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機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索
隨著我國制造業(yè)的高速發(fā)展,先進制造技術(shù)正迅速取代傳統(tǒng)制造技術(shù),,如何提高機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力,,使他們能夠迅速適應(yīng)機械工業(yè)的發(fā)展,是當前機械類人才培養(yǎng)中的重點,。隨著面向工程教育的專業(yè)認證在國內(nèi)外的普及,,西安工程大學(xué)以專業(yè)認證為契機,對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)模式進行了改革,,以適應(yīng)新時期社會對該專業(yè)的要求,。
一、原有教學(xué)模式剖析
西安工程大學(xué)是一所以紡織服裝為辦學(xué)特色的普通高校,。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)前身為紡織機械專業(yè),,成立于1978 年,專業(yè)自成立以來,,為我國機械行業(yè)培養(yǎng)了大批工程技術(shù)人才,。隨著國內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,一些低端產(chǎn)業(yè)陸續(xù)轉(zhuǎn)移或淘汰,,作為勞動密集的紡織行業(yè)整體陷入低迷,,學(xué)校生源數(shù)量質(zhì)量都有一定的滑坡,該專業(yè)也受到一定的影響,,不少困難制約著專業(yè)的發(fā)展,,具體體現(xiàn)在以下幾方面:
(一)專業(yè)特色不鮮明
紡織機械具有鮮明的行業(yè)特色,但是紡織行業(yè)產(chǎn)能過剩,,過度市場競爭導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟效益低下,,教師難以拿到企業(yè)科研項目,圍繞紡織機械開展的科研工作難以獲得顯著的成績,,致使具有紡織機械背景的高學(xué)歷人才不斷減少,,學(xué)生就業(yè)到紡織機械行業(yè)的人數(shù)。近十余年,,經(jīng)過多次培養(yǎng)方案的調(diào)整,,該校目前本科機械類教學(xué)僅開設(shè)紡織機械概論一門特色課程,也只是為了保留特色而開設(shè)相應(yīng)課程,,沒有真正起到特色專業(yè)培養(yǎng)的作用,。
(二)課程設(shè)置脫節(jié)
培養(yǎng)方案中課程體系陳舊,因人設(shè)課,,專業(yè)課學(xué)時多,,總學(xué)時過多,,部分課程教學(xué)內(nèi)容重疊。理論教學(xué)與實踐教學(xué)比例不合理,,一些課程只注重基本理論的學(xué)習(xí),,忽視了實踐環(huán)節(jié)。教材更新過慢,,有些課程很少涉及學(xué)科發(fā)展前沿的東西,,教材內(nèi)容缺乏時代性,新穎性,,比如單片機原理及應(yīng)用仍采用傳統(tǒng)教材,,講授早已過時的8031 單片機,再比如紡織機械概論,,講授的都是上世紀70 年代的設(shè)備工藝,,這些課程對學(xué)生走上工作崗位后的能力幫助很低。一些實踐課程,,由于各種原因而只對學(xué)生進行參觀演示,,缺少動手操作的機會,這些與專業(yè)認證要求出入較大,。也導(dǎo)致學(xué)生雖然滿腹經(jīng)綸,,卻動手實踐能力較差。
(三)專業(yè)急需人才缺乏
目前新進教師都具有重點高校博士學(xué)歷,,在入職后都能夠完成基本教學(xué)任務(wù),,但是具有高水平科研和高度敬業(yè)的教師很少,尤其是懂紡織機械的青年博士更是稀缺,,引進的人才學(xué)術(shù)研究寬泛,,不能有效形成團隊。
二,、修訂本科培養(yǎng)方案,,保證可持續(xù)的人才培養(yǎng)
