地方綜合型高校專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系定位與實(shí)施

陳保家， 沈保明， 肖文榮， 鐘先友， 秦紅玲， 陳海冰

隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,社會對工程技術(shù)人才提出了越來越高的要求,進(jìn)而對高等院校人才培養(yǎng)目標(biāo)提出了新的要求。目前,我國工程科技人員規(guī)模龐大,約有1 300萬人,但知識面較窄、實(shí)踐能力不夠,原始創(chuàng)新能力弱,每百萬元產(chǎn)值工程師數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于歐美國家[1]。同時(shí),在中國高等教育中普遍存在重 “學(xué)”輕 “術(shù)”思想,全國地方高校出現(xiàn)了分類不清、定位不明、發(fā)展方向趨同的現(xiàn)象,反映在工程實(shí)踐教育教學(xué)上,缺少特色和針對性[2-4]。突出顯示了院校教育與產(chǎn)業(yè)需求相脫節(jié)現(xiàn)象,教育培養(yǎng)人才的供需結(jié)構(gòu)矛盾突出,學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)環(huán)境變化,自學(xué)能力薄弱等,企業(yè)發(fā)展所需要的適用性、技能型人才嚴(yán)重匱乏,工程實(shí)踐教育從內(nèi)容、手段等方面,都與建設(shè)終身學(xué)習(xí)體系的要求存在較大差距[5-6]。

本文通過對本科院校的工程實(shí)踐教育模式及存在的問題分析,以三峽大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)為對象,從國家及行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,本專業(yè)概況及人才培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構(gòu)建及其實(shí)施效果等幾個(gè)方面,對綜合性大學(xué)工程實(shí)踐教育模式與特色定位加以探討,并提出了相應(yīng)的質(zhì)量保障措施,以期為地方綜合性大學(xué)工程實(shí)踐教育提供參考。

1 國家及地區(qū)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求

為了加強(qiáng)高等工程教育,提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力,在2010年6月23日,教育部在天津大學(xué)召開 “卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”啟動會,聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié) (學(xué))會,共同實(shí)施 “卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”[7]。這是新形勢下強(qiáng)化我國高等工程教育,主動服務(wù)國家需求的最高發(fā)展戰(zhàn)略[8]。“卓越計(jì)劃”具有3個(gè)特點(diǎn)：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力,其根本在于提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

從機(jī)電專業(yè)的行業(yè)發(fā)展背景來看,2015年5月19日,國務(wù)院印發(fā)了 《中國制造2025》,部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略[9]。這是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動綱領(lǐng)。制造業(yè)學(xué)科范圍廣、知識點(diǎn)豐富、適用面寬、新技術(shù)和新方向發(fā)展迅猛,全面覆蓋了提升國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力最重要的支柱領(lǐng)域,國民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵部門迫切需要全面掌握機(jī)、電、控制和計(jì)算機(jī)的機(jī)械電子專業(yè)復(fù)合型人才[10]。近年來,隨著三峽大學(xué)辦學(xué)水平的不斷提升和雙服務(wù)理念 (服務(wù)行業(yè)和服務(wù)地方)的提出,學(xué)校邁出了更為堅(jiān)實(shí)的步伐——成功申博、實(shí)現(xiàn)省部共建、增強(qiáng)雙服務(wù)能力等,下一步發(fā)展更加需要新興學(xué)科生長點(diǎn)的支撐；另一方面,圍繞建設(shè) “世界水電旅游名城”的總目標(biāo)和湖北省域副中心城市的功能定位,宜昌提出重點(diǎn)培育先進(jìn)裝備制造、新材料等 “六大千億產(chǎn)業(yè)”的戰(zhàn)略構(gòu)想,正大力發(fā)展新能源、機(jī)械電子等新興支柱產(chǎn)業(yè),加緊建設(shè)國家級高新技術(shù)開發(fā)區(qū)。在此背景下,對高校機(jī)電專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)都提出了較高要求,在常規(guī)教學(xué)基礎(chǔ)上,需要將相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)、新方法不斷引入到實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中,多角度、深層次地豐富和完善現(xiàn)有工程實(shí)踐能力培養(yǎng)體系。

2 專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及定位

三峽大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)由原葛洲壩水電工程學(xué)院的機(jī)電一體化專業(yè)發(fā)展而來,經(jīng)過20多年的建設(shè),作為 “機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)”的一個(gè)專業(yè)方向于2004年12月立項(xiàng)為湖北省品牌專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目,并于2008年12月通過專業(yè)評估驗(yàn)收,批準(zhǔn)為湖北省品牌專業(yè)。2008年10月該專業(yè)被批準(zhǔn)為國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。該專業(yè)于2014年開始獨(dú)立招生,現(xiàn)有學(xué)生人數(shù)151人。

