时间:2022-05-10 10:22:44
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摘 要:工学结合是以学校为主体,企业和学校共同教育、管理和训练学生的教学模式。工学结合是培养学生技能的重要途径,是中职教育可持续发展的优势。本文主要论述机械专业的工学结合模式的教学改革,对相关问题提出建议。
关键词:中职教育 机械设计 工学结合 改革创新
工学结合模式是一种将学生与工作结合起来的教学形式。“工学结合”的教育培养模式是我国中等职业教育改革的主要方向,特别机械工程类专业应联合更多的校外企业加入到这一教学工程之中,把“工学结合、校企合作”作为人才培养模式改革的重点。因此,要进行专业调整、课程设置、教学内容和教学方法的改革。
1 调整课程体系,改革教学内容
在课程体系设计时应紧密结合社会和企业发展需求,对实习教学内容重新进行审视,选择和调整,加强实用性,建立理论与实践相融合、教学内容与岗位需求相适应的课程体系,形成适应新兴产业、新职业、新岗位的校本课程,建立教材开发、应用和更新机制。制定出适合“学习理论知识,提高职业技能,培养创新能力”的教学计划内容体系。要不断对教学体系和内容进行改革创新,只有不断创新,才能适应社会发展的需求。在实践教学的过程当中,一定要及时更新实训教材的内容,加快完善实训教材体系,真正做到理论与实习并行,知识与技能并重。从而提高学生们的生产意识与综合能力的锻炼。
2 改革教学方法,加强实践教学
机械专业的课程教学当中有很多的内容,诸如机械制图、机械原理、机械零件等,在课程教学方法改革创新的过程中,切不可忽略任何一项,坚决做到平衡发展,做到教学方法多样化,而实施内容则有以下两点可供参考。
(1)采用多种方法来开展理论和实践教学活动,针对不同的课程采用岗位教学、场景教学、案例教学、讨论式教学、项目教学、情景模拟教学方法等先进教学方法,优化教学方法,使学生的学习方式有被动接受变主动学习,激发学习兴趣。通过教学实习、顶岗实习来达到提高学生的动手能力。
(2)改变传统的静态课堂教学模式,通过课堂内的开放式教学与课堂外的辅助教学、参与工程建设的现场教学、请企业专家开讲座的互动教学等动态教学方法相结合,使专业理论知识与实践技能的学习有效地融为一体,充分贯彻“学中做,做中学”的技能培养思想。在实践中教理论,在工作中学技术,提高职业素质。实践证明,只有积极倡导“以就业为导向、以岗位为依据、以能力为本位”的中职教学理念,才能提升专业教学水平,提高学生学习的积极性和效率,增强毕业生的就业能力。
3 坚持走“校企合作,工学结合”的道路
实践证明“校企合作,工学结合”的模式是中职院校目前办学定位最有效、最基本的途径,他的前提是建立稳定的校企合作关系和有效的合作办学机制。
(1)采用半工半读交替式人才培养模式。
学生一段时间在学校学习理论知识,一段时间到企业参加实践,轮流交替进行。真正做到了教师在做中教,学生在做中学,切实提高学生的职业技能。其中学生的生产实习时间不少于总学时的一半,使得学生毕业后能尽快胜任岗位工作。
(2)转变办学思路,搭建校企联合办学平台,校企合作资源共享共建教学基地,由学校“关门办学”转变为“开放办学”,“教,学,做”融为一体,强化技能型和实用型人才培养。
企业为学校提供建设经费及学生顶岗实习相应报酬,积极落实学生顶岗实习责任保险政策。而学校则按企业制定的标准设置课程、安排教学。把学校教育融入到行业企业之中,把企业的理念和文化引入到学院,达到了中职院校与企业共同进行人才的培养的目的。
(3)开展“校企互融订单式”人才培养模式。
“校企互融订单式”人才培养模式是由学校和企业共同制定人才培养计划,签订用人订单,全方位深度融合,做到教学计划共订、资源共享、教材共编、学生共同培养。企业投入资金、设备和人才资源,学校组成教学与管理团队,聘任企业高技能人才和社会能工巧匠任教的机制;聘请行业企业专家和管理者参与学校建设、教学和管理。它即提高了学校教学质量,又满足了企业的实际需求,同时,解决了学生的就业问题。
4 提高教师的“双师”素质
教师的能力决定教学的质量,而教师的专业水平、实践经验和教学方法是能力的基本要素。由于职教学校的老师,多是普教体系培养出来的,教师的专业经验和经历欠缺,实践动手能力欠缺,因此把师资的职业能力放在重要位置,职教才能真正办出特色,才能更好地培养服务经济建设的技能型人才。
(1)完善教师培训体系。有计划地安排教师到企业进行挂职锻炼、顶岗任教、到职教师资培训基地培训。促进教师专业理论与生产实践的有机结合。引导教师积极学习专业知识,苦练操作技能,努力达到善“讲”会“做”、一专多能,提高教师的实践能力和教学水平。
(2)外聘企业的技师与“双师”型教师结为师徒关系,形成优势互补,良性互动,在技术进行传、帮、带,尽快提高教师的实践技能。
(3)通过加大“教师聘任制”力度,深化学校分配制度改革,建立健全学校的激励机制激发教师的职业责任感和职业兴趣,逐步将教育技术能力纳入职业院校教师资格认证与考核体系,提高师资队伍的整体素质。
(4)以职业道德为核心,加强思想道德建设,促使教师树立正确的价值观,积极推进课程改革,强化自我学习意识,以培养学生解决问题的能力为工作重心,以培养学生获取知识的能力为己任。
5 改革学生的评价体系,积极推动以学分制为核心的教学制度改革,建立“学分银行”
(1)德育学分。
在校学习和在企业实习期间的综合表现学分。
(2)课程学分。
必修课学分、选修课学分、企业实习学分。其中企业实习学分包括操作考核学分和过程评价学分。
(3)职业资格证学分。
职业资格证是中职学生毕业证发放的前提,实行双证书制度即可保证教学质量,又为学生就业提供了保障。
总之,工学结合、校企合作是具有中国特色的职业教育人才培养模式和中等职业学校基本的教学制度。工学结合模式是职业人才培养即经济又合理的模式,我们在实施工学结合模式时必须改革与创新。要以更现代的管理理念去适应这种新的模式。
摘要:在高职机械工程类专业实施工学结合教学模式过程中,我们在总结了以往教学中存在的问题基础上,进行了以加工过程为导向,构建培养学生综合素质和职业能力为主线的专业课程体系、探索了“实训基地与课堂一体化”的教学方式和采用了情景和项目等新的教学方法,收到一定成效。
关键词:高职机械工程类专业 工学结合 课程教学改革 探究
1 改革高职机械工程类专业的教学方式,推行以就业为导向的工学结合模式
教育部关于全面提高高职教育教学质量的若干意见“(教高【2006】16号)文件中提出:要大力推行工学结合,突出实践能力的培养,改革人才培养模式。高职的培养目标是培养高素质应用性、复合型人才。这一目标,决定了高职机械工程类专业教学过程中的各个教学环节应有的鲜明的特色,也就是要以就业为导向,要突出工学结合的特点。我院坚持“举校企合作大旗,走工学结合道路”,坚持以就业为导向,大力推进工学结合的人才培养模式,这其中要改革以往的以教师为中心、以课堂为中心、以书本为中心的传统人才培养模式。
2 以往高职机械工程类课程教学中所存在的问题
以往高职机械工程类课程教学中,其教学内容,课程设置,授课方法等沿袭了“老三段”的教学方式,所存在的主要问题:
2.1 在课堂上,以教师为中心,教师机械的恪守教学大纲,照着书本满堂灌,学生机械的被动听,完成教师布置的作业。教师和学生很难互动,学生的学习积极性不太高,不能充分发挥学生的潜力。
2.2 在实践方面,实践教学学时远远少于理论教学,而且大多数教师是出了校门进校门,实践能力差,校方在实训方面投资少。多数高职院校处于实训场地和设备不足,实训学时不足,实训指导教师不足的“三不足”现像。
其后果是:出了校门的高职学生,由于其职业素质和职业能力不能满足社会和企业的需要,所以高职学生的就业率不高。
3 以就业为导向,创建工学结合的职业教育多元化模式
3.1 以加工过程为导向,构建培养学生综合素质和职业能力为主线的专业课程体系 高职院校重在贯彻培养高素质技能型人才目标要求,以综合素质和技能技术应用能力的培养为主线,在理论方面强调以实用为目的,以“必须够用”为度,在专业方面突出针对性、应用性,专业课程建设按基地流程和职业岗位要求进行,根据生产的“加工过程”确定“岗位能力目标”,以学习者为中心,以能力培养为核心,构建以培养学生的职业能力养成为重点的专业课程体系,构建以培养技术应用能力为导向的现代教学模式,充分体现高职教育的特色,向技术型、综合性的高职院校发展。(以机制专业为例)
①一般零件加工过程:
②操作者应具有的能力:
a:识读图样及CAD能力
b:普通机械加工设备,数控加工设备操作和维护能力
c:刀刃具选用和使用能力
d:数控编程和CAM能力
e:零件检测能力
③满足上述能力所需开设的专业课程体系:
