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關(guān)鍵詞:機械制造;自動化;軟件;硬件
1我國機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的背景分析
機械設(shè)計制造及自動化是我國制造業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ),包括自動化管理和機械設(shè)計兩個部分,核心技術(shù)是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它綜合運用硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)來進行相關(guān)的制造工作,具有較高的精確性和可靠性。相關(guān)產(chǎn)業(yè)的人才需求量巨大,對人綜合素質(zhì)的要求比較嚴格。
2機械設(shè)計制造及自動化的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1機械設(shè)計制造的信息化建設(shè)不夠完善
機械設(shè)計制造是工業(yè)化的基礎(chǔ)。在工業(yè)化比較完善的西方發(fā)達國家,信息化技術(shù)十分先進,它廣泛用于生產(chǎn)、制造、設(shè)計等領(lǐng)域,主要人工操作都是通過計算機完成,其產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率都控制得十分出色。由于我國信息化建設(shè)還不夠完善,機械加工企業(yè)普遍對于企業(yè)的控制與管理很大程度上依靠經(jīng)驗進行指導(dǎo),往往無法保障其科學(xué)性與合理性,造成管理與生產(chǎn)效率較低,機械設(shè)備的生產(chǎn)密度低,質(zhì)量難以控制。
2.2機械自動化技術(shù)起步較晚
自動化技術(shù)在國內(nèi)機械加工領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚,相比于英國、德國、日本、美國等發(fā)達國家,無論是在制造技術(shù)方面還是在機械設(shè)計方面都明顯落后。國內(nèi)機械制造的有關(guān)企業(yè),往往只注重技術(shù)的引進與管理經(jīng)驗的學(xué)習(xí),在處方創(chuàng)新方面做得不夠,對重點課題的探索與研究也缺乏足夠的耐心,人才培養(yǎng)工作以及研發(fā)資金的投入也有待加強。國內(nèi)各大高校在教學(xué)方面也存在一些問題,過于注重機械設(shè)計制造及自動化理論方面的教學(xué),忽略了創(chuàng)新能力的培養(yǎng),相關(guān)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生缺乏實際操作方面的技能。
2.3崗位人才需要瓶頸
機械設(shè)計制造及自動化學(xué)科涉及到許多知識門類,如控制工程、材料成型、機械等方面,在環(huán)保設(shè)備設(shè)計、設(shè)備維護、數(shù)控維修等領(lǐng)域得到了十分廣泛的運用。另外,機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)作為一門基礎(chǔ)性學(xué)科,修習(xí)后可以為學(xué)生以及跨行業(yè)、跨專業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ),工作適用面十分廣泛。機械設(shè)計制造及自動化除了需要學(xué)習(xí)機械設(shè)備有關(guān)的知識外,還需要扎實的IT功底,對驅(qū)動程序開發(fā)、內(nèi)核裁剪、編程技能等方面的知識也有較高要求。對于一個高級軟件工程師來說,需要具備過硬的設(shè)計與分析能力,解決系統(tǒng)故障,獨立進行系統(tǒng)項目研究工作,以及強大的英文閱讀與寫作能力,從而為日后的進一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
3機械制造及自動化的發(fā)展前景
3.1智能化發(fā)展趨勢
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機技術(shù)的快速發(fā)展,機械制造及自動化得到了更加廣泛的應(yīng)用。計算機技術(shù)對提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及機械制造精度具有十分關(guān)鍵的作用。自動化以及智能化生產(chǎn)要以先進的計算機技術(shù)以及應(yīng)用軟件作為基礎(chǔ)。智能機械可以廣泛運用于運籌學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等方面的應(yīng)用與研究,將更加跨學(xué)科的知識科學(xué)、合理地運用于其他產(chǎn)業(yè)中。未來,智能化技術(shù)將會使機器擁有像人一樣的智力水平,判斷簡單的情況,降低機械加工過程中出現(xiàn)錯誤的可能性。
3.2網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢
我國已經(jīng)全面進入網(wǎng)絡(luò)時代,計算機網(wǎng)絡(luò)對我國機械制造業(yè)有著十分重要的作用。它可以為機械制造企業(yè)提供更多的信息資源,利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)和遠程控制技術(shù)輔助機械設(shè)備的制造,增強控制系統(tǒng)的監(jiān)測能力和信息采集能力,使機制制造技術(shù)朝著更加科學(xué)、更加先進的方面邁進。
3.3微型化發(fā)展趨勢
隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展,機械制造與微電子技術(shù)的融合體現(xiàn)出了越來越明顯的優(yōu)勢。所謂微電子設(shè)備,一般指的是體積在1m3之內(nèi)的電子設(shè)備。這類設(shè)備具有便于攜帶、輕巧靈活等特點。國外微電子設(shè)備功能優(yōu)良、各類繁多。國內(nèi)市場對微電子產(chǎn)品的需求規(guī)模越來越大,各大企業(yè)致力于產(chǎn)品研發(fā)、功能創(chuàng)新方面的工作,所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品與發(fā)達國家的差距逐漸縮小,應(yīng)用效果也有了很大進步。
3.4就業(yè)前景
近幾年,自動化產(chǎn)品、數(shù)控科技產(chǎn)品發(fā)展迅速,在國內(nèi)生產(chǎn)生活各個方面都有著比較廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前,全世界自動化、數(shù)控類產(chǎn)品已經(jīng)達到3000億美的產(chǎn)值,我國國內(nèi)的產(chǎn)值也達到800億人民幣。目前,自動化、數(shù)控產(chǎn)品經(jīng)過多年的研究與發(fā)展,已經(jīng)成為我國改變經(jīng)濟發(fā)展方面,推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的重要力量,是我國工業(yè)化促進信息化、信息化帶動工作化的技術(shù)支撐。在日常工作與生活中,自動化技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品隨處可見。比如,手機、可視電話、U盤、電子字典、智能玩具、游戲機等,還有更加精密的汽車電子、數(shù)控儀表設(shè)備、交換機、路由器、高清電視、電視機頂盒、數(shù)碼相機等。隨著新型材料、處理器等成本的降低以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,機械設(shè)計制造及自動化還會有更加寬廣的發(fā)展空間。
作者:李青楊 單位:西安文理學(xué)院
參考文獻:
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機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生們將來可以從事科技研發(fā)、運行管理、應(yīng)用研究、銷售等機械制造領(lǐng)域的一些職位。
就業(yè)方向
本專業(yè)畢業(yè)生可在機電裝備制造業(yè),從事機械制圖與計算機繪圖,機械制造工藝與現(xiàn)場實施,機械加工與檢測,機電設(shè)備安裝、調(diào)試與維護,CAD/CAM技術(shù)運用等崗位工作。
從事行業(yè)
1機械/設(shè)備/重工
2儀器儀表/工業(yè)自動化
3新能源
4電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路
5汽車及零配件
6其他行業(yè)
7計算機軟件
關(guān)鍵詞:自動化;機械設(shè)計;機械制造
近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機械領(lǐng)域已經(jīng)基本全面普及了自動化技術(shù),這項技術(shù)的應(yīng)用,使得機械相關(guān)的企業(yè)獲得了更高的經(jīng)濟效益。為此,作為企業(yè)而言,必須根據(jù)自身的實際情況,來對現(xiàn)有的機械設(shè)計制造自動化技術(shù)進一步研發(fā)和創(chuàng)新,確保企業(yè)能夠擁有更大的發(fā)展空間,進而不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。
1自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域中應(yīng)用的重要性
1.1降低資源成本。在自動化技術(shù)普及之前,傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造領(lǐng)域的粗放現(xiàn)象極為常見,造成大量資源的無端浪費,不僅不符合可持續(xù)發(fā)展理念,而且也造成企業(yè)成本居高不下,對于資源節(jié)約和企業(yè)發(fā)展都較為不利。而自動化技術(shù)的推廣應(yīng)用則克服了這一問題,其不僅能夠提高機械設(shè)計和制造中的精確度,還能實現(xiàn)生產(chǎn)廢料的重新利用,有效降低了以往浪費程度高和成本高的問題[1]。1.2提高生產(chǎn)效率。隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,現(xiàn)如今,各行各業(yè)對于機械設(shè)計與制造領(lǐng)域都有著越來越高的需求和要求,由此,在機械設(shè)計制造領(lǐng)域中應(yīng)用自動化技術(shù)已成為大勢所趨[2]。自動化技術(shù)的應(yīng)用,能夠顯著提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量,從而提高企業(yè)在市場中的競爭力,推進企業(yè)更好發(fā)展。1.3推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。隨著自動化技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用,以往機械設(shè)計制造中大量采用人工操作的情況已不復(fù)存在,企業(yè)由勞動密集型向技術(shù)密集型的方向轉(zhuǎn)變,如今的機械設(shè)計制造領(lǐng)域的競爭點也相應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)水平上的競爭。由此,機械領(lǐng)域開始著力提高設(shè)備的精密度。雖然這看似僅僅是一方面的技術(shù)在發(fā)展和升級,但實際上,這項技術(shù)的不斷發(fā)展,帶動了整個機械設(shè)計制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化轉(zhuǎn)型和升級,在此基礎(chǔ)上,更多的技術(shù)壁壘也將在未來被逐個擊破。
