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摘要：从分析我国应用型本科实践教学存在的主要问题入手，提出了工程应用型本科实践教学改革思路，研究和实施了机械类专业实践教学体系改革方案，突出对学生工程实践能力、设计能力和创新能力的培养，取得较好效果。
关键词：应用型人才；机械类专业；实践教学体系；研究与实践
应用型本科工程教育注重培养一线应用工程师，学生的工程能力主要通过实践教学来培养。我国应用型本科实践教学存在着对实践教学重视不够，缺乏足够的工程实践训练，工程教育与产业的结合、学校与企业的联系合作不紧密，教师普遍缺乏工程实践经验，实践教学投入不足，组织管理不到位，在实施环节学生主动参与不够等问题。
为了适应高等工程教育改革面向未来工程的需求和未来工程师的素质要求，我们对我校机械类专业实践教学体系进行了改革，重点突出对学生工程实践能力、设计能力和创新能力的培养，取得了较好效果。
一、工程应用型本科实践教学改革思路
工程应用型本科实践教学体系的设置，应突出工程应用型人才培养特色，注重培养在生产、工程、管理、服务等一线岗位上，用科学技术创造性地解决工程问题的应用工程师。这种人才的规格特点决定了我们实践教学体系的设计理念。根据一线应用工程师的人才培养需求，我们确立了“重基础、适口径、有专长、强应用”的人才培养指导思想。在这一指导方针的指引下，我们确定了实践教学体系改革的五项原则：
一是工程理论教学与工程实践训练相结合的原则，将工程实践与理论教学并举、并重、并行。
二是由浅入深、由单元到综合的原则，根据专业培养目标，整合实践教学内容体系，分层次循序渐进培养。
三是教学内容与培养目标统一的原则，实践教学内容按一线应用工程师的知识能力素质结构设置。
四是产学研结合的原则，将产业界的专家纳入教学的各个环节，为学生提供良好的工程环境。
五是注重能力评价的原则，在实践教学质量评价中突出对学生工程实践能力、设计能力和创新能力的考核。
二、机械类专业实践教学体系改革
1.实验教学内容改革
(1) 建立“分层递进”的实践教学体系。针对目前应用型人才培养中普遍存在的重理论轻实践现象，构建了“一核两线四层面十环节”的实践教学体系。将提高学生的工程实践能力和创新能力贯穿于教学的全过程。
实践教学体系以工程技术应用能力培养为核心，分为课内和课外两条线，形成基本操作技能训练、专业综合技能训练、工程综合训练、工程素质训练四个层面和实验、实训、实习、课程设计、毕业设计、社会实践、学科竞赛、资质认证、科技制作、技术交流十个环节。组织实施由课内到课外、由初级到高级、由分立到综合、由技术到工程的分层式实践教学，形成了与理论教学相互协调、相互渗透、自成系统的独立体系。
(2) 加大实践教学学分比重。传统的综合型大学和理工科大学，学生本科毕业后的去向多为继续深造。在设计教学计划时，一般都比较注重培养学生扎实的数理基础和专业理论修养，而实践教学环节的学分比例相对较低，集中实践教学环节的学分分配比例仅占8％左右。而对于应用型本科院校，尤其是刚升格为本科的院校，学生本科毕业后的去向大多是直接走上工作岗位。提高学生实践动手能力，强化学生工程基础训练，培养学生创新能力，缩小学生专业素养、能力构成与用人单位期望的差距，就显得尤为重要。加大实验教学或实践教学环节的学分分配比例，成为应用型本科院校的必然选择。经过广泛调研和论证，我们在制订机械类专业教学计划时，适度缩减理论教学学时数，加大了实践教学环节的比重，集中实践教学环节的学分比例超过了25％。
(3) 合理策划实践教学环节。对专业性较强或专业性相对独立的课程，如液压传动、加工工艺、夹具、数控机床等，设置课程设计；对重点课程，如数控机床编程加工，设置数周的定点实习。
