陈国金 杭州电子科技大学机械工程学院
浙江省教学改革项目（No.jg2013061）和校教学改革项目（No.ZD1301）。
摘要：本文以学生为主体，以现代制造业综合知识为背景，以培养学生实践综合能力为核心，建立了分阶段、互促式、模块化的实践教学体系，即以“认知训练、基础训练、专业训练、综合训练、‘三创’训练为平台，能力培养贯穿始终”的机电管控综合实验（实践）教学体系。结合校内实验平台和校外实践基地，形成了“知识-能力-素质”一体化协调发展的现代制造业育人模式。经四年多的实践，学生的主观能动性得到了发挥，大大提高了我校机械工程学院学生的创新意识、工程能力和综合素质，学生在各类科技竞赛中取得了优异成绩。
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关键词 ：现代制造业 育人模式研究 实践
一、概述
块状经济是浙江经济的一个特色，是支撑浙江省区域经济发展的重要产业组织形态，在浙江工业化、城市化、现代化进程中起到举足轻重的作用。为提高块状经济竞争力，迫切需要对传统块状经济进行转型升级。在经过粗放经营后的浙江制造业，技术创新是其进一步发展的关键。创新型工程技术人才是浙江能否快速健康发展的必要条件。
当前高校普遍存在①学生的工程实践能力弱、创新性和灵活应用性缺乏，②校内实验平台缺乏现代制造业机电管控特点，校外实践基地缺乏长效运行机制，③教学计划脱离地方产业需求。为了解决上述问题，使学生具有较强的创新精神和工程能力，从而满足企业对工程技术人才的要求，结合我校机械工程学院在学科和专业建设中形成的特色，设置了“船港机械”、“注塑机械和模具”、“精密特种机械”、“光机电一体化技术”四个专业方向，建立了反映现代制造业机电管控特点的校内实验平台和反映地方产业特点的五大校外实践基地群。提出了以项目和竞赛驱动的创新能力培养模式，平台、重点实验室、学科、科研相结合的校外实践基地长效运行机制，国际化深度融合教学方式等措施，取得了一系列成果，培养出一批用人单位满意的创新型工程技术人才。
二、实践教学培养方案
现代制造是一个充分体现学科综合、交叉的“大工程”系统。要真正培养“学科复合型、实践综合型、创新应用型”人才，要求为学生提供综合的知识背景，强调工程的实践性、创造性、系统性以及学科专业的交叉融合。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，重点突出机电综合实践教学，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。现代制造业育人模式是以学生为主体，以现代制造业综合知识为背景，以培养学生实践综合能力为核心的分阶段、互促式、模块化的实践教学体系，即以“认知训练、基础训练、专业训练、综合训练、‘三创’训练为平台，能力培养贯穿始终”的机电管控综合实验（实践）教学体系，如图1所示。在认知训练阶段，主要通过参观、演示、点评等方式，让学生了解机电一体化工业系统和管控一体化制造过程，建立工程概念，掌握现代化制造企业的工作流程和作业方式；进行智能制造和网络化制造训练，掌握金工操作技能；加强工业艺术欣赏和设计训练，提高人文素养。主要内容是工业系统认知实习和基本项目训练，涉及10个主题和2个训练项目。在基础训练阶段，结合实验教学中心制定的综合实践训练项目，在相关的专业实验室和实习平台（如机械制造基础、经管管理、电工电子基础、人文基础等）上进行，该阶段强化学生基础知识，讲授基本的操作技能及工程理念，逐步建立机、电、管、控的学科概念，着重对学生的基本操作技能、实验与数据处理能力等方面进行训练。在专业训练阶段，结合实验教学中心制定的综合实践训练项目，通过各专业设置的专业实验、课程实验、专业实践训练和课程设计等环节，如机械CAD/CAM、机电系统设计、智能控制、数字化设计等实践教学，加强对学生的专业知识应用能力、工程设计能力培养，使学生掌握机电一体化工业系统和管控一体化制造过程的关键技术及各模块的设计方法，为系统集成和综合设计创新奠定坚实的基础。在综合创新训练阶段，学生在完成基础训练与专业训练之后，首先通过采用“案例教学”进行工程项目综合实践训练，然后通过不同单元的柔性组合，满足学生个性化学习的需要，制定综合训练方案，最后通过具体实施，培养学生系统、集成、科学地应用现代工程知识的能力和再创造能力，发挥科研支撑与引领作用，从专业技能培养逐步进入学科前沿。
三、校内实验平台整合
针对大学生创新型工程能力培养方案，为配合各模块的教学，在原实验中心基础上，进行了以现代制造业的“大工程”为主线的整合，突出了“机电一体化”系统和“管控一体化”过程。
第一，整合和共享实验设备资源，建成机电管控综合实验平台，如图2所示。每个分平台由若干个项目组成，众多的项目构成了大学生三创能力培养的教学内容。从系统角度出发，该实验平台，分别处于管理决策层、设计与控制层、执行层，基本反映了现代化制造企业的全貌和工作流程。