3.2 不断探索“实训基地与课堂一体化”的教学方法 《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(【2006】16号文件)中明确指出:“要重视学生校内实习与实际工作的一致性,校内成绩考核与企业实践考核相结合,探索课堂与实习地点一体化。”我院在2008年与大连固特异公司签订紧密型实训基地合作办学的协议,在教学过程中,教师上午在实训基地参照固特异公司的生产设备,产品工艺流程的现场讲解机械加工工艺,液压与传动,电气控制等门课程,下午学生结合教师讲的内容,在仿照企业的设备上模拟实训。实践证明,这种“教、学、做”一体化的教学模式,拉近了理论教学和生产实践的距离,既提高了教师的生产实践能力和教学水平,又进一步培养了学生的生产能力,独立思考和解决生产实际问题能力。另如数控实训教师,根据实训中心给某企业加工机井盖等零件的机会,结合该零件在加工过程中所用到金属材料,零件加工工艺,公差与配合等课程的专业知识并加讲解,这样使学生在实训中又学到了理论知识,真正做到教师在做中教,学生在做中学。
3.3 积极采用新的教学方式,努力使学生学到与企业产品相关的知识 传统的教学方法是以教师的活动为中心来进行,一切围绕教师转,教学过程中以知识教授为主,缺少行为引导和能力训练,主要表现为:以传统知识为主线,以知识为中心,以教师为主体,教学内容紧紧围绕教材,教师讲学生听。目前,我院为了培养高素质,高技能型人才,按照国家职业标准要求,创新性人才培养模式,采用一些新颖而实用的教学方式(如情景教学法,项目教学等来达到培养新一代社会所需的高素质,高技能型人才的需要。《典型零件数控加工工艺实施》的教师把整门课程设置六个教学情景,用情景教学法来组织教学,《机械制图》的教师采用项目教学法来编写教材,把过去传统的《机械制图》课程体系设置了七个项目,如将“物体表达法”项目设置为画机械上常用“阀体零件图”,这就让学生在没学习专业课之前就了机械中的零件。
4 小结
高职教育的培养目标是培养高素质,技能型人才,而在此目标下,高职的教学模式改革,新教学模式下的课程教学,是长期而艰巨的。由于每门课程的知识点多,面又广,又与其他课程紧密相连,所以,我们须在教学改革中不断探索、总结,并加以完善。
作者简介:魏文杲(1953-),男,辽宁大连人,教授,研究方向:机械设计与制造。
摘 要 深化教学改革,培养和提高地方高校机械工程类大学生创新能力,主要从课堂教学突出基础性、实验教学突出熟练性、实践教学突出专业性、课外实践活动突出多元性、毕业实习突出实效性等方面入手,有效提高学生的动手实践能力和创新创造能力。
关键词 地方高校;机械工程类;大学生创新能力
党的十八大报告指出:“全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神、实践能力。”作为地方高校,如何深入贯彻落实党的十八大精神,深化教学改革,培养和提高地方高校机械工程类大学生创新能力?笔者结合多年教学实践,参考同行专家意见进行探究,在实践中逐步探索出以下方法和途径,求教于同仁。
1 课堂教学要突出基础性
从教育对象上来看,地方高校机械工程类大学生主要是二本和高职类学生。这部分学生在高校机械工程类大学生中比重较大,人数较多。绝大多数地方高校将这类学生培养的目标定位放在应用型专业技术人才来培养,这与我国社会经济发展状况相适应。这类学生毕业后就业去向主要是工厂一线,他们生产水平的高低直接关系到一个国家和地区制造业水平的高低,也是一个国家和民族创新能力的主要标志之一。因此,作为地方高校机械工程类专业,要高度重视大学生实践能力与创新能力的培养。作为培养大学生的课堂教学是最重要和最基础的教学环节,任课教师一定要认识到位,高度重视课堂教学,精心准备课程内容,认真组织课堂教学,详细讲解基本的概念原理,让学生学会弄懂。针对不同的学生,要灵活运用教学方法。对于敏而好学的学生在传授基础知识的同时,要多给他们灌输创新思维方式方法教育,指导他们博览群书,特别是学科专业前沿领域的科研成果和学术动态,兼容并包,博采众长,激发他们的创新热情,学习更多的专业知识,为创新能力培养奠定坚实的专业理论基础。
2 实验教学要突出熟练性
实验教学是机械工程类大学生教学活动最主要的实践性教学环节之一,作为地方高校,尤其要重视实验教学环节。实验教学是对课堂教学所讲授知识的验证,利于学生进一步深造或者实践创新。对于以学习专业技能重在应用的学生,在传授专业知识的过程中,要把最基本的基础知识教给他们,让他们把专业基础知识融会贯通,便于在生产实践中熟练应用。因此,教师在课堂教学中必须突出基础性,让学生把基础知识学好、学扎识。
实践验证是大学生对专业知识学习实践操作的第一步。作为地方高校的教育管理者和教师必须充分认识实验教学环节的重要性,要克服重课堂轻实验的错误教育观,加大投入,确保基本的实验教学条件,加大本学科和专业的基础性实验课课时。在实验教学过程中,教师要熟悉实验内容,讲解实验方法,做好演示实验,检查学生实验;要给学生布置实验作业,让学生独立撰写实验报告;要认真批改实验报告,讲评实验报告;对于实验教学的重点和难点,要给学生讲清讲透,亲自示范。这样做的目的在于培养学生独立或者配合做实验的能力,提高独立撰写实验报告的能力,提高学生实验熟练性,为培养学生的创新能力奠定坚实实验基础。
3 实践教学突出专业性
机械工程类实践教学环节除了实验教学之外,还有金工实习、电子工艺实习、生产实习等实践性教学环节。这些环节对地方高校培养机械工程类学生尤为重要,是让学生接触生产实际最直接的手段。金工实习可以让学生把机械原理、画法几何、工艺等书本知识变成最基本的机械操作。生产实习可以让学生了解专业生产领域的技术操作要领,把书本上的概念原理变成实践技能。同时,可以让学生了解到专业领域生产状况和未来发展趋势,使学生学习的目的性更加明确。专业性的实践教学为培养学生的创新能力明确了专业方向。
4 课外实践活动突出多元性
机械工程类学生实践创新能力的培养除了课堂教学、实验教学、实践教学等教学类教育之外,还有开放性实验、各类创新性学生实践活动竞赛等课外实践学习形式。学生课外实践活动,一方面是学校倡导培养学生创新能力应运而生的学生课外活动形式,常常以主题创新的竞赛形式出现;另一方面是学生自主学习的外在表现形式。不管以何种方式出现的大学生课外实践活动,学校要关心呵护学生的课外学习热情,注重选配学生适应的指导教师。确定指导教师之后,指导教师要在创新思维方式方法上给学生进行指导和启发,重视学生创新意识和创新思维的培养。在学生所感兴趣的学科专业领域进行悉心指导,重视指导的多元性,区别情况,分类指导,充分激发学生的想象力,启迪学生的创造智慧,锻炼和培养学生的创新和创造能力。从实践来看,学生课外实践活动是机械工程类学生创新教育成果最为突出的表现时机。因此,要积极鼓励和大力支持大学生课外实践活动。
5 毕业实习突出实效性
毕业实习是机械工程类大学生在校实践学习的最后环节。当前许多高校特别是高职院校将毕业实习和就业结合起来了,学生也把毕业实习和岗前使用结合起来了。这样做,可以将学生与生产实际对接起来,是学生真正走向社会,直接走向职业岗位的有效形式。但是,许多学校和学生对毕业实习认识不到位,简单地视同学生有了就业工作岗位,学校的培养任务完成了,学生即将走向社会,与学校的关系不大了。对学生的管理有所放松,有些学生急于就业,忽视了校内的教学任务,致使大学生最后一年的教学任务无法落实。
因此,学校一定要加强对机械工程类大学生毕业实习的管理和指导,确定专人管理大学生毕业实习,加强与学生的联系,加强对大学生毕业实习工作的指导,着眼于就业,重视毕业实习的实效性,将所学专业知识技能与生产实践充分结合起来。针对毕业实习中存在的主要问题,教师要帮助学生进行查漏补缺,完善所需专业知识技能,以便于将来工作需要。
6 毕业设计突出创新性
毕业设计是机械工程类大学生在校学习的最后阶段,是学生对所学专业知识的综合测试。学生在毕业设计中是否有创新性是检验人才培养质量高低的重要标志。从选题阶段开始,指导教师就要严格把关,看看学生选题是否恰当,是否具有创新性,要看学生的写作提纲是否突出创新性;在毕业设计的实验环节审查上,要看学生的毕业设计实验是否是亲力亲为,是否具有创新性;在学生毕业设计的审查中,要看学生的观点是否正确,创新点在什么地方,毕业设计论文是否符合规范,等等;在学生毕业设计答辩中,要看学生对基本专业知识的掌握程度,要看学生创新能力在毕业设计中的体现。总之,要将创新性作为大学生毕业设计的重点来抓,认真做好毕业设计及答辩教学环节,为机械工程类大学生在校学习画上圆满的句号。
笔者认为,地方高校机械工程类大学生在校教学教育阶段能按照以上6个方面来做,就能有效提高学生的动手实践能力和创新创造能力。
摘要:“控制工程基础”是机械工程类一门重要的必修课。作为主要的专业基础课,其理论性和实践性较强。针对该课程的特点和存在的问题,结合课程的教学过程,在教学内容和教材、教学方法、教学手段、实践环节等方面进行了改革与探索,改进课堂理论教学的同时,又加强了课程实验环节,做到理论联系实际,使课程的教学效果明显提高。
关键词:控制工程;机械工程基础;教学改革
作者简介:张红莲(1965-),女,河北保定人,华北电力大学机械工程系,副教授。(河北 保定 071003)
“控制工程基础”是机械工程系机械工程及其自动化专业各专业方向的一门主要专业基础课,该课程理论性和实践性都很强,具有重要工程应用意义。课程内容涉及数学物理、电气、电子、机械工程等多门学科的知识,而且比较抽象,是一门具有一定深度和难度的课程。下面结合教与学的过程,谈些思考和体会。
一、课程目标及存在的问题
1.“控制工程基础”课程教学目标
