談機械工程專業(yè)開放式人才培養(yǎng)模式研究與實踐論文
現(xiàn)代社會對機械專業(yè)技術人才的需求呈現(xiàn)出多樣化、個性化的趨勢,注重培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎、倡個性、重創(chuàng)新”的復合型技術人才。開放式人才教學培養(yǎng)與以互連網(wǎng)絡信息技術為核心的現(xiàn)代教育技術的興起和應用有著密切的關系,針對傳統(tǒng)教學靈活性缺乏、專業(yè)技能深化不足、自主學習不足等缺點,結合當前卓越工程師培養(yǎng)規(guī)劃,探索更具開放性的專業(yè)人才培養(yǎng)模式,以贏得更廣闊的學習空間和更靈活的學習方式,激發(fā)自主性學習和研究性學習的熱情,是極大提高高等教育質(zhì)量,實現(xiàn)培養(yǎng)新型專業(yè)創(chuàng)新型人才的必由之路。“機械工程及自動化”是武漢理工大學具有明顯特色和優(yōu)勢的專業(yè)之一,是國家特色專業(yè),湖北省品牌專業(yè),本文以機械工程學科為對象,分析開放式人才培養(yǎng)目標,探索提出卓越背景下的機械工程開放式人才培養(yǎng)模式及實踐策略。
一、開放式人才培養(yǎng)目標
“綜合性、開放式、研究型”是當前中國高校定位發(fā)展的三要素。開放式應立足于學生的動手能力、知識創(chuàng)新能力和技術創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更要面向社會、面向行業(yè)、面向教學過程和面向未來實施開放,即強調(diào)時間與空間的開放,更要注重教學體制、教學內(nèi)容與方法、教學手段與觀念的開放,體現(xiàn)出以人為本、重在培養(yǎng)的核心內(nèi)容。其結果在于能為師生提供一個優(yōu)良的教學、科研環(huán)境,實現(xiàn)教學與科研的融合,為培養(yǎng)學生獨立分析、解決問題的能力,增強創(chuàng)新意識,開發(fā)創(chuàng)新潛能建立一個平臺,使其變成思維、探求、感悟的實踐過程。
二、人才培養(yǎng)模式改革主要內(nèi)容
機械工程開放式人才培養(yǎng)模式改革是一個集資源、平臺、管理與服務于一體的系統(tǒng)性工程。既要多方參與、集思廣益和共同謀劃,也要遵循系統(tǒng)論方法,融文秘站:合信息科學技術應用。
(1)雙鏈式人才培養(yǎng)模式教學體系改革
結合專業(yè)特色,提出“雙鏈式”教學體系改革框架,即由“課程理論教學——基礎性實驗——綜合型設計性實驗——課程設計——實習——畢業(yè)設計”構成的基本工程能力形成教學鏈,旨在通過教學實現(xiàn)從知識到能力的轉(zhuǎn)化,使學生形成動手能力、綜合運用知識的能力、分析解決問題的能力、工程設計能力等基本工程能力;以及由“基礎訓練——工程訓練——能力拓展訓練——創(chuàng)新設計訓練”構成的工程能力訓練拓展教學鏈,旨在通過教學拓展學生的現(xiàn)代工程能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力。
基于此,機械工程開放式人才培養(yǎng)模式應從“自主性、研究性和創(chuàng)新性”人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),在對各教學環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎上,建立以設計、制造、控制為主線,分層次、多模塊、相互銜接的網(wǎng)絡結構教學體系,如圖2所示,該體系強調(diào)學生的基礎理論教學、專業(yè)理論教學以及因材施教的課程理論與實驗教學,將自主性、研究性和創(chuàng)新性貫穿教學全過程、體現(xiàn)實踐能力培養(yǎng)的漸進性和以學生為主體的多課程融合的創(chuàng)新教學體系。
(2)開放式機械專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系研究
按照“雙鏈式”教學體系框架改革要求,發(fā)揮機械學科群的軟硬件配置優(yōu)勢,結合學科建設及專業(yè)建設規(guī)劃,按照分層次、模塊化、開放式、綜合性的教學改革思路,開展了開放式機械工程及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系與教學方法改革,在課程體系改革方面:
整合了課程內(nèi)容,優(yōu)化了課程結構。在課程內(nèi)容上,對傳統(tǒng)的課程進行了合并;對多門課程重復的內(nèi)容進行刪減;根據(jù)現(xiàn)代專業(yè)技術增加了新的教學內(nèi)容。在課程結構上,增加了人文科學的課程和教學環(huán)節(jié);增加了培養(yǎng)學生專業(yè)興趣和素質(zhì)的課程;新增了與現(xiàn)代機械技術相關的課程;增加了實踐性教學內(nèi)容,特別是培養(yǎng)學生綜合和創(chuàng)新能力的實踐教學內(nèi)容;使課程結構更加適應社會和科技發(fā)展對本專業(yè)人才的知識和能力結構的要求。
