機械設計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新探索

許蘭貴 韓林山 譚群燕

摘? 要 根據(jù)社會對智能制造人才的需求，結合專業(yè)認證要求，對機械類人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新進行探索，從分方向培養(yǎng)、實踐能力培養(yǎng)、卓越工程師培養(yǎng)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、課程建設等方面進行研究與實踐。實施效果表明，通過以上培養(yǎng)模式改革，人才培養(yǎng)質量提高明顯，學生就業(yè)率逐年提高，教學成果日益豐厚，學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果顯著增多。

關鍵詞 機械設計制造及其自動化專業(yè);精品課程;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);卓越工程師;實踐教育基地;網絡開放課程

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）06-0068-04

1 前言

人才培養(yǎng)模式改革以保證人才培養(yǎng)質量和提升學生的就業(yè)能力為根本出發(fā)點[1]。華北水利水電大學機械設計制造及其自動化專業(yè)在人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新方面，始終堅持以學生為中心，以滿足行業(yè)需求為出發(fā)點，不斷調整教學模式和教學內容，通過分方向培養(yǎng)、實踐能力培養(yǎng)、產學研結合、課外科技活動、精品課程建設、開放共享課程等方面，形成豐富多彩的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

2 改革創(chuàng)新的具體措施

分方向培養(yǎng)? 通過多年的沉淀積累，機械設計制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式日漸完善，課程體系更加科學合理。人才培養(yǎng)體系秉承鮮明的水電特色，以面向水電工程建設和工程車輛人才需求為導向，由建校初期的單一水利施工機械專業(yè)方向，根據(jù)社會發(fā)展需要調整為工程機械（鏟土運輸機械）、起重機械、車輛工程、機械電子工程四個專業(yè)方向，分別滿足不同行業(yè)的人才需求。如圖1所示，在制訂教學計劃時實施兩階段培養(yǎng)。

1）“基礎課階段”使學生掌握數(shù)學等自然科學、機械設計制造基礎和自動化基礎課程，滿足社會對本專業(yè)人才的基本需求。如圖1中機械設計制造類課程和自動化類課程均為基礎平臺段，要求各個方向的學生都要學習。

2）“專業(yè)方向段”則針對學生在掌握機械設計制造及自動化專業(yè)基礎知識的基礎上，分四個方向定制培養(yǎng)，滿足不同專業(yè)方向領域對人才的需求。如圖1中各個專業(yè)方向設置不同的課程體系。

根據(jù)兩階段培養(yǎng)模式，教學計劃靈活設置，以水電施工機械、機電結合安排教學內容，堅持重要的學科基礎課程、專業(yè)基礎課程列為必修課，避免學生漏選重要課程的學習。

圖1中工程基礎類課程和專業(yè)基礎類課程均為必修課。選修課根據(jù)專業(yè)方向分組，讓學生根據(jù)自己的興趣愛好，在接受一定的引導下，選擇適合自身發(fā)展的專業(yè)方向。該模式既兼顧了學生興趣和必要的知識結構，又滿足了學生能力培養(yǎng)及就業(yè)要求。圖1中各個方向的選修課程組，學生根據(jù)選擇的專業(yè)方向進行選修。

加強實踐能力培養(yǎng)? 加強實踐能力培養(yǎng)是提高學生創(chuàng)新能力的重要途徑[2]。依托近十年的教育教學改革研究成果和實踐經驗，建立不斷完善的實踐課程體系。實踐能力培養(yǎng)由課程實驗和集中實踐環(huán)節(jié)兩部分組成，以2016培養(yǎng)方案為例，共180學分，其中理論教學118學分，集中實踐環(huán)節(jié)和課內實驗62學分，占總學分的34.4%。實踐教學與理論教學學分比為1：1.9，滿足了國際工程專業(yè)認證對實踐教學的要求。