“控制工程基础”是一门综合性很强的专业基础课,课程的理论性和工程实践性都很强,同时,该课程也是普通高等院校机械类大多专业的必修课。华北电力大学(保定)机械工程系有的个专业方向都要求学生必修该课程。
通过学习“控制工程基础”课程,学生能清楚自动控制系统的基本结构和工作原理,掌握自动控制理论在机械工程中的应用;学会分析机械工程系统的性能,掌握设计和校正系统的基本方法;培养学生分析问题和解决问题的综合能力,为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下良好的基础。
2.课程教学中存在的问题
由于“控制工程基础”这门课程的理论性强,内容偏抽象,涉及数学知识广泛,同时又具有很强的实践性,涉及多门学科知识,就要求学生在学习这门课程时,不仅具备扎实的高等数学、工程数学等相关课程的知识,还要对涉及的多门学科有必要的了解。但是由于学生对相关基础知识掌握不牢固,对学科交叉的内容理解不够,导致对“控制工程基础”课程学习存在较大困难。结合教学过程,将存在的问题归纳如下:概念抽象,学生难以理解,理论内容枯燥,与实践联系不紧密;学生综合分析问题、解决问题的能力不够,需要提高;学生的学习目标不明确,学习积极性不高,课堂学习状态被动,缺乏学习主动性;由于专业方向分流,几个专业方向的学生学习效果差别较大,这门课的通过率比其他课程的通过率低。
鉴于以上问题,为了提高教学效果,培养学生的分析问题和解决问题的综合能力及创新实践能力,在分析了“控制工程基础”课程特征的基础上,从教学内容、教学方法、实践环节几方面进行了改革与探索。
二、课程的改革与探索
针对“控制工程基础”课程理论性强、概念和基本理论抽象的特点和学生工程数学知识欠缺、不同专业方向学生的差异以及课程内容多学时少等问题,从以下几方面入手:
1.教学内容及教材改进
总结了多年的教学实践和教学反馈,调整了内容,编写了机械工程类适用的《机械控制工程基础》教材,主要内容有:
第1章绪论,明确学习目标,通过工程实例,叙述了控制系统的基本概念及控制工程的发展概况,使学生对该课程有全面的了解。
第2章是拉普拉斯变换,这是整个课程的数学工具,是学习“控制工程基础”课程的基础。但在原来的教材中,这部分作为附录,而不进行课堂教学,学生课下自学,结果是学生不重视。又由于工程数学这部分学生没有学过,基本的变换性质不清楚,影响了对整个课程的学习。因此,教师安排2学时的授课时间,通过实例学习拉普拉斯变换,为学生学习后边各章节打下良好基础。
第3章是物理系统的数学模型及传递函数,本课程以机电自动控制系统作为主要研究对象。首先要建立系统的数学模型,以便从理论上对控制系统进行定性分析和定量计算,这是控制工程的基本方法。传递函数是在拉氏变换基础上建立的一种常用的数学模型,是极其重要的基本概念,是系统分析、研究与综合的有利工具,更是经典控制理论的基础。一个实际的系统,建立了数学模型,就可以用适当的方法对其性能进行全面地分析和计算。对于线性定常系统,常用的工程方法有时域分析法、根轨迹法和频率分析法。
第4章是控制系统的时域分析。根据系统的微分方程,以拉普拉斯变换为数学工具,直接解出系统的时间响应,然后根据响应的表达式及其描述曲线来分析系统的性能,如稳定性、快速性、稳态精度等。这样,学生通过对系统进行时域分析,可以直观简便地了解系统响应的全过程,掌握系统时间响应的全部信息。但是时域分析法在实际应用时常会遇到一些问题,比如复杂系统中存在难以用数学模型描述的元部件,而频域分析法能解决这些问题。
第5章为控制系统的频域分析。这种方法以正弦输入信号的频率为变量,在频率域内通过研究系统的频率特性及其图形来分析系统性能。它是一种经典工程实用方法,可方便地用于控制工程中的系统分析与设计,频域分析法是经典控制理论的核心,也是教学的重中之重。
第6章是系统的稳定性。稳定是控制系统正常工作的首要条件,也是控制系统的重要性能,因此,必须要分析系统的稳定性,并提出确保系统稳定的条件。这章主要研究线性定常系统的稳定性判据及其应用,以及提高系统稳定性的方法。这一章是前几章内容的综合应用,要求学生能够把前边的知识点贯穿起来,提高综合分析问题解决问题的能力。
第7章是根轨迹法。这种方法不直接求解特征方程,而是在[S]平面上由开环零极点确定闭环极点,将系统的某一参数与闭环传递函数特征根的关系描述在一张图上。由于可以利用计算机进行作图,简单实用,所以广泛地应用在控制工程中,并成为经典控制理论的基本分析方法之一。掌握了前面控制系统几种基本方法后,就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。
第8章是控制系统的校正,通过这一章,学生能学会如何根据系统预先给定的性能指标,去设计一个能满足性能要求的控制系统。
鉴于这门课程的实际学时数,第7章根轨迹法和第8章控制系统的校正只作简要介绍,要求学生对这两章有个初步了解,对“控制工程基础”这门课程具有系统认识。其他章节都分配相应学时重点深入地教学,借助多媒体现代教学手段来解决内容多学时少的矛盾,利用课堂教学和课下辅导的方式提高教学效果,解决“课程难学”的问题。
2.教学思路的更新
从“控制工程基础”课程体系和内容的系统性出发,从整体上把握课程的教学脉络,使学生对这门课程形成整体的构架,对知识融会贯通。
(1)突出基本概念和基本理论。在“控制工程基础”这门课程中,每一章都提出了一些基本概念,这些基本概念之间又相互关联,串联起来就形成了本课程的知识要点,进而形成系统理论,必然是学习理解的重点。对基本概念和基本理论的思考和掌握,有助于学生养成科学的思维习惯,提高其分析问题和解决问题能力。在讲授过程中除让学生对课程中概念本身的内涵与外延认真理解外,还要让其注意体会每个概念在整个课程理论体系中的作用。因此,针对学生在学习基本概念和基本理论过程中出现的问题,分析原因并提出相应的解决办法,以实现本课程的教学目的。
(2)建立不同分析方法之间的相互联系。对于一个控制系统,稳定性、准确性、快速性是基本要求。其中稳定性是首要条件,它是系统性能的重要指标,贯穿了时域分析和频域分析方法的始终,也是系统综合设计和校正要满足的性能要求。在课程的教学中,以稳定性、准确性、快速性为主线,建立各种系统分析与设计方法之间的联系,有助于对课程内容的理解和掌握,理清各章节之间的逻辑关系。
先通过具体实例,例如以机床运动控制系统为例,来说明对于一个控制系统的分析和设计。首先,必须掌握自动控制系统的基本概念,建立系统的数学模型,才能进行理论分析。而最基本的数学模型是微分方程,但高次微分方程求解较为复杂,需将微分方程转化为代数方程,这就需要进行拉普拉斯变换,大大简化了求解过程,进而得到系统的传递函数。然后,在传递函数基础上,对系统进行分析。常用的分析方法有:时域分析法、频域分析法、根轨迹分析法以及相应的性能指标。这样,一方面,有了系统的性能指标,就能够对系统的稳定性和准确性进行分析判断;另一方面,也可以根据给定要求的性能指标,得到理想的控制系统,从而对原有的控制系统进行综合和校正。这样抓住了稳、准、快这条主线,就理清了各章节之间的逻辑关系,该课程的内容就能够顺利地衔接起来。例如对于稳定性的问题,就可以从多个方面、多个角度来分析判断,可以求解微分方程,可以求闭环特征根,可以用根轨迹法,可以用劳斯判据,可以用奈奎斯特判据等方法,这样自然对这门课程的系统性有了明确认识。
3.教学手段的改进
“控制工程基础”课程是机械工程及其自动化大专业各专业方向都必修的专业基础课,具有较强的理论性和实践性,涉及的知识面宽,包含的信息量大,内容又比较抽象。由于课程内容多课时少,另外,机械类学生工程数学知识以及相关学科的知识欠缺,必须改革教学手段,充分利用现代化教学工具,利用计算机仿真来辅助教学,才能实现高效的课堂教学,使学生收获更多知识。针对不同的专业方向,如,制造和设计、机电和物流、输电工程专业方向,采用分班教学,联系本专业方向的实际应用,将教学内容进行调整。同时,采用计算机多媒体辅助教学与传统的教学模式相结合,在有限的课时内增加了信息量,使枯燥、抽象的理论变得形象和具体。教学中还引入了软件Matlab/simulink,开阔学生的视野。例如时域响应曲线、频域的幅相曲线及对数幅相曲线的绘制,为了提高课堂效果,达到师生互动,教师首先在黑板上画出大致曲线,帮助学生理解,然后利用多媒体,用编好的程序或建立的仿真模型,在屏幕上精确地绘出相应的曲线,并改变系统的参数,再次绘图显示,让学生进行分析比较,得出结论。这样提高了学生的学习兴趣,激发了他们的求知欲,大大提高了教学效果。
4. 加强实践环节
注重实践教学环节,加强控制理论的工程应用。“控制工程基础”课程的理论性强,在理论讲述中,学生未免感觉“空、虚”,因此在教学过程中,要注重实际,结合具体生活和工业生产实例,使学生的学习目标明确,知道控制系统在生产生活中的应用无处不在。这样学生不仅提高了学习兴趣,也更深刻地理解了理论知识。同样,该课程的应用性也很强,必须利用实践环节将理论应用到实践中。课程设置了时域和频域的相应实验,一方面,利用自动控制实验箱,让学生搭建典型环节和典型系统,输入不同的典型信号,通过示波器观察系统的响应曲线。另一方面,将实验曲线和Matlab/simulink软件仿真出来的理想波形进行对比,分析实验结果,得出结论。在课程教学的同时,注重加强对学生综合实践能力的培养,利用开放的实验室,充分发挥学生的主动性,让学生设计完成自动控制系统的相关课题,还结合Matlab/simulink软件进行控制系统的仿真,使学生感到课程的“真、实”,提高了他们综合分析问题解决问题的能力,做到学有所用,为他们的专业学习以及将来工作打下坚实的基础。
