面向一线应用型人才培养的机械装备自动控制方向课程改革

2014-11-05孙蓓

教育与职业 2014年15期

孙蓓

一、前言

在中国的理工科高校大都开办有机械类专业，针对不同行业需求形成各自的办学特色是每所高等院校面临的重要课题。在现今大工程的框架下，任何产品都是机、电、液、计算机等专业技术的综合体。为提升竞争能力，中国制造业广泛使用先进的机电控制装备，而机电控制应用技术型人才短缺，成为制约我国制造业发展的瓶颈之一。培养机电控制一线应用型人才是机械工程教育的一项艰巨的任务，改革传统的课程体系已势在必行。

二、机械装备自动控制方向课程体系改革

教育部质量工程指出“要以社会需求为导向，合理设置学科专业，要密切与产业和行业的联系，加紧紧缺人才培养”。随着北华大学“机械类”国家级特色专业的建设实施，在“2+2”大类招生，“前期共基础、后期按专业方向培养”的模式下，根据机电控制领域应用技术型人才需求，形成“机为本，机、电、液结合，突出控制”的机械装备自动控制方向课程体系，极大地提高了人才培养的质量和特色。图1为该专业理论课程体系框图。

图1 机械装备自动控制方向人才培养理论课程体系

1.构建“机为本，机、电、液结合”的机械类专业基础理论课程体系。现代机械工程更紧密地依赖数学、物理、材料、微电子计算机、系统论、控制论、人工智能各门学科的最新成就。其专业基础理论课程不再局限于传统的机械工程基础理论课程，我们以“机为本，机、电、液结合”为指导思想，构建涵盖“设计基础、制造基础、测控基础”的特色机械类专业基础理论课程体系，夯实了专业理论基础，为后期按专业方向培养奠定了坚实的基础。

2.构建“机、电、液结合，突出控制”的机械装备自动控制方向专业理论课程体系。机械装备自动控制方向是我校机械类国家级特色专业七个专业方向之一，我们在“前期共基础、后期按专业方向培养，凝练主干、灵活方向、体现特色、重视能力”机械类专业培养目标的指导下，保留了工程材料、机械设计基础、机电传动与控制、数控技术、机械工程测试基础五门课程，删除了机床设计、机械加工工业等课程，增加了机械控制工程基础、液压与气动传动课程，构建了“机、电、液结合，突出控制”的特色机械装备自动控制方向专业理论课程体系，为人才培养目标的实现奠定了坚实的基础。

3.构建“一条线、六结合、多层次”的机械装备自动控制方向实践课程体系（见139页图2）。一条线：把各实践教学环节作为一个整体从实践能力培养角度进行安排，使学生在校期间实践能力培养不断线，改变以往实践教学作为理论课程的附属地位，把实践教学体系与理论教学体系综合考虑，使两者相互衔接、紧密配合，支撑培养目标的实现。

六结合：在学生创新精神与实践能力培养上，根据各实践系列和板块特点分别采用理论与实践相结合、共性与个性相结合、课内与课外相结合、培训与竞赛相结合、导师指导与学生自主相结合、教育与技术培训相结合的实践能力培养途径。

多层次：根据学生能力形成的不同阶段和认识的发展规律，按照实践能力培养的程度和水平，总体上划分为课内实践能力培养层、课外培训和实践与科技创新活动培养层、科研与科技开发项目培育层，对应着实践教学环节横向上划分为基础型、综合设计型、创新型三大板块。

“一条线、六结合、多层次”的机械装备自动控制方向特色实践课程体系，为一线应用型人才培养提供了有效途径。

三、机械装备自动控制方向教学方法改革

在教学过程中，根据教学内容的难易程度和具体要求，我们采用不同的教学方法，因材施教，取得了好的教学效果。

1.将科研课题、工程项目及技术改造项目引入教学。教师把科研课题、工程项目及技术改造项目引入理论教学、课程设计、毕业设计、创新实践中，使学生较真实地接触当前的工程实际，把原理应用于实际工程中，着重培养学生的工程思维习惯，提高学生知识应用和创新的能力。

例如“机械控制工程基础”这门课程，它要有前期的高等数学、工程数学、物理等基础，同时又要有较强的工程技术背景。在以往的教学中强调用数学的方法描述与推导各种物理系统，强调数学描述与推导，而忽视了数学描述与工程的关系，使学生仅在“数学层面”对该课程理解掌握，不仅难懂而且枯燥。为此，我们先讲清楚一个项目过程的物理背景及应用，再用数学方法描述该问题，不仅物理对象清晰，而且易于理解与应用。

