“认知―综合”两端式实践教学方案研究及综合训练项目设置

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摘要：“认知―综合”两端式实践教学方案是针对低年级及高年级学生而设计的。认知训练阶段，通过机电一体化工业系统及管控一体化制造过程，使学生了解现代制造所涉及的机、电、管、控等多学科融合的全貌。综合训练阶段，设置了综合训练特色项目，突出系统设计、样机制作、经济和管理分析、创业策划等环节的训练，从而培养学生“创意、创新、创业”能力，提高学生的综合素质。

关键词：实践教学；创意；创新；创业；综合训练；机电

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0110-03

一、概述

在大工程的背景下，为了提高学生的工程实践能力和综合工程素质，加强“厚基础、宽口径、创新性、复合型”高素质的人才培养，同时，为适应新形势下学生创新、创业精神和综合能力的培养，提高实践教学和综合能力训练力度，必须坚持复合型和创新应用型人才培养的实验教学指导思想，注重多学科融合，强调机电设计、制造、控制与管理相结合以及人文艺术素养兼顾的综合培养模式。在完善理论教学的同时，大力加强实验与实践教学改革，着力推进实践教学内容、方法、手段、管理以及实验教学模式的改革与创新。立足浙江、面向全国的经济发展大环境、迎合企业对人才的要求，改变新形势下学生就业尴尬的局面，把工程素质教育与文化艺术素质教育有机地联系起来，并加以综合运用。培养学生工程技术基础扎实、人文艺术素养优良的综合能力，促进学生知识、能力和素质协调发展。在实践教学内容安排上，我们将综合训练项目贯穿整个大学的培养过程，利用综合创新训练平台，通过各种综合创新及创业设计和各类学科竞赛，培养学生设计制造、成本分析、工业工程管理、创业策划和团队合作等综合能力。“认知―综合”两端式实践教学方案及综合训练项目的实施，对建立多学科融合和交叉的综合实践能力训练，探索新时期高校新型人才培养模式，具有重要的意义。

二、实践教学方案

在教学理念上打破传统的实践教学培养模式，突出“认知―综合”两端式实践教学环节。认知训练，使学生提前介入综合训练项目的学习和研究；综合训练项目培养学生的综合创新能力，进一步强化认知的效果。“认知―综合”两端式实践教学环节，贯穿整个大学的培养过程，从而激发学生学习的积极性和主动性，为又好又快地培养多学科融合和交叉实践能力的高素质人才创造了优越的条件。

在学生入学初期，通过工程训练中心的认知训练，为刚入校的学生展示现代制造全过程，使他们了解现代制造所涉及的机、电、管、控等多学科融合的全貌。在认知训练阶段结束时，要求学生确定综合实践训练项目，使学生提前介入综合训练项目的学习和研究，工程训练中心起到了现代制造的“入学教育”和专业引导作用。此后，学生带着综合实践训练的任务进入各专业知识的强化训练和学习阶段，无形中增加了学习的主动性和针对性，分别由各专业实验室完成实践教学的中间阶段―基础训练与专业训练，同时鼓励学生通过辅修第二专业的形式跨学科强化专业知识学习。最后，学生进入高年级后又回到工程训练中心，利用综合创新训练平台，通过各种综合创新设计以及综合竞赛，对不同学科的知识加以综合运用，并完成综合训练项目。

图1 “认知―综合”两端式实践教学环节

以现代制造业的“大工程”为主线，结合“机电一体化”系统和“管控一体化”过程进行多学科融合，重点突出“认知―综合”两端式的实践教学，最终培养学生的“三创”（创意、创新和创业）能力和综合实践能力。综合创新训练平台如图2所示。学生在完成基础课实验与专业课实验后，进入综合训练阶段。首先学生根据兴趣和意向选择综合训练项目，以满足学生个性化学习的需要。通过综合训练方案制订、开题报告、具体实施、答辩评分等环节，培养学生系统地、科学地应用现代工程知识的能力、创新能力和工程实践能力。综合训练项目包括定制项目、课外科技活动、竞赛、教师课题、新苗计划、开放实验室项目等，围绕机电一体化工业系统及管控一体化制造过程，要求体现跨学科、跨专业、以及创意设计、创新理念、创业计划等内容。通过综合训练阶段，完成所学知识与社会需求之间的对接，全面提高学生的综合实践和“三创”能力，使学生基本具备走向社会的就业、工作和创业能力。实验室全天开放，创新教学团队提供指导。同时，面向全校学有余力的学生，提供模块式的培养方案，制订个性化综合训练项目，由专门老师跟踪指导，最后在工程训练中心完成训练项目和答辩。针对有发展潜力的项目，直接进入学校大学生科技创业园进行创业孵化。最终达到“自行设计、自主研学、自由创造”的教学目标。