1）課程實驗環(huán)節(jié)。根據(jù)課程需求，設置課內實驗環(huán)節(jié)可加深學生對知識的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為加強學生的實踐能力，在制訂培養(yǎng)方案時增加實踐學時比例。以2016級培養(yǎng)方案為例，本專業(yè)共180學分，課程實驗學分為22學分，通過課程實驗環(huán)節(jié)使學生能夠更好地掌握理論知識，提高動手能力。同時，調整和修訂課程的實驗內容，增加設計型、綜合型、創(chuàng)新型實驗內容比重。以2016年培養(yǎng)方案為例，驗證型實驗與創(chuàng)新型、綜合型、設計型實驗比例為1：1.08，滿足有實驗的專業(yè)課程中50%以上課程有設計型、綜合型或創(chuàng)新型實驗的要求，對開發(fā)學生潛能、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件。

2）集中實踐環(huán)節(jié)。集中實踐教學體系如圖2所示，學生在不同的學習階段都有不同的實踐教學內容，構建學生不同的能力結構，實現(xiàn)學生實踐能力的有效培養(yǎng)。如基本素質訓練主要在大一、大二進行，基本技能訓練在大二、大三進行，專業(yè)技能訓練和專業(yè)綜合實踐在大三、大四穿插進行，創(chuàng)新能力訓練在整個大學期間持續(xù)進行。

以工程機械專業(yè)方向（鏟土運輸機械）為例，本專業(yè)集中實踐環(huán)節(jié)共有40學分（以2016年培養(yǎng)方案為例），圖2為集中實踐環(huán)節(jié)課程體系。實踐環(huán)節(jié)根據(jù)從低年級的基本素質訓練到高年級的綜合訓練循序漸進，創(chuàng)新能力訓練根據(jù)學生自身特點，從第一到第七學期完成，可以是學生申請的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，也可以是參加的各類專業(yè)賽事，以取得獎勵或發(fā)表論文或申請專利為計分標準。

實施校企聯(lián)合培養(yǎng)，提升學生的工程素養(yǎng)? 機械專業(yè)知識的學習要求理論與實踐有機結合，才能使學生加深對知識的理解。因此，學生學習的理論知識能夠在企業(yè)實際應用為有效的學習途徑。只靠學校教育，在課堂、實驗室和校內實訓場所，難以培養(yǎng)高素質的應用型人才。同時，現(xiàn)代科技飛速發(fā)展，許多新技術日新月異，學校教育與科技發(fā)展不可能同步，學生在企業(yè)可以獲得最新的實用技術，鍛煉創(chuàng)新能力。因此，專業(yè)建設必須與企業(yè)相結合。近幾年來，機械制造及其自動化專業(yè)針對機械行業(yè)特點，逐步形成校企聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制，強化理論教學與工程實踐的結合。

1）建設校外實踐教育基地。建設校外實踐教育基地，承擔學生校外實踐教育任務，促進高校和行業(yè)、企事業(yè)單位、科研院所聯(lián)合培養(yǎng)人才新機制，提升高校學生的創(chuàng)新精神、實踐能力和就業(yè)能力[3]。機械設計制造及其自動化專業(yè)申請的大學生校外實踐教育基地——華北水利水電大學—鄭州新大方重工科技有限公司工程實踐教育中心，被評選為國家“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地。同時，學校先后與洛陽一拖、河南衛(wèi)華集團、湖北十堰東風汽車集團等11個單位建立校外實習基地，保證實踐教學環(huán)節(jié)的有效進行。

2）開展卓越工程師教育。“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務[4]。該培養(yǎng)模式對工程型、應用型人才培養(yǎng)是一次新的校企合作嘗試。

①卓越工程師教育校企合作模式。實施“3+1”人才培養(yǎng)模式：在前三學年，學生在校內學習與機械學科相關的基礎課程、專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程，以及參加相應的實踐性教學環(huán)節(jié);在第四學年，學生在相關工程機械裝備制造企業(yè)或汽車制造企業(yè)學習和實踐。機械設計制造及其自動化專業(yè)與相關合作企業(yè)如鄭州新大方重工科技有限公司、鄭州三和水工混凝土機械有限公司、河南衛(wèi)華集團、宇通客車有限公司等建立了長期有效的校企合作關系。