2自動化在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1制造工藝現(xiàn)狀。機械的制造工藝水平是機械產(chǎn)品品質(zhì)的根本保證,從目前來看,雖然自動化技術(shù)已經(jīng)在我國絕大多數(shù)機械制造企業(yè)當(dāng)中得以普及,但各企業(yè)之間的普及程度卻參差不齊,一部分企業(yè)的自動化技術(shù)應(yīng)用尚處于初級階段,在精細化和智能化上的發(fā)展還較為欠缺,相較于國內(nèi)外的一些先進企業(yè)而言,還有著明顯的差距。除此之外,這些企業(yè)在激光加工、復(fù)合加工和納米加工等方向也往往存在諸多不足之處,對于這些方面的技術(shù)仍需要進一步提升,在未來的相關(guān)研究中,這些也將成為重要的研究方向[3]。2.2自動化技術(shù)的現(xiàn)狀。目前,自動化技術(shù)已經(jīng)貫穿于機械設(shè)計和機械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程,特別是在機械產(chǎn)品設(shè)計的環(huán)節(jié)當(dāng)中,采用自動化技術(shù),能夠為新產(chǎn)品的設(shè)計增添靈感,并能夠從不同的維度整理相關(guān)的設(shè)計信息,不斷推陳出新,滿足企業(yè)和用戶多方面的實際需求。
3以汽車制造領(lǐng)域為例淺析自動化在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用發(fā)展
3.1集成化應(yīng)用。目前,機械設(shè)計與制造領(lǐng)域已經(jīng)與各種新技術(shù)實現(xiàn)了一定程度的融合,在這一背景之下,原有的自動化技術(shù)得以不斷提升,在汽車制造領(lǐng)域中,通過自動化技術(shù)的集成應(yīng)用,有效突破了傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)的局限性。目前,一部分汽車制造企業(yè)應(yīng)用這方面的技術(shù),已經(jīng)實現(xiàn)了集成生產(chǎn)的自主化制造系統(tǒng),能夠更好滿足實際的生產(chǎn)需求,乃至部分客戶的個性化定制需求[4]。3.2智能化應(yīng)用。在汽車領(lǐng)域的機械設(shè)計制造工作當(dāng)中,自動化技術(shù)的智能化應(yīng)用得到了較為明顯的體現(xiàn)。在自動化控制系統(tǒng)中,安全防護的技術(shù)水平得到了很大進步,汽車制造的流程得到了進一步的優(yōu)化,這是以往人工操作模式下所不具備的。具體來看,自動化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵則體現(xiàn)在自動化系統(tǒng)、機械制造系統(tǒng)和人工智能三部分,機械設(shè)計制造及自動化中的智能化應(yīng)用則主要用于將各種先進的信息技術(shù)融合到機械設(shè)計和制造的環(huán)節(jié)當(dāng)中,使得生產(chǎn)流水線能夠按照預(yù)定好的程序來完成生產(chǎn)任務(wù),在機械制造的過程中,通過智能化技術(shù),能夠?qū)ιa(chǎn)流水線的情況進行實時的準(zhǔn)確分析,并隨時進行調(diào)整。就目前而言,在國內(nèi)的機械設(shè)計制造領(lǐng)域,自動化技術(shù)已經(jīng)在一定程度上具有了智能化的特點,這顯著提高了機械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。與此同時,智能化技術(shù)也能夠?qū)崟r監(jiān)控和協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),及時糾正生產(chǎn)過程中發(fā)生的錯誤,并針對不足之處進行改善,將可能出現(xiàn)的隱患及時清除。3.3虛擬化應(yīng)用。在過去的汽車機械部件設(shè)計中,通常需要先確認基本方案,而后再使用CAD進行圖紙的繪制,這一過程不但非常繁瑣,而且也很容易因微小的失誤導(dǎo)致功虧一簣。如果能夠?qū)⒆詣踊夹g(shù)有效應(yīng)用其中,就可以進行汽車機械產(chǎn)品的虛擬化設(shè)計,避免以往設(shè)計工作中可能出現(xiàn)誤差的問題,從而縮短設(shè)計時間,提升產(chǎn)品質(zhì)量[5-6]。目前,在這一設(shè)計過程中,傳統(tǒng)的CAD技術(shù)與近年來新興的CAPP等計算機技術(shù)得到了有機結(jié)合,其利用計算機進行虛擬化和智能化的設(shè)計,實現(xiàn)了自動化的繪圖,如在繪圖過程中發(fā)現(xiàn)失誤,則會及時提醒設(shè)計人員修正,避免錯誤問題的累積,實現(xiàn)更為精確的設(shè)計圖紙。整體來看,使用該項技術(shù)后,其不僅能夠獲得更為精確的產(chǎn)品設(shè)計尺寸和設(shè)計質(zhì)量,還能有效降低汽車機械部件設(shè)計環(huán)節(jié)的成本開支,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。3.4與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。在大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算等一系列先進技術(shù)不斷發(fā)展的大背景之下,機械設(shè)計制造的自動化技術(shù)也開始與大數(shù)據(jù)技術(shù)之間進行結(jié)合應(yīng)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)的融入,顯著提高了機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)中的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析和處理等方面的能力,特別是在車用傳感器、儀表和網(wǎng)絡(luò)等方面,大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用使得這些部件的智能化程度更高。目前新興的無人駕駛汽車就是一個典型的案例,無人駕駛汽車是在大數(shù)據(jù)、自動化技術(shù)和人工智能技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其應(yīng)用這些技術(shù),將傳感器、監(jiān)控視頻和GPS定位技術(shù)等有機結(jié)合,通過大數(shù)據(jù)分析,合理規(guī)劃行進路線,達到無人駕駛的目的。3.5實際應(yīng)用案例。目前,隨著電動汽車領(lǐng)域的發(fā)展,自動化技術(shù)在電動汽車的機械設(shè)計制造領(lǐng)域也得以廣泛應(yīng)用。在電動汽車中,電機驅(qū)動系統(tǒng)是其最為核心的關(guān)鍵部件之一,其主要作用是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為動能,來驅(qū)動汽車行進,同時,電機驅(qū)動系統(tǒng)也能將汽車制動時產(chǎn)生的能量重新轉(zhuǎn)換為電能傳輸給蓄電池,完成整個電氣部分的自動化控制任務(wù)。由此可見,在電機驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計中,其復(fù)雜性較為突出,對其進行自動化控制也需要涵蓋大量的硬件模塊。具體來看,其包括油門踏板信號控制電路、電池電壓信息調(diào)理電路、電機電流信號電路、DSP電源電路、DSP通信電路、以及ROM晶振電路等。除了硬件方面的設(shè)計之外,自動化控制還需要軟件方面的支撐,其控制軟件主要分為主程序、中斷程序和其他程序三部分,涵蓋了系統(tǒng)初始化、位置檢測、速度檢測、故障保護、換向調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速計算等多方面的內(nèi)容。在整體的電動汽車電氣自動化控制系統(tǒng)中,主程序中“系統(tǒng)初始化”的作用在于對系統(tǒng)參數(shù)、中斷邏輯等內(nèi)容進行設(shè)置,同時,主程序需要與控制面板之間建立可靠的通信協(xié)議,確保能夠及時獲取電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。中斷程序主要針對系統(tǒng)服務(wù)出現(xiàn)中斷故障后的具體情況進行收集和分析,為后續(xù)進行故障排除操作提供重要依據(jù)。其他程序模塊中,電機轉(zhuǎn)速測量是相對較為重要的環(huán)節(jié)。隨著電動汽車領(lǐng)域的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的燃油車輛將逐漸被取代,而這種電機在未來也就隨之得到更廣泛的發(fā)展。3.6未來發(fā)展趨勢。3.6.1汽車機械設(shè)計及制造領(lǐng)域?qū)⒏鼮橹悄?。隨著自動化技術(shù)在汽車機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的不斷深入應(yīng)用,汽車行業(yè)未來必將有著更高的智能化程度,汽車機械設(shè)計制造領(lǐng)域?qū)⒕哂懈叩募夹g(shù)含量,與此同時,用戶在操作車輛的過程中,也將更為簡便快捷。自動化技術(shù)在汽車機械設(shè)計及制造中的應(yīng)用,能夠逐步顛覆傳統(tǒng)汽車制造領(lǐng)域中的思維定式,讓整體的汽車制造不斷朝向智能化的方向發(fā)展。當(dāng)然,從目前來看,國內(nèi)仍有一部分汽車企業(yè)在智能化發(fā)展方面有所欠缺,在實際操作中,仍有相當(dāng)一部分崗位需要人工操作。在這種情況之下,仍需要企業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員積極創(chuàng)新,不斷加強最新技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用。3.6.2未來的自動化技術(shù)將朝著高端方向發(fā)展。雖然當(dāng)前的自動化技術(shù)在汽車機械設(shè)計與制造領(lǐng)域體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢,但其帶來的一些弊端問題也在所難免。針對這種情況,對自動化技術(shù)進行改進則是有必要的,通過對自動化技術(shù)的不斷優(yōu)化改進,以往的問題將逐步得到解決,汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量也必將得到顯著提升。由此可見,未來自動化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用,必將朝著更加高端的方向發(fā)展,從而推進汽車性能不斷提升,滿足公眾的更高需求。3.6.3由“線性自動化。”轉(zhuǎn)向“模塊自動化”目前,隨著環(huán)保理念在世界各國的不斷深入人心,新能源汽車行業(yè)不斷發(fā)展,而在新能源汽車當(dāng)中,占比最高的莫過于電動汽車,其在很多國家的保有量都在不斷上升,隨著電動汽車的大量普及和傳統(tǒng)燃油車輛的逐漸減少,作為能源補充設(shè)施,加油站也將逐漸為充電樁所取代。預(yù)計,隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,未來的汽車設(shè)計中,將以模塊化設(shè)計為主要設(shè)計形式,而在能源補充上,也很可能會采取模塊化的能源替換形式,以解決現(xiàn)存的“充電焦慮”問題。由此可見,自動化技術(shù)也會隨之更具備靈活可調(diào)的性能,以滿足更高的發(fā)展需求。
4結(jié)束語
總的來看,自動化領(lǐng)域在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域中發(fā)揮著舉足輕重的作用,對于推動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。為此,相關(guān)的企事業(yè)單位工作人員都應(yīng)當(dāng)對此給于足夠的重視,及時關(guān)注行業(yè)內(nèi)的最新前沿動態(tài),對現(xiàn)有的技術(shù)不斷優(yōu)化創(chuàng)新,實現(xiàn)自身行業(yè)的更好發(fā)展。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】創(chuàng)業(yè)教育;機械專業(yè);應(yīng)用;培養(yǎng)模式
一、應(yīng)用型高校機械專業(yè)人才的定位
近年來,隨著應(yīng)用教育改革的不斷深化,機械專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量有了很大的提升,但與企業(yè)的需求仍存在一定差距。主要原因是機械專業(yè)人才培養(yǎng)定位基本上都以大企業(yè)、大公司畢業(yè)生為標(biāo)準(zhǔn),服務(wù)面向普遍趨同。因此,應(yīng)認真分析服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,確定人才的需求狀況,對培養(yǎng)目標(biāo)進行合理定位,如制造工程師或設(shè)計工程師,然后根據(jù)定位來制定專業(yè)培養(yǎng)方案,組建教學(xué)課程體系,既強化基礎(chǔ)理論知識,更要注重學(xué)生機械專業(yè)能力的培養(yǎng),強化機械專業(yè)實踐訓(xùn)練,融合創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。