图2 综合创新训练平台

实践教学体系从认知到基础和专业训练，再到综合训练，符合人才培养的科学规律。各阶段的训练内容配置，以“现代制造业”的理念为指导，以提高学生工程能力、创新能力和综合素质为目标，具有渐进、互动、模块、开放等特点。

三、综合训练项目

针对综合性工程训练的教学特点和复合型工程应用人才的培养要求，综合训练特色项目设置坚持“机电、经管、控制”多学科融合的原则，通过特色项目的实践教学，培养学生在机电产品设计制造、工艺和成本分析以及工程管理等方面的综合能力和“创意、创新、创业”能力。综合训练特色项目设置如表1所示，设置了7个规定的项目、学生自拟题目、各类学科竞赛以及工程训练中心项目。其中7个规定的项目来自教师的科研项目，结合学院的学科方向，符合“机电、经管、控制”多学科融合的原则，曾作为“挑战杯”的作品参加过比赛。学生自拟题目可以结合教师的科研项目、学生的各类科技创新项目而确定，通过学院教学工作委员会审定。各类学科竞赛的题目，应满足学科竞赛的要求，要有设计制造、成本分析、工业工程管理、创业策划等内容。工程训练中心项目是指根据学院实验室发展的需求而提出的实验设备自制计划，除设计制造外，补充成本分析、工业工程管理、创业策划等内容。综合训练按以下步骤实施。

1.第一步完成选题与组队。根据学生的兴趣与意向，以4~5个同学为小组，选择综合训练项目。在充分调研和分析的基础上，进行概念和创意设计。

2.第二步完成方案设计。综合运用所学的知识，在概念和创意设计基础上，对训练项目进行方案设计。在方案设计中，增加对项目市场营销、成本分析、工程管理、财务预测等方面的考虑，做出全面、系统、合理的方案，以培养学生的“三创”能力以及团队协作精神。

3.第三步加工与装配。根据设计的技术要求，制订合理加工工艺，以使在给定批量条件下加工成本最低。在学院实验示范中心中，进行零件加工、装配。在这一阶段，主要培养学生基本工程素质和操作能力。同时，结合项目进行制造成本分析，通过对制造过程的组织和管理，提高学生成本分析及控制和工业工程管理的能力。

4.第四步质量检验与误差分析。对制作完成的作品进行质量检验与性能测试，检验产品是否符合设计任务书规定的要求，分析误差、不足及产生的原因，提出改进的措施。通过质量分析、管理与控制环节，培养学生分析问题与解决问题能力，提高工程管理素质。

5.第五步制订创业计划。对制作完成的作品，根据生产批量，制订创业计划。结合所学的企业管理、市场营销、财务管理等方面的知识，对创业计划进行可行性分析，从而培养学生的创业精神和创业能力。

6.第六步答辩与考核。按照各阶段的方案报告、生产报告、市场报告和创业计划书打分，结合现场答辩和辩论情况评分，最后得出综合分。

四、结束语

坚持复合型和创新应用型人才培养的实验教学指导思想，注重多学科融合，强调机电设计、制造、控制与管理相结合以及人文艺术素养兼顾的综合培养模式。在完善理论教学的同时，大力加强实验与实践教学改革，着力推进实践教学内容、方法、手段、管理以及实验教学模式的改革与创新。以人为本，加强和发挥学生的自主性和能动性。以能力培养为核心，注重培养学生的实践能力和“创意、创新、创业”三创能力。促进学生知识、能力和素质协调发展。夯实基础、拓宽知识、学科交叉、突出综合、体现特色、培养“三创”和提升素质。本文提出的“认知―综合”两端式实践教学方案以及综合训练项目，经过三年多的实践证明，学生的兴趣、积极性、自主性得到了极大的发挥，促进了“三创”能力和综合素质的提高。从我校机械工程学院学生来看，近年来各类学科竞赛成绩优异。学科竞赛既能提高学生的工程与“三创”能力，又能培养团队合作精神。学生能力和素质的提高，使毕业生就业率一直在全省高校中名列前茅，赢得了用人单位的好评。同时，学生自主创业的数量逐年上升，为建立创新型国家奠定了未来的基础。

基金项目：浙江省新世纪教改项目（yb2010026）；校教改项目（ZD1106）

作者简介：陈国金（1961-），男，浙江宁波人，教授，主要从事机械工程教学和研究工作。