機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索

沈丹峰 趙寧 殷俊清

摘 要：自教育部啟動(dòng)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作后，越來(lái)越多的高校認(rèn)識(shí)到參與認(rèn)證工作的重要性。具有行業(yè)特色的機(jī)械類專業(yè)本科培養(yǎng)，在向工程教育的專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)看齊，原有傳統(tǒng)的教學(xué)培養(yǎng)模式壁壘被打破，一切以培養(yǎng)目標(biāo)為考核對(duì)象。文章對(duì)原有教學(xué)模式分析后，先進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，確定培養(yǎng)目標(biāo)，然后進(jìn)行課程、學(xué)分的制訂，并給出了學(xué)?，F(xiàn)有的師生提高專業(yè)素養(yǎng)的一些舉措。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證；培養(yǎng)目標(biāo)；課程體系；紡織機(jī)械

中圖分類號(hào)：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）13-0165-03

Abstract： Since the ministry of education initiated Accreditation of Engineering Education， more and more universities have recognized the importance to participate in certification work. The training of mechanical undergraduates with industry characteristics is in line with the standards for professional certification of engineering education. The barriers to the original traditional training model have been broken， and everything was assessed by training goals. This paper analyzed the original teaching mode， then conducted the top-level design， confirmed training goal， and then formulated the course and credit， finally it put forward improvement measures on teachers and students to improve their professional accomplishment.

Keywords： education accreditation； training goal； curriculum system； textile machinery

隨著我國(guó)制造業(yè)的高速發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)正迅速取代傳統(tǒng)制造技術(shù)，如何提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使他們能夠迅速適應(yīng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)前機(jī)械類人才培養(yǎng)中的重點(diǎn)[1-3]。隨著面向工程教育的專業(yè)認(rèn)證在國(guó)內(nèi)外的普及，西安工程大學(xué)以專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)模式進(jìn)行了改革，以適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)對(duì)該專業(yè)的要求。

一、原有教學(xué)模式剖析

西安工程大學(xué)是一所以紡織服裝為辦學(xué)特色的普通高校。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)前身為紡織機(jī)械專業(yè)，成立于1978年，專業(yè)自成立以來(lái)，為我國(guó)機(jī)械行業(yè)培養(yǎng)了大批工程技術(shù)人才。隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，一些低端產(chǎn)業(yè)陸續(xù)轉(zhuǎn)移或淘汰，作為勞動(dòng)密集的紡織行業(yè)整體陷入低迷，學(xué)校生源數(shù)量質(zhì)量都有一定的滑坡，該專業(yè)也受到一定的影響，不少困難制約著專業(yè)的發(fā)展，具體體現(xiàn)在以下幾方面：

（一）專業(yè)特色不鮮明

紡織機(jī)械具有鮮明的行業(yè)特色，但是紡織行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，過(guò)度市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低下，教師難以拿到企業(yè)科研項(xiàng)目，圍繞紡織機(jī)械開(kāi)展的科研工作難以獲得顯著的成績(jī)，致使具有紡織機(jī)械背景的高學(xué)歷人才不斷減少，學(xué)生就業(yè)到紡織機(jī)械行業(yè)的人數(shù)寥寥無(wú)幾。近十余年，經(jīng)過(guò)多次培養(yǎng)方案的調(diào)整，該校目前本科機(jī)械類教學(xué)僅開(kāi)設(shè)紡織機(jī)械概論一門(mén)特色課程，也只是為了保留特色而開(kāi)設(shè)相應(yīng)課程，沒(méi)有真正起到特色專業(yè)培養(yǎng)的作用。

（二）課程設(shè)置脫節(jié)

培養(yǎng)方案中課程體系陳舊，因人設(shè)課，專業(yè)課學(xué)時(shí)多，總學(xué)時(shí)過(guò)多，部分課程教學(xué)內(nèi)容重疊。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)比例不合理，一些課程只注重基本理論的學(xué)習(xí)，忽視了實(shí)踐環(huán)節(jié)。教材更新過(guò)慢，有些課程很少涉及學(xué)科發(fā)展前沿的東西，教材內(nèi)容缺乏時(shí)代性，新穎性，比如單片機(jī)原理及應(yīng)用仍采用傳統(tǒng)教材，講授早已過(guò)時(shí)的8031單片機(jī)，再比如紡織機(jī)械概論，講授的都是上世紀(jì)70年代的設(shè)備工藝，這些課程對(duì)學(xué)生走上工作崗位后的能力幫助很低。一些實(shí)踐課程，由于各種原因而只對(duì)學(xué)生進(jìn)行參觀演示，缺少動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，這些與專業(yè)認(rèn)證要求出入較大。也導(dǎo)致學(xué)生雖然滿腹經(jīng)綸，卻動(dòng)手實(shí)踐能力較差[4，5]。

