談機械工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)放式人才培養模式研究與實(shí)踐論文
現代社會(huì )對機械專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求呈現出多樣化、個(gè)性化的趨勢,注重培養“寬口徑、厚基礎、倡個(gè)性、重創(chuàng )新”的復合型技術(shù)人才。開(kāi)放式人才教學(xué)培養與以互連網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)為核心的現代教育技術(shù)的興起和應用有著(zhù)密切的關(guān)系,針對傳統教學(xué)靈活性缺乏、專(zhuān)業(yè)技能深化不足、自主學(xué)習不足等缺點(diǎn),結合當前卓越工程師培養規劃,探索更具開(kāi)放性的專(zhuān)業(yè)人才培養模式,以贏(yíng)得更廣闊的學(xué)習空間和更靈活的學(xué)習方式,激發(fā)自主性學(xué)習和研究性學(xué)習的熱情,是極大提高高等教育質(zhì)量,實(shí)現培養新型專(zhuān)業(yè)創(chuàng )新型人才的必由之路�！皺C械工程及自動(dòng)化”是武漢理工大學(xué)具有明顯特色和優(yōu)勢的專(zhuān)業(yè)之一,是國家特色專(zhuān)業(yè),湖北省品牌專(zhuān)業(yè),本文以機械工程學(xué)科為對象,分析開(kāi)放式人才培養目標,探索提出卓越背景下的機械工程開(kāi)放式人才培養模式及實(shí)踐策略。
一、開(kāi)放式人才培養目標
“綜合性、開(kāi)放式、研究型”是當前中國高校定位發(fā)展的三要素。開(kāi)放式應立足于學(xué)生的動(dòng)手能力、知識創(chuàng )新能力和技術(shù)創(chuàng )新能力的培養,更要面向社會(huì )、面向行業(yè)、面向教學(xué)過(guò)程和面向未來(lái)實(shí)施開(kāi)放,即強調時(shí)間與空間的開(kāi)放,更要注重教學(xué)體制、教學(xué)內容與方法、教學(xué)手段與觀(guān)念的開(kāi)放,體現出以人為本、重在培養的核心內容。其結果在于能為師生提供一個(gè)優(yōu)良的教學(xué)、科研環(huán)境,實(shí)現教學(xué)與科研的融合,為培養學(xué)生獨立分析、解決問(wèn)題的能力,增強創(chuàng )新意識,開(kāi)發(fā)創(chuàng )新潛能建立一個(gè)平臺,使其變成思維、探求、感悟的實(shí)踐過(guò)程。
二、人才培養模式改革主要內容
機械工程開(kāi)放式人才培養模式改革是一個(gè)集資源、平臺、管理與服務(wù)于一體的系統性工程。既要多方參與、集思廣益和共同謀劃,也要遵循系統論方法,融文秘站:合信息科學(xué)技術(shù)應用。
(1)雙鏈式人才培養模式教學(xué)體系改革
結合專(zhuān)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)——基礎性實(shí)驗——綜合型設計性實(shí)驗——課程設計——實(shí)習——畢業(yè)設計”構成的基本工程能力形成教學(xué)鏈,旨在通過(guò)教學(xué)實(shí)現從知識到能力的轉化,使學(xué)生形成動(dòng)手能力、綜合運用知識的能力、分析解決問(wèn)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(xué)鏈,旨在通過(guò)教學(xué)拓展學(xué)生的現代工程能力,培養學(xué)生的創(chuàng )新意識、提高創(chuàng )新能力。
基于此,機械工程開(kāi)放式人才培養模式應從“自主性、研究性和創(chuàng )新性”人才培養體系整體出發(fā),在對各教學(xué)環(huán)節整體優(yōu)化與提高的基礎上,建立以設計、制造、控制為主線(xiàn),分層次、多模塊、相互銜接的網(wǎng)絡(luò )結構教學(xué)體系,如圖2所示,該體系強調學(xué)生的基礎理論教學(xué)、專(zhuān)業(yè)理論教學(xué)以及因材施教的課程理論與實(shí)驗教學(xué),將自主性、研究性和創(chuàng )新性貫穿教學(xué)全過(guò)程、體現實(shí)踐能力培養的漸進(jìn)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(kāi)放式機械專(zhuān)業(yè)人才培養課程體系研究
