面向工程能力的機械專業(yè)培養(yǎng)計劃構(gòu)建及實踐

方斌　許崇海　張鵬　張秀華

[摘 要]機械工業(yè)是經(jīng)濟和社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。培養(yǎng)具有工程實踐能力和創(chuàng)新精神的機械類人才是我國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的內(nèi)在要求。課程體系是人才培養(yǎng)過程中的核心內(nèi)容，我校以培養(yǎng)工程能力為目標(biāo)，重構(gòu)了理論課程體系和實踐課程體系，建設(shè)了核心課程群、創(chuàng)新課程群和職業(yè)出口課程群，為學(xué)生工程能力培養(yǎng)提供課程保證。

[關(guān)鍵詞]工程能力；課程體系；機械類人才培養(yǎng)

[中圖分類號] G64 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0047-03

機械工業(yè)是經(jīng)濟和社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。打造具有國際競爭力的機械制造業(yè)，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強國的必由之路。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確提出，提高教育質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)， 是建設(shè)高等教育強國的基本要求。《中國制造2025》也明確提出要建設(shè)一支素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理的制造業(yè)人才隊伍，走人才引領(lǐng)的發(fā)展道路。高校的主要任務(wù)就是培養(yǎng)大批應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才，服務(wù)于國家建設(shè)。因此，探索一條適合培養(yǎng)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)計劃，對于提高大學(xué)生工程能力和實踐能力，培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)人才具有重要意義。

一、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)面臨問題

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對員工隊伍的素質(zhì)要求越來越高，由原來的單一專業(yè)型、理論型向應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變，要求畢業(yè)生既要擁有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識，也要有工程實踐的實際技能，還要具備利用各種技術(shù)信息解決現(xiàn)實問題的能力和開發(fā)能力。這種需求與培養(yǎng)之間的落差，導(dǎo)致我國就業(yè)市場的矛盾日益明顯和突出。一方面現(xiàn)企業(yè)招不到合適的人才，另一方面大學(xué)畢業(yè)生面臨巨大的就業(yè)壓力，造成了找工作難，找理想的工作更難的現(xiàn)象。究其根源，在于高等院校辦學(xué)定位不準(zhǔn)確，人才培養(yǎng)體系不完善， 課程設(shè)置不合理，教學(xué)內(nèi)容更新不及時， 教學(xué)方法、教學(xué)手段落后于時代和社會發(fā)展；同時，學(xué)校對學(xué)生工程應(yīng)用能力、動手能力和實踐能力重視不夠，創(chuàng)新教育和創(chuàng)業(yè)教育缺失；工科教育和生產(chǎn)實際脫節(jié)，學(xué)生不能學(xué)以致用等。

齊魯工業(yè)大學(xué)在2011年成為山東省應(yīng)用型名校工程第一批建設(shè)單位，明確提出了把學(xué)校建設(shè)成為高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地，在全國同類院校形成較為突出的人才培養(yǎng)優(yōu)勢特色。機械制造及其自動化專業(yè)作為學(xué)校重點建設(shè)專業(yè)之一，結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)和工程教育專業(yè)認證的要求，制訂了有利于學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的課程體系，從而為培養(yǎng)具有國際化視野的高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才提供了保證。

二、課程體系的構(gòu)建

課程體系包括課堂教學(xué)、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和課外社會實踐等幾個板塊。總體培養(yǎng)目標(biāo)是，使學(xué)生獲得機械工程師素質(zhì)和技能的基本訓(xùn)練，具有良好的專業(yè)理論基礎(chǔ)、外語交流能力、知識更新能力、創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計能力；具有規(guī)范的工程素質(zhì)，動手能力強，掌握多種專業(yè)技能；掌握機械工程領(lǐng)域內(nèi)的研發(fā)、設(shè)計、制造、運行管理和經(jīng)營銷售等方面的基本理論和實際技能。課程體系的構(gòu)建，貫徹“加強基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、注重學(xué)科交叉”的基本原則，體現(xiàn)素質(zhì)、能力和知識的培養(yǎng)，強化專業(yè)基礎(chǔ)與應(yīng)用，同時緊密結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展和新突破，全面更新教學(xué)內(nèi)容，注重引進新成果、新技術(shù)和新工藝。

