卓越工程師計劃課程設計教學探索
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了卓越工程師計劃課程設計教學探索范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：“卓越計劃”旨在培養(yǎng)工程能力和創(chuàng)新能力強的高素養(yǎng)工程技術人才。充分利用校企合作機制，調(diào)整材料成型及控制工程專業(yè)課程設計的內(nèi)容，探索和構建了基于PBL-CDIO設計教學體系，并嚴密組織設計過程。通過實踐，學生發(fā)現(xiàn)和解決工程實際問題能力得到提高，取得了較好效果。
關鍵詞：卓越計劃；課程設計；工程能力；創(chuàng)新能力
一、前言
“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）是實現(xiàn)我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。近年來，新經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等對工程人才培養(yǎng)提出了新的更高的要求，從適應產(chǎn)業(yè)需要轉(zhuǎn)向滿足產(chǎn)業(yè)需要和引領未來發(fā)展并重建設“新工科”。無論“卓越計劃”還是“新工科建設”，旨在培養(yǎng)造就工程能力及創(chuàng)新能力強的高素養(yǎng)工程技術人才[1]。實踐教學作為教學過程的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生應用實踐的工程能力和理論技術創(chuàng)新能力的重要手段。鑒于此，本文以提高工科學生的綜合工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為出發(fā)點，基于CDIO工程教育理念[2]和PBL教學方法[3]提出對材料成型及控制工程專業(yè)課程設計的實踐教學進行了探索和改革，并取得良好實踐效果。
二、材料成型及控制工程專業(yè)的課程設計存在的問題
材料成型及控制工程專業(yè)涉及材料、機械、信息及控制學科，主要研究材料加工過程中材料的結構、性能演變及其控制，這決定了在人才培養(yǎng)模式方面更注重實踐性和應用性，課程設計應更貼近生產(chǎn)，滿足社會實際需求[4]。因此課程設計不僅要傳授專業(yè)理論和技術知識，更要傳授發(fā)現(xiàn)、分析解決工程實際問題的方法，使學生主動學習，做中學，提高工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。當前，該專業(yè)課程設計存在一些問題。（1）命題是課程設計的起點，立題不當，影響整個課程設計的目的性和創(chuàng)新性。目前，教師設置的命題過于陳舊，和生產(chǎn)實踐脫節(jié)，設計內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性，不能激發(fā)學生的興趣。題目較少，較為單一，且多人一題，易造成學生相互抄襲。命題具有偏材料研究的趨勢，題目偏難。選題不當時有發(fā)生，而且原因各異。（2）時間地點不合適。課程設計通常安排在第七個學期末，且周期多為2周。這段時間學生忙于畢業(yè)去向，不能認真對待，精力常有限。另外課程設計一般在校內(nèi)進行，學生對設計對象具體情況欠缺了解，缺乏感性認識，規(guī)范性、創(chuàng)新性難以得到把握。（3）指導教師對課程設計的順利開展、完成和深度的把握至關重要。然而課程設計指導教師人數(shù)往往偏少，生師比超過20，很難在短時間做到針對學生的情況進行分類指導。青年教師一般學歷高、理論深厚、創(chuàng)新意識較強，但往往沒有企業(yè)經(jīng)歷，鼓勵學生進行工藝方案的優(yōu)化時缺乏生產(chǎn)的足夠了解。
三、基于PBL和CDIO的課程設計教學模式構建
我校材料成型及控制工程專業(yè)經(jīng)四川省教育廳和學校批準實施“卓越工程師”培養(yǎng)計劃。在分析總結課程設計中出現(xiàn)的問題的基礎上，引入CDIO教育理念及問題導向（PBL）的教學模式，加強校企合作，構建了新的課程設計教學體系。
（一）課程設計準備及命題設計
根據(jù)“卓越計劃”的培養(yǎng)要求，行業(yè)企業(yè)要深度參與。在實施過程中，通過對與材料成型及控制工程專業(yè)相關企業(yè)的綜合分析，選擇在與焊接專業(yè)關系密切、生產(chǎn)規(guī)模大、管理規(guī)范的某鍋爐有限責任公司建立“卓越工程師計劃”培養(yǎng)基地。將課程設計作為在企業(yè)進行的實踐教學課程，直接設置為焊接工程設計，教學場地以企業(yè)為主、由學校和企業(yè)老師聯(lián)合指導。設計時間也從2周延長至3周。為了達成課程設計目標，學生先期經(jīng)歷《焊接崗位實踐》和《焊接工程師崗位實踐》實踐，然后焊接工程設計命題以鍋爐系統(tǒng)關鍵部件—集箱和汽包結構與焊接工藝設計為作為命題，進行結構設計、選材、加工流程以及焊接工藝的關鍵參數(shù)論證制定，最終按照規(guī)范完成相應文檔的編寫。
