何冬青,商玉梅,李文昊,崔丹薇

(中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 機械與控制工程學(xué)院,山東 東營 257000)

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基于創(chuàng)新能力提升的人才培養(yǎng)模式探索
——以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例

何冬青,商玉梅,李文昊,崔丹薇

(中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 機械與控制工程學(xué)院,山東 東營 257000)

根據(jù)應(yīng)用技術(shù)型高校的發(fā)展定位,以具備一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標,對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)進行培養(yǎng)模式研究及改革,已成為迫切需要。從機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力體系結(jié)構(gòu)、學(xué)生創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)思路、創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐等三個方面入手,對基于創(chuàng)新能力提升的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進行研究分析,為該專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革打下良好基礎(chǔ)。

創(chuàng)新;機械;培養(yǎng)模式;應(yīng)用型;專業(yè)

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,科技創(chuàng)新能力已成為國家間競爭力的決定性因素,創(chuàng)新型社會的特征愈加明顯。各種競爭歸根到底是各種人才的競爭[1]。高等教育作為人才培養(yǎng)的重要組成部分,培養(yǎng)符合社會需求、具有創(chuàng)新意識和能力的人才現(xiàn)已成為高等學(xué)校人才培養(yǎng)的共識和重要目標[2],需要通過持續(xù)的教學(xué)改革加以實現(xiàn)。制造業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位,2015年國務(wù)院發(fā)布了“中國制造2025”行動綱領(lǐng),提出了堅持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針及通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標,為我國制造業(yè)進一步發(fā)展指明了方向。

教學(xué)改革的關(guān)鍵,首先在于人才培養(yǎng)模式的選擇和培養(yǎng)目標的定位[3]。中國石油大學(xué)勝利學(xué)院立足于服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟,把培養(yǎng)省內(nèi)一流的高水平應(yīng)用技術(shù)型人才作為學(xué)校的人才培養(yǎng)目標。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)(以下簡稱“機自專業(yè)”)是直接面向生產(chǎn)制造的專業(yè),肩負著培養(yǎng)制造業(yè)創(chuàng)新型人才的重任。以具備一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標,對機自專業(yè)的培養(yǎng)模式進行改革,已成為迫切需要。

一、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力結(jié)構(gòu)

我校機自專業(yè)的培養(yǎng)目標是——培養(yǎng)具有進行機械產(chǎn)品設(shè)計、制造及設(shè)備控制、生產(chǎn)組織管理的基本能力,能夠運用先進設(shè)計制造技術(shù)的理論與方法,解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中的復(fù)雜技術(shù)問題,以實現(xiàn)產(chǎn)品智能化設(shè)計與制造的高級工程技術(shù)人才,要求畢業(yè)生能夠綜合運用機械學(xué)、計算機科學(xué)、電子學(xué)和控制學(xué)等學(xué)科知識,從事機械工程及其自動化領(lǐng)域的科技開發(fā)等工作。該專業(yè)是機械行業(yè)的“寬口徑”專業(yè),涉及機械行業(yè)的多個方面,市場需求巨大。該專業(yè)2016年已作為我?！皟?yōu)勢與特色本科專業(yè)”進行建設(shè)。

通過用人單位訪談、畢業(yè)生問卷調(diào)查等多種形式的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),機自專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的基本專業(yè)能力有:機械制圖能力、機械強度與結(jié)構(gòu)分析計算能力、精度分析與設(shè)計能力、基本電路識讀分析能力、機構(gòu)分析能力、機械零件設(shè)計能力、機電系統(tǒng)控制與測試能力、機械制造基本技能、液壓與氣動控制能力、數(shù)控編程與加工能力、計算機編程能力等,另外根據(jù)不同的專業(yè)方向,還需具備一定的機床及刀具能力、工藝方案能力、CAD/CAM能力、先進制造基本能力、模具基本能力等,分屬機械、力學(xué)、電子、控制、計算機等多個學(xué)科,其能力結(jié)構(gòu)如表1所示。由此可見,機自專業(yè)是一個以力學(xué)和機械學(xué)科知識為主干、同時包含電子、控制、計算機等學(xué)科知識的專業(yè),能力結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

表1 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)能力結(jié)構(gòu)

對應(yīng)以上專業(yè)能力培養(yǎng)需求,相應(yīng)開設(shè)畫法幾何與機械制圖、理論力學(xué)及材料力學(xué)、電工電子技術(shù)、機械原理、機械設(shè)計等課程,對機自專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力進行培養(yǎng)。

學(xué)生具備了以上的基本專業(yè)能力,是不是就可以開展創(chuàng)新活動了呢?正如具備了充足的食材,名廚可以將其變成色香味俱全、令人垂涎的美餐,而一般的家庭只能將其變成一頓普通的餐食一樣,學(xué)生只有具備創(chuàng)新意識與能力才能將以上基本能力綜合運用并轉(zhuǎn)變成創(chuàng)新成果。而創(chuàng)新能力不是一項具體的能力,不只局限于動手實踐能力[5],而是一種復(fù)雜的綜合能力,需要加以系統(tǒng)培養(yǎng)。能夠點石成金的創(chuàng)新意識與能力應(yīng)該如何培養(yǎng)呢?

