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论文关键词:机械工程类专业;创新能力;课程体系
在科技迅速发展、综合国力竞争十分激烈的当今时代,培养大学生的创新精神和创新能力具有十分重要的意义,已愈来愈成为时代的要求。改革开放以来,机械工业取得了稳定、快速的发展,同时对机械工程类专业教育提出严峻的挑战。根据本院制定的创办“优势突出、特色鲜明、水平较高,位居省内外同类院校先进行列的地方性、教学型、综合性大学”的办学定位和培养“素质高、基础好、知识广、能力强、有个性、会创新的应用型高级专门人才”的培养目标。结合邵阳学院机械工程类人才培养的实际,培养学生的创新能力作为邵阳学院大学生的重要培养目标之一,针对机械工程类创新型人才的专业特点,邵阳学院机械工程类专业探索出一条科学、完善的机械工程类大学生创新能力培养的路子。本文从创新型人才培养课程体系、实践创新体系等方面构建机械工程类大学生创新能力培养模式,使邵阳学院能培养出具备素质高、能力强、会创新的应用型高级机械工程专业人才。
一、机械工程类创新人才培养的意义
科学制订创新型人才培养体系对培养什么类型的人才有很大的作用。过去机械工程类专业的课程体系过度注重基础课和专业课,而忽视了学生兴趣爱好、个性特长方面的课程。教学内容则往往过分依赖教材,着重强调基础知识、基础理论传授。对于科学技术的发展前沿,教材往往相对滞后。对学生往往采取“填鸭”式的教学,学生注重死记硬背,拼命忙于应付考试,培养出来的学生高分低能,缺少灵活性,缺少创新精神。所以,制订创新型人才培养体系时,始终坚持学生全面发展的教育观,坚持促进学生思想道德、科学文化和身体心理等素质的全面发展,注重知识、能力与素质的协调发展。
二、构建机械工程类专业创新型人才培养课程体系
创新型人才培养课程体系主要是由人文素养和科学态度相结合的通识教育平台、多学科综合交叉构成宽厚的学科基础教育平台、精深的专业知识和渊博的文化修养并重的课程模块所构成。
通识教育课程平台包括自然科学基础知识、人文社科基础知识、文体艺术修养知识、应用科学技术知识与基本技能等有机结合,改变过去教学内容偏窄、知识结构单一的格局。主要课程有中国近代史纲要、形式与政策、品德与法律、体育、健康教育、大学英语、大学语文、高等数学、大学物理、计算机基础、演讲与口才、技术经济学、企业管理等。主要培养学生适应社会与进入社会后发展需要的通识教育知识,培养学生对时代和社会发展规律的正确认识,提高学生的道德情操,树立正确的人生观、价值观和发展观,培养学生的经济意识与政治意识,提高学生的科学文化素养,促进学生的全面发展。
随着现代工业化进程的飞速发展,现代工程逐渐凸显创造性、综合性、社会性、复杂性等特征,未来工程师在“非工程”方面面临的挑战越来越大。工科大学生在业务素质方面要加强与民族意识、工程意识、经济意识的融合,并处理好人与社会、人与自然、自身发展与社会协调发展的关系。因而,必须进行多学科综合交叉学科基础教育平台,即涵盖机、电、液知识、检测技术、控制技术、制造技术与经济管理技术的宽厚的基础课程体系。主要课程有机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、计算机接口与应用、机械制造工艺、电工电子技术、热工原理、液压与气动技术、控制工程基础、工程检测技术、汽车工程学、企业管理等。旨在加强学科基础教育,拓宽专业口径,培养学生对未来工作的适应性,增强自我发展的能力。
根据学生的兴趣、专长、发展方向和社会需求,按专业大类招生,分专业方向培养。基于精深的专业知识和渊博的文化修养并重的原则,对专业课程学时减少的同时,课程内容进行精炼,突出应用广、水平高、效果好的特点,对现代制造技术、机电一体化、热能工程、模具设计制造、汽车与内燃机、制冷与空调6个专业方向的专业课程模块结构进行优化,在每个专业方向均设置特色课程和探索性课程,针对发展学生个性和增强学生就业竞争性开设部分选学课。
高素质的机械工程类专业创新型人才不但要具备从事工业产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的创新型、应用型人才的能力,同时还要具备一定的管理协调能力。因而,构建创新系列课程模块要基于工程实际,注重培养学生的创新设计能力。结合机械工程学科发展前沿、创新理论与方法的学术前沿,着眼于整个机械系统,开设课程有机械原理与机械设计、产品技术创新、现代设计方法、CAD技术、机电系统动态仿真、机械优化设计、有限元分析、机械系统创新设计、工业机器人等课程,涵盖了创造学、创新设计的基本理论与方法。一方面为学生提供夯实的理论知识,另一方面用现代机械设计理论与技术通过大量工程设计去实践,为以后学生解决实际问题的能力奠定扎实的基础。