(4) 设置四个层面的技能和素质训练计划。
第一层面：基本操作技能训练。包括通识基础实验，学科基础实验，金工、电工与电子等基本技能实训，工程制图测绘等，训练学生的基本技能。
第二层面：专业综合技能训练。包括专业实验、课程设计、生产实习、综合实践周等，训练学生的综合应用和初步设计能力。
第三层面：工程综合训练。包括企业定点实习、毕业实习与毕业设计、工程项目训练、课外科技活动、产品研发制作等，培养学生工程综合应用能力和创新能力。
第四层面：工程素质训练。创新创意、动手实践、调查研究、表达交流、团队合作等是重要的工程素质，需要在课内外教学与实践中有意识地加以培养。按照“学科竞赛与学术活动相结合、科技创新和科研实践相结合、成果转化与育人成才相结合”的原则，学校组织了课外科技活动、科技作品竞赛活动、大学生社团活动、科技文件写作、技术交流、社会实践、军训、各种资格认证培训等，并将课外活动学分纳入培养计划。很好地解决了课内实践教学受时间、空间、内容限制的问题，极大地拓宽了实践时间、实践空间和实践内容。学生利用课余时间参加“大学生研究性学习和创新性实验计划”、“大学生科技创新”、“大学生实践创新训练”等项目，参加大学生“挑战杯”、“机械创新设计大赛”和“大学生创业计划”等竞赛活动，丰富了知识，增强了能力，全面提高了综合素质。
(5) 开设大型综合实践周。由于目前机械产品的设计制造往往涉及多学科专业知识的交叉融合与应用。因此，有必要开发综合实践教学环节，让学生自己动手，综合应用多门课程知识，进行设计、分析、测试和小批量样品制作，在实践中加深对各门课程知识的理解与综合。机械设计制造及其自动化专业在专业课程的设置上，围绕设计、制造、测控3个模块开设了4个综合实践项目。综合实践教学项目的开发，一是综合每一模块中的理论知识，二是综合各个模块的知识点。
机械设计综合实践，是设计模块的综合实践。有两个方案可供选择：方案一，以自行开发的冲压自动送料系统为对象，进行机构运动和动力学分析、零件与总成设计，分析设计一体化训练；方案二，学生在机构创意实验中自己提出几种方案，在原理课程设计中进行方案优化选择，做运动学和动力学分析，然后在机械设计的课程设计中进行设计。
数字化设计制造综合实践，是制造模块的综合实践。学生选择典型零件，进行零件的三维建模、有限元分析，对典型零件进行工艺规划、计算机辅助制造。
反求技术综合实践，是测控模块的综合实践。综合了三坐标测量、激光三维扫描、几何建模等技术。
快速成型／快速制模综合实践，是数字化设计、数控机床操作、先进制造技术等的综合实践。学生建立并处理三维数字模型，操作数控快速成形机制作原型，应用快速制模工艺制作RTV硅胶模，最后制作树脂件。
此外还增设了模具及组合夹具拆装周和机械测量综合实践周，使学生获得机械测量技能、模具结构认识及 动手能力的系统训练。
从2007年起，湖南工程学院机械设计制造及其自动化专业开设了4周的机械设计制造综合实践。选题有“鞭炮插引机”、“冲压模具”、“液压阀”、“液压泵”、“减速机”、“工装夹具”。要求学生完成设计、计算、方案优化、编制工艺、动手加工、产品装配全过程。
综合实践周的开设，让学生通过实验、测试、计算、设计、绘图甚至加工，运用多门课程知识，提出问题并解决问题，较好地培养了学生的现代设计、分析、综合和制造能力。
(6) 改革生产实习环节。改变了过去单一的参观式实习方式及内容，增加了4周专业定点实习，了解机床制造、装配、检测全过程。参观实习也由过去的技术性参观扩展为生产过程、质量监测、组织管理、安全保障等工程性见习。丰富了实习内涵，使学生的视野从单项技术拓宽为整体技术。
2.实践教学形式改革
(1) 组织“全开放”实验教学。湖南工程学院的全开放实验实行“三自主”，即：