二、機械專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)融入創(chuàng)業(yè)教育的意義
現(xiàn)代工程建設(shè)大量需要既即懂技術(shù),又懂管理,綜合能力強的復(fù)合性應(yīng)用型人才,傳統(tǒng)的工程教育注重專業(yè)化,培養(yǎng)模式單一,很難適應(yīng)現(xiàn)代工程師的要求,改革工程教育培養(yǎng)模式迫在眉睫。創(chuàng)業(yè)作為商業(yè)流程運作的一種主要方式,它要求創(chuàng)業(yè)者具備敏銳的洞察力、豐富的想象力及創(chuàng)造性思維能力,而學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)往往意味著“專業(yè)技能創(chuàng)業(yè)”能力的培養(yǎng),即在專業(yè)工作崗位上,發(fā)揮專業(yè)特長與創(chuàng)業(yè)能力,進行高效先進管理或技術(shù)改革創(chuàng)新,促進自身能力的發(fā)展,實現(xiàn)個人價值。因此,一方面創(chuàng)業(yè)教育必須以專業(yè)理論知識與工作技能為基礎(chǔ),另一方面,好的創(chuàng)業(yè)教育模式有力于學(xué)生社會能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和綜合能力等綜合能力的培養(yǎng),發(fā)揚創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)業(yè)能力,為工程經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)一大批優(yōu)秀的“專業(yè)+創(chuàng)業(yè)”復(fù)合型工程師,推動工程教育模式創(chuàng)新。
三、融合創(chuàng)業(yè)教育的機械專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討
我校從2011年開始在機械專業(yè)開展創(chuàng)業(yè)教育試點,經(jīng)過幾年的探索與實踐,取得了一定的成效。長沙機械產(chǎn)業(yè)是湖南省首個過千億元的產(chǎn)業(yè)群,尤其是工程機械,規(guī)模和效益居全國第一,是全世界重要的工程機械研發(fā)和制造基地。近幾年,學(xué)校根據(jù)長沙機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,結(jié)合本校生源特點,制定機械專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能,提高創(chuàng)業(yè)能力,增強經(jīng)營管理能力,使其具有管理能力的復(fù)合型專業(yè)人才。
融入創(chuàng)業(yè)教育的教學(xué)改革首先必須以專業(yè)創(chuàng)業(yè)意識培養(yǎng)為主,對公共課程進行改革,我校設(shè)置了具有地方經(jīng)濟特色的創(chuàng)業(yè)類公共選修課程、結(jié)合機械專業(yè)開發(fā)的專業(yè)創(chuàng)業(yè)類課程等創(chuàng)業(yè)教育模塊。并將創(chuàng)業(yè)教育融入到思政理論課教學(xué)中,培養(yǎng)他們基本的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)業(yè)精神。然后在培養(yǎng)方案中增加行業(yè)教育內(nèi)容,使學(xué)生認知專業(yè)創(chuàng)業(yè)知識,明確職業(yè)取向,通過工作情景模擬,熟悉企業(yè)行為,提前適應(yīng)社會,最終形成融入創(chuàng)業(yè)教育的機械專業(yè)專業(yè)教學(xué)體系,培養(yǎng)出在機械制造、機械設(shè)計以及機械售后服務(wù)等方面具有創(chuàng)業(yè)意識、創(chuàng)業(yè)精神和創(chuàng)業(yè)能力的高級專業(yè)人才。
關(guān)于課程教學(xué)方面的融入,主要是加強機械專業(yè)專業(yè)綜合性課程、高新技術(shù)課程、個性化課程的教學(xué)內(nèi)容改革。比如,“機械設(shè)計”是一門綜合性課程,對此課程的創(chuàng)業(yè)教學(xué)立足于傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能培訓(xùn),主要通過各種開放式教學(xué)過程,如在機械設(shè)計室進行授課等,讓學(xué)生現(xiàn)場感受專業(yè)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)思維和創(chuàng)新能力。
再如,“機器人技術(shù)”和“數(shù)控技術(shù)”是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)的課程,此類課程可以跟蹤高新技術(shù)的發(fā)展動態(tài),采用動態(tài)教學(xué)過程,進行學(xué)生創(chuàng)業(yè)意識的培養(yǎng)。而像“現(xiàn)代設(shè)計方法”和“三維設(shè)計軟件應(yīng)用”等個性化較強的課程,創(chuàng)業(yè)教學(xué)改革主要體現(xiàn)在引入行為導(dǎo)向教學(xué)法,采用案例教學(xué)、項目教學(xué)、模擬教學(xué)和角色扮演等教學(xué)方法,尊重學(xué)生的個性,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性,以學(xué)生為主體,增強師生互動,培育學(xué)生的主動精神、創(chuàng)業(yè)心理品質(zhì)和創(chuàng)業(yè)能力。
針對“機電設(shè)備故障診斷與維修”、“機械精度設(shè)計與檢測”等以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)業(yè)實踐能力為主的課程,融入職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)文化,實施以工作情景為導(dǎo)向、項目為載體、工作任務(wù)為目標(biāo)的教學(xué)過程。機械專業(yè)是一項技術(shù)實踐性很強的專業(yè),因此,實驗教學(xué)和實踐性環(huán)節(jié)是融入創(chuàng)業(yè)教育的重要組成部分??砂磳I(yè)課程分層次構(gòu)建創(chuàng)業(yè)教實踐教學(xué)體系。第一個層次是認知層次,即:第一層次為基本技能,包括課程實驗、金工實習(xí)等;第二層次為課程設(shè)計,包括機械設(shè)計、加工工藝設(shè)計等;第三個層次為綜合訓(xùn)練,即研究及創(chuàng)新層次,包括各種自主設(shè)計型實驗、創(chuàng)新比賽、畢業(yè)設(shè)計。
產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合是創(chuàng)業(yè)教育融入機械專業(yè)教育培養(yǎng)體系中的重要手段,是提升學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力的助推劑。在構(gòu)建機械專業(yè)專業(yè)教學(xué)體系過程中,我校積極開展校企聯(lián)合,不斷擴展學(xué)生實習(xí)基地,聘請創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗的專家、工程師與專業(yè)教師一起探討挖掘?qū)W生創(chuàng)業(yè)能力的有效有段。引入企業(yè)駐校,讓社會資源直接進入學(xué)校教育渠道,整合社會教育資源,并在學(xué)校建立學(xué)生創(chuàng)業(yè)基地,設(shè)置創(chuàng)業(yè)項目導(dǎo)師,學(xué)校門面全由學(xué)生進行創(chuàng)業(yè)項目投標(biāo),努力完普全方向創(chuàng)業(yè)教育基地,引導(dǎo)學(xué)生直接參與機械企業(yè)的管理和運行過程,以導(dǎo)師課題項目為支撐開展市場營銷、科技作品競賽、自我形象設(shè)計、創(chuàng)業(yè)計劃大賽等創(chuàng)業(yè)活動,,積極引導(dǎo)學(xué)生申請大學(xué)生各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)立項。
四、結(jié)語
融入創(chuàng)業(yè)教育的機械專業(yè)人才培養(yǎng)模式是應(yīng)用型高校在與行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的互動過程中衍生出的頗具特色的一種模式。它以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟為辦學(xué)定位,以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo),以專業(yè)崗位能力和創(chuàng)業(yè)能力為特色,以產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合為重要手段,從人才培養(yǎng)模式、教學(xué)課程體系、教學(xué)方法、實踐教學(xué)、教學(xué)團隊建設(shè)等方面,深化機械專業(yè)教育改革,構(gòu)建具有創(chuàng)業(yè)特色的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。
本文系湖南省普通高校教學(xué)改革研究項目“基于CDIO理念的機械工程材料課程教學(xué)改革研究”(湘教通〔2015〕291號)。
作者簡介:劉紅華(1974-),男,湖南桃江人,湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院機械工程學(xué)院教師,碩士,講師,高級技師,主要從事機械專業(yè)教學(xué)工作。
參考文獻:
關(guān)鍵詞 卓越工程師 課程體系 教學(xué)內(nèi)容
中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:A
“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才,為我國走新型工業(yè)化發(fā)展道路、 建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù),對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才、全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。①②2011年,上海理工大學(xué)“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)被確定為“教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)。遵循卓越工程師“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念,為實現(xiàn)教育部提出的卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo),在知識、素質(zhì)、能力方面使普通培養(yǎng)對象完成向卓越工程師的完美轉(zhuǎn)變,上海理工大學(xué)堅持以促進學(xué)生全面發(fā)展為目標(biāo),突出工程教育和工程實踐,強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,增加國際化教學(xué)與交流,實現(xiàn)機械工程技術(shù)人才培養(yǎng)高質(zhì)量要求“卓越計劃”指導(dǎo)思想,按照“拓寬口徑、夯實基礎(chǔ)、強化應(yīng)用、激勵創(chuàng)新、提高素質(zhì)、增加選擇、分層培養(yǎng)、因材施教”的指導(dǎo)原則,針對“機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)”重構(gòu)課程體系,對教學(xué)內(nèi)容進行改革和實踐。在課程體系建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容改革方面的做法主要包括以下幾個方面。
