李永梅,錢 茹,張衛(wèi)芬,楊星星
(東南大學(xué)成賢學(xué)院,江蘇 南京 210088)
基目資金:2016年江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)研究基金項目《在中國制造2025要求下應(yīng)用型本科機械設(shè)計創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)研究》(課 題 批 準(zhǔn) 號:2016SJD880181)的階段性研究成果
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟與應(yīng)用,新一輪工業(yè)革命浪潮在全球涌現(xiàn)[1],制造業(yè)的智能化發(fā)展步驟也越來越緊迫。緊隨世界制造業(yè)發(fā)展“中國制造2025”提出,智能制造已成為中國制造業(yè)的主攻方向,生產(chǎn)方式隨著新一代信息技術(shù)發(fā)展也發(fā)生了變革,信息驅(qū)動占據(jù)了主導(dǎo)地位,這也體現(xiàn)出了智能制造的價值所在。信息驅(qū)動的生產(chǎn)方式體現(xiàn)在更科學(xué)地生編排產(chǎn)工序,提升了生產(chǎn)率,可以實現(xiàn)生產(chǎn)定制的個性化,使能耗降低。這就要求向社會輸送專業(yè)人才的應(yīng)用型本科院校,人才培養(yǎng)目標(biāo)及計劃也要與時俱進,教學(xué)體系需要切合社會市場對人才的需求做出改革。
“中國制造2025”的提出,對技術(shù)、生產(chǎn)與人的關(guān)系被進行了重新定義,需要利用先進制造技術(shù),與人的智慧相結(jié)合,以適應(yīng)市場對個性化產(chǎn)品的需求。主要體現(xiàn)在以下幾點:1)技能技術(shù)人才具備更強的產(chǎn)品設(shè)計能力:在智能制造工廠里,員工不能簡單成為操作工,要具備去完成產(chǎn)品設(shè)計的能力;2)生產(chǎn)者要具有較強的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力:創(chuàng)新已成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心,這就要求制造業(yè)生產(chǎn)者應(yīng)該有原始創(chuàng)新的意識;3)制造業(yè)更需要厚實的基礎(chǔ)設(shè)計能力;4)同時要具備運用智能網(wǎng)絡(luò)的能力:應(yīng)該適應(yīng)并運用智能網(wǎng)絡(luò),協(xié)同與創(chuàng)新并在此基礎(chǔ)上發(fā)展自主學(xué)習(xí)的綜合性能力。當(dāng)前我國的技能人才與“中國制造2025”的規(guī)劃內(nèi)容不完全匹配,從國家到地方的機械專業(yè)應(yīng)用型人才素質(zhì)的界定未能趕上制造業(yè)發(fā)展的步伐。
我國的機械設(shè)計制造技術(shù)在近年得到了長足發(fā)展,機械產(chǎn)業(yè)化的實質(zhì)性發(fā)展也得以實現(xiàn),各行業(yè)也隨之取得了快速進步[2],機械制造技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)已經(jīng)變化為高質(zhì)量、高效益以及高競爭力,其構(gòu)成部分已經(jīng)把能量流、信息流與物質(zhì)流包含進來。我國作為工業(yè)制造大國,與廣大發(fā)達國家比較,機械制造業(yè)整體上還存在著階段性的發(fā)展差距[3],原因總結(jié)有以下四點:(1)對技術(shù)方面的認(rèn)識力度不夠,未能意識到機械自動化技術(shù)在制造業(yè)中的重要性;(2)缺乏健全的生產(chǎn)系統(tǒng)知識;(3)沒有形成穩(wěn)定科技人才,這使我國企業(yè)在技術(shù)方面的創(chuàng)新受到了制約,成為機械設(shè)計制造技術(shù)發(fā)展的瓶頸;(4)技術(shù)相對落后,這是我國工業(yè)發(fā)展緩慢的核心因素,也從根本上制約了我國機械設(shè)計技術(shù)及其自動化的順利發(fā)展[4]。
近年來,隨著教育發(fā)展規(guī)模的日益擴大,在機械專業(yè)方面的教育也取得了一定的進步。各高等院校包括中職院校都在積極開展專業(yè)綜合改革,都在積極實現(xiàn)人才培養(yǎng)體系的多樣化,更好地去適應(yīng)社會的實際需求,從社會的實際發(fā)展需要出發(fā),進行設(shè)計人才培養(yǎng)方案,這是工業(yè)發(fā)達國家在工業(yè)相關(guān)專業(yè)教育與工業(yè)發(fā)展進程中的經(jīng)驗,也正是我國機械設(shè)計制造技術(shù)教育在目前發(fā)展階段中的主要阻礙因素,致使機械專業(yè)人才對機械設(shè)計制造的重要作用與地位認(rèn)識不足,設(shè)計思維單一,方法及綜合能力培養(yǎng)不夠,缺乏多樣性現(xiàn)代化。因此,我國機械設(shè)計制造相關(guān)人才培養(yǎng)中存在的問題需要研究并加以解決[5]。
通過對學(xué)校、學(xué)生、教師及企業(yè)有關(guān)負(fù)責(zé)人的走訪,目前的人才培養(yǎng)模式和就業(yè)情況達到半數(shù)以上學(xué)生的認(rèn)可,基本滿足當(dāng)前社會需求對人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。存在的不足之處主要有:(1)人才培養(yǎng)目標(biāo)不明確和教育理念的落后[6];(2)理論教學(xué)與實踐脫節(jié);(3)實訓(xùn)量小,各大高校還是理論教學(xué)為主,實訓(xùn)課程占比達不到30%;(4)校企合作不夠密切;(5)考核評價體系作用甚微。