三、构建工程类专业创新型人才培养实践创新体系
实践环节是机械工程专业教学中的一个重要教学环节,在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。单靠理论教学是不能内化成学生创新能力。在教学中要与生产相结合,将科研活动引入教学,加强工程实训和学生课外科技创新活动,使学生知识来源渠道多样化,能力培养多元化。注重学生的竞争意识、创新意识、社会责任感和综合实践能力的培养;不断完善以培养学生综合素质、提高工程实践能力、工程设计能力和创新精神为主要目标的工程实践教学新体系。
实践基地已建立了一整套完善的实践教学管理、岗位聘任及培训等制度。在此基础上,顺利实现了人事改革,通过竞聘上岗,拥有实验专职技术人员9人,其中高级职称3人,中级职称5人,初级职称1人;教学仪器设备852台(套),总值达901.36万元。按照工程模式进行实践基地的设计与规划,重视学生的工程能力、应用能力及创新能力的培养。按照省级示范建设实验室、省级重点实验室的建设标准来进行规划和设置。整个实践基地分成三大块:动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地和专业实验场地。
动力机械实训基地包括金工实习基地和动力机械拆装实训基地。机械实习工厂基地以数控设备为主,每年能承担实验教学任务达16000人次,除了承担正常的实验教学任务外,还承担数控操作的认证培训工作,学生在数控课程、数控实习的基础上通过考试可获得资质证书,有利于培养学生的应用能力及就业竞争力;动力机械拆装实训基地包括机械产品拆装、机电产品拆装、模具拆装、制冷设备拆装、内燃机拆装以及拆装准备间,每年可承担拆装实训教学任务达2000多人次。
动力机械基础实训基地包括工程力学模块(理论力学、材料力学)、金属材料及热处理模块(互换性及测量技术、金属材料热处理)、传动与控制工程模块(控制工程基础、微机原理与接口技术、液压与气压传动、机电传动控制、PLC等)和热工基础实验模块(工程热力学、传热学、流体力学、工程测试技术、能源与环境)。每年可承担实验教学任务达32000人次。并对实践内容进行重组,实践手段和内容体现了先进性、综合性及设计性。
动力机械创新实训基地包括机械创新模块(机械原理、机械设计、机械创新设计)、机械工程软件实训模块(AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等)、虚拟实验模块。以前实验要求给学生提供详细的指导书,让学生机械地去验证。这样,验证性实验极大地束缚了学生的手脚,使学生的思路打不开,也造成一部分学生的依赖思想。针对这种情况,我们提供了各种虚拟传动零件、机构及各种仿真软件,为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件,不向学生具体提出要求,只提出需实现的功能,学生通过各种虚拟实验机构验证创新实践成果,并通过机械工具制作出产品模型。整个实训过程学生独立做出,自己编写和总结实验报告。这种实验方式以设计为主线,注重创新设计能力培养,提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。
专业实验场地包括机械工程实验模块、热能工程实验模块、车辆工程实验模块、材料成型实验模块,承担了三个机械工程类专业、六个培养方向的专业实验教学任务,每年可承担实验教学任务达11000人次。
从1991年开展专业学位教育至今,我国专业学位硕士研究生的培养规模逐年扩大,在培养高层次复合型应用人才方面日益发挥着重要的作用。2009年,为进一步加快研究生教育结构调整步伐,增强研究生教育服务国家经济社会发展的能力,教育部决定自2009年起,扩大招收以应届本科毕业生为主的全日制专业硕士范围,大力推行将硕士研究生教育从以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主的转变政策,拟在“十二五”期间,实现研究生教育结构的历史性转型和战略性调整,将专业硕士和学术性硕士的数量控制在1:1的比例[1]。
一、全日制专业学位研究生培养的必要性
