大工程教育的高校工程实践教学研究

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大工程教育的高校工程实践教学研究

摘要:伴随社会的发展,针对理工科高校工程实践教学应当培养高素质、复合型及创新性的人才,才能够满足当下社会的发展需求。基于此,高校有必要开展围绕大工程教育的观念来综合工程实践教育,通过基本能力的训练,综合素质的培养,及以创新精神为教育核心,来逐步提升学生的实践能力与创新意识,从而将理论与实践教学有效的结合,实现顺应时代的教学模式。

关键词:大工程教育;高校工程实践教学

高校理科工程教育,对我国经济发展与社会进步培养大量科技人才有着重要作用,这就学生的创新能力与专业实践能力等方面有了越来越高的要求。为此根据培养复合型、高素质的教育目标,高校必须具有推动素质教育、培养复合型人才的环境与条件[1]。构建一个综合性,以理工科学生为主的创新性工程训练基地,才可以为学生真正意义上提供大工程的环境。针对创造型的工程设计与训练可为学生安排各类创新实践,以此培育高校学生的创新实践能力,落实素质教育[2-3]。机械工程训练中心作为承担工程实践教学的重要基地,为此应当帮助学生转传统的设计思想,更加倾向于现实为目标,创造更多的技术实践训练、设计动手能力训练、创新意识与能力的训练等[4]。近些年来,各个理工高校都加强了对工程训练中心的投入,教学环境得到显著性的改善,然而学生的数量与教学规模也在随之增加,加之校企关联性的薄弱,整体上的实践教学质量是处于下滑的态势,因此,亟待改革实践教学的模式[5]。

一训练内容的改革

关于训练内容上,应该转变以往的“金工实习”旧观念,设立以机械、控制与管理一体化为中心,且具有综合性与实践性的机械工程训练教学基地。首先,消除传统教学对专业的划分,秉着基本的制造技术,先进的制造技术与通用的工程技术,而设立统一的、完善的、综合性的工程训练体系;其次,将培训内容进行模块化,并遵循模块进行一致的项目与内容,其中训练项目主要由基本制造技术、先进旨在技术及通用工程技术而构成;最后,适时的将传统训练项目进行精简,并且增条具有综合性、创造性的项目,以及针对工程系统运行、工业安全和环境保护等方面的训练项目,以凸显先进的制造技术训练。同时要加强与企业的合作,以此吸取到更多的实际操作项目,并灵活运用到工程训练当中,促使学生接触到实际的生存工业项目。

二教学方法的改革

首先,综合课程体系的改革,运用工程训练中心的功能,将讲课、实验及训练转为一体化的教学模式;同时开发更多适合学生训练的各种典型产品,并将模块、各训练项目与内容进行有效结合,促使学生可以快速掌握产品制造的基本技术。其次,学生的工程训练过程要尽可能贴近工厂化管理模式,从而创设真是的工程环境。在创新实践中,由学生构成典型产品的设计与生长的管理,而指导人员为顾问。要求学生独立完成产品的设计直至加工结束,从而激发学生的参与度,以培养学生的创新能力。通过训练的过程,还可以增加学生的团队合作精神,以及培养学生的组织与管理能力。最后,适时减少传统工艺的训练时间,增加新技术的工程实践训练;并且使用现金的教学方式,例如多媒体教学,针对复杂的工程训练项目,及目前难以建设的加工项目等,通过多媒体教学的演示,可以加强工程训练的效果;在考试方面,转变理论为主的考核吗,更加注重实践能力、创新与综合素质的考核。

三教学手段的改革

首先,打造机械构造陈列室、典型机构和运动陈列室、切削刀具与量具陈列室、电工仪表等陈列室。其次,建设CAI多媒体教室,为了供学生使用更加先进的加工技术进行训练,必须具有县嗲话的教学手段,从而增加实践操作的综合性。同时在工程训练中,有诸多内容都需要有CAI多媒体教学来展现与完成。例如:①工艺类目的课程。其中包含学的工艺方法、工艺过程,需要使用CAI多媒体。②数控加工、特殊加工实现训练加工的程序模拟。在编写好加工程序之后,需通过计算机进行模拟,才可实践操控,这便要利用CAI来进行模拟。不仅提升学习实习效率,还降低了误加工率。