自主设计实验项目。学生完成全部必做实验项目、选做实验项目后，可根据自己的学习兴趣、研究方向及研究能力，自拟实验项目。
自主安排实验时间。学生可以通过预约的方式完成实验。
自主进行实验操作。学生可依据实验室开放的设备，自行选择必需设备、元器件、实验板及必备工具，自由设计实验步骤，独立完成实验操作。
(2) 推行基于课程的教师教法、学生学法、教学内容与目标“三位一体”教学方案。一体化的教学方案，根据课程体系中的知识传授目标、能力培养目标和素质养成目标设计。对应机械设计制造及其自动化专业人才培养的九个知识系列课程群、十项能力目标、五项素质目标，分别提出了教师教授的方法体系和学生如何跟随教师以及自己更有效地进行学习的方法体系。教学方案中，把教师“讲解、示范、身行”教学方法“六字诀”，和学生“听、说、读、写、化、练、思、用”学习方法“八字法”，针对具体对象，综合成25种教授和学习方法。一体化教学方案的推介，有利于教师因材施教和学生的自主学习。
(3) 实行“一学年三小学期制”。一学年安排两个课程教学小学期，一个实践小学期，以便集中实践教学时间，进行企业顶岗和项目实习，强化学生工程实践能力培养。
(4) 校企深度融合，培养学生综合解决实际问题的能力。
建立产学研专业建设指导委员会。聘请政府、企业及其他高校的专家及技术工程师组成各专业建设指导委员会，确定毕业生应具备的专业技能结构和要素，进行人才培养的“顶层设计”。
改变教学模式适应校企合作办学。将产业界的专家纳入实践教学的各个环节，开展项目教学、案例教学、现场教学、情景教学，研究自主学习在机械类课程中的实现方案；推行实习实训“双指导制”，毕业设计“双导师制”；实行试卷考核、现场考核、答辩考核、课程论文、综合评价等多种方式相结合的考试制度改革。
依托企业，建立校外实习基地和产学研结合示范基地。按照“互惠互利、长期稳定、技术先进、综合实用”的原则，校企合作建设条件优良的校外实习基地群。目前，湖南工程学院机械工程学院已建立28个能满足各专业课程实习、认识实习、生产实习、毕业实习要求，相对稳定、功能齐全的校外实习基地。湘潭电机集团有限公司、江麓机械集团有限公司、江南机器有限公司、湘潭电化科技股份有限公司、湖南迅达集团公司等一批国内知名企业成为湖南工程学院的实习教学基地。湖南工程学院与株洲齿轮有限责任公司共同建立了湖南省高校“机械设计制造”产学合作示范基地，校企间在产品设计与开发、人才联合培养等方面保持深度合作关系。
实施“工学交替、联合培养”的教学方案。通过多次修改，湖南工程学院制订了《机械设计制造及其自动化专业卓越工程师培养计划工作方案》，己获批教育部改革试点，尝试按“3+1”过程模式实施。
校企联合培养，为学生提供了良好的工程环境。学生可以经常请教企业中的工程技术人员，学到许多课堂上学不到、学校教师也无法传授的实践经验。学生的毕业设计来自企业的课题数量每年以12％的速度增长，2010年来自科研和生产实践的毕业设计课题达到94.6％。
通过教学改革，尤其是实践教学的加强，学生的工程意识和工程素质、技术综合能力、数字化设计制造能力明显增强。湖南工程学院机械工程学院课外科技创新活动取得了可喜成绩，2003年以来，共获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等省级以上奖项87项，在各类学术刊物上公开发表论文16篇，申请专利2项。
参考文献：
[1]中国工程院“创新人才”项目组.走向创新——创新型工程科技人才培养研究.高等工程教育研究，2010(1)：1-19.
[2]刘迎春，熊志卿.应用型人才培养目标定位及其知识、能力、素质结构的研究[J].中国大学教学，2004(10)：56-57.
[3]陈小虎.“应用型本科教育”：内涵解析及其人才培养体系建构[J].江苏高教，2008(1)：86-88.
