應(yīng)用型本科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課課程群建設(shè)探索

李玉梅，梅華平，盛繼群，徐 剛

（湖北工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，湖北 孝感432000）

0 引言

機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)具有多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，它以機(jī)械設(shè)計(jì)與制造為核心，以高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、大學(xué)物理為理論基礎(chǔ)，融入計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)控制、通信與傳感等多個(gè)學(xué)科知識(shí)。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系具有明確的知識(shí)體系，包含基礎(chǔ)理論、基本技能、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)及工程實(shí)踐四條知識(shí)主線[1]。每條知識(shí)主線對(duì)應(yīng)一個(gè)課程群。課程群容納的課程之間具有內(nèi)在聯(lián)系，它們?cè)谥R(shí)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容上具有相承、相關(guān)與互補(bǔ)關(guān)系。在組建課程群的過(guò)程中，需要對(duì)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進(jìn)行重組與優(yōu)化，適當(dāng)刪減重疊知識(shí)和過(guò)時(shí)授課內(nèi)容，引進(jìn)新知識(shí)與新技術(shù)，形成知識(shí)點(diǎn)分布合理、知識(shí)銜接順暢、內(nèi)容精煉實(shí)用的連環(huán)式關(guān)系的群體[2-3]。以機(jī)械原理為核心的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群對(duì)機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用型人才的工程能力的培養(yǎng)起決定作用，因此面對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)新發(fā)展與新需求，地方性應(yīng)用型本科院校必須快速構(gòu)建精致實(shí)用與新穎性共存的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課課程群，以驅(qū)動(dòng)其實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

在新工科與新經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，地方高校在工程教育改革中應(yīng)找準(zhǔn)定位，辦出特色[4]。湖北工程學(xué)院機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)是面向孝感區(qū)域新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求而設(shè)立的，具有汽車(chē)零部件、智能農(nóng)機(jī)及航空航天裝備的鮮明特色。學(xué)校經(jīng)過(guò)大量企業(yè)需求調(diào)研及橫向?qū)Ρ榷嗨胤奖究圃盒５膶?zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案，決定直面孝感區(qū)域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)新需求，以學(xué)生工程能力為導(dǎo)向，適應(yīng)和引領(lǐng)崗位新要求，探索我校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程人才培養(yǎng)模式。我校高度重視工程技術(shù)應(yīng)用型課程體系建設(shè)，以學(xué)校獲批教育部“互聯(lián)網(wǎng)+中國(guó)制造2025”產(chǎn)教融合促進(jìn)計(jì)劃試點(diǎn)院校項(xiàng)目為依托，探索校地企協(xié)同育人新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多層次、個(gè)性化工程技術(shù)人才培養(yǎng)新模式。在機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中，確定以“知識(shí)-能力-素質(zhì)”三位一體的教學(xué)理念，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)+思維重構(gòu)核心知識(shí)，構(gòu)建課程教學(xué)新體系。在構(gòu)建機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群過(guò)程中，合理重組知識(shí)內(nèi)容，融合貫通知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程綜合設(shè)計(jì)及工程項(xiàng)目創(chuàng)新四大模塊，課程間互為依托、獨(dú)立設(shè)課、綜合協(xié)調(diào)，而且教學(xué)體系完整，教學(xué)內(nèi)容精煉，以體現(xiàn)學(xué)校創(chuàng)新培養(yǎng)工程技術(shù)類(lèi)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

1 機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課存在的主要問(wèn)題

機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)古老而又發(fā)展成熟的專(zhuān)業(yè)。近年來(lái)，為了適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，多所高校都對(duì)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課進(jìn)行了課程建設(shè)與改革。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，這些改革的終極目的是保障新體系下課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此它主要是圍繞具體課程教學(xué)內(nèi)容而展開(kāi)的，通過(guò)實(shí)施有力措施，對(duì)課程體系結(jié)構(gòu)、授課誒榮、教師教法與課程評(píng)價(jià)方法等方面進(jìn)行完善。但是在機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群的視野下看各門(mén)課程的內(nèi)容，就會(huì)發(fā)現(xiàn)存在較多不合理的地方。

