新工科背景下智能制造專業實踐教學模式的構建

楊天興，劉 昊，曾 輝，水清皎

（蘭州城市學院培黎機械工程學院，甘肅 蘭州 730070）

1 引言

《中國制造2025》指明了中國制造業未來的發展方向為智能制造。智能制造工程專業是新工科專業的典型代表。新工科是中國未來科技和智能時代的持續源動力?！靶鹿た啤备拍畹漠a生，是國家主動應對新一輪科技革命和產業變革、支撐服務創新驅動發展所設立的國家新戰略。目前，智能制造專業實踐教學模式的相關研究也有很多，譬如，通過積極創建產教融合智能制造實訓基地讓學生了解、學習先進的智能制造技術，助力學生創新實踐能力的提升[1]；OBE 模式的實踐創新教學設計與新工科人才培養目標相結合，探索構建基于成果導向的創新實踐教學模式[2]等。

新工科背景下智能制造產業要求工科高校應積極進行人才培養和實訓教學的探索，加強工科學生的實踐操作訓練和學生技術能力的訓練，提高學生的綜合實踐能力，培養出符合現代企業需要的高素質、技能型專業人才[3]，以適應并滿足新興產業和新經濟時代的技術人才需求。

2 實踐教學模式現狀

智能制造工程專業對大學生的實踐操作能力、技術創新能力等綜合實踐能力的培養提出了一個全新的要求，而當前實踐教育教學模式無法滿足智能制造產業對大學生綜合實踐能力強、素質高、復合型專業人才的要求，主要表現在以下幾個方面。

2.1 傳統教學模式下學生創新實踐能力不足

現代教育體制下，受教育現狀和傳統觀念的影響，以獨生子女為主的大學生在上大學之前，以考上大學為主要奮斗目標。在成為大學生之前，大多數學生不但極少參與實踐活動，就連自己的衣、食都很少動手，時間全是在書本學習的過程中度過的。學生的創新實踐能力根本無法得到訓練，實踐能力幾乎可以認定為零。

2.2 學校實踐設施及考核制度不能確保學生創新實踐能力的培養

進入大學之后，校內的實踐教學體系基本是成熟的，但大多較為陳舊，且多為驗證性實踐，學生的創新實踐能力無法得到訓練、提升，無法做到與智能制造產業的有效銜接。新建本科高校由于前期辦學經費欠缺，校內的實踐教學難以獲得經濟保障，實踐實驗條件不理想、滯后、經費的不足等原因嚴重制約了實踐教學的達標。傳統單一的實踐考核制度如依據預習報告、現場模擬操作、實踐實訓報告等方面來評定學生的實踐成績，根本無法滿足智能制造產業對學生實際操作水平、創新實踐綜合應用能力等方面的要求。

2.3 實踐教學基地不能有效發揮學生創新實踐能力的培養作用

對于學校與企業協商共建的校外實踐基地而言，由于學校與企業界合作不足，企業生產任務繁重，不愿意因接受學生實踐而使得生產受到影響，造成機械工程實踐無法完成或質量很差，根本無法實現建設校外實習基地讓學生走進企業，參加生產實踐，積累工作經驗，提升工作技能，在創新、實踐綜合能力方面得到提高的目的，這嚴重制約了實踐教學目標的實現。

2.4 專業教師實踐教學師資力量不足

實踐教學不但需要教師具備一定的專業理論知識，更需要具備豐富的實踐經驗。青年教師大多數出學校門后，直接進學校門，很少有企業生產實踐經歷。青年教師缺乏生產實踐經驗，又由于自身的各種原因不愿意或無法去生產一線學習，從而導致實踐指導教師能力欠缺，導致實踐教學師資力量不足。

3 實踐教學模式的研究與構建

面對制造業智能化的發展要求，高校人才培養應結合企業實際需求，著力解決實踐教學中存在的問題，培養新工科背景下智能制造產業急需的多學科交叉、具有創新實踐能力的人才[4]。

3.1 轉變傳統實踐教育教學觀念，統籌規劃各教學環節

1）實踐教學中融入“工匠精神”思政教育模式的探索。在保持實踐教學內容體系穩定的前提下，持續建設和優化課程內容，融入課程思政，實現立德樹人，優化教學資源，實現先進性、效用性、多源性，切實服務于新工科背景下智能制造工程專業實踐教學模式的構建?！肮そ尘瘛钡幕緝群ň礃I、精益、專注、創新等方面的內容，具有很強的現實教育意義。教師在教學過程中要將“工匠精神”與理論教學、實踐教學相結合，探討如何把思政教育與課程教學相融合，通過相關案例的引入、學習，既能夠豐富實踐教學的內容，又能潛移默化地向學生滲透“工匠精神”的內涵，使學生在實踐學習的過程中感受工匠精神，逐漸認識到工匠精神在提高其專業水平和技術能力中的作用[5]。樹立正確的社會主義核心價值觀、世界觀，為畢業后順利踏入工作崗位做好準備。