三、结束语
随着科学的飞速发展,学科之间日益相互渗透和交叉,非电类学生的自动控制基础知识和基本技能的训练更需要加强,“控制工程基础”课程地位更显得重要,因此必须及时总结改进,不断更新教育观念,提高教学质量,才能更好地促进学科发展,培养具有创新能力的高素质人才。
摘要 高职机械工程类专业“工学结合”的教学模式是一种以培养职业人才为主要目的教育方式。本文阐述了这一教学模式的特征、重要意义及实施的可行性。
关键词 高职机械工程类 工学结合 教学模式
1 高职机械工程类专业“工学结合”教学模式的特征
1.1 现代性
在人才培养的全部过程中体现了教育与生产劳动相结合,以培养全面发展的个人职业能力为目标的这两个现代教育最根本的特征。大连作为我国一个重要的机械装备制造业地区,机械工业发展速度快,需要高素质人才多,所以,教育与生产劳动相结合是现代生产和科学发展的必然要求。正是从这个意义上说:学习与工作相结合具有明显的现代特征。
1.2 职业性
工学结合从诞生之日起就带有浓厚的职业导向性,学校与企业建立相对稳定的契约合作关系,形成互惠互利、优势互补、共同发展的动力机制。我们认为,学习与工作相结合的主要目的,就是使学生在实际工作情景中教育自己,养成积极的工作态度,掌握未来就业所需要的知识和职业技能,为今后的就业做好准备,最终使他们能顺利地走向社会,完成学习生活向职业生活的过渡。
1.3 市场性
校内学习与校外工作相结合(校内学习与校内实训基地实习相结合)是工学结合又一特征,是一种市场化运作方式,正是从这点出法,学校教育更贴近社会的需求,学校和企业(包括校内实训基地)这两种不同的教育环境和教育资源得到了充分的利用。
1.4 大众性
随着社会的进步,人们对从业职业人员技能水平的要求越来越高,随着科学技术的发展,人们的生存和求职要求也越来越高,企业需要的学习与工作相结合型的高技能人才越来越多。要求得到高职教育的人也日益增多,工学结合对受教育者职业发展的关注,正是它大众性特征的最好体现。
2 学院机械工程类专业实施“工学结合”教学模式的重要意义
随着国家振兴东北老工业基地战略计划的实施,大连地区的装备制造业飞速发展,正是这一形势的发展,成就了大连职业技术学院机械工程类专业的发展,因此,我们的定位是:为了促进大连地区的经济发展,使学院成为大连地区装备制造业高素质、高技能型人才的培养基地,担负各种工业企业高技能型人才的培训重任。只有这样才能实现大连职业技术学院的自身价值,从而促进企业的发展和旺盛,从而实现学院的可持续发展。实践证明“工学结合”的模式是院校目前办学定位最有效、最基本的途径,它的前提是学院与企业必须建立密切的“血缘”关系。
我院坚持“举校企合作方案,走工学结合道路”,坚持“以服务为宗旨,以就业为导向”的办学理念,积极与国内外一流知名企业进行深度合作,目前已与1000余家企业建立了以“共同培养企业需求的实用型人才”为目标的合作关系。其中机械工程类专业与百余家企业建立了密切的“血缘关系”,为实施工学结合人才培养模式构筑平台。通过走访、协商、谈判的方式,我院的数控技术、机械制造与设计、模具设计与制造等专业先后与简伯特公司、通世泰公司、通用汽车公司、固特异奥托技术有限公司等近百家企业建立了密切的、唇齿相依的“血缘关系”,把学校教育融入到行业企业之中,把企业的理念和文化引入到学院,达到了高职院校与企业共同进行人才的培养的目的。
3 学院实施“工学结合”教学模式的可行性
学院的“现代装备制造技术实训中心”,是一个汇集了数控加工技术、电加工技术、普通机械加工技术、模具技术和钳工技术等领域大型综合性实训基地。专门为机械工程类专业的学生提供本专业实训的场所,这些都是实施“工学结合”教学模式的必备条件。
该实训中心占地面积约为5200平方米,下设22个实训区(或室)。该实训中心拥有设备约为350(台套),设备总值约3500万元,主要设备如下:经济型数控车床20台,全功能数控车床13台,数控车削中心1台,数控铣床8台,台式加工中心11台,4轴4联动立卧式加工中心2台,5轴5 联动立式加工中心1台,快慢走丝线切割机床12台,电火花成型机床3台,光学曲线磨床1台,数控激光雕刻机1台,光学曲线磨床1台,三坐标测量机2台,磨床12台,车床30台,钳工实训装置64工位,冲床及注塑机5台,各种典型夹具8套,气液压控制实训台7台,机械原理与零件实训台2套,工具仪1台,粗糙度仪3台,硬度仪3台,数显测量设备若干,计算机150台,多种CAD/CAM软件。
该实训中心设备以生产型,企业在用设备为主,能满足典型零件部件生产加工技术要求,设备数量、规模、功能技术水平在大连市各大专院校中处于领先地位,在国内位于前列。实训中心现有专职实训指导教师和管理人员14人,兼职实训指导教师5人,实训中心能同时容纳700名学生进行理实一体化教学和生产性实训。
该实训中心能满足机械设计与制造专业、数控技术专业、模具设计与制造专业、机电一体化、船舶工程技术等专业课程实践教学和生产性实训,还可以按国家标准进行车工、钳工、磨工、铣工、数控车工、数控铣工等9个工种的高级技师,技师,高、中、初级职业资格培训和鉴定工作,也可以对外承担技术服务,社会各类人员培训和职业技能比赛等工作。该实训中心被大连市指定为“国家职业技能鉴定所”,数控加工实训区被国家教育部定为“全国数控职业教育实训中心”。若在该实训中心逐步实施工学结合教学模式,也必将加速高素质人才的培养。
4 结束语
在当前合作教育史上,“工学结合”的教学模式是世界普遍认可的一种教育形式。“工学结合”的教育培养模式是我国高等职业教育改革的主要方向,特别我院的机械工程类专业应联合更多的校外企业加入到这一教学工程之中,同时也应在我院“现代装备制造实训中心”教学中逐步实施这一教学模式。
摘要:在高职机械工程类专业实施工学结合教学模式中,建设一支适应与高职教育自身发展的“双师型”队伍,是一件迫在眉睫重要的任务。我们在讨论“双师型”教师的内涵基础之上,研究了当前形式下影响“双师型”教师队伍建设的主要因素,并结合我院机械工程类专业实际情况,提出了强化“双师型”教师队伍建设的途径与方法。
关键词:高职机械工程类专业 工学结合 双师型教师队伍 内涵 影响因素 途径方法
1 高职机械工程类专业“双师型”教师的内涵
我国于1995年在《国家教委关于开展建设示范型职业大学工作通知》{教职【1995】15号}中第一项提出“双师型”教师的概念,直到如今,“双师型”教师在全国范围内还没有统一明确的定义。但《通知》中对高职院校“双师型”是这样要求的:“有一支专职结合,结构合理素质较高的队伍,专业课教师和实习指导教师具有一定专业实践能力,其中有三分之一以上的的“双师型”教师。笔者以为:高职机械工种类专业的“双师型”教师的内涵应从两个方面理解:
1.1 从教师队伍的整体来看
1.1.1 专兼型的:有专职教师又有兼职教师。
1.1.2 校企型的:有本校专职的教师,又有来自企业和社会的工程技术人员。
1.1.3 理论与实践型:有侧重于理论教学的教师,有侧重于专业技能教学的教师。
1.2 从教师本人来看
1.2.1 双师型应具备资格是:高职院校的教师应获得高校系列职称(一般是讲师以上的职称)。同时获得本专业(或者本专业相近的)上岗证、技师证、工种等级证。如机械设计与制造专业的教师应获得机械类专业的技师证和高级钳工、高级铣工、高级磨工、高级数控工类的证书等。
1.2.2 双师型应具备的素质是:具有讲师资格的教师,同时又具有半年或者一年以上在机械装备制造的企业从事专业技术工作的经历。
1.2.3 双师型教师应具备的条件是:一是具有副高级以上的职称的,同时又获得本专业非教师系列高级技术职称(如高级工程师)。并且在实践中又有很强的技术应用及开发能力、有丰富的工程(职业)技术经验,并有解决技术难题、开发高技术含量产品,组织大型工程技术项目的实施成果的教师。
2 影响“双师型”教师队伍建设的因素
当前,高职院校机械工程类专业教师队伍中,具有双师型素质的教师人数比例不高,培养力度不强、人员素质不齐、这些问题的存在,严重地影响着高素质人才培养的目标,制约着职业院校的可持续发展。那么,影响“双师型”队伍建设的主要因素是:
2.1 相关的“双师型”法规不完善,继续教育保障制度不全。由于,国家还没有出台较完整有关“双师型”认定的相关文件、各高职院校在认定“双师型”教师过程中,都是参照高教厅标准认定方法,不仅是在具体入选条件上,并且在程序上,资格划分互不统一、没有国家、省、市、院校四级教育制度,没有形成师资队伍培训与建设的长效机制,校企培训基地和教师科研中心、高职院校实践教育场所建设不足,专职教师实训培训和锻炼的机会太少。
