機(jī)械電子專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

趙微雪 董宏偉

黑龍江工商學(xué)院 黑龍江 哈爾濱150001

機(jī)械電子工程又被稱之為機(jī)電一體化技術(shù),是結(jié)合了機(jī)械化與自動化技術(shù)的一門熱門學(xué)科。目前,機(jī)械電子技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到我們生活的方方面面,設(shè)備制造、航空航天、醫(yī)療技術(shù)等各行業(yè)各都離不開機(jī)械電子技術(shù)。機(jī)械電子工程作為高校的一個熱門學(xué)科,擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的重要責(zé)任。如何區(qū)別于傳統(tǒng)培養(yǎng)模式,以應(yīng)用型、綜合型人才培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)為社會輸出高品質(zhì)人才是目前高校需要重點(diǎn)考慮的問題。因此,機(jī)械電子專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究具有重要意義。

一、機(jī)械電子工程專業(yè)特點(diǎn)

1.1 機(jī)械電子專業(yè)特點(diǎn) 目前,機(jī)械電子專業(yè)人才在本科層次的培養(yǎng)更加側(cè)重于技術(shù)性人才的培養(yǎng)。有些高校單獨(dú)設(shè)置有機(jī)械電子工程專業(yè),大部分高校將電子工程專業(yè)作為一個培養(yǎng)方向設(shè)置在機(jī)械電子工程專業(yè)或機(jī)械工程及其自動化專業(yè)下[1]。

1.2 機(jī)械電子專業(yè)辦學(xué)模式特點(diǎn) 上世紀(jì)80年代,為了應(yīng)對各校歸口行業(yè)的人才需求,各大高校開始在原有專業(yè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整,設(shè)置機(jī)械電子工程專業(yè)。此時的教學(xué)計劃主要偏向于“機(jī)靠電”或者“電靠機(jī)”,而一體化新技術(shù)的專業(yè)課程較少,一體化水平相對較弱。雖然如此,但隨著計算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)的滲入,這個時期培養(yǎng)的機(jī)電一體化人才在推動我國的自動化技術(shù)上仍起到了十分重要的作用[2]。到了90年代以后,為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)體制的調(diào)整以及學(xué)科的發(fā)展,各高校陸續(xù)對機(jī)械電子專業(yè)的培養(yǎng)模式進(jìn)行調(diào)整。在教學(xué)模式上注重理論到實踐的延伸,提出“寬口徑,廣適應(yīng)”的原則。在課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容上,突出專業(yè)課程中的新技術(shù)和適用技術(shù)。同時提出了“三結(jié)合”的管理方法,即理論與實踐相結(jié)合,教學(xué)與生產(chǎn)相結(jié)合,機(jī)與電相結(jié)合。

二、人才培養(yǎng)模式探究

2.1 CDIO理念CDIO是目前國際教育中的一種創(chuàng)新型模式,從字面上理解,CDIO分別代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運(yùn)行(Operate)。CDIO強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計的導(dǎo)向性作用,以產(chǎn)品的全生命周期為載體,旨在從學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力、適應(yīng)能力等多個方向?qū)W(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)[3]。CDIO的教學(xué)模式主要有三個核心,分別是愿景、大綱以及12 條準(zhǔn)則。CDIO的愿景即希望為學(xué)生提供一種基于真實產(chǎn)品和基礎(chǔ)工程的工程教育。CDIO的大綱通過將工程師應(yīng)當(dāng)具備的各種能力進(jìn)行細(xì)分,使教育過程更加系統(tǒng)且具有針對性。CDIO所列的12條準(zhǔn)則主要對教育過程起指引作用,使得整個過程具有可操作性。CDIO作為一種先進(jìn)性、科學(xué)性與綜合性的教育模式,對于機(jī)械電子專業(yè)人才培養(yǎng)具有指引意義。

2.2 基于CDIO的專業(yè)課程體系建設(shè) 采用模塊化的方式將課程體系分為公共基礎(chǔ)課程、機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計課程、機(jī)電系統(tǒng)控制課程、工程測試與信息處理課程、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程以及項目綜合實踐課程六大類。