四建立有利于创新的实践教学模式

首先、整合资源建立具有“模拟工厂”特色的实践训练基地。当下我国不少高校都陆续建设了工程训练中心。高校对于训练中心的建设是非常关注的,且投入了大量资金。但是众多理工院校,和教育部《建设规范与验收标准》的要求比较,在建设理念、师资队伍的建设,尤其是教学软硬件等方面还存这显著性的差异。依然有部分高校施行“金工实习”,设施落后,且指导人员水平高低不齐,教学效果不乐观,很有必要建立先进的机械工程训练中心。根据社会上的企事业单位通常不为学生提供实习需要的条件,而院校很有必要建设自己的实践训练中心。例如,上海交大正在建设一个1-2万平方米的“工程中心”,其是利用原有的校办工厂,对其进行改造,并且将老旧的设备替换为现金的设备,同时建立了CIMS、FMS等先进的制造管理系统,组建了一个可以为学生实践与训练的基地,从而有助于学生创新与实践能力的提升。机械工程训练基地,需要投入大量的人力与财力,并且在硬件硬件设施方面,需要打造成为一个具有现代化管理的工厂氛围,这是将理论与实践接轨的一个有效的工程训练平台,对于高等教育来说是一个培训学生实践能力的有效平台。将工程训练中心逐渐建成,来通过实践、实习,以及机械设计实验、课程设计和创新活动等为核心的教学环节,是具有较强实践性的教学体系。其次、改革考试模式,重视实践能力考查。目前,大多数的学校依然财务笔试最为考核的主要手段,这在客观方面,对教师与学生都具有一定的轻实践重理论的教学导向功能。为此,我们应当改革考试模式,改善传统笔试的不足之处,采取多次考核与多种形式结合的考试模式,主要以引导与激励学生创新为目的考核方式。同时在奖学金评选、研究生推荐等方面,都应融入创新的要求。接着、构建面向21世纪的高等工程实践教学体系。关于实践教学,不应单一的滞留在传统的金工实习与进厂实习上,应当依照科学技术的发展与工业行业的需求,研发一些新的高科技训练的项目,促进学生对先进技术有一个基本的掌握与训练的机会,从而当学生进入到工业行业中可以具备推进企业技术进步的能力与水平,并且具有良好的利用现代化技术与知识解决问题的能力。最后、研究并探索实验课程设置的新模式,将相关课程的实验与实践环节单独设课。对于机械工程自动化专业,可以将设计、制造与控制实现一体化的训练,以培养学生的团队精神,从而促进对学生全面素质的培育。本专业可将教学计划当中的机械设计课程和现代制造技术综合实践,以及机电综合实践的课程转为一体的教学任务,并且分段完成。学生可以自由组织,自拟题目,经过分工合作,而完成方案的规划、结构的设计、工艺编制、数控加工的编程、机械操作等程序。通过实践显示,学生对于这种综合性实践教学模式表示非常喜欢,他们认为这样的实践可以为他们提供发挥自己想象力与创新的机会,既可以增强他们的综合设计能力与实际动手能力,还培养了他们团队协作能力,对于综合素质的提升也具有重要的意义。为此,也可促使学生产生众多优秀作品[6]。

五结语

大工程教育思想可以有效转变传统工程教育中倾向专业化、学科化的分割专业的现象。工程实践教育的目标就是为了改善应试教育模式,而以培养学生综合素质为主的一种有效教育形式,这对于建立学生的工程观念,培育学生的创造力与实际操作能力来说,有着重要的作用,从而实现对学生综合素质的培育。从理论知识传授转为创新能力的培养,从学科系统性的教学转为工程综合性的教学,这种大工程教育落实了本科教育的整体过程,因此高校需要通过对训练内容、教学方式与手段、实践教学模式做出改革,以此有效结合理论与实践,而实现培养目标、教学内容和方法、管理体制的一致性。

参考文献

[1]俞建峰,钱陈豪,于小健,等.高校金工实训教学体系改革的探索性研究[J].无锡职业技术学院学报,2019,18(1):117-120.

[2]陈悦.挑战与应对:新工科背景下工程实践教育的思考[J].南京航空航天大学学报(社会科学版),2017,4(19):89-91.

[3]周剑峰,韩民.新工科专业实践教学体系构建[J].教育教学论坛,2017,(44):109-110.

[4]俞建峰,王东祥,袁方洋,等.基于新工科理念的机械工程专业学位硕士研究生综合实践能力培养[J].教育现代化,2018(31):16-17.

[5]张保华,周永亮,张力,等.工程实训基地的工业级模式建设与探索[J].实验室研究与探索,2016(7):227-229.

[6]郭波,管菊花.新工科背景下地方高校“工业机器人”实践教学探索[J].教育现代化,2019,6(05):5-8.

作者:钱陈豪 俞建峰 钱善华 吉卫喜 于小健 沈坚 单位:江南大学机械工程学院