图2 机械装备自动控制方向人才培养实践课程体系

2.根据教学内容特点，采取多种教学形式。例如，为培养学生的应用意识，激发学生的学习积极性，“机电工程案例解析”课程授课方式主要采用专家讲座的形式。

授课内容、教学方法和设计的实验项目能较好地配合理论教学，使学生更好地掌握理论知识，打下了坚实的实践基础。

3.引入工程教育模式，以实际案例为桥梁，融合理论与实践教学。机械装备自动控制专业的课程内容是机、电、液等相关知识的有机融合，且与机电类产品与项目紧密相连，在理论与实践教学过程中我们精心选取适合的项目，从大工程思路着手，选取适合的实际工程项目及合理的内容。要求所选项目有一定的理论性并能直接与工程接轨，具有较强的实用性和技术前瞻性，在理论与实践教学中有利于引导学生应用所学的综合知识。在教学过程要求学生理解和掌握项目对课程内容及知识点的要求，本着学习过程的重要性而不是注重最终结果，进而培养学生分析问题和解决问题的能力，分享学习的快乐，体验创新的艰辛。更可借鉴其他教材中的典型项目去延伸，各门课程都以典型机电产品为主，并根据课程内容选择适合的案例充实理论教学，做到理论有实践充实、实践有理论铺垫。

4.改革课程的教学方法与学习方法。鼓励学生利用网络和多媒体课件探究式学习、基于研究与开发学习，来完成应用性设计大作业并作为测评成绩。

四、机械装备自动控制方向师资队伍建设

1.师资队伍建设是人才培养质量的重要保证。为了全面提高教师尤其是青年教师的工程意识、科研能力，根据专业发展方向，大力开展以师资培训为重点的校企合作，要求新上岗的青年教师在正式上课前到相关的实习基地或合作基地实习半年以上，结合生产实际培养工程实践能力，为教师开展教学及科研工作、高水平指导各类实习奠定基础。

2.师资队伍建设是一线应用型人才培养的重要保证。没有一批高素质的教师队伍，就不可能培养出符合社会需求的高素质人才。由于学校内的教师在工程实践经验方面不可能做到全能，我们聘请校外合作基地和周边企业高水平的专业技术人员到学校承担如“专业综合实践”“课程设计”“毕业设计”等系列专业课程某一章节或某一专题的讲授，使得广大学生能够享受到工程特色鲜明的课程教学内容，在学校期间就能够及时得到工程意识、职业意识的熏陶和培养，顺利地实现从“学校学习”到“一线应用”的角色转变。

我们通过师资队伍建设，涌现出一批课程的“掌门人”，他们成为从课程开发到实施，课程的教学大纲、教学计划、项目开发、辅助课件、教案、习题库、教学设备、学术评估等教学环节中的中坚力量，成为机械装备自动控制方向系列教学改革的主力军。

五、机械装备自动控制方向课程改革成果

通过机械装备自动控制方向课程改革与实践，我们取得丰厚的改革成果。（1）教材建设。编写了机械装备自动控制方向课程系列教材，其中《机电传动控制》获得国家级高等学校教材评比二等奖。（2）教学资源建设。开发了机械装备自动控制方向课程系列多媒体课件，其中《机械工程多媒体课件》获教育部多媒体课件比赛三等奖。开通了“机电传动控制”“机电接口技术及应用”等主干课程的网络课程，开发了丰富的网络课程资源，为学生自主学习奠定了基础。（3）课程建设。建立了机械装备自动控制方向主干课程优秀课群，其中“机电传动控制”课程省级精品课建设工作已经完成。开发了“机电工程案例解析”等实践、创新能力培养特色课程，为学生创新能力、实践能力的培养奠定基础。（4）师资队伍建设。机械装备自动控制方向教师队伍是省级优秀教学团队，现有专职教师7人（其中博士5人，教授2人、副教授2人、讲师3人），兼职教师3人（高级工程师3人）。（5）优秀学生。随着课程改革的深入，教学质量不断提高，涌现了大批学业精、创新能力强、动手能力突出的学生，为学生科技创新实践活动丰厚成果的取得奠定了良好的基础。