全日制专业学位硕士研究生培养作为我国研究生培养的重要组成部分,迎合了我国经济建设和社会发展对高层次复合型应用人才的迫切需要,缓解了人才培养模式单一化与社会人才需求多样化之间的矛盾,加强了人才培养院校与社会用人单位之间的联系,对于完善我国专业学位教育制度、增强专业学位研究生的综合能力、加快培养高层次复合型应用人才具有重要意义。目前,全日制专业学位硕士研究生的招生刚实施了两年,全国各高校均无成熟的培养模式和经验可借鉴,如何积极发展全日制专业学位硕士研究生教育,使以应届本科毕业生为主的全日制专业学位研究生掌握坚实的专业理论基础,具备良好的综合素养和实践能力,成为满足培养质量标准的高层次应用型专门人才,并探索出一套全日制专业学位研究生的创新型培养模式,已成为相关培养院校的一个亟需深入研究的课题。
二、培养具有石油特色机械工程全日制专业学位研究生的重要性
1.石油石化行业的发展要求石油高等教育培养高层次应用型专门人才。随着我国经济的快速发展和世界能源供应形势的日趋紧张,我国石油石化行业面临着前所未有的良好发展机遇,同时也面临着在全球范围内激烈竞争的严峻挑战。为抓住机遇,迎接挑战,石油企业近年来迅速扩张,大量引进人才,对人才质量的要求也不断提高。这不仅反映了石油石化行业和石油科技高度综合和高度分化对人才复合型的要求,也体现了石油石化行业对人才适应性和服务能力的期望。因此,石油石化行业的发展要求石油高等教育必须迅速改革创新人才培养模式,重视复合式、创新型的高层次应用型专门人才的培养,主动适应并积极引导石油石化行业的发展趋势,在新的能源经济形式下制定出一套科学的石油人才培养机制,为国家“十二五”和中长期石油规划和发展提供人才保障。
2.机械工程专业的特点要求高等教育培养高层次应用型专门人才。机械工业作为国民经济的重要支柱产业,为国民经济建设和社会发展提供了各类机械装备和生产制造技术。对机械工程学科来说,它既是与工业发展相适应的传统学科,又是与高新技术同步发展的新兴学科,具有学科交叉性强、行业覆盖面广、人才需求量大、专业适应能力强的特点[2]。为了满足国家制造业和装备制造行业对复合型、应用型人才的需求,各类机械工程专业硕士研究生的培养都应以全面素质良好、专业基础扎实的技能型、复合型、应用型工程技术人才为目标,注重工程实践能力、技术研发能力和团队创新能力的培养,使其能较快地适应机械装备制造行业不同岗位的需求,能在实际工作中灵活地、富有创造性地运用各种知识和技能,有效地解决现场实际工程问题。
三、当前石油机械专业学位研究生培养中存在的问题
1.课程设置不科学。为拓宽知识结构,石油院校大批增设课程门数,但由于师资力量有限,无形中缩减了课程本身的学时和内容,使教学知识面过窄,课程内容浅显。同时,大多数选修课较为传统,不能及时反映学科前沿动态和最新研究成果,不能适应社会发展的需要。
2.学术信息匮乏。机械学科是同高新技术同步发展的新兴学科,受信息技术和高新技术的影响显著。目前,机械工程研究生的信息技术应用能力普遍较低,多数学生不能及时了解所研究领域的战略目标和科研动态,难以掌握学科的最前沿信息,严重阻碍了研究生科研成果的创新与突破[3]。
3.师资力量薄弱。近年来,虽然各石油院校都在加强师资队伍建设,但随着研究生招生规模的扩大,师资队伍建设远远赶不上研究生的发展速度。另外,从专业硕士研究生培养情况来看,新增的导师大多具有较高的学历,但缺乏实践经验,难以培养出高层次应用型专门人才,不能满足机械类硕士研究生教育面向社会、面向经济主战场的要求[4]。
四、石油石化背景下机械工程全日制专业学位研究生培养模式。
多年来,中国石油大学机械工程专业作为国家制造业和石油装备制造业人才培养的主要基地,培养了大批掌握机械专业理论和技术的优秀人才。与此同时,也逐渐暴露出工程研究能力、工程素养和创新能力的高层次应用型人才培养不足的问题。全日制专业学位硕士研究生的招生,给我校研究生教育带来了全新的机遇。为了适应国家中长期人才需求,立足于学校“强特色、求卓越,加快建设石油石化学科领域世界一流研究型大学”的科学发展主题,在现有条件下,应积极地依托校内基地,联合行业共建,寻求企业支撑,从培养计划、课程体系、学位论文、实践环节等培养过程上,对原有专业学位研究生教育方式进行了改革,构建符合全日制专业学位研究生培养要求的培养模式,进一步提高全日制专业学位硕士研究生的培养质量。
