和科研活動(dòng)貫穿大學(xué)四年。

3 基于“五定七步”開展實(shí)踐教學(xué)

3.1 “五定七步”實(shí)踐活動(dòng)規(guī)范

“五定”：（1）定點(diǎn)：固定實(shí)踐基地活動(dòng)教學(xué)點(diǎn)；（2）定時(shí)：固定指導(dǎo)討論活動(dòng)周學(xué)時(shí)；（3）定量：創(chuàng)意為先，嚴(yán)控項(xiàng)目組數(shù)和項(xiàng)目進(jìn)度；（4）定責(zé)：指導(dǎo)教師集體負(fù)責(zé)制，結(jié)合模塊分工制。（5）定標(biāo)：制定合格標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)審閱、實(shí)物演示、作品答辯三個(gè)環(huán)節(jié)。

“七步”：（1）需求剖析；（2）選題論證答辯；（3）創(chuàng)意立項(xiàng)；（4）知識(shí)技能培訓(xùn)；（5）團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)創(chuàng)作；（6）展示評(píng)價(jià)驗(yàn)收；（7）總結(jié)改進(jìn)。

3.2 實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用示例

課題組將“五定七步”活動(dòng)規(guī)范貫穿于學(xué)科競賽、大創(chuàng)訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)實(shí)踐、科研實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，實(shí)行賽題課題一體化，應(yīng)用示例如表1、表2、表3、表4所示。

表1 “五定七步”實(shí)踐活動(dòng)規(guī)范應(yīng)用示例（學(xué)科競賽）Tab.1 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(discipline competition)

表2 “五定七步”實(shí)踐活動(dòng)規(guī)范應(yīng)用示例（課設(shè)實(shí)踐）Tab.2 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(curriculum design practice)

表3 “五定七步”實(shí)踐活動(dòng)規(guī)范應(yīng)用示例（大創(chuàng)訓(xùn)練）Tab.3 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(innovative training)

表4 “五定七步”實(shí)踐活動(dòng)規(guī)范應(yīng)用示例（科研實(shí)踐、畢設(shè)實(shí)踐）Tab.4 Application examples of"five fixed and seven step"practice activities(scientific research practice,graduation practice)

4 實(shí)踐教學(xué)改革成效

4.1 學(xué)科競賽方面

在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽、工程訓(xùn)練競賽中，成績從2014年福建省內(nèi)高校排名靠后，躍升至2018年的福建省普通高校排名前列，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)受到了省內(nèi)同行知名專家的一致好評(píng)，并在表彰大會(huì)上予以高度認(rèn)可和贊許。其中第五屆、第六屆、第八屆福建省工程訓(xùn)練競賽成績均獲全省高校第一，第十二屆福建省機(jī)械創(chuàng)新競賽成績位列全省高校第一。

4.2 課設(shè)實(shí)踐方面

在機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)制定加工工藝規(guī)程采用從書本到書本的方式，學(xué)生對相應(yīng)加工工藝并不理解和掌握。通過源自賽題的課程設(shè)計(jì)，學(xué)生已經(jīng)有相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以外圓車削為例，學(xué)生就能理解外圓車削實(shí)際加工出來的是類似外螺紋的帶螺旋槽的表面的原因，在課設(shè)中選擇加工方式及加工精度時(shí)晦澀難懂的問題一下子變得淺顯易懂，可保證課設(shè)任務(wù)真實(shí)性。通過對2015級(jí)機(jī)械電子專業(yè)機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革，在課程設(shè)計(jì)之前，學(xué)生就了解要做什么、學(xué)什么，學(xué)了之后又該應(yīng)用在什么地方、如何應(yīng)用，教學(xué)效果反映良好，杜絕了以往由于課時(shí)少，采用強(qiáng)行填鴨式教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性差，出現(xiàn)投機(jī)取巧，抄襲混合等現(xiàn)象。

4.3 大創(chuàng)訓(xùn)練方面

通過遴選優(yōu)秀的學(xué)科競賽作品，將“賽題”變“課題”，先后立項(xiàng)了30個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，其中國家級(jí)16項(xiàng)，省級(jí)14項(xiàng)。近3年大創(chuàng)項(xiàng)目獲武夷學(xué)院十佳優(yōu)秀大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目獎(jiǎng)3項(xiàng)，優(yōu)秀大學(xué)生創(chuàng)新參展項(xiàng)目獎(jiǎng)9項(xiàng)。

4.4 科研實(shí)踐方面

通過選拔優(yōu)秀大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，升級(jí)師生共建科研項(xiàng)目4項(xiàng)，如表5所示，獲具有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品約20項(xiàng)，其中以學(xué)生為第一發(fā)明人獲國家專利4項(xiàng)，師生共同研發(fā)獲得16項(xiàng)。

4.5 畢設(shè)實(shí)踐方面

學(xué)生畢設(shè)論文質(zhì)量顯著提高，以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文9篇，其中國家級(jí)期刊2篇，大學(xué)本科學(xué)報(bào)3篇，師生共同署名發(fā)表學(xué)術(shù)論文18篇，16級(jí)機(jī)械原梓皓同學(xué)畢設(shè)論文首登《機(jī)電信息》學(xué)術(shù)期刊封面。

4.6 就業(yè)方面

畢業(yè)生受到用人單位青睞，用人單位普遍反映畢業(yè)生在創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維方面表現(xiàn)突出，在機(jī)械設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工技術(shù)方面表現(xiàn)嫻熟。

5 結(jié)語

課題組立足于如何培育優(yōu)質(zhì)的地方應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才，提出構(gòu)建“一平雙線、五定七步”實(shí)踐教學(xué)模式，經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，取得了突出的理論與實(shí)踐成效。首先，該模式成功引導(dǎo)了學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)風(fēng)明顯好轉(zhuǎn)，學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，保持了學(xué)院有競爭力地持續(xù)發(fā)展；其次，該模式顯著提高了機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量，畢業(yè)學(xué)生獲社會(huì)認(rèn)可度高，實(shí)現(xiàn)知識(shí)—實(shí)踐應(yīng)用—?jiǎng)?chuàng)新能力一體化目標(biāo)，具有先進(jìn)性，對其他院校創(chuàng)新人才培養(yǎng)也具有啟發(fā)和借鑒意義；再次，該模式也為武夷學(xué)院申報(bào)全國深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革示范高校、省級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造教育示范建設(shè)院校做出了重要貢獻(xiàn)。