（三）專業(yè)急需人才缺乏

目前新進(jìn)教師都具有重點(diǎn)高校博士學(xué)歷，在入職后都能夠完成基本教學(xué)任務(wù)，但是具有高水平科研和高度敬業(yè)的教師很少，尤其是懂紡織機(jī)械的青年博士更是稀缺，引進(jìn)的人才學(xué)術(shù)研究寬泛，不能有效形成團(tuán)隊(duì)。

二、修訂本科培養(yǎng)方案，保證可持續(xù)的人才培養(yǎng)

鑒于此，利用專業(yè)認(rèn)證申報(bào)契機(jī)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)行改革，使該專業(yè)既能符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又辦出行業(yè)特色[6]。我們首先確定了本專業(yè)本科教學(xué)重點(diǎn)培養(yǎng)方向，通過(guò)建立機(jī)械類公共平臺(tái)課，分方向?qū)I(yè)選修課，依靠實(shí)踐環(huán)節(jié)的支撐，完善教學(xué)體系，突出紡織機(jī)械辦學(xué)特色，結(jié)合當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需要，培養(yǎng)紡織機(jī)械設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造、機(jī)械電子方面的應(yīng)用技術(shù)人才。

（一）做好頂層設(shè)計(jì)，確定培養(yǎng)目標(biāo)

依據(jù)專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，控制學(xué)時(shí)與學(xué)分?jǐn)?shù)。該校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)名稱做過(guò)如下更名：紡織機(jī)械→機(jī)械工程及自動(dòng)化→機(jī)械工程→機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。依據(jù)專業(yè)認(rèn)證要求，結(jié)合專業(yè)的辦學(xué)歷史、技術(shù)基礎(chǔ)和辦學(xué)定位，確定本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)有以下4個(gè)方面：

1. 以紡織機(jī)械及裝備為特色，培養(yǎng)能夠研究和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才。

2. 能夠有效從事工程項(xiàng)目管理、生產(chǎn)運(yùn)行管理等工作。

3. 具有工程職業(yè)道德、人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、有效地表達(dá)與溝通等綜合素質(zhì)。

4. 能夠自主學(xué)習(xí)，具有創(chuàng)新和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

（二）依據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，修訂人才培養(yǎng)方案

根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案需求，對(duì)原有的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)體系進(jìn)行整合優(yōu)化，刪除與專業(yè)畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)關(guān)聯(lián)性不大的課程，增設(shè)符合行業(yè)發(fā)展需求、對(duì)專業(yè)培養(yǎng)需求支撐度高的課程。原有培養(yǎng)方案總學(xué)時(shí)較大，理論課時(shí)多，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱，不符合專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。新的培養(yǎng)方案總體規(guī)劃總學(xué)分控制在185學(xué)分以內(nèi)，總學(xué)時(shí)2400左右。其中，理論教學(xué)學(xué)分不超過(guò)140 學(xué)分；主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分占總學(xué)分的比例不少于總學(xué)分的25%。學(xué)生必須在第二課堂中完成至少8學(xué)分。具體學(xué)分分配見(jiàn)表1。

