机械设计制造专业人才培育模式思考.pdf

机械设计制造专业人才培育模式思考机械设计制造专业人才培育模式思考为提高机械设计制造及其自动化专业的人才培养质量， 办出具有显著特色的包装机械专业，需从专业改革背景分析入手，确定专业人才的培养目标与规格，创新专业人才培养模式，构建专业教学体系，加强师资队伍、课程与教材、实践教学平台与基地等基本建设。 1 改革背景分析，确定专业人才培养目标与规格 11 专业教学改革背景分析 1)社会对机械设计制造及其自动化专业人才的需求背景分析。 机械行业是支撑整个工业和国民经济发展的基石。随着国家宏观经济政策的调控，机械行业呈现快速发展的趋势。据统计，2008 年机械行业保持 30以上的高增长，在 2009年金融危机中机械行业仍达到 10 以上增速。包装机械已成为我国机械工业中十大行业之一，全国包装工业近几年平均每年的增速为 7。可见社会需要大量的机械设计制造以及包装机械技术的应用型高级技术人才， 这就要求进行该专业教学改革。根据调查情况分析，对企业中急需的人才按照研究型、工程设计型、生产一线的技术应用型(含车间、班组)、生产管理型和行政等五类进行统计，比例分别为 92、317、504、81和 06，其中机械设计型、生产一线的技术应用型专业人才的需求比例达到了 821，特别是包装机械领域，社会和企业需要大量的应用型高级技术人才。 2)专业教学教育观念的更新背景分析。 专业教学改革的先导是更新教育教学观念，有以下方面：(1)转变以往“以教师为中心”的观念，树立以人为本的高等教育理念，坚持“以学生为中心”，提高教学服务意识，把提高教学质量作为专业建设的根本宗旨；(2)变革以往重科技轻人文的传统，树立科学教育与人文教育相融合的教育思想，加强学生的文化素质教育；(3)变革以往单一规格的重视“统一”的教育思想，树立注重健康个性发展、因材施教的教育思想，树立培养学生勇于开拓和创新的教育思想； (4)改变过去强调应知部分的高等教育模式，加强包装机械技能、实践能力的培养，以达到包装机械应用型高级技术人才的培养目标；(5)全面贯彻学校提出的“明德、精业、求实、创新”校风理念，促进学生全面发展。1 12 专业人才培养目标与规格的确定在专业教学改革背景分析的基础上， 确定的机械设计制造及其自动化专业人才培养的目标是：培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具有扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础，具备包装机械设计制造基础知识与应用能力，能在包装机械设计、机械制造及其自动化和包装设备控制等方向的生产第一线从事设计制造、机电产品开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的应用型高级专门技术人才。该专业的业务培养规格为：系统地学习机械设计与制造的基础理论，学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，受到现代机械工程师的基本训练，具有进行机械产品设计、制造及设备控制(包装)、生产组织管理的基本能力。本专业毕业生应获得以下几方面的知识、能力和素质：(1)具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础，良好的文字表达能力和社会交际能力，懂得一定的环境保护知识、法律知识和国防知识；(2)较系统地掌握包装机械领域宽广的技术理论和基础知识，具有本专业所必需的制图、计算、测试及文献检索的基本技能。掌握本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解其学科前沿及发展趋势； (3)具有较强的自学能力和包装机械创新意识；掌握独立获取、消化和应用新知识的方法和技能；具有较强的分析解决包装机械实际问题的能力；具有初步的科学研究、包装机械技术开发能力；(4)具有初步的本专业外文书籍和文献资料的阅读能力；能撰写专业文章的外文摘要；能使用外语进行一般性交流； (5)能应用计算机进行本专业需要的各类计算与绘图；具备利用计算机进行文字处理、编辑等工作的能力；能够利用互联网收集和利用各种信息；(6)了解体育运动的基本知识，达到大学生体育合格标准；具有良好的体魄与健康的心理素质。 2 专业人才培养模式的创新为实现专业人才培养的目标与规格，在人才培养模式方面的改革思路是：转变和更新教育观念，深化本专业教学改革；提高包装机械领域知识起点，强化素质教育和能力培养；拓宽基础，灵活设置专业方向；加强包装机械实践教学，注重学生个性发展和创新精神培养；改革教学方法，完善因材施教措施。在多年实践的基础上，构建了“一主线、分阶段模块化、多层次个性化”的专业人才培养模式。