基于創新計劃體系的機械工程卓越工程師的培養方法

摘要：卓越工程師教育培養計劃是我國高等教育發展和改革的新方向，是為了滿足經濟發展的需要而提出的一項改革方案。本文探討了卓越工程師計劃的由來和內涵，機械工程專業卓越工程師的培養思路，并探討了基于創新計劃體系的機械工程卓越工程師的培養方法，最后以一個國家級大學生創新性實驗計劃項目的實踐情況探討如何基于大學生創新體系進行機械工程專業卓越工程師的培養實踐情況。

關鍵詞：卓越工程師；大學生創新計劃；機械工程

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2012）11-0034-03

一、卓越工程師計劃內涵

改革開放以來，我國高等教育獲得了快速發展。目前高等教育的毛入學率已經達到23%，截止2010年，高等工程教育的本科在校生達到371萬人，研究生達47萬人。但是企業的反饋意見卻認為目前大學培養的畢業生無法勝任企業的工作，工科大學生的培養方式必須進行改革。為了解決工科學生的培養無法滿足企業人才需求的問題，教育部于2010年6月23日，在天津市召開了“卓越工程師教育培養計劃”啟動會，計劃聯合有關部門和行業協（學）會，共同實施“卓越工程師教育培養計劃”。該計劃培養的標準體系由通用標準、行業標準以及學校標準三個層面構成。“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，對促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導作用。其目的在于通過培養方式的改革，培養出一大批創新能力強、適應經濟社會和企業發展需要的高質量、各類型的工程技術人才。“卓越計劃”如何保證各類工程師達成卓越，主要需要做好以下五個方面的工作：一是創立高校與行業企業聯合培養人才的新機制。二是創新工程教育的人才培養模式，改革目前高校人才培養過程中以灌輸式和知識傳授為主的教學方法，改變學生被動學習的狀態，扭轉實踐環節逐漸弱化的趨勢。三是建設高水平工程教育教師隊伍。四是擴大工程教育的對外開放。五是制定“卓越計劃”人才培養標準。這幾方面的研究和實踐工作在一些文獻中都有過探討，本文將針對第二個工作討論如何基于創新體系培養卓越工程師。武漢理工大學2010年成為國家“卓越計劃”的首批機械工程卓越工程師培養試點學校，而機械工程及自動化專業也成為第一批試點專業。圍繞著該校企聯合培養模式，本專業在東風汽車公司、武漢重型機床廠等20多個企事業單位建立校外人才培養基地，改革教育培養方案，同時鼓勵學生參加各級各類競賽和校外科技活動。通過這些改革，力圖培養出具有社會責任感、創新精神，并且工程實踐能力強的機械工程“卓越工程師”。

二、機械工程專業卓越工程師的培養思路

1.學生選拔和管理機制。我們在制定“卓越計劃”時，將試點規模確定為本科2個自然班（人數為70人左右），工程碩士20人左右，同時開展試點工作，也就是說在本科和碩士研究生中同時開展試點工作。本科擬采取零批次單獨招生；工程碩士的學生，在相應本科試點班的學生沒有畢業之前，來源于現有的全日制工程碩士。“卓越計劃”的培養模式采用4年制本科，2年制工程碩士。本科階段實行“3+1”模式，3年在校學習，1代表累計1年在企業實習和畢業設計。1年到企業包括：半年專業實踐和生產實習，半年畢業設計。專業實踐以集中為主，生產實習以集中為主、分散為輔，畢業設計分散進行。本科畢業后，確保大于50%的學生通過保送升入工程碩士。工程碩士的卓越培養計劃階段實行“1+1”模式，即1年在校學習，1年在企業頂崗工作。在校學習期間，加強工程案例教學，在企業頂崗工作可結合就業工作進行，試點班采用獨立的班級建制和學籍管理，在大一結束時采取一次滾動淘汰，允許普通班的同學在自愿的前提下擇優補充。

2.校企聯合培養機制。組織機械工程及自動化系教師到東風汽車公司、三江集團萬山特種車公司等大型機械制造企業調研和收集資料，明確企業對機械類人才的需求，撰寫機械工程卓越工程師需求說明書。同時已經與東風汽車公司、三江集團萬山特種車公司、佛山光電、浙江友達商談合作人才培養和聘請兼職教師事宜。在“卓越工程師培養”改革計劃執行方法，籌建“機械工程及自動化專業”教學指導委員會，該委員會成員由機械工程及自動化系資深教師和大型企業機械工程專家組成，負責機械工程卓越工程師培養計劃的審核和執行工作。針對一些工程實踐性強的課程，聯合企業實際產品開發人員，制定新的課程大綱和案例教學內容，課程理論部分在學校學習，而案例教學部分在企業完成。

