機(jī)械制造工藝教育優(yōu)勢特色專業(yè)建設(shè)的研究與實踐

王金敏，馬蘇常，趙 巍，劉 瑛，閻 兵，鄧三鵬

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300222）

隨著國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，社會對機(jī)械制造高技能人才的需求量越來越大。我國職業(yè)教育發(fā)展非常迅速，眾多的職業(yè)技術(shù)院校需要大量“理論室里能講授理論，實訓(xùn)室里能指導(dǎo)實踐”的“一體化”教師。各高等院校的工程訓(xùn)練中心也需要既掌握基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，又具有一定實踐技能、有較強(qiáng)的解決和處理生產(chǎn)實際問題能力的專職教師?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》中明確指出：“國家要大力發(fā)展職業(yè)教育，把提高質(zhì)量作為重點”。國家的要求及社會的需求必然對與之配套的教育、培訓(xùn)提出更高的要求，這為機(jī)械制造工藝教育專業(yè)創(chuàng)造了非常廣闊的發(fā)展前景。為適應(yīng)社會發(fā)展的新形勢，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械制造工藝教育專業(yè)積極進(jìn)行教學(xué)改革，不斷解決專業(yè)建設(shè)中出現(xiàn)的問題，進(jìn)一步鞏固機(jī)械制造工藝教育專業(yè)建設(shè)成果，在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量方面做了有益的探索。

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械制造工藝教育專業(yè)充分貫徹學(xué)?！皠邮謩幽X、全面發(fā)展”的辦學(xué)理念，在學(xué)校辦學(xué)特色和人才培養(yǎng)模式的形成與發(fā)展過程中發(fā)揮了關(guān)鍵和重要作用，在培養(yǎng)“雙證書、一體化”職教師資方面做出了突出貢獻(xiàn)，培養(yǎng)出我國首批“雙證書”畢業(yè)生和“本科+技師”畢業(yè)生。經(jīng)廣泛調(diào)研和深入分析，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械制造工藝教育專業(yè)確立了適應(yīng)社會需求的教學(xué)理念，從本專業(yè)人才應(yīng)具備的知識、素質(zhì)和能力出發(fā)，完善了培養(yǎng)方案，優(yōu)化了專業(yè)課程體系，精選了教學(xué)內(nèi)容，積極開展教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革與創(chuàng)新，編寫了一批高水平的教材，開發(fā)了多種類的教學(xué)資源，建成了一支層次高、一體化特色鮮明的師資隊伍，通過第二課堂等環(huán)節(jié)增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力，在諸多環(huán)節(jié)上取得了一定的研究和實踐成果，培養(yǎng)質(zhì)量進(jìn)一步提高。本文對天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械制造工藝教育優(yōu)勢特色專業(yè)建設(shè)的研究與實踐情況進(jìn)行了總結(jié)，提出了提高人才培養(yǎng)能力的方法及途徑。

1 確立適應(yīng)社會需求的本科專業(yè)教學(xué)理念

為適應(yīng)新形勢對專業(yè)人才的需求，堅持知識、能力、素質(zhì)并重的教育質(zhì)量觀，注重提高人才的學(xué)習(xí)能力、師范能力和職業(yè)技術(shù)，確定了適應(yīng)社會需求的專業(yè)教學(xué)理念[1]。

從21世紀(jì)人才觀的轉(zhuǎn)變，即從以前的個體單角度審視轉(zhuǎn)變?yōu)閭€體、團(tuán)體、組織和社會的多角度、全方位審視的特點出發(fā)，借助于CDIO教育理念，并在其工程學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)能力結(jié)構(gòu)框架思想的指導(dǎo)下，結(jié)合我國的具體實際和天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)的學(xué)科背景及特點，確立了適應(yīng)社會需求的機(jī)械制造工藝教育專業(yè)教學(xué)理念。該理念力求將社會對機(jī)械制造工藝教育專業(yè)人才的需求作為立足點，以機(jī)械制造及其自動化學(xué)科發(fā)展來帶動機(jī)械制造工藝教育專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，堅持知識、能力、素質(zhì)并重的教育質(zhì)量觀，著眼于機(jī)械制造工藝教育本科人才培養(yǎng)的全過程，進(jìn)一步深化教學(xué)研究與改革，加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，專業(yè)特色繼續(xù)有所創(chuàng)新，注重提高人才的學(xué)習(xí)能力、師范能力和職業(yè)技術(shù)，將機(jī)械制造工藝教育專業(yè)建成國內(nèi)領(lǐng)先，成為在指導(dǎo)思想、專業(yè)建設(shè)、教學(xué)改革、人才培養(yǎng)等方面具有顯著特色和較高社會聲譽(yù)的專業(yè)。