2.2 教师职务评定中重理论轻实践的倾向影响“双师型”师资队伍的发展。教师职务评定中、强调了教材的编写、科研论文的质量和刊物的级别(中文核心最佳)。这些要求无意相引导教师追求将自己在理论性较强中文核心期刊上。从而忽略了教师实际应用的研究和相关的实践教学活动。
同样,担任课堂教学的教师与在实训中心担任指导教师在职务评定中的待遇也不一样,以机械工程类专业为例。担任课堂教学的助教,只需通过学校的评定即可晋升“讲师”,而在实训中心担任实训指导教师必须通过具有一定难度的国家统一考试才能晋升为“实验师”“技师”“高级技师”。
2.3 教师的教学工作量大,大大减少到企业进行调研和实训的时间。作为高职机械工程类专业的教师,每隔一段时间应到企业的相应岗位实训或者到企业、社会去调研,这样做才能不断地接触到企业的新产品、新设备,学到新知识、新工艺,更好地为培养高素质人才“充电”。但是由于近几年招生规模的扩大,我院机械工程类专业的在校生数量增加两倍,而教师增加不多,所以教师的教学工作量大幅度增加。由于精力所限,原来深入企业调研、实训的惯常做法,现在却很难坚持下去,虽然我校的机械工程类专业都力争选派教师到企业挂职实训,但是笔者认为还是满足不了全面提升教师实践能力,达到“双师型”教师的实训要求。
3 加强“双师型”教师队伍建设的途径与方法
3.1 相关部门应尽早制定“双师型”标准,各校应保障“双师型”教师的教育制度。作为“双师型”教师,是高职院校培养高素质人才的骨干力量,它的质量是影响培养人才的“瓶颈”,所以国家和地方政府应尽早出台“双师型”教师的认定标准和条件;另外还要制定师资队伍培训与建设的长效机制,并制定出相关的制度、措施等。我院在本世纪初就制定《从社会和企业引进专家,专业带动人的规定》,并制定校内教师到企业培训的相关文件。
3.2 对现有教师(指高职专职教师),要把“双师型”教师的个人追求转变成以组织形式按照“双师型教师队伍”总体建设需要进行管理。另外,还应避免“双证型”、“双职称”等类型“双师型”教师的对口问题。不要出现学非所教,学非所用的问题。我院机械工程类专业从07年开始先后选派多名教师到大连地区的大中型企业进行半年或者一年的培训,到企业第一线拓展专业知识领域,完善知识结构。如数控技术专业所选派两名教师到大连机床集团,大连柴油机厂培训,机械设计与制造专业选派一名教师到大连奥托技术公司培训。
3.3 加大引进企业优秀人才,充实“双师型”教师队伍。“双师型”队伍的建设,应努力借鉴职业教育较好的国家的成功经验,必须加大从企业和社会聘请兼职教师的工作力度,并且创造条件,让这些从企业和社会聘进校的兼职教师成为高职院校的专职教师。我院机械工程类专业近几年从营口、沈阳引进教授、教授级高工教授,从大连的大中型企业引进高级工程师三人,充实到模具制造与设计、数控技术专业、机械制造与设计等专业,有的还担任本专业学科带头人。
3.4 高职院校应重视实践教学环节,加大实训基地的投资,把实训基地力争建设实训教师的讲课及办公的地方,办成学生既能听课又能动手实习的场所。这样使实训指导教师不再依赖传统的办公室备课,只能在传统的理论教室上课的局面,使高职院校的教师在实训基地既备课又讲课,又指导学生实习。而学生在实训基地中一边进行实训,一边听理论知识,从而实现高职院校教学质量的全面提高。我院“现代装备制造实训中心”的普遍加工机床的指导教师,一边实训中心指导学生实训,一边在机床旁边给学生讲解相关的金属材料、公差与配合等理论方面的知识。
4 结束语
高职师资队伍的建设,是职业教育成败的“瓶颈”问题,它是职业教育人才培养质量的根本保证,而加强高职院校机械工程类专业“双师型”教师队伍的质量建设,已经成为高职机械工程类专业核心能力的首要任务。因此,逐步解决“双师型”队伍建设过程中的问题,积极探索“双师型”队伍建设的途径,是实现高职院校可持续发展的一项十分紧迫任务。
作者简介:魏文杲(1953-),男,辽宁大连人,教授,研究方向:机械设计与制造。
【摘要】随着信息时代的到来,信息技术得到了前所未有的发展,社会对于各类人才的需求更加迫切,旺盛的需求给教育事业带来了新的生机和活力。作为社会一线人才的主要培养方式——机械工程专业,其教学方法和模式也得到了飞速的发展,完善教育体制、改进教学方法成为目前机械工程专业的教学工作重点。在机械工程专业教学中,以培养学生创新能力、实践能力和学习能力为目的,以满足社会对机械工程类人才需求为出发点,提出符合社会发展的人才培养计划、教学纲领和教学方法。本文结合现有实际教学经验进行分析,阐述了机械工程类学生创新能力的培养措施。
【关键词】机械工程类专业;创新能力;课程体系
社会的发展离不开具有创新能力人才的培养,创新能力是社会发展、科技进步的原动力,在现阶段的教学领域中,各类院校普遍施行基础好、素质高、学习上手快、转型快的全面教育方式。尤其是在科学技术飞速发展的当今社会中,各国综合国力竞争十分激烈,培养学生的创新能力和创新精神就显得尤为重要,已成为时展的必然要求。自从改革开放以来,我国教学体系得到了飞速的发展,机械工业也取得了平稳、快速的发展,同时对于工程类专业教育也提出了更高的考验。对社会新发展,我们在教学中不仅要让学生拥有扎实的基础理论知识,还需要加强学生的动手实践操作能力培养。
1.机械工程类创新人才培养的意义
面向新世纪社会发展而言,创新知识、创新能力和创新思维已成为培养机械专业人才的主要目标和重要内容。在教学工作中,不但要求学生具有扎实的理论基础知识,同时还要求其具有较强的独立工作和解决问题的能力。就目前的人才市场招聘信息反馈分析,机械类专业存在的普遍现状是学生理论基础丰富,也较为系统化,但是由于在教学之中对于实际操作较少,以致于无法将这些理论知识转变成为实际的操作经验。同时还由于课堂教学之中学生所学到的理论知识都是一种彼此独立、零散的现状,因此在教学工作中学生无法系统、连贯起来,难以解决现有工程实际问题,即便走上工作岗位也很难在工作中做出成绩,更别说是在工作中有所创新了。
在现阶段的教学工作中制定出科学创新的教学内容和教学方式对于培养创新力人才有着重要的作用。传统的机械工程专业教学体系之中,多数教学工作人员关注基础课程的教学与科学制定新的教学体系,而忽视了学生的兴趣爱好和个性特长等方面的作用和知识。在这种教学模式中,教学的内容和方法往往依赖于教材,而教师无法独立的对教学经验和实际操作方式进行传授,这就造成学生的知识体系出现了滞后性。面对科学技术飞速发展的今天,教材也有着一定的滞后性,而教师如果不对教学方法和教学内容加以总结与完善,那么所传授的知识往往都是一种填鸭式教学方式,学生对于现阶段先进技术水平也是一无所知,培养出来的工程技术学生也存在着灵活性缺乏、缺少创新精神。因此在教学工作中制动出创新人才教学体系是十分重要的,我们在教学工作中始终要坚持全面发展的教学观,坚持以促进学生思想道德、文化知识与身体素质等方面的全面健康发展要求,同时也要注重学生知识、能力和素质的相互协调发展。
2.课程体系的构建
根据现阶段社会发展现状分析而言,创新人才课程体系的培养主要通过文化素质与科学技术水平的相互结合、相互交叉而形成的基础教育平台。以现阶段的社会发展和科学技术水平分析为背景,以突破性、大口径、大平台作为主要的教学理念,让学生在学习知识的同时能够更好的适应社会发展趋势的要求。在教学的过程中,要突破原有的科学与课程教学的观念与界限,由传统单一型教学模式向综合型教学方式转变,同时对于教学方法也应当由过去的示范型、验证型朝着现阶段的参与型、探索型和开发型进行转变。在教学的过程中要增加基础知识的相互渗透,综合采用各种先进科学技术手段对知识进行全面的分析与配合,多采用计算机、信息技术以及幻灯片等现代化教学方式。
在现阶段的机械专业基础理论知识课程中主要包括了人文社会知识、自然科学、文体艺术、应用技术和基本操作技术等相关基础知识,同时在教学的过程中要改变过去狭义的教学方法,要与现阶段社会发展技术相结合,促进学生全面发展。伴随着现代化工业进程的不断加快,现代工业面临的挑战日益复杂,同时对于未来工作人员也提出了更高的要求。因此在教学的过程中在加强学生理论知识学习和掌握的情况下,更是要培养学生的民族意识、经济意识和工程意识,并且要加强其社会交际能力,帮其解读人与自然的协调发展的概念。因此我们在教学工作中必须要进行综合的教学方式,使得教学内容能够涵盖教学的方方面面,让学生终身受用。在机械专业教学过程中,采用先进科学技术方法旨在加强学科基础教育,培养学生面向社会的适应性和创造能力,进而增加学生的自我发展能力。
3.教学方法的设置
3.1专业课程设置
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,一方面要应对专业课程学时减少现状,另一方面要对课程内容进行精炼,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、制冷与空调相关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力开设部分选学课。
3.2实践课程设置
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的,只有通过在教学中与生产相结合,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,并要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。
