徐春明　周艳　孙瑛　蒋国璋　熊禾根

摘要：针对目前各大高等院校所开设的机械设计实验教学中现有的不足之处，依托校企联合的实验教学模式，以学生综合能力提升为核心，着力培养一批社会所需求的机械设计综合实用型人才。通过该联合实践，使学生能够更好的利用综合资源，以便能够更好地培养学生的观察、设计、创新和实际动手等能力，为社会提供综合实用型人才做好长足铺垫。

关键词：实验教学；校企联合；机械设计；综合性人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0011-04

一、引言

在科学技术高速发展的今天，机械制造业对于任何一个国家而言都具有不可或缺的地位，它作为社会所有经济部门持续发展的基础，其制造业水平是评定一个国家工业化程度的核心标准。对于一门基础理论与动手实践密切结合的实验教学类课程，它涉及的基础概念、内容前后连贯性不算特别高，但对工程实践经验具有较高要求[1]。由于目前机械设计实验课程结构以及教学过程中存在诸多有待改善的地方，给该课程的实际教学增添了些许阻碍，当前各高校在该课程上普遍存在以下三个问题[2，3]：①教学模式单一，实验课堂动手操作之前，单方面给学生灌输纯理论知识或者以显示文稿的形式静态呈现给大家，没有做动态分析和现场演示，学生很难当堂吸收消化；②实验教学的培养方向模糊，在具体的实际教学过程中，鉴于课程总课时有限，任课教师往往迫于完成教学任务而忽视教学目的，没有发挥学生的课程的主导作用；③实验室建设发展困难，由于大多数高校实验室的建设主要依靠学校本身或者当地政府的教育经费，存在资金短缺和设备更新滞后等阻碍。

所以，考虑到以上种种不足之处，有必要对现有的机械设计实验教学进行一定程度的改进。首先应该明确实验教学理念，必须始终贯彻落实以人才培养为核心，以教学过程质量为根本，坚持实验室亲自动手实践与课堂理论传授并行的培养模式[4]；其次是重视实验室本身基本建设，有些企业的实验室经常出现人才匮乏，理论指导薄弱，而许多高校为了适应社会上人才的需求，却苦于现有科研资源的短缺，所以依靠校企的结合实现双方的优势互补以及共赢势在必行；最后是实验教学模式的更新，各个高等院校在制订机械类专业实验课程培养方案时，要充分考虑社会的实际需求，既要注重理论传授环节的知识教学，也要重视实验本身以及实验教学环节的实践程度[5，6]。

二、明确校企联合机械设计实验教学实施方向

基于校企联合的机械设计实验教学改革，对各大高校的人才培育、理论学科的建设、社会服务都有着相当显著的促进作用。而针对实验教学中各个亟待改进的方面进行明确定义也有助于改革实践的顺利实施，最后笔者从以下六个方面分别进行阐述[7，8]：①在校企联合实验教学体系方面，注重综合能力的培养，以人才培养体系的大局为主线，革新教学观念，杜绝类似实验课以及实验内容作为理论课程附庸的这种传统的教学体系，根据学生在学习过程中所处的不同能力阶段，构建新的实验教学体系；②在校企联合实验教学内容方面，迎合社会发展需求，需要不断地更新优化实验教学内容，坚持“实验教学与理论教学相结合、实验教学与行业特色相结合、实验教学与科学研究相结合、实验教学普遍性与个性化培养相结合、实验教学校内与校外相结合”等一系列原则，在保证基础实验教学稳固的同时，适当增添工程实践的综合性应用和创新性研究实验[9]；③在校企联合实验教学模式方面，结合企业所拥有的科研资源，开设独立的机械设计校外实验课程，在具备充足教学资源的基础上建立更加切实可行的促进学生自主学习，合作研究以及创新能力培养的新型教学模式；④在校企联合实验教学方法与手段方面，采用多元化技术融合，比如构建校内教学网站或者丰富的多媒体教学课件，再或者高校与高校学生之间进行实验交流以及出国留学，体验国外新颖的实验教学，拓宽学生见识的同时也能够提高机械设计实验教学效率和效果；⑤在校企联合实验教学机制方面，高校应当尽可能多举办一些质量比较高的机械创新设计与制造等创新性、实践性比赛，采用各种措施为学生提供各种能够得到锻炼的机会，享受各类优质资源，鼓励学生在机械设计实验课堂上进行创新性设计，加强思维发散的训练，鼓励学生自主学习研究，探索科学前沿，努力培养一代具有综合创新能力的尖端人才；⑥在校企联合实验教学的师资建设以及工程训练方面，根据实验教学开设的目的，要重点加强实验教学师资队伍的建设，有针对的挑选合适的教师进行培养，理论学习与动手实践适当区分，术业有专攻，工程训练上更是要层次分明，依据基本型技能，应用型技能、创新型技能等实践性環节，建立相对独立又能与课堂理论教学有机结合的新型工程训练体系。

