基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高校機械類實驗教學改革

潘曉銘 陳益豐 潘敏輝

（溫州大學機電工程學院,浙江 溫州 325035）

“百年大計，教育為本?！备咝C械類專業(yè)學生是我國科技產(chǎn)業(yè)與工業(yè)發(fā)展的重要人才支撐，高校機械類實驗教學需要立足我國科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的方向，結合社會對高校機械類專業(yè)人才的需求，進一步培養(yǎng)具有知識、能力、素質(zhì)、創(chuàng)新四位一體的復合應用型人才。創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下，高校機械類實驗教學改革的目標應依據(jù)現(xiàn)代制造業(yè)對機械類人才的需求，致力培養(yǎng)具有扎實的理論知識、優(yōu)秀的工程實踐能力、良好的職業(yè)道德與社會責任感的學生。當前，我國高校機械類實驗教學的開展，仍然缺乏對大學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文結合高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標，從不同維度分析機械類實驗教學改革路徑，以期提高高校機械類實驗教學效果，更好地培養(yǎng)大學生的工程實踐能力、專業(yè)知識應用能力。

1 “四位一體”復合應用型人才的重要內(nèi)涵

創(chuàng)新人才培養(yǎng)視域下，“四位一體”的復合應用型人才要求機械類專業(yè)學生具備知識、能力、素質(zhì)、創(chuàng)新的多項專業(yè)素養(yǎng)?！八奈灰惑w”復合應用型人才培養(yǎng)計劃的提出，與我國科技革命與產(chǎn)業(yè)變革息息相關，是向我國社會輸送一批具有扎實的專業(yè)知識、優(yōu)秀的工程實踐能力、系統(tǒng)性和整體性思維、良好的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的復合應用型人才的重要舉措。新形勢下，我國工業(yè)與科技產(chǎn)業(yè)正在以新技術、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟方式蓬勃發(fā)展，這就迫切需要地方高校加快工程教育改革創(chuàng)新，特別強調(diào)培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性和整體性思維、工程實踐能力、跨學科綜合應用能力以及職業(yè)道德和社會責任感[1]。通過對機械類專業(yè)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使得學生能夠充分地利用現(xiàn)代化專業(yè)技術，為促進我國科技、工業(yè)及社會主義事業(yè)發(fā)展做出更多貢獻。

2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革方向

2.1 創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標

創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下，為了有效培養(yǎng)機械類專業(yè)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，需要高校進一步調(diào)整人才培養(yǎng)目標，將人才培養(yǎng)總目標放在機械類專業(yè)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力、系統(tǒng)性和整體性思維、職業(yè)道德與社會責任感的養(yǎng)成之上，要將“四位一體”的復合應用型人才培養(yǎng)計劃放在人才培養(yǎng)目標的核心位置，從而更好地實施機械類實驗教學改革。同時，高校機械類實驗教學改革的實施，也應符合社會對機械類專業(yè)人才的要求，著重提高機械類專業(yè)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力，要引導機械類專業(yè)學生能夠對專業(yè)知識進行創(chuàng)新應用，能夠將專業(yè)知識應用到工程實踐當中。

2.2 革新人才培養(yǎng)課程

機械類實驗教學內(nèi)容決定著人才培養(yǎng)效果，創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下高校機械類實驗教學改革應將重點放在專業(yè)課程革新上。一方面，高校機械類實驗教學的開展，要認真分析我國社會對機械類專業(yè)人才的新要求，有針對性地進行教學內(nèi)容改革，使得機械類實驗教學內(nèi)容更加貼合時代發(fā)展需要，從而為社會培養(yǎng)更多的具有扎實專業(yè)知識、工程實踐能力的專業(yè)人才[2]。另一方面，要對原有的教學體系進行全方位改革，通過優(yōu)化與重組，實現(xiàn)實踐課程與設計、制造等課程的融會貫通；整合各種教學資源，重構專業(yè)課程體系，形成系統(tǒng)性、綜合性的課程知識結構，著力提高學生的理論認知、實踐能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。

2.3 完善人才培養(yǎng)平臺

創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下機械類實驗教學改革的開展，也是對機械類專業(yè)人才培養(yǎng)平臺進行完善與優(yōu)化，為學生提供一個完整、有效的實驗室環(huán)境與實踐平臺，豐富專業(yè)實驗項目，在實驗教學中有效培養(yǎng)專業(yè)學生的工程實踐能力、工程問題解決能力、專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)。一方面，人才的培養(yǎng)要立足于校內(nèi)實驗室的搭建，要以“創(chuàng)新”為核心主題完善機械與制造的實踐平臺，以工程化為主要出發(fā)點，構建多維一體的項目實踐基地。另一方面，要立足于校外實驗教學改革，建立企業(yè)實踐基地，進一步實現(xiàn)校企協(xié)同育人目標。