3.3实践基地选择与设置
实践基地是新兴人才培养的摇篮,我国在实践基地建设方面取得了可喜的成绩。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。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。按照国家推广的示范型基地实验室的建设标准来进行规划和设置。实践基地通常应分成三大块:动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地。
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,其培训能力应为能承担每年全员的实验教学任务,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,每年可承担全员的拆装实训教学任务达。
4.结束语
总之,在社会发展中机械工程专业学生实践能力的培养已经得到社会的共同认可,在全校师生的共同努力下,不论从课程体系建设,校内外实践基地建设,师资队伍建设,实践教学质量保证体系建设方面都取得了较好的成绩。在教学中,始终以基本能力训练为基础,以工程素质培养为核心,以创新精神教育为主线,明确实践教学任务,更新教学内容,改革教学方法和手段,强化考核机制,不断提高教学质量,为地方和行业培养了大量高质量的人才。
摘要:首先分析了虚拟样机技术的理论依据和优势,然后结合机械工程类本科教学实践的特点,从培养学生的仿真分析意识、注重理论与仿真实践结合、激励创新和建设综合的虚拟样机教学平台等多个角度探讨了如何培养高质量、高水平的机械工程类人才。
关键词:虚拟样机技术;人才培养;机械工程类;仿真分析;创新
作者简介:路永婕(1981-),女,甘肃靖远人,石家庄铁道大学机械工程学院,讲师;陈娜(1979-),女,辽宁辽阳人,石家庄铁道大学信息学院,讲师。(河北 石家庄 050043)
在20世纪80年代,随着计算机科学技术的进步与发展,导致了虚拟样机技术(VPT,virtual prototyping technology)的出现,从而加快了工业发展的步伐。虚拟样机技术以自身的优势大大提高了工业产品的设计和研发的效率,极大地缩短了产品的生产和制造周期。目前虚拟样机技术在各领域的企业和研究机构里已经取得了良好的经济效益,得到了广泛的应用。因此各企业单位对熟练掌握虚拟样机技术的人才需求不断增长,这就势必要求在高等教育过程中更加注重培养大量的此类人才,以满足人才市场的巨大需求,进一步促进我国工业水平的提高。
虚拟样机技术作为一种先进的技术,在推动工业发展的同时也为高等教育培养高质量、高水平的人才提供了良好的手段和思路。在机械工程类本科教学实践中充分应用虚拟样机技术将会有力地促进工科类教学方式和教学体系的改革,会大幅度地变革旧的教学模式,实现大学生学习的多元化和主体化,使学生跟随工业技术发展的步伐,牢固夯实知识要点,掌握学科体系。
一、虚拟样机技术的理论依据与应用前景
虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法,该技术结合了先进的建模技术、仿真技术、信息技术、优化技术、制造技术和先进的信息管理技术,涵盖了工业产品的概念、设计、实验、生产和制造的各个环节。可见,虚拟样机技术重点强调了工业产品的系统观,它针对产品的全生命周期,对产品进行全方位的测试、分析与评估,实现了不同领域的虚拟化的协同设计。
总之,虚拟样机技术是以虚拟样机为主体,可视化为界面,仿真分析为主要手段,三维造型软件为工具,建立起的多学科、多领域、多角度的协同设计平台。在机械领域中,虚拟样机技术以机械系统运动学、动力学、传热学和控制理论为核心理论,几乎涵盖了机械工程体系中的各个子系统。目前基于虚拟样机技术,涌现出来了大量成熟的商业化软件,大体可以分为几何建模(SolidWork,UG,Pro/E)、结构分析(ABAQUS,ANSYS,NATRA)、多体动力学(SIMPACK,ADAMS,DADS)、液压与控制(AMESIM)、振动与噪声(SYSNOISE,AUTOSEA)等几个范畴,在机械工程、航空航天、国防和医学等各个领域发挥越来越重要的作用,在企业中已经得到了普遍的应用,获得了很多的成功案例。
因此在运用虚拟样机技术进行工业生产时,需要具备扎实的计算机、运动学、动力学和控制学多个学科的知识,这就对高等教育人才的培养提出更高的要求。从上述虚拟样机技术的内涵和理论依据可以发现,该技术具有很强的实践性强、可重复性和操作直观的特点,所以这些特点既是学生最终学习的目的,也为教师提高教育水平提供了很好的手段。
二、充分发挥虚拟样机技术在机械工程类教学中的作用
1.培养学生的仿真分析意识
在计算机技术高速发展的今天,基于虚拟样机技术的仿真分析已经日趋完善,分析的结果可靠、逼真,在工业生产中已经被广泛认可。所以,在教学过程中应引导学生积极掌握和利用仿真分析的技巧,在学习和吸纳新知识时充分应用仿真的手段进行分析和验证,提升对知识的理解程度,提高对专业知识的认知水平,形成良好的仿真分析习惯。
由浅入深地让学生在学习过程中随时借助虚拟样机技术对书本中的例题、课程设计中的案例和毕业设计命题从仿真的角度预演解题过程,树立起良好的仿真意识,这不仅提高了学生分析、解决问题的能力,而且在反反复复的仿真实践中对虚拟样机的综合应用能力得到提高,对专业知识的准确应用也会有一个比较深刻的认识。
2.注重理论与仿真实践结合
在机械工程相关专业的学习中,“机械原理”、“机械设计”、“机电控制”、“测试技术”等都是必修的专业基础课程,在以往的教学中,学生在掌握这些课程时比较头疼,教师在教授过程中诠释概念、分析原理时也比较吃力。分析其中的原因,主要就是学生在认知这些专业知识之前,相应的背景知识比较欠缺,对难懂的知识点存在很大的陌生感,教学的效果差强人意。然而虚拟样机技术恰恰可以弥补这一点,可以在教学的各个阶段都发挥不同的效用,在每门课程学习之前,教师可通过基于虚拟样机技术的成功工程案例的展示,激发学生对本专业知识求知的欲望,对课程设计的过程产生浓厚的兴趣,以最短的时间融入到课堂中。
因此在学习理论的过程中,对于那些晦涩难懂的理论就可以通过结合虚拟样机的仿真分析实践的方式,以鲜活的仿真现象直观揭示理论的真正内涵。例如,对于“机械原理”教学可以通过多体动力学的仿真软件建立机构的虚拟样机模型、定义部件的约束、动态仿真运动的轨迹、获取各构件的运动学特性曲线等等就可以清晰展现机械原理的整个理论体系,让学生轻松享受学习的过程。
3.以仿真分析为工具实现创新设计
近年来,我国教育部和工程院共同启动了“卓越工程师教育培养计划”,该计划的目的就是为我国培养大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。但是在教学实践中,学生在掌握了基本理论后综合运用知识的能力也比较差,总是不能融会贯通和灵活创新,原因之一在于学生没有掌握协同设计的工具。虚拟样机技术的特点之一就是多学科、多平台的优化设计,可以使学生在掌握理论知识和仿真手段的基础上,依托省、市和学校举办的各个类型机械创新设计大赛全面施展虚拟样机技术的综合交叉的特点,以仿真分析作为有力的工具实现创新设计。
摘要:随着信息技术的飞速发展以及社会对人才的需求,必须加快机械工程类课程与教学体系的改革。以笔者所在院校机械工程类专业为例,阐述了通过优化人才培养方案、构建合理课程体系以及加强实践教学环节的改革等措施,对提高学生创新能力起到了积极作用。
关键词:机械工程类专业;创新能力;课程体系
作者简介:张桂菊(1979-),女,布依族,贵州贵阳人,邵阳学院机械与能源工程系,讲师;肖才远(1979-),男,贵州威宁人,邵阳学院城市建设系,讲师。(湖南邵阳422000)
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。
四、创新实践教学成果
根据以上内容构建的大学生创新能力培养体系在机械工程类专业实践近两年来成绩显著。到目前为止,邵阳学院热能与动力工程专业、机械设计制造及其自动化专业入选教育部第一类特色专业;动力机械及工程学科被评为湖南省“十一五”重点建设学科;小型内燃机及先进制造技术被评为湖南省高校重点实验室,发表学术论文40余篇。现承担包括国家自然科学基金项目、湖南省重点科研项目、湖南省自然科学基金项目在内的省部级以上项目3项。学生参加全国大学生节能减排竞赛、湖南省挑战杯竞赛和湖南省第三届大学生机械创新设计大赛等大赛取得优异的成绩,2008年获得湖南省第三届大学生机械创新设计大赛一等奖2项、二等奖1项;2008年荣获第八届湖南省大学生挑战杯课外科技作品竞赛三等奖1项;2009年获得第二届全国大学生节能减排竞赛三等奖1项,2009年获得中南地区港澳特区第四届大学生机械设计制造创新大赛二等奖1项;2010年第四届“挑战杯”湖南省大学生创业计划竞赛金奖1项、铜奖3项。2009年“挑战杯”比赛中获得全国三等奖1项。2009年教育部、住房和城乡建设部高等学校土建学科专业指导委员主办的第一届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技术竞赛在邵阳学院举行,学校成功地承办了该项大赛,并获得了大赛唯一的特等奖。在今后的工作中我们将继续探索地方院校机械工程类专业大学生创新能力培养体系的构建问题,进一步完善培养体系,推广所取得的成果。