1 緊扣培養(yǎng)目標(biāo),建立科學(xué)卓越工程師培養(yǎng)課程體系
1.1 建立創(chuàng)新實踐平臺,注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,完善卓越工程師課程體系
上海理工大學(xué)“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)是“國家級特色專業(yè)”、“教育部和上海市機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)綜合改革試點專業(yè)”和“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”實施專業(yè)。盡管該專業(yè)具有完備的課程體系,但仍與“卓越計劃”提出的堅持以促進學(xué)生全面發(fā)展,突出工程教育和工程實踐,強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才培養(yǎng)高質(zhì)量要求指導(dǎo)思想有差距。在“卓越計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)制訂階段,專業(yè)突出學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),在原有的課程體系中增加“創(chuàng)新實踐平臺”,形成由“通識平臺”、“學(xué)科基礎(chǔ)平臺”、“課程專業(yè)平臺”、“創(chuàng)新實踐平臺”、“企業(yè)實踐與國際交流平臺”等五大平臺組成的卓越工程師課程體系。
創(chuàng)新實踐平臺約10~16學(xué)分,安排時間從第1學(xué)期到第7學(xué)期。通過創(chuàng)新平臺,鼓勵和組織學(xué)生通過創(chuàng)新實踐學(xué)分,開展形式多樣的課外科技活動、志愿者活動、大學(xué)生專項科技競賽、創(chuàng)新實踐、創(chuàng)業(yè)活動。鼓勵學(xué)生積極參與教師和企業(yè)的聯(lián)合項目,優(yōu)先結(jié)合企業(yè)選題開展“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃”項目、“上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動計劃”項目、學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新實踐訓(xùn)練計劃(SITP)項目等。要求每個學(xué)生在四年期間至少要有一次參加創(chuàng)新性實踐計劃或者大學(xué)生科技競賽活動的體驗,參與并完成一項院級(或校級、市級、全國)的創(chuàng)新性實踐計劃項目或者參加一項院級(或校級、市級、全國)的科技競賽活動,并獲得學(xué)分。
1.2 突出“拓寬專業(yè)基礎(chǔ)、提高專業(yè)素養(yǎng)、重視工程能力”思想,進一步優(yōu)化課程體系
依據(jù)機械設(shè)計制造及其自動化卓越工程師計劃培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),遵循工程的集成與創(chuàng)新特征,以強化工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為核心,對課程體系結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。
為突出卓越工程師寬厚的學(xué)科知識基礎(chǔ),將“學(xué)科基礎(chǔ)平臺”基礎(chǔ)課程學(xué)分要求由54學(xué)分提高到55~60學(xué)分,增加概率論、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)物理方法、復(fù)變函數(shù)與積分變換等選修課程,奠定學(xué)業(yè)發(fā)展的基石,“學(xué)科基礎(chǔ)平臺”除按學(xué)校劃分的學(xué)科大類設(shè)置外,卓越工程師課程以基礎(chǔ)性和公共性兼顧為設(shè)置原則,增加普通化學(xué)、普通化學(xué)實驗、生命科學(xué)等選修課程,進一步實現(xiàn)同一學(xué)科大類中不同專業(yè)基礎(chǔ)課程的互通交叉。
“專業(yè)課程平臺”著重培養(yǎng)學(xué)生在機械工程領(lǐng)域里扎實的專業(yè)知識以及實踐動手能力、創(chuàng)新技能,同時為了對接企業(yè)需求和全國見習(xí)機械設(shè)計工程師資格認證,在原有“測試與控制”,“機械設(shè)計”,“制造技術(shù)”等3大課程組基礎(chǔ)上,增設(shè)了“企業(yè)需求課程”和“全國見習(xí)機械設(shè)計工程師資格考試培訓(xùn)項目”等課程組,形成5大專業(yè)的課程組?!皩I(yè)課程”教學(xué)平臺共約40~45學(xué)分,每位學(xué)生除了完成課程組1、2、3中所規(guī)定的學(xué)分外,可在課程組4或課程組5中選6學(xué)分。
1.3 課程體系體現(xiàn)“面向世界和擁有國際視野”的上海理工大學(xué)卓越工程師培養(yǎng)特色
上海理工大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)注重引進德國等國外工程教育理念和優(yōu)質(zhì)教育資源,共同培養(yǎng)具有國際視野及專業(yè)知識背景的工程應(yīng)用型人才。專業(yè)自1985年開始與德國漢堡應(yīng)用工程技術(shù)大學(xué)合作,聯(lián)合培養(yǎng)中德機械工程專業(yè)學(xué)生,該聯(lián)合辦學(xué)項目作為上海與漢堡友好城市合作項目得到了德國DAAD基金會的資助。學(xué)生在一年級集中學(xué)習(xí)德語,后三年每學(xué)期均有兩名德國教授授課。該合作辦學(xué)的突出特色是,學(xué)生的外語能力與實踐動手能力強,畢業(yè)生深受德資企業(yè)的歡迎。2004年9月,機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)(中德合作),以優(yōu)異的成績通過了德國權(quán)威評估機構(gòu)ASIIN(德國工程技術(shù)、信息科學(xué)、自然科學(xué)及數(shù)學(xué)類學(xué)士與碩士專業(yè)評估協(xié)會)的專業(yè)水平評估,辦學(xué)水平、培養(yǎng)模式及學(xué)生質(zhì)量得到德國專家的充分肯定,學(xué)校成為國內(nèi)第一所通過該權(quán)威組織評估的院校,機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)(中德合作)的畢業(yè)生可獲得德國學(xué)校相關(guān)的學(xué)士學(xué)位,在中國高等教育中初步探索出一條引進國外優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,共同培養(yǎng)高級工程應(yīng)用型技術(shù)人才的教學(xué)之路。③
在國際化辦學(xué)和豐富的國際交流經(jīng)驗,無疑為“面向世界和擁有國際視野”的上海理工大學(xué)“卓越計劃”辦學(xué)特色的實踐提供堅實的基礎(chǔ)。在“國際交流平臺”課程體系平臺中,確定數(shù)控技術(shù)、先進制造技術(shù)等5門雙語的專業(yè)教學(xué)課程,均由具有海外留學(xué)背景的教師授課。
2 適應(yīng)培養(yǎng)要求,促進教學(xué)內(nèi)容改革
要達到“卓越工程師計劃”的最終目標(biāo),“機械設(shè)計制造及其自動化”的教學(xué)內(nèi)容的先進性和科學(xué)性是必須的,教學(xué)內(nèi)容的改革主要有以下做法:
(1)以人才的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為依據(jù),以創(chuàng)新課程內(nèi)容為目標(biāo),重組理論課程內(nèi)容。淘汰低水平重復(fù)、陳舊性內(nèi)容,采用新思維、新方法;吸納新知識、新技術(shù);整合課程內(nèi)容,減少理論學(xué)時將時間讓給學(xué)生,使學(xué)生有更多的時間自主學(xué)習(xí),更多的時間參與創(chuàng)新活動。以專業(yè)基礎(chǔ)課機械控制工程基礎(chǔ)為例,專業(yè)組織成立了主講教師負責(zé)的課程改革攻關(guān)小組,對機械控制工程基礎(chǔ)授課內(nèi)容按照“卓越計劃”的突出創(chuàng)新,突出工程應(yīng)用的要求,對教學(xué)內(nèi)容進行重組、增減。在保持理論框架完整的基礎(chǔ)上,對推導(dǎo)過程冗長、對學(xué)生理解基礎(chǔ)理論幫助不大的內(nèi)容進行刪減,減少課堂單純的理論傳授比重,在每一單元后增加與授課內(nèi)容緊密的工程案例分析,突出工程背景的應(yīng)用,理論聯(lián)系實際,避免了以往課程授課中存在的理論比重偏大,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效果不佳的弊端。
(2)突破實踐教學(xué)只限于驗證性、演示性和動作技能訓(xùn)練的低檔運行狀況,開設(shè)綜合性、設(shè)計性、工藝性等應(yīng)用性強的實驗項目,實現(xiàn)實踐教學(xué)裝備的先進性和實踐教學(xué)環(huán)境的真實性,強調(diào)理論與實踐一體化教學(xué)?!白吭接媱潯币笳n程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的課題要來自生產(chǎn)、科研第一線,真題真做。同時強化崗位技能培訓(xùn),及時引進本專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展新成果融入到相關(guān)課程的教學(xué),保持授課內(nèi)容的先進性。
(3)企業(yè)深度參與教學(xué)計劃和課程大綱的制訂以及主干核心專業(yè)課程的授課。在制訂和修改教學(xué)計劃、課程大綱階段,邀請知名生產(chǎn)企業(yè)人員對擬實施教學(xué)文件進行論證,針對培養(yǎng)計劃和課程大綱提出寶貴意見。對于機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)核心主干課程中與企業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系密切、實踐性較強的課程內(nèi)容,由聘請的相關(guān)企業(yè)專家進行講授,如液壓與氣動技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機械制造技術(shù)等分別聘請來自上海電氣自動化研究所、上海機床廠、上海通用汽車的專家作為課程指定章節(jié)的授課人。
3 結(jié)束語
“卓越計劃”旨在探討和實踐如何提高工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量,提高畢業(yè)生的實踐能力,培養(yǎng)面向世界、面向未來的創(chuàng)業(yè)、研發(fā)型高端人才和行業(yè)領(lǐng)軍人物。④當(dāng)然“卓越工程師”的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程,也是一個探索工程,沒有一個固定的模式,但具有完善的課程體系和科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的工作方案是基礎(chǔ)。為確?!白吭接媱潯钡捻樌麑嵤?,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力、交流能力、社會適應(yīng)能力和國際競爭能力的培養(yǎng)模式和包括對制度、資源的質(zhì)量監(jiān)控與保障體系必須要逐步完備。
注釋
① “卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”通用標(biāo)準(zhǔn)研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-30.
② 王勇,李劍峰.培養(yǎng)機械專業(yè)卓越工程師的探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2010.199(6):69-70.
