基于激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)的大學(xué)生研究與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐

馮愛新 周晨 曹宇 朱德華 張健 劉文文

摘要：溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院依托激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)，在學(xué)科模塊和大學(xué)生知識(shí)、能力分解的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)兩者的對(duì)接，以學(xué)科科研反哺教學(xué)，構(gòu)建由學(xué)科前沿引導(dǎo)、激光光電課程群實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新實(shí)踐，逐步推進(jìn)的大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式與機(jī)制，對(duì)機(jī)械工程—激光加工技術(shù)及裝備方向的學(xué)生培養(yǎng)起到了重要的作用。

關(guān)鍵詞：激光光電；機(jī)械工程；學(xué)科設(shè)備；研究創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）29-0173-02

一、引言

機(jī)械工程專業(yè)是典型的工程型技術(shù)專業(yè)，需要對(duì)大學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)工程技能、專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰凸こ棠芰Φ呐囵B(yǎng)。目前機(jī)械工程專業(yè)在基礎(chǔ)工程能力實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、企業(yè)工程能力培養(yǎng)方面已經(jīng)形成了較為完善的體系，滿足了機(jī)械工程專業(yè)大學(xué)生進(jìn)一步研究深造和到企業(yè)從事工程技術(shù)工作的基本要求。但是在以下兩個(gè)方面亟待進(jìn)一步提升。

1.大學(xué)生的知識(shí)和能力主要來源于書本教材與傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，相對(duì)滯后于技術(shù)前沿，其對(duì)學(xué)科前沿技術(shù)體系缺乏系統(tǒng)化、專門化的了解，對(duì)學(xué)科前沿技術(shù)的科學(xué)研究設(shè)備及其分析手段缺乏專門化的較為深入的了解，導(dǎo)致其在研究生或企業(yè)研發(fā)工作中，面對(duì)具體的研究研發(fā)目標(biāo)無所適從，從而嚴(yán)重阻礙其總體研究思路的可行性和先進(jìn)性。

2.大學(xué)生具備了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作能力，對(duì)先進(jìn)學(xué)科設(shè)備的認(rèn)識(shí)往往是在局部功能的演示性實(shí)驗(yàn)，缺乏對(duì)學(xué)科設(shè)備儀器的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、操作規(guī)程、數(shù)據(jù)分析處理的系統(tǒng)性深入認(rèn)識(shí)，更不可能在其基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新研究能力的培養(yǎng)。

學(xué)科建設(shè)是高校發(fā)展和高?？蒲袑?shí)力提升的重要抓手。機(jī)電工程學(xué)院經(jīng)過“十二五”機(jī)械工程重點(diǎn)學(xué)科和激光光電特色學(xué)科建設(shè)，目前建有激光加工機(jī)器人科技部國(guó)際合作基地/浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工業(yè)激光精細(xì)加工與檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、溫州市激光制造技術(shù)與裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等學(xué)科科研平臺(tái)。采購的學(xué)科建設(shè)設(shè)備原值達(dá)3000萬元以上，如何讓這些科研學(xué)科設(shè)備在服務(wù)科研、學(xué)科的同時(shí)，服務(wù)于大學(xué)生人才培養(yǎng)是當(dāng)前需要重點(diǎn)探討和研究的問題。

二、改革思路

以地方院校工程創(chuàng)新教育的人才培養(yǎng)為使命，基于激光光電先進(jìn)制造與智能裝備技術(shù)的區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，以激光光電與智能裝備制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，依托學(xué)科激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)進(jìn)行大學(xué)生研究能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索，培養(yǎng)大學(xué)生的研究認(rèn)知能力、科研設(shè)備的操作能力和基于科研設(shè)備平臺(tái)的創(chuàng)新能力。

三、改革實(shí)施方案

方案實(shí)施如圖1所示。首先，基于激光光電學(xué)科科研設(shè)備平臺(tái)，構(gòu)建大學(xué)生學(xué)科前沿知識(shí)體系培養(yǎng)方案，使學(xué)生掌握激光光電學(xué)科裝備的工作原理、結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)參數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；其次，構(gòu)建基于激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)的本科生、研究生學(xué)科平臺(tái)實(shí)驗(yàn)體系，培訓(xùn)大學(xué)生熟練掌握激光光電學(xué)科設(shè)備的操作規(guī)范知識(shí)、設(shè)備運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)的分析處理能力；最后，基于激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)，以學(xué)生專業(yè)興趣愛好、專業(yè)發(fā)展方向、CDIO項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題、專業(yè)技能需求為導(dǎo)向，構(gòu)建分類指導(dǎo)、逐步推進(jìn)的大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式與機(jī)制。

基于激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)，構(gòu)建大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式如圖2所示。通過學(xué)科前沿與科技創(chuàng)新、專業(yè)概論的引導(dǎo)，整合包括《工程光學(xué)》、《激光原理與技術(shù)》、《激光加工技術(shù)與裝備》、《材料測(cè)試分析技術(shù)》、《激光快速成型技術(shù)》等課程在內(nèi)的激光專業(yè)課程群包含的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，結(jié)合激光光電學(xué)科設(shè)備平臺(tái)，對(duì)接“激光宏觀加工”、“激光沖擊波”、“光電檢測(cè)”、“材料性能測(cè)試分析”、“激光微細(xì)加工”等學(xué)科模塊方向，設(shè)計(jì)實(shí)施綜合性的CDIO實(shí)踐項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)大學(xué)生了解三個(gè)知識(shí)，即：了解激光光電智能制造工程背景與技術(shù)前沿知識(shí)，了解激光光電學(xué)科裝備的工作原理、結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)參數(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)，了解激光光電學(xué)科設(shè)備的操作規(guī)范知識(shí)；培養(yǎng)三個(gè)能力，即：激光光電學(xué)科設(shè)備的操作能力、設(shè)備運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)的分析處理能力、基于激光光電學(xué)科設(shè)備的科研創(chuàng)新能力，為其深造更高層次的學(xué)業(yè)或到企業(yè)從事技術(shù)研發(fā)，培養(yǎng)科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新能力奠定了基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

自溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院于2014年招收首批機(jī)械工程“激光加工技術(shù)與裝備”方向的本科生以來，借助高端學(xué)科設(shè)備，依托激光與光電學(xué)科的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，通過上述教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)出的學(xué)生研究與創(chuàng)新能力突出，首屆畢業(yè)生就業(yè)率為100%，深受就業(yè)單位的好評(píng)，20%的學(xué)生考取了研究生。目前在讀的四屆本科生仍然是此項(xiàng)改革成果的受益者，教學(xué)成果將持續(xù)體現(xiàn)。

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