項目、課程、競賽：“三三制”機電人才培養模式探索

金禮　顧小英　黃金保　何汶星　趙岳　胡明哲

摘 要：本文針對地方高校在新工科改革的作用，提出項目、課程、競賽相結合的“三三制”機電人才培養模式，積極推動專業人才融入當地工業與經濟的發展，為機電專業的人才培養提供了新的參考。

關鍵詞：地方高校 三三制 培養模式 機電專業

Project， Course and Competition： Exploration of“Three Three System” Training Mode of Mechanical and Electrical Talents

Jin Li，Gu Xiaoying，Huang Jinbao，He wenxing，Zhao yue，Hu mingzhe

Abstract：In view of the role of local colleges in the reform of new engineering， this paper puts forward the "three three systems" training mode of mechanical and electrical talents combining projects， courses and competitions， actively promotes the integration of professional talents into the development of local industry and economy， and provides a new reference for the talent training of mechanical and electrical specialty.

Key words：local colleges， three three systems， training mode， electrical specialty

1 引言

近年來隨著“中國制造2025”重大戰略的實施，教育行業針對工科制定了新的培養計劃，提出地方高校在新工科的改革中發揮著緊密聯系地方經濟發展和產業進步的重要作用[1]。機電專業構筑了工程領域和機電設備領域的基礎，肩負為我國工程類單位和建造業培養高級工程技術人才的重任。在新工科發展背景下，地方高校可以考察當地的特色產業，著眼于區域工業和經濟的發展，重點培養相關領域所迫切需要的專業技術人才以及對社會未來發展有作為的專業型人才，推進相關領域的發展和經濟的進步[2]。

目前，國內外一流高校的機電專業人才培養模式都十分重視理論知識與實踐相結合[3]。富蘭克林歐林工程學院極為重視實用教育，將“項目為基礎”的教學模式貫穿于整個教學過程當中。佐治亞理工學院針對機電課程實行項目導向的新教學模式，多個實驗貫穿該教學模式。中南大學在機電課程中設置了多個課程，例如數控車床的手工編程;數控銑床的手工編程;插補算法的設計與實現;直接編程任意平面圖形控制與加工等課程。天津大學在機電課程中，將理論授課和實驗緊密結合在一起，在學時分配上，實驗和理論授課學時接近1：1。

綜上所述，對比國內外一流大學機電專業人才培養的課程體系、授課模式、授課內容和實驗設置，可以清晰地認識到我校機電專業存在的差距。因此，亟待開展機電專業人才培養模式的改進與探索。

2 “三三”制人才培養模式內容

本文以貴州民族大學的機電專業學生為研究對象，計劃將2020級機電專業學生按項目、課程、競賽三個方面進行培養，簡稱“三三制”培養方案。

2.1 項目

全機電專業學生分為機械組、硬件組和軟件組3個大組，其中每一個大組分為6個小組，每組一般5人。

機械組的項目是“基于鋁鎂合金的輕量化機械臂系統設計”，涉及一種輕量化的機械臂，包括：大臂、小臂、抓手、防水基座、驅動機構、電源裝置和控制裝置，其中驅動機構包括分別用于驅動大臂、小臂和抓手的同步帶輪式驅動機構。該項目改用輕質量的鋁鎂合金結構替代重質量的鋼結構，以達到降低機械臂成本和提高機械臂靈活性的目的。

因為機電設備的硬件與軟件幾乎不分家，所以硬件組和軟件組的共同項目是“數字化熔化極氣保焊焊機的研發”和“用于電池制造的小型點焊機系統”，軟件和硬件一般是相輔相成的。“數字化熔化極氣保焊焊機的研發” 項目包括有限雙極性主電路、各功能模塊、DSP最小單元、人機通訊和無線組網，“用于電池制造的小型點焊機系統”項目包括氣閥的焊接頭控制系統、電池承載機臺運動系統、嵌入式控制系統、基于Android的人機交互系統。以上內容中的硬件和軟件部分分別培養硬件組和軟件組完成。同時，根據機械組、硬件組和軟件組的項目進展情況，布置項目小組成員的本科畢業論文題目，讓學生同時完成項目和本科畢業論文，從而在時間和效果上為學生今后的工作、考研和出國贏得主動。