二、學(xué)生創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)思路

從國內(nèi)外大量的教學(xué)改革實踐來看,把學(xué)生關(guān)在課堂里傳授創(chuàng)新的路子是行不通的。只有走出去、請進來,進行多種形式的工學(xué)結(jié)合、校企合作,才是培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的理想途徑。

“校企合作、工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式是一種相對成熟的人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)應(yīng)用型人才的國內(nèi)外高等學(xué)校廣泛采用這種模式。從1906年美國辛辛那提大學(xué)推出的“合作教育”計劃算起,這種模式已有100多年的歷史。國人較熟悉的、對我國高等教育發(fā)展有著較大借鑒作用的有英國的三明治式、德國的雙元制和澳大利亞的TAFE模式等。

我國高校的工學(xué)結(jié)合實踐在50年代就有嘗試,但現(xiàn)代意義的工學(xué)結(jié)合思想的提出,始于80年代后期的工學(xué)合作教育引進?！?+1”人才培養(yǎng)模式、“工學(xué)交替311”合作教育模式、一年三學(xué)期制的“薄三明治”模式、“工讀交替,預(yù)就業(yè)”的“611”模式等,產(chǎn)生了較明顯的效果,但目前來看還遠未形成成熟模式,仍處于實踐摸索中。

根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標要求,同時受國內(nèi)一些高校機械學(xué)科的教學(xué)改革成果啟發(fā),我們以培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為核心,探索新的人才培養(yǎng)模式：“1”——一條主線,以培養(yǎng)具有一定實踐創(chuàng)新能力,適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)型機電液一體化人才為主線;“2”——兩大統(tǒng)一的教學(xué)平臺,即課內(nèi)教學(xué)平臺和課外實踐、實習(xí)平臺相統(tǒng)一;“3”——三個結(jié)合的培養(yǎng)思想,堅持理論與實踐相結(jié)合,堅持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,堅持人文學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)相結(jié)合的培養(yǎng)思想;“4”——四個步驟,根據(jù)認識發(fā)展規(guī)律中實踐、認識、再實踐、再認識的辨證運動關(guān)系,按激發(fā)興趣(通過開展多種形式課堂或?qū)嵺`教育活動使學(xué)生在盡早認識專業(yè)基礎(chǔ)上建立學(xué)習(xí)興趣)——掌握“工具”(計算機輔助設(shè)計技術(shù)、計算機輔助制造技術(shù)等“技術(shù)工具”)——培養(yǎng)能力(機械機電產(chǎn)品設(shè)計能力、實踐創(chuàng)新意識及能力等)——項目實踐(按工程項目標準進行工程項目實踐訓(xùn)練、企業(yè)頂崗實習(xí)等)四個步驟有序開設(shè)相關(guān)理論及實踐課程,可以比較有效地促進學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐

多年的改革實踐表明,把教學(xué)活動局限于課堂難以有效提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。走出課堂、進入實驗室、接觸生產(chǎn)和工程實際,是提升學(xué)生創(chuàng)新動力、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情的有效手段。實驗室建設(shè)和實習(xí)實踐基地建設(shè)是其中最重要的兩個方面。

(一)實驗室建設(shè)