以湖北工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為例，其專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的核心是機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)，并涵蓋機(jī)械制圖、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、互換性與測(cè)量技術(shù)、電工與電子技術(shù)、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)等課程。上述課程之間在教學(xué)內(nèi)容上有一定重復(fù)性，如機(jī)械制圖課包括了互換性與測(cè)量技術(shù)課程的“公差”內(nèi)容；同時(shí)它們?cè)谥R(shí)結(jié)構(gòu)上是相互銜接的，且互補(bǔ)性較強(qiáng)，如機(jī)械原理的運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)分析章節(jié)需要用到理論力學(xué)的核心內(nèi)容；機(jī)械原理各章節(jié)的解析法內(nèi)容需要用到C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及制圖軟件中的仿真分析模塊等。在各高校傳統(tǒng)教學(xué)中，上述機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程存在于大學(xué)第一至第四學(xué)期，有獨(dú)立的學(xué)時(shí)及學(xué)分，并由不同的教師獨(dú)立授課。各授課老師之間沒(méi)有相應(yīng)交流，沒(méi)有有效整合、優(yōu)化和銜接相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)模塊。因此這些課程之間沒(méi)有融合貫通知識(shí)體系，存在著欠呼應(yīng)、少配合、多重復(fù)等問(wèn)題。這既浪費(fèi)了教學(xué)資源，也沒(méi)有體現(xiàn)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之間的層次性、邏輯性及系統(tǒng)性。學(xué)生在學(xué)完這些課后，既不知道它們?cè)谂囵B(yǎng)學(xué)生知識(shí)、能力與素質(zhì)方面的作用，也不清楚課程之間的聯(lián)系。另外，機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程體系較少?gòu)恼n程內(nèi)容的調(diào)整來(lái)適應(yīng)新工科背景下我國(guó)機(jī)械制造業(yè)對(duì)人才需求的新要求，和我校地方性應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)有一定的偏差。

2 機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群建設(shè)的基本思路

湖北工程學(xué)院應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是堅(jiān)持育人為本、德育為先的原則，圍繞國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人才的新需求，著力培養(yǎng)具有良好團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，具備機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)、基本理論和工程應(yīng)用能力，能夠從事機(jī)械工程及自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、銷(xiāo)售和運(yùn)行管理等領(lǐng)域的應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群在構(gòu)建學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)理論、素質(zhì)能力和工程能力方面起著重要作用。以“學(xué)生工程能力培養(yǎng)為本位”，要求學(xué)生掌握基本知識(shí)、加強(qiáng)應(yīng)用能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、擁有工程思維，構(gòu)建機(jī)械類(lèi)基礎(chǔ)課程教學(xué)新體系。

在構(gòu)建“知識(shí)-能力-素質(zhì)”三位一體的教學(xué)新體系時(shí)，必須突破目前機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程各成體系的傳統(tǒng)設(shè)課模式，適應(yīng)機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)新需求對(duì)學(xué)生在知識(shí)、能力需求方面的變化，以汽車(chē)零部件、智能農(nóng)機(jī)及精密裝備系統(tǒng)為講授對(duì)象，構(gòu)建具有區(qū)域經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)性、工程化特色和綜合性的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群，加入新知識(shí)、新內(nèi)容，刪除過(guò)時(shí)內(nèi)容，調(diào)整各課程間的重疊內(nèi)容，優(yōu)化知識(shí)模塊，重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型課程改革目標(biāo)，獲得機(jī)電測(cè)控類(lèi)課程體系的整體優(yōu)化與完善。

