崔海蓉,楊超珍,朱旭霞,趙偉敏
(寧波工程學(xué)院,浙江 寧波 315211)
IBL視閾下復(fù)合型人才工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐
崔海蓉,楊超珍,朱旭霞,趙偉敏
(寧波工程學(xué)院,浙江 寧波 315211)
IBL即Industry Based Learning,意為基于工業(yè)需要的學(xué)習(xí),核心思想是從工業(yè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求出發(fā),培養(yǎng)企業(yè)工程師的工程實(shí)踐能力。本文提出的工程師設(shè)計(jì)制造能力的提升立足于普通高校校內(nèi)資源,通過自身軟硬件建設(shè)滿足教學(xué)要求,按照教學(xué)計(jì)劃要求,根據(jù)教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容和質(zhì)量要求進(jìn)行教學(xué)和考核,質(zhì)量可控,滿足現(xiàn)有招生學(xué)生全部的實(shí)踐要求。
IBL學(xué)習(xí)法;工程設(shè)計(jì)能力;復(fù)合型人才
IBL為英文Industry Based Learning的縮寫,中文意思是基于工業(yè)需要的學(xué)習(xí)。這是國(guó)外近年來出現(xiàn)的一種新式的人才培養(yǎng)模式,核心思想是從工業(yè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求出發(fā),培養(yǎng)企業(yè)工程師的工程實(shí)踐能力。
近年來我國(guó)制造業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),企業(yè)對(duì)高質(zhì)量的機(jī)械類人才的需求日益增多。尤其是企業(yè)的發(fā)展,提升自主創(chuàng)新能力,創(chuàng)建品牌,提高質(zhì)量,需要高素質(zhì)復(fù)合型人才;企業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展,解決用工荒問題,以機(jī)器換人,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的自動(dòng)化裝備,更需要復(fù)合型人才制造去研制開發(fā)和應(yīng)用。一線生產(chǎn)企業(yè)迫切需要能解決生產(chǎn)實(shí)際的復(fù)合型人才,對(duì)機(jī)械行業(yè)而言,既懂機(jī)械設(shè)計(jì)與制造又懂電氣控制技術(shù)的工程復(fù)合型人才是企業(yè)的需要,也是機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)的方向。工程師能力培養(yǎng)在國(guó)內(nèi)具有影響力的模式,是5年前進(jìn)行的CDIO培養(yǎng)模式的試點(diǎn),和3年前啟動(dòng)的全國(guó)二批139所院校參與的“卓越工程師”培養(yǎng)試點(diǎn)。機(jī)械專業(yè)的CDIO教學(xué)試改,由燕山大學(xué)負(fù)責(zé),每年組織兩次相關(guān)參與學(xué)校交流試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),其基本思想是要求產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造全過程由學(xué)生自己完成,積累自己的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于全面掌握機(jī)械設(shè)計(jì)制造的全過程非常有效,但受執(zhí)行過程的制造成本制約,難以全面推行;卓越工程師的培養(yǎng)計(jì)劃,在培養(yǎng)的課程體系和實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革,針對(duì)工程師要求的各項(xiàng)能力要求展開教學(xué),并密切結(jié)合企業(yè)實(shí)際,且有約一年時(shí)間實(shí)踐在企業(yè)或結(jié)合企業(yè)進(jìn)行,該項(xiàng)目目前尚處于試點(diǎn)階段,與企業(yè)的結(jié)合度較高,存在依賴企業(yè)參與培養(yǎng)的傾向,推行過程中培養(yǎng)計(jì)劃的執(zhí)行受到時(shí)間、空間、質(zhì)量、數(shù)量的制約。本文提出的工程師設(shè)計(jì)制造能力的提升立足于普通高校校內(nèi)資源,通過自身軟硬件建設(shè)滿足教學(xué)要求,改革力度小,但可操作性強(qiáng)??梢园唇虒W(xué)計(jì)劃要求進(jìn)行(不受企業(yè)項(xiàng)目時(shí)間上的影響),不因聯(lián)系不到合適的實(shí)習(xí)企業(yè)而多方奔走(空間問題),按教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容和質(zhì)量要求進(jìn)行教學(xué)和考核(質(zhì)量可控),滿足現(xiàn)有招生學(xué)生全部的實(shí)踐要求(解決數(shù)量問題),實(shí)施過程中的經(jīng)濟(jì)性好(不制造而僅支出易耗品和折舊費(fèi))。不同于教學(xué)改革試點(diǎn)(如卓越工程師),對(duì)于非教學(xué)改革試點(diǎn)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃、課程設(shè)置和實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排,各校大同小異,因此,對(duì)普通專業(yè)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,加強(qiáng)工程師應(yīng)用能力培養(yǎng),提高教學(xué)質(zhì)量,具有普遍意義。
1.改革綜合設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))環(huán)節(jié)內(nèi)容。加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的綜合,變“課程”設(shè)計(jì)為“階段”設(shè)計(jì),鞏固各階段的學(xué)習(xí)成果并加以應(yīng)用;同時(shí)將各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與工程實(shí)際結(jié)合,作為一個(gè)整體進(jìn)行研究,突破課程體系的界限,突出相關(guān)課程內(nèi)容的綜合,重點(diǎn)研究機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、工藝工裝課程設(shè)計(jì)和機(jī)電液課程設(shè)計(jì)綜合和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