“一主线”是指该专业教学以包装机械实践能力、创新精神和综合素质培2养为主线；“分阶段模块化”是指专业培养方案需根据学生的不同学习阶段，分为通识教育课程、大类专业课程、专业课程和实践教学等四大教学模块；“多层次个性化”是指根据学生的不同需求和爱好，通过课内和课外教学，设置好选修课程和实践教学环节。湖南工业大学是中国包装总公司唯一的一所省部共建高校， 为配套该专业人才培养模式的改革，学校于 1999 年在广东省中山市，与 60 余家包装企业一起，创建了湖南工业大学中山包装学院，于 2008 年又成立了湖南工业大学东莞包装学院。利用这些实践教学基地，对学生实施“专业教育 +创新实践”的“3+1”教学运作模式，即本科生前3 年在学校本部进行专业基础教育，最后1 年的专业教学、毕业实习、毕业设计(论文)等工程实践活动都在该实践教学基地完成。依托硬件设施和技术条件居亚太地区领先地位的实践教学基地， 学生通过深入生产第一线开展专业课程学习和毕业实习， 将企业生产和发展过程中面临的实际问题和企业产品开发或技术革新项目作为毕业设计、毕业论文课题，毕业设计的成果直接用于企业生产。多年的实践证明，“3+1”教学运作模式既能开拓学生视野，有效地推动理论与实践的结合，全面提高学生的创新精神与工程实践能力，又能为他们将来的自主创业打下良好基础。 3 专业教学体系的构建在对包装和机械行业广泛调研的基础上， 分析工程和技术应用领域对人才能力的要求，了解专业岗位群的具体要求及发展趋势，研讨专业培养目标，按照人才培养模式的要求， 构建了由理论教学和实践教学两大教学体系组成的专业教学体系，理论教学体系与实践教学体系在教学进程上相互平行、在教学内容上交叉融合，如图1 所示。理论教学体系主要使学生掌握包装和机械领域宽广的技术理论和基础知识、必要的人文、艺术和社会科学基础知识，培养良好的心理素质。该体系由通识教育课程、大类专业课程和专业课程等三大课程模块组成。通识教育课程模块强调人文素质的熏陶、基本理论和基础知识的掌握；大类专业基础课程模块强调对包装与机械基础和控制基础知识的学习，以及个性化发展的需要；专业课程模块强调包装机械专业知识、技能的掌握，具备包装机械技术运用的能力，以及专业兴趣的形成。为实现本专业人才培养模式的“一主线”，改变实践教学依附于理论教学，3构建了分段式模块化、多层次个性化的该专业实践教学体系，如图2 所示，其由机械基础实践教学平台、专业实践教学平台和1 个科技创新活动基地组成。分阶段实践教学是指根据学生不同学习阶段的实际情况，低年级阶段 (大学一、二年级)学生主要在机械基础实践教学平台上进行，高年级阶段学生主要在专业实践教学平台上进行，而所有年级学生根据个性发展需要，均可在科技创新活动基地进行，从而使学生从入学到毕业的整个阶段都能得到良好实践训练。为便于组织实践教学，每个实践教学平台的实验课程与实践环节又采用模块化方法，各个实践模块之间在教学上相互独立，便于实施教学；在内容上相互关联和补充，形成比较完整的实践教学内容。多层次、个性化实践教学是指根据专业方向类型层次和学生的需求层次设置基础性、综合性、设计性和创新性实践。这样既可以满足不同层次学生的需求，又可以对各门课程的内容进行综合应用，最大限度地提高学生的创新实践能力，满足学生的个性需要。机械基础实践教学平台对该专业大学一、 二年级学生进行感知性、 基础性的机械工程技术实践教学， 包括工程图学、机械设计、机械制造技术基础等课程的实验、实习与训练。专业实践教学平台面向该专业的大学二年级以上的本科生， 以培养学生机械设计与制造能力、机械性能测试能力与机电控制技术应用能力等，突出包装机械特色。通过该实践教学平台的教学和训练，使本专业学生具备一定的机械设计制造的专业知识和基本能力，并具备较强的实际动手能力和一定的科研能力。该实践教学平台主要开设本专业课程和有关包装机械等方面的课程实验、实训、课程设计与实习等环节。科技创新活动基地面向全校所有年级开放，通过学生课外科技创新活动，培养学生的实践能力、工程意识、综合能力和创新精神，还对培养学生的团队精神、交流沟通能力和责任感有很好的作用，同时注重培养包装机械设计制造的应用能力。通过加强对学生课外科技创新活动的支持和引导，使之成为教学体系不可或缺的部分。 通过理论教学体系和实践教学体系的有机联系和融合，构成完整的专业教学体系，促进学生的机械知识、能力和素质的协调发展。 4 专业三项基本建设 41 师资队伍建设本专业以专业学术带头人和青年教师的培养为重点，通过引进来、送出去和内部培养等形式，加快专业教师队伍建设步伐，具体内容如下： (1)配合学校的4校风建设， 加强本专业师德师风建设， 提高教师的政治思想素质， 加强教风建设；(2)大胆培养和启用年轻教师。实行“以老带新”制度，为年轻教师配备指导教师，帮助他们提高思想政治素质和业务素质，在教学与科研的实践锻炼过程中让他们快速成长；(3)采用多种方式对教师进行培训，包括学历教育和非学历培训。在学历培训方面，鼓励和支持青年教师脱产或在职攻读博士学位。