公共基礎(chǔ)課程包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、大學(xué)物理、毛澤東思想等基礎(chǔ)課程,以培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)的科學(xué)知識能力;機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計課程包括材料力學(xué)、機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)器人原理與機(jī)構(gòu)設(shè)計等課程,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的問題分析以及工程設(shè)計能力;機(jī)電系統(tǒng)控制課程包括電工電子技術(shù)、機(jī)電傳動控制、液壓與氣動控制等課程,培養(yǎng)學(xué)生對于機(jī)電系統(tǒng)的控制與傳動知識的了解;工程測試與信息處理課程包括機(jī)械測試技術(shù)、傳感器技術(shù)等課程,讓學(xué)生了解控制信息的產(chǎn)生、傳遞以及處理等原理,培養(yǎng)其運(yùn)用現(xiàn)代工具的能力;計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程包括單片機(jī)與接口技術(shù)、PLC技術(shù)、計算機(jī)仿真等課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生對于機(jī)電產(chǎn)品的分析研究以及設(shè)計能力;項目綜合實踐課程包括機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)器人創(chuàng)新實踐等課程,串聯(lián)前述課程,并培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力。

專業(yè)課程的模塊化設(shè)置主要參考CIDO 準(zhǔn)則,對學(xué)生的工程知識、問題分析、方案設(shè)計、研究、現(xiàn)代工具使用、工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、團(tuán)隊合作、溝通協(xié)調(diào)、項目管理等方面的能力進(jìn)行培養(yǎng)。課程的設(shè)計思路如圖1所示。

2.3 基于CDIO的培養(yǎng)模式建設(shè) 在傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上,運(yùn)用CDIO理念,加強(qiáng)應(yīng)用型教學(xué)、科研參與等內(nèi)容。

借鑒“卓越工程師培養(yǎng)模式”的方式,加強(qiáng)學(xué)生校外學(xué)習(xí)經(jīng)歷。采取與校外企業(yè)合作的方式,由校內(nèi)導(dǎo)師和校外企業(yè)工程師共同參與學(xué)生的培養(yǎng)及教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計,學(xué)生通過參與企業(yè)課題,提高對實際工程過程的認(rèn)識[3]。可定期組織討論與匯報,讓學(xué)生總結(jié)所參與企業(yè)項目的進(jìn)展與感想。在畢業(yè)論文環(huán)節(jié),可讓學(xué)生直接根據(jù)其所參與的企業(yè)課題展開,一方面有助于學(xué)生對所參與的企業(yè)課題進(jìn)行深層次的總結(jié)和反思,另一方面有助于提高其將校內(nèi)所學(xué)理論與校外所參與實踐相結(jié)合的能力。

讓學(xué)生參與到導(dǎo)師研究課題當(dāng)中,并參與相關(guān)學(xué)術(shù)討論。可以讓學(xué)生在課題中擔(dān)任一定的角色,通過自己的努力解決一些問題;可以邀請國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者來校講座,提高學(xué)生對于科技前沿情況的了解,加深其科研興趣,并幫助學(xué)生更好的參與科研活動;可以通過組織科研創(chuàng)新活動,并將其作為學(xué)分系統(tǒng)的一部分,打破學(xué)生對于科研過程的距離感,提高學(xué)生參與積極性;可以讓學(xué)生參與到相關(guān)論文的研究與發(fā)表過程中去,提高其對于科研成果的總結(jié)與歸納能力,將勞動過程轉(zhuǎn)為實際成果進(jìn)行輸出。通過對研究過程、學(xué)術(shù)討論以及論文發(fā)表等過程的參與,可以提高學(xué)生對于科研過程的參與能力以及理論知識的運(yùn)用能力。

圖1 基于CDIO的專業(yè)課程體系

結(jié)語

21世紀(jì),中國將作為先進(jìn)制造業(yè)中心為世界制造業(yè)輸出巨大的能量。培養(yǎng)先進(jìn)的機(jī)械電子專業(yè)人才,是國家發(fā)展的需要。本文基于CDIO教育理念從專業(yè)課程體系建設(shè)和培養(yǎng)模式建設(shè)兩個方面對機(jī)械電子專業(yè)人才培養(yǎng)模式提出了相關(guān)意見和建議。旨在幫助社會輸出更多應(yīng)用型、綜合型機(jī)電一體化人才。