2 建立“三性”融合、突出實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)方案

遵循高等教育規(guī)律，適應(yīng)科技發(fā)展，突出辦學(xué)特色，體現(xiàn)以學(xué)生為本，堅持雙證書一體化職教師資的培養(yǎng)目標(biāo)，以多年教學(xué)實踐為基礎(chǔ)，充分利用用人單位和畢業(yè)生跟蹤調(diào)查等途徑建立完善的教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)，堅持“師范性、職業(yè)性和學(xué)術(shù)性”融合，進(jìn)行了CDIO教學(xué)模式實踐，探索綜合素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新精神之間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)一步完善和優(yōu)化了機(jī)械制造工藝教育專業(yè)人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)方案在以下幾方面做出了一些嘗試。

（1）分析了新形勢專業(yè)人才應(yīng)具備的知識、技能與能力，把握專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀，探求其教學(xué)改革的趨勢、規(guī)律及專業(yè)人才培養(yǎng)方向。以人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)及相關(guān)要素為研究對象，將其落實到理論和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以相互聯(lián)系、相互支持的方式進(jìn)行統(tǒng)籌和整合。

（2）積極吸取CDIO工程教育理念，在培養(yǎng)方案中努力提高學(xué)生在機(jī)械工程基礎(chǔ)知識、個人素養(yǎng)、團(tuán)隊合作、師范教育和機(jī)械工程應(yīng)用等方面的能力，讓學(xué)生以主動的、實踐的、聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，以實現(xiàn)“學(xué)中做、做中學(xué)”。

（3）突出師范性，增強(qiáng)適應(yīng)能力。培養(yǎng)方案在保證突出專業(yè)特色、強(qiáng)化實踐能力培養(yǎng)的前提下，加大教育教學(xué)課程、教育見習(xí)和教育實習(xí)學(xué)時，在專業(yè)課中融入師范能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，舉辦各類師范技能大賽等，提高人才的師范技能。

（4）保證職業(yè)性，加強(qiáng)工程實踐。將職業(yè)技能的培養(yǎng)融入工程實踐能力的培養(yǎng)中。工程實踐是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐觀念、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的根本。實踐能力的培養(yǎng)既包括實踐動手能力也包括工程設(shè)計能力，同時也是創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。將傳統(tǒng)的加工技能訓(xùn)練項目整合到現(xiàn)代數(shù)控加工訓(xùn)練中，在實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，逐步添加綜合擴(kuò)展和技師訓(xùn)練項目，有針對性地開展技師的培養(yǎng)。

（5）兼顧學(xué)術(shù)性，加強(qiáng)課程建設(shè)。在課程體系中注重文理滲透，拓寬基礎(chǔ)，著力打造滿足本科層次需求的人才培養(yǎng)平臺，形成理論課程體系、實踐教學(xué)體系及課外科技活動等一套較為完善的教學(xué)體系。教學(xué)過程注重學(xué)生的主體性，課程體系注重內(nèi)容的理論與實踐性；依托課程，融合課外，協(xié)調(diào)開展。

培養(yǎng)方案秉承了學(xué)?！皠幽X動手，全面發(fā)展”的辦學(xué)理念及專業(yè)教學(xué)理念，以培養(yǎng)高素質(zhì)一體化職教師資為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點，堅持將傳授知識、培養(yǎng)能力與提高素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。在課程體系的構(gòu)建與實踐過程中，堅持“三性融合”原則，課程體系主要由通識教育、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課程和實踐環(huán)節(jié)4個模塊構(gòu)成。

3 專業(yè)課程“重建設(shè)，創(chuàng)特色，注重教學(xué)質(zhì)量提高”

積極開展教育科學(xué)研究，優(yōu)化專業(yè)課程群，精選傳統(tǒng)內(nèi)容，充實現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的最新成果，完善與專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的課程體系。為確保專業(yè)課程建設(shè)的效果，以課題的形式立項研究，確定課題負(fù)責(zé)人，制定目標(biāo)，采取措施，分段實施。