關(guān)鍵詞:機械基礎(chǔ)實驗平臺;實驗室建設(shè);整合優(yōu)化
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)25-0252-03
大學(xué)生的實踐能力不強及創(chuàng)新能力薄弱是當(dāng)前高等教育最突出的問題。實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要載體,故加強實踐環(huán)節(jié)是形勢所趨。中南大學(xué)機械基礎(chǔ)實驗平臺主要承擔(dān)全校工科類本科生的機械設(shè)計基礎(chǔ)、工程制圖、創(chuàng)造工程學(xué)等課程的實驗教學(xué)與管理工作。為了滿足中南大學(xué)首創(chuàng)的創(chuàng)新型大學(xué)辦學(xué)要求和“A”型人才結(jié)構(gòu)目標(biāo),本文探討如何整合優(yōu)化大機械基礎(chǔ)實驗平臺,建立符合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo),集知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為一體的基礎(chǔ)性實驗平臺。
一、大機械基礎(chǔ)實驗平臺建設(shè)方案
(一)搭建六個開放性實驗教學(xué)平臺
實驗中心根據(jù)獨創(chuàng)的“五個層次”實驗教學(xué)體系,搭建了六個實驗教學(xué)平臺:引導(dǎo)認知平臺、基本訓(xùn)練平臺、基礎(chǔ)實驗平臺、綜合實驗平臺、創(chuàng)新實踐平臺和開放實踐平臺。
(二)建立實驗室開放管理機制
實驗中心通過采用信息技術(shù)和計算機技術(shù),建立了實驗教學(xué)全過程和實驗室基本信息計算機管理系統(tǒng),實現(xiàn)實驗室管理信息化和網(wǎng)絡(luò)化,建立了開放性實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
(三)隊伍建設(shè)及激勵機制
學(xué)校和實驗中心通過制定一系列優(yōu)惠政策、激勵措施、監(jiān)督機制,激勵實驗教學(xué)人員在職攻讀碩士、博士學(xué)位,同時鼓勵實驗技術(shù)人員參加科研工作,使實驗教學(xué)人員與教師一樣可在學(xué)術(shù)上有所發(fā)展,穩(wěn)定了實驗隊伍。
(四)建設(shè)三個特色示范基地
按照從機械測繪、機械設(shè)計、機械制造的創(chuàng)新過程,建設(shè)三個特色示范基地:圖形三維可視化虛擬技術(shù)示范基地、現(xiàn)代測繪制造基礎(chǔ)技術(shù)示范基地和機械創(chuàng)新實驗示范基地。
圖形三維可視化虛擬技術(shù)示范基地其組成部分有:大幅面沉浸式虛擬現(xiàn)實投影系統(tǒng)、小型桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、6自由度交互式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實及視景仿真軟件系統(tǒng)。
現(xiàn)代測繪制造基礎(chǔ)技術(shù)示范基地主要由三坐標(biāo)測量儀、影像測量儀、復(fù)合式激光掃描機及小型快速成型系統(tǒng)組成。
機械創(chuàng)新實踐示范基地主要組成部分有:學(xué)生創(chuàng)意制圖、創(chuàng)新設(shè)計展示廳、機構(gòu)概念創(chuàng)新設(shè)計和機械設(shè)計展示廳、機械創(chuàng)新設(shè)計多功能自控展示廳、機構(gòu)創(chuàng)意組合實驗室、機械傳動設(shè)計及多軸搭接實驗室、平面機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計及運動分析實驗室、平面機構(gòu)設(shè)計分析及動態(tài)仿真實驗室、TRIZ創(chuàng)新實驗室、機械系統(tǒng)集成組合實驗、機器人機構(gòu)與控制搭接實驗室。
二、大機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系構(gòu)建
(一)實驗教學(xué)理念
1.實驗教學(xué)要與我校首創(chuàng)的創(chuàng)新型大學(xué)辦學(xué)要求和“寬專業(yè)、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、突出創(chuàng)新能力”人才培養(yǎng)模式緊密結(jié)合。
2.在教學(xué)過程中,應(yīng)給學(xué)生自我發(fā)展的空間,對不同能力、不同潛力、不同志向的學(xué)生實現(xiàn)個性化培養(yǎng),提高其應(yīng)變能力,以創(chuàng)新型人才、具有市場競爭力的多樣化綜合型高級人才為培養(yǎng)目標(biāo)。
3.將資深教授實質(zhì)性地引入實驗中心的關(guān)鍵崗位,使之在實驗室規(guī)劃、建設(shè)中發(fā)揮引領(lǐng)和主導(dǎo)作用,實現(xiàn)理論教學(xué)和實驗教學(xué)師資的有機融合以及實驗教學(xué)與科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)的有機融合。
4.本著讓實驗教學(xué)覆蓋廣、受益大、影響深的原則,大機械基礎(chǔ)實驗平臺應(yīng)該成為全校學(xué)生工程實踐訓(xùn)練和素質(zhì)教育基地。
5.通過學(xué)、研、產(chǎn)平臺培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,依托我院學(xué)科性公司――山河智能和中大創(chuàng)遠,工藝實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)設(shè)計與論文等實踐教學(xué)到科技成果產(chǎn)業(yè)化學(xué)科性公司進行,教師和學(xué)生置身于科技成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的實際工作之中。
6.加強與國內(nèi)外學(xué)校、科研機構(gòu)和工廠企業(yè)的合作、共建和交流,引進先進的教學(xué)理念和技術(shù)與裝備,實現(xiàn)開放辦學(xué)。
(二)實驗教學(xué)體系建設(shè)
構(gòu)建分層次、多模塊、相互銜接的開放型、綜合性大機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系,包括以下四個層面。
1.認知性工程訓(xùn)練:以建立大工程背景知識為目標(biāo),以激發(fā)學(xué)生對工程實踐的興趣和好奇心為出發(fā)點,開設(shè)機械結(jié)構(gòu)認識、制造工藝認識、控制技術(shù)認識及工程管理認識等四個教學(xué)單元,面向全校理、工、文、經(jīng)、管及法學(xué)6個學(xué)科門類數(shù)十個專業(yè)的大一學(xué)生開放,為全校各個專業(yè)提供多種選擇,使每位學(xué)生在不同的層面上認識工業(yè)系統(tǒng)實現(xiàn)的主要流程和涉及的關(guān)鍵技術(shù),由此建立基本工程素養(yǎng)。
2.工程技能基礎(chǔ)訓(xùn)練:以培養(yǎng)學(xué)生在知識經(jīng)濟時代應(yīng)該具有的工程師意識和職業(yè)轉(zhuǎn)移能力、工程實踐能力和與他人溝通合作的能力為目標(biāo),在保留傳統(tǒng)實訓(xùn)項目基礎(chǔ)上,增加了綜合性、創(chuàng)新性的實習(xí)實訓(xùn)項目,把機、電、計算機、數(shù)控技術(shù)相結(jié)合,突出先進制造技術(shù)的訓(xùn)練和培訓(xùn),面對全校機械專業(yè)、非機械工科專業(yè)以及經(jīng)濟、商學(xué)、管理等文科專業(yè)大一、大二年級學(xué)生開課,將實踐教學(xué)及其工藝理論知識的學(xué)習(xí)內(nèi)容分為若干個教學(xué)模塊:材料成形模塊、常規(guī)機械加工模塊、數(shù)控加工與CAD/CAM模塊、特種加工與快速成形模塊,不同專業(yè)學(xué)生可選擇其中若干個模塊進行教學(xué)。在這個層次的工程訓(xùn)練中,學(xué)生通過自己動手完成基礎(chǔ)工程技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)等一系列的工程訓(xùn)練項目,直接獲得對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝過程的基本認識,接受生產(chǎn)工藝技術(shù)組織管理能力的基本訓(xùn)練。
3.機械工程學(xué)科基礎(chǔ)訓(xùn)練:以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰蛧乐敿氈碌墓ぷ髯黠L(fēng),加強其機械基礎(chǔ)系列課程之間的聯(lián)系為目標(biāo),通過讓學(xué)生按幾何體表達機構(gòu)綜合機械設(shè)計機械創(chuàng)新的認識規(guī)律依次進行引導(dǎo)認知、基本訓(xùn)練、基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實踐,將工程制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、創(chuàng)造工程學(xué)等課程的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)融為一體,形成完整的機械基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)體系,面向機械類和近機類專業(yè)大二、大三學(xué)生開課。該實驗教學(xué)體系打破過去為實驗而實驗的封閉的實驗教學(xué)體系。
4.科技創(chuàng)新實踐:以機電系統(tǒng)工程為背景,以培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生對產(chǎn)品的全數(shù)字化設(shè)計、制造、測試、管理及創(chuàng)新能力為目標(biāo),中心主辦了“數(shù)字化制造三維建模競賽”、“湖南省機械設(shè)計創(chuàng)新競賽”、“中南地區(qū)港澳特區(qū)金工設(shè)計制造創(chuàng)新競賽”,并組織參加全國各類競賽,使學(xué)生在實踐過程中通過創(chuàng)造性地集成運用所學(xué)知識,掌握全數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的基本原理、知識、技能及創(chuàng)新能力,支持高年級本科生、研究生從事創(chuàng)新性科學(xué)研究及實踐。
三、大機械基礎(chǔ)實驗課程體系設(shè)置
(一)課程建設(shè)理念
圍繞加強學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力、綜合分析與創(chuàng)新能力、自主設(shè)計與創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)為目標(biāo),在總結(jié)了中心近幾年的教學(xué)及改革研究成果的基礎(chǔ)上,提出了“一條主線、二者服務(wù)、三點結(jié)合、四個轉(zhuǎn)變、多種模塊”的非技術(shù)性工程素質(zhì)培養(yǎng)四年不斷線教學(xué)的課程建設(shè)理念。一條主線:以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、工程實踐能力及創(chuàng)新意識為主線;二者服務(wù):教師、實踐實驗指導(dǎo)人員聯(lián)手為學(xué)生服務(wù),工程實踐與學(xué)科基礎(chǔ)實驗聯(lián)手為啟迪創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力服務(wù);三點結(jié)合:實現(xiàn)理論教學(xué)、實踐教學(xué)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)三點有機結(jié)合;四個轉(zhuǎn)變:由實踐教學(xué)從屬于理論教學(xué)向理論、實踐教學(xué)成功接軌轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)的金工實習(xí)和課程設(shè)計向現(xiàn)代工程實踐教學(xué)轉(zhuǎn)化,由操作技能培訓(xùn)向技能、管理與創(chuàng)新實踐相結(jié)合轉(zhuǎn)變,由單項技能傳授向基于網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)傳播轉(zhuǎn)化;多種模塊:將實踐教學(xué)內(nèi)容分為若干個教學(xué)模塊,根據(jù)不同專業(yè)、不同學(xué)生來進行模塊式教學(xué)。