[4]刘国荣.刍议工程应用型本科实践教学改革与创新[J].中国高教研究，2009(5)：57-58，
[本文系湖南省教育科学“十一五”规划重点课题“机械类应用型人才培养实践教学体系的研究与实践”(项目编号：XJK06AGD019)和湖南省普通高校教学改革资助项目“计算机基础课程导向型自主学习的教学策略研究与实践”(湘教通[2007]230号，序号119)的研究成果]
[责任编辑：余大品]
关键词：应用型人才；机械类专业；实践教学体系；研究与实践
应用型本科工程教育注重培养一线应用工程师，学生的工程能力主要通过实践教学来培养。我国应用型本科实践教学存在着对实践教学重视不够，缺乏足够的工程实践训练，工程教育与产业的结合、学校与企业的联系合作不紧密，教师普遍缺乏工程实践经验，实践教学投入不足，组织管理不到位，在实施环节学生主动参与不够等问题。
为了适应高等工程教育改革面向未来工程的需求和未来工程师的素质要求，我们对我校机械类专业实践教学体系进行了改革，重点突出对学生工程实践能力、设计能力和创新能力的培养，取得了较好效果。
一、工程应用型本科实践教学改革思路
工程应用型本科实践教学体系的设置，应突出工程应用型人才培养特色，注重培养在生产、工程、管理、服务等一线岗位上，用科学技术创造性地解决工程问题的应用工程师。这种人才的规格特点决定了我们实践教学体系的设计理念。根据一线应用工程师的人才培养需求，我们确立了“重基础、适口径、有专长、强应用”的人才培养指导思想。在这一指导方针的指引下，我们确定了实践教学体系改革的五项原则：
一是工程理论教学与工程实践训练相结合的原则，将工程实践与理论教学并举、并重、并行。
二是由浅入深、由单元到综合的原则，根据专业培养目标，整合实践教学内容体系，分层次循序渐进培养。
三是教学内容与培养目标统一的原则，实践教学内容按一线应用工程师的知识能力素质结构设置。
四是产学研结合的原则，将产业界的专家纳入教学的各个环节，为学生提供良好的工程环境。
五是注重能力评价的原则，在实践教学质量评价中突出对学生工程实践能力、设计能力和创新能力的考核。
二、机械类专业实践教学体系改革
1.实验教学内容改革
(1) 建立“分层递进”的实践教学体系。针对目前应用型人才培养中普遍存在的重理论轻实践现象，构建了“一核两线四层面十环节”的实践教学体系。将提高学生的工程实践能力和创新能力贯穿于教学的全过程。
实践教学体系以工程技术应用能力培养为核心，分为课内和课外两条线，形成基本操作技能训练、专业综合技能训练、工程综合训练、工程素质训练四个层面和实验、实训、实习、课程设计、毕业设计、社会实践、学科竞赛、资质认证、科技制作、技术交流十个环节。组织实施由课内到课外、由初级到高级、由分立到综合、由技术到工程的分层式实践教学，形成了与理论教学相互协调、相互渗透、自成系统的独立体系。
(2) 加大实践教学学分比重。传统的综合型大学和理工科大学，学生本科毕业后的去向多为继续深造。在设计教学计划时，一般都比较注重培养学生扎实的数理基础和专业理论修养，而实践教学环节的学分比例相对较低，集中实践教学环节的学分分配比例仅占8％左右。而对于应用型本科院校，尤其是刚升格为本科的院校，学生本科毕业后的去向大多是直接走上工作岗位。提高学生实践动手能力，强化学生工程基础训练，培养学生创新能力，缩小学生专业素养、能力构成与用人单位期望的差距，就显得尤为重要。加大实验教学或实践教学环节的学分分配比例，成为应用型本科院校的必然选择。经过广泛调研和论证，我们在制订机械类专业教学计划时，适度缩减理论教学学时数，加大了实践教学环节的比重，集中实践教学环节的学分比例超过了25％。
(3) 合理策划实践教学环节。对专业性较强或专业性相对独立的课程，如液压传动、加工工艺、夹具、数控机床等，设置课程设计；对重点课程，如数控机床编程加工，设置数周的定点实习。
(4) 设置四个层面的技能和素质训练计划。