1.以行业需求为导向,确定专业学位研究生培养目标。培养目标是人才培养的总原则和总方向,设置全日制专业学位研究生教育的目标培养从事非学术研究的、知识和技术应用部门的从业人才,以满足社会对特定社会高层次应用型人才的需要。基于石油高校的行业背景和石油机械装备产业对复合式、创新型、国际化人才的需求,我国石油高校研究生人才培养必须以行业需求为导向,在分析石油工业面临挑战、发展趋势和要求的基础上,结合学校实际,创新培养理念,改革培养方式。培养过程应注重基础、增强能力、提高素质,使学生掌握专业领域坚实的理论基础,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担管理工作和专业技术,成为具有良好的、综合素质的高层次复合型应用人才,从而适应现代石油装备制造产业的发展和石油机械装备特色应用型人才培养计划的总体设计要求。
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2.以能力培养为核心,创新专业学位研究生培养方案。培养方案是对一种专业学位的界定,体现其性质和特点,一般包括课程设置、教学方式、论文标准等内容[5]。石油机械类专业学位硕士培养在组织形式上应着眼于“实用、创新、复合”的培养目标,积极摆脱学术型学位硕士突出理论学习的影响,深化专业领域基础理论和专业知识的学习。理论学习主要在校内完成,夯实专业基础,实习、实践主要在现场或实习单位完成,提高实践能力,在学位论文内容要求和实习实践基地建设方面,实施改革创新,以提升专业学位硕士培养的整体质量。
3.以实际应用为主线,构建科学的课程培养体系。课程设置是研究生掌握专业领域基础理论和专业知识、具备科学研究和实践工作所需要的知识结构的主要环节,只有拥有一个新颖的适用面宽广的课程体系,才能培养出具有新时代知识结构特征的研究生。机械工程专业具有学科交叉性强、行业覆盖面广、专业适应能力强的特点。因此,机械工程硕士研究生课程既要有一定的专业性和基础性,又要有一定的综合性、交叉性和前沿性。其课程体系应以实际应用为主线,以职业需求为目标,从增强知识结构的合理性和知识体系的完整性出发,加强基础课的宽广性、综合性和专业课的先进性、实用性,突出研究方向。同时,增加选修课门数,尤其是设置边缘学科、新兴学科的相关课程和反映石油机械专业领域最新知识、最新技术、最新成果的前沿性课程,以此体现对实际工作的指导作用。
4.以协作培养为突破,构建高素质复合型师资队伍。研究生受教育的过程最主要依靠导师知识的传授,科研活动的指导、学术问题的探讨等。因此,导师的自身素质、导师的言传身教不仅影响研究生的学术研究,而且影响研究生的世界观和科学学风[6]。目前,针对高校全日制专业硕士研究生“校企合作”、“工学结合”、“订单培养”等人才培养理念,“双导师制”为多方协作培养、构建高素质复合型师资队伍提供了一种思路。这种研究生培养模式是在充分利用校内导师学术理论指导的基础上,大力引进既有理论水平、又有实践经验的专家、企业家和工程技术人员,为学生配备两个导师,共同承担课程实践过程、项目技术研究、课程与论文等多个环节的指导工作[7]。在人才培养过程中,校内导师侧重在理论知识和技术方法上的指导,校外导师则侧重于职业道德、专业技能等实践工作能力的培养。“双导师制”充分利用学校、社会两种教育资源和教育环境,解决“双师型”教师力量不足的同时,体现出了专业硕士研究生教育的特色,构建了学校与社会协作培养人才的一系列载体,切实提高了人才培养质量。
学院本着“厚学科专业基础、重实践能力、个性化培养”的理念,以大学生创新实践能力培养为重点,全方位开展了教学改革工作。2006年机电集成技术大学生科技创新实践基地被遴选为省级示范基地,2008年机械类专业被批准为国家级特色专业,2010年创新基地教学团队被评为省级优秀教学团队,《创建省级大学生科技创新示范基地的研究与实践》获得第六届国家教学成果二等奖,2012年成为省级人才培养模式创新实验区,2013年成功申报机械设计制造及其自动化中英合作办学项目。2015年,机械工程实践中心成为国家级实验教学示范中心。
该学院现机械工程国家级实践教学示范中心、机电集成技术省级大学生科技创新实践基地、训练中心等校内实训基地,有35家校外实习合作基地,有1个技术开发研究所,为学生开展实验实习、科技创新、工程训练、创业实践等活动提供了良好条件。 机械工程学院位于北华大学北校区,现有1个国家级特色本科专业,1个机械工程一级学科硕士点。有机电集成技术省级大学生科技创新实践基地、机械工程省级实验教学中心、省级工程训练中心、机电集成技术(特种机器人)研究所,实训基地总面积11000余平方米,设备总值3700余万元。
该学院现有全日制在校生1449人,专任教师67人,其中教授10人、副教授26人,具有博士学位人员16人、硕士学位人员34人。博士生导师1人,硕士生导师10人。在读博士16人,在读博士后2人。博士生导师1人,硕士生导师12人。拥有全国优秀教师、教育部新世纪优秀人才支持计划入选学者、吉林省拔尖创新人才等一批专家型学者。
