刘焱 关山 张海波 范雪兵 黄胜全

摘  要：针对高等教育对人才培养的总体要求以及学生在实践与创新能力方面存在的不足，文章在深入剖析原因的基础上，从人才培养方案、理论教学模式、实践教学环节以及课外培养方式等四个层面，构建了贯穿四年本科教学、旨在强化实践与创新能力培养的机械专业人才培养体系。教学实践表明，学生的工程意识、工程实践能力以及创新设计能力得到全面提升，人才培养质量得到广泛赞誉与认可。

关键词：实践;创新能力;机械专业;人才培养模式;教学改革

中图分类号：C961       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）22-0034-03

Abstract： Considering the general requirements of higher education for talents cultivation and the mechanical engineering undergraduates' deficiency in practice and creative ability， talents cultivation system is constructed based on in-depth analysis of the reasons， which runs through four years of undergraduate teaching and aims at strengthening practice and creative ability of mechanical engineering undergraduates， from the following four aspects， talents cultivation program， theory teaching mode， practice teaching and extracurricular training mode. The application of this system shows that theengineering consciousness， the engineering practice and creative ability of undergraduates' are improved， meanwhile， the quality of talents cultivation is widely praised and recognized.

Keywords： practice; creative ability; mechanical engineering; talents cultivation pattern; teaching reform

一、概述

我國《高等教育法》明确指出：高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才[1]。党的十八大报告也对我国高等教育提出了明确要求：“深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生社会责任感、创新精神、实践能力[2]。”

东北电力大学机械设计制造及其自动化专业，在改革之前学生的实践与创新能力较弱，造成这一问题的主要原因有以下两个方面：（1）缺乏对社会需求的精准把握，缺乏以完整的学科体系为出发点设置课程的理念，从而造成理论教学多、实践教学少，必修课多、选修课少以及在人才培养上更多注重学生对知识的理解和掌握，缺乏对学生实践与创新能力的培养等问题;（2）教育观念更新慢，培养模式单一，缺乏创新;教学方法上，以教师为中心，片面强调系统的知识传授，自学、讨论、调查研究、实践教学环节等仍处于辅助地位，教学脱离实践的倾向突出。

鉴于此，提出了机械专业人才培养的教学改革意向并于2016年申报且获批吉林省教育厅教学研究项目。自同意立项之日至2019年9月间，依托东北电力大学机械工程学院，项目组成员凝心聚力，从人才培养方案、理论教学模式、实践教学环节以及课外培养方式等四个层面，构建了贯穿四年本科教学、以强化学生实践与创新能力为目标的专业人才培养模式。

二、以强化实践与创新能力为目标的人才培养模式

（一）基于OBE教学理念的人才培养方案修订[3，4]

经过几年的实践与经验的积累及对工程教育专业认证理念的深入学习，通过广泛的需求调研，更加明确了专业的培养目标及对学生的毕业要求，理清了人才培养标准及课程结构，于2017年，重新修订了以实践与创新能力培养为目标的专业人才培养方案。新培养方案以工程教育专业认证理念为指导，以宽口径、厚基础、扁平化，精练传统，面向前沿，重视实践教学环节，加强课外培养的执行力度等为原则，从培养学生的知识、能力、素质三个方面着手，着力提升学生的实践与创新能力，具有如下特点：

1. 优化专业课程体系，精炼教学内容

加强通识教育，增强学生的适应能力、胜任能力。去除与毕业要求相关度小的课程，对部分学科基础课、专业课的授课内容针对课程目标进行了精简，压缩学时投入到学生的实践教学环节。将部分学科基础课如机械原理、机械设计、电工基础、电子技术等课程前移，为学生参与各种综合实践创新活动提供知识及时间储备。

2. 强化实践教学环节和课外培养

针对学生实践与创新能力薄弱的现状，对原有实践教学环节在内容、时间安排上进行了优化，新增三维数字化创新及3d打印技术、机械创新综合设计、机电一体化系统创新设计（机器人技术）、柔性制造系统综合实验等实践环节。

3. 加大选修课开课数量开阔学生视野

面向专业前沿技术，增设选修课开课数量，学生可根据自己的兴趣爱好有更多的选择机会。

（二）与时俱进的教学理念更新和教学手段实施

学生所处时代的差异，信息技术的日新月异以及社会对人才的新需求均向传统教学提出了严峻的挑战，教学方法及教学手段等的革新势在必行。专业教师在工程教育目标驱动下不断更新教学观念，并在以下几方面取得了一定的成果。