第一层面：基本操作技能训练。包括通识基础实验，学科基础实验，金工、电工与电子等基本技能实训，工程制图测绘等，训练学生的基本技能。
第二层面：专业综合技能训练。包括专业实验、课程设计、生产实习、综合实践周等，训练学生的综合应用和初步设计能力。
第三层面：工程综合训练。包括企业定点实习、毕业实习与毕业设计、工程项目训练、课外科技活动、产品研发制作等，培养学生工程综合应用能力和创新能力。
第四层面：工程素质训练。创新创意、动手实践、调查研究、表达交流、团队合作等是重要的工程素质，需要在课内外教学与实践中有意识地加以培养。按照“学科竞赛与学术活动相结合、科技创新和科研实践相结合、成果转化与育人成才相结合”的原则，学校组织了课外科技活动、科技作品竞赛活动、大学生社团活动、科技文件写作、技术交流、社会实践、军训、各种资格认证培训等，并将课外活动学分纳入培养计划。很好地解决了课内实践教学受时间、空间、内容限制的问题，极大地拓宽了实践时间、实践空间和实践内容。学生利用课余时间参加“大学生研究性学习和创新性实验计划”、“大学生科技创新”、“大学生实践创新训练”等项目，参加大学生“挑战杯”、“机械创新设计大赛”和“大学生创业计划”等竞赛活动，丰富了知识，增强了能力，全面提高了综合素质。
(5) 开设大型综合实践周。由于目前机械产品的设计制造往往涉及多学科专业知识的交叉融合与应用。因此，有必要开发综合实践教学环节，让学生自己动手，综合应用多门课程知识，进行设计、分析、测试和小批量样品制作，在实践中加深对各门课程知识的理解与综合。机械设计制造及其自动化专业在专业课程的设置上，围绕设计、制造、测控3个模块开设了4个综合实践项目。综合实践教学项目的开发，一是综合每一模块中的理论知识，二是综合各个模块的知识点。
机械设计综合实践，是设计模块的综合实践。有两个方案可供选择：方案一，以自行开发的冲压自动送料系统为对象，进行机构运动和动力学分析、零件与总成设计，分析设计一体化训练；方案二，学生在机构创意实验中自己提出几种方案，在原理课程设计中进行方案优化选择，做运动学和动力学分析，然后在机械设计的课程设计中进行设计。
数字化设计制造综合实践，是制造模块的综合实践。学生选择典型零件，进行零件的三维建模、有限元分析，对典型零件进行工艺规划、计算机辅助制造。
反求技术综合实践，是测控模块的综合实践。综合了三坐标测量、激光三维扫描、几何建模等技术。
快速成型／快速制模综合实践，是数字化设计、数控机床操作、先进制造技术等的综合实践。学生建立并处理三维数字模型，操作数控快速成形机制作原型，应用快速制模工艺制作RTV硅胶模，最后制作树脂件。
此外还增设了模具及组合夹具拆装周和机械测量综合实践周，使学生获得机械测量技能、模具结构认识及 动手能力的系统训练。
从2007年起，湖南工程学院机械设计制造及其自动化专业开设了4周的机械设计制造综合实践。选题有“鞭炮插引机”、“冲压模具”、“液压阀”、“液压泵”、“减速机”、“工装夹具”。要求学生完成设计、计算、方案优化、编制工艺、动手加工、产品装配全过程。
综合实践周的开设，让学生通过实验、测试、计算、设计、绘图甚至加工，运用多门课程知识，提出问题并解决问题，较好地培养了学生的现代设计、分析、综合和制造能力。
(6) 改革生产实习环节。改变了过去单一的参观式实习方式及内容，增加了4周专业定点实习，了解机床制造、装配、检测全过程。参观实习也由过去的技术性参观扩展为生产过程、质量监测、组织管理、安全保障等工程性见习。丰富了实习内涵，使学生的视野从单项技术拓宽为整体技术。
2.实践教学形式改革
(1) 组织“全开放”实验教学。湖南工程学院的全开放实验实行“三自主”，即：
自主设计实验项目。学生完成全部必做实验项目、选做实验项目后，可根据自己的学习兴趣、研究方向及研究能力，自拟实验项目。
自主安排实验时间。学生可以通过预约的方式完成实验。
自主进行实验操作。学生可依据实验室开放的设备，自行选择必需设备、元器件、实验板及必备工具，自由设计实验步骤，独立完成实验操作。