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,結合學(xué)科建設及專(zhuān)業(yè)建設規劃,按照分層次、模塊化、開(kāi)放式、綜合性的教學(xué)改革思路,開(kāi)展了開(kāi)放式機械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養課程體系與教學(xué)方法改革,在課程體系改革方面:
整合了課程內容,優(yōu)化了課程結構。在課程內容上,對傳統的課程進(jìn)行了合并;對多門(mén)課程重復的內容進(jìn)行刪減;根據現代專(zhuān)業(yè)技術(shù)增加了新的教學(xué)內容。在課程結構上,增加了人文科學(xué)的課程和教學(xué)環(huán)節;增加了培養學(xué)生專(zhuān)業(yè)興趣和素質(zhì)的課程;新增了與現代機械技術(shù)相關(guān)的課程;增加了實(shí)踐性教學(xué)內容,特別是培養學(xué)生綜合和創(chuàng )新能力的實(shí)踐教學(xué)內容;使課程結構更加適應社會(huì )和科技發(fā)展對本專(zhuān)業(yè)人才的知識和能力結構的要求。
課程體系建設以專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程即機械設計-機械工藝-機械加工等為主線(xiàn),優(yōu)化整合課程內容體系;完善以設計、制造和控制為主線(xiàn)的立體化、多模塊和開(kāi)放式的實(shí)踐實(shí)驗教學(xué)課程體系,形成了以CAD/CAM及數控加工綜合性實(shí)驗、機械性能測試設計性實(shí)驗、機電系統基礎技術(shù)綜合設計性實(shí)驗,和組合夾具綜合設計性實(shí)驗為主要內容的工程實(shí)踐創(chuàng )新平臺,有機的將理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究融為一體。
● 公共基礎性理論
通過(guò)基礎理論的學(xué)習,使學(xué)生系統掌握高等數學(xué)的基本理論,并能利用數學(xué)手段去解決工程技術(shù)問(wèn)題,掌握物理的基本理論和實(shí)驗方法,掌握與本專(zhuān)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(yǔ)、高等數學(xué)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗、線(xiàn)性代數、概率與數理統計、C++與數據結構等。
● 學(xué)科基礎理論
通過(guò)這一課程系列的.學(xué)習,使學(xué)生系統掌握機械工程的基礎知識,培養學(xué)生的實(shí)際工作能力;系統掌握力學(xué)的基本原理和分析方法,能對機械結構進(jìn)行力學(xué)抽象和分析。屬于這一課程系列的課程如下:專(zhuān)業(yè)導論、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、機械設計、測試技術(shù)等。
● 專(zhuān)業(yè)知識與技術(shù)
通過(guò)這一課程系列的學(xué)習,使學(xué)生掌握各類(lèi)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(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、數控技術(shù)、機械制造技術(shù)基礎、機械制造裝備設計、機電傳動(dòng)控制、精密加工與特種加工、單片機應用系統設計、機械CAD/CAM技術(shù)等。
● 實(shí)踐與技能
為讓學(xué)生獲得充分的實(shí)踐機會(huì ),在實(shí)踐中運用和檢驗所學(xué)知識,訓練分析解決問(wèn)題的能力,以獲得實(shí)踐技能的訓練,增設了基礎能力強化訓練教學(xué)環(huán)節、能力拓展訓練教學(xué)環(huán)節,增加機械創(chuàng )新設計課程體系。
(3)“立體化、多層次、開(kāi)放式”實(shí)踐環(huán)節培養模式改革研究