學生在企業(yè)學習階段，結合合作企業(yè)的產品特點，參加生產、檢驗、測試、研發(fā)、銷售等部門的輪崗實習和課程設計，并在該環(huán)節(jié)學習后期按照學校畢業(yè)設計選題相關規(guī)定和要求，結合企業(yè)需求確定畢業(yè)設計課題，設計內容及成果須滿足學校教學管理相關規(guī)定和要求。

②采用“校企雙導師”指導模式。從四年級開始，為學生配備校內和校外（企業(yè)）兩名導師，分別由校內具有工程實踐經驗的教師與企業(yè)中業(yè)務水平高、責任心強的工程師擔任。企業(yè)指導教師負責學生在企業(yè)學習期間的工作安排、考勤記錄和技術指導工作，指導學生的輪崗實習、課程設計及畢業(yè)設計。企業(yè)指導教師根據(jù)學生的實習表現(xiàn)，給出企業(yè)實習成績，作為實踐環(huán)節(jié)考核的組成部分。

經過幾年的發(fā)展，卓越工程師項目已完成兩屆學生的培養(yǎng)，畢業(yè)生工程能力、實踐能力較強，大部分學生畢業(yè)后直接進入實習企業(yè)就業(yè)。

創(chuàng)新能力訓練? 實行班導師制，班導師負責學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學分。班導師根據(jù)學生自身特點，培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才苗子，讓能力突出的學生提早開始接受科研訓練，并帶動周圍同學成立科技創(chuàng)新小組，發(fā)揮每個學生的優(yōu)勢，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高綜合素質。創(chuàng)新能力培養(yǎng)在培養(yǎng)方案中從素質拓展和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外實踐活動兩方面進行加強。

1）素質拓展活動。開展第二課堂活動，目的在于拓展學生素質，引導和幫助學生全面成長。為促進學生參加素質拓展活動，從2014年開始在培養(yǎng)方案中增設一學分的素質拓展。素質拓展活動體系包含社會實踐（社會調查，科技、文化、衛(wèi)生“三下鄉(xiāng)”活動，勤工助學活動）、志愿者活動（青年志愿者開展的各種公益活動）、社團活動（各種文藝、體育團體和學術團體活動）、文體活動（文化節(jié)、藝術節(jié)、體育節(jié)及各種文藝體育活動）。

2）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外實踐活動。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力，機械設計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)方案中開設公共基礎課“大學生就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導”（第1～7學期完成）和實踐環(huán)節(jié)課程“大學生就業(yè)指導與創(chuàng)業(yè)實踐”（第5～8學期完成）。為此，學校鼓勵學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”等科技競賽，積極組織學生參加校、省及國家三級比賽。為保證活動能長期持續(xù)發(fā)展，成立機械學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，配備從事機械、電子制作的常用工具;建立開放實驗室和校外實習基地，為學生提供便利，將教師是否指導學生課外科技活動和指導質量與班導師考核掛鉤。所有這些有利條件激發(fā)了學生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的熱情，提高了學生科技作品的制作水平，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

經過幾年的發(fā)展，學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動中通過傳幫帶積累了豐富的實踐經驗和創(chuàng)新能力，在校、省、國家三級比賽中取得優(yōu)異成績。

課程建設? 課程是教育教學的基本依據(jù)，是實現(xiàn)學校教育目標的基本保證[5]，對學生全面發(fā)展起著決定性的作用。多年來，機械設計制造及其自動化專業(yè)持續(xù)不斷加強課程建設，先后建立精品課程、網絡開放課程等。