實驗室建設(shè)是學(xué)校教學(xué)基本建設(shè)的重要組成部分。根據(jù)實驗室建設(shè)及管理中心化的思想,機自專業(yè)的實驗室目前規(guī)劃為六大實驗中心(室)——材料及力學(xué)性能實驗中心、機械基礎(chǔ)實驗中心、機械制造實驗中心、機電一體化實驗中心、石油機械實驗室及機械創(chuàng)新實驗室。各實驗中心(室)與實驗課程不再一一對應(yīng)建設(shè),而是根據(jù)機自專業(yè)的學(xué)科特點,將各實驗課程大類化、綜合化及中心化。如機械基礎(chǔ)實驗中心涵蓋了制圖實驗室、機械原理實驗室、機械設(shè)計實驗室、機械拆裝實驗室等。從實驗室規(guī)劃開始,就考慮到實驗中心下設(shè)各實驗室的實驗器材、設(shè)備等的通用性、一致性,做到實驗室從功能設(shè)置到具體實驗器材的購置等統(tǒng)籌規(guī)劃,對應(yīng)機自專業(yè)學(xué)生能力需求結(jié)構(gòu)(表1)中的機械制圖能力、機械零件設(shè)計能力等并進行相應(yīng)的建設(shè)。這樣既有效減少了各實驗室間設(shè)備器材的重復(fù)購置,提高了實驗設(shè)備器材的利用率,同時使得實驗室建設(shè)學(xué)科化、綜合化,有利于學(xué)生加深對專業(yè)的理解及對專業(yè)知識的綜合運用,摒棄以往為課程建立實驗室的思想，克服各課程間聯(lián)系不夠緊密的不足,逐步建立起為專業(yè)人才的綜合能力培養(yǎng)而建立實驗室的新理念。

在具體課程的實驗學(xué)時設(shè)置上,我們還充分利用我校的教育部——西門子校企合作專業(yè)綜合改革項目所提供的高水平CAD/CAM一體化軟件——NX軟件,并學(xué)習(xí)參考多所高校的專業(yè)綜合改革項目實踐成果,逐步形成我校機自專業(yè)相關(guān)課程基于先進CAD/CAM一體化軟件的改革思路,利用NX強大的三維建模能力和專業(yè)功能,用先進的系統(tǒng)化、集成化設(shè)計理念對學(xué)生進行系統(tǒng)化設(shè)計及制造能力的培養(yǎng)。

(二)實習(xí)實踐基地建設(shè)

實習(xí)實踐是學(xué)生了解生產(chǎn)實際的最佳方式,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生通過扎實有效的實習(xí)實踐活動,可以充分認識到所學(xué)課程的必要性及綜合運用所學(xué)知識的重要性,提高學(xué)習(xí)興趣,真正做到學(xué)以致用,從而推動自主學(xué)習(xí)能力的提升。針對校內(nèi)校外實習(xí),通過多年的實踐總結(jié),逐步形成了校內(nèi)實習(xí)以學(xué)生動手操作、實訓(xùn)為主,校外實習(xí)以見習(xí)及頂崗實習(xí)為主的改革思路。

校內(nèi)實習(xí)以學(xué)生動手操作、實訓(xùn)操作為主,可以有效解決很多校外實習(xí)時走馬觀花多、動手操作少、實習(xí)成本高等難題,切實提高學(xué)生的動手實踐能力。通過建立金工實習(xí)中心及機械制造實訓(xùn)中心,將學(xué)校工科專業(yè)開展的金工實習(xí)及機械制造類專業(yè)的各種實習(xí)實訓(xùn)涵蓋進去。機械制造實訓(xùn)中心的建設(shè)規(guī)劃如圖1所示。

圖1 機械制造實訓(xùn)中心建設(shè)規(guī)劃

而校外實習(xí)主要通過對高水平企業(yè)的參觀見習(xí),加深對專業(yè)的認識、對生產(chǎn)的感性認識及對企業(yè)生產(chǎn)組織與管理情況的初步了解,在條件成熟的情況下逐步開展頂崗實習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。

專業(yè)培養(yǎng)模式的改革是一個漸進的過程,不是一蹴而就的。通過對專業(yè)能力體系結(jié)構(gòu)詳細分析、確立校企合作的創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路、針對能力培養(yǎng)進行實驗室建設(shè),一定會對應(yīng)用技術(shù)型高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才起到助推作用,促進我國創(chuàng)新社會形成與發(fā)展。

[1] 周海,王黛萍.應(yīng)用型本科人才的機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)探索[J].機械設(shè)計與制造,2010(10):174.

[2] 朱世坤.以實驗示范中心建設(shè)為契機 促進實驗教學(xué)改革[J].實驗室研究與探索,2007(4):95.

[3] 劉金良,顧平燦.應(yīng)用型機械本科專業(yè)教學(xué)體系改革研究與實踐[J].機電工程,2005(12):64.

[4] 王明強,王黎輝,余建國,等.工科機械類大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐[J].大學(xué)教育科學(xué),2003(4):39.

[責(zé)任編輯] 尹 健

2016-06-18

何冬青(1971—)，男，北京順義人，中國石油大學(xué)勝利學(xué)院機械與控制工程學(xué)院副教授，博士，主要從事機械工程研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2016.03.021

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1673-5935(2016)03- 0067- 03