淺議機械設(shè)計類課程的卓越工程師培養(yǎng)模式探索

龔俊杰　趙　晴

淺議機械設(shè)計類課程的卓越工程師培養(yǎng)模式探索

龔俊杰趙晴

圍繞“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求，以提高機械專業(yè)高校畢業(yè)生的社會適應(yīng)性為培養(yǎng)目標，針對現(xiàn)代機械設(shè)計系列課程的特點，從教學計劃的修訂、課程體系的設(shè)置、教學方式的轉(zhuǎn)變以及工程素養(yǎng)的鍛煉等方面對卓越機械工程師人才培養(yǎng)模式進行了研究與探索。

卓越工程師機 械設(shè)計課程 培養(yǎng)模式

隨著知識經(jīng)濟的到來和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，社會上對人才的需求產(chǎn)生了很大變化，用人單位對高校畢業(yè)生的社會適應(yīng)性提出了越來越高的要求，更加強調(diào)實踐能力和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。所以為了順應(yīng)國際發(fā)展趨勢，適應(yīng)國家工業(yè)、企業(yè)需求，增強我國核心競爭力，建設(shè)創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路，2010年6月23日，教育部在天津召開“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動會，聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)會，共同實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，主要目的就在于培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，目前教育部已經(jīng)批準61所高校為第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校。

對于機械專業(yè)的畢業(yè)生而言，不僅要培養(yǎng)學生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的能力，還要注重培養(yǎng)學生的實踐應(yīng)用能力、思維開創(chuàng)性和創(chuàng)新性等能力。所以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”明確要求行業(yè)和企業(yè)必須要深度參與人才的培養(yǎng)過程，學校也要按照機械行業(yè)的通用標準來培養(yǎng)工程人才，同時要注重培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力，以提高學生的工程應(yīng)用能力和社會適應(yīng)性。在機械工程專業(yè)的培養(yǎng)方案與計劃中，現(xiàn)代機械設(shè)計系列課程毫無疑問是與工程實際與工程應(yīng)用聯(lián)系最為緊密的課程，也是將來對機械專業(yè)學生工程應(yīng)用能力和社會適應(yīng)性影響最大的主干課程，課程包括材料力學、工程力學、有限元分析、機械振動、機械設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計與理論、機械結(jié)構(gòu)測試與分析等，這類課程不僅是機械工程專業(yè)本科生與研究生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和學習后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代設(shè)計方法與工程技術(shù)的重要組成部分，更是非常重要的培養(yǎng)學生科研水平與實踐應(yīng)用能力的系列課程。課程的培養(yǎng)方案、教學計劃以及教學方式嚴重影響機械專業(yè)學生的培養(yǎng)質(zhì)量，也直接影響機械專業(yè)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的成敗與實施效果。

一、利用教學計劃修訂的契機完善課程體系的設(shè)置

培養(yǎng)方案和教學計劃是高校根據(jù)不同層次不同專業(yè)的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格所制定的實施人才培養(yǎng)活動的具體方案，一般包括課程體系、教學計劃、課程教學大綱等，其核心是課程體系。高校在編制或修訂機械工程專業(yè)的培養(yǎng)方案時，在課程體系的設(shè)計上，要針對社會對機械專業(yè)人才的需求，面向行業(yè)、企業(yè)和現(xiàn)實社會生活，既要注重傳統(tǒng)基礎(chǔ)理論的夯實和前沿專業(yè)科技的發(fā)展，又要注重學科與課程的系統(tǒng)性和專業(yè)課程的教學實踐性，還要圍繞企業(yè)的需求和市場的變化，始終保持對市場和企業(yè)的高敏感度，強調(diào)企業(yè)對學生具備的職業(yè)能力的要求，突出社會對學生具備的基本素質(zhì)的培育。所以新的機械專業(yè)課程體系，需要對機械設(shè)計系列課程的設(shè)置與安排，作較大的調(diào)整，增加開設(shè)實驗應(yīng)力分析、有限元分析、機械振動、機械結(jié)構(gòu)的測試分析以及優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計類的重要課程，以保證學生接受到系統(tǒng)全面的現(xiàn)代機械設(shè)計方面的理論和方法，掌握最新的測試技術(shù)與分析手段，使學生在畢業(yè)后的短時間內(nèi)，就能夠獨當一面地運用現(xiàn)代的設(shè)計方法和計算、測試手段解決企業(yè)面臨的具體工程?，F(xiàn)代設(shè)計的技術(shù)和方法對學生的實踐性和動手能力要求較高，所以還要增加實踐教學所占學時的比例，安排足夠的時間或較多的機會讓學生接觸到社會或企業(yè)，以加強專業(yè)技能技巧的實際訓練（即職業(yè)訓練），培養(yǎng)動手能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，提高實際工作能力，以便一進入社會就能很快上手，縮短適應(yīng)時間。