（三）重構(gòu)課程體系

根據(jù)培養(yǎng)方案的學(xué)分構(gòu)成，按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的培養(yǎng)精神，通識(shí)教育81學(xué)分，學(xué)科基礎(chǔ)教育38學(xué)分，專業(yè)教育25學(xué)分。通識(shí)教育平臺(tái)主要是培養(yǎng)和提高學(xué)生的政治修養(yǎng)、思想品德修養(yǎng)、人文素質(zhì)和法制觀念，增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情、事業(yè)心和責(zé)任感；學(xué)科基礎(chǔ)課平臺(tái)包括學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課和專業(yè)基礎(chǔ)課，主要有畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖、電工學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程，主要培養(yǎng)學(xué)生具備機(jī)械專業(yè)的必備基礎(chǔ)知識(shí)；專業(yè)教育是重構(gòu)課程體系的難點(diǎn)，按照學(xué)科名稱涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及機(jī)電控制三個(gè)目標(biāo)，要在本科階段全面培養(yǎng)具有設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的課程將嚴(yán)重超學(xué)時(shí)。因此，在該平臺(tái)上構(gòu)建專業(yè)核心課和分方向?qū)I(yè)選修課兩個(gè)模塊，專業(yè)核心課選擇三個(gè)目標(biāo)方向的最具特點(diǎn)的課程，主要有現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、機(jī)械制造工藝學(xué)、單片機(jī)原理及應(yīng)用和液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)4門(mén)主干課程。分方向?qū)I(yè)選修課分為紡織機(jī)械設(shè)計(jì)方向、機(jī)械制造方向和機(jī)電控制方向。分方向模塊選修課見(jiàn)表2。在紡織機(jī)械設(shè)計(jì)方向加深了與紡織相關(guān)的專業(yè)課程內(nèi)容與數(shù)量。

（四）規(guī)范校外實(shí)踐環(huán)節(jié)

按照機(jī)械類應(yīng)用型本科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)及方案，優(yōu)化整合機(jī)械類各專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和企業(yè)訓(xùn)練基地實(shí)踐、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)注重學(xué)生對(duì)機(jī)械加工全過(guò)程認(rèn)識(shí)。學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)都安排在一家具有代表性的大型機(jī)械加工企業(yè)，學(xué)習(xí)了解典型零件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品認(rèn)識(shí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)注重?cái)U(kuò)大學(xué)生對(duì)不同類型的機(jī)械企業(yè)的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大學(xué)生的視野，要求選擇5～10家不同類型的大中型企業(yè)參觀。在實(shí)習(xí)過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際生活中產(chǎn)生的各類問(wèn)題。學(xué)生在實(shí)習(xí)結(jié)束后需要提交專業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告，從而使校外實(shí)習(xí)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)落在實(shí)處。

（五）建立CDIO實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提升實(shí)驗(yàn)效果

積極引入CDIO工程教學(xué)大綱理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主式、開(kāi)放式、協(xié)作式、探究式為主的實(shí)踐學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)踐平臺(tái)實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)，即以實(shí)踐項(xiàng)目為中心，突出產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐兩個(gè)特點(diǎn)，組成項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)。在實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中教師僅負(fù)責(zé)項(xiàng)目咨詢、技術(shù)支持、過(guò)程監(jiān)控，即不參與或少參與學(xué)生主題項(xiàng)目的實(shí)施工作，實(shí)踐項(xiàng)目結(jié)果評(píng)定由教師和項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)共同完成。這種模式目前我校已在機(jī)械綜合實(shí)驗(yàn)中開(kāi)展，該實(shí)驗(yàn)設(shè)置在第六學(xué)期末的一周時(shí)間，項(xiàng)目主要由學(xué)生自主選題、專家論證、方案設(shè)計(jì)與自主實(shí)施等環(huán)節(jié)組成。

三、加強(qiáng)師生能力培養(yǎng)

（一）加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)

目前通用的機(jī)械類博士人才的引進(jìn)是得到充分的保證，現(xiàn)在每年都能夠引進(jìn)若干名重點(diǎn)高校的高素質(zhì)博士。但是紡織機(jī)械學(xué)科的博士由于歷史原因，只能從東華大學(xué)引進(jìn)，由于人數(shù)稀缺，很難得到補(bǔ)充，造成特色學(xué)科人才出現(xiàn)斷檔，而新的優(yōu)勢(shì)學(xué)科也沒(méi)有培育形成的尷尬局面。目前我校的做法是通過(guò)校校聯(lián)合，將年輕老師通過(guò)國(guó)內(nèi)外進(jìn)修的方式去其他兄弟紡織院校補(bǔ)充學(xué)習(xí)紡織機(jī)械相關(guān)知識(shí)，促進(jìn)他們較快的了解紡織機(jī)械，使其能夠勝任教學(xué)環(huán)節(jié)。同時(shí)，通過(guò)暑期企業(yè)實(shí)踐，安排教師去紡織企業(yè)鍛煉，使青年教師能夠在紡織行業(yè)尋找研究熱點(diǎn)。并且加大聘用校外企業(yè)技術(shù)人員作為畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師的力度，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的橫向比較，讓老師認(rèn)識(shí)到自身實(shí)踐能力的不足，促進(jìn)教師自覺(jué)提高短板。