三、构建校企联合机械设计实验教学新模式

为了凸显机械设计实验课程的社会意义，加强学生的工程意识、实践能力以及创新精神的培养，有必要构建与理论教学并重且适用于综合性人才培养的校企联合实验教学新模式[10，11]。而依据实验课程开设的初衷，结合校企联合的发展现状，首先建立了三层次的机械设计实验教学体系，其次突出创新能力培养的实验教学主线，最后制订完备的实验成绩考核方式。

1.教学体系。鉴于机械设计实验课程日新月异的发展，明确学生在此课程学习后应当具备的实践技能要求，根据“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、注重创新、提高素质”的二十四字指导方针[12]，考虑到与校外企业之间的合作关系以及实验室资源充裕的情况，将企业中作为教学的实验项目分为基础学习型、综合创新型和研究提高型三个层级。在确保基本的实验教学内容的同时，各高校以及企业应当更加注重综合创新教学模式的实现以及研究提高实验教学内容的开发，并且依据三个层级由低到高、由易到难的顺序安排实际实验课程，优化实验课程完结之后的课程设计结构，改进实习以及毕业生毕业设计中有关实践环节的教学内容，形成一套科学有效的实验教学体系。最后，高校与企业间的结合也将实现全面培养学生“实践能力、工程应用能力以及创新思维能力”的目标。

2.创新能力。为了迎合科学技术高速发展的知识经济所连带的挑战，我们要做的就是坚持创新，勇于创新。但在这个以人为本的社会中，创新的关键依旧在人本身上，所以机械设计实验教学不仅要以学生的综合素质培养为核心，还要以学生的创新思维、创新意识以及动手能力为根本[13]。首先，企业应当提供一些以培养学生实践创新能力为主的实验项目，由高校教师带队指导将验证性试验与综合性试验结合，学生自主讨论研究，使其在自己的大脑中形成一套具有客观特征的实物形态信息，唯有如此，在今后进行相关产品的创新设计时才会触发头脑风暴，举一反三；其次，学生通常已经具备一定的分析、设计和创新能力，但需要将这三者充分的结合在一起并应用于实践中，这样才能发挥一个人的主观能动性，激发学生的学习欲望，提高实际动手能力以及处理并解决工程问题的能力；最后，适当的因材施教，对在实验课堂上表现突出的学生进行鼓励、指导其成立课外兴趣小团队，参加学校举办的各类机械创新大赛或者挑战杯等，通过比赛竞争拓展创新实践的途径，同时增强团队合作意识并进一步激发每个学生的内在潜能。

3.考核方式。对于机械设计实验的考核，传统的考核方式，无论是单纯的试卷考核还是单一的依据最后一次课程中实验结果的评定都具有非常大的弊端，首先一门实验类课程本身是不适合依靠一张试卷来评判的[14]，但又单纯依靠最后一次课中最后一次实验的结果却是有些以偏概全，鉴于此，根据笔者多年授课经验，特提出一套科学的考核评判方式。首先对考核项目进行细分，作为一门实验类教学课程，其中每次课的实验考勤、课堂上的实践动手能力、教学项目中的综合设计能力、课后作业的创新能力以及最后的实验报告完成情况都是需要的考量的方面；其次对以上五个考核项目的具体内容也要做出合理的改进，创新能力是体现在整个教学环节的各个实践部分，实验报告在注重实验数据及结果的同时还需要考量实验过程的科学性、合理性；最后，综合每个考核项目的比分要注意侧重点，其中实践动手能力和综合设计能力应当占据较大的比重，而实验考勤所占比重应当最小。

四、基于校企联合的机械设计实验教学改革实践

校企联合实验室的建立对机械设计实验教学的作用日益增大，提高了人才培养的质量和科学研究的水平，这种模式的功能和意义也都非常明显，主要体现在以下五个方面：深化教改，实践为主；促进就业，针对性强；开放共享，服务社会；宣传推广，互惠共赢；产学合作，校企共赢。

1.搭建培养学生综合能力的校企合作平台。在我校积极与校外企业开展人才培养、技术研发和持续发展等一系列合作的同时，根据机械设计实验教学改革思路，笔者对机械设计实验课堂上所具有的实验项目进行科学分类整理、优化组合，结合校外企业提供的诸多实验项目，力图通过学校与企业各自所具有的优势，促进双方相关事业的稳固发展。首先将企业提供的以及高校本身所具有的实验项目中挑出优选项目，以培养学生综合能力为主线，模块化分区为主干，构建具有创新设计性、综合性的实验平台。将所有项目分为：创新设计性实验模块、综合性实验模块、验证性模块、自选项目实验模块四大块，其中前三个模块为必修，最后一个模块为选修。每一个模块都要有足够的实验项目供学生挑选学习研究，并且，综合性实验模块必须要有一定的综合性，结合创新性以及验证性的优点，本身也要具备一点的难度。同时，自选项目实验模块更要突出科学研究前沿，刺激学生自主学习欲望，学会主动思考，主动提问，从而提升学生的综合素质。最后搭建起一座培养学生创新能力以及综合应用能力的高新平台。