摘要: 毕业设计是高校重要的实践性教学环节,是在学生毕业前对其所学知识和自身素质的全面检验,其质量直接反映高校教学质量的总体水平。加强毕业设计环节的管理,确保毕业设计的质量,对培养学生的基本素质和工程能力非常重要。本文从基础知识掌握、就业、对毕业设计认识、选题、指导老师投入、开题、学生的创新意识薄弱等方面分析毕业设计存在的问题,结合机械工程类的毕业设计现状,提出一些质量控制的措施。
关键词: 机械工程类毕业设计教学改革
毕业设计是高校实现教学目标、造就合格人才、培养学生综合运用所学知识进行科学研究与工程设计综合训练、培养创新思维与工程实践能力的重要环节,是本科生在校期间的最后一个综合性的实践教学环节,是人才培养过程中一个重要阶段,是毕业前对所学知识和自身素质的全面检验,也是对高等学校的培养目标和教学质量的评价。对于机械工程类学生来说,毕业设计是巩固、联系、充实、深化、扩大所学的基础理论及专业知识,提高面向工程实际提出问题、分析问题、解决问题的能力,培养综合运用所学专业知识解决机械工程领域问题的实践能力的重要手段,因此学生要初步掌握专业设计工作的流程和方法,熟练运用计算机等工具提高工作效率及质量,培养认真踏实、刻苦钻研的科研态度及团队协作和创新意识。因此,毕业设计是对学生基础知识、专业知识和独立工作能力与创新能力的综合检验,其质量直接反映高校教学质量的总体水平。加强毕业设计环节的管理,确保毕业设计的质量,对培养学生的基本素质和工程能力非常重要。下面笔者结合机械工程类的毕业设计现状,分析主要影响因素,提出一些质量控制的措施。
1.毕业设计中存在的问题
1.1基础知识和综合设计能力的缺陷。
毕业设计是一个复杂而艰巨的系统工程,是对学生进行一次工程师基本技能综合训练的过程,学生需要投入大量的人力、财力和物力,包括:对技术经济合理性的分析能力,对毕业设计的理解能力,查阅、分析各种文献资料的能力,掌握使用工程技术规范、手册、图表、专业外语等技术资料的查阅能力,计算和设计能力,数据处理能力,计算机应用能力,绘图和设计说明书的撰写等方面的能力。机械工程类本科毕业设计涉及机械制图、金属工艺学、互换性原理与测量技术、工程力学、机械基础等基础理论课程和不同设计方向所应用的专业知识。学生在毕业设计之前所学的课本没有教会他们怎么进行完整设计,怎样把书本知识与工程实际紧密结合,怎样把理论和实践有机地结合起来,进行创造性思维,而毕业设计则给了学生这个连接书本与实践的机会。部分学生忽视这些基础知识的环节和步骤,在无充分思想、理论、资料和必要的条件准备情况下,仓促上阵,加上基本功不扎实,设计过程就显得很慌乱,自然就难以完成高质量的毕业设计[1]。
1.2对就业和毕业设计的矛盾心态。
学生在校的最后一学期是毕业设计的阶段,也是毕业生择业的关键时期,由于高校扩招、经济发展等因素,就业岗位总量不足,学生具有较大的就业压力,二者的重合很大程度上冲击了学生毕业设计的时间和精力。就业与毕业设计在学生心目中的比重发生了较大的变化,已落实工作岗位的部分学生认为工作单位已定,从事的工作岗位和毕业设计课题的关联程度不大,搞毕业设计已不重要;毕业设计期间是考研落选学生和尚未落实工作单位学生积极落实就业时期,这无形中增加了学生的就业压力,为了能在有限的时间内找到工作,他们无心毕业设计,将毕业设计放在从属地位。
1.3对毕业设计的认识误差。
毕业设计是研究性学习和工程训练,是解决工程技术问题的具体实践,是锻炼学生运用所学知识解决实际问题、提高综合素质的重要环节。部分学生对毕业设计的目的理解存在偏差,认为经过几年的学习已经系统地掌握了本学科的基本知识结构,毕业设计只不过是一种形式,加之用人单位在选聘毕业生时很少对毕业设计质量提出要求,毕业设计对个人未来发展影响因素较小。甚至有少数学生抱着侥幸心理,认为抄袭毕业设计也能过关,无形之中降低了对毕业设计的要求。
1.4指导老师选题、投入与毕业设计要求存在距离。
指导老师从拟定毕业设计题目、方案到设计的全部完成,其自身水平及精力投入程度直接影响毕业设计质量。目前许多高校的教师已经承担了大量繁重的教学任务,授课之余还要进行教研、科研、社会工作、自我充实,精力有限,这部分教师对毕业设计指导明显感到心有余而力不足,用于指导、答疑毕业设计的时间自然不足。课题选择具有局限性,常规题目偏多,毕业设计内容和就业单位的实际生产技术状况脱钩,没有起到培养学生基本技能和综合能力的作用,此外也存在毕业设计选题过难、过深、过宽,学生难以完成、难以调动积极性的问题。毕业设计的组织管理有漏洞,表现在各级教学管理部门重视程度不一,缺少严格的管理办法,指导老师的要求不一致,因而有的毕业设计成果形式存在较大差异等现象[2]。
1.5开题工作的误区。
学生参与毕业设计的第一个环节是开题,是学生第一次完全独立地查阅相关资料、确定设计的主要内容、拟解决的问题、课题总体方案、国内外发展现状、解决方案、预期效果、进度安排等。这是一个非常重要的环节,开题工作的质量将直接影响接下来的整个毕业设计。“万事开头难”,很多学生不知从何下手,有些学生在拿到设计任务书后,没有做好充分的准备,没搞清具体要求就匆忙下笔;有些学生没有认识到开题的重要性而敷衍了事,结果交到教师手里的开题报告只是将一些原理、算法拼凑在一起,对拟设计的主要内容、解决的问题、解决方案、预期效果、进度安排等没有深入研究,没有比较和方案选定,没有计划和统一安排,给指导老师的感觉好像是在写理论总结而不是在做设计;还有部分学生上网查了些图片、内容,再加上一些说明,整体没有逻辑、含糊不清、抓不住要点、没有实质内容。
1.6学生的创新意识及创新能力薄弱,缺乏工程意识。
机械工程类毕业设计涉及机械、控制、电子及计算机等多方面知识归纳、总结和综合运用,是一次综合运用多学科知识的实践过程。但在师生互动选择课题时,存在学生的创新意识表现得不够强烈的问题。大部分学生更愿意选择自己熟悉方向的课题,而对于一些涉及新知识领域的课题产生恐惧心理,对自己的能力表示怀疑。学生是毕业设计的主体,指导老师只起辅导作用,在设计中难免会面临新的知识或问题,有的学生考虑的不是如何利用现有资源分析和解决问题,而是所有问题均请教指导老师;有些学生遇到一些困难,就希望教师能把现成的资料拿来参考,缺乏独立思考、分析与解决问题的能力,对教师有很强的依赖性,只会被动地按照教师设计的模式和思路工作,使得毕业设计缺乏创新性,这就需要学生具备不断学习和创新的能力;有些学生拿到设计题目不是按照机械设计的程序踏踏实实、一步一个脚印地查阅资料,研究设计结构方案,而是开始不知如何下手,进入角色后恨不得一个月就把课题做完;有些学生在整个毕业设计结束后都没有查过《机械设计手册》,零部件的选取只凭自己想当然;有些学生在答辩前工程图上还有旧国标,这种现象使得学生到了工作单位很难迅速适应,达不到锻炼的目的,达不到预期效果。
2.毕业设计教学改革探索
2.1根据培养目标,实行科学化选题。
选题质量关系到毕业设计的质量,影响到学生学习的积极性与主动性,而毕业设计题目的方向、内容、工作量安排等适宜是提高学生技术能力培训的重要因素。在选题工作中,师生应结合培养目标,题目的选择、分配及审核等方面达到相关要求:须符合培养目标和教学要求,使学生能综合运用所学知识,得到比较全面的锻炼;根据专业需要,尽可能地选择与生产、技术改造或科研任务相结合的题目,题目应难易适度,工作量适中,有一定的水平,又要使学生在规定期限内经过努力能够按时完成;选题需要具有一定的先进性、新颖性,逐年更新课题;创造条件,引导学生积极参与选题,互动选择设计课题,学生对自己所做的题目内容是否感兴趣,直接关系到毕业设计工作是否投入和学习效果的好坏,因此,要增加学生的学习主体意识,促进学生个性发展;严格执行选题申报、审批制度,题目审核工作是保证选题质量的关键环节,在组织选题工作中,需要充分发挥二级学院、专业系的课题审核职能,严格执行选题的逐级申报和审批程序,确保毕业设计课题质量[3]。
2.2正确认识毕业设计的地位。
当今西方发达国家大部分机构在接收新毕业的大学生时均要安排他们接受相应的专业技能训练,而我国目前用人单位则与之不同,要求到工作岗位后经过短期见习便让其独立承担相关技术工作,不进行系统的工程培训,这使得刚毕业的大学生往往难以胜任工作。机械工程类本科生的培养目标规定,学生在校期间便要获得工程师的基本训练,在毕业设计之前的大部分时间用于理论知识学习,而且是以单一学科的课堂教学形式,考试侧重于考查学生掌握知识的理解力、记忆力,毕业设计不同于单一学科考试,毕业设计侧重考查学生解决实际技术问题能力、创造性思维能力、自学能力、应变能力和进取精神等,内容一般是书本上难以找到的,需要学生探索,从而找出解决问题的方法、措施,使得学生不再是课堂的“观众”,而是“主演”。学生只有在系统地获得并积累必要的知识后,才能具备较好的思维能力与创造能力,然而无论多好的课堂教学也难以替代学生的实践活动。我们培养的学生是能够运用所学的知识解决实际工程技术问题的科技人才,因此,必须通过毕业设计的严格训练,使学生在毕业设计实践中能全面地运用所学知识,加深理解,融会贯通,培养他们分析问题、解决问题的能力。毕业设计这一综合训练环节是学生从学校走向工作岗位必不可少的一个教学环节。因此,学生将整个毕业设计保质保量地完成之后,他们的技术技能将会产生一次质的飞跃[4]。