以構(gòu)建的機(jī)械基礎(chǔ)課程群為例：充分考慮天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)的辦學(xué)特色、專業(yè)教學(xué)理念及人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，以遵循認(rèn)知規(guī)律、淡化課程界限、強(qiáng)調(diào)知識銜接為原則，優(yōu)化課程體系，構(gòu)建系統(tǒng)的機(jī)械基礎(chǔ)課程群，以培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的機(jī)械工程素養(yǎng)和能力，為學(xué)生后續(xù)知識的學(xué)習(xí)和工作奠定堅實的基礎(chǔ)?；跈C(jī)械基礎(chǔ)課程群的性質(zhì)，構(gòu)建機(jī)械基礎(chǔ)課程群的基本思路是：以促進(jìn)學(xué)生的能力全面發(fā)展為中心，以工程實例的設(shè)計過程為主線，以“畫法幾何及機(jī)械制圖”、“機(jī)械原理”和“機(jī)械設(shè)計”為3門主干課程，將“工程材料與熱處理”、“互換性與測量技術(shù)”、“金屬工藝學(xué)”等3門課程內(nèi)容與主干課程內(nèi)容重新整合，實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)、實踐訓(xùn)練、課程設(shè)計、創(chuàng)新競賽和師范技能訓(xùn)練“五位一體”的機(jī)械基礎(chǔ)課程群教學(xué)模式[2]。具體措施：

（1）“畫法幾何及機(jī)械制圖”課程，以典型機(jī)械零件的零件圖為例，以參觀及實習(xí)的形式輔助理論學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握鑄造、壓力加工等毛坯制造方法及切削加工方法中涉及的結(jié)構(gòu)工藝性知識，并了解尺寸公差、偏差、形狀和位置公差、表面粗糙度等相關(guān)的知識，培養(yǎng)學(xué)生初步的機(jī)械工程素養(yǎng)。

（2）在“機(jī)械原理”和“機(jī)械設(shè)計”課程中，建立工程實例庫，以工程實例的設(shè)計過程為主線，進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計和技術(shù)設(shè)計。在系統(tǒng)方案設(shè)計階段，讓學(xué)生在掌握典型機(jī)構(gòu)及其設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計系統(tǒng)方案。在技術(shù)設(shè)計階段，融合典型零部件的工程材料及熱處理的選用、設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計、互換性及公差配合的選擇等，要求學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的工程設(shè)計[3]。

（3）“工程材料與熱處理”、“互換性與測量技術(shù)”、“金屬工藝學(xué)”等3門課程中的相關(guān)內(nèi)容以專題講座的方式穿插在3門主干課程的授課中進(jìn)行。

圍繞所構(gòu)建的機(jī)械基礎(chǔ)課程群的總體目標(biāo)，各課程根據(jù)課程性質(zhì)，精選課程內(nèi)容，積極開展教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革與創(chuàng)新，以期實現(xiàn)理論與工程實踐、課程與工程應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，打造特色及精品課程。構(gòu)建的機(jī)械基礎(chǔ)課程群不僅強(qiáng)調(diào)了知識的系統(tǒng)聯(lián)系和銜接，而且在教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行師范能力及素質(zhì)的訓(xùn)練、引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生積極參加相關(guān)學(xué)科及專業(yè)競賽。

4 建設(shè)“雙師型、一體化”特色師資及教學(xué)團(tuán)隊

遵循積極引進(jìn)與自我培養(yǎng)相結(jié)合的原則，緊緊圍繞專業(yè)建設(shè)，加強(qiáng)師資隊伍和教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)，通過采取到知名高校進(jìn)修學(xué)習(xí)、學(xué)校工程實訓(xùn)中心培訓(xùn)、自主研發(fā)課程實驗?zāi)Ｐ汀㈤_發(fā)教學(xué)型數(shù)控機(jī)床模型、建設(shè)實驗室、為企業(yè)服務(wù)等措施，形成了一支層次高、特色鮮明的師資隊伍。