（二）課程設計的過程管理
在焊接工程設計管理上，采用CDIO教育理念和問題導向教學方法。CDIO理念代表構思、設計、實現(xiàn)和運作之間有機聯(lián)系，實踐中以集箱或汽包的制造周期為載體，依據(jù)鍋爐行業(yè)和國家標準，系統(tǒng)完成從對集箱或汽包設計要求的理解和思考、到結構的設計與強度校核、材料選擇、焊接工藝規(guī)范的論證制定、檢驗等。集箱或汽包結構復雜，一個學生難以在3周時間完成全部任務，為避免學生的工作量過大、輕重不分，將學生分成幾個小組，每個小組側(cè)重一個方面的問題。實際管理中學生3—4人為小組，小組成員分工協(xié)作，部分學生側(cè)重結構設計，部分學生側(cè)重焊接工藝設計，最后小組通過有機聯(lián)系，獲得相對成熟設計方案。焊接工程設計設置了針對性問題。從設計思路上提出了集箱或汽包的總體設計要求、載荷類型及應力的準確計算、所選材料性能、擬采用的焊接方法、現(xiàn)有和擬采用的生產(chǎn)設備、準確簡明的表達方法、焊接成本、質(zhì)量檢驗等需要注意的問題，同時也提出了坡口如何選擇、對接焊縫的余高不能過多等具體問題。要求學生從選題、計劃、交流、資源搜尋、決策能力、經(jīng)濟分析、表達等全方位、全過程的實踐，有效地發(fā)展學生的“創(chuàng)新軟能力”?？傊?，把學生置于復雜的、有實際意義的問題情境中，通過讓學生以小組合作的形式共同解決復雜的、實際的或真實性問題，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，從工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力形成解決工程實際問題的能力。
（三）課程設計的成績考核
成績的考核方法采取校內(nèi)與企業(yè)考核結合、個人與小組考核結合方式進行。個人考核主要是對學生平時紀律、學習態(tài)度、圖紙質(zhì)量、焊接工藝卡質(zhì)量、說明書規(guī)范及個人答辯情況進行評價，主要在校內(nèi)進行；小組考核主要是對整個設計方案小組答辯，在企業(yè)現(xiàn)場進行，由企業(yè)焊接工程師和學校指導教師考察設計是否符合工程實際及有改進創(chuàng)新。每部分給出成績，乘以權重，最后給出綜合成績，很好地對學生設計的獨立性、協(xié)調(diào)性、創(chuàng)造性及實際解決問題的能力、團隊意識和協(xié)作配合能力等做出較科學、全面公正的評定。
（四）指導教師的作用
課程設計教學模式中教師需要承擔多重的角色。校內(nèi)指導教師首先是組織者，在選擇設計對象及制定計劃時需要考慮課程體系的系統(tǒng)性、專業(yè)知識體系的銜接和交叉、課程設計的教學目標等，而并非單純?yōu)榻鉀Q問題而設計問題。其次教師是資源提供者，在課前進行大量的工作，提供學習資源的組織，如授課內(nèi)容及次序、教學場地、教師資源等。教師在教學過程中還應成為學生學習過程的促進者、推動者和引導者，創(chuàng)造和諧的教學氣氛，適時激發(fā)學生探索興趣，讓小組成員自主地學習和交流。企業(yè)指導教師富有現(xiàn)場實際經(jīng)驗，熟悉產(chǎn)品，更多作為產(chǎn)品設計的引導者、結果檢驗者。建立校內(nèi)和企業(yè)指導教師相結合、既精于教學又具有很強的工程實踐能力的課程設計指導教師隊伍，培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力是十分有益的。
四、結束語
針對“卓越計劃”，基于CDIO和問題導向?qū)Σ牧铣尚图翱刂乒こ虒I(yè)課程設計教學模式和內(nèi)容進行改革。以焊接產(chǎn)品設計為導向，在命題、教學組織、成績考核、指導教師作用各個環(huán)節(jié)中始終貫徹培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力，提高學生解決工程實際問題的能力。學生通過完成具體設計實現(xiàn)能力的提高和相關知識的構建，提升了工程師素養(yǎng)，就業(yè)競爭力顯著增強。
參考文獻：
[1]林健.新工科建設:強勢打造“卓越計劃”升級版[J].高等工程教育研究,2017,(3):7-14.
[2]周娟,郭棣彬,張佳,等.CDIO指導下材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].教育現(xiàn)代化,2016,(15):7-8.
[3]杜志云,譚偉,鄭杰,等.課程設計嵌合生產(chǎn)實習的PBL教學模式探討[J].廣東化工,2009,36(11):188-189.
[4]董瑞華,王俊紅,馮海美.材料成型及控制工程專業(yè)在課程設計上的改革探索與實踐分析[J].教育教學論壇,2017,(27):123-124.
作者：范舟 王杰 楊春風 楊眉 黃本生 單位：西南石油大學材料科學與工程學 西南石油大學學報中心
