面向一線應用型人才培養(yǎng)的機械裝備自動控制方向課程改革

孫蓓

一、前言

在中國的理工科高校大都開辦有機械類專業(yè)，針對不同行業(yè)需求形成各自的辦學特色是每所高等院校面臨的重要課題。在現(xiàn)今大工程的框架下，任何產(chǎn)品都是機、電、液、計算機等專業(yè)技術的綜合體。為提升競爭能力，中國制造業(yè)廣泛使用先進的機電控制裝備，而機電控制應用技術型人才短缺，成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。培養(yǎng)機電控制一線應用型人才是機械工程教育的一項艱巨的任務，改革傳統(tǒng)的課程體系已勢在必行。

二、機械裝備自動控制方向課程體系改革

教育部質(zhì)量工程指出“要以社會需求為導向，合理設置學科專業(yè)，要密切與產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的聯(lián)系，加緊緊缺人才培養(yǎng)”。隨著北華大學“機械類”國家級特色專業(yè)的建設實施，在“2+2”大類招生，“前期共基礎、后期按專業(yè)方向培養(yǎng)”的模式下，根據(jù)機電控制領域應用技術型人才需求，形成“機為本，機、電、液結合，突出控制”的機械裝備自動控制方向課程體系，極大地提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量和特色。圖1為該專業(yè)理論課程體系框圖。

圖1 機械裝備自動控制方向人才培養(yǎng)理論課程體系

1.構建“機為本，機、電、液結合”的機械類專業(yè)基礎理論課程體系。現(xiàn)代機械工程更緊密地依賴數(shù)學、物理、材料、微電子計算機、系統(tǒng)論、控制論、人工智能各門學科的最新成就。其專業(yè)基礎理論課程不再局限于傳統(tǒng)的機械工程基礎理論課程，我們以“機為本，機、電、液結合”為指導思想，構建涵蓋“設計基礎、制造基礎、測控基礎”的特色機械類專業(yè)基礎理論課程體系，夯實了專業(yè)理論基礎，為后期按專業(yè)方向培養(yǎng)奠定了堅實的基礎。

2.構建“機、電、液結合，突出控制”的機械裝備自動控制方向?qū)I(yè)理論課程體系。機械裝備自動控制方向是我校機械類國家級特色專業(yè)七個專業(yè)方向之一，我們在“前期共基礎、后期按專業(yè)方向培養(yǎng)，凝練主干、靈活方向、體現(xiàn)特色、重視能力”機械類專業(yè)培養(yǎng)目標的指導下，保留了工程材料、機械設計基礎、機電傳動與控制、數(shù)控技術、機械工程測試基礎五門課程，刪除了機床設計、機械加工工業(yè)等課程，增加了機械控制工程基礎、液壓與氣動傳動課程，構建了“機、電、液結合，突出控制”的特色機械裝備自動控制方向?qū)I(yè)理論課程體系，為人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)奠定了堅實的基礎。

3.構建“一條線、六結合、多層次”的機械裝備自動控制方向?qū)嵺`課程體系（見139頁圖2）。一條線：把各實踐教學環(huán)節(jié)作為一個整體從實踐能力培養(yǎng)角度進行安排，使學生在校期間實踐能力培養(yǎng)不斷線，改變以往實踐教學作為理論課程的附屬地位，把實踐教學體系與理論教學體系綜合考慮，使兩者相互銜接、緊密配合，支撐培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

六結合：在學生創(chuàng)新精神與實踐能力培養(yǎng)上，根據(jù)各實踐系列和板塊特點分別采用理論與實踐相結合、共性與個性相結合、課內(nèi)與課外相結合、培訓與競賽相結合、導師指導與學生自主相結合、教育與技術培訓相結合的實踐能力培養(yǎng)途徑。

多層次：根據(jù)學生能力形成的不同階段和認識的發(fā)展規(guī)律，按照實踐能力培養(yǎng)的程度和水平，總體上劃分為課內(nèi)實踐能力培養(yǎng)層、課外培訓和實踐與科技創(chuàng)新活動培養(yǎng)層、科研與科技開發(fā)項目培育層，對應著實踐教學環(huán)節(jié)橫向上劃分為基礎型、綜合設計型、創(chuàng)新型三大板塊。

“一條線、六結合、多層次”的機械裝備自動控制方向特色實踐課程體系，為一線應用型人才培養(yǎng)提供了有效途徑。

三、機械裝備自動控制方向教學方法改革

在教學過程中，根據(jù)教學內(nèi)容的難易程度和具體要求，我們采用不同的教學方法，因材施教，取得了好的教學效果。

1.將科研課題、工程項目及技術改造項目引入教學。教師把科研課題、工程項目及技術改造項目引入理論教學、課程設計、畢業(yè)設計、創(chuàng)新實踐中，使學生較真實地接觸當前的工程實際，把原理應用于實際工程中，著重培養(yǎng)學生的工程思維習慣，提高學生知識應用和創(chuàng)新的能力。

例如“機械控制工程基礎”這門課程，它要有前期的高等數(shù)學、工程數(shù)學、物理等基礎，同時又要有較強的工程技術背景。在以往的教學中強調(diào)用數(shù)學的方法描述與推導各種物理系統(tǒng)，強調(diào)數(shù)學描述與推導，而忽視了數(shù)學描述與工程的關系，使學生僅在“數(shù)學層面”對該課程理解掌握，不僅難懂而且枯燥。為此，我們先講清楚一個項目過程的物理背景及應用，再用數(shù)學方法描述該問題，不僅物理對象清晰，而且易于理解與應用。