1）精品課程建設。本專業(yè)現(xiàn)有四門省級精品課程“微機原理及應用”“機械設計”“機械制造技術基礎”和“液壓與氣壓傳動”，一門校級精品課程“現(xiàn)代設計理論及方法”。精品課程涵蓋專業(yè)基礎課和主要專業(yè)課程。

2）加強網絡教學資源開發(fā)和共享平臺建設。建設面向全校的網絡課程和數(shù)字化資源中心，實現(xiàn)精品課程、網絡課程的各種教學資源網上開放，為廣大教師和學生提供免費的學習資源。

以“機械制造技術基礎”課程為例，該課程經過多年建設，已建成多媒體教學、網絡教學等多種教學模式，開展以課堂講授為主，網絡學習、分組討論為輔的互動教學。經過不懈努力，“機械制造技術基礎”于2015年通過轉型，升級為河南省高等學校精品資源共享課程，為課程建設提供了更好的平臺。

3）教材建設。課程內容大部分是通過教材來具體體現(xiàn)的。教材是師生教與學的基本素材，是體現(xiàn)一定教學目的的重要工具。在教材選用方面，把優(yōu)秀教材、精品教材作為教材選用的主要目標。同時，鼓勵有經驗的老教師根據(jù)自己的教學經驗和學科發(fā)展情況積極開展教材建設，參編或主編教材。

3 實施效果

華北水利水電大學機械學院機械設計制造及其自動化專業(yè)通過上述人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新所采取的措施，人才培養(yǎng)主要取得四個方面的成績。

人才質量顯著提高? 近幾年來，機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生整體上基礎理論扎實，工程實踐能力強，綜合素質高，受到用人單位的普遍好評。從河南省大中專畢業(yè)生就業(yè)信息管理系統(tǒng)查知，畢業(yè)生一次性就業(yè)率近五年分別為98.45%、94.93%、94.06%、97.31%、96.35%，均在94%以上;大部分學生進入工程建設及汽車制造企業(yè)，出口暢、入口旺。

教學成果日益豐碩? 經過多年的探索與實踐，機械設計制造及其自動化專業(yè)專任教師已經主持“教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃—機械設計制造及其自動化專業(yè)”等六項省級及以上教學改革及研究項目;主持“國家工程實踐教育中心—華北水利水電大學—鄭州新大方重工科技有限公司工程實踐教育中心”等九項省級及以上本科教學工程項目;獲得省級及以上教學成果四項;“微機原理及應用”

“液壓與氣壓傳動”“機械設計”“機械制造技術基礎”四門課程被定為省級精品課，“現(xiàn)代設計及理論”課程被定為校級精品課;主編并出版《機械設計》等17部教材;發(fā)表13篇教科研論文。

師資力量日顯實力? 多年來，本專業(yè)在人才引進上注重師資隊伍的多元化建設，引入有半年以上機械行業(yè)經驗的教師充實專職教師隊伍以加強卓越工程師教育。目前，專任教師中有一名全國優(yōu)秀教師、一名河南省優(yōu)秀教師、一名校教學名師;一名教師獲得河南省教育系統(tǒng)教學技能競賽一等獎，多名教師獲得校級講課大賽獎勵。

學生大賽成績顯赫? 近四年來，本專業(yè)學生申報《“斤斗云”便攜式載人飛行器》等17項國家級、省級、校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，獲得省級及以上各類競賽獎勵12項，在國內外學術期刊上發(fā)表學術論文11篇，申請專利七項，參與教師科研項目10項。

4 結語

不斷進行人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新改革是提高教學質量、提升學生創(chuàng)新能力及實踐能力的有效手段。地方高校要準確定位，合理規(guī)劃，與時俱進，及時吸收國內外先進經驗，以專業(yè)認證為目標進行教育教學模式改革，豐富教學手段和教學內容，使大學生知識和能力結構更加全面，滿足社會對人才的需求。■

參考文獻

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[5]林杰，劉國瑞.關于深化中國特色高等教育人才培養(yǎng)體系改革的幾個問題[J].中國高教研究，2015（3）：21-25.