（二）結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行專業(yè)課教學(xué)

機(jī)械專業(yè)課講授的問(wèn)題都可以在工程應(yīng)用中找到實(shí)例，然而專業(yè)理論課程在基本理論概念的表述上常常采用抽象思維的方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到部分內(nèi)容枯燥，理解困難。對(duì)于從學(xué)校到學(xué)校的教師來(lái)說(shuō)，如何將實(shí)際機(jī)械應(yīng)用問(wèn)題反映到課堂上來(lái)也感覺(jué)很困難，而學(xué)生最急需的地方恰是理論與實(shí)際相結(jié)合，通過(guò)工程實(shí)例在專業(yè)課程中的要求，也是提高教師業(yè)務(wù)能力，培養(yǎng)學(xué)生分析能力的極好機(jī)會(huì)。

（三）注重教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)

前幾年，該校的指導(dǎo)思想是重科研輕教學(xué)，由于各種原因造成科研團(tuán)隊(duì)沒(méi)有有效形成，教學(xué)環(huán)節(jié)有所滑坡。近兩年，學(xué)校進(jìn)行了一些教學(xué)改革，期望提升教學(xué)質(zhì)量。由于機(jī)械專業(yè)的非常強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)性質(zhì)，教師不能僅重于理論的講解而忽視了學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)，所以一定要對(duì)教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深化改革。該校機(jī)械系已經(jīng)形成了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械電子、機(jī)械基礎(chǔ)4個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)建設(shè)經(jīng)費(fèi)支持課程體系改革、校企合作。讓教師參與到實(shí)踐中去，讓教師知道企業(yè)真正需要的是怎樣的機(jī)械技術(shù)人員，讓老師成為校企合作的主力軍，兼顧教學(xué)與自己科研的內(nèi)容。只有在教師的教學(xué)水平提高以及教師真正理解企業(yè)需求的時(shí)候，才能教給學(xué)生真正有用的知識(shí)。

（四）積極組織學(xué)生參加各種競(jìng)賽

面向工程教育的機(jī)械類本科培養(yǎng)，需要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能，學(xué)生步入社會(huì)，應(yīng)該能夠盡快勝任工作崗位。該校積極組織學(xué)生參加工程制圖大賽，機(jī)械創(chuàng)新大賽，機(jī)器人大賽，這些全國(guó)有影響力的比賽都是不錯(cuò)的賽事，準(zhǔn)入門(mén)檻不是很高，對(duì)于普通高校的學(xué)生都是可以參與其中，通過(guò)比賽使學(xué)生獲得較大的能力提升。

（五）增加學(xué)生專業(yè)選修課的小論文環(huán)節(jié)

專業(yè)選修課涉及的課程知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，而課時(shí)較少，要講授好這些課的難度很大。受學(xué)時(shí)限制，雖然專業(yè)課講授的內(nèi)容多而廣，但有些具體內(nèi)容又顯得不夠。如在紡織機(jī)械電控技術(shù)課程教學(xué)中對(duì)織造機(jī)械的講解原則上只講解五大運(yùn)動(dòng)的基本原理，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的具體實(shí)現(xiàn)方法講得很少或省略不講，其深度和廣度都不夠，而這些內(nèi)容在工廠中又是非常需要和重要的，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用時(shí)有些細(xì)節(jié)問(wèn)題不可能去認(rèn)真思考，從而影響了教學(xué)效果，因此有必要課下查閱文獻(xiàn)的形式讓學(xué)生補(bǔ)充這方面的知識(shí)。并通過(guò)撰寫(xiě)課程小論文的考核環(huán)節(jié)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改革，西安工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)總學(xué)時(shí)從原有的2550學(xué)時(shí)壓縮到2400學(xué)時(shí)，理論學(xué)時(shí)占比下降了，提高了公共基礎(chǔ)課的學(xué)時(shí)，壓縮了專業(yè)課學(xué)時(shí)，體現(xiàn)了平臺(tái)教育，學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)減輕了，參加社會(huì)活動(dòng)與實(shí)踐的機(jī)會(huì)增加了。同時(shí)，增加了專業(yè)分方向培養(yǎng)模塊，在方向課程上增加了多門(mén)紡織機(jī)械課程，突出了特色，這樣的培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變既符合專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，特色專業(yè)優(yōu)勢(shì)也得到鞏固。

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