該專業(yè)教師隊伍中，1人獲天津市第六屆教學(xué)名師獎，3人被評為校優(yōu)秀主講教師；4人晉升為教授，5人晉升為副教授，1人晉升為高級實驗師。引進(jìn)符合學(xué)科發(fā)展方向的博士5人，從在職教師中培養(yǎng)博士3人?！耙惑w化”教師18人，其中7人考取高級技師證書，2人考取高級工證書，9人考取中級工證書。2007年，機(jī)械制造工藝教育專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊被評為天津市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊；2009年，機(jī)械制造工程教學(xué)團(tuán)隊被評為國家級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。該團(tuán)隊定期開展教學(xué)研究活動，注意教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)手段與教學(xué)方法的研究，積極開展教學(xué)改革研究，主持和參與各級教育教學(xué)改革項目10余項，其中國家級教育教學(xué)改革項目2項、天津市教育教學(xué)改革項目4項。

專業(yè)教師依托天津市重點學(xué)科——機(jī)械制造及其自動化學(xué)科，天津市高速切削與精密加工重點實驗室，緊密圍繞天津市支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展中關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā)與轉(zhuǎn)化應(yīng)用，適應(yīng)天津市及濱海新區(qū)發(fā)展先進(jìn)制造、高新技術(shù)的需求，先后承擔(dān)并完成了多項國家“863”計劃項目、國家自然科學(xué)基金、省部級科研課題及企業(yè)委托項目，取得了一批具有重要學(xué)術(shù)影響力和工程應(yīng)用價值的研究成果，形成了穩(wěn)定且獨具特色的研究方向，有力地支持了機(jī)械工程學(xué)院的學(xué)科建設(shè)。

5 “立體化”的專業(yè)教學(xué)資源及第二課堂活動

以精品課建設(shè)為龍頭，引導(dǎo)及鼓勵專業(yè)教師編寫體現(xiàn)本專業(yè)辦學(xué)特色的系列教材，主編與參編21部教材。其中主編的《金屬工藝學(xué)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，于2010年出版，受到讀者的好評。《現(xiàn)代職業(yè)教育師資師范技能訓(xùn)練教程》、《現(xiàn)代職業(yè)教育機(jī)械類專業(yè)教學(xué)法》為研究職業(yè)院校的教學(xué)法提供了借鑒。這些自編教材很好地滿足了專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。

為適應(yīng)教學(xué)的需要，本專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計、制作新型可視化教學(xué)模型，實現(xiàn)機(jī)床、刀架等內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作過程的直觀展示，教學(xué)儀器的設(shè)計和制作不僅可以體現(xiàn)出教師的教學(xué)理念、工程經(jīng)驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的積極性，同時還可以有效地節(jié)約實驗室建設(shè)經(jīng)費。另一方面，教學(xué)儀器能夠較為合理地展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，拓展相關(guān)課程教學(xué)的深度和廣度，豐富教學(xué)的內(nèi)容，提高教學(xué)的質(zhì)量。圖1、圖2分別為所開發(fā)的教學(xué)用數(shù)控車床模型和免抬起可轉(zhuǎn)位四工位刀架[4-6]。

圖1 數(shù)控車床

圖2 免抬起四工位刀架

完善精品課程及專業(yè)的資源和網(wǎng)站，使教學(xué)資源得到更充分的利用。本專業(yè)教師按照機(jī)械工藝系統(tǒng)的構(gòu)成，規(guī)劃了機(jī)械制造工藝平臺，網(wǎng)頁內(nèi)容理論與實踐相結(jié)合，具有引導(dǎo)學(xué)生自我學(xué)習(xí)與提高的完善功能，學(xué)生可以體會到網(wǎng)絡(luò)課堂的優(yōu)越性與先進(jìn)性，對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。圖3為機(jī)械制造工藝平臺網(wǎng)頁。

以天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)工程實訓(xùn)中心典型數(shù)控設(shè)備為研究對象，專業(yè)教師開發(fā)了單機(jī)多平臺虛擬數(shù)控實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，如圖4所示，真實再現(xiàn)數(shù)控加工實訓(xùn)現(xiàn)場和實訓(xùn)操作流程。研發(fā)具有國際先進(jìn)水平的工業(yè)培訓(xùn)專用的在線數(shù)控系統(tǒng)仿真器軟硬件設(shè)備，提供更加真實的數(shù)字化技能培訓(xùn)操作環(huán)境，節(jié)省培訓(xùn)成本，提高培訓(xùn)效率，克服當(dāng)前純數(shù)控加工軟件培訓(xùn)模式的缺陷，實現(xiàn)與國際先進(jìn)的數(shù)字化專業(yè)人才培訓(xùn)模式接軌。