2.提高設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))環(huán)節(jié)質(zhì)量。提升工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,關(guān)鍵是保證工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的深度和廣度。訓(xùn)練的本質(zhì)是應(yīng)用,是在理論知識(shí)的指導(dǎo)下,正確科學(xué)地應(yīng)用于實(shí)際,提升質(zhì)量要求達(dá)到學(xué)了就用,學(xué)會(huì)應(yīng)用,分階段組織,抓重點(diǎn)、分層次,逐步掌握和全面提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的等工程應(yīng)用能力。
3.強(qiáng)化設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))環(huán)節(jié)能力。設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的過程,經(jīng)歷從模仿到創(chuàng)新、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從幼稚到成熟的成長(zhǎng)階段,需要在理論知識(shí)的指導(dǎo)下,理論知識(shí)聯(lián)系、結(jié)合工程實(shí)際逐步形成正確的設(shè)計(jì)思想,科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。強(qiáng)化設(shè)計(jì)能力要在設(shè)計(jì)過程中,形成在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,通過自我設(shè)計(jì)-答辯-修改,這樣一種閉環(huán)控制教學(xué)環(huán)節(jié),杜絕設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)走過場(chǎng)、設(shè)計(jì)內(nèi)容形式化,應(yīng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)和管理上形成良好的風(fēng)氣。
4.健全設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))指導(dǎo)過程。要提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,指導(dǎo)過程是關(guān)鍵,樹立良好的指導(dǎo)觀,面對(duì)學(xué)生,隨時(shí)為學(xué)生服務(wù),保證及時(shí)、準(zhǔn)確地解決學(xué)生設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題;為學(xué)生著想,加強(qiáng)指導(dǎo)過程中的督促、檢查和指導(dǎo)。
5.優(yōu)化設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))指導(dǎo)力量。注重生產(chǎn)一線的應(yīng)用型人才培養(yǎng),師資是關(guān)鍵。在綜合設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容,應(yīng)合理地配置指導(dǎo)教師,形成多人合作共同指導(dǎo)的格局,并使其在合作過程中相互學(xué)習(xí)共同提高。
6.培養(yǎng)雙師型教師的研究。目前高學(xué)歷教師的比例增加,科學(xué)研究的整體實(shí)力明顯增強(qiáng),但是工程能力的總體水平反而存在下降的趨勢(shì)。探討高效優(yōu)質(zhì)的雙師型教師的培養(yǎng)方法和措施的研究是保證應(yīng)用型人才設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵。
(1)核心課程群教學(xué)內(nèi)容,在設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中的融合;(2)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革,提高設(shè)計(jì)能力和工程意識(shí);(3)建設(shè)一支強(qiáng)勁的指導(dǎo)教師隊(duì)伍。
在機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)中,對(duì)工程設(shè)計(jì)能力影響最大的核心課程有:工程圖學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性和檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)。核心課程是工程師必須具備的知識(shí),是現(xiàn)代技術(shù)的理論指導(dǎo)。強(qiáng)化核心課程的教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量,為學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題打下扎實(shí)深厚的基礎(chǔ),是提高設(shè)計(jì)制造能力的關(guān)鍵。
1.課堂教學(xué)上。系統(tǒng)把握教學(xué)內(nèi)容,準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)各相關(guān)課程之間的相互關(guān)系。本項(xiàng)目組成員主講課程幾乎涵蓋所有核心課程,對(duì)自己和其他成員所講授的課程內(nèi)容,以及與設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系易于溝通、把握,達(dá)成共識(shí)。在課堂講授過程中,注重對(duì)相關(guān)知識(shí)之間的聯(lián)系加以說明和強(qiáng)調(diào),并針對(duì)典型的工程實(shí)例,應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解決問題,啟發(fā)學(xué)生對(duì)前后課程的聯(lián)系與連貫性有初步的認(rèn)識(shí),并培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系相關(guān)課程知識(shí)去思考、解決問題的意識(shí)和能力,養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。