(2) 推行基于课程的教师教法、学生学法、教学内容与目标“三位一体”教学方案。一体化的教学方案，根据课程体系中的知识传授目标、能力培养目标和素质养成目标设计。对应机械设计制造及其自动化专业人才培养的九个知识系列课程群、十项能力目标、五项素质目标，分别提出了教师教授的方法体系和学生如何跟随教师以及自己更有效地进行学习的方法体系。教学方案中，把教师“讲解、示范、身行”教学方法“六字诀”，和学生“听、说、读、写、化、练、思、用”学习方法“八字法”，针对具体对象，综合成25种教授和学习方法。一体化教学方案的推介，有利于教师因材施教和学生的自主学习。
(3) 实行“一学年三小学期制”。一学年安排两个课程教学小学期，一个实践小学期，以便集中实践教学时间，进行企业顶岗和项目实习，强化学生工程实践能力培养。
(4) 校企深度融合，培养学生综合解决实际问题的能力。
建立产学研专业建设指导委员会。聘请政府、企业及其他高校的专家及技术工程师组成各专业建设指导委员会，确定毕业生应具备的专业技能结构和要素，进行人才培养的“顶层设计”。
改变教学模式适应校企合作办学。将产业界的专家纳入实践教学的各个环节，开展项目教学、案例教学、现场教学、情景教学，研究自主学习在机械类课程中的实现方案；推行实习实训“双指导制”，毕业设计“双导师制”；实行试卷考核、现场考核、答辩考核、课程论文、综合评价等多种方式相结合的考试制度改革。
依托企业，建立校外实习基地和产学研结合示范基地。按照“互惠互利、长期稳定、技术先进、综合实用”的原则，校企合作建设条件优良的校外实习基地群。目前，湖南工程学院机械工程学院已建立28个能满足各专业课程实习、认识实习、生产实习、毕业实习要求，相对稳定、功能齐全的校外实习基地。湘潭电机集团有限公司、江麓机械集团有限公司、江南机器有限公司、湘潭电化科技股份有限公司、湖南迅达集团公司等一批国内知名企业成为湖南工程学院的实习教学基地。湖南工程学院与株洲齿轮有限责任公司共同建立了湖南省高校“机械设计制造”产学合作示范基地，校企间在产品设计与开发、人才联合培养等方面保持深度合作关系。
实施“工学交替、联合培养”的教学方案。通过多次修改，湖南工程学院制订了《机械设计制造及其自动化专业卓越工程师培养计划工作方案》，己获批教育部改革试点，尝试按“3+1”过程模式实施。
校企联合培养，为学生提供了良好的工程环境。学生可以经常请教企业中的工程技术人员，学到许多课堂上学不到、学校教师也无法传授的实践经验。学生的毕业设计来自企业的课题数量每年以12％的速度增长，2010年来自科研和生产实践的毕业设计课题达到94.6％。
通过教学改革，尤其是实践教学的加强，学生的工程意识和工程素质、技术综合能力、数字化设计制造能力明显增强。湖南工程学院机械工程学院课外科技创新活动取得了可喜成绩，2003年以来，共获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等省级以上奖项87项，在各类学术刊物上公开发表论文16篇，申请专利2项。
参考文献：
[1]中国工程院“创新人才”项目组.走向创新——创新型工程科技人才培养研究.高等工程教育研究，2010(1)：1-19.
[2]刘迎春，熊志卿.应用型人才培养目标定位及其知识、能力、素质结构的研究[J].中国大学教学，2004(10)：56-57.
[3]陈小虎.“应用型本科教育”：内涵解析及其人才培养体系建构[J].江苏高教，2008(1)：86-88.
[4]刘国荣.刍议工程应用型本科实践教学改革与创新[J].中国高教研究，2009(5)：57-58，
[本文系湖南省教育科学“十一五”规划重点课题“机械类应用型人才培养实践教学体系的研究与实践”(项目编号：XJK06AGD019)和湖南省普通高校教学改革资助项目“计算机基础课程导向型自主学习的教学策略研究与实践”(湘教通[2007]230号，序号119)的研究成果]
[责任编辑：余大品]