“機械設計制造及其自動化”專業(yè)課程體系和教學內(nèi)容改革實踐

陳光勝+朱堅民+李郝林

摘 要 上海理工大學在本科“機械設計制造及其自動化” 專業(yè)實施了“卓越工程師教育培訓計劃”。緊扣卓越工程師培養(yǎng)目標，通過建立創(chuàng)新實踐平臺，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，突出“拓寬專業(yè)基礎、提高專業(yè)素養(yǎng)、重視工程能力”，建立了合理的課程體系結構。為適應“卓越計劃”的培養(yǎng)要求，對教學內(nèi)容進行了改革，保持了教學內(nèi)容的先進性和體現(xiàn)工程應用特點。

關鍵詞 卓越工程師 課程體系 教學內(nèi)容

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

“卓越工程師教育培養(yǎng)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，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術人才，為我國走新型工業(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，對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才、全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導作用。①②2011年，上海理工大學“機械設計制造及其自動化”專業(yè)被確定為“教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)。遵循卓越工程師“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，為實現(xiàn)教育部提出的卓越工程師培養(yǎng)目標，在知識、素質(zhì)、能力方面使普通培養(yǎng)對象完成向卓越工程師的完美轉(zhuǎn)變，上海理工大學堅持以促進學生全面發(fā)展為目標，突出工程教育和工程實踐，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，增加國際化教學與交流，實現(xiàn)機械工程技術人才培養(yǎng)高質(zhì)量要求“卓越計劃”指導思想，按照“拓寬口徑、夯實基礎、強化應用、激勵創(chuàng)新、提高素質(zhì)、增加選擇、分層培養(yǎng)、因材施教”的指導原則，針對“機械設計制造及其自動化專業(yè)”重構課程體系，對教學內(nèi)容進行改革和實踐。在課程體系建設和教學內(nèi)容改革方面的做法主要包括以下幾個方面。

1 緊扣培養(yǎng)目標，建立科學卓越工程師培養(yǎng)課程體系

1.1 建立創(chuàng)新實踐平臺，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，完善卓越工程師課程體系

上海理工大學“機械設計制造及其自動化”專業(yè)是“國家級特色專業(yè)”、“教育部和上海市機械設計制造及其自動化專業(yè)綜合改革試點專業(yè)”和“國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”實施專業(yè)。盡管該專業(yè)具有完備的課程體系，但仍與“卓越計劃”提出的堅持以促進學生全面發(fā)展，突出工程教育和工程實踐，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才培養(yǎng)高質(zhì)量要求指導思想有差距。在“卓越計劃”的培養(yǎng)目標制訂階段，專業(yè)突出學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在原有的課程體系中增加“創(chuàng)新實踐平臺”，形成由“通識平臺”、“學科基礎平臺”、“課程專業(yè)平臺”、“創(chuàng)新實踐平臺”、“企業(yè)實踐與國際交流平臺”等五大平臺組成的卓越工程師課程體系。

創(chuàng)新實踐平臺約10～16學分，安排時間從第1學期到第7學期。通過創(chuàng)新平臺，鼓勵和組織學生通過創(chuàng)新實踐學分，開展形式多樣的課外科技活動、志愿者活動、大學生專項科技競賽、創(chuàng)新實踐、創(chuàng)業(yè)活動。鼓勵學生積極參與教師和企業(yè)的聯(lián)合項目，優(yōu)先結合企業(yè)選題開展“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目、“上海市大學生創(chuàng)新活動計劃”項目、學校大學生創(chuàng)新實踐訓練計劃（SITP）項目等。要求每個學生在四年期間至少要有一次參加創(chuàng)新性實踐計劃或者大學生科技競賽活動的體驗，參與并完成一項院級（或校級、市級、全國）的創(chuàng)新性實踐計劃項目或者參加一項院級（或校級、市級、全國）的科技競賽活動，并獲得學分。

1.2 突出“拓寬專業(yè)基礎、提高專業(yè)素養(yǎng)、重視工程能力”思想，進一步優(yōu)化課程體系

依據(jù)機械設計制造及其自動化卓越工程師計劃培養(yǎng)標準，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，對課程體系結構進行優(yōu)化。

為突出卓越工程師寬厚的學科知識基礎，將“學科基礎平臺”基礎課程學分要求由54學分提高到55～60學分，增加概率論、數(shù)學建模、數(shù)學物理方法、復變函數(shù)與積分變換等選修課程，奠定學業(yè)發(fā)展的基石，“學科基礎平臺”除按學校劃分的學科大類設置外，卓越工程師課程以基礎性和公共性兼顧為設置原則，增加普通化學、普通化學實驗、生命科學等選修課程，進一步實現(xiàn)同一學科大類中不同專業(yè)基礎課程的互通交叉。

“專業(yè)課程平臺”著重培養(yǎng)學生在機械工程領域里扎實的專業(yè)知識以及實踐動手能力、創(chuàng)新技能，同時為了對接企業(yè)需求和全國見習機械設計工程師資格認證，在原有“測試與控制”，“機械設計”，“制造技術”等3大課程組基礎上，增設了“企業(yè)需求課程”和“全國見習機械設計工程師資格考試培訓項目”等課程組，形成5大專業(yè)的課程組?！皩I(yè)課程”教學平臺共約40～45學分，每位學生除了完成課程組1、2、3中所規(guī)定的學分外，可在課程組4或課程組5中選6學分。

