项目驱动的研究生实践教学案例库建设
胡俊山方金荣田威
［摘要］随着产业结构的转型升级，以航空宇航制造为代表的先进制造业对复合型高素质人才的培养提出了更高的要求。针对航空智能制造专业学位研究生现有教学模式中存在的“重理论，轻实践”问题，开展项目驱动的实践教学案例库建设。在分析专业特点和实践教学现状的基础上，探讨了项目式案例教学的必要性，构建了以增强现实辅助装配、钻铆装备数字孪生、机器人精度补偿三个技术专题为代表的实践教学案例库。实践表明，教学案例得到了学生的普遍认可，有效促进了学生综合实践能力的培养，满足了行业对创新实践人才的需求。
［关键词］项目驱动；航空智能制造；实践教学；案例库
［基金项目］2021年度南京航空航天大学研究生教育教学改革研究项目“面向智能制造的产教融合专业学位研究生培养模式探索与实践”（2021YJXGG16）
［中图分类号］G643.2［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2023）26-0132-04［收稿日期］2022-10-21
近年来，随着智能制造技术的不断发展，传统装备制造业与高新技术深度融合，逐渐向数字化、智能化、系统化、高端化方向发展，全面实现产业的转型升级。综合了机械、计算机、自动化等多融合交叉学科的航空制造业，作为高端装备先进制造技术的典型代表，成为“中国制造2025”的重点发展领域。航空制造业具有专业融合性强、实践目标性强等特点，这对相关领域的复合型人才培养提出了更高的要求，即不仅要重视基础理论知识的积累，还要注重工程实践能力的培养，以期发挥对国家重大战略项目的支撑作用［1］。然而，目前的教学模式以教师单向授课为主，存在重理论讲解、轻实践应用的弊端，过于抽象深奥的专业知识不利于提高学生的学习积极性，导致教学效果远不及预期，工程实践能力不足的缺陷越来越明显，所培养的人才难以满足航空智能制造岗位和技术需求。为了助力我国航空制造业快速发展，加快推进产业结构的优化升级，培养经济发展新动能，亟须对航空智能制造专业的人才培养模式进行有效变革，引入项目驱动式教学实践手段，深化协同创新、产教融合，培养能够适应航空智能制造发展需求的特色应用型和复合型高素质人才。
本文针对航空智能制造专业人才工程实践能力与行业需求不匹配的现状，探索新工科背景下专业学位研究生培养体系架构，以互动性和实践性为核心，创新性地提出项目驱动式的教学案例库建设，改变传统的研究生培养过程中教学内容不直观、缺乏实践内容、科研平台条件落后等问题，有效整合校内外优质资源，实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一，从而提升学生在工程项目中分析和解决问题的能力，满足行业对新型专业学位研究生的人才需求。
一、航空智能制造专业学位特点与实践教学现状
专业学位研究生不同于一般意义上偏向学术研究的研究生教育，前者针对特定行业和产业需求，以培养满足特定需求的特色应用型和复合型高层次人才为目标。随着我国研究生教育培养模式的优化变革，专业学位研究生因其具有的实践性、职业性、应用性，逐渐成为面向社会需求的人才主力。从专业技术层面分析，专业学位研究生需要具备四项核心能力，即实践能力、创新能力、分析能力和交流沟通能力［2］，能够综合运用所学专业知识和实践技能，独立分析并解决工程实际中的技术难题，如图1所示。对于当前社会环境下研究生培养质量的严苛要求，项目驱动式的研究生培养模式突显了较强的适用性及必要性。
航空智能制造专业具有多学科交叉融合的显著特点，综合性、复杂性、实践性强，其核心专业研究方向包含飞机装配技术与装备、智能工装设计、飞机自动钻铆技术等诸多领域，旨在培养宽口径、厚基础的专业人才。目前，我国的研究生实践教学中存在实践教学方法陈旧、教学内容缺乏系统性规划、综合实验平台老旧，且与科研需求相距甚远、教学实践效果差等问题。尽管目前部分高校开展了如制孔、铆接等部分实验课程，但由于先进工艺装备及耗材成本极高，试验平台难以完全复原，实验难度与综合应用程度仍明显落后于实际工程项目，导致航空智能制造专业学位研究生创新实践能力的培养大打折扣。因此，必须革新现有的教学模式，以项目为驱动、案例为导向，同步提升学生专业理论水平和工程实践能力。
二、项目驱动式实践教学案例库典例
项目驱动教学模式主要依托于具体工程实践项目，以项目为驱动，结合项目的实施进程和评价反馈不断优化教学内容和课程设计，让学生在跟进项目的过程中学习专业理论知识并强化工程应用实践能力［3］。相比于传统的人才培养模式，项目驱动教学不仅可以充分激发学生的科研创新潜能和学习积极性，变被动学习为主动学习，提高学生在工程实际中分析和解决问题的综合能力，还可以有效转变师生交互关系，帮助实现教学模式从“教师为主体”向“学生为主体”的转变，有助于应用型和复合型人才综合素质和能力的培养，进而满