基于應用型工程科研項目驅動的高職高專機電類專業人才培養途徑探索

熊長煒 毛峰 范四立 楊福祥 舒雨鋒

摘 要：從高職高專教學現狀入手，提出了以應用型科研項目為載體驅動機電類專業人才培養的途徑，闡述了這種途徑的基本思想。討論了機電產品的知識結構與專業課程的銜接關系，認為可以通過科研項目完成實踐課程教學；通過科研項目驅動人才培養途徑實踐，發現學生參與科研項目的積極性提高了，時間久了以后教師的積極性卻降低了。

關鍵詞：項目驅動；高職高專；人才培養途徑；機電類專業

中圖分類號：G961 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）19-0167-03

Abstract： From teaching status in higher vocational colleges，mechatronic specialty talent cultivation approaches based on applied scientific project-driven was established，and the basic thought was introduced. The paper discusses cohesive relations between knowledge structure of mechatronic products and specialization courses， then it is suggested that practical course teaching was finished in scientific research project. This practice increases the students' enthusiasm， but decreases teacher enthusiasm after a period of time.

Keywords： project-driven； higher vocational colleges； talent cultivation approaches； mechatronic specialty

一、概述

隨著電子計算機技術和通信技術的迅猛發展，人類社會獲得了巨大的進步。人們獲取知識的途徑越來越多，獲得知識信息的速度越來越快，獲取知識的內容越來越多。知識更新速度也在加快，出現了一些新技術、新工藝和新理論，部分傳統的知識也將面臨著淘汰，然而高校的教學內容遠遠落后于科技進步和市場的需求。不僅如此，高校的人才培養模式也比較傳統，大部分的高校理論教學的課時比重還是比較高，實踐教育課時還不到總課時的一半；高校特別是高職高專院校的傳統的教學手法和教學方法已經不適應高職高專學生。相對于理論教學，學生喜歡上實踐性課程；而教師還是按照傳統的方式在教室里講課，學生積極性不高；因此在媒體上出現了“沉睡中的大學生，你不失業，天理難容！”的批判性報道。

我國教育改革方興未艾，日漸深入。自上世紀80年代以來，人才培養模式改革一直進行到今天，改革受到了社會文化理念、高校制度、資源及經濟因素的影響。人才培養模式按照組成要素分為廣義、中義和狹義三種，廣義的人才培養模式是指全校性的整體人才培養模式；中義的人才培養模式是指某一具體專業的人才培養模式；狹義的人才培養模式是指某一具體專業人才培養途徑的選擇方式[1]。

來源于企業應用型的科研項目最貼近市場，反應目前技術發展的階段和需要，通過科研項目實踐提高學生學習的積極性，提高教學質量，因此本文研究以應用型工程科研項目為載體驅動機電類人才培養的途徑。

二、應用型工程科研項目驅動的高職高專機電類人才培養途徑探索

以東莞職業技術學院為例，學院大力支持教師密切聯系珠三角產業，大力開展技術支持和服務企業產業升級與轉型；學院設置六個研發與服務中心機構從事基礎性應用技術研究和成果轉化，設置政校行企項目、橫向課題項目和質量工程項目并配套經費，以具體抓手支持教師和技術服務于社會與企業。本文研究基于東莞職業技術學院機電工程學院機電一體化技術研發與服務中心應用型科研項目驅動機電類專業人才培養途徑。

（一）高職高專機電類人才培養途徑的基本思路

高職高專學生完成一年級的必修課和專業基礎課的學習后，學生在后續的兩年專業課學習的同時利用課余時間參與到應用型工程科研項目中去，先動手實踐操作，進而理解專業理論知識的應用，從應用中掌握技能，總結相關理論知識；學生自主選擇參與項目的一個或幾個部分工作，中途可以申請調整參與項目中的具體內容；學生在教師指導下參與研發中心和實驗室的耗材與零部件購買和管理，項目資料保存管理、參加與企業交流和參加產品與技術交流會；每周進行技術流總結，總結技術困難與取得的進步；學生參與專利申請和論文撰寫；目標是以科研項目為載體，通過實踐手段，運用專業技能知識，交流和總結理論知識，提高學生專業學習的興趣。

（二）應用型科研項目的知識結構與機電類專業人才培養課程銜接

機器如果沒有電，就是一部死機；如果沒有控制系統就不是自動化，更不是智能化。機器就是機電一體化技術系統，大多數的機器包含機械系統、機器視覺系統（傳感器及自動檢測）、控制器及控制系統、執行器和軟件系統等五大部分[2]，涉及機械、液壓氣動、電工電子、通訊和計算機應用等技術。一個稍微復雜的機電一體化產品幾乎涉及到并超過機電類專業絕大部分知識和技能，因此通過科研項目可以運用幾乎所有專業課程的知識和技能，可以在實踐中學習，掌握知識的程度更加深刻。見表1。

（三）科研項目驅動的人才培養的組織形式

1.組織架構

由2～3位教師承擔起總工程師的角色，按照機器的五大組成結構將學生分成5個小組，執行器組任務相對少些，需要參加機械系統組的工作。見圖1。

2.組織制度

（1）五個小組各設定組長一名負責組織小組任務計劃制定、實施、交流討論和總結，每周五下午2：30或周日晚上7：30匯報一次任務進度情況及下周任務進度修改計劃。

（2）對于科研項目中疑難問題，由指導教師組織實施專題講座解決問題。

（3）每天都有指導教師現場指導，及時指導學生解決現場問題。

（4）高年級和低年級學生形成梯隊，團隊循環。

3.學生參與項目的成績評定與學分

制定學生簽到制度，考核出勤率，占總成績15%；學生互評成績占25%；組長評定成績占15%；教師根據學生參與項目的出勤、工作表現和業績評定一個成績占45%，總成績決定學生成績是否合格和等級，是否記入學生學分。

