面向應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的機(jī)械工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革
北京信息科技大學(xué)是由原北京機(jī)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校,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)是學(xué)校傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科專業(yè),是北京市特色建設(shè)專業(yè),具有長(zhǎng)期的辦學(xué)歷史和經(jīng)驗(yàn),為北京市和機(jī)論文聯(lián)盟械工業(yè)培養(yǎng)、輸送了大批人才。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)向現(xiàn)代化制造的跨越式發(fā)展,人才市場(chǎng)對(duì)機(jī)械工程專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了新的、更高的要求,大量需要的是應(yīng)用型創(chuàng)新型人才。在新形勢(shì)下,北京信息科技大學(xué)根據(jù)自身?xiàng)l件順應(yīng)北京市科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì),提出了“更新辦學(xué)理念,找準(zhǔn)自身定位,突出人才的應(yīng)用及創(chuàng)新能力培養(yǎng),構(gòu)建基于大工程理念的多層次、全方位應(yīng)用型創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系”的改革思路,實(shí)施了素質(zhì)、實(shí)踐、創(chuàng)新的三要素教育教學(xué)體系,提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量,取得了顯著成效。
一、確立了應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念,改革人才培養(yǎng)模式
1.明確辦學(xué)指導(dǎo)思想和專業(yè)定位
在國(guó)家科技發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)人才需求的形勢(shì)變化下,北京信息科技大學(xué)對(duì)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)、模式進(jìn)行了定位,培養(yǎng)面向北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的、基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、專業(yè)視野寬、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)、知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用型、創(chuàng)新型一線工程技術(shù)人才。先后進(jìn)行了與時(shí)俱進(jìn)的三次專業(yè)改革轉(zhuǎn)向,從專業(yè)內(nèi)涵上實(shí)行了傳統(tǒng)機(jī)械向機(jī)電結(jié)合的轉(zhuǎn)變、機(jī)械工程與信息技術(shù)的融合;從人才定位上,實(shí)行了從高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才向?qū)嵺`能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才的轉(zhuǎn)變;從知識(shí)結(jié)構(gòu)上,加強(qiáng)現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)、制造及其自動(dòng)化理論與技術(shù)的更新。改革人才培養(yǎng)模式,突出對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)解決現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)問題的實(shí)踐能力,強(qiáng)化先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用型教學(xué)及實(shí)踐訓(xùn)練。
2.提出應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念
為了實(shí)現(xiàn)新的人才培養(yǎng)目標(biāo)和模式的轉(zhuǎn)變,必須拓寬思路,在內(nèi)涵和外延建設(shè)上有所發(fā)展,為此提出了應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念,即:充分開發(fā)學(xué)校和社會(huì)的各種資源,科學(xué)延伸實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間和空間;拓寬專業(yè)人才內(nèi)涵,培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新的行為理念,使學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展;構(gòu)建系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)體系,實(shí)施多層次、全方位的實(shí)踐訓(xùn)練。教學(xué)資源的拓展包括了校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、學(xué)科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及校外實(shí)習(xí)基地、科研合作企業(yè)等社會(huì)化的教學(xué)環(huán)境;延伸時(shí)空是指開放性實(shí)驗(yàn)、第二課堂、創(chuàng)新實(shí)踐、學(xué)科競(jìng)賽、科學(xué)研究等工程實(shí)踐環(huán)境;拓展內(nèi)涵是指理工與人文知識(shí)的融合,機(jī)、電、信息、管理等專業(yè)知識(shí)的融合,注重工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),樹立學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)精神。
二、建設(shè)了面向應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)
1.構(gòu)建優(yōu)資資源共享的新型實(shí)踐教學(xué)體系
構(gòu)建了以北京市機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為主體、校內(nèi)外資源共享的創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系。包括工程實(shí)訓(xùn)、機(jī)械基礎(chǔ)訓(xùn)練、專業(yè)綜合訓(xùn)練、科技創(chuàng)新實(shí)踐、校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)共5個(gè)平臺(tái)、40多個(gè)模塊,如工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包括了車、銑、刨、磨、鉗、鑄、焊等機(jī)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(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)包括了基礎(chǔ)普及型創(chuàng)新訓(xùn)練(機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)加工創(chuàng)新設(shè)計(jì)等)、重點(diǎn)提高型創(chuàng)新訓(xùn)練(結(jié)合第二課堂和科研項(xiàng)目的單項(xiàng)創(chuàng)新訓(xùn)練等)以及綜合創(chuàng)新實(shí)踐(機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽、機(jī)器人大獎(jiǎng)賽等)。該體系在不斷完善校內(nèi)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的同時(shí)高度重視社會(huì)資源,積極開展校企聯(lián)合,加強(qiáng)校外實(shí)踐、實(shí)習(xí)基地建設(shè),不僅可滿足學(xué)生教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃的需要,還給學(xué)生創(chuàng)造了發(fā)展個(gè)性、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課外活動(dòng)時(shí)空。