二、利用研究型教學的機會改進傳統(tǒng)的教學方式

研究型教學是教師在教學過程中通過優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，建立一種基于研究探索的學習模式。研究型教學模式將學習、研究、實踐有機結(jié)合起來，充分發(fā)揮學生的主體作用，使學生能創(chuàng)造性地運用知識和能力，在主動探索、主動思考、主動實踐的研究過程中，自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的一種教學模式。在研究型教學中，教師的職能將由“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”。課堂教學方面，由傳統(tǒng)的單向灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)互動式，要引導(dǎo)學生自主探究和體驗新知識；課外教學方面，將教學與實際結(jié)合起來，通過親身實踐，擴大知識視野，獲得科學研究的基本訓練和研究技能。

機械設(shè)計系列課程研究型教學的關(guān)鍵是圍繞“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的培養(yǎng)目標和要求，培養(yǎng)具有較強的工程素養(yǎng)、工程應(yīng)用能力和實踐動手能力的機械工程師。所以在理論教學過程中，一方面保證理論體系的完整性；另一方面要提高多媒體課件的質(zhì)量，課件中要增加具體的工程實例，注重引導(dǎo)學生注意身邊的工程問題，鼓勵學生參與提煉工程主題，并將教學重點內(nèi)容提煉成具體的工程主題，引導(dǎo)學展開課堂討論，并根據(jù)所學的知識提出解決問題的方法，這樣可以將抽象的理論與具體的工程背景結(jié)合，使抽象的工程問題變得豐滿有趣，從而強化學生的工程概念與背景。在實踐教學過程中，要想方設(shè)法創(chuàng)造條件和機會讓本科生走進企業(yè)，讓碩士生進入研究生工作站。目前第一批參與“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的高校普遍提出校企聯(lián)合培養(yǎng)工程技術(shù)人才的模式，讓學生有半年以上的時間在企業(yè)實習或參加社會實踐，學生在企業(yè)的學習任務(wù)主要是培養(yǎng)他們的工程實踐能力，養(yǎng)成工程創(chuàng)新的意識。在企業(yè)學習階段安排的教學環(huán)節(jié)包括認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、部分基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學習、畢業(yè)設(shè)計等，甚至還可以讓學生在企業(yè)進行1周至3個月的中短期課程學習或者工程實踐。這種校企合作培養(yǎng)的做法基本與歐洲應(yīng)用技術(shù)型大學的培養(yǎng)模式相似，可以使畢業(yè)生將來能夠很快的適應(yīng)社會、適應(yīng)工作崗位，從而減少畢業(yè)后重新培訓與學習的時間，縮短適應(yīng)周期。

三、利用參與項目的機會培養(yǎng)學生的工程背景與素養(yǎng)

目前很多機械專業(yè)畢業(yè)生進入工作單位，都需要較長時間的重新學習與適應(yīng)，才能具備基本的工程素養(yǎng)與概念，還要再經(jīng)過更長時間的鍛煉才能具有現(xiàn)代設(shè)計的科研能力與水平，才能獨立開展科學研究和解決具體的工程實際問題。這個過程往往需要2年～5年的時間，使得企業(yè)既浪費人力又浪費財力。造成如此現(xiàn)狀的原因主要在于學生參與的項目或課題很少，不能真正將學到的知識應(yīng)用于解決具體的工程問題，所以在學校學習階段，需要注重讓學生參加項目或課題的鍛煉。

