精铸公共实践教学平台 建设国家级实验教学示范中心——工程技术中心十年发展回眸
工程技术中心
工程技术中心(以下简称“中心”)是国家级实验教学示范中心——西南科技大学工程训练中心主建单位,现已建成较为完善的工程训练基地和大学生创新创业实践基地两大实践教学平台,拥有设备资产4000余万元,建设有《创造学与创新实践》、《工程训练》、《电子系统创新设计与实践》三门省级精品课程,成为以本科教学为主、研究生教学为辅的全校性的公共实践教学部门。
“中心”的成立是学校在教育教学改革历程中的一项重要举措,是学校重视实践教学、发展实践教学、支撑学校“应用型高级专门人才”培养目标的充分体现。“中心”遵循高等教育发展规律,以“大工程教育”理念为指导,以培养大学生的科学思维、科学方法、创新意识和实践动手能力为目标,以建设机-电学科为主的综合性实践教学平台为抓手,以国家级实验教学示范中心建设为契机,以提高师资队伍整体素质为根本,抓住机遇,强化内涵建设,积极探索工程实践教育与创新性人才培养模式,建立新型的实践教学体系,促进“中心”“平台-课程-人才”的完善建设与协调发展。
一、明确实践教学指导思想
“中心”在强化实践育人的工作中,明确了实践教学指导思想:紧密结合行业和地方区域经济,根据现代制造业多学科交叉的发展趋势,以现代制造技术为主线,以培养学生的工程实践能力、创新思维和工程意识为目的,构建机、电、信息、控制、管理等多学科知识集成的“现代制造”综合实践教学体系;以机(械)、电(子)、信(息)、管(理)技术相互糅合的现代离散制造工程和流程工业为主线,通过精选具有先进性、代表性的工程系统与工艺技术,搭建综合型实验教学平台,突出综合性、示教性、设计性、研究性、创新性,大力培养学生自主学习、研究、实践和创新的能力。
“中心”确立了实践教学改革思路:紧紧围绕本科人才培养目标,以教育思想和教育观念的创新为先导,以学生为本和质量为重为基本原则,充分利用和挖掘中心良好的教学条件,依托机械、控制、环境、管理等学科优势,结合科技城的文化与经济特色,跟踪现代工程技术领域不断出现的新技术、新方法,借助现代化的教学手段,积极探索和构建符合高素质人才成长要求的实验教学课程体系。
二、构建四层次多模块的实践教学体系
“中心”不断拓展工程实践和创新实践教学内容,不断注入新的实践教学元素,既重视学生工程技术素养与创新能力培养,又重视非技术性素养的培养。构建了“工程感知-工程基础训练-工程综合训练-工程综合创新”的“四层次、多模块、四年不断线”的涵盖多专业、学科交叉、综合性强的实践教学体系。
工程感知训练:内容包括工业技术认识、制造过程认识、现代企业管理、机械概论4个模块,涉及典型机电产品构造认识等13个主题和1个大学生创新实践活动参观项目,主要针对低年级学生的知识背景,结合入学专业教育和机械工程概论课程,通过实物、展柜、展板、CAI课件等资源,以参观、动手拆装、现场演示等方式,着重让学生了解离散制造、流程制造的基本过程,了解工业系统基本知识。
工程基础训练:以培养学生初步工程能力和基本的实验技能为主要目标。内容包括基本制造技术训练、机电控制技术训练、现代工业管理模拟训练、艺术造型与制作训练、创造学基础训练和机械基础实验6个部分,有机械加工技术训练等14个模块。针对全校各专业的特点,分别设立了不同的必选和任选教学单元,教学组织柔性化。通过网上选课系统实现了“预约式”教学,促进了“个性化”人才培养。
工程综合训练:针对二、三年级学生开设。针对不同专业的特点,分别设立了不同的必选和任选教学单元,教学组织柔性化。通过网上选课系统实现了“预约式”教学,促进了“个性化”、“综合型”人才培养。
综合创新训练:针对三、四年级的学生开设。教学内容工程化、模块化,涉及机械、自动化、计算机等十几个专业,注重对学生工程能力和创新能力的培养。学生在完成第二和第三层次的工程基础训练、工程综合训练基础上,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。
“中心”突出创新教育与工程实践教育特色,凝练精髓,提升理念,整合资源,以打造精品为实践课程建设的指导思想,以省级精品课程《创造学与创造实践》、《工程训练》、《电子系统创新设计与实践》的建设为牵引,形成了中心五大课程体系:以《创造学与创造实践》为主体的创新实践课程体系,以《工程训练》为主体的工程实践课程体系,以《电子系统创新设计与实践》为主体的电子工程实践课程体系,以《工程技术概论》为主体的公共选修课程体系,以《机构创新设计与制作》为代表的实践类素质选修课程体系。“中心”每年承担30余万人时的实践教学工作。
三、精心打造公共性实践教学平台