按照上述指導(dǎo)原則，我們構(gòu)建形成了“三類別、多模塊” 的課程體系。“三類別”即三類課程，包括素質(zhì)能力必修課、專業(yè)出口核心課和興趣特長選修課。“素質(zhì)能力必修課”包含了通識教育必修課和專業(yè)必修課；“專業(yè)出口核心課”包含見習(xí)式訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文及其他與就業(yè)關(guān)聯(lián)度高、針對性強的課程；“興趣特長選修課”包含了通識教育選修課和專業(yè)選修課。所謂“多模塊”，就是指緊密圍繞學(xué)生就業(yè)出口的實際需要，設(shè)置不同的職業(yè)出口課程，培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)、職業(yè)能力，提高學(xué)生的專業(yè)核心能力。

通過“增”、“減”、“刪”、“并”、“借”等措施重構(gòu)課程內(nèi)容，進行課程體系的整體優(yōu)化，以“素質(zhì)”和“能力”培養(yǎng)為目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容跟隨學(xué)科最新發(fā)展，引進裝備制造新技術(shù)、新工藝，滲透工程問題，對實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)（如課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等）進行多方位的改革及實踐，提高學(xué)生的工程實踐能力。課程體系層次如圖1所示。

■

圖1 課程體系層次圖

（一）理論教學(xué)體系的構(gòu)建

根據(jù)課程內(nèi)容、教學(xué)目的和對學(xué)生素質(zhì)和能力培養(yǎng)側(cè)重點不同，大學(xué)期間所學(xué)理論課程分為核心課程、創(chuàng)新課程和職業(yè)出口課程，分別建設(shè)成為核心課程群、創(chuàng)新課程群和職業(yè)出口課程群。

核心課程群主要包括理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械制圖、機械原理、機械設(shè)計、微機原理及應(yīng)用、工程材料、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、液壓與氣動技術(shù)等，以培養(yǎng)機械學(xué)科基本理論和基本能力為主。該類課程主要采用講授式、啟發(fā)式教學(xué)方法講授機械與機器的組成原理、運動分析方法、力學(xué)分析方法等，讓學(xué)生掌握寬廣扎實的基礎(chǔ)知識。

建設(shè)兩大創(chuàng)新課程群，以培養(yǎng)創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。“典型機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新件設(shè)計、制造和檢測”的創(chuàng)新課程群主要包括金屬切削原理與刀具、機械精度設(shè)計、機械課程設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計與制作等，以典型機械結(jié)構(gòu)為例，讓學(xué)生完成機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計、加工制造、檢測和裝配。“機電一體化”創(chuàng)新課程群，主要包括控制工程基礎(chǔ)、微機原理、機械工程測試技術(shù)、電機拖動、計算機控制技術(shù)、現(xiàn)代物流裝備與技術(shù)等。創(chuàng)新課程群的教學(xué)方法，主要有啟發(fā)式、項目式、頭腦風(fēng)暴式，重在培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。以組建的項目小組為創(chuàng)新團隊，開設(shè)機械工程創(chuàng)新實踐綜合訓(xùn)練課，進行典型輕工機械結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計、制造和檢測等全過程的實踐訓(xùn)練。由此，學(xué)生把學(xué)到的相關(guān)知識應(yīng)用于真實具體的生產(chǎn)過程，不僅可以把零散知識點形成有機整體，而且也有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識、合作精神和溝通表達能力。

