卓越計劃背景下機械類本科課程設(shè)計改革研究

曹 賀，劉春生，孫月華，陳國晶

（黑龍江科技大學(xué)機械工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150022）

卓越計劃背景下機械類本科課程設(shè)計改革研究

曹 賀，劉春生，孫月華，陳國晶

（黑龍江科技大學(xué)機械工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150022）

本文針對應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標，落實卓越工程師培養(yǎng)計劃，提出了面向“卓越工程師”培養(yǎng)的機械類本科課程設(shè)計改革的基本思想，形成了以大工程、大實踐為理念，以校企合作為依托，以系統(tǒng)化設(shè)計為原則的課程設(shè)計改革模式，取得了較好效果。

卓越計劃；課程設(shè)計；校企合作；系統(tǒng)化設(shè)計

課程設(shè)計是教學(xué)中非常重要的實踐環(huán)節(jié)，它不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高實踐創(chuàng)新的能力［1］，而且是學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)理論知識應(yīng)用于實際的最佳途徑［2］。然而，目前針對課程設(shè)計進行改革實踐的研究并不多，大多集中在畢業(yè)設(shè)計改革上。課程設(shè)計是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中最為關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，在整個實踐教學(xué)中起到了承上啟下的作用，既是專業(yè)課程的綜合應(yīng)用，又是畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)和鋪墊。因此，課程設(shè)計要具有綜合性強和接近工程實際的特點，通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力及團隊合作精神，實現(xiàn)符合產(chǎn)業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。因此，課程設(shè)計工程化改革已勢在必行，使其具有綜合性強和接近工程實際的特點。

一、“卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃

教育部“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。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)［3］?！白吭接媱潯本哂腥齻€特點：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才；三是強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

在中國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，工科院校創(chuàng)建以培養(yǎng)機械類卓越工程師為導(dǎo)向的教育模式，更加強化了學(xué)生的服務(wù)企業(yè)的工程意識及工程素質(zhì)［4］。

二、教育理念的深刻變革

結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標定位，我校在實踐中凝煉出“大德育、大工程、大實踐”（簡稱“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先導(dǎo)，體現(xiàn)做人的素質(zhì)，“大工程”是背景，體現(xiàn)社會需求，“大實踐”是核心，體現(xiàn)做事的能力［5，6］。

“三大”教育理念要在課程設(shè)計中加以落實，使卓越工程師培養(yǎng)與課程設(shè)計更好地結(jié)合，是應(yīng)用型本科院校不可忽視的重要問題。課程設(shè)計要面向社會需求，核心是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和工程實踐能力，確保知識、能力、素質(zhì)的綜合發(fā)展，把學(xué)生能力培養(yǎng)貫穿到課程設(shè)計的全過程中。

三、課程設(shè)計依托校企合作

目前多數(shù)學(xué)校都在一定規(guī)模進行校企合作，且多集中在畢業(yè)設(shè)計階段。在近幾年畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)過程中，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生的機械專業(yè)基礎(chǔ)知識還比較扎實，但工程素質(zhì)較差，對性能指標的要求、成本控制等沒有概念，僅僅局限于要求功能的實現(xiàn)，這是不滿足“卓越工程師”培養(yǎng)計劃要求的。

我校作為黑龍江省唯一一所以礦業(yè)工程為特色的本科院校，立足“大礦業(yè)”特色，根據(jù)專業(yè)特色加強與煤礦企業(yè)的聯(lián)系，與黑龍江省四大礦業(yè)集團都建立了多方位的人才培養(yǎng)基地。通過與雞西煤礦機械有限公司合作，成功申報了國家級工程實踐教育基地。工程實踐教育基地的建設(shè)和發(fā)展為實踐教學(xué)改革提供有力的保障。在制定課程設(shè)計規(guī)范和要求時，聘請企業(yè)的專家和技術(shù)人員共同擬定符合社會需求的，體現(xiàn)應(yīng)用性和創(chuàng)新性的課程設(shè)計文件規(guī)范。

選擇和適當簡化企業(yè)的真實項目，引入課程設(shè)計，開發(fā)出一系列與生產(chǎn)實際緊密相關(guān)的課程設(shè)計題目，實現(xiàn)實踐教學(xué)與企業(yè)接軌，要求學(xué)生進行系統(tǒng)全面的調(diào)研和分析，確定設(shè)計方案。

四、系統(tǒng)化的設(shè)計原則

課程設(shè)計采取小組分工形式，組內(nèi)成員分別調(diào)研后討論，確定總體設(shè)計方案，再由組長根據(jù)組內(nèi)成員的特長進行局部計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計等的分工，每個小組成員之間的工作都是相互關(guān)聯(lián)的，這樣達到互相監(jiān)督、共同進步的目的。同時也培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作意識和互幫互助的工作作風(fēng)。