1.3 課程體系體現(xiàn)“面向世界和擁有國際視野”的上海理工大學卓越工程師培養(yǎng)特色

上海理工大學機械設計制造及其自動化專業(yè)注重引進德國等國外工程教育理念和優(yōu)質(zhì)教育資源，共同培養(yǎng)具有國際視野及專業(yè)知識背景的工程應用型人才。專業(yè)自1985年開始與德國漢堡應用工程技術大學合作，聯(lián)合培養(yǎng)中德機械工程專業(yè)學生，該聯(lián)合辦學項目作為上海與漢堡友好城市合作項目得到了德國DAAD基金會的資助。學生在一年級集中學習德語，后三年每學期均有兩名德國教授授課。該合作辦學的突出特色是，學生的外語能力與實踐動手能力強，畢業(yè)生深受德資企業(yè)的歡迎。2004年9月，機械設計制造及其自動化專業(yè)（中德合作），以優(yōu)異的成績通過了德國權威評估機構ASIIN（德國工程技術、信息科學、自然科學及數(shù)學類學士與碩士專業(yè)評估協(xié)會）的專業(yè)水平評估，辦學水平、培養(yǎng)模式及學生質(zhì)量得到德國專家的充分肯定，學校成為國內(nèi)第一所通過該權威組織評估的院校，機械設計制造及其自動化專業(yè)（中德合作）的畢業(yè)生可獲得德國學校相關的學士學位，在中國高等教育中初步探索出一條引進國外優(yōu)質(zhì)教學資源，共同培養(yǎng)高級工程應用型技術人才的教學之路。③endprint

在國際化辦學和豐富的國際交流經(jīng)驗，無疑為“面向世界和擁有國際視野”的上海理工大學“卓越計劃”辦學特色的實踐提供堅實的基礎。在“國際交流平臺”課程體系平臺中，確定數(shù)控技術、先進制造技術等5門雙語的專業(yè)教學課程，均由具有海外留學背景的教師授課。

2 適應培養(yǎng)要求，促進教學內(nèi)容改革

要達到“卓越工程師計劃”的最終目標，“機械設計制造及其自動化”的教學內(nèi)容的先進性和科學性是必須的，教學內(nèi)容的改革主要有以下做法：

（1）以人才的知識、能力、素質(zhì)結構為依據(jù)，以創(chuàng)新課程內(nèi)容為目標，重組理論課程內(nèi)容。淘汰低水平重復、陳舊性內(nèi)容，采用新思維、新方法；吸納新知識、新技術；整合課程內(nèi)容，減少理論學時將時間讓給學生，使學生有更多的時間自主學習，更多的時間參與創(chuàng)新活動。以專業(yè)基礎課機械控制工程基礎為例，專業(yè)組織成立了主講教師負責的課程改革攻關小組，對機械控制工程基礎授課內(nèi)容按照“卓越計劃”的突出創(chuàng)新，突出工程應用的要求，對教學內(nèi)容進行重組、增減。在保持理論框架完整的基礎上，對推導過程冗長、對學生理解基礎理論幫助不大的內(nèi)容進行刪減，減少課堂單純的理論傳授比重，在每一單元后增加與授課內(nèi)容緊密的工程案例分析，突出工程背景的應用，理論聯(lián)系實際，避免了以往課程授課中存在的理論比重偏大，學生學習興趣不高，學習效果不佳的弊端。

（2）突破實踐教學只限于驗證性、演示性和動作技能訓練的低檔運行狀況，開設綜合性、設計性、工藝性等應用性強的實驗項目，實現(xiàn)實踐教學裝備的先進性和實踐教學環(huán)境的真實性，強調(diào)理論與實踐一體化教學?！白吭接媱潯币笳n程設計和畢業(yè)設計的課題要來自生產(chǎn)、科研第一線，真題真做。同時強化崗位技能培訓，及時引進本專業(yè)領域科技發(fā)展新成果融入到相關課程的教學，保持授課內(nèi)容的先進性。

（3）企業(yè)深度參與教學計劃和課程大綱的制訂以及主干核心專業(yè)課程的授課。在制訂和修改教學計劃、課程大綱階段，邀請知名生產(chǎn)企業(yè)人員對擬實施教學文件進行論證，針對培養(yǎng)計劃和課程大綱提出寶貴意見。對于機械設計制造及其自動化專業(yè)核心主干課程中與企業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系密切、實踐性較強的課程內(nèi)容，由聘請的相關企業(yè)專家進行講授，如液壓與氣動技術、數(shù)控技術、機械制造技術等分別聘請來自上海電氣自動化研究所、上海機床廠、上海通用汽車的專家作為課程指定章節(jié)的授課人。

3 結束語

“卓越計劃”旨在探討和實踐如何提高工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量，提高畢業(yè)生的實踐能力，培養(yǎng)面向世界、面向未來的創(chuàng)業(yè)、研發(fā)型高端人才和行業(yè)領軍人物。④當然“卓越工程師”的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，也是一個探索工程，沒有一個固定的模式，但具有完善的課程體系和科學教學內(nèi)容的工作方案是基礎。為確?！白吭接媱潯钡捻樌麑嵤欣谂囵B(yǎng)學生的學習能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力、交流能力、社會適應能力和國際競爭能力的培養(yǎng)模式和包括對制度、資源的質(zhì)量監(jiān)控與保障體系必須要逐步完備。

注釋

① “卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究，2010（4）：21-30.

② 王勇，李劍峰.培養(yǎng)機械專業(yè)卓越工程師的探討[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2010.199（6）：69-70.

③ 朱文博，施小明，錢煒.基于創(chuàng)新實踐教學的卓越工程師教育研究——上海理工大學機械工程學院的基本經(jīng)驗[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013.4（2）：32-36.

④ 教育部高等教育司.教育部關于卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施與工程技術人才培養(yǎng)[M].北京：高等教育出版社，2011.endprint