在新工科教育背景下,中国矿业大学机电工程学院基于OBE工程教育理念和“五育”并举育人理念,面向机械类卓越创新型人才培养目标,为实现本科生四年不间断的项目学习,以“智能+机械”装备研发为载体,围绕一个项目贯通本科大学四年,形成涵盖产品概念设计、方案设计、结构设计、制造加工及智能控制的一体化研究型项目制教学模式,有机串联各课程,在解决实际工程问题的同时,提升学生学习的主动性。
搭建贯通项目制实践平台
探索工程教育新模式
在当今高等教育领域,项目制教学已成为培养学生实践能力与创新精神的重要途径。特别是在机械产品设计制造控制领域,围绕项目实践展开的教学改革显得尤为关键。因此,学院坚持“面向国家重大需求,面向能源行业,面向地方经济建设,以服务求支持,以贡献求发展”的办学宗旨,提出以“贯通式项目制教学改革”为核心,探索并实践全新的工程教育模式。
首先,基于认知—教育规律,围绕“智能+机械”装备研发,提炼贯通项目制课程体系的核心问题,确立贯通项目的系列核心课程体系。核心课程涵盖理论课程、实验课程、实践课程和拓展课程,分布在本科教学四年。对于贯通项目制教学所需的非技术因素知识和技能,如交流、表达、展示等知识技能,则通过四年选修的拓展课程和贯通项目制知识图谱来补充完善。
其次,搭建贯通项目实践平台。学院开发集“管理—云设计—数据分析”于一体的贯通式项目教学系统,通过信息化管理手段,规范各课程环节的任务成果,确保项目实践有序进行,实现项目在线设计和学习数据分析。这一系统的应用不仅提高了教学效率,为学生提供更加便捷的学习体验,还可反馈学生的学习状态,实现数智赋能教学。
在教学团队和教研模式上,学院积极引入“专业教师—大创中心—企业导师”三方协同的人员组成形式,确保教学团队的专业性与实践性。充分利用国家虚拟教研室平台,突破时空限制,采用“线上+线下”相结合的教研方式。不仅加强了教研室成员之间的沟通与协作,还推动了成员们对贯通项目任务、内容、实施方法和评价标准的深入研究与探索。通过共建共享贯通式项目制教学资料和教学资源,有效促进教师共同成长。
借助项目制教学促进学生自主学习能力提升
在机械工程领域,学院积极推行贯通式项目制教学,致力于让学生在大学四年的时光里,依托实际项目,真正做到在学习中实践、在实践中学习,实现知行合一的连续培养。
通过问卷调查统计数据,学院发现贯通式项目制教学大大促进学生自主学习能力、团队协作能力、沟通交流能力的提升。在项目研发过程中,学生需要自行查找资料、设计方案、分工合作、沟通交流,以上环节均锻炼了他们的综合能力。同时,项目研发中存在的困难和挑战也锻炼了学生攻坚克难、积极动手制作的意志和品质,将劳动教育与项目实践完美结合,实现隐形的育人效果。
此外,结合“机械工程”江苏省产教融合品牌专业建设,学院与企业展开更紧密的合作。在贯通式项目制教学的题目设置上,充分考虑企业的实际需求和市场发展趋势,确保项目的实用性和前瞻性。
增强实践操作能力 培养创新人才
随着科技的快速发展,智能机械装置已成为推动工业自动化的重要力量。为了培养具备创新能力和实践能力的机械工程人才,学院面向“智能+机械装置设计”,设计一系列前沿的项目题目,如“智能钻井机器人”“桥梁缆索攀爬检测机器人”“机械仿生眼”“扑翼飞行机器人”“智能搬运机器人”以及“垃圾智能分类装置”等。以上项目不仅涵盖机械工程的核心领域,还融入智能控制、传感器技术、机器人学等前沿科技,旨在提升学生的综合能力和创新思维。
自2021年2月起,学院在机械工程2020级、机械工程2021级、机械工程2022级等多个年级中开展贯通式项目制教学。这一教学模式结合“工程图学实验”“机械原理”“机械设计”“机械制造工程学”等课程,让学生在理论学习的同时,通过团队协作,完成项目的方案设计、结构设计、制造工艺设计等任务。在项目实践过程中,学生不仅加深了对理论知识的理解,还提升了团队协作、创新设计和实践操作的能力。
四年贯通式项目制教学改革是一个覆盖面广、系统性强的教学模式改革,其有效展开一方面需要有完善的课程体系和实践教学平台支撑,另一方面需要建立切实可行的组织保障制度,以保证贯通式项目制教学的顺利实施。中国矿业大学机电工程学院将继续探索贯通式项目制教学的长效机制,以全面有效地培养学生的创新和创业能力。
(刘送永 程志红 杨金勇)