(二)課程體系結(jié)構(gòu)
實驗中心以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為宗旨,為打破原有教研室的束縛,擬采用全新的大機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系,在現(xiàn)有課程設(shè)置基礎(chǔ)上進行調(diào)整優(yōu)化。其課程分布如圖1所示。
四、成效與展望
整合優(yōu)化后的大機械基礎(chǔ)實驗平臺實施效果顯著,主要表現(xiàn)在四個方面。
1.調(diào)動了學(xué)生實踐學(xué)習(xí)的積極性。大量的設(shè)計型、研究型的實驗項目和開放型的體系,提高了學(xué)生積極學(xué)習(xí)工藝知識、系統(tǒng)的分析與設(shè)計制作技能和先進制造技術(shù)的主動性。
2.學(xué)生的動手能力和綜合性工程素質(zhì)有較明顯的提高。來自后繼專業(yè)課任課教師、學(xué)校教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)、不同院系的以及研究生培養(yǎng)部門或用人單位的反饋意見表明,在大機械基礎(chǔ)實驗平臺實施的實踐教學(xué)對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)起到了重要作用。
3.通過實驗教學(xué)的改革,學(xué)生對創(chuàng)新實踐的興趣有了很大提高,綜合實驗?zāi)芰脱芯縿?chuàng)新能力得到加強。學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量有了很大的提高,幾年來共有100多篇論文公開發(fā)表,平均每年有30篇評為校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計論文。學(xué)生的綜合素質(zhì)也有了明顯提高,在各類比賽中取得了驕人的成績。
4.通過各層次實踐教學(xué)鍛煉和創(chuàng)新設(shè)計的磨練,學(xué)生的才智與潛力得到了充分的發(fā)揮,優(yōu)化了各類專業(yè)的本科生知識結(jié)構(gòu),畢業(yè)生就業(yè)率高,他們的實踐能力與吃苦精神受到用人單位的高度評價。
眾所周知,古代科學(xué)的突出特點是知識體系的統(tǒng)一性;近代科學(xué)的典型特征是知識的分化;而現(xiàn)代科學(xué)則是在高度分化的基礎(chǔ)上,朝著知識綜合化的方向發(fā)展。本文所探討的大機械基礎(chǔ)實驗平臺正是順應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展趨勢而構(gòu)建的符合大機械學(xué)科發(fā)展規(guī)律與國際先進水平接軌的基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺。放眼未來,大機械基礎(chǔ)實驗平臺的建設(shè)和完善將持續(xù)不斷的服務(wù)于培養(yǎng)與造就具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才。
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1)高校更加重視大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
此次機械創(chuàng)新大賽中,很多作品創(chuàng)意新穎,結(jié)構(gòu)巧妙,充分發(fā)揮了年輕人的想象力,他們將應(yīng)用構(gòu)思詮釋到作品的開發(fā)設(shè)計之中,將專業(yè)理論知識實用化,鍛煉了大學(xué)生的思維創(chuàng)新能力,說明高校已經(jīng)認識到對機械類專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng),不能僅僅局限于理論知識的傳授和單調(diào)程式化的常規(guī)設(shè)計能力培養(yǎng)。機械專業(yè)人才的培養(yǎng),應(yīng)該是個性化創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程,通過特定教師專業(yè)指導(dǎo)和學(xué)校統(tǒng)籌資助,使大學(xué)生將創(chuàng)新思維想象變?yōu)楝F(xiàn)實的成果作品,鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的思維創(chuàng)新和實踐動手能力,經(jīng)過鍛煉的大學(xué)生在進入社會工作崗位后,保持創(chuàng)新思維的習(xí)慣,用出色的業(yè)績成果在工作崗位上展示自己的能力價值。
2)參賽大學(xué)生的動手實踐能力獲得了出色的鍛煉。
從機械創(chuàng)新大賽作品的制作水平來看,絕大多數(shù)作品制作的比較粗糙,說明這些作品都是學(xué)生團隊自己親手制作的。正是通過這些制作較為粗糙的作品,體現(xiàn)了參賽大學(xué)生鍛煉和提高自身能力的過程,并且是一種不受傳統(tǒng)思想束縛的綜合實踐能力的鍛煉,這個鍛煉過程,不但可以將專業(yè)理論知識實踐化,而且可以將知識學(xué)習(xí)和應(yīng)用的范圍擴展相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域,使學(xué)生的知識理解運用和創(chuàng)新實踐能力提高到更高的水平。
3)創(chuàng)新實踐能力的提高帶動了學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。
機械專業(yè)大學(xué)生參加此類組織形式正規(guī)、評比嚴格的比賽,會激發(fā)他們學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣,鍛煉他們創(chuàng)新的頭腦。擁有了知識運用的興趣,獲得了鼓勵性的成果評價,他們會更加主動尋找實踐鍛煉的機會,并以獲得社會評價為至高無上的精神樂趣。尤其是機械類專業(yè),專業(yè)知識內(nèi)容繁雜,理論枯燥艱深,如果知識教育的內(nèi)容僅僅是課本理論和課堂教育模式,很多學(xué)生會產(chǎn)生厭煩甚至逆反的心理,失去了知識應(yīng)用的樂趣,對學(xué)習(xí)無興趣,對進步無追求,對創(chuàng)新的感覺,對實踐沒有動力,而整日沉迷于游戲或其他不求進取的娛樂活動,這樣的畢業(yè)生,將來走入社會,在很長一段時間內(nèi),難以適應(yīng)社會工作的需求,更難以成為突出的人才。
2機械設(shè)計大賽亟待改進的不足之處
盡管參賽作品眾多,但是在作品評判和學(xué)生答辯過程中,也發(fā)現(xiàn)了一些不足需要引起重視。
1)缺乏高技術(shù)含量作品。
縱觀這次比賽的參賽作品,盡管作品眾多,但通過分析作品技術(shù)應(yīng)用發(fā)現(xiàn),參賽作品所使用的技術(shù),基本上使用的都是機械行業(yè)傳統(tǒng)技術(shù),甚至是過時落后的技術(shù),缺乏高科技創(chuàng)新與應(yīng)用方面的亮點作品,說明大學(xué)生的創(chuàng)新實踐內(nèi)容與社會最新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用之間存在的差距和脫節(jié),這種落后的專業(yè)知識內(nèi)容和落伍的技術(shù)應(yīng)用會極大限制大學(xué)生們機械科技創(chuàng)新的思維廣度,使高校的創(chuàng)新培養(yǎng)方案事倍功半。
2)創(chuàng)意方案缺乏社會實用性。
實用性是機械產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的本質(zhì),是產(chǎn)生經(jīng)濟效益的源泉,因此創(chuàng)意任何一件機械作品的前提是能夠在社會上具有實用性,能實際應(yīng)用于社會生活。但是很多參賽作品的創(chuàng)意只是為了能夠制作一件參賽的機械作品,而沒有考慮實用性和經(jīng)濟性,因此這樣的作品從創(chuàng)意之初就走入研發(fā)誤區(qū),缺乏應(yīng)用價值。例如有一件作品,名稱為“粉筆灰回收及粉筆再造機械”,主要功能是將黑板書寫過程中的粉筆灰收集起來,利用這些粉筆灰再造粉筆,這臺機械生產(chǎn)成本巨大,不具有實用性和任何社會推廣價值。對于這樣的參賽作品,指導(dǎo)教師負有很大責(zé)任的,沒有掌控好作品設(shè)計開發(fā)的意義,作品從創(chuàng)意之初就已經(jīng)是一個失敗的方案。
3)作品制作缺乏嚴謹?shù)目蒲虚_發(fā)方案。
由于大學(xué)生主要是以接受理論知識教育為主要目的,科研只是其學(xué)習(xí)生活中的很小一部分,因此大學(xué)生普遍缺乏嚴謹?shù)目蒲兴仞B(yǎng),在制作機械作品過程中,缺乏科學(xué)的規(guī)劃和步驟,大部分參賽作品的所謂實用功能有不少臨時拼湊的痕跡,缺乏機械設(shè)計制造所需的嚴謹規(guī)范性,作品制作與加工水平較低,性能不穩(wěn)定,故障率很高。
3面向社會應(yīng)用的高素質(zhì)科研型人才教育策略
倡導(dǎo)大學(xué)生參加機械創(chuàng)新設(shè)計大賽之類的競賽活動,主要目的是拓展大學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高大學(xué)生的工程實踐能力,但是創(chuàng)新實踐的過程不能無的放矢,不考慮實用性、新穎性、技術(shù)先進性、社會經(jīng)濟性。要讓大學(xué)生通過社會調(diào)研、知識應(yīng)用和實踐開發(fā)等標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)研究步驟,養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣,擁有深邃的科研素養(yǎng)。
1)對于機械專業(yè)大學(xué)生來說。
首先,要創(chuàng)造機會讓他們多接觸最新機械技術(shù)在制造企業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向,多參加一些高水平的學(xué)術(shù)論壇、創(chuàng)新大賽和社會工程實踐活動,適當(dāng)擴大專業(yè)知識的領(lǐng)域,從各種各樣的實踐和調(diào)研活動中汲取和積累知識素材、創(chuàng)新源泉。其次,大學(xué)生要端正自己學(xué)習(xí)和研究的態(tài)度,專業(yè)學(xué)習(xí)和科研開發(fā)既是一個提升自己能力的過程,但也是一個枯燥的過程,學(xué)習(xí)和科研要耐住寂寞,用踏實的態(tài)度去獲取知識、提升能力。再次,大學(xué)生的科研創(chuàng)新,要緊扣實用性和新穎性,創(chuàng)新內(nèi)容不分大小,而以社會價值和經(jīng)濟效益為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)。因此,對于機械專業(yè)大學(xué)生,要充分理解“創(chuàng)新”的內(nèi)涵,讓自己辛苦的付出得到社會的認可。
2)對于高校來說。
培養(yǎng)高素質(zhì)人才,要逐步改革傳統(tǒng)教育模式中落后的知識培養(yǎng)內(nèi)容和學(xué)生考核模式,建立一套“專業(yè)知識與最新科技應(yīng)用接軌、跨學(xué)科知識綜合應(yīng)用、個性化實踐能力鍛煉、靈活高效成績考核”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略,尤其要培養(yǎng)大學(xué)生擁有一定的科研素養(yǎng),提升大學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的科研能力,為大學(xué)生發(fā)掘自身最優(yōu)潛能、實現(xiàn)人生價值提供最佳的鍛煉環(huán)境。
3)對于指導(dǎo)教師而言。
更應(yīng)該加強學(xué)習(xí),努力提高自身業(yè)務(wù)水平,擴大知識廣度,了解各領(lǐng)域的最新技術(shù)成果和發(fā)展方向,從而指導(dǎo)學(xué)生保持正確的科學(xué)研究方向,為學(xué)生快速進步成長提供最優(yōu)動力。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:計算機輔助設(shè)計與制造;三位一體;教學(xué)模式;課程體系