職業(yè)出口課程群以培養(yǎng)專業(yè)技能和就業(yè)競爭能力為主。制造裝備設(shè)計與制造方向職業(yè)出口課程群主要包括機械系統(tǒng)設(shè)計、機械現(xiàn)代設(shè)計導(dǎo)論、機電傳動控制、現(xiàn)代制造技術(shù)、模具CAD/CAM和數(shù)控加工技術(shù)等；輕工裝備設(shè)計與制造方向職業(yè)出口課程群主要包括輕工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與裝備概論、輕工裝備現(xiàn)代設(shè)計概論、機電傳動控制、過程裝備、過程裝備控制技術(shù)等。職業(yè)出口課程提倡校企合作教學(xué)，提倡小班上課和小班討論，由專業(yè)教師和企業(yè)兼職教師共同承擔(dān)，以講座式、探究式、企業(yè)項目案例式、技術(shù)難題招標(biāo)式等方式開展教學(xué)，提高學(xué)生的工程素質(zhì)水平，強化學(xué)生分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。

（二）實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括：物理實驗和專業(yè)方向綜合性實驗、課程設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計、工程訓(xùn)練、生產(chǎn)實習(xí)、電工和電子實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計、軍事訓(xùn)練等。安排實踐教學(xué)體系時，要注意合理調(diào)整理論課學(xué)時和開課時間，留出更多的時間進行實踐教學(xué)。為了增強學(xué)生的企業(yè)現(xiàn)場的實踐教學(xué)，把第四學(xué)年上學(xué)期生產(chǎn)實踐由3周增加到6周，并調(diào)整到學(xué)期期末進行，這樣就便于和第四學(xué)年下學(xué)期的畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計相聯(lián)系，可以讓學(xué)生在企業(yè)中完成與工程實際有關(guān)的畢業(yè)設(shè)計，通過工程實踐提高學(xué)生的工程能力。

針對專業(yè)方向綜合性實驗，積極構(gòu)建實踐教學(xué)體系，以綜合性、設(shè)計性、應(yīng)用性為主，既重視基本技能訓(xùn)練，又強化開發(fā)創(chuàng)新，打破各專業(yè)課程間的壁壘，加強相關(guān)課程之間的交叉與滲透，在系列課程或課程群起點上，建立具有一定柔性、實驗與實習(xí)一體性的實訓(xùn)環(huán)節(jié)，進一步優(yōu)化基本技能、專業(yè)技能、技術(shù)應(yīng)用能力訓(xùn)練，和創(chuàng)新能力培養(yǎng)有機結(jié)合，形成具有特色的“四層次”實踐教學(xué)體系。

以工程能力培養(yǎng)為中心，構(gòu)建機械類實驗教學(xué)中心。為了改善和提高實驗實踐教學(xué)計劃，學(xué)院投入500多萬元購買了新的實驗設(shè)備。按照國家“標(biāo)準(zhǔn)化實驗室”的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，整合原來分散建設(shè)和管理的實驗教學(xué)資源，建立機械類專業(yè)教學(xué)的機械工程實驗教學(xué)中心。綜合實驗中心建立后，學(xué)生通過預(yù)約，可以隨時到開放實驗室從事課外科技創(chuàng)新活動。通過“機電產(chǎn)品創(chuàng)新與綜合實驗課”等系列課程，向?qū)W生傳授創(chuàng)造學(xué)、創(chuàng)新設(shè)計的基本理論與方法。通過選修課的形式，對近機械類學(xué)生開展創(chuàng)新教育，將“機電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新大賽”作為實驗教學(xué)的重要內(nèi)容之一，評選產(chǎn)生創(chuàng)新實驗課的優(yōu)秀作品，每年舉辦，每年評選，形成長效機制。通過競賽活動，營造創(chuàng)新氛圍，鼓勵學(xué)生發(fā)揮聰明才智，在比賽中脫穎而出。

改革實驗教學(xué)方法，建立全開放實驗教學(xué)模式。在不斷解放思想、轉(zhuǎn)變觀念的基礎(chǔ)上，樹立先進的教育理念和教學(xué)理念，引入現(xiàn)代化的實驗技術(shù)和實驗內(nèi)容，按照“課內(nèi)與課外相結(jié)合，教學(xué)與科研相結(jié)合”的原則，積極構(gòu)建模塊化、分層次、開放式的實踐教學(xué)體系，其中包括機械認知實踐、工程綜合實踐、研究創(chuàng)新實踐、機械基礎(chǔ)實驗、產(chǎn)品制造基礎(chǔ)工程訓(xùn)練、機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計等。通過這一課程體系，培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力、創(chuàng)新能力，促進學(xué)生個性的發(fā)展。