机械工程一级学科是校级重点建设学科,设有机械制造及自动化、机械电子工程、机械设计及理论及车辆工程四个二级学科,有着较为稳定的研究方向:即特种机器人技术研究与应用、机电系统集成及自动化、数控机床与高速加工技术、工程车辆液力传动技术研究与应用。其种机器人技术研究与应用方向在吉林省有着较为突出的优势与特色。近五年,团队成员共发表学术论文313篇,其中EI检索105篇;承担省部级以上科研项目30项,其中国家863项目2项、教育部新世纪优秀人才项目1项,完成横向课题72项;获国家专利22项,其中发明专利6项;获国家级教学成果二等奖1项、省级成果奖4项。学院与韩国岭南大学、英国提塞得大学、清华大学、哈尔滨工业大学等10余所国内外高校建立了人才联合培养机制,与一汽集团、吉林江北机械制造有限公司等35家企业建立了密切的校企战略联盟合作关系。
该学院将理论教学、实践教学、创新教育与科学研究融为一体,搭建了“一师多职”的特色团队,形成了教师、学生融为一体、教学相长的师资队伍成长模式。有教授5人、副教授20人,具有博士学位人员10人、硕士学位人员32人,硕士生导师6人。有吉林省长白山技能名师1人,吉林省教育系统优秀教育工作者1人。多名教师有日本、韩国、英国进修和交流经历。
该学院研究氛围浓厚,在科研促进教学、教学反哺科研方面取得了丰硕的成果。建设省精品课2门,省优秀课3门,校优秀课13门。近三年,共承担教研项目60余项,其中省级8项;发表教研论文38篇;获教学成果奖11项,其中国家级1项,省级5项。共承担科研项目40余项,科研经费合计490万元;获吉林省科技进步二等奖1项、吉林市科技进步一等奖2项;获国家专利27项。与哈尔滨工业大学、吉林大学、青岛科技大学等高校建立了研究生联合培养关系。
本着“时间上留有余地,空间上有足够场所,机制上有充分自由度,管理上以学生为主体”的原则,学院创建了机电集成技术大学生科技创新基地。基地现有18个研究室,200余个工作位置。由综合办公室、研究室、研发基地和工程依托基地组成。基地功能丰富:大学生科技创新实践平台、大学生创业实践平台、青年教师业务素质培养平台、科研项目执行及成果孵化平台、行业企业的依托研发基地等。广泛实施大学生“科研助理”、“实验助理”、“教学助理”等模式,对学生实践能力、创新能力、综合素质培养起到了极大的促进作用,形成了以大学生创新能力培养为目标,以兴趣驱动为手段,以项目攻关为纽带,“教师与学生融为一体、不同年级、不同专业学生融为一体”的特色人才培养模式。
1机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略
在人才培养越来越注重个性化、创新性的今天,高等学校应该改变过去单一的知识传授的教育方式,增强学生的个性培养与实践创新能力的培养,培养体系应该有自己的特色与个性。通过领会我国由工程教育大国迈向工程教育强国,走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的发展战略,为适应高等教育面向社会需求培养人才的发展形势,我们深入分析了机械工程领域的优势特色和发展难题,借鉴国内外工程教育教学改革的成功经验,确立了石油特色机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略。即:依托石油石化企业发展优势,进一步增强与企业的产学研合作,促进导师队伍建设,加快具有石油特色的实验室和校内外实践创新基地建设;开阔全球视野,推进国际化办学,拓宽学科发展空间和就业渠道;以企业需求为导向,借鉴国际工程教育人才培养新理念,培养知识面广博、适应性广、实践创新能力强的高层次应用型人才。
2机械工程全日制专业学位研究生培养体系的构建
专业学位研究生培养体系的构建涉及培养目标、研究方向、课程设置、实践基地、培养方式、学制、学位论文、导师队伍、质量管理等要素。
2.1培养目标全日制专业学位是以应届本科毕业生为主的全脱产学习,其培养目标与非全日制专业学位应有所不同,与学术型学位有明显差异。机械工程全日制专业学位研究生的培养目标为:具有良好的思想道德素养、敬业精神和创新精神;具有坚实的数学、力学、机械工程、计算机技术基础;掌握一门外国语,能熟练阅读专业文献;掌握现代机械设计、制造、机电控制、车辆工程等领域的基本理论与方法,了解本学科专业发展前沿;在石油机械工程、机械设计、机械制造、机电控制、车辆工程等某一方向或领域,从事科技攻关、技术开发、工程设计与施工、工程规划与管理的应用型高层次专门人才。