圖2 機械裝備自動控制方向人才培養(yǎng)實踐課程體系

2.根據(jù)教學內(nèi)容特點，采取多種教學形式。例如，為培養(yǎng)學生的應用意識，激發(fā)學生的學習積極性，“機電工程案例解析”課程授課方式主要采用專家講座的形式。

授課內(nèi)容、教學方法和設計的實驗項目能較好地配合理論教學，使學生更好地掌握理論知識，打下了堅實的實踐基礎。

3.引入工程教育模式，以實際案例為橋梁，融合理論與實踐教學。機械裝備自動控制專業(yè)的課程內(nèi)容是機、電、液等相關知識的有機融合，且與機電類產(chǎn)品與項目緊密相連，在理論與實踐教學過程中我們精心選取適合的項目，從大工程思路著手，選取適合的實際工程項目及合理的內(nèi)容。要求所選項目有一定的理論性并能直接與工程接軌，具有較強的實用性和技術前瞻性，在理論與實踐教學中有利于引導學生應用所學的綜合知識。在教學過程要求學生理解和掌握項目對課程內(nèi)容及知識點的要求，本著學習過程的重要性而不是注重最終結果，進而培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，分享學習的快樂，體驗創(chuàng)新的艱辛。更可借鑒其他教材中的典型項目去延伸，各門課程都以典型機電產(chǎn)品為主，并根據(jù)課程內(nèi)容選擇適合的案例充實理論教學，做到理論有實踐充實、實踐有理論鋪墊。

4.改革課程的教學方法與學習方法。鼓勵學生利用網(wǎng)絡和多媒體課件探究式學習、基于研究與開發(fā)學習，來完成應用性設計大作業(yè)并作為測評成績。

四、機械裝備自動控制方向師資隊伍建設

1.師資隊伍建設是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證。為了全面提高教師尤其是青年教師的工程意識、科研能力，根據(jù)專業(yè)發(fā)展方向，大力開展以師資培訓為重點的校企合作，要求新上崗的青年教師在正式上課前到相關的實習基地或合作基地實習半年以上，結合生產(chǎn)實際培養(yǎng)工程實踐能力，為教師開展教學及科研工作、高水平指導各類實習奠定基礎。

2.師資隊伍建設是一線應用型人才培養(yǎng)的重要保證。沒有一批高素質(zhì)的教師隊伍，就不可能培養(yǎng)出符合社會需求的高素質(zhì)人才。由于學校內(nèi)的教師在工程實踐經(jīng)驗方面不可能做到全能，我們聘請校外合作基地和周邊企業(yè)高水平的專業(yè)技術人員到學校承擔如“專業(yè)綜合實踐”“課程設計”“畢業(yè)設計”等系列專業(yè)課程某一章節(jié)或某一專題的講授，使得廣大學生能夠享受到工程特色鮮明的課程教學內(nèi)容，在學校期間就能夠及時得到工程意識、職業(yè)意識的熏陶和培養(yǎng)，順利地實現(xiàn)從“學校學習”到“一線應用”的角色轉變。

我們通過師資隊伍建設，涌現(xiàn)出一批課程的“掌門人”，他們成為從課程開發(fā)到實施，課程的教學大綱、教學計劃、項目開發(fā)、輔助課件、教案、習題庫、教學設備、學術評估等教學環(huán)節(jié)中的中堅力量，成為機械裝備自動控制方向系列教學改革的主力軍。

五、機械裝備自動控制方向課程改革成果

通過機械裝備自動控制方向課程改革與實踐，我們?nèi)〉秘S厚的改革成果。（1）教材建設。編寫了機械裝備自動控制方向課程系列教材，其中《機電傳動控制》獲得國家級高等學校教材評比二等獎。（2）教學資源建設。開發(fā)了機械裝備自動控制方向課程系列多媒體課件，其中《機械工程多媒體課件》獲教育部多媒體課件比賽三等獎。開通了“機電傳動控制”“機電接口技術及應用”等主干課程的網(wǎng)絡課程，開發(fā)了豐富的網(wǎng)絡課程資源，為學生自主學習奠定了基礎。（3）課程建設。建立了機械裝備自動控制方向主干課程優(yōu)秀課群，其中“機電傳動控制”課程省級精品課建設工作已經(jīng)完成。開發(fā)了“機電工程案例解析”等實踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)特色課程，為學生創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)奠定基礎。（4）師資隊伍建設。機械裝備自動控制方向教師隊伍是省級優(yōu)秀教學團隊，現(xiàn)有專職教師7人（其中博士5人，教授2人、副教授2人、講師3人），兼職教師3人（高級工程師3人）。（5）優(yōu)秀學生。隨著課程改革的深入，教學質(zhì)量不斷提高，涌現(xiàn)了大批學業(yè)精、創(chuàng)新能力強、動手能力突出的學生，為學生科技創(chuàng)新實踐活動豐厚成果的取得奠定了良好的基礎。

六、結束語

面向一線應用型人才培養(yǎng)的機械裝備自動控制方向課程體系改革，形成了專業(yè)特色突出、工程應用特色鮮明的課程體系，有效提高了教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，學生具備了較強的機電技術應用能力，綜合素質(zhì)高、動手能力強、創(chuàng)新能力強，因此受到各用人單位的歡迎。