圖3 機(jī)械制造工藝平臺網(wǎng)頁

圖4 單機(jī)多平臺數(shù)控加工硬面板仿真器

重視學(xué)生課內(nèi)、課外、校內(nèi)、校外理論知識與實踐知識的融合，組織、引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生積極參加各類競賽。2009年本專業(yè)學(xué)生參加“全國大學(xué)生首屆工程訓(xùn)練綜合能力大賽”獲第一名；2012年在“全國大學(xué)生第二屆工程訓(xùn)練綜合能力大賽”獲一等獎；2011年獲天津市“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽的科技發(fā)明制作類三等獎1項，論文類二等獎2項，三等獎1項，并獲優(yōu)秀組織單位的光榮稱號；2012年本專業(yè)承辦“天津市大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”獲優(yōu)秀組織獎，本專業(yè)學(xué)生獲天津市一等獎4項、二等獎6項、三等獎27項。同年，在全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽獲一等獎2項、二等獎2項。

6 卓越職教師資培養(yǎng)計劃

為滿足職業(yè)院校對師資的新需求，彰顯天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)辦學(xué)特色，豐富“雙證書一體化”的內(nèi)涵，進(jìn)行了培養(yǎng)“卓越職教師資”的工作。該工作在研究職業(yè)教育的教育教學(xué)規(guī)律和職業(yè)院校對師資的新需求，研究發(fā)達(dá)國家職教師資培養(yǎng)理論和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，嘗試進(jìn)行深度教學(xué)改革，不斷總結(jié)積累經(jīng)驗，探索師范性、職業(yè)性、學(xué)術(shù)性相融通的職技高師教育教學(xué)規(guī)律，形成特色鮮明、符合職教師資培養(yǎng)規(guī)律的人才培養(yǎng)新模式及更具特色的職業(yè)技術(shù)師范教育理論。

通過卓越職教師資培養(yǎng)的研究與實踐，可以培養(yǎng)“熱愛職教、品德高尚、基礎(chǔ)扎實、專業(yè)面寬、技能突出、教學(xué)過硬”的高素質(zhì)職教師資，使學(xué)生能夠成為未來職業(yè)教育的教學(xué)名師和領(lǐng)軍人物；可以形成一套完整的培養(yǎng)方案、教育教學(xué)方法和管理模式，創(chuàng)新職教師資培養(yǎng)模式，并逐步擴(kuò)展到學(xué)校其他“雙證書”專業(yè)，引領(lǐng)我國職業(yè)技術(shù)師范教育發(fā)展。

7 結(jié)束語

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械制造工藝教育優(yōu)勢特色專業(yè)積極研究和探索適應(yīng)社會需求的專業(yè)教學(xué)理念；吸取CDIO工程教育理念，構(gòu)建了“三性”融合、實踐環(huán)節(jié)突出的培養(yǎng)方案；完善了專業(yè)課程體系，實現(xiàn)了理論學(xué)習(xí)、實踐訓(xùn)練、課程設(shè)計、創(chuàng)新競賽和師范技能訓(xùn)練“五位一體”的教學(xué)模式；引進(jìn)人才和培養(yǎng)自有人才并舉，教師能力、學(xué)歷和職稱層次不斷提升，形成了一支以“雙師型、一體化”教師隊伍為特色的師資隊伍，保證了理論與實踐教學(xué)的質(zhì)量與水平；編寫的體現(xiàn)專業(yè)特色的專業(yè)系列及教學(xué)法方面的教材，研發(fā)的具有國際先進(jìn)水平的培訓(xùn)專用在線數(shù)控系統(tǒng)仿真器軟硬件設(shè)備，開發(fā)的“機(jī)械制造工藝平臺”及其他教學(xué)儀器，方便了學(xué)生學(xué)習(xí)、提高了其學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)了“立體化”的專業(yè)教學(xué)資源。經(jīng)過多年的建設(shè)，本專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生一直供不應(yīng)求，社會需求強(qiáng)烈，在全國職業(yè)教育領(lǐng)域已成為品牌。

［1］姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2007.

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