2.2研究方向经过机械工程学科与石油与天然气工程、石油化学与化工技术、油气田防灾减灾工程及防护工程等石油特色学科或方向的长期交叉渗透,融合凝练成东北石油大学机械工程领域全日制专业学位研究生的研究方向:a.石油机械工程;b.机械设计及理论;c.机械制造及其自动化;d.机械电子工程;e.车辆工程;f.工业设计;g.安全技术及工程;h.材料腐蚀防护与失效分析。
2.3课程设置在实行弹性学分制的同时,将研究生所学课程分为学位课与非学位课,以及为加强实践能力培养而设置的必修环节,为跨专业学生设置的补修环节。全日制专业学位硕士研究生应修学分不少于32学分,其中专业学位课程不少于12学分,必修环节至少5学分。为了突出石油特色,注重知识的前沿性、交叉性和渗透性,除了对常设课程内容和教学模式进行改革与更新的同时,新设置了油井举升工程前沿技术、机械制造前沿技术、机电控制前沿技术、材料科学与工程前沿技术、机械装备故障检测与分析前沿技术、石油化工设备安全技术、流体参数测试实验等课程。
2.4实践创新基地全日制专业学位研究生实践能力的培养,需要采取多种模式、拓展多种渠道,在加强企业实践基地建设的同时,要更加重视校内实践基地的建设。我们依托黑龙江省石油装备工程技术研究中心、中国石油HSE安全检测与评价重点实验室、钻井修井井架及设备检测评价国家计量认证实验室等高水平实验室,整合学科、学院实践教学资源,构建了机械工程专业学位研究生校内实践基地。由多个实践教学平台组成:石油钻采机械实践平台、海洋石油钻井采油工程技术与装备实践平台、多相流分离技术与装备实践平台、特种工程车辆实践平台、石油化工设备状态监测与故障诊断实践平台、石油化工装备腐蚀防护与失效分析实践平台、流体传动与控制综合应用实践平台。实践基地为学生提供一个实现自主创新、自由探索的实践环境。
2.5学制与培养方式实行弹性学制,一般培养年限为3年,最长不超过5年。具备提前毕业资格的研究生,修学年限可为2~3年。研究生培养采用“三跨”模式,学生可以根据需要自由择时、择地、择专业课学习。实行双导师制,校内导师为主要责任人,指导团队培养相结合。应充分发挥导师指导研究生的主导作用,努力体现“因材施教”的教育思想,积极调动研究生学习的主动性和自觉性,帮助研究生按时制定好个人培养计划。加强研究生的自学能力、动手能力、表达能力、写作能力和创新能力的训练和培养。
2.6教师队伍充分利用地处大庆油田这一地理位置的优势,选派青年教师到石油石化企业去挂职锻炼,他们将得到大量的直接面向工程实践的“实战机会”;加强学校与企业的合作,积极开展联合课题研究和科技服务,使年轻教师都参与到解决工程实际问题和科技创新的实践中来,工程创新意识不断得到增强,解决工程实践问题的能力也得到相应提升。同时,现场工程知识的积累及科技创新,又促进了专业理论水平的提高,逐步建成“双师型”的导师团队。充分利用与石油石化行业长期全面合作办学的各种资源,完善校外导师聘任制度,扩大校外导师队伍,落实好全日制专业学位研究生培养的“双导师制”。
结束语
关键词:地方高校;机械工程;产学研合作教育;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2013)09-0049-03
对方高校如何准确定位人才培养目标,科学合理地构建实践教学体系,实现教学与科研、生产有机结合,培养高水平应用型创新人才,是当前和今后一段时期内,地方高校产学研合作教育需要重点解决的问题[1,2]。不同的高校采用不同的实际教学模式,实践教学结果也就存在着较大的差异[3,4]。本文以山东建筑大学机械工程专业为例,主要研究地方高校机械工程专业实践教学体系的建设,实践教学环节的构建,以及实践教学改革措施,为培养具有机械产品研究、开发、设计、制造、生产组织管理及经营能力的创新人才奠定了坚实的基础[5]。
一、人才培养目标
通过对国内众多开设机械工程专业高校的调查研究后发现,我国在当前和未来相当长的一段时期内,机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线,从事机械产品设计、制造、生产组织管理等实际工作。因此,地方高校机械工程专业的人才培养目标是具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础的,较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识,具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力,能从事机械产品研发、设计、制造,以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。