鑒于此,利用專業(yè)認證申報契機,,對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)進行改革,,使該專業(yè)既能符合認證標準,同時又辦出行業(yè)特色,。我們首先確定了本專業(yè)本科教學(xué)重點培養(yǎng)方向,,通過建立機械類公共平臺課,分方向?qū)I(yè)選修課,,依靠實踐環(huán)節(jié)的支撐,,完善教學(xué)體系,突出紡織機械辦學(xué)特色,,結(jié)合當前機械制造業(yè)的發(fā)展需要,,培養(yǎng)紡織機械設(shè)計,、先進制造、機械電子方面的應(yīng)用技術(shù)人才,。
(一) 做好頂層設(shè)計,,確定培養(yǎng)目標
依據(jù)專業(yè)認證標準,控制學(xué)時與學(xué)分數(shù),。該校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)名稱做過如下更名: 紡織機械→機械工程及自動化→機械工程→機械設(shè)計制造及其自動化。依據(jù)專業(yè)認證要求,,結(jié)合專業(yè)的辦學(xué)歷史,、技術(shù)基礎(chǔ)和辦學(xué)定位,確定本專業(yè)的培養(yǎng)目標有以下4 個方面:
1. 以紡織機械及裝備為特色,,培養(yǎng)能夠研究和解決復(fù)雜工程問題的專業(yè)技術(shù)人才,。
2. 能夠有效從事工程項目管理、生產(chǎn)運行管理等工作,。
3. 具有工程職業(yè)道德,、人文社會科學(xué)素養(yǎng)、團隊意識,、有效地表達與溝通等綜合素質(zhì),。
4. 能夠自主學(xué)習(xí),具有創(chuàng)新和終身學(xué)習(xí)意識,。
(二)依據(jù)認證標準,,修訂人才培養(yǎng)方案
根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案需求,對原有的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)體系進行整合優(yōu)化,,刪除與專業(yè)畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標關(guān)聯(lián)性不大的課程,,增設(shè)符合行業(yè)發(fā)展需求、對專業(yè)培養(yǎng)需求支撐度高的課程,。原有培養(yǎng)方案總學(xué)時較大,,理論課時多,實驗與實踐環(huán)節(jié)薄弱,,不符合專業(yè)認證標準,。新的培養(yǎng)方案總體規(guī)劃總學(xué)分控制在185 學(xué)分以內(nèi),總學(xué)時2400左右,。其中,,理論教學(xué)學(xué)分不超過140 學(xué)分;主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分占總學(xué)分的比例不少于總學(xué)分的25%,。學(xué)生必須在第二課堂中完成至少8 學(xué)分,。具體學(xué)分分配見表1。
表1 課程結(jié)構(gòu)體系及學(xué)時學(xué)分構(gòu)成表
(三)重構(gòu)課程體系
根據(jù)培養(yǎng)方案的學(xué)分構(gòu)成,,按照“厚基礎(chǔ),、寬口徑”的培養(yǎng)精神,,通識教育81 學(xué)分,學(xué)科基礎(chǔ)教育38 學(xué)分,,專業(yè)教育25 學(xué)分,。通識教育平臺主要是培養(yǎng)和提高學(xué)生的政治修養(yǎng)、思想品德修養(yǎng),、人文素質(zhì)和法制觀念,,增強學(xué)生的愛國熱情、事業(yè)心和責(zé)任感,;學(xué)科基礎(chǔ)課平臺包括學(xué)科基礎(chǔ)平臺課和專業(yè)基礎(chǔ)課,,主要有畫法幾何及機械制圖、電工學(xué),、理論力學(xué),、材料力學(xué)、機械原理,、機械設(shè)計等課程,,主要培養(yǎng)學(xué)生具備機械專業(yè)的*基礎(chǔ)知識;專業(yè)教育是重構(gòu)課程體系的難點,,按照學(xué)科名稱涉及機械設(shè)計,、機械制造及機電控制三個目標,要在本科階段全面培養(yǎng)具有設(shè)計制造及其自動化的課程將嚴重超學(xué)時,。因此,,在該平臺上構(gòu)建專業(yè)核心課和分方向?qū)I(yè)選修課兩個模塊,專業(yè)核心課選擇三個目標方向的特點的課程,,主要有現(xiàn)代設(shè)計方法,、機械制造工藝學(xué)、單片機原理及應(yīng)用和液壓傳動及控制技術(shù)4 門主干課程,。分方向?qū)I(yè)選修課分為紡織機械設(shè)計方向,、機械制造方向和機電控制方向。分方向模塊選修課見表2,。在紡織機械設(shè)計方向加深了與紡織相關(guān)的專業(yè)課程內(nèi)容與數(shù)量,。