課程體系建設以專業(yè)技術課程即機械設計-機械工藝-機械加工等為主線,優(yōu)化整合課程內(nèi)容體系;完善以設計、制造和控制為主線的立體化、多模塊和開放式的實踐實驗教學課程體系,形成了以CAD/CAM及數(shù)控加工綜合性實驗、機械性能測試設計性實驗、機電系統(tǒng)基礎技術綜合設計性實驗,和組合夾具綜合設計性實驗為主要內(nèi)容的工程實踐創(chuàng)新平臺,有機的將理論教學、實踐教學和科學研究融為一體。
● 公共基礎性理論
通過基礎理論的學習,使學生系統(tǒng)掌握高等數(shù)學的基本理論,并能利用數(shù)學手段去解決工程技術問題,掌握物理的基本理論和實驗方法,掌握與本專業(yè)有關的機械原理及其分析方法。主要有如下課程:大學英語、高等數(shù)學、大學物理、物理實驗、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計、C++與數(shù)據(jù)結構等。
● 學科基礎理論
通過這一課程系列的.學習,使學生系統(tǒng)掌握機械工程的基礎知識,培養(yǎng)學生的實際工作能力;系統(tǒng)掌握力學的基本原理和分析方法,能對機械結構進行力學抽象和分析。屬于這一課程系列的課程如下:專業(yè)導論、工程圖學、工程材料、理論力學、材料力學、電工與電子技術、機械原理、機械設計、測試技術等。
● 專業(yè)知識與技術
通過這一課程系列的學習,使學生掌握各類結構和常用結構的設計、加工方法,具有選擇結構方案的基本能力,了解機械加工的方法和基本理論,具備從事技術和管理工作的能力。屬于這一課程系列的課程如下:金屬工藝學、互換性與測量技術、控制工程、數(shù)控技術、機械制造技術基礎、機械制造裝備設計、機電傳動控制、精密加工與特種加工、單片機應用系統(tǒng)設計、機械CAD/CAM技術等。
● 實踐與技能
為讓學生獲得充分的實踐機會,在實踐中運用和檢驗所學知識,訓練分析解決問題的能力,以獲得實踐技能的訓練,增設了基礎能力強化訓練教學環(huán)節(jié)、能力拓展訓練教學環(huán)節(jié),增加機械創(chuàng)新設計課程體系。
(3)“立體化、多層次、開放式”實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)模式改革研究
大學教學應是理論教學、實踐教學和科學研究的三元一體,在培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神方面,實驗實踐教學具有十分重要的意義和作用。遵循“由淺入深,由低級到高級,循序漸進”的認識規(guī)律,進一步整體優(yōu)化實驗實踐性教學環(huán)節(jié)計劃,建立以能力培養(yǎng)為主線的“四大實訓平臺、三個層次”的開放式人才培養(yǎng)實訓教學體系,構建CAD/CAM及數(shù)控加工綜合設計性實驗、機械性能測試設計性實驗、機電系統(tǒng)基礎技術綜合設計性實驗和組合夾具綜合設計性實驗,形成貫穿教學全過程、體現(xiàn)實踐能力培養(yǎng)的漸進性和以學生為主體的工程實踐創(chuàng)新平臺。
層次化實驗教學形式以演示型、驗證型等基礎實驗為基石,搭建綜合性設計性拓展實驗層,在此基礎上,開發(fā)自主設計、自主研究的綜合實踐能力應用,并形成形式各異的科研實踐應用層,促進師生實驗實踐能力的全面提升,如圖2所示。
在實踐過程中,不拘泥于單一的實驗實踐形式,既能進行仿真模擬實驗如MasterCAM的模擬加工,也能進行實物的搭試與拆裝實驗如減速箱的拆裝實驗,更能進行自主設計與研究探索型的實驗,形成多樣化實驗教學形式。在教學過程中將傳統(tǒng)儀器與現(xiàn)代技術相結合、實物操作與虛擬仿真相結合、現(xiàn)場授課與多媒體課件相結合等多種教學方法和手段,激發(fā)學生實習的積極性和創(chuàng)造性。
圖3:層次化的實驗教學形式
(4)基于Web形式的組件開放式教學支持平臺建設
開放式人才培養(yǎng)教學支持平臺是基于Web的B/S結構解決方案,面向?qū)W生、學校教師、企業(yè)指導教師三類角色實施管理,使得學生可以隨時隨地按照自己的意愿與時間空間安排進行開放式學習,包括在線答疑、分組討論、網(wǎng)上測試、問題發(fā)布等;教師可以方便地發(fā)布教學信息、發(fā)布創(chuàng)新訓練計劃、建設維護課程內(nèi)容、對學生開放學習進行測評,實時掌握學生的學習情況,與學生互通溝通;企業(yè)指導教師,通過平臺與學校教師、學生以問題驅(qū)動方式進行溝通、測評學生學習主動性、和學習的效果。目前該項目已經(jīng)申請國家計算機軟件著作權證書(2012R11L069834),系統(tǒng)的功能架構如圖3所示, 系統(tǒng)主界面如圖4所示。
三、結論
卓越背景下的機械工程及其自動化專業(yè)開放式人才培養(yǎng)模式研究與實踐,其研究成果能為師生的民主交流、學生的自主學習、課堂的時空擴展、教學與工程實踐、與科學研究的融合提供一個開放性環(huán)境;為培養(yǎng)學生獨立分析、解決實際問題的能力,運用現(xiàn)代化學習手段進行自主學習和終身學習的能力,增強創(chuàng)新意識,開發(fā)創(chuàng)新潛能建立一個平臺;使教學過程變成思維、探求、感悟的實踐過程。項目的研究對適應現(xiàn)代素質(zhì)教育、創(chuàng)新意識教育的改革趨勢,具有重要的理論指導意義和實踐應用價值。
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