2.实验教学模式始终贯穿实验过程。在与校外企业联合培养的实验教学过程中，鼓励同学们尽可能多运用发散性思维看待问题，并多进行方案之间的对比，分析各自的优缺点、可行性，以及开展团队间的实验总结和讨论。在实验教学的过程中，指导教师应当多运用启发式的教学方式而不是满堂灌的教学方式。即学生每当在进行实际的教学项目研究时，遇到问题教师不应该直接提供答案，而是与学生进行互动，信息一点点的透漏，引导学生向正确的答案靠近，并与该同学展开讨论，这个问题为什么如此做，这么做的目的是什么，能取得什么样的效果等。这种以学生本身为主体，教师指导为辅助的宽松开放式、双向互动式教学模式应当始终贯穿基于校企联合的机械设计实验教学过程中。实验过程中鼓励同学们遇到不懂的地方多问，对问题有什么想法或者设想也可以大胆提出来大家一起讨论，适度增加课堂提问环节所占整堂课的比例，同时将同学提问互动环节的基本情况记录下来供学期末考核评分。通过这种教学方式，无论是在校外企业中还是在校内课堂上，都能够提高同学们学习的积极性，进而有利于学生发散性思维能力及创新和综合设计能力的提高。

3.增加校企合作中开放式实验教学的比例。考虑到校企联合的初衷，校外企业由于专业人才的匮乏，空有优质的科研资源而闲置浪费，各高校却是由于资金的短缺而无法对现有设备进行实时更新升级，从而导致学生空有“满腹经纶”而无处挥洒。所以，将两者有机结合以后，互相取长补短。在这种科研资源相对较为充足的背景下，开放式的实验教学对于最大限度的发挥实验室的效益非常有利，并且能够充分提高实验设备的利用率，也方便在校学生自主安排课余时间去学习，发挥学生自身在机械设计实验教学中的积极性和主动性。因此，以已经建立起来的实验教学高新平台为基础，适当增加开放式机械设计实验教学的比例，使得学生能够根据自身的兴趣，在一个较为自由、较为宽松的环境中充分发挥自己具备的优势进行科学实验實践。这种改革措施既能够培养学生一定的创新意识，同时也能够适当拓宽学生的知识面，一举两得。

五、改革实践后的机械设计实验教学效果

迄今为止，以上所述关于机械设计实验教学的改进举措在笔者学校开展已久，并取得了非常良好的效果。首先，教学模式有了很大的改善，面向综合型人才培养的校企联合机械设计实验教学改革实践使得教学的目的更加明确，具体体现在以下三个方面：①在教学的课堂上，学生学习的主动性明显提高，不仅有更多的学生自愿主动参与到实验中来，还有更多学生会积极提出在实验过程中对所遇问题的个人看法，并主动去思考问题，总体的教学氛围相当活跃；②学生参加机械创新大赛、大小挑战杯等省级或是校级赛事的热情有所高涨，同时在竞赛中获得的奖项无论是质量还是数量也较以往有明显的改善；③机械设计教学实验室的利用率也有很大程度的提高，相较以前仪器设备不是很充足的时候，在目前资源足够的基础上，课余时间同学们进入实验室学习的次数以及待在实验室的时间都有明显增加。其次，对于在校学生而言，他们在现有的实验室中能够获得更多的学习乐趣；而对于校外合作企业而言，我们不仅给他们培训出了一批技术骨干，同时也在他们攻克现有科研困难上提供了一定的技术支援，实现了校企双赢，加深了校企合作的深度与广度，最直接的体现便是企业对实验室仪器设备的投资逐渐加大，实验室仪器设备的更新能够跟上教学的实际需求。最后，对师资力量培训的投入也很到位，为了迎合新的社会要求和教学目标，学校特地从教师中挑选资质较好的进行培训，以满足实际的教学需求，而从用人单位对毕业生在机械设计这方面能力的反馈上看，以上各种举措的实时开展确实取得了非常可观的效果。

六、结束语

基于校企联合的机械设计实验教学改革对于综合型人才的培养具有非常重要的意义，同时也是各大高校提高实验室建设水平的一条有效途径。本文从明确校企联合教学实验室的发展方向入手，讨论了实验教学的新模式，优化了教学结构，并坚定不移地去实践。实践是检验真理的唯一标准，单从教学效果上来看，此次的实验教学改革基本是成功的。具體来说，与高校合作的企业能够依靠校企联合所共建的实验室，改善企业员工的职业素养，提高企业整体的创新力，并在日益激烈的市场竞争中加速前行；而对于高校而言，在充分利用自身的资源以及人才优势的基础上，结合企业的充裕资金、仪器设备以及广阔市场，成功地提高了高校的人才培养质量，实现了在校学生综合素质的整体提升，并且拓宽了他们的就业面。但是这些可能还不够，社会在高速发展和进步，教学模式的与时俱进依旧亟待工作在一线的高校教师们去发掘与探索。

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