2）實踐教學要以培養學生工程素質為原則。構建科學、有效的實踐教學體系，改變重理論輕實踐的教學模式，實現實踐教學環節的有效銜接與整合，遵循“手腦并用，創造分析”的理念，解決理論與實踐相結合的問題。充分利用各個實踐教學環節促進大學生實踐與創新能力培養。例如：課程設計要注重使學生將所學專業理論知識與工程實踐相結合，畢業設計的內容首選專業理論與工程實踐聯系緊密的研究內容，進行多學科交叉創新的選題；以項目訓練為抓手，以科技競賽為驅動，以學生學科組織為平臺，以開放實驗為補充，狠抓學生工程素質能力培養[6]。以此來改變傳統教學實踐教學不足，機械工程訓練軟化，學生創新能力需要加強的局面。

3.2 加大資源投入，提升以產品為導向的實踐教學設施配置；創新實踐考核制度，確保實踐教學效果

1）以產品導向為原則構建實踐教學平臺。為了解決實踐教學內容過時，同生產實際差別太大，學生不感興趣等諸多問題，實踐教學內容應盡可能與企業產品生產實際工藝流程相近。能力是通過各種實踐環節鍛煉出來的，讓學生真正了解、熟悉產品生產過程，學生通過最直接的方式，以最簡單、最有效途徑獲得專業基本知識和基本實踐技能，從而具備一定解決生產過程中出現的工藝問題的能力，以期提升學生實踐水平，提高實踐教學的質量。

2）加大資源的投入，為高效的實踐教學提供合適的條件。原有的傳統實訓設施顯得過時、陳舊，根本無法滿足智能制造專業的實踐教學需求。為了適應新工科背景下智能制造專業對人才培養和實訓教學的要求，政府及學校應積極應對，增加對高校教育實踐教學的經費投入，進行原有實訓設備的更新，購置智能制造設備，將智能制造設備引入教學實訓過程中，提升學生的學習效率[7]。同時進行積極的探索，加強校企合作，建設具有生產功能和教學功能的實踐實訓基地[8]，全力為智能制造工程專業及其他專業的學生實踐教學提供保障，提升學生的綜合實踐能力。積極籌措資金，提供更多的學生參與創新創業競賽和項目訓練的機會，使學生和教師都擁有更開闊的視野。

3）合理、有效的考核制度是實踐教學效果的保障。目前多數學校的考核方式仍然是傳統的、單一的，無法適應當今快速發展的新興產業和新經濟對人才的需求。對學生實踐學習考核評價應注重主體多元性，注重“過程監控”，從根本上解決學生學習的被動性，培養學生學習的積極性、主動性[9]。應分別從學生對課程的自主學習能力、理解與講述能力、實際操作水平，以及創新能力素養作出判斷。逐步建立規范化的實踐教學管理運行機制，強調動態調整和持續改進，確保實踐教學的質量和效果[10-11]。譬如在今后的實踐教學中加強過程性考核和管理，讓學生對知識點的綜合應用能力不斷提升，到課程結束前能夠培養學生達到綜合應用的能力?？蛇M一步進行知識的擴展和延伸，加強項目式學習的內容，練習其解決復雜工程問題的能力。教師和團隊也要致力于將更加深入和靈活的學習內容會以線上課程的方式展開，要求學生在課前課后完成，這將會改善實踐教學在靈活運用和綜合設計方面再大幅度提高。

3.3 創建智能制造需求的創新實踐能力素質高的學生的實踐基地

對比傳統制造而言，智能制造對學生在知識和能力綜合素質方面有較高的要求，要求學生是具備專業知識融會貫通的能力、具有工程實踐創新能力的復合型人才[12]。在中國制造從大國到強國的發展背景下，實踐教學基地的建立要以學生的培養質量是否滿足新工科背景下智能制造產業的需要為標準，實踐基地的建立需要面向智能制造需求，培養具有開拓創新精神的應用型本科畢業生為導向?！吨袊圃?025》是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領，宣告了中國從此進入研究和全面推廣智能制造的新階段。國家政策的驅動，智能制造產業人才技能的需求及智能制造產業全球化發展的趨勢迫切要求人才培養教學中實踐教學不能只關注適應某單一崗位的實踐操作能力，同時還應培養學生將來能夠勝任不同崗位的能力，培養學生具備開發、設計、創新應用等不同的能力，能夠完成新技術項目的研發、新材料、新方法、新工藝的引進和使用的技術能力[13]。

3.4 教師實踐教學內容和能力的豐富與提升

當前一些應用型本科學校的青年教師，尤其是從事實踐教學活動的教師，具有高學歷和良好的科研能力，但缺少有效的實踐教學經驗和工程實踐經驗。為了提升教師的實踐教學水平，應該加強青年教師的教學培訓，尤其是實踐教學能力的提升。鼓勵青年教師到企業生產一線去實踐鍛煉，了解生產實際需求和新技術、新工藝，不斷更新實踐應用知識，依據生產實際需求設計相應的實踐內容，豐富實踐教學內容，豐富教師自身的實踐知識，創新高效進行實踐教學的方法[14]，從而提升教師自身的理論與實踐的結合能力；更加有效地開展實踐教學工作。

4 結束語

面對迅速發展的智能制造產業，應密切關注新工科背景下智能制造產業需求，與時俱進，探究有助于人才培養的前瞻性改革，采取切實有效的多元化實踐教學模式，強化學生的創新技能訓練，提升學生的綜合實踐能力，培養出具有多學科交叉背景的技能型技術人才，提升學生的就業能力，應對智能制造產業變革。