二、实践教学体系
根据机械工程专业的教学特点,围绕着专业人才培养目标,在现代教育理论、教育思想的指导下,采用系统科学的理论和方法,提出了“四层七模块”的实践教学体系。“四层”是指基础知识培养层、专业知识培养层、创新能力培养层和工程能力培养层,“七模块”是指基础实践模块、专业实践模块、创新训练模块、科研训练模块、工程认知实践模块、工程项目实践模块和工程岗位实践模块,7个实践教学模块下设有25个不同的实践教学环节。“四层七模块”的实践教学体系如图1所示。在学生必修的154学分中,7个实践教学模块共计61学分,其中,科研创新训练是8学分,实践教学环节占必修学分的40%。
“四层七模块”的实践教学体系是以学生为主体,在产学研合作教育的平台上,引入现代教学技术和教学手段,改革教学理念、教学方法和教学内容,改善校内实验室、工程训练中心,依托行业、企业建立校外实训和实习基地,教学现场由校内向校外或生产现场延伸,推行产学研合作教育实践教学模式,全面提高学生的学习兴趣,提升学生的学习能力、创新能力和工程实践能力。4个层次的实践培养模式、7个不同实践教学模块、25个实践教学环节都是建立在产学研合作教育平台的基础上的。
三、实践教学内容
根据机械行业对本科人才知识和能力的要求,结合山东建筑大学机械工程专业办学特色及人才培养目标,不断完善实践教学体系,进行实践教学改革,建立包括从基础知识实践到专业实践、从创新训练到科研训练、从工程认知实践到工程岗位实践循序渐进的实践教学环节。实践教学包括校内实践教学和校外实践教学,具体内容如下。
1.校内实践教学。校内实践教学包括基础实践、专业实践、创新训练和科研训练四个模块。各模块内容包括课程实验、课程设计、技能训练、创新训练,以及参加各类科技项目和竞赛等。基础实践模块下设物理实验、电工电子实验、力学实验等认知实验、演示性实验和设计性实验。专业实践模块包括机械原理零件实验、机械工程控制基础实验、单片机实验、PLC实验、计算机辅助绘图实验、互换性与精密测量技术实验、金属切削原理实验、材料成型实验、测试技术实验等认知实验、演示性实验和设计性实验,以及各专业课程的综合型实验、设计型实验和综合实验周等。创新训练模块包括机构组合创新实验、机械系统创新实验、机电系统创新设计实验、PLC控制系统设计实验、单片机控制系统设计实验。科研训练模块包括学生申报的SRP创新项目,以及学生参加的产学研合作项目创新训练等。校内实践教学将在不断完善基础性实验的基础上,逐步提高设计性、综合性、创新性实验的比例,同时,进一步开放实验室,引导学生参与教师的科研活动,创造条件培养学生的动手能力,提高学生实践和利用综合知识解决问题的能力。
2.校外实践教学。校外实践教学包括工程认知实习、工程实践课程实验、企业讲座、工程实践课程设计、暑期实践、工程实训、毕业设计、认证实训、工程创新实践、生产实习等10个实践教学环节。下面主要介绍了6个实践教学环节的建设内容。(1)工程认知实习。了解企业文化、管理、工作流程等,目的是建立大机械的整体概念,了解机械制造企业的构成要素、各部门之间的关系、各部门生产特点和运行特点,同时,进一步了解专业特点,增加专业认可度。重点了解企业的设施、设备、组织结构、工作流程、管理规范、运营管理内容、先进制造技术以及机械工程发展趋势等。(2)工程实践课程实验。通过深入企业了解工程实际问题及技术数据,然后在实验室建立实验系统,运用所学的理论和知识,提出解决问题的方案,达到既加深对所学课程理论知识的理解,又提高了实践动手能力的目的。(3)工程实践课程设计。由校企双方人员担任指导教师,安排学生深入企业开展工程实践问题的调查与分析,根据每门课程实践教学要求,结合课程实践教学内容,综合提炼出课程设计题目,并把课程设计题目与企业的工程实际紧密相结合,采用实际工程数据,提出设计方案或者是解决问题的方案。(4)工程实训。在企业导师指导下,学生以项目组成员的身份参加企业承担的实际工程项目的研究,根据企业的具体要求承担部分项目的设计,了解和掌握工程项目的立项目的、申报途径、研发思路、运行机制与管理办法。引导学生自主学习,培养学生独立获取知识的能力。(5)毕业设计。以企业的实际课题为依托,采取校内导师与企业导师共同指导的双导师制。结合企业产品设计、生产技术改造、产品开发等相关内容,由学校和企业双方共同选定毕业设计题目。学生针对具体毕业设计题目在企业进行设计,最后提交设计报告。通过毕业设计使学生系统了解所在企业产品的生产流程、关键技术、工艺装备、产品质量控制体系,以及企业文化和企业精神。(6)生产实习。深入到企业的产、供、销等部门,跟班进行生产实习。详细了解企业岗位操作规程及相关管理规程等,目的是使学生熟悉工厂生产设备、运行管理、环境保护等相关法规,初步培养学生的观察能力,以及发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新精神和团队协作意识,由此获得对企业管理的深刻认识。
