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(shù)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(chǔ)、倡個性、重創(chuàng)新”的復(fù)合型技術(shù)人才。開放式人才教學(xué)培養(yǎng)與以互連網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)的興起和應(yīng)用有著密切的關(guān)系,針對傳統(tǒng)教學(xué)靈活性缺乏、專業(yè)技能深化不足、自主學(xué)習(xí)不足等缺點,結(jié)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(xué)習(xí)空間和更靈活的學(xué)習(xí)方式,激發(fā)自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)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(yīng)立足于學(xué)生的動手能力、知識創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更要面向社會、面向行業(yè)、面向教學(xué)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(xué)體制、教學(xué)內(nèi)容與方法、教學(xué)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(jié)果在于能為師生提供一個優(yōu)良的教學(xué)、科研環(huán)境,實現(xiàn)教學(xué)與科研的融合,為培養(yǎng)學(xué)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(wù)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(xué)技術(shù)應(yīng)用。
(1)雙鏈式人才培養(yǎng)模式教學(xué)體系改革
結(jié)合專業(yè)特色,提出“雙鏈式”教學(xué)體系改革框架,即由“課程理論教學(xué)——基礎(chǔ)性實驗——綜合型設(shè)計性實驗——課程設(shè)計——實習(xí)——畢業(yè)設(shè)計”構(gòu)成的基本工程能力形成教學(xué)鏈,旨在通過教學(xué)實現(xiàn)從知識到能力的轉(zhuǎn)化,使學(xué)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(shè)計能力等基本工程能力;以及由“基礎(chǔ)訓(xùn)練——工程訓(xùn)練——能力拓展訓(xùn)練——創(chuàng)新設(shè)計訓(xùn)練”構(gòu)成的工程能力訓(xùn)練拓展教學(xué)鏈,旨在通過教學(xué)拓展學(xué)生的現(xiàn)代工程能力,培養(yǎng)學(xué)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(yīng)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(xué)環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎(chǔ)上,建立以設(shè)計、制造、控制為主線,分層次、多模塊、相互銜接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)教學(xué)體系,如圖2所示,該體系強調(diào)學(xué)生的基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)理論教學(xué)以及因材施教的課程理論與實驗教學(xué),將自主性、研究性和創(chuàng)新性貫穿教學(xué)全過程、體現(xiàn)實踐能力培養(yǎng)的漸進性和以學(xué)生為主體的多課程融合的創(chuàng)新教學(xué)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(xué)體系框架改革要求,發(fā)揮機械學(xué)科群的軟硬件配置優(yōu)勢,結(jié)合學(xué)科建設(shè)及專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,按照分層次、模塊化、開放式、綜合性的教學(xué)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(xué)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(jié)構(gòu)。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(fù)的內(nèi)容進行刪減;根據(jù)現(xiàn)代專業(yè)技術(shù)增加了新的教學(xué)內(nèi)容。在課程結(jié)構(gòu)上,增加了人文科學(xué)的課程和教學(xué)環(huán)節(jié);增加了培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和素質(zhì)的課程;新增了與現(xiàn)代機械技術(shù)相關(guān)的課程;增加了實踐性教學(xué)內(nèi)容,特別是培養(yǎng)學(xué)生綜合和創(chuàng)新能力的實踐教學(xué)內(nèi)容;使課程結(jié)構(gòu)更加適應(yīng)社會和科技發(fā)展對本專業(yè)人才的知識和能力結(jié)構(gòu)的要求。
課程體系建設(shè)以專業(yè)技術(shù)課程即機械設(shè)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(shè)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(xué)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(shè)計性實驗、機電系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)綜合設(shè)計性實驗,和組合夾具綜合設(shè)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(xué)、實踐教學(xué)和科學(xué)研究融為一體。
● 公共基礎(chǔ)性理論
通過基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握高等數(shù)學(xué)的基本理論,并能利用數(shù)學(xué)手段去解決工程技術(shù)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(guān)的機械原理及其分析方法。主要有如下課程:大學(xué)英語、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)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(jié)構(gòu)等。