學生可以參與項目是廣義的、多種多樣的，可以是老師所研究縱向和橫向項目的子課題，可以是學生的畢業(yè)設(shè)計與論文，可以是教學過程中提煉出來的工程實例，也可以是學生在企業(yè)實習或?qū)嵺`中發(fā)現(xiàn)的工程問題，還可以是生活中與專業(yè)知識有關(guān)的現(xiàn)象，甚至可以參與博碩士研究生的研究課題等等。很多大學正在實施的“研本1+1引領(lǐng)計劃”，就是研究生根據(jù)自己的專業(yè)知識、研究方向和經(jīng)歷對本科生進行一對一的引領(lǐng)，實現(xiàn)對本科生在科技創(chuàng)新和社會實踐的引導(dǎo)。

針對學生的不同學習階段，通過自主選題或?qū)熋}的方式布置與工程實際相關(guān)的一系列項目，把學生分成若干小組，以組建學習小組的形式讓學生共同進行課題的研究，每一小組承擔相關(guān)的子課題。在教師和研究生的指導(dǎo)下，各小組的學生經(jīng)過文獻資料的查閱、研究方案的討論、導(dǎo)師的定期輔導(dǎo)、學生做演示文稿匯報等過程后，獨立或半獨立地進行理論分析、實驗測試、仿真計算以及優(yōu)化設(shè)計，最后撰寫課題研究報告并總結(jié)研究的方法與成果，從而系統(tǒng)全面地完成課題的研究工作并以成果的形式予以展現(xiàn)。這一培養(yǎng)過程的顯著特點是將學生的選擇項目與工程應(yīng)用、生產(chǎn)實際、日常生活緊密接軌，不但能夠激發(fā)學生的學習潛能，培養(yǎng)學生獨立思考與解決問題的能力，還可以培養(yǎng)學生的“團隊意識”與交流合作的素質(zhì)。最為重要的是，可以通過具體的工程課題，讓學生得到完整與系統(tǒng)的工程訓練，這也是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的核心。

四、利用大學生第二課堂培養(yǎng)創(chuàng)新意識和動手能力

大學生第二課堂是培養(yǎng)“卓越工程師”的主陣地，也是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識和動手能力的主課堂，對拓展學生的綜合素質(zhì)起到非常重要的作用。學生可以選擇參加科技競賽、發(fā)表論文、參加講座、申報專利、參加科研課題等多種方式來鍛煉自己。

對于機械專業(yè)學生來說，組織他們參加各種職業(yè)資格考試，例如見習工程師培訓與考試，可以使學生掌握現(xiàn)代的設(shè)計理念和先進的工程設(shè)計與研究方法，增加相關(guān)行業(yè)的基本知識與技能；支持他們參與各級各類的競賽活動，如“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽、全國的大學生數(shù)學建模競賽、電子設(shè)計競賽、機械設(shè)計創(chuàng)新大賽、全國周培源大學生力學競賽、英語演講比賽等各級各類競賽，可以調(diào)動學生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，激發(fā)學生潛能，展示學生的才能；鼓勵他們走進開放的工程力學與現(xiàn)代測試分析實驗室，為學生設(shè)計若干綜合性和研究型的實驗，在實驗室中培養(yǎng)和訓練學生使用測量設(shè)備與儀器的能力；吸引他們進入研究生工作室和機械結(jié)構(gòu)分析研究中心，為學生提供有限元分析軟件、優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代的分析手段，使學生掌握先進的機械設(shè)計與分析方法；最后，讓學生參加教師與研究生的項目與課題，提供他們走進企業(yè)的機會，參加工程項目的測試、分析與優(yōu)化等綜合型的研究工作，從而增強學生的工程概念與意識，提高與鍛煉學生解決工程實際問題的能力，最終提高學生的社會適應(yīng)性，成為合格的卓越機械工程師。

［1］周雪梅，滕靖.面向卓越工程師培養(yǎng)的教學改革研究［J］.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011，（5）：50.

［2］汪木蘭，周明虎，李建啟.以項目教學為載體制訂先進制造技術(shù)卓越工程師培養(yǎng)方案［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（12）：15～19.

［3］尹立孟.卓越工程師培養(yǎng)中的師資問題與課程體系設(shè)置［J］.重慶科技學院學報，2011，（19）：163～164.

［4］胡皓，任鳥飛.工程應(yīng)用型專業(yè)卓越人才培養(yǎng)研究［J］.中國電力教育，2012，（1）：20～21.

［5］吳紹芬.校企深度合作培養(yǎng)卓越工程人才的思考［J］.現(xiàn)代大學教育，2011，（6）：100～104.