在非学历培训方面，轮流选派学术带头人和青年骨干教师到学校进修、企业培训，到国外进行技术交流和访问；在院内开办各种培训班，如数控技术、 ProE 等，对相关教师进行知识更新；(4)采取开放办学方式，聘请经验丰富的校外兼职教师充实教师队伍，提高双师型人才的比例，强化教师的实践教学能力。本专业通过近几年的人才引进和培养，教师队伍的专业结构、年龄结构和层次结构也日趋合理。现共有专任教师 20 人，其中教授 13 人(占 65)，具有博士学位的教师为 7 人(占35)，湖南省学科带头人和享受政府特殊津贴专家 1 人。形成了一支由专业学术带头人和一批中青年骨干教师组成的素质优良、 结构合理、 教学和学术水平高、科研能力强的专业师资队伍。 42 课程与教材建设 1)课程建设。根据该专业的人才培养目标，在人才培养方案中设置了包装机械设计、机械制造及其自动化、包装设备控制等三个专业方向。根据专业方向，课程建设以特色课程、精品课程和双语教学示范课程建设为突破口。本专业的特色课程设置遵循专业核心能力需求、实用实效和先进性等原则，确定包装机械设计、包装工艺与设备，机械制造工艺学、数控技术、机械制造自动化技术，包装机械装备、机电一体化系统设计等7 门特色课程。在一些大类专业基础课程和特色课程中，选择部分课程进行精品课程和双语教学示范课程建设。学院于 2006年起建设了 工程图学 、机械工程设计 、包装工艺与设备 、包装机械设计 、机械制造工艺学 、 数控技术等 6 门省级和校级精品课程；于 2007 年起建设了机械控制理论基础 、 机器人技术基础等 2 门校级双语教学示范课程。这些课程的建设，有效推动了教学改革的深入进行，对其他课程的教学起到示范作用。 2)教材建设。以合理选用国内优质教材为原则，进一步完善专业的课程教材体系，确保专业课程和实践教材的质量与水平。双语课程选用国外原版教材，对5目前还没有合适教材的部分课程，需开发出既符合本专业培养规格，又适用于学校特点、体现专业特色的教材或辅助性教材；根据该专业实验、实训、实习的内容和实验设备具体情况，需由课程负责人组织编写实践教学教材或讲义。经过近几年的努力，该专业教师编写了教材 52 本，其中数控加工技术(第二版)为普通高等教育“十一五”国家级规划教材， 数控加工综合实践教程为普通高等院校工程训练系列规划教材。教材及资料形式多样化，包括电子教材、网络教材、CAI 教学课件、计算机辅助教学软件及模拟软件、电视录像片等，把图像、二维和三维动画、音频、视频等表现形式集为一体，注重三维 CADCAM 一体化软件的应用，由传统二维空间转变为三维空间的教学教材，形成了“立体化”的实践教学教材体系。 43 实践教学平台与基地建设本专业实践教学平台与基地建设要兼顾校内和校外。 在校内实践教学平台建设方面，从 2002 年起，学校利用中央和地方共建资金、日元贷款、国家财政部机械优势与特色学科实验室建设、 中央财政支持地方高校发展专项资金建设等项目，近 5 年已先后向实验室共投资 910 多万元，现有实验用房使用面积达 5100多平方米， 拥有实践教学设备固定资产近1300多万元， 各类仪器设备l125台(套)件，分别分布在机械基础实践教学平台、专业实践教学平台和科技创新活动基地等 3 个实践教学平台上，共有包装机械实验室等 l5 个。现建有的湖南省优秀实习教学基地金工实训中心、 湖南省重点实验室高压水射流与湍流应用技术及设备实验室、 湖南省普通高等学校基础课示范实验室机械基础教学实验中心，在省内外具有辐射和示范作用。在校外实践教学基地建设方面，充分利用株洲市工业重镇的地方优势、湖南工业化进程和全国包装机械行业，本专业先后建立了校外实践教学基地 15 个，如东莞包装学院、中国南方航空动力机械公司、株洲时代集团公司、远大空调有限公司等知名企业，建立了长期稳定的产学研实习合作关系，逐步完善“专业教育+创新实践”的“3+1”教学运作模式。 5 结束语 1)根据专业教学改革背景分析和专业人才培养目标与规格，创建了“一主线、分阶段模块化、多层次个性化”的专业人才培养模式，并实施了“专业教育+创新实践”的“3+1”教学运作模式。6 2)构建了相互平行、交叉融合的理论和实践教学体系。实践教学体系由机械基础实践教学平台、专业实践教学平台和1 个科技创新活动基地组成，主要加强培养学生的专业基本技能、技术运用能力和素质。 3)为配套机械设计制造及其自动化专业人才培养模式的改革， 进行了该专业的三项基本建设。师资队伍建设以专业学术带头人和青年教师的培养为重点；课程建设以特色课程、精品课程和双语教学示范课程建设为突破口，教材建设要形成“立体化”的实践教学教材体系；要兼顾校内和校外实践教学平台与基地建设，以突出该专业包装机械实践能力、创新精神和综合素质的培养主线。通过机械设计制造及其自动化专业的人才培养模式改革与建设，培养厚基础、强能力和高素质的包装与机械领域应用型高级专门人才，把本专业建成具有包装机械显著特色和在全国具有一定影响力的国家级特色专业。7