機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是依據(jù)三峽大學(xué)“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”的培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)掌握機(jī)械工程和電子工程基礎(chǔ)理論和技能,具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械工程及自動化領(lǐng)域內(nèi)的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用維修、運(yùn)行管理等方面工作的高級應(yīng)用型機(jī)電工程技術(shù)人才。

圍繞建設(shè) “世界水電旅游名城”的總目標(biāo)和“三中心一龍頭”的湖北省域副中心城市的功能定位,宜昌市基本形成了電力、化工、食品醫(yī)藥、裝備制造4大支柱產(chǎn)業(yè),正大力發(fā)展新能源、機(jī)械電子等新興支柱產(chǎn)業(yè),地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對機(jī)械電子學(xué)科提出了迫切需求,急需培養(yǎng)出可用于機(jī)械電子及設(shè)備運(yùn)行控制方面的高級專業(yè)人才；學(xué)校充分認(rèn)識到兩種需求的一致性,決定在堅(jiān)持開放辦學(xué)、不斷推進(jìn)雙服務(wù)能力的過程中,加強(qiáng)機(jī)電科學(xué)與工程一級學(xué)科建設(shè),打造機(jī)械電子工程專業(yè),最終將該學(xué)科建成為三峽地區(qū)機(jī)械電子工程領(lǐng)域高級人才的培養(yǎng)基地和機(jī)電科學(xué)研究的中心。根據(jù)三峽大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、技術(shù)型人才的總體定位,三峽大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)以培養(yǎng)立足宜昌、服務(wù)湖北、面向全國的應(yīng)用型機(jī)械電子工程專業(yè)人才為基本任務(wù),致力于為機(jī)械行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供高質(zhì)量的人才供給和智力支持。

3 實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構(gòu)建

實(shí)踐教學(xué)是工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系是專業(yè)建設(shè)的主要內(nèi)容,是關(guān)系到培養(yǎng)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的重要保證[11]。三峽大學(xué)要求機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)機(jī)械電子工程專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論知識,掌握力學(xué)、機(jī)械工程技術(shù) (含液壓傳動)、電子技術(shù)、控制工程技術(shù)、信號處理與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等基本知識,接受現(xiàn)代機(jī)電工程師專業(yè)訓(xùn)練,具有機(jī)電產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)、制造、性能測試與仿真、設(shè)備控制的基本能力。突出機(jī)械電子和機(jī)械制造的方向特色,體現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合要求。圍繞上述人才培養(yǎng)要求,學(xué)校機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系主要由教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)、校企聯(lián)合培養(yǎng)、學(xué)生學(xué)科競賽內(nèi)容構(gòu)成,如圖1所示。

圖1 機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構(gòu)成

3.1 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是圍繞人才培養(yǎng)方案中所規(guī)定的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等為主,加上通識教育和素質(zhì)拓展課程,共占到了學(xué)生畢業(yè)總學(xué)分的33.8。機(jī)械電子工程是將機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等有機(jī)融合而形成的一門綜合性學(xué)科。其主干課程有模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)、傳感與檢測技術(shù)、液壓傳動與控制、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動與控制等,各課程都配套有相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)建有包含專業(yè)基礎(chǔ)、綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新研究三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)體系。同時(shí)積極加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè),通過校內(nèi)工程訓(xùn)練中心開展基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練,突出綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性、創(chuàng)新性為特點(diǎn)的工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。進(jìn)一步拓寬現(xiàn)有校外實(shí)訓(xùn)基地功能與作用的同時(shí),加強(qiáng)與宜昌周邊制造企業(yè),如東風(fēng)汽車公司、柳州工程機(jī)械廠、宜昌市長機(jī)科技有限責(zé)任公司、中南裝備有限責(zé)任公司等國內(nèi)和市內(nèi)知名企業(yè)合作,使企業(yè)成為本專業(yè)優(yōu)秀的實(shí)踐教學(xué)基地,給本專業(yè)學(xué)生提供更好的工程師能力訓(xùn)練。

3.2 校企聯(lián)合培養(yǎng)

校企聯(lián)合培養(yǎng)主要是圍繞 “卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”“湖北省戰(zhàn)略性新興 (支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”,以及多渠道的企業(yè)委托項(xiàng)目等形式的工程實(shí)踐內(nèi)容。以國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,以服務(wù)湖北省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、滿足產(chǎn)業(yè)行業(yè)需求為目標(biāo),以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心,加大實(shí)踐平臺建設(shè),加強(qiáng)校企產(chǎn)學(xué)研合作,構(gòu)建校所合作、校企聯(lián)合的多樣化、強(qiáng)協(xié)同、重實(shí)效的實(shí)踐育人平臺。開創(chuàng)與企業(yè)合作辦專業(yè)的新思路,借助企業(yè)的場地和社會力量辦學(xué),與企業(yè)聯(lián)合共同開發(fā)新產(chǎn)品和研究新技術(shù)。聘請企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)校,參加有關(guān)專業(yè)課的教學(xué)活動,利用學(xué)校的外聘教師政策,著力做好校外實(shí)踐教育基地等平臺建設(shè),充分發(fā)揮其示范性和共享性效果。推動教學(xué)與科研結(jié)合、學(xué)校與社會合作的實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè),強(qiáng)化現(xiàn)場教學(xué)環(huán)節(jié)。探索校所合作、校企聯(lián)合,依托高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、大學(xué)科技園或其他園區(qū),設(shè)立學(xué)生科技創(chuàng)業(yè)實(shí)習(xí)基地。目前三峽大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)作為一個(gè)專業(yè)方向已經(jīng)成為教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)和湖北省本科品牌專業(yè)。