課程建設(shè)是當(dāng)下專業(yè)建設(shè)的重中之重。課程的分化與整合,是專業(yè)內(nèi)涵發(fā)展的需要。課程內(nèi)容體系與模式的研究,是課程解構(gòu)與重構(gòu)的基礎(chǔ)。經(jīng)過分化與整合的課程,不是對已有課程的簡單否定,而是對傳統(tǒng)課程的一種繼承和發(fā)展。
一、教學(xué)模式的研究與實踐
(一)以科學(xué)的理論指導(dǎo)課程改革的研究與實踐。
高職課程改革必須重視兩個態(tài)勢:一是技術(shù)發(fā)展對社會職業(yè)崗位內(nèi)涵及外延正產(chǎn)生著愈來愈大的影響,技術(shù)的更新不斷促使低技術(shù)崗位消亡和高新技術(shù)崗位產(chǎn)生。二是經(jīng)濟全球化背景下,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)變化在使得原有職業(yè)崗位轉(zhuǎn)型、消失的同時,也催生了大批新崗位、新職業(yè)。為了適應(yīng)這種態(tài)勢,高職教育專業(yè)設(shè)置要以市場需求為導(dǎo)向,課程體系構(gòu)建要以崗位(群)為依據(jù),課程改革要以能力為本位,專業(yè)教學(xué)改革、課程內(nèi)容改革必須體現(xiàn)適應(yīng)性、實踐性、開放性及職業(yè)性原則,鑒于此,世界各國紛紛改革其職業(yè)教育課程的目標(biāo),由原來的崗位技能培訓(xùn)轉(zhuǎn)向注重綜合職業(yè)能力培養(yǎng),澳大利亞的關(guān)鍵能力培訓(xùn)、英國的核心能力培訓(xùn)、德國的基礎(chǔ)職業(yè)能力培訓(xùn)等就是這種改革思想的體現(xiàn),打破狹隘的職業(yè)訓(xùn)練的壁壘,向?qū)W生傳授具有通用性的、可遷移的、工具性的技能,而不是傳授傳統(tǒng)意義上的、高度專門化的、狹義的技能。另一方面,為培養(yǎng)這種綜合職業(yè)能力,在進行職業(yè)教育課程改革時,必須考慮到課程目標(biāo)的整合性,把掌握知識和技能、發(fā)展能力、培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和個性心理品質(zhì)等各類目標(biāo)有機地結(jié)合起來,著眼于提高勞動者的綜合職業(yè)素質(zhì)。而要實現(xiàn)以上的目標(biāo),必須走校企合作教育之路,形成產(chǎn)學(xué)結(jié)合課程。
(二)充分調(diào)查研究,構(gòu)建專業(yè)核心課程基本框架。
1. 構(gòu)建專業(yè)核心課程基本框架。
通過調(diào)查和分析,我們發(fā)現(xiàn)家電企業(yè)對本專業(yè)學(xué)生需求最大,學(xué)生就業(yè)崗位與專業(yè)核心課程結(jié)合最緊密。佛山是全國最大的家電生產(chǎn)基地,家電產(chǎn)業(yè)是佛山傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè),是廣東省、佛山市未來若干年國民經(jīng)濟和社會重點發(fā)展產(chǎn)業(yè),因此,選擇典型家電企業(yè)作為依托,建設(shè)校企合作教育平臺,進行深入的課程改革,不僅具有廣泛的市場基礎(chǔ),而且具有普遍意義。
2. 構(gòu)建三位一體校企合作教育平臺,營造合作教育環(huán)境。
計算機輔助設(shè)計與制造專業(yè)結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的特點,擬以周邊多家企業(yè)為依托,有步驟、分階段推進與企業(yè)產(chǎn)學(xué)、研、培的全面合作,形成專業(yè)產(chǎn)業(yè)群,逐步搭建了以產(chǎn)學(xué)、研、培為特征的校企合作平臺。
3. 基于合作教育平臺的專業(yè)核心課程改革。
基于工作過程為導(dǎo)向的高職課程體系構(gòu)建理論,高職課程分為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程、校企共建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程、學(xué)生自主型學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程等三類課程,后兩者如何構(gòu)建,目前還在探索階段,以“實訓(xùn)基地”“培訓(xùn)基地”“研發(fā)基地”三位一體的校企合作為平臺的專業(yè)核心課程改革新模式,有利于構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程,以一類典型產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和職業(yè)崗位的工作過程為線索組織課程內(nèi)容,進行知識和技能的訓(xùn)練,通過以點帶面,分析職群的共同基礎(chǔ)理論和基本技能以及各職業(yè)的入門技術(shù),加以系統(tǒng)組合,優(yōu)化校企共建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的同時,推動自主學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程構(gòu)建。
二、基于“三位一體”校企合作的課程體系的構(gòu)建
(一)開發(fā)基于工作過程的課程體系及教學(xué)內(nèi)容。
依據(jù)就業(yè)崗位群任職要求,參照相關(guān)行業(yè)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),我們構(gòu)建了基于校企合作教育平臺的計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)專業(yè)課程體系,做了如下工作。
第一,圍繞佛山市世界級產(chǎn)業(yè)-白色家電產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和崗位群工作過程,以小家電企業(yè)典型產(chǎn)品為對象,分析提煉計算機輔助設(shè)計與制造專業(yè)的核心課程設(shè)置、內(nèi)容和環(huán)境訓(xùn)練要求。
第二,全面修定專業(yè)人才培養(yǎng)方案,將校企共建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程作為目標(biāo),改革課程設(shè)置。 “機械設(shè)計基礎(chǔ)”增加了“Matlab應(yīng)用實訓(xùn)”,“CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用(PRO/E)”課程增加了以小家電產(chǎn)品開發(fā)為目標(biāo)的“CADCAM技術(shù)應(yīng)用(PRO/E)實訓(xùn)”, “塑料模具設(shè)計”增加了以企業(yè)贈送的生產(chǎn)模具為對象進行“模具拆裝實訓(xùn)”以及家電產(chǎn)品為對象進行“塑料模具設(shè)計課程設(shè)計實訓(xùn)”,“數(shù)控編程加工”增加了以家電產(chǎn)品模具零件為對象的“CADCAM技術(shù)應(yīng)用(UG)實訓(xùn)”。
第三,以工作過程為導(dǎo)向,改革教學(xué)內(nèi)容。將工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計、數(shù)控加工整個生產(chǎn)過程的知識、技能需求作為計算機輔助設(shè)計與制造專業(yè)核心課程教學(xué)內(nèi)容改革依據(jù),以小家電產(chǎn)品為具體對象,將小家電每個生產(chǎn)工作過程的崗位知識、技能作為教學(xué)和實訓(xùn)內(nèi)容,“機械設(shè)計基礎(chǔ)”將小家電傳動系統(tǒng)設(shè)計作為案例進行剖析,并用“Matlab仿真分析實訓(xùn)”課程進行深入學(xué)習(xí),“CADCAM技術(shù)應(yīng)用(PRO/E)”課程引進榨汁機、攪拌機、打蛋機等產(chǎn)品進行產(chǎn)品造型技術(shù)訓(xùn)練,并在“CADCAM技術(shù)應(yīng)用(PRO/E)實訓(xùn)”課程中,進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配與分析訓(xùn)練,而模具設(shè)計課程針對“CADCAM技術(shù)應(yīng)用(PRO/E)”課程訓(xùn)練的對象進行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計訓(xùn)練,并輔助以相關(guān)的模具實物拆裝實訓(xùn),“數(shù)控編程加工”則根據(jù)模具設(shè)計得到的零件進行自動編程和加工訓(xùn)練,整個核心課程的教學(xué)是一個完整產(chǎn)品工作生產(chǎn)流程,課程間知識、技能以產(chǎn)品為主線相互滲透,課程的關(guān)聯(lián)、綜合度大大增加,學(xué)生解決問題的能力會得到加強。
關(guān)鍵詞:機械類專業(yè);創(chuàng)新;人才培養(yǎng);產(chǎn)學(xué)研
作者簡介:唐峰(1969-),男,湖南邵陽人,湖南師范大學(xué)工學(xué)院,講師;朱瑞林(1962-),男,江西豐城人,湖南師范大學(xué)工學(xué)院,教授。(湖南長沙410081)
基金項目:本文系湖南師范大學(xué)多媒體教改項目(項目編號:C047)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)11-0012-02
創(chuàng)新是一個民族進步的強大動力,也是一個國家繁榮昌盛的前提。目前全球正處于高速發(fā)展時期,在科技的推動下,工業(yè)時代正逐步向信息化時代過渡。為順應(yīng)社會的發(fā)展,高等教育已經(jīng)由最初培養(yǎng)專門人才的單一職能開始向社會服務(wù)擴展,制造業(yè)就是高等教育服務(wù)的一個對象。然而,我國的高等教育尚未完全滿足制造業(yè)對人才的需求,不能很好地適應(yīng)時代需求。隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的變化,社會對人才的需求也發(fā)生了變化,單一型的人才正在逐漸被社會舍棄,發(fā)展的主流要求高等教育培養(yǎng)具備綜合能力的創(chuàng)新型人才,尤其是機械類創(chuàng)新性人才。機械類專業(yè)的學(xué)生一方面應(yīng)該掌握扎實的機械專業(yè)知識,注重鍛煉自己的實踐動手能力;另一方面,也要特別重視綜合素質(zhì)的培養(yǎng),只有這樣才能使自己成為具有綜合能力的機械類人才而服務(wù)社會。培養(yǎng)具有創(chuàng)新型的機械類人才已是機械教育行業(yè)的共識,而如何能培養(yǎng)創(chuàng)新型人才就成為各高等學(xué)校需要研究的問題。
一、機械類人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,我國高校教育體系的課程設(shè)置還停留在理論培養(yǎng)上,而對創(chuàng)新思維的培養(yǎng)不夠重視,課程設(shè)置側(cè)重于培養(yǎng)機械專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識。但是,實際教學(xué)過程中,不僅取得的效果非常有限,而且學(xué)生的其他素養(yǎng)也因被忽視而相當(dāng)缺乏。不少用人單位反映,機械類專業(yè)的大學(xué)生在進入公司企業(yè)之初實際工作能力較為薄弱,相關(guān)領(lǐng)域認知面窄,動手能力較差,創(chuàng)新能力差,甚至有少數(shù)學(xué)生在心理上出現(xiàn)了問題,嚴重阻礙個人和企業(yè)的發(fā)展。造成這種情況的原因很多,主要由機械類專業(yè)的培養(yǎng)模式不合理導(dǎo)致。部分高校的機械類專業(yè)過度重視專業(yè)知識而忽視綜合素養(yǎng),開設(shè)的專業(yè)課程內(nèi)容陳舊繁冗,其他人文素養(yǎng)相關(guān)課程開設(shè)較少,學(xué)生學(xué)習(xí)過程中枯燥無味,既沒有鍛煉其他綜合能力又影響了專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)熱情,從而導(dǎo)致學(xué)生在進入企業(yè)后不能較好地適應(yīng)企業(yè)的工作要求。
二、以產(chǎn)學(xué)研為平臺,制定了完整的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案