1. 构建以工程实践为主导的教学模式

（1）丰富教师的工程实践经历。教师的工程实践背景在一定程度上决定了学生的工程实践能力。“一手抓教师，一手抓学生”是专业近年来着力强化的举措。（2）工程实际融入课堂教学。《液压传动》课程组將FluidSIM软件应用到《液压传动》的各教学环节中。在理论教学环节，实现了某些元件原理和基本回路的动态仿真演示;在课程设计环节，实现了液压系统回路CAD绘制、设计和仿真以及辅助验证设计计算的准确性;在实验教学环节，实现了液压实验经典回路的仿真，用仿真实验弥补实际实验的不足;在毕业设计环节，利用FluidSIM软件设计课题中的实际液压原理图，录制仿真过程。FluidSIM软件的成功植入，使学生对《液压传动》课程及相关领域产生了浓厚的兴趣，学生的创新意识、创新能力以及知识的综合运用能力均得到不同程度的提高。

2. 自主开发高质量多媒体教学课件，丰富课堂教学手段

《机械工程控制基础》课程组以matlab软件为开发环境，自主开发了《机械工程控制基础》参数化教学实验仿真平台，该平台集理论教学与实验教学于一体，理论教学注重基础知识与学习方法的讲授，实验教学部分既有伴随课堂理论教学的验证性实验，又有学生课后进行的综合性、设计性实验，突破传统实验受时间、地点限制的局限性。

（三）多层次的实践教学环节综合培养学生创新能力

1. 综合性课程实验夯实学生工程实践基础

近年来，专业积极参与中央财政支持地方高校发展专项资金、吉林省高等教育专项资金等的申报，共获批1000余万元用于专业实验室建设，将大型、综合、先进、成系统的实验设备作为采购目标，目前已建成机械创新设计综合实验平台、3D打印实验教学平台、智能制造综合实践教学平台，机械工程虚拟仿真教学实验平台等功能先进的大型实验平台，为大量开设综合性、设计性课程实验项目提供了硬件保障。

2. 系统化的课程设计提高学生创新设计能力

专业着力强化顶层的全局性设计，在全院教师协同参与下，理清各主干课程主要知识点的内在联系，整合现有的课程资源，构思实践性强的综合性工程题目，在统一规划的框架下分解题目，以特定的设计任务为目标，分阶段作为各课程设计题目供学生协作完成。这种递进的、连贯的、系统的课程设计，极大促进了学生专业知识的融合，培养了学生的工程意识，有效锻炼了学生的工程实践能力和创新设计能力。

3. 更具工程实践性的毕业设计，锻炼学生的工程实践能力

改革前，毕业生的毕业设计形式较为单一，一般由导师构思并提交毕业设计题目，由学生自选完成，管理中也存在一定的散、宽等问题。改革后，专业通过整体规划，加强企业联合培养，强化选题管理和过程管理，极大增强了本科生实践与创新能力的培养。

（1）专业要求毕业设计选题应来源于工程实践课题、教师科研项目或现实问题，可以是应用基础研究、技术创新、技术改造、新产品开发等，体现明确的职业背景和应用价值，同时具有一定的先进性。（2）开拓多样化的毕业设计形式。只要满足理论与实践的结合应用，能够体现本科生综合运用科学理论、方法和技术解决实际问题的能力，允许采用调查研究报告、科技发明成果、项目策划书、新产品或样机等形式。（3）结合“本科生导师制”，专业允许导师在长期稳定的指导过程中，较早给出研究题目，使学生在两年或更长的时间中，结合各阶段学习的知识进行连续性的研究探索，最终完成高质量的毕业设计。（4）自2018年专业将企业兼职教师吸纳至毕业设计的指导教师行列，从命题至答辩的全程参与，更有效的培养了学生工程实践能力。

（四）多渠道的课外培养方式，提升学生的实践与创新能力

大学生参与以科技创新为主题的课外实践活动，是培养创新精神和实践能力的重要途径。多渠道开展课外培养活动，能够激发学生的创新思维和创新意识，提升学生的实践、创新能力。

1. 机械创新实践基地培养实践创新人才

为更好引导学生参与科技创新实践活动，全方位培养创新、协作、综合设计以及实践动手能力，机械工程学院与工程训练中心不断加大基地建设。基地现有面积3000平方米，固定资产2千多万元，拥有门类齐全的机械加工设备和一批高素质的指导教师，成为学生开展创新实践活动的有力依托，也是学院开展课外培养的重要形式。