對于礦山機械課程設(shè)計，分為提升運輸機械設(shè)計、采掘機械設(shè)計和礦井通風(fēng)機械設(shè)計三部分，學(xué)生根據(jù)個人興趣和就業(yè)意向選擇其中的一部分進行設(shè)計。例如進行礦井提升設(shè)備選型時，要求學(xué)生對當前礦井所用的提升設(shè)備進行調(diào)查，吸取實踐經(jīng)驗以改進設(shè)計工作。做設(shè)計要有發(fā)展的觀點，既要考慮到當前，也要考慮到長遠。對于主提升設(shè)備，一般對第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在選型設(shè)計時往往要提出幾個方案進行比較。再如順槽帶式輸送機的選型設(shè)計，首先應(yīng)清楚順槽運輸多為幾臺帶式輸送機搭接運輸，所以必須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，即按要求的輸送能力并考慮各臺設(shè)備之間搭接轉(zhuǎn)載運輸時結(jié)構(gòu)及尺寸上的要求，合理地確定每臺帶式輸送機的形式及鋪設(shè)長度。原則是設(shè)備投資及運轉(zhuǎn)費用最少，即最經(jīng)濟同時也要便于管理。井下電機車運輸選型設(shè)計，應(yīng)考慮運輸量、采煤方法，裝煤點集中、貯煤量大和運距較長時，應(yīng)選用較大噸位的機車，否則選用小噸位機車。另外還考慮運輸人員、材料和線路維修等業(yè)務(wù)配備小噸位機車。本課程設(shè)計包括選型計算和繪圖兩部分，學(xué)生可按設(shè)計任務(wù)書中給定的原始數(shù)據(jù)進行計算。繪圖部分，如提升機房布置圖、機房布置形式及帶式輸送機裝置圖可參考相關(guān)手冊選用，并結(jié)合調(diào)研情況進行相應(yīng)的設(shè)計。設(shè)計及計算步驟力爭完整、清晰、簡潔，圖紙繪制符合制圖標準及相關(guān)要求。

對于液壓傳動課程設(shè)計，考慮學(xué)時及設(shè)計工作量，將典型液壓系統(tǒng)的設(shè)計分解為總體設(shè)計和典型的液壓元件的選型和設(shè)計。將學(xué)生分成幾個小組，組內(nèi)成員協(xié)作完成整個課程設(shè)計內(nèi)容。其中液壓缸是液壓傳動中的典型的應(yīng)用最廣泛的元件，因此每組內(nèi)都要求有液壓缸的設(shè)計計算和繪圖。液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它與主機及主機的工作結(jié)構(gòu)有著直接的聯(lián)系。不同的機型和工作機構(gòu)對液壓缸則有不同的工作要求。因此在設(shè)計液壓缸之前，首先應(yīng)了解主機的用途和工作條件、工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點、負載值、速度、行程大小和動作要求、液壓系統(tǒng)所選定的工作壓力和流量等作為設(shè)計原始依據(jù)的主要內(nèi)容，這就要求學(xué)生在設(shè)計前充分到企業(yè)和生產(chǎn)實際中了解和分析總結(jié)。

五、課程設(shè)計改革實踐效果

經(jīng)過對我校機械工程學(xué)院兩屆學(xué)生進行課程設(shè)計改革試點，發(fā)現(xiàn)多數(shù)同學(xué)能夠按照指導(dǎo)教師要求深入企業(yè)，詳細調(diào)研，全面分析，確定出合理的設(shè)計方案。計算內(nèi)容完整，圖紙繪制規(guī)范。這期間，企業(yè)教師的指導(dǎo)起到了非常關(guān)鍵的作用，他們將設(shè)計經(jīng)驗無私地告訴學(xué)生，使學(xué)生少走了許多彎路。學(xué)生由循序漸進地完成一個系統(tǒng)設(shè)計，掌握了系統(tǒng)設(shè)計思路，大大提高學(xué)生綜合設(shè)計能力。

［1］曹賀，孫月華，趙存友等.機械設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練體系的構(gòu)建與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2011，7：171～173.

［2］劉波粒，劉澤軍.淺析本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量滑坡的原因及其對策［J］.中國高教研究，2007，7：89～90.

［3］教育部啟動實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”——面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)卓越工程師后備人才［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2010，7：4～5.

［4］吳雪峰，薛銅龍.基于卓越工程師培養(yǎng)計劃的“機械設(shè)計”課程設(shè)計改革［J］.中國電力教育，2013，13：107～108.

［5］趙國剛.樹立“三大”教育理念，改善應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)［J］.中國高等教育，2006，23：18～19.

［6］趙國剛.突出大礦業(yè)特色，實現(xiàn)辦學(xué)大作為［J］.中國高等教育，2009，11：58～59.

編輯∕岳鳳

曹賀（1978－），女，遼寧昌圖人，副教授，碩士，從事機械設(shè)計理論研究。

黑龍江省高等學(xué)校教改工程項目“全程工程化實踐教學(xué)模式探索與實踐”（JG2013010498）；黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于卓越工程師培養(yǎng)的本科畢業(yè)設(shè)計改革的研究與實踐”（GBC1211109）；黑龍江科技大學(xué)優(yōu)秀青年才俊培養(yǎng)計劃資助