表2 分方向?qū)I(yè)選修課
(四)規(guī)范校外實踐環(huán)節(jié)
按照機械類應(yīng)用型本科學(xué)生的培養(yǎng)目標及方案,優(yōu)化整合機械類各專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí),、畢業(yè)實習(xí)和企業(yè)訓(xùn)練基地實踐,、實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)實習(xí)注重學(xué)生對機械加工全過程認識,。學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)都安排在一家具有代表性的大型機械加工企業(yè),,學(xué)習(xí)了解典型零件的設(shè)計生產(chǎn)過程,增強學(xué)生機械產(chǎn)品認識。畢業(yè)實習(xí)注重擴大學(xué)生對不同類型的機械企業(yè)的認識,,擴大學(xué)生的視野,,要求選擇5~10 家不同類型的大中型企業(yè)參觀。在實習(xí)過程中鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實際生活中產(chǎn)生的各類問題,。學(xué)生在實習(xí)結(jié)束后需要提交專業(yè)實習(xí)報告,,從而使校外實習(xí)對學(xué)生能力培養(yǎng)落在實處。
(五)建立CDIO 實驗平臺,,提升實驗效果積極引入CDIO 工程教學(xué)大綱理念,,強調(diào)學(xué)生自主式、開放式,、協(xié)作式,、探究式為主的實踐學(xué)習(xí)方式,促進學(xué)生個性化和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),。實踐平臺實施項目式教學(xué),即以實踐項目為中心,,突出產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和學(xué)生主動實踐兩個特點,,組成項目實施團隊。在實踐項目實施過程中教師僅負責(zé)項目咨詢,、技術(shù)支持,、過程監(jiān)控,即不參與或少參與學(xué)
主題項目的實施工作,,實踐項目結(jié)果評定由教師和項目實施團隊共同完成,。這種模式目前我校已在機械綜合實驗中開展,該實驗設(shè)置在第六學(xué)期末的一周時間,,項目主要由學(xué)生自主選題,、專家論證、方案設(shè)計與自主實施等環(huán)節(jié)組成,。
三,、加強師生能力培養(yǎng)
(一)加強師資隊伍的建設(shè)
目前通用的機械類博士人才的引進是得到充分的保證,現(xiàn)在每年都能夠引進若干名重點高校的高素質(zhì)博士,。但是紡織機械學(xué)科的博士由于歷史原因,,只能從東華大學(xué)引進,由于人數(shù)稀缺,,很難得到補充,,造成特色學(xué)科人才出現(xiàn)斷檔,而新的優(yōu)勢學(xué)科也沒有培育形成的尷尬局面,。目前我校的做法是通過校校聯(lián)合,,將年輕老師通過國內(nèi)外進修的方式去其他兄弟紡織院校補充學(xué)習(xí)紡織機械相關(guān)知識,促進他們較快的了解紡織機械,,使其能夠勝任教學(xué)環(huán)節(jié),。同時,,通過暑期企業(yè)實踐,安排教師去紡織企業(yè)鍛煉,,使青年教師能夠在紡織行業(yè)尋找研究熱點,。并且加大聘用校外企業(yè)技術(shù)人員作為畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師的力度,通過畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的橫向比較,,讓老師認識到自身實踐能力的不足,,促進教師自覺提高短板。