在国家级实验教学示范中心——西南科技大学工程训练中心的建设过程中,以原大学生创新基地和原金工实习工厂为基础,进行公共性创新实践教学平台运行模式的探索与研究,充分发挥公共性实践教学设施在学校实践教学工作的主体作用,通过优化内部资源,采取“集中建设、集中管理、资源共享、开放运行”的建设管理模式,强化内涵,促进协调发展,现已初步完成工程训练基地和大学生创新创业实践基地两大实践教学平台的规划与建设工作。
通过金工实习工厂的转制与扩展建设,构建了以“机械加工技术训练”、“材料成型工艺训练”、“现代制造技术训练”、“机电综合创新训练”、“现代制造与供应链管理基础训练”为代表的涵盖传统制造、先进制造、特种加工、企业资源管理、物流管理等工程训练实践教学公共平台,实现了以加工生产为主向公共性实践教学为主的功能转变,提高了我校培养学生工程实践能力的水平。该平台可同时容纳1000多名学生进行工程实践训练。
通过设备更新、功能拓展、内容更新与完善,建设了“陶艺制作室”、“电子实训室”、“机器人设计与制作室”、“PLC中德联合实验室”等实验室,已初步建成涵盖机械、电子、信息、计算机、艺术等多学科交叉、多专业并行的大学生创新实践教学公共平台。该平台可同时容纳1000余名学生进行实验、实训、课外科技活动与科技竞赛。
四、深入开展教学改革研究与实践
“中心”在教学改革研究中突出工程实践与创新教育特色,积极进行以实践教学为主要内容的教学改革与研究工作。中心主持研究了校级教改项目22项,学校实验技术研究项目10项,实验室开放基金项目18项;主持研究《以实验教学示范中心为平台,强化多学科学生工程素养培育的研究与实践》的省级教改项目3项;发表教学改革论文《整合优势资源,建设特色鲜明的工程训练中心》、《师生共建科研团队,构建创新人才培养平台》等20余篇;教改成果《建设开放式平台,强化工程实践和创新能力》获四川省教学成果一等奖。“中心”主持开发的“寝室单片机实验室”和“三星堆陶俑复制”实验教学改革项目在2007年本科教学水平评估中受到好评。
在“智能机器人”创新实践班建设中,“中心”总结“智能机器人”小组运作模式与教育教学方式方面取得的教学研究成果,深化创新教育理念,建立创新教育模式,完善教学课程内容,于2007年将“智能机器人”小组发展成为与本科培养方案紧密结合的“智能机器人”创新实践班。创新实践班结合自身实际,制订了具有实践创新特色的培养方案、课程设置以及教学大纲,形成了以“工程实践能力培养”为核心的新型的创新人才培养试点。创新实践班学员在工程实践素质与解决实际工程问题的能力上有了较大幅度的提高。其高水平的工程实践能力集中体现在“特殊环境中特种机器人的制作与运行”方面。2009年8月24日,张华教授带领、学生参与的科研团队使用自行研制的机器人成功解决了“河南杞县利民辐照厂发生的14万居里钴-60辐射源被卡事件”,相关工作得到环保部的表彰,并被评价为“国内首次应用遥控操作机器人处置卡源事件”。同年11月28日,该团队又成功解决了“广东番禺广州辐照技术开发研究中心发生98万居里钴-60(板)源‘国际罕见’的被卡事件”,得到了国家核安全部门以及当地政府、群众的高度评价。
在大学生科技活动工作中,“中心”与学校团委和相关学院合作,以科技竞赛为引导,以技术创新为动力,大力开展多种形式的学生科技活动,有声有色,成效显著。大学生创新基金项目是学校为资助大学生进行科学研究,大力培养大学生的科学研究与创新实践能力而设立专项管理项目。八年来,该基金共资助学生项目831项,学生发表论文62篇,具有创新性的实践作品48件,申请专利12项,参加各种竞赛活动35项,获奖6项。“中心”积极组织大学生参加国家、省、校级的多项学生科技活动与科技竞赛,获奖20余项。例如,组织参加了2004年全国大学生机器人电视大赛,获全国冠军和最佳技术奖,同年参加亚太地区机器人竞赛,获亚军和最佳技术奖;组织参加第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛,获全国二等奖;“声音导引系统”项目参加电子设计大赛,获国家一等奖;参加第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛决赛,获二等奖;全国大学生创业设计暨沙盘模拟经营大赛全国总决赛,获国家一等奖;学生科技创新成果“折衣熨衣两用板”获发明专利1项,等等。
五、结语
“中心”经过近十年的建设,取得了一定的成绩和阶段性成果,但与国内外高水平大学的工程训练中心相比还存在较大的差距,离学校建设特色鲜明的教学研究型大学的要求还有很大的距离。今后,“中心”将总结经验,不断探索和实践实验教学改革,充实、优化和完善实践教学体系,进一步突出特色,再接再厉,为学校的发展作出新的贡献。
(执笔人:尹显明 张 华 李 涛 张宝述)
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