3.3 學(xué)生學(xué)科競賽

學(xué)生學(xué)科競賽主要是圍繞 “全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”“全國大學(xué)生機(jī)器人大賽”和 “全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”等幾個(gè)機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)知名的全國性大賽為主。緊密結(jié)合課堂理論教學(xué)的基礎(chǔ),以競賽的方式,激發(fā)和鼓勵學(xué)生結(jié)合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和生活需求,發(fā)揮主觀能力性和創(chuàng)造性思維,通過參與大賽,開發(fā)出不同的大賽作品,以及撰寫相關(guān)研究報(bào)告、論文或以申請相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)形式,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力。以學(xué)院 “求索機(jī)器人團(tuán)隊(duì)”為基礎(chǔ)探索建立學(xué)生學(xué)術(shù)社團(tuán),配備導(dǎo)師、設(shè)立工作室、提供運(yùn)行經(jīng)費(fèi),形成學(xué)術(shù)社團(tuán)運(yùn)行的常規(guī)化、建制化。機(jī)械類相關(guān)學(xué)科競賽的順利開展,不僅能促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)教育的開展,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,更能通過學(xué)科競賽的平臺,促進(jìn)機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革。同時(shí),一批好的研究成果和奇思妙想通過學(xué)生學(xué)科競賽平臺脫穎而出,成為推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會進(jìn)步的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,與 “大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”的國家戰(zhàn)略相契合。為了對大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動進(jìn)行更加專業(yè)、更加深度的指導(dǎo),鼓勵更多大學(xué)生投入到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐當(dāng)中,學(xué)校也于2016年4月專門成立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地。

4 實(shí)施成效

通過對機(jī)械電子工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)、校企聯(lián)合培養(yǎng)、學(xué)生學(xué)科競賽三個(gè)不同層次、不同實(shí)施主體的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建,三峽大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室平臺建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、校企深度合作取得了長足的進(jìn)步,學(xué)生的思維創(chuàng)新性、工程實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神等方面,都有一個(gè)明顯的提高,尤為突出的是在各類學(xué)科競賽中取得的輝煌成績。2012年4月15日,在學(xué)校舉辦的2012年全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽慧魚組競賽中,共獲得一等獎3項(xiàng)、二等獎2項(xiàng)。學(xué)院“求索”機(jī)器人團(tuán)隊(duì)在2014—2015年中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽中,共榮獲15項(xiàng)國家級獎項(xiàng),其中特等獎3項(xiàng)。團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場出色的表現(xiàn)獲得航天科技集團(tuán)502所吳宏鑫院士、競賽委員會名譽(yù)主任孫增圻教授和教育部創(chuàng)新方法教學(xué)指導(dǎo)委員會委員陳言俊教授的肯定。2012和2014年獲國家一等獎4項(xiàng),湖北省一等獎3項(xiàng),在省屬高校中位居前列。先進(jìn)成圖大賽每年都能獲得多項(xiàng)國家一等獎和二等獎,并且機(jī)械與動力學(xué)院學(xué)生的參與面進(jìn)一步增大。2014年在學(xué)校成功主辦了第七屆全國先進(jìn)成圖大賽,學(xué)校學(xué)子摘得3項(xiàng)團(tuán)體一等獎、29項(xiàng)單項(xiàng)一等獎,進(jìn)一步提升了學(xué)校的聲譽(yù)。

5 結(jié)束語

作為機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)工程等多學(xué)科交叉與融合的載體,機(jī)械電子工程專業(yè)具有快速更新、技術(shù)交叉和多層次發(fā)展的特點(diǎn),其實(shí)踐創(chuàng)新體系的構(gòu)建需要長期的不斷改進(jìn)和完善。其核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識以及他們的應(yīng)用能力。但是,怎樣可以把學(xué)校、企業(yè)、行業(yè)、社會等培養(yǎng)環(huán)境以及教學(xué)體制完整結(jié)合,促使學(xué)生發(fā)揮出他們的主觀能動性,豐富和創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的理論,也是一個(gè)長期的研究過程。隨著國家十三五計(jì)劃的推進(jìn)、隨著 “中國制造2025”制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的順利實(shí)施,隨著GE校企實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè),機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力將會不斷得到提升。

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