(二)結(jié)合工程實例進行專業(yè)課教學(xué)
機械專業(yè)課講授的問題都可以在工程應(yīng)用中找到實例,,然而專業(yè)理論課程在基本理論概念的表述上常常采用抽象思維的方法,,學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到部分內(nèi)容枯燥,理解困難,。對于從學(xué)校到學(xué)校的教師來說,,如何將實際機械應(yīng)用問題反映到課堂上來也感覺很困難,而學(xué)生急需的地方恰是理論與實際相結(jié)合,,通過工程實例在專業(yè)課程中的要求,,也是提高教師業(yè)務(wù)能力,培養(yǎng)學(xué)生分析能力的*機會,。
(三)注重教師團隊建設(shè)
前幾年,,該校的指導(dǎo)思想是重科研輕教學(xué),由于各種原因造成科研團隊沒有有效形成,,教學(xué)環(huán)節(jié)有所滑坡,。近兩年,學(xué)校進行了一些教學(xué)改革,,期望提升教學(xué)質(zhì)量,。由于機械專業(yè)的非常強的應(yīng)用技術(shù)性質(zhì),教師不能僅重于理論的講解而忽視了學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng),,所以一定要對教師團隊進行深化改革,。該校機械系已經(jīng)形成了機械設(shè)計、機械制造,、機械電子,、機械基礎(chǔ)4 個教學(xué)團隊,團隊建設(shè)經(jīng)費支持課程體系改革,、校企合作,。讓教師參與到實踐中去,讓教師知道企業(yè)真正需要的是怎樣的機械技術(shù)人員,,讓老師成為校企合作的主力軍,,兼顧教學(xué)與自己科研的內(nèi)容。只有在教師的教學(xué)水平提高以及教師真正理解企業(yè)需求的時候,才能教給學(xué)生真正有用的知識,。
(四)積極組織學(xué)生參加各種競賽
面向工程教育的機械類本科培養(yǎng),,需要培養(yǎng)學(xué)生的實際操作技能,學(xué)生步入社會,,應(yīng)該能夠盡快勝任工作崗位,。該校積極組織學(xué)生參加工程制圖大賽,機械創(chuàng)新大賽,,機器人大賽,,這些全國有影響力的比賽都是不錯的賽事,準入門檻不是很高,,對于普通高校的學(xué)生都是可以參與其中,,通過比賽使學(xué)生獲得較大的能力提升。
(五)增加學(xué)生專業(yè)選修課的小論文環(huán)節(jié)
專業(yè)選修課涉及的課程知識面廣,、實踐性強,,而課時較少,要講授好這些課的難度很大,。受學(xué)時限制,,雖然專業(yè)課講授的內(nèi)容多而廣,但有些具體內(nèi)容又顯得不夠,。如在紡織機械電控技術(shù)課程教學(xué)中對織造機械的講解原則上只講解五大運動的基本原理,對于每個運動環(huán)節(jié)的具體實現(xiàn)方法講得很少或省略不講,,其深度和廣度都不夠,,而這些內(nèi)容在工廠中又是非常需要和重要的,導(dǎo)致學(xué)生在實際應(yīng)用時有些細節(jié)問題不可能去認真思考,,從而影響了教學(xué)效果,,因此有必要課下查閱文獻的形式讓學(xué)生補充這方面的知識,。并通過撰寫課程小論文的考核環(huán)節(jié),,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
四,、結(jié)束語
通過改革,,西安工程大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)總學(xué)時從原有的2550 學(xué)時壓縮到2400 學(xué)時,,理論學(xué)時占比下降了,提高了公共基礎(chǔ)課的學(xué)時,,壓縮了專業(yè)課學(xué)時,,體現(xiàn)了平臺教育,學(xué)生的學(xué)業(yè)負擔(dān)減輕了,,參加社會活動與實踐的機會增加了,。同時,增加了專業(yè)分方向培養(yǎng)模塊,在方向課程上增加了多門紡織機械課程,,突出了特色,,這樣的培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變既符合專業(yè)認證的標準,特色專業(yè)優(yōu)勢也得到鞏固,。