2. 制定奖励机制，以竞赛促进学生实践创新能力的提升

为培养学生独立思考和创新能力，校、院二级制定了多项机制，激励学生参加多种科技竞赛。

在东北电力大学“一院一赛”活动中，机械工程学院主办了“东北电力大学大学生机械创新设计节”。学院从参赛作品中评选出优秀作品，并推荐参加省级和国家级的各类科技竞赛。

自2016年以来，大学生参赛的作品分别荣获国家级大赛全国一等奖3项，国家二等奖4项，国家三等奖8项，吉林省特等奖11项，吉林省一等奖20项，吉林省二等奖45项，吉林省三等奖27项，优秀奖若干项，较之前获奖级别及数量有明显的增加。

3. 实行本科生导师制，强化学生的实践创新能力

为强化学生的实践创新能力，专业开展了以下两种模式的本科生导师制：专业教师科研导师制和企业工程师工程项目导师制[5、6]。

（1）专业教师科研导师制。近年来由于学院教师科研能力的不断提升，社会服务意识的不断增强，教师尤其是硕士生导师的科研项目越来越多。由于招收硕士生人数的限制，导致许多项目没有充足的人力来完成。因此采取了以专业教师为导师，以前沿性科研为主题的本科生导师制。学生除完成具体的设计工作外，许多同学还在导师的指导下撰写了发明与实用新型专利，并有多项授权。（2）企业工程师工程项目导师制。随着专业的发展和教师自身能力的提高，专业承担的企业实际工程项目也在增加。为更好的完成工程项目，并为大学生提供实践和创新的机会，专业从企业聘请了一批经验丰富的优秀工程技术人员作为本专业兼职本科生导师。专业从大三、大四学生中选拔学生，在校企双方导师的带领下，学生以企业工程项目为纽带，以解决企业实际生产难题为目标，进行科研创新活动。

到目前为止，专业教师20人，外聘企业兼职教师18人担任本科生导师，每年指导本科生100余人参加科研和工程项目。

本科生导师制的实行，切实促进大学生理论与实践的结合，培养了学生的实践和创新能力，也为本科生就业、创业和今后从事研究奠定了坚实的基础。

三、人才培养模式应用效果

（一）阶段性研究成果获得专家的好评并进行了推广交流

研发的《机械工程控制基础参数化教学实验仿真平台》软件，继2014年获吉林省教育技术成果一等奖，2016年该软件平台取得国家版权局颁发的软件著作权书。以此软件为基础，提出的“教、学、做”一体化教学模式在学校多个专业进行了推广，也得到了北华大学原机械工程学院院长、科研处处长、长白山技能名师孙丽霞教授等校外专家的好评。

（二）学生综合素质和实践创新能力得到全面提高

将改革理念付诸于教学实践活动中，学生的实践能力、创新能力得到提高，近三年来学生多次参加各级各类科技竞赛，共取得包括全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力大赛、挑战杯课外学术科技作品竞赛、全国大学生三维数字化创新设计大赛在内的国家级、省级奖项120余项。每年通过选拔，有50余名同学参与到企业实际工程项目的研发中，在专业和企业导師的共同指导下，除完成具体的设计工作外，还发表学术论文10余篇，完成20多项发明专利与实用新型专利的撰写，并有多项授权，提升了学生解决工程问题的能力。

（三）人才培养质量得到广泛的赞誉与认可

专业为全国招生，招生人数从2010年的140人，逐渐扩大到2019年的220余人，专业在全国多个省份为一本招生，在二本招生的省份，录取分数也远远高出所在省份的二本线，得到社会认可;专业毕业生近几年一次就业率均高达85%以上。调查表明，用人及实习单位对本专业毕业生和实习学生的实践与创新能力评价满意率达90%以上，得到行业的认可。

参考文献：

[1]中华人民共和国高等教育法（2018年）（修订版）[Z].北京：中国法制出版社，2018：第一章总则第五条.

[2]十八大报告辅导读本编写组.十八大报告辅导读本[M].北京：人民出版社，2012：36.

[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，01：27-37.

[4]赵健，范士杰.基于OBE理念的高校工程教育实践教学模式创新研究[J].高教学刊，2018，20：32-34.

[5]付八军.本科生导师制的探索与实践[J].中国高等教育，2008，10：24-26.

[6]石荣传.本科生导师制：类型、实施现状及完善对策[J].大学教育科学，2016，03：70-73.