大學(xué)教學(xué)應是理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究的三元一體,在培養學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng )新精神方面,實(shí)驗實(shí)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(jìn)”的認識規律,進(jìn)一步整體優(yōu)化實(shí)驗實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節計劃,建立以能力培養為主線(xiàn)的“四大實(shí)訓平臺、三個(gè)層次”的開(kāi)放式人才培養實(shí)訓教學(xué)體系,構建CAD/CAM及數控加工綜合設計性實(shí)驗、機械性能測試設計性實(shí)驗、機電系統基礎技術(shù)綜合設計性實(shí)驗和組合夾具綜合設計性實(shí)驗,形成貫穿教學(xué)全過(guò)程、體現實(shí)踐能力培養的漸進(jìn)性和以學(xué)生為主體的工程實(shí)踐創(chuàng )新平臺。
層次化實(shí)驗教學(xué)形式以演示型、驗證型等基礎實(shí)驗為基石,搭建綜合性設計性拓展實(shí)驗層,在此基礎上,開(kāi)發(fā)自主設計、自主研究的綜合實(shí)踐能力應用,并形成形式各異的科研實(shí)踐應用層,促進(jìn)師生實(shí)驗實(shí)踐能力的全面提升,如圖2所示。
在實(shí)踐過(guò)程中,不拘泥于單一的實(shí)驗實(shí)踐形式,既能進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗如MasterCAM的模擬加工,也能進(jìn)行實(shí)物的搭試與拆裝實(shí)驗如減速箱的拆裝實(shí)驗,更能進(jìn)行自主設計與研究探索型的實(shí)驗,形成多樣化實(shí)驗教學(xué)形式。在教學(xué)過(guò)程中將傳統儀器與現代技術(shù)相結合、實(shí)物操作與虛擬仿真相結合、現場(chǎng)授課與多媒體課件相結合等多種教學(xué)方法和手段,激發(fā)學(xué)生實(shí)習的積極性和創(chuàng )造性。
圖3:層次化的實(shí)驗教學(xué)形式
(4)基于Web形式的組件開(kāi)放式教學(xué)支持平臺建設
開(kāi)放式人才培養教學(xué)支持平臺是基于Web的B/S結構解決方案,面向學(xué)生、學(xué)校教師、企業(yè)指導教師三類(lèi)角色實(shí)施管理,使得學(xué)生可以隨時(shí)隨地按照自己的意愿與時(shí)間空間安排進(jìn)行開(kāi)放式學(xué)習,包括在線(xiàn)答疑、分組討論、網(wǎng)上測試、問(wèn)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 )新訓練計劃、建設維護課程內容、對學(xué)生開(kāi)放學(xué)習進(jìn)行測評,實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習情況,與學(xué)生互通溝通;企業(yè)指導教師,通過(guò)平臺與學(xué)校教師、學(xué)生以問(wèn)題驅動(dòng)方式進(jìn)行溝通、測評學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性、和學(xué)習的效果。目前該項目已經(jīng)申請國家計算機軟件著(zhù)作權證書(shū)(2012R11L069834),系統的功能架構如圖3所示, 系統主界面如圖4所示。
三、結論
卓越背景下的機械工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)放式人才培養模式研究與實(shí)踐,其研究成果能為師生的民主交流、學(xué)生的自主學(xué)習、課堂的時(shí)空擴展、教學(xué)與工程實(shí)踐、與科學(xué)研究的融合提供一個(gè)開(kāi)放性環(huán)境;為培養學(xué)生獨立分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,運用現代化學(xué)習手段進(jìn)行自主學(xué)習和終身學(xué)習的能力,增強創(chuàng )新意識,開(kāi)發(fā)創(chuàng )新潛能建立一個(gè)平臺;使教學(xué)過(guò)程變成思維、探求、感悟的實(shí)踐過(guò)程。項目的研究對適應現代素質(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(shí)踐應用價(jià)值。
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