2.科學(xué)實(shí)施漸進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)
系統(tǒng)沿著思維的成長(zhǎng)軌跡,遵循在理論基礎(chǔ)和深入感知上引發(fā)閃光點(diǎn)的科學(xué)邏輯,形成5個(gè)層面的金字塔攀升式教育,分別為:普通勞動(dòng)實(shí)踐→工程訓(xùn)練實(shí)踐→教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐→工業(yè)訓(xùn)練實(shí)踐→研究創(chuàng)新實(shí)踐(參見圖1),該系統(tǒng)貫穿學(xué)生在校4個(gè)年級(jí),實(shí)施了理論與實(shí)踐、校內(nèi)與校外、課內(nèi)與課外、學(xué)習(xí)與應(yīng)用的4個(gè)結(jié)合。
三、注重實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的工程性、實(shí)用性和綜合性
強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性強(qiáng)的環(huán)節(jié),以綜合性培養(yǎng)方案為核心、實(shí)用為目標(biāo),在設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容和形式時(shí)強(qiáng)調(diào)工程與實(shí)踐導(dǎo)向,追求貼近工程實(shí)際的培養(yǎng)環(huán)境,培養(yǎng)方法體現(xiàn)實(shí)用性和目的性。
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(jì)、與學(xué)生課外科技創(chuàng)新及活動(dòng)競(jìng)賽相結(jié)合形式的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
跨專業(yè)綜合性、小組形式的畢業(yè)設(shè)計(jì)營(yíng)造了更為開放的設(shè)計(jì)環(huán)境和氛圍。畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí),首先由學(xué)院經(jīng)研討確定部分綜合性畢業(yè)設(shè)計(jì)選題,然后根據(jù)題目?jī)?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(jì)小組,如地震救助機(jī)器人設(shè)計(jì)、多足救援機(jī)器人設(shè)計(jì)均分別由機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)方向和機(jī)械電子專業(yè)方向的四名學(xué)生合作完成,智能辦公座椅則是由機(jī)械電子工程與工業(yè)設(shè)計(jì)的兩位同學(xué)搭檔。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(zhǎng),完成共同的設(shè)計(jì)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(jì)既鍛煉了畢業(yè)生專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力,又有利于拓展學(xué)生的視野和專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)和提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和組織溝通能力,有助于提高學(xué)生解決問題的能力。同時(shí)對(duì)于促進(jìn)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(shí)際意義。
與學(xué)生課外科技創(chuàng)新及活動(dòng)競(jìng)賽相結(jié)合形式的畢業(yè)設(shè)計(jì)形成了設(shè)計(jì)過程的長(zhǎng)效性,同時(shí)具有激勵(lì)作用。比如學(xué)校常設(shè)有兩個(gè)校級(jí)重點(diǎn)科技創(chuàng)新競(jìng)賽,一個(gè)是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,另一個(gè)是機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。每年的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題都有一些來自于大賽主題相關(guān)的題目,這些選題實(shí)際是提前到大二或大三開始啟動(dòng),網(wǎng)站源碼下載,同學(xué)們自愿報(bào)名組隊(duì),分工協(xié)作,在專業(yè)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)物制作,參加學(xué)校的創(chuàng)新大賽,優(yōu)勝選手可通過進(jìn)一步修改完善繼續(xù)推薦參加北京市、全國(guó)乃至國(guó)際比賽,參賽畢業(yè)生完成的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容則在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、要求和形式來完成。
五、積極引導(dǎo)并大力開展學(xué)生課外創(chuàng)新活動(dòng)
應(yīng)用與創(chuàng)新能力蘊(yùn)含于人的自覺意識(shí)和屬性,是經(jīng)過長(zhǎng)期培養(yǎng)、體驗(yàn)、積累而形成、固化于個(gè)體的潛質(zhì),可使人們的思維和行動(dòng)進(jìn)入融會(huì)貫通、創(chuàng)造性發(fā)揮的自由王國(guó)。要使學(xué)生真正具備該屬性和素質(zhì),就須拓展對(duì)其進(jìn)行培養(yǎng)、熏陶、養(yǎng)成的時(shí)間與空間,從課內(nèi)到課外、從校內(nèi)到校外,形成全方位的教育環(huán)境。
1.通過制度化營(yíng)造鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的氛圍,使創(chuàng)新活動(dòng)成為學(xué)生的日常理念和思維習(xí)慣
設(shè)立專項(xiàng)經(jīng)費(fèi),資助學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng),組成院、系兩級(jí)組織機(jī)構(gòu),推動(dòng)學(xué)生科技活動(dòng)小組的活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新,鼓勵(lì)教師的科研課題吸收本科生,鼓勵(lì)學(xué)生自發(fā)命題邀請(qǐng)教師指導(dǎo)。定期組織校內(nèi)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和大學(xué)生創(chuàng)業(yè)杯賽等多項(xiàng)比賽,使各種競(jìng)賽活動(dòng)貫穿學(xué)年,學(xué)生參賽人數(shù)多、比例大,有力地營(yíng)造了創(chuàng)新學(xué)習(xí)的氛圍。同時(shí),也為學(xué)校參加全國(guó)、北京市組織的賽事并取得較好成績(jī)打下良好的基礎(chǔ)。2005年北京信息科技大學(xué)學(xué)生研制的多功能康復(fù)治療床獲北京市機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng),2008年學(xué)校機(jī)電工程學(xué)院機(jī)器人研發(fā)代表隊(duì)在第十屆中國(guó)足球機(jī)器人大賽“中型組機(jī)器人足球賽”中榮獲亞軍。
2.擴(kuò)大創(chuàng)新活動(dòng)的專業(yè)交叉和受眾范圍,將科技創(chuàng)新活動(dòng)作為提高人才質(zhì)量的重要手段
組織跨年級(jí)、跨專業(yè)、跨學(xué)院的專題小組,使更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)參與創(chuàng)新活動(dòng),如機(jī)器人研發(fā)組成員是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生的結(jié)合;卡丁車組成員有機(jī)械設(shè)計(jì)制造、車輛工程、
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