● 學(xué)科基礎(chǔ)理論
通過這一課程系列的.學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握機械工程的基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力;系統(tǒng)掌握力學(xué)的基本原理和分析方法,能對機械結(jié)構(gòu)進行力學(xué)抽象和分析。屬于這一課程系列的課程如下:專業(yè)導(dǎo)論、工程圖學(xué)、工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、電工與電子技術(shù)、機械原理、機械設(shè)計、測試技術(shù)等。
● 專業(yè)知識與技術(shù)
通過這一課程系列的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握各類結(jié)構(gòu)和常用結(jié)構(gòu)的設(shè)計、加工方法,具有選擇結(jié)構(gòu)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(shù)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(xué)、互換性與測量技術(shù)、控制工程、數(shù)控技術(shù)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計、機電傳動控制、精密加工與特種加工、單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計、機械CAD/CAM技術(shù)等。
● 實踐與技能
為讓學(xué)生獲得充分的實踐機會,在實踐中運用和檢驗所學(xué)知識,訓(xùn)練分析解決問題的能力,以獲得實踐技能的訓(xùn)練,增設(shè)了基礎(chǔ)能力強化訓(xùn)練教學(xué)環(huán)節(jié)、能力拓展訓(xùn)練教學(xué)環(huán)節(jié),增加機械創(chuàng)新設(shè)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(xué)教學(xué)應(yīng)是理論教學(xué)、實踐教學(xué)和科學(xué)研究的三元一體,在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神方面,實驗實踐教學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)計劃,建立以能力培養(yǎng)為主線的“四大實訓(xùn)平臺、三個層次”的開放式人才培養(yǎng)實訓(xùn)教學(xué)體系,構(gòu)建CAD/CAM及數(shù)控加工綜合設(shè)計性實驗、機械性能測試設(shè)計性實驗、機電系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)綜合設(shè)計性實驗和組合夾具綜合設(shè)計性實驗,形成貫穿教學(xué)全過程、體現(xiàn)實踐能力培養(yǎng)的漸進性和以學(xué)生為主體的工程實踐創(chuàng)新平臺。
層次化實驗教學(xué)形式以演示型、驗證型等基礎(chǔ)實驗為基石,搭建綜合性設(shè)計性拓展實驗層,在此基礎(chǔ)上,開發(fā)自主設(shè)計、自主研究的綜合實踐能力應(yīng)用,并形成形式各異的科研實踐應(yīng)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(shè)計與研究探索型的實驗,形成多樣化實驗教學(xué)形式。在教學(xué)過程中將傳統(tǒng)儀器與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合、實物操作與虛擬仿真相結(jié)合、現(xiàn)場授課與多媒體課件相結(jié)合等多種教學(xué)方法和手段,激發(fā)學(xué)生實習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。
圖3:層次化的實驗教學(xué)形式
(4)基于Web形式的組件開放式教學(xué)支持平臺建設(shè)
開放式人才培養(yǎng)教學(xué)支持平臺是基于Web的B/S結(jié)構(gòu)解決方案,面向?qū)W生、學(xué)校教師、企業(yè)指導(dǎo)教師三類角色實施管理,使得學(xué)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(xué)習(xí),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(xué)信息、發(fā)布創(chuàng)新訓(xùn)練計劃、建設(shè)維護課程內(nèi)容、對學(xué)生開放學(xué)習(xí)進行測評,實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,與學(xué)生互通溝通;企業(yè)指導(dǎo)教師,通過平臺與學(xué)校教師、學(xué)生以問題驅(qū)動方式進行溝通、測評學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、和學(xué)習(xí)的效果。目前該項目已經(jīng)申請國家計算機軟件著作權(quán)證書(2012R11L069834),系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖3所示, 系統(tǒng)主界面如圖4所示。
三、結(jié)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(xué)生的自主學(xué)習(xí)、課堂的時空擴展、教學(xué)與工程實踐、與科學(xué)研究的融合提供一個開放性環(huán)境;為培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、解決實際問題的能力,運用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)手段進行自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)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(xué)過程變成思維、探求、感悟的實踐過程。項目的研究對適應(yīng)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(dǎo)意義和實踐應(yīng)用價值。
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