以上校内实践教学与校外实践教学环节相互穿插、相互衔接地进行,通过这种循序渐进的教学过程,提高学生的工程实践创新能力。
四、实践教学改革措施
为了有效地实施“四层七模块”的实践教学体系,充分体现产学研合作教育平台的作用,需要进行如下实践教学改革。
1.调整实践教学计划,更新与优化现有实践教学内容。改变实践教学从属于理论教学的现状,制定独立的实践教学计划和实践教学大纲,增加实验、实习、实训教学学时数,增加跨学科、综合型、设计型实验项目,使综合性、设计性实验比例占总实验的80%以上,将课程群内的实验整合为更加系统合理的实验课程,提高实践教学效率。
2.结合实践教学内容的改革和实验室、实习基地的具体情况,编写具有特色的系列实践指导材料。实践指导材料是实践教学改革的主要载体和保障,在现有实验教学资料的基础上编写与实践教学配套的系列教材。
3.结合教师科研项目、企业产品开发、技术革新、工艺改造等实际课题开展实践教学方法改革。引入现代教学技术和教学手段,开展项目教学法、现场实训法、课题研究法、情景教学法、案例教学法、工程实例教学法等,将本领域的前沿知识和新技术引入实践教学课堂上,提高学生的创新实践能力。
4.进一步开放实验室,提高实验设备的利用率。在满足多层次实验教学的基础上,进一步加大实验室开放力度。各实验室保证每天开放时间不少于12个小时,除了负责正常课程的基本实验外,还对学生提供一定数量的课外实验选题,同时为学生自带课题及课外科技创新活动提供技术支持。
5.加强与企业的联系,建立产学研合作平台。产学研合作教育的最大优势就是为提高学生实践创新能力的培养提供了真实的、广阔的校内外实习和实践基地。因此,与企业建立联合实验室、研发中心或者工程研究中心,校企合作共建校内外实践基地是产学研合作教育要解决的一个硬件条件。
6.与企业联合指导毕业设计。通过毕业设计,学生能够将本专业课程体系内所有相关知识融会贯通,用于解决工程实际问题。通过产学研合作教育,实施学校与企业的双导师制,选派一批优秀毕业班学生到企业、科研院所进行毕业设计,直接参与实际课题或工程项目,由企业导师进行指导。企业导师不仅帮助指导毕业设计,还着重向学生介绍企业迅速发展的形势和需求,以及企业对学生知识、能力和素质的综合要求。在毕业设计过程中,学生不是简单的学习,而是结合企业工程实际进行综合知识的学习与实践。
7.设置自主个性化科研创新学分。通过在教学计划中设置自主个性化科研创新学分,使学生自觉参加各种社会实践及素质拓展活动,同时,学校或学院也可举办各种课外科技活动和机械创新设计大赛,题目来源可由教师命题或学生自行选题,启发学生发现自己身边或生产过程中存在的机械方面的问题,提出创新题目,对学生进行创新构思和设计方法培训,使学生从发现问题、分析问题、解决问题到产品制作过程进行了全过程的综合知识训练,从而提高了学生的创新能力和社会实践能力,开拓学生的知识面,培养学生的创新精神和团队合作意识。
8.针对实践教学环节制定相应的考核办法和评价指标。实施学校、企业、科研院所多方联合办学,建立多方参与的专业建设理事会,共同制订人才培养目标和培养方案,根据社会需要不断优化实践教学体系;完善课程验收制度,对两年验收期内的所有课程进行公开考核评价;建立健全毕业设计动态监控制度,对毕业设计过程中的题目认定、师生双选、中期检查、毕业答辩、资料验收等各个环节进行动态管理与监控。并将这些动态教学管理制度拓展至整个实践教学过程。
五、结论
根据学校自身学科特色和优势以及人才培养目标,结合地方经济社会发展状况,在产学研合作教育背景下进行实践教学改革,提出了“四层七模块”的实践教学体系,建立与产学研合作教育相匹配的实践教学环节,推进人才培养与企业相结合的模式,利用企业高技能人才和专家参与实践教学,从而培养出高质量能适应地方经济发展需求的机械工程专业应用型创新人才。
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