4.學生活動經費

經指導教師許可，學生參與科研活動的交通費從項目經費里報銷，學生周末參與科研項目可以獲得伙食補貼，從培養經費報銷。

（四）科研項目驅動的人才培養途徑實踐

1.學生參加與企業的需求洽談

學生由教師引導參觀企業生產線，了解企業生產工藝，開拓專業視野，參加與企業的洽談，了解市場的需求，做好洽談記錄。

2.學生參與總體方案討論與設計的輔助作用

重要的討論會安排在晚上進行，以方便科研團隊大多數教師和學生有時間參與；在方案的總體設計討論階段，學生主要參與了解情況，提出有決策性的想法還是有困難的；項目總體方案由負責的教師完成。

3.學生在詳細設計中主力作用

項目的總體方案設計完成后，進行方案的詳細設計，學生參與到各個部分中去。

（1）機械結構設計

教師只對總體結構和復雜零件進行3D建模設計，由高年級學生完成大部分零件3D建模設計及其運動仿真，教師檢查裝配和運動仿真是否干涉問題，再由低年級學生導出零件的二維平面三視圖并對三視圖進行尺寸公差標注；低年級學生對簡單的常見零件進行3D建模，導出二維平面三視圖并對三視圖進行尺寸公差標注。鼓勵掌握標準件和外購件選用，零部件的3D圖紙、二維圖紙，加工件清單和外購件清單均需存檔保存。

所有二維平面圖的比例必須1：1，所有零件的三視圖圖紙上必須加上一個軸測圖，所有二維平面圖能直接用于后續的機械加工。

（2）控制系統設計

高年級學生在教師指導下，完成電氣系統原理圖設計和氣動系統設計；低年級學生在教師指導下完成運動控制器、運動控制卡和元件選型購買，完成電氣系統接線圖繪制和氣動系統圖的繪制并存檔。

（3）執行系統設計

低年級的學生在教師帶領下，購買氣缸、步進電機及步進驅動器、伺服電機及伺服驅動器等執行件；掌握步進電機、步進驅動器、伺服電機和伺服驅動器接線原理以及驅動器的參數設置，設置參數存檔。

（4）機器視覺系統設計

高年級的學生在教師帶領下，購買傳感器、CDD和工業光源等外購件，參與教師主導的工業相機數據調用，對接軟件設計，參數設置和資料存檔。

（5）軟件系統設計

教師指導高年級學生編寫PLC控制程序、觸摸屏程序，教師編寫運動控制程序、軟件的人機界面和工業相機數據調用等程序，高年級學生參與編寫和軟件調試；所有程序均應存檔。

4.零件加工、機器裝配及調試

（1）學生要了解零件材料和表面處理工藝，急需零件和簡單零件由部分學生使用數控機床直接完成加工。

（2）了解冷軋板和不銹鋼鈑金加工工藝，掌握鋁型材件選用和裝配方法。

（3）學生完成全部電氣系統和氣動系統連接，控制柜與機器之間使用航空接頭連接，修改完善電氣系統和氣動系統接線圖。

5.開發資料整理歸檔保存

（1）各組學生負責電子資料經過教師審核后方可存檔。

（2）各組學生撰寫專利申請電子材料、撰寫論文電子材料和各類項目申報電子材料存檔。

（3）各個小組出現問題及解決方法資料存檔。

三、結束語

（一）實施科研項目驅動的專業人才培養途徑的效果

通過智能分揀包裝系統和激光打標機兩個項目的實踐，發現在項目開始的時候學生積極性并不高，隨著項目的進展，學生的主動性和積極性都提高了；學生參加科研項目的人數增加了，參與科研項目的意愿也增強了；總之，學生學習的興趣確實提高了，達到了科研項目驅動專業人才培養的目的。

（二）實施科研項目驅動的人才培養途徑的制約因素

應用型科研項目的實施需要高校政策支持，需要高校鼓勵教師科研教學一體化模式，還需要充足的經費支持；需要教師密切聯系企業和行業、了解行業、企業和社會的需求，校企合作展開應用型科研項目，解決企業實際技術問題。

目前的科研項目驅動專業人才培養途徑遇到一些困難。小規模科研項目驅動專業人才培養是可行的，而大規模實施將面臨經費的問題，面臨場地有限的問題；面臨教師工作量衡量問題，關于教師額外勞動報酬的問題，高校還沒有明確政策予以支持，時間久了，教師的積極性降低了；怎樣提高教師的積極性是急需解決的問題。

參考文獻：

[1]曾冬梅，黃國勛.人才培養模式改革的動因、層次與涵義[J].高等工程教育研究，2003，1：23.

[2]熊長煒，唐方紅，唐先軍.高職高專機電一體化技術專業能力綜合考核體系現狀與構建3[J].產業與科技論壇，2015，13，14（15）：81.

[3]李國利，周洪.機電類應用型本科人才課外培養實踐[J].高教學刊，2015（13）：136-137.

[4]朱黎，譚建軍，鄭明輝，等.基于創新創業素質的應用型人才培養模式改革探索[J].高教學刊，2017（2）：7-9.

[5]張義俊，吳慧敏，高展.高職高專機電一體化應用型專門人才培養探究[J].教育教學論壇，2014（42）：131-133.

[6]范進楨，鄭衛東，袁豪杰.高職高專機電類人才創新能力的培養與探索[J].職業技術，2006（14）：29.