2.課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)上。明確課程設(shè)計(jì)不僅僅是該課程的設(shè)計(jì),而是學(xué)習(xí)階段的課程設(shè)計(jì),是一種綜合的課程設(shè)計(jì)。在指導(dǎo)過程中,注重知識(shí)的綜合和應(yīng)用。比如,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)注重把機(jī)械制造基礎(chǔ)、公差與技術(shù)測(cè)量、工程力學(xué)等課程的知識(shí)綜合應(yīng)用,并體現(xiàn)在設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖樣中。其次,盡量選用來自企業(yè)工程實(shí)際的設(shè)計(jì)題目,在設(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生全面、綜合運(yùn)用各類知識(shí),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生在設(shè)計(jì)中存在的問題,從圖樣設(shè)計(jì)和計(jì)算書撰寫中提高學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力。再者,重視課程設(shè)計(jì)答辯,充分發(fā)揮答辯對(duì)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決工程實(shí)際問題的改進(jìn)、提高作用。值得指出的是,指導(dǎo)老師與學(xué)生共同面對(duì)設(shè)計(jì)資料,邊交流邊批閱設(shè)計(jì)資料是一種值得提倡的充滿人性化的、和諧有效的答辯方式。
由于核心課程的教學(xué)學(xué)時(shí)非常有限,處理好核心課程中的核心內(nèi)容的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、分析、綜合和掌握同類知識(shí)的能力,加強(qiáng)課程間的聯(lián)系,融會(huì)貫通,可以更好的提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。在整個(gè)理論教學(xué)體系中,課程設(shè)計(jì)是應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的訓(xùn)練過程,是體現(xiàn)課程間有機(jī)聯(lián)系的重要環(huán)節(jié),應(yīng)充分發(fā)揮課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的功能,切實(shí)提高設(shè)計(jì)制造能力。
1.突破課程設(shè)計(jì)界限,貫通核心課程。影響設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐環(huán)節(jié)包括金工實(shí)習(xí)(數(shù)控實(shí)習(xí))、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、工程圖學(xué)測(cè)繪實(shí)習(xí)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝工裝課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。每一環(huán)節(jié)事實(shí)上都是機(jī)械專業(yè)核心知識(shí)的綜合應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)在不同階段解決不同問題,要求掌握不同內(nèi)容。設(shè)計(jì)內(nèi)容不斷充實(shí),設(shè)計(jì)質(zhì)量和能力不斷提高,才能為畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后的工程應(yīng)用打下扎實(shí)基礎(chǔ)。本科階段機(jī)械專業(yè)設(shè)計(jì)能力遞進(jìn)關(guān)系如下圖所示。
因此,從三年級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)開始,隨機(jī)抽取兩個(gè)班作為試點(diǎn),重點(diǎn)通過改革機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐,培養(yǎng)和提升學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力。在三個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)安排上有目的地做到綜合、連貫,例如,前兩個(gè)環(huán)節(jié)可以是同一個(gè)機(jī)構(gòu)、機(jī)器的某個(gè)或某些部分的設(shè)計(jì)、制造,在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)則可以要求學(xué)生完成這個(gè)機(jī)構(gòu)或機(jī)器主要功能結(jié)構(gòu)部分或全部的設(shè)計(jì)與制造。這樣可以使學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)所涉及的前后知識(shí)有綜合連貫的認(rèn)識(shí),使他們具備較為完整的工程意識(shí),也有利于對(duì)所要求掌握的知識(shí)和所要求達(dá)到的能力有循序漸近的認(rèn)識(shí)、理解和提高。
2.以學(xué)生自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目為原則,改革實(shí)踐方法。學(xué)生按照課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)給定的任務(wù),自行選擇設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)、元件。教師給出的任務(wù)書可以只給出必要的參數(shù),而不規(guī)定具體細(xì)節(jié),發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。在機(jī)電液綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)上,打破按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或指導(dǎo)教師的要求的模式,在教師制定便于操作和評(píng)估的實(shí)驗(yàn)原則、管理制度和評(píng)估體系的基礎(chǔ)上,不規(guī)定項(xiàng)目細(xì)則,不提供完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),僅提供零部件,由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容與計(jì)劃,綜合運(yùn)用所學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí),對(duì)原有實(shí)踐裝備的模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓展,動(dòng)手組裝機(jī)械、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。在教師指導(dǎo)下自主完成圖樣設(shè)計(jì)、零件制造、電氣控制設(shè)計(jì)與接線、以及裝配、調(diào)試等各項(xiàng)任務(wù)。重視培養(yǎng)動(dòng)手能力和解決實(shí)際工程問題的能力。