3 機(jī)械工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群的構(gòu)建與實(shí)施

結(jié)合湖北工程學(xué)院“地方性應(yīng)用型”高校定位，在機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群建設(shè)中，圍繞機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)核心內(nèi)容，以系統(tǒng)論觀點(diǎn)梳理、重組與優(yōu)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí)內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力為導(dǎo)向，開(kāi)展機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群的頂層設(shè)計(jì)：以汽車(chē)零部件、智能農(nóng)機(jī)和精密裝備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為背景，以系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件詳細(xì)設(shè)計(jì)為目標(biāo)，以功能模塊-方案設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-電氣與電子控制裝備設(shè)計(jì)為主線，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的層次推進(jìn)及學(xué)生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)知規(guī)律，提出了“機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)理論-機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案-機(jī)電系統(tǒng)控制方案-機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)”四大知識(shí)結(jié)構(gòu)模塊，構(gòu)建機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群的新體系，并將其納入我校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)新方案中。

如前所述，機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系、承接與影響，它們之間的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系及影響如下：

機(jī)械制圖、互換性與測(cè)量技術(shù)兩門(mén)課的知識(shí)點(diǎn)有交叉部分，同時(shí)也是構(gòu)成機(jī)械零件圖和裝配圖的完備體系[5]；理論力學(xué)、材料力學(xué)是學(xué)習(xí)機(jī)械原理的知識(shí)基礎(chǔ)，在速度瞬心、運(yùn)動(dòng)和力分析方面在機(jī)械原理中有重要的應(yīng)用；機(jī)械制圖、材料力學(xué)、機(jī)械原理是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的理論基礎(chǔ)；同時(shí)在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析時(shí)，需要具備這幾門(mén)課的綜合知識(shí)；電工與電子技術(shù)、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)是機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)必備的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，與機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程結(jié)合在一起，構(gòu)成機(jī)械復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)；C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)為機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的輔助設(shè)計(jì)部分提供編程技術(shù)知識(shí)基礎(chǔ)。

根據(jù)上述四大知識(shí)模塊，將“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“理論力學(xué)”和“機(jī)械原理”三門(mén)課程重組教學(xué)內(nèi)容、分配教學(xué)課時(shí)，涵蓋理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。將“機(jī)械制圖”、“互換性與測(cè)量技術(shù)”、“材料力學(xué)”與“機(jī)械設(shè)計(jì)”按照基本概念、分析方法、工程應(yīng)用和設(shè)計(jì)案例的體系組織教學(xué)。以設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)為案例，把上述各課程知識(shí)點(diǎn)緊密銜接、有效呼應(yīng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及工程思維能力。在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的基本概念、原理和方法的同時(shí)，強(qiáng)化與突出對(duì)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的工程實(shí)踐。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群具有四大知識(shí)模塊，具體如下：

（1）機(jī)電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)基本理論：在學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)學(xué)、力學(xué)及機(jī)械制圖后，以汽車(chē)零部件、智能農(nóng)機(jī)與精密裝備為實(shí)例，闡述機(jī)電系統(tǒng)的概念、基本結(jié)構(gòu)、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)；（2）機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述：以智能農(nóng)機(jī)與精密裝備系統(tǒng)為實(shí)例對(duì)象，圍繞機(jī)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精確性，學(xué)習(xí)靜態(tài)建模、動(dòng)態(tài)建模及控制系統(tǒng)建模等知識(shí)內(nèi)容；（3）機(jī)電系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：以機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)為目標(biāo)，學(xué)習(xí)系統(tǒng)建模、力學(xué)及材料分析、計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（4）機(jī)電系統(tǒng)測(cè)控模塊設(shè)計(jì)：以機(jī)電系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)與校正為實(shí)例，學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正等測(cè)控知識(shí)，并通過(guò)實(shí)例給予進(jìn)一步闡述。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)新工科背景下應(yīng)用型地方本科院校工程類(lèi)人才培養(yǎng)定位與目標(biāo)的要求，結(jié)合我校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)情況，以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為主線，開(kāi)展以機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)為核心的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群建設(shè)的研究與實(shí)踐。通過(guò)研究各專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之間內(nèi)在邏輯及知識(shí)關(guān)聯(lián)性、層次性，優(yōu)化與重組機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程間的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，并融合和更新教學(xué)內(nèi)容，改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，整合分離的實(shí)踐模塊，促使應(yīng)用型機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程體系的優(yōu)化與完善，獲得我校對(duì)工程技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。