增加實驗教學(xué)的比重，強化能力培養(yǎng)。根據(jù)現(xiàn)代企業(yè)和經(jīng)濟社會發(fā)展對人才的需要，研究制訂了新的人才培養(yǎng)方案，主動適應(yīng)市場，調(diào)整教學(xué)計劃，更新教學(xué)內(nèi)容，拓寬實踐教學(xué)空間。充分利用校內(nèi)科技實驗站和校外實踐教學(xué)基地，大大增加學(xué)生實踐課的比重，促使學(xué)生的實際應(yīng)用能力、動手能力明顯提高。結(jié)合科研課題、大學(xué)生研究訓(xùn)練計劃項目和生產(chǎn)實踐的需求，積極開發(fā)綜合設(shè)計型和研究創(chuàng)新型實驗項目，著重培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)實際問題的能力和研發(fā)創(chuàng)新能力，使畢業(yè)生能夠提前與生產(chǎn)實際“對接”，更好地適應(yīng)將來崗位需要。

三、課程體系建設(shè)成效

自2011年應(yīng)用型名校建設(shè)工程開展后，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)經(jīng)過對課程體系的刪減和優(yōu)化，形成了特色鮮明的三類課程群，初步構(gòu)建了適應(yīng)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專業(yè)課程體系。該專業(yè)現(xiàn)已成為山東省高等學(xué)校特色專業(yè)和山東省高等學(xué)校省級卓越工程師教育培養(yǎng)計劃試點專業(yè)。

專業(yè)形成了“基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計實驗、研究創(chuàng)新實驗”的三級實驗教學(xué)平臺，實施多層次實驗教學(xué)；實現(xiàn)了實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，開放式工程實踐動手能力與課程實驗相結(jié)合，創(chuàng)新實踐與科學(xué)研究相結(jié)合，增強了學(xué)生的工程實踐能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。開設(shè)的典型機械零件綜合實驗，通過讓學(xué)生在機械零件的設(shè)計、制造和檢測過程中進行實踐和實訓(xùn)，把所學(xué)專業(yè)知識應(yīng)用于真實具體的生產(chǎn)過程，以生產(chǎn)實際為導(dǎo)向，使零散孤立的知識點形成有機整體，提高了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)束語

為了達到企業(yè)對學(xué)生工程能力的要求，結(jié)合本校的實際情況，構(gòu)建適應(yīng)學(xué)生工程能力培養(yǎng)要求的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的課程體系。該課程體系既兼顧培養(yǎng)學(xué)生扎實的工程理論知識，又重視學(xué)生的工程基本技能、工程思維和素質(zhì)、學(xué)生的工程實踐能力培養(yǎng)，突出專業(yè)特色，保障專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 許崇海，史巖彬，張鵬，肖光春，方斌.機械類專業(yè)工程能力培養(yǎng)的思考與初步實踐[J].臨沂大學(xué)學(xué)報，2014（6）：21-23.

[2] 朱高峰.中國的工程教育——成績、問題和對策[J].高等工程教育研究，2007（4）：1-7.

[3] 李茂國.中國工程教育全球戰(zhàn)略研究[J].高等工程教育研究，2008（6）：1-12.

[4] 朱里.高等學(xué)校機械設(shè)計制造本科專業(yè)教學(xué)實踐改革方案探討[J].教育教學(xué)論壇，2013（12）：52-53.

[5] 祝洲杰，竺志超，謝劍云.從企業(yè)用人模式談學(xué)生工程能力培養(yǎng)與實踐教學(xué)模式改革[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報，2012（3）：427-430.

[6] 機械類課程報告論壇組委會.機械類課程報告論壇論文集[M].北京：高等教育出版社，2010.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]