設(shè)計(jì)能力是理論知識(shí)與工程應(yīng)用的結(jié)合,其層次和難度遠(yuǎn)大于操作技能的訓(xùn)練和理論知識(shí)的拓寬與加深,是學(xué)以致用和學(xué)用結(jié)合的體現(xiàn)。在學(xué)生設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和提高環(huán)節(jié),教師起著關(guān)鍵的作用。增強(qiáng)指導(dǎo)老師的工程能力,培養(yǎng)雙師型教師,對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)將起到事半功倍的作用。教師應(yīng)正確認(rèn)識(shí)自己的不足之處,可以選擇自我提升、相互對(duì)比、共同進(jìn)步等方式,逐步提高自身工程應(yīng)用能力。首先,對(duì)影響設(shè)計(jì)能力的核心課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容,及其相互間緊密的聯(lián)系有明確的認(rèn)識(shí),查漏補(bǔ)缺。另外,在指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)前,教師自己按照任務(wù)要求、規(guī)范親自做一遍,可以更清楚的掌握在設(shè)計(jì)過程中可能遇到的問題,從而更好的指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì),解答學(xué)生的可能疑問,提高教學(xué)水平。再者,可以通過考核平行班級(jí)的課程成績(jī)、設(shè)計(jì)成績(jī),比較平行班級(jí)任課教師教學(xué)成果,促進(jìn)教師相互之間的交流、了解、取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同進(jìn)步。第四,教師積極參與產(chǎn)學(xué)研合作,解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)問題,是提升自身工程應(yīng)用能力的有效途徑。
本研究的重點(diǎn)是通過核心課程群的綜合教學(xué),強(qiáng)化設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力。實(shí)施過程中的難點(diǎn),其一是切實(shí)體現(xiàn)綜合核心課程群內(nèi)容,貫穿各個(gè)設(shè)計(jì)過程;其二是建立評(píng)估、反饋機(jī)制,完善質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)上述兩個(gè)難點(diǎn),解決方法如下:
其一,項(xiàng)目組成員主講核心課程群各課程內(nèi)容,項(xiàng)目組成員定期開展教學(xué)交流,把握進(jìn)度,掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況,共同設(shè)計(jì)各個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容,便于做到教學(xué)、設(shè)計(jì)內(nèi)容的相互貫穿和有機(jī)融合。項(xiàng)目組所有成員同時(shí)參與重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)和產(chǎn)學(xué)研專業(yè)教改的大部分工作,有深厚的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)參與改革和設(shè)計(jì)的內(nèi)容熟悉,對(duì)學(xué)生的現(xiàn)狀清楚,同時(shí)其中一半教師具有企業(yè)的工作經(jīng)歷,具有雙師教師資格,為項(xiàng)目的順利開展奠定基礎(chǔ)。其二,質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定可以參照其他院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合本學(xué)院實(shí)際情況,逐步完善。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注重過程評(píng)價(jià),不能只看學(xué)生成績(jī)或結(jié)果,對(duì)學(xué)生在實(shí)踐過程中各階段、各方面的實(shí)際能力應(yīng)做出客觀評(píng)價(jià),真實(shí)反映學(xué)生設(shè)計(jì)能力與存在的問題。
本文提出的在IBL視閾下復(fù)合型人才工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐方法,目的是在大眾化教育的背景下,實(shí)施精英教育,切實(shí)加強(qiáng)本科畢業(yè)生的工程應(yīng)用能力培養(yǎng),為社會(huì)輸送高質(zhì)量的、受企業(yè)歡迎的工程技術(shù)人才,有效地解決機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)生的就業(yè)困難,適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要。通過研究與實(shí)踐,探索機(jī)械專業(yè)學(xué)生在校切實(shí)提高技術(shù)素質(zhì)、動(dòng)手能力、工程實(shí)踐能力的途徑和具體措施;構(gòu)建機(jī)械專業(yè)復(fù)合型人才工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系;在培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)復(fù)合型人才工程設(shè)計(jì)能力的同時(shí),教學(xué)相長(zhǎng),強(qiáng)化雙師型教師的培養(yǎng),提高教學(xué)水平,建立更好地提高機(jī)械本科學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)境。
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G642.0
A
1674-9324(2014)30-0198-03
寧波工程學(xué)院高教研究課題(NG14012)。
崔海蓉(1974—),女,河北邯鄲人,博士,講師,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。