針對機械類人才培養(yǎng)現(xiàn)狀中出現(xiàn)的問題,湖南師范大學(xué)充分利用現(xiàn)有的師資力量,圍繞創(chuàng)新培養(yǎng)模式,從創(chuàng)新思維的培植、教學(xué)體系改革、產(chǎn)學(xué)研平臺三方面進行改革和研究,制定了一套有鮮明特色的培養(yǎng)方案。
1.注重素質(zhì)教育創(chuàng)新,培養(yǎng)思想覺悟高和心理素質(zhì)好的機械專業(yè)類人才
推進素質(zhì)教育不僅關(guān)系到教育思想與教育觀念的轉(zhuǎn)變、教育管理體制和人才培養(yǎng)模式的改革,而且關(guān)系到全面綜合素質(zhì)的提高和綜合國力、國際競爭力的增強,關(guān)系到我國社會主義事業(yè)的興旺發(fā)達和中華民族的偉大復(fù)興。[1]在實施素質(zhì)教育過程中,充分調(diào)動機械類專業(yè)學(xué)生的認識與實踐的主觀能動性,促進其生理和心理、智力和非智力、認知與意向等因素全面而和諧發(fā)展。在機械類專業(yè)學(xué)生的素質(zhì)教育過程中存在許多亟待解決的問題,這些問題主要是機械類專業(yè)學(xué)生思想道德修養(yǎng)存在著不成熟的人生觀、世界觀、價值觀問題,心理素質(zhì)不高,承受能力較弱。針對上述問題,下面提出兩點解決方法。
(1)加強思想政治教育,引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、世界觀和價值觀。充分利用湖南師范大學(xué)在文史哲等學(xué)科的師資力量,發(fā)揮思想政治理論教學(xué)優(yōu)勢,旗幟鮮明地對機械類專業(yè)學(xué)生進行思想政治教育。以理想信念教育為思想政治教育的核心,深入開展“三觀”教育。除了傳統(tǒng)的課堂教育,還適當(dāng)創(chuàng)新教育方法,在增強課程自身時效性和生動性的同時,多結(jié)合機械類專業(yè)學(xué)生的實際情況,開展紅色講座、黨史知識有獎競答等活動,充分調(diào)動他們的積極性和主動性,有效增強學(xué)生的思想政治覺悟。
(2)加強心理健康教育,提高學(xué)生的心理素質(zhì)。在當(dāng)今國際、國內(nèi)競爭激烈、錯綜復(fù)雜的環(huán)境里,需要依靠的不僅僅是擁有強健體魄、淵博知識、精湛技術(shù)的國民,更需要的是那些兼具開拓進取、執(zhí)著追求、勇于創(chuàng)新、承受挫折和適應(yīng)環(huán)境等良好心理素質(zhì)的人才。[2]機械類專業(yè)的學(xué)生肩負著中國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的使命,更應(yīng)該具備良好的心理品質(zhì)。湖南師范大學(xué)在心理學(xué)教學(xué)與研究方面取得的成果豐厚,將其充分利用在機械類專業(yè)學(xué)生的素質(zhì)教育中,一方面開設(shè)心理健康課程,加強心理基礎(chǔ)知識培養(yǎng);另一方面,積極開展心理健康周等大型活動,讓學(xué)生敢于面對自身問題、善于解決自身問題。另外,根據(jù)專業(yè)設(shè)置的朋輩心理員及時做好心理干預(yù)工作。幾年來取得了相當(dāng)明顯的效果。
2.在創(chuàng)新教育理念的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際情況,合理設(shè)置課程體系,實現(xiàn)教育體系改革,培養(yǎng)具有過硬專業(yè)知識的機械類人才
現(xiàn)代制造業(yè)迫切需要的是創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才,其來源于高等教育對機械類專業(yè)人才的基礎(chǔ)知識和實踐能力兩方面的培養(yǎng),因此整個教學(xué)體系對學(xué)生各方面能力起關(guān)鍵作用。教學(xué)體系創(chuàng)新有利于學(xué)生基本理論知識的扎實掌握和實踐能力的有效提高,滿足現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的需要。
(1)與國際接軌,創(chuàng)新教育理念,為教育體系改革打下基礎(chǔ)。創(chuàng)新教育理念是現(xiàn)代培養(yǎng)人才的首要任務(wù)。湖南師范大學(xué)引進了歐美先進的CDIO工程教育理念,并且將機械專業(yè)學(xué)生的綜合特點與具體的教學(xué)環(huán)境相結(jié)合,展開了以CDIO為特色的工程教育模式的研究與實踐。CDIO是“構(gòu)思”(Conceive)、“設(shè)計”(Design)、“實施”(Implement)、“運行”(Operate)的縮寫。[3]CDIO工程教育的設(shè)計靈感源于工程產(chǎn)品、系統(tǒng)的生命周期,注重培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,并在此基礎(chǔ)上將教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情境中,通過貫穿整個人才培養(yǎng)過程的團隊設(shè)計和創(chuàng)新實踐訓(xùn)練培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實、職業(yè)道德高尚的新一代高水平工程師。[4]
(2)合理設(shè)置課程體系,專業(yè)課程由基礎(chǔ)到綜合,由理論知識到教學(xué)實踐,培養(yǎng)專業(yè)知識;公共課程培養(yǎng)綜合素養(yǎng),側(cè)重前者而不輕視后者。機械專業(yè)的課程分為公共必修課、專業(yè)必修課、專業(yè)限選課、彈性素養(yǎng)限選課任選課。公共必修課在學(xué)生入學(xué)前四個學(xué)期修滿學(xué)分,課程有思想修養(yǎng)、語文、體育健康教育等,涵蓋面較廣,內(nèi)容全面,尤其是心理健康教育、課堂教育和心理講座創(chuàng)設(shè)了心理教育方面的特色。專業(yè)課則在畢業(yè)前一個學(xué)期修滿學(xué)分,課程內(nèi)容從基礎(chǔ)理論知識傳授(如機械制圖、機械原理、機械設(shè)計等)到綜合知識的消化(如機械制造、塑料模具、機械系統(tǒng)優(yōu)化等),到實踐能力的培養(yǎng)(如數(shù)控機床實踐、機電傳動實踐等),步步提高,層層深入。課程設(shè)置以培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo),結(jié)合自身資源,從學(xué)生出發(fā),綜合企業(yè)用人特點,重點培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)綜合能力,特別是在實際項目的帶頭、設(shè)計和研發(fā)能力。專業(yè)課程體系設(shè)置如圖1所示。
3.在教學(xué)實踐和實際崗位中培養(yǎng)機械類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識和個人能力,從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力
實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)創(chuàng)新型機械人才必不可少的環(huán)節(jié)。為此學(xué)院在課程體系建立上加大了實踐教學(xué),培養(yǎng)方案如圖1。
機械專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容包括專題講座、綜合實驗、課程設(shè)計、車間見習(xí)、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、教育實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計,內(nèi)容涵蓋了基本理論、機械設(shè)計制造、高新技術(shù)和團隊組織能力、管理能力等。這樣構(gòu)思的目的是引導(dǎo)從一個綜合角度培養(yǎng)學(xué)生運用自己所積累的知識解決實際問題的能力,從而使學(xué)生具備創(chuàng)新思維、創(chuàng)新工藝、具體操作能力。具體內(nèi)容主要包括五個方面。一是基礎(chǔ)技能。例如工程制圖和測繪、互換性與公差實驗、金工實習(xí)等,使學(xué)生具備最基本的機械專業(yè)素養(yǎng)。二是專業(yè)知識。通過對機械設(shè)計課程設(shè)計、機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計傳感器綜合實驗等全面把握,學(xué)生具備初步的實踐技能。三是工程實踐。通過CNC技術(shù)、CAD/CAM/CAE、先進制造等工程實訓(xùn)使學(xué)生具有較深刻的先進制造概念和較強的工程實踐能力。四是理念方面。通過專家講座、科技展覽、機械設(shè)計大賽和畢業(yè)設(shè)計等培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新思維。五是職業(yè)教育方面。根據(jù)國家緊缺人才需求現(xiàn)狀,緊扣職教師資基地,開展數(shù)控編程等職業(yè)資格認證培訓(xùn),強化學(xué)生數(shù)字化設(shè)計與制造能力,同時也為全國各地的職高、大專院校儲備師資力量。
三、以產(chǎn)學(xué)研為平臺,讓機械類人才到企業(yè)接受培訓(xùn)
在教學(xué)、管理與科研三個部門協(xié)作管理的前提下,相關(guān)學(xué)科交叉得以實現(xiàn),學(xué)生的綜合素質(zhì)明顯提高。如機械類專業(yè)與電子信息工程、服裝設(shè)計和裝潢設(shè)計專業(yè)在部分研究領(lǐng)域交叉。我們也注重與國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)的培訓(xùn)交流和合作,讓機械類人才去企業(yè)接受培訓(xùn)。學(xué)校先后與江南機械廠、長沙長海數(shù)碼公司、湖南新亞勝科技有限公司、國航空工業(yè)起落架制造公司等國內(nèi)企業(yè)簽訂了機械、電子合作培訓(xùn)的校企合作協(xié)議,與德國西門子科萊特公司等國外企業(yè)簽訂了合作培訓(xùn)與專業(yè)實習(xí)的協(xié)議。機械類專業(yè)人才在實際崗位中綜合能力產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。另外,為了培養(yǎng)學(xué)生的師范技能,我們先后在蘭江職業(yè)中專、湖南電子工業(yè)職業(yè)學(xué)校、澧縣職業(yè)中專、汨羅職業(yè)中專、株洲縣職業(yè)中專等學(xué)校建立了長期、穩(wěn)定的教育實習(xí)基地,為機械類專業(yè)綜合人才的培養(yǎng)獲得了更大的發(fā)展空間。
機械類專業(yè)人才的培養(yǎng)是我國制造業(yè)向前發(fā)展的必備條件,而綜合性的機械類專業(yè)創(chuàng)新人才是其自身發(fā)展的需要,也是社會經(jīng)濟發(fā)展對機械類人才的要求。高校應(yīng)該統(tǒng)籌各方面的有利資源,建設(shè)一支綜合性的教師隊伍,切實履行好相關(guān)政策,樹立能力本位的教育理念,加強機械類專業(yè)與其他相關(guān)專業(yè)的相互滲透,培養(yǎng)綜合型機械類專業(yè)人才。在此過程中,我們提倡全面提高學(xué)生以政治理論素質(zhì)、思想道德素質(zhì)、身心素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)和實踐技能為主要內(nèi)容的綜合素質(zhì),并且把完善學(xué)生的自身素質(zhì)結(jié)構(gòu)視為教育工作者自己根本的任務(wù),不斷地改進教學(xué)方法,增強學(xué)生的思維能力和動手能力,使學(xué)生在掌握扎實的機械基礎(chǔ)知識的情況下又具有開闊的視野、敏捷的思維能力和開拓創(chuàng)新精神,真正實現(xiàn)機械類專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提高,真正為社會培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。
四、結(jié)束語
機械專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是一項綜合性工程,需要各種不同的條件相互配合來共同完成,包括教師隊伍的建設(shè)、平臺的建設(shè)、課程體系的建設(shè)及其他資源的投入,這其中平臺的建設(shè)尤為重要,同時各學(xué)校需要根據(jù)自身的條件與培養(yǎng)目標(biāo)確定相應(yīng)的培養(yǎng)方案,從而確保創(chuàng)新機制能切實可行地運轉(zhuǎn)。
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