3 創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革意義

3.1 有利于提升高校機械類實驗教學實用性

創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革的重要目的是提高機械類專業(yè)課程教學的有效性，充分發(fā)揮高校機械類專業(yè)課程教學對我國科技產(chǎn)業(yè)與工業(yè)發(fā)展的助推作用，為社會輸送更多的高素質(zhì)復合應用型人才。一方面，當前我國正值科技與工業(yè)高速發(fā)展的重要時期，在科技產(chǎn)業(yè)變革與工業(yè)革新的時代轉折點下，創(chuàng)新人才始終是推動我國科技與工業(yè)發(fā)展的重要力量。高?；谏鐣C械類專業(yè)人才的需求與要求，進一步加快機械類實驗教學改革，是向社會輸送更多高素質(zhì)創(chuàng)新人才的關鍵舉措[3]。另一方面，機械類實驗教學本身具有實踐性強的顯著特點，教學中往往涉及大量專業(yè)知識點，許多復雜的知識點與陳舊的實踐平臺缺乏實用性，而進一步革新機械類實驗教學可以提高專業(yè)課程教學的實用性。

3.2 有利于機械專業(yè)學生養(yǎng)成創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力

新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，以新技術、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，這也給機械類專業(yè)人才提出了全新的要求，即機械類專業(yè)人才不僅要具備扎實的專業(yè)知識，更需要擁有一流的工程實踐能力、良好的職業(yè)素養(yǎng)與社會責任感、較強的專業(yè)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。高校機械類專業(yè)實驗教學中，許多學生往往缺乏創(chuàng)新素養(yǎng)與工程實踐能力[4]。因此需要進一步改革實驗教學，幫助學生重點提高理論認知、實踐能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識，為日后學生在實際工作中解決復雜的工程問題打下堅實的基礎。

4 創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革困境

4.1 缺失創(chuàng)新人才培養(yǎng)整體目標

當前，隨著我國對高校工科專業(yè)教育教學提出一系列要求與規(guī)定，各大高校機械類實驗教學也正在加快教育改革步伐，但是改革過程中仍然缺乏人才培養(yǎng)目標的構建。例如，一些高校機械類實驗教學改革中，只將培養(yǎng)大學生的工程實踐能力放在了核心位置，其整體目標偏向于培養(yǎng)大學生扎實的理論知識、良好的工程實踐能力、工程問題實際解決能力方面，卻忽略了大學生職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力以及社會責任感的培養(yǎng)目標制定[5]。其人才培養(yǎng)整體目標所涵蓋的內(nèi)容較為單一、片面，沒有真正地分析我國社會對機械類專業(yè)人才的需求。

4.2 機械類實驗教學內(nèi)容陳舊、單一

從創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求視域出發(fā)，創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的構建是實驗教學改革的前提，而機械類實驗教學的內(nèi)容與模式則是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的客觀支撐與重點。當前，縱觀我國各大高校機械類實驗教學改革現(xiàn)狀，改革過程中常見的困境仍然是教學內(nèi)容陳舊、教學模式單一問題。究其原因，一方面，一些高校機械類實驗教學內(nèi)容常年不變，部分實驗教學內(nèi)容已經(jīng)與時代發(fā)展需求不相符。同時，一些高校機械類實驗教學內(nèi)容的制定并沒有立足于實際應用，其應用性較弱[6]。另一方面，一些高校機械類實驗教學模式仍然采用傳統(tǒng)的教學方法，教學過程中學生的參與積極性差，無法凸顯學生在專業(yè)課程學習中的主體地位。

4.3 缺乏多維一體的實驗教學平臺

就當前階段而言，我國許多高校的機械類實驗教學平臺搭建不完整。一方面，一些高校由于資金的缺乏，機械類實驗室教學設備與器材陳舊、單一，不能夠為學生項目實踐訓練的開展提供客觀條件支撐。同時，很多高校機械類實踐基地處于封閉狀態(tài)，不能夠針對機械類專業(yè)學生開放，學生參與項目實踐訓練只能在課堂實現(xiàn)，無法在課下進行自主的實踐學習。另一方面，一些高校機械類實驗教學的開展局限于校內(nèi)實踐，沒有與校外企業(yè)充分合作實施產(chǎn)教聯(lián)合，機械類實踐基地空間狹窄，很大程度限制著學生工程實踐能力、創(chuàng)新能力的養(yǎng)成。

5 創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革路徑

5.1 立足“四位一體”人才培養(yǎng)目標，開展校企協(xié)同育人實踐項目

基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的機械類實驗教學改革，首先要立足于“四位一體”的人才培養(yǎng)目標，同時，進一步開展校企協(xié)同育人實踐項目。例如，創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的制定上，高校機械類實驗教學改革的開展要立足于我國科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的趨勢，認真分析我國社會對機械類專業(yè)人才的需求與要求，轉變以往的片面化人才培養(yǎng)目標構建，調(diào)整和豐富人才培養(yǎng)目標內(nèi)容，即將知識、能力、素質(zhì)和創(chuàng)新四位一體的復合應用型人才培養(yǎng)目標放在教育教學改革的核心位置。應特別強調(diào)培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性和整體性思維、工程實踐能力、跨學科綜合應用能力以及職業(yè)道德和社會責任感[7]。校企協(xié)同育人實踐項目開展方面，要在“四位一體”人才培養(yǎng)目標的基礎上，進一步明確校企合作的共同目標與開展機制。高校與相關企業(yè)應建立起人才共育方案，高校為企業(yè)輸送高素質(zhì)專業(yè)人才，企業(yè)為高校學生提供工程實踐基地和校外學習平臺，進一步拓展機械類實驗教學空間。同時打通人才培養(yǎng)渠道，開放人才共享平臺，通過項目合作、項目參與、項目實踐等方式開展校外實踐，為學生創(chuàng)建更多的學習平臺，打造全方位的人才培養(yǎng)體系。