3.機械工程專業卓越工程師課程體系。根據教育部制定的設計型工程師培養的國家通用標準，結合以前機械工程及自動化專業的培養計劃，制定適合卓越工程師培養的課程體系和設計型工程師培養的國家通用標準對照的課程名稱，見表1所示。限于篇幅，這里未給出各課程的學時和學期安排。

4.大學生創新計劃培養體系。圍繞卓越工程師計劃，在學生創新能力培養上，形成創新主題來自企業生產實踐和技術發展的需求，創新活動有企業與學校共建的創新基地支持，建立了由機械創新設計課程、創新活動和創新賽事組成的機械創新設計能力培養體系。構建了由《機械創新設計》課程為理論基礎，以國家大學生創新性實驗計劃項目、全國大學生機械創新設計大賽、國家級大學生創新性實驗計劃、湖北省機械創新設計大賽、建材杯機械創新設計大賽等比賽和獲得為支撐的機械創新設計能力培養體系。如圖1所示。在機械工程卓越工程師的培養計劃中，要求試點班的學生必須參與這些機械創新設計活動和比賽，鼓勵學生將參加創新活動制作的產品申請專利，將研究成果轉化為產品。

三、機械工程專業卓越工程師的培養實踐

本節將以組織學生參加的國家級大學生創新性實驗計劃項目的實踐情況探討如何基于大學生創新體系進行機械工程專業卓越工程師的培養。在每年的各個創新項目申報前，組織學生認真學習申請要求，學院首先進行項目評審，提出修改意見，項目組認真修改后再提交到學校。2010年學生申請的“城市災難現場搜救機器人”項目先后獲得學校和國家大學生創新性實驗計劃項目資助，該項目共有6名成員組成，涉及的專業有機械工程及自動化、過程控制、工業設計、計算機科學及技術等四個專業，并配備2名指導教師，項目參加了湖北省機構創新設計大賽，并獲得了二等獎。同時還申請了1項目國家發明專利（專利名稱，可快速拆卸的組合搜救機器，申請號/專利號：201010547854），并撰寫了名稱為“The obstacle-surmounting process simulation of arm-swing wheeled robot based on MATLAB”的研究論文，發表在國際期刊《Advanced Materials Research》上（EI收錄：20111113756993）。項目開發的產品綜合運用創新的機械結構，應用傳感器技術、控制技術、計算機、通訊技術對機器人進行遠程控制，采用自主避障和遙控引導相結合的行走控制方式，可深入災難現場的狹窄空間（可以穿越的空間斷面90×110mm）并獲取火災溫度、煙霧濃度、災害場景、呼救聲訊、光波以及腦電波等生命數據和信息，并即時向控制終端傳回這些圖像和信息，通過結合這些數據和現場圖像，可以迅速定位幸存者的位置，為救災指揮人員提供救援依據。同時，搜救機器人通過特殊得輸送機構將攜帶的急救藥品、食物和簡易自救工具輸送給幸存者，以協助被困人員實施自救和逃生。通過參加該創新設計項目，在專業能力方面，6名同學的專業具有互補性，因為機器人的開發涉及到機械結構設計、控制系統設計、計算機仿真和后臺監控軟件的設計開發、工業設計動畫渲染等多個方面的工作。在機器人設計過程中，項目組提出了多種創新設計方案，每一種都經過認真討論、分析，并通過計算機仿真觀察機器人的性能指標，最后確定了一種最好的設計方案。項目組成員從自主選題設計、信息分析處理和撰寫總結報告等工作，培養了學生提出問題、分析和解決問題的興趣和能力。在項目工作過程中，指導老師只提供技術上關鍵點的指導，項目的組織管理、人員分工協作、項目外協加工等事情全部由項目組人員自己解決，這些培養了大學生的交流、團隊協作的能力。

這些能力的培養與國家大學生創新性實驗計劃項目的“強調興趣、突出重點、鼓勵創新、注重實效”的原則相吻合，而這些也正是培養機械工程卓越工程師需要解決的重點問題。所以說通過大學生創新計劃培養體系進行卓越工程師的培養是切實可行的，通過積極探索和實施，將會培養出符合社會經濟發展需要的高質量的卓越工程師。

參考文獻：

[1]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[M].武漢：高等工程教育研究，2010.

[2]林健.談實施“卓越工程師培養計劃”引發的若干變革[J].中國高等教育，2010，（17）：30-32.

[3]龔克.轉變觀念大膽試驗建立卓越工程師教育培養的中國模式[J].中國高等教育，2010，（18）：10-12.

[4]張大良.形成高校和行業企業聯合培養人才的新機制——教育部高等教育司司長張大良談“卓越工程師教育培養計劃”[N].中國教育報，2011-03-05（7）.

[5]王寶璽.關于實施“卓越工程師教育培養計劃”的思考[J].高校教育管理，2012，6（1）.

基金項目：湖北省高等學院省級教學研究項目（2010085）