機械設(shè)計制造及其自動化是一個寬口徑、就業(yè)面廣、以制造業(yè)為主要服務(wù)面向的專業(yè)。從機械制造業(yè)的崗位性質(zhì)來看,可分為加工、制造、設(shè)備維護、技術(shù)開發(fā)四個層次方向。從機械工程專業(yè)的內(nèi)涵發(fā)展來看,精密化、復(fù)合化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為機械工程專業(yè)的重要內(nèi)涵和發(fā)展走向。從高校的辦學(xué)情況來看,985、211等重點高校的機械工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有國際競爭能力的高層次的機械工程學(xué)術(shù)性人才,以寬厚基礎(chǔ)理論和研究與創(chuàng)新能力見長;普通本科院校、新建院校的機械工程專業(yè)主要培養(yǎng)滿足國家和地方經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才[7],以較強的科技運用、推廣、轉(zhuǎn)換能力見長;高職院校的機械工程專業(yè)主要培養(yǎng)面向生產(chǎn)、服務(wù)、建設(shè)第一線的技術(shù)型人才,以崗位能力見長。
鑒于此,作為應(yīng)用型本科院校,機械專業(yè)定位為:面向江蘇省及周邊地區(qū)的制造業(yè),深度融合CAD/CAM/CAE現(xiàn)代技術(shù)工具平臺,培養(yǎng)具有機械設(shè)計建模、模具設(shè)計、CNC先進制造技術(shù)、一定的工程技術(shù)管理等較強能力的制造和設(shè)備維護方面的技術(shù)、技能型人才。該定位很好的與當(dāng)今中國制造業(yè)發(fā)展趨勢相契合。隨著中國制造業(yè)從“制造大國”向“制造強國”發(fā)展,企業(yè)行業(yè)急需機械設(shè)計相關(guān)軟件的應(yīng)用與設(shè)備維護等方面的技能人才,因此,本專業(yè)將人才培養(yǎng)定位于具備初步的專業(yè)設(shè)計能力,熟練使用各機械相關(guān)軟件的應(yīng)用型人才。該定位能夠與兄弟院校錯位發(fā)展,突出特色。全國工科院校都開設(shè)機械工程專業(yè),通過收集和研讀其培養(yǎng)方案,發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)特色主要有兩種類型:一是依托學(xué)校資源,培養(yǎng)較高機械研發(fā)能力的研究型人才:如上海交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué);二是依托企業(yè)資源,強調(diào)實踐能力的應(yīng)用,如鹽城工學(xué)院。本校本專業(yè)根據(jù)學(xué)院現(xiàn)有辦學(xué)理念和資源,將培養(yǎng)視角向知識技術(shù)技能型人才轉(zhuǎn)移,與市場需求吻合。
以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo),構(gòu)建了“通識教育課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課、專業(yè)方向課、集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”完整的理論+實踐的課程體系結(jié)構(gòu),覆蓋了知識要求的全部內(nèi)容:人文社會科學(xué)知識和自然科學(xué)知識主要在通識教育階段學(xué)習(xí);專業(yè)基礎(chǔ)理論知識主要在專業(yè)基礎(chǔ)課程教育階段學(xué)習(xí)[8];工具性知識主要是在集中實踐環(huán)節(jié)教育階段學(xué)習(xí);機械工程技術(shù)和專業(yè)知識主要在專業(yè)主干課程和專業(yè)方向課程教育階段學(xué)習(xí)。
(1)在理論和實踐的關(guān)系上,注重理論教學(xué)與實踐應(yīng)用的相互融合
本院機械工程專業(yè)共設(shè)置56門課程,理論課45門,實踐課11門,注重理論結(jié)合實踐,從大一的金工實習(xí),到大二的課程設(shè)計,到大三的機床零部件測繪、沖壓模具課程設(shè)計等,到大四的復(fù)雜零件加工工藝設(shè)計,實現(xiàn)大學(xué)四年實踐課不斷線。理論課程中的課內(nèi)實驗和集中實踐環(huán)節(jié)的課時共達到了57學(xué)分,占總學(xué)分的31.06%.2014年我院和西門子公司產(chǎn)學(xué)合作進行了專業(yè)綜合改革,以社會需求為導(dǎo)向,以實踐能力培養(yǎng)為重點,對教學(xué)課程結(jié)構(gòu)做了調(diào)整,三維設(shè)計制造軟件NX系統(tǒng)有機融入并貫穿于四年的本科教學(xué)體系中,如圖1所示。著重培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計能力。
圖1 NX系統(tǒng)融入機制專業(yè)課程體系圖
(2)在必修和選修的關(guān)系上,力求給學(xué)生較大的選擇空間