5.2 優(yōu)化重組專業(yè)課程教學體系，有效統(tǒng)一專業(yè)課程教學資源

創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革，應對專業(yè)課程進行優(yōu)化與重組，有效統(tǒng)一專業(yè)課程教學資源，創(chuàng)新專業(yè)課程教學模式。例如，機械類實驗教學內(nèi)容方面，需要進一步優(yōu)化與重組專業(yè)課程教學體系，要將“機械工程訓練”課程納入機械類專業(yè)課程體系的核心位置，著重突出該課程的專業(yè)實踐與工程訓練的特征。并圍繞著機械類復合應用型人才培養(yǎng)目標，以現(xiàn)代制造業(yè)技術發(fā)展為導向，積極融入知識、能力、素質(zhì)和創(chuàng)新四位一體的教育理念，將該課程與專業(yè)其他課程內(nèi)容進行統(tǒng)一、聯(lián)合，構建起完整的課程鏈，實現(xiàn)實踐課程與設計、制造等課程的融會貫通。整合各科教學資源，重構“機械工程訓練”課程的課程體系，形成系統(tǒng)性、綜合性的課程知識結構，能更好地提高學生的理論認知、實踐能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。機械類實驗教學模式上，專業(yè)課教師要根據(jù)學生的學習興趣與需求進一步創(chuàng)新課程教學方法，如項目交流式學習方法，即專業(yè)課教師篩選出某一經(jīng)典工程案例，以該工程案例為教學主題，讓學生對其進行充分研究、交流、探討、實踐，通過案例教學的開展，更好地培養(yǎng)學生的工程實踐能力、工程問題解決能力[8]。同時，學生在學習交流中能充分發(fā)揮能動性，養(yǎng)成良好的專業(yè)知識創(chuàng)新應用能力。

5.3 逐步增設開放性工程實驗室，建立虛實結合專業(yè)教學系統(tǒng)

基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的機械類實驗教學改革，需要進一步增設開放性的工程實驗室，建立起虛實結合的專業(yè)教學系統(tǒng)，從而為學生的專業(yè)課程學習與項目實踐提供客觀條件支撐。例如，機械類實驗教學平臺方面，要為學生搭建起一個完整性、系統(tǒng)性、開放性的實驗學習場所，從而滿足學生的課堂專業(yè)實踐需求與課下自主學習與訓練的需要。首先，高校應結合校內(nèi)工程訓練中心的建設與管理現(xiàn)狀，增設專項建設資金，進一步拓展工程訓練訓練中心的空間與環(huán)境。同時，對老舊的實驗設備與儀器進行更換，根據(jù)時代發(fā)展需求，增設先進性的工程實驗器械。工程訓練中心的管理上，要針對機械類專業(yè)學生進行全期開放，機械類專業(yè)學生通過學生證登記即可進入工程訓練中心進行項目自主訓練與學習實踐。實驗內(nèi)容上，專業(yè)課教師要鼓勵學生自選實驗主題，充分發(fā)揮專業(yè)學習的能動性，根據(jù)專業(yè)特色與個人興趣選擇實驗內(nèi)容，從而不斷強化學生對專業(yè)課程知識的理解，更好地養(yǎng)成工程實踐能力[9]。此外，為了滿足學生的個性化學習需求，也需要充分利用信息技術手段建立起虛實結合的專業(yè)教學系統(tǒng)，如購置專業(yè)立體顯示系統(tǒng)、三維激光掃描儀、圖形工作站集群等設備，建立起虛擬仿真實驗教學中心。學生通過計算機設備便可以深入了解機械設備的結構、工作原理等，有利于提升學生對機械裝備結構的認知能力。

6 結語

科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求加快機械類實驗教學改革，不僅是我國社會發(fā)展對高校機械類專業(yè)教學的要求，更是培養(yǎng)學生工程實踐能力、專業(yè)創(chuàng)新能力、職業(yè)素養(yǎng)的關鍵舉措。創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求下的機械類實驗教學改革，應立足于創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標、革新人才培養(yǎng)課程、完善人才培養(yǎng)平臺，通過對機械類實驗教學改革困境的分析，以立足“四位一體”人才培養(yǎng)目標、開展校企協(xié)同育人實踐項目、優(yōu)化重組專業(yè)課程教學體系、逐步增設開放性工程實驗室等路徑，為社會輸送更多的復合應用型人才。