當然，機械組、硬件組和軟件組的項目并不是一成不變的，而是隨著企業的實際需要而動態調整的。老師和學生需時常到機電企業調研，了解企業在生產實踐中迫切需要解決的難題，將這些難題以學生項目的形式引入學校，由企業出資贊助，老師提供專業指導，以學生為主體來進行相關科學研究，解決企業問題，幫助企業發展。這樣一方面使學校教學與企業實際相接軌，讓學生真正走進企業一線，了解機電專業學科前沿及發展趨勢，熟悉和掌握企業最先進的生產設備和制造技術;另一方面，也有效促進了當地經濟發展。

2.2 課程

構建項目引導式機電課程教學體系。圍繞裝備中的復雜機電控制問題，融合大數據、人工智能、現代測控等新技術，打破傳統機電課程的知識構架壁壘，實施知識握手、去粗取精、優化導入導出。以“基于鋁鎂合金的輕量化機械臂系統設計”、“數字化熔化極氣保焊焊機的研發”和“用于電池制造的小型點焊機系統”這三個項目為主體，實現現有機電課程教學環節的融合、貫穿，研究項目導向的教學體系下課程的教學模塊、設計模塊體系內容。

以“基于鋁鎂合金的輕量化機械臂系統設計”項目為例，機械設計課程群以該項目做為一個載體，將機械設計課程群內的專業課程進行了內容的整理和重新組合，依據各門課程所要培養的能力將其劃分為若干模塊，同時將產品創新設計的主線剖析為方案設計、對方案的評價、零件設計、部件與總體設計、結構創新設計、優化設計、制造與測試等內容，貫穿于機械設計課程群內各課程教學的全過程。機械設計課程群內將機械原理、機械設計、項目實踐這三門課程分為主干課程，將基于 ADAMS的機械動力學仿真、機械創新設計、有限元分析、優化設計這四門課程劃分為輔修課程，通過對課程內容的重新設計與整合，從而創建各相關課程之間的關系圖，通過修訂教學大綱，進行課程的銜接與一體化設計。

2.3 競賽

通過各類競賽強化項目和課程。一方面，鼓勵學生參加機械制圖、“互聯網+”、“挑戰杯”等形式多樣的競賽以促進學生的創造欲望。另一方面，還通過課中和課后開展一些小制作比賽，讓學生在比賽的條件下進行機械的設計、加工、制作等。

在政策引導上，學校除了制定各種獎勵辦法外，還可以專門設置課外學分，激勵學生主動運用所學的機電專業課知識參加各個級別的課外科技競賽，以達到鍛煉和培養學生創新能力的目的。很多科技類創新比賽要求學生的參賽作品是實物，這對學生的實踐動手能力提出了要求，即學生不僅要有分析和創新實際項目的思維，還需要親自動手實施自己的設計方案。這使學生的創新能力與實踐能力有效地結合在一起，全方位地培養和發展了學生的工程實踐創新素質。

3 結語

基于項目、課程和競賽的“三三制”機電專業人才培養方案，是為了更好的服務學生的工作、考研和出國。該培養方案中，課程是基礎，項目是途徑，競賽是檢驗，三者三位一體，密不可分。該方案為地方高校機電專業人才培養模式的探索提供了新的思路。

基金項目：貴州省教育廳教改項目（NO.2019070）。

參考文獻：

[1]黃曉玫，李鴻飛，黃濤.強化培養學生實踐能力和創新能力的探索與實踐[J].實驗技術與管理.2014，31（2）：1-4.

[2]蔣英蘭，朱福勝.新工科背景下機械設計課程與教學改革[J].集美大學學報，2019，7：85-88.

[3]黃曉玫，李鴻飛，黃濤.基于“卓越工程師教育培養計劃”的實踐能力培養模式研究[J].繼續教育研究，2015，（5）：40-42.