為適應(yīng)學(xué)生發(fā)展的多元性,我院機械工程專業(yè)在課程設(shè)置上遵循可行性,一方面注重共同知識、技能、素質(zhì)的形成設(shè)置了必修課,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定共同的根基;另一方面為學(xué)生拓展學(xué)科視野,深化學(xué)科知識與技能,發(fā)展學(xué)生的特長、個性而設(shè)置了選修課。機械工程專業(yè)總學(xué)分183.5,選修課學(xué)分達到32,占比17.4%.如基礎(chǔ)課程高等數(shù)學(xué)A、B二選一,為學(xué)生以就業(yè)和考研的不同目標(biāo)而設(shè)置;專業(yè)方向課設(shè)置上有Pro/E和UG二選一,Moldflow和Fast-Form二選一等,為學(xué)生對專業(yè)技能的不同要求而設(shè)置。選修課更關(guān)注較深、較廣、較新的知識技能與當(dāng)代社會生活中的重大問題,有較大的彈性,且隨時代變化及學(xué)生的要求進行及時調(diào)整[9],如2015級課程設(shè)置上,就有專業(yè)主干課程UGNX軟件應(yīng)用和機器人技術(shù)二選一。著重培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品創(chuàng)新意識和自我發(fā)展的定位能力。
(3)在基礎(chǔ)和專業(yè)的關(guān)系上,注重基礎(chǔ)教育與專業(yè)能力的有機銜接
為實現(xiàn)基礎(chǔ)與專業(yè)的最佳對接,篩選了機械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)等理論課程做為專業(yè)基礎(chǔ)課,強調(diào)了基礎(chǔ)知識的運用,為后續(xù)的專業(yè)課的學(xué)習(xí)做鋪墊,實現(xiàn)了專業(yè)培養(yǎng)層層遞進。如機械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程為專業(yè)主干課機械設(shè)計課程中的零部件的設(shè)計、剛度強度的校驗做了知識儲備;互換性與測量技術(shù)課程為專業(yè)方向課沖壓工藝與模具設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計等的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ),著重培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)設(shè)計能力。
(4)在課程體系的構(gòu)建上,注重面向社會需求的動態(tài)開放
在保證核心課程固定、模塊框架不變的前提下,本院機械工程專業(yè)結(jié)合社會需求及我國制造發(fā)展,不斷優(yōu)化課程體系。在課程設(shè)置上,做到既滿足機械類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo),又能隨人才需求的變化不斷調(diào)整開放的教學(xué)體系,初步形成了人才培養(yǎng)的動態(tài)調(diào)節(jié)模式[10]。
除了課程體系的建設(shè),我院更加注重課程建設(shè)。很多專業(yè)課程都進行了改革,在智慧校園環(huán)境下創(chuàng)建了適合我院機械專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)課程,利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)的綜合性能力。
本課程體系培養(yǎng)方案中重構(gòu)了專業(yè)課程體系,強化了機械設(shè)計和CADD/CAM/CAE等計算機軟件基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)能力的培養(yǎng),弱化了科學(xué)研究、機電傳動與控制能力的培養(yǎng),刪減了流體力學(xué)、工程熱力學(xué)等知識要求。實現(xiàn)培育學(xué)生專業(yè)發(fā)展能力目標(biāo)為:有一定的設(shè)計綜合能力、工程應(yīng)用能力,具有創(chuàng)新意識和對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行研究、開發(fā)和設(shè)計的初步能力;具有較強的自學(xué)能力,具備適應(yīng)終身教育及社會科技發(fā)展變化的能力,能夠不斷完善專業(yè)知識結(jié)構(gòu)。
我院積極探索踐行多途徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,2015年分別與三家企業(yè),有蘇州奧杰汽車技術(shù)有限公司、南京大地水刀股份有限公司和無錫華洋滾動軸承有限公司建立了穩(wěn)定的“3+1”培養(yǎng)模式;2016年新增加了南京數(shù)控機床有限公司和浦鎮(zhèn)車輛有限公司兩家企業(yè),建立了穩(wěn)定的生產(chǎn)實習(xí)基地;2016年我院與江蘇省太倉市人民政府、德國巴登符騰堡雙元制大學(xué)、太倉德國企業(yè)代表簽定了“3+2”雙元制模式,面向全校招生了第一個“雙元班”,開啟了為企業(yè)定制人才的培養(yǎng)模式。學(xué)生經(jīng)過大四一年的頂崗實習(xí),有了一年的從業(yè)經(jīng)驗,再和本屆畢業(yè)生比較多了經(jīng)驗優(yōu)勢,工作發(fā)展更有力。2015年在無錫華洋滾動軸承有限公司進行“3+1”培養(yǎng)模式的三名學(xué)生到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為中層技術(shù)骨干了。多種培養(yǎng)方式更有利于個性化發(fā)展,適應(yīng)市場需求。
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