第二，在西门子（中国）有限公司支持下，以教育部“机械工程”专业综合改革项目——西门子公司产学合作专业综合改革项目实施为契机，开展工业控制系统、产品生命周期管理（PLM）软件等全面的产学合作。学校向西门子公司申请NX软件使用权，该NX软件功能涵盖了PLM软件系统的CAD/CAM/CAE的功能模块。同时，采用西门子自动化元器件，自制或合作开发工业控制系统实验装置，如图3所示。
四、校外实践基地建设
以我校的“机电工程综合”和“工业产品设计”2个省级示范中心、“带锯床及特色机械装备”省级科技创新平台、“船港机械装备”省级重点实验室为依托，组建了“杭州光机电”、“杭甬注塑机械”、“缙云精密机械”、“舟山船舶机械”、“绍兴港口机械”5个大学生校外实践基地群，其中有“杭机集团”、“吉利集团”和“银轮股份”3 个国家级基地，“吉利集团”省级基地，如图4所示。通过省级重点实验室、创新平台、示范中心、国家级和省级校外实践基地的载体，围绕注塑机械和模具、精密特种机械、船港机械和光机电一体化技术四个人才培养方向，注重学生“三创”能力的训练。同时，使“政、产、学、研”紧密结合，从而建立了长效运行机制。
校外实践教学基地包括机械加工与制造、零部件装配及生产流程、机械装备及其自动化、电子控制技术、车辆工程、工程管理、大学生科技创新等7个实践教学平台。借助这些平台，使学生了解和掌握机电产品的设计方法和制造技术、典型零件机械加工方法及其工艺特点、制造设备构成与自动化过程、数控加工原理和数控编程方法、生产类型特点及其组织形式、多品种产品混装线的设计方法、装配线工艺装备的种类和特点、产品的检验项目和检验方法、电子控制及其应用技术、汽车开发流程与生产制造全过程、工程管理与技术管理、创新精神和动手能力。通过与企业共建工程实践教育基地，学生可以直接接触到企业的最新技术，实习内容不断更新，并将实习内容的建设与课程建设相结合，初步构建体现教学与科研结合、理论与实践结合、基础与前沿结合、经典与现代结合的，具有学科特色的实践教学内容，为切实提升实践教学质量奠定了基础。
五、实施效果分析
2008年以来，通过“知识-能力-素质”一体化协调发展、以及面向浙江省产业需求的培养目标实施，进一步确立了“以学生为中心、以产出（目标）为导向”的理念，把行业和企业的专家请进来，共商培养目标和课程体系。加强了实践环节，取得了较好的效果。2009年建设了省级实验教学示范中心，同时开展“CDIO工程教育模式下机械工程专业人才培养模式”的研究，在部分课程进行了示范推广。2010年为了适应“卓越计划”的工程教育培养模式需要，与浙江省的20余家企业签订了校企联合培养的协议，同时申报了3个国家级校外实践基地，并通过了教育部的立项。2011年开始实施了“卓越计划”。
基于校内实验平台和校外实践基地相结合的方式，形成了以学生为主体、以现代制造业综合知识为背景、以培养学生实践综合能力为核心的分阶段、互促式、模块化的实践教学体系，提出了“知识-能力-素质”一体化协调发展的现代制造业育人模式。为了进一步提高全体学生的能力和素质，扩大学科竞赛的参与面，2011年开始学院开展了由学校、浙江省机械工程学会、杭州市机械工程学会联合的“企业杯”人人参与的机械学科综合竞赛。在校内实验平台和校外实践基地，通过校企与行业学会合作，创新了育人模式，提高了人才培养质量。这是我省首次开展的学会与高校联合的人人参与的大学生机械综合学科竞赛，学生参与面超过80%，大范围地提高了学生的创新意识和工程实践能力。学生就业率保持在98%。用人单位认为我们的毕业生，一是专业基础理论的学习比较扎实，工作适应能力较强；二是创新意识和工程能力较强；三是综合素质较好，能吃苦耐劳，职业思想比较稳定。
总之，经四年多的实践，学生的主观能动性得到了发挥，大大提高了我校机械工程学院学生的创新意识、工程能力和综合素质，学生在各类科技竞赛中取得了优异成绩。校内实验平台、校外实践基地、以及学科竞赛不但可以培养学生的实践动手能力、团队合作精神，更有利于培养他们在设计开发过程中的创新意识和创意创造能力。特别是近年来，毕业生就业率一直在全省高校中名列前茅，学生自创企业数量逐年增高，并以突出的创新意识和实践能力赢得了用人单位的好评。
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参考文献
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[2]陈国金,李志华,刘庆民.体现信息及经管特色的工程训练教学体系研究[J].实验技术与管理, 2008,25(11):17-19
[ 3 ] 陈国金, 董峰. 加强产学研合作全面提升学生工程实践能力[ J ] . 教育教学论坛,2012(12):140-141
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作者简介
陈国金，1961—，男，浙江宁波人，教授，博士生导师，杭州电子科技大学机械工程学院院长。主要从事机械工程教学和研究工作。