2.3加大毕业设计的指导力度、指导深度。
在毕业设计期间,教师和学生都有很大的空间。要使学生全身心地投入毕业设计,教师在指导过程中必须具备高度的责任感,加大毕业设计的指导力度。“二十一世纪是创造教育的世纪”,创新型人才的培养呼唤创新教育。在大学阶段,教师是学生走向社会、走上工作岗位的第一门户,要严格把关。教师应该对毕业设计进行及时检查、严格管理,要求学生树立严肃、严密、严谨的科学作风,教会学生合理使用《机械设计手册》等相关参考资料,使学生学会上网查阅各种信息,了解最新的科技动态。对同一设计要求,提倡学生采用不同的方案和工具。
2.4创新意识和创新能力的培养。
2.4.1毕业设计培养学生创新意识和能力,从毕业实习开始。
按时发放设计任务书,使学生对毕业设计的题目类型有一定的了解,对设计课题经过分析后明确:在实习期间需要收集的资料、文献,看什么图样,带着问题有针对性地实习,通过其独立思考培养学生的独立工作能力。在实习中可以请工矿企业单位的工程技术人员介绍一些产品的设计、生产流程、发展状况,教师还可以通过网络了解本专业的发展动态和前沿科学技术,讲授设计应注意的问题,进而拓宽学生的设计思路。条件许可的高校可以让学生参观本专业的新设备、新材料、新工艺,拓宽学生的知识面。实习结束后要求学生写出实结,通过对问题的分析、整理、归纳,培养学生分析、归纳事物的能力,最后评定毕业实习成绩。
2.4.2鼓励学生打破常规思考,唤醒学生创新意识。
在设计过程中需要注重调动学生的主观能动性。设计之初指导教师需要适当引导学生的设计思路,不能因循守旧,用以前的设计范例或指明几种设计方案让学生选择,这将限制学生的独立思考和创新精神,应鼓励学生广开思路考虑设计方案,而对学生打破常规的思路则要予以鼓励,可帮助学生分析新思路的优缺点,充分调动学生设计的积极性,使设计充满生机。
2.4.3鼓励学生独立思考,培养独立设计和工作能力。
指导老师要做好引导,放手让学生去独立思考。教师在辅导答疑时并非要有问必答,而要让学生自己查阅有关书籍、设计资料去寻找答案。对学生难以解决的难点,教师可以帮助分析,与学生共同探讨解决方法,有意识地培养学生的动手能力和自学能力,减少学生的依赖性,促进学生思考,增强学生的独立工作能力。在设计中应强调学生对工程技术标准、设计规范、设计手册、标准图集等的熟练使用。此外,学生需要了解与本专业密切相关的其它专业的设计规范、技术标准、设计手册,以提高毕业后对工作的适应能力。
2.4.4因材施教,提高整体设计能力。
在设计中应充分挖掘它的实践指导意义。学生在学习能力上存在着差异,需要抓好两头:对能力较强者,设计进度较快,给予特殊培养,在完成任务后,尚有时间和余力去做与其设计任务相关的小专题,指导老师可根据不同情况布置新任务,让他们对某些专题进行较深入的研究;对能力较弱者,教师需要付出更多的精力,不能对他们降低标准,而要通过多辅导、多督促等外因条件使其达到合格标准。当他们有微小进步或新的想法时,指导老师应给予热情肯定或鼓励,增强他们的自信和独立完成设计任务的勇气,尽可能地调动他们的积极性。
2.4.5激发学习兴趣,培养综合运用知识的能力。
在设计过程中学生可能需要用到多门学科知识,指导老师可让学生自己想办法,根据自己已掌握的知识,经过分析、合成、加工获取自己所需的知识,寻找解决问题的途径和方法。设计中可以加大计算机应用的比例,除进行设计计算外,在设计草图的基础上可以要求学生使用计算机绘图,但设计图样中必须有采用传统手工绘制的图样,训练手工绘图的技能。上述手段可使学生综合运用知识的能力得到增强。
2.5加强目标管理,建立规范的质量监控机制。
毕业设计期间也是学生急于落实工作单位、奔波于人才市场的时候,因此,毕业设计与就业二者往往会发生冲突,尤其是在即将完成学业前期,接触社会、参与社会的渴望与行为日渐增加,外界环境对学生的毕业设计具有很大的冲击。同时因毕业设计本身教学方式灵活,学生在学习地点和时间上有较大的自由度,自主性很强,这会使得一些自我约束力差的学生浪费时间,给毕业设计的指导工作带来一定的困难,影响指导质量。在毕业设计的教学管理中,我校逐渐建立并完善了三种管理机制保证毕业设计指导质量。
2.5.1校级教学管理与监控机制。
由校职能部门制定毕业设计教学质量检查指标,组成毕业设计教学质量检查组,按教学进度组织教学检查工作。一般是在毕业设计中期和后期进行两次教学检查,加强对毕业设计的宏观管理与监控。同时建立毕业设计的评估与激励机制,进行毕业设计的教学质量评估、优秀毕业设计评阅等相关工作。通过评选出一批优秀指导教师、专业教研室和优秀毕业设计等,达到鼓励先进、树立榜样、加强交流与提高设计质量的目的。
2.5.2以学校督导组为主体的监控机制。
学校督导组从毕业设计工作开始,每周安排一定时间深入到各二级学院实验室、机房、设计教室等毕业设计教学现场,对毕业设计教学的全过程进行监督、检查,并及时向学校和二级学院反馈相关检查信息。
2.5.3以二级学院、专业系为主的质量管理和监控机制。
各二级学院、专业系直接工作在指导第一线,是保证毕业设计教学质量的关键,通过建立二级学院、专业系对毕业设计的定期检查制度,并逐渐形成规范化,有效地强化教学一线的管理工作,严肃教学气氛,确保各教学环节保质保量地完成任务[5]。
2.6根据质量要求,建立成绩评价体系。
机械工程类毕业设计成果性材料质量主要分为绘图质量和文档质量。绘图质量指设计类课题要求每个学生应完成的绘图总量,图面表达符合相关技术标准;文档质量指设计说明书、实习报告、开题报告、文献资料等文档的质量,设计说明书字数不少于1万字,要求层次分明,结构严谨,内容正确,重点突出;为了检验和提高学生的外语水平,在设计过程中学生必须阅读并翻译4000字以上的外文参考文献,且说明书须有中英文摘要、关键词等。
在实际教学中,为了及时发现并纠正学生成果性材料存在的问题,我院采用预答辩方式,在正式答辩前两周举行,要求学生准备设计的图样、说明书、中英文翻译、相关附件。在预答辩过程中,学生只作简短的设计介绍,预答辩小组主要检查学生成果性材料,指出需要修改的地方,填写整改通知单,学生根据整改通知单,逐一整改,对于整改后仍然存在较重问题的学生,让其缓答辩,较好地控制学生的毕业设计质量。
毕业设计的成绩评价体系的建立,对提高毕业设计的质量具有很大作用。评阅、答辩及成绩评定是对学生毕业设计的综合评价,须做到公开、公平和公正。指导老师在设计图样上审核签字,根据学生工作态度、查阅文献和综合运用能力、独立思考和解决问题的能力及计算机操作能力予以评定,给出评语和成绩(占30%);然后由专业系安排教师交叉评阅,评阅教师可在全校范围内聘请,也可在社会上聘请相关专家和工程技术人员担任,根据学生毕业设计的正确性、方案的可行性、论证的严密性和创造性、分析解决问题能力、设计图纸质量、文字表达能力等评定成绩(占30%);答辩成绩由答辩委员会根据学生的语言组织能力、表达能力、应变能力及其对相关基础知识的掌握情况评定成绩(占40%)。成绩评定由平时成绩、评阅成绩和答辩成绩三部分组成,再汇总成绩,评选优秀毕业设计,对毕业设计成绩非常差、未达到设计要求的学生,坚决要求整改或重做,以保证毕业设计的整体质量,同时这对下一届学生也是重要的警示。
3.结语
毕业设计是一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学,是高校培养人才的重要教育教学环节,本科生毕业设计中所存在的问题不容忽视。针对目前高等教育的形式和机械工程类专业社会需求的状况,毕业设计的改革应紧紧围绕培养学生的创新能力及综合素质来进行,协调好企业、高校、教师、学生各个环节之间的关系。参与毕业设计的学生应高度重视毕业设计,并以积极主动、科学认真、严谨踏实的态度投入到毕业设计中,这样才能有效保证毕业设计的质量,从而促进自身能力的提高,同时也可以推动高校教学质量水平的提升。
摘要: 随着装备制造业信息化进程的不断深入,迫切需要培养大批具有创新精神和创新能力的高级工程技术人才。依据机械工程学科的一般性教育特点,改革现有的人才培养模式,着力构建大学生创新能力培养新体系,是解决这一问题的最佳途径。本文旨在积极探索教学研究型大学本科学生开展创新活动的新途径和新方法,建立科学、规范、高效、持续的管理体制和运行机制,为培养具备创新能力的大学生探索一条行之有效的新路子。
关键词: 机械工程类大学生创新能力培养体系
实施“本科教学质量与创新人才培养工程”(以下简称“质量工程”),强化大学生的创新意识和创新能力,切实做好大学生科技创新工作,进一步提升学校的办学水平和人才培养质量,是建设高水平教学研究型大学的需要,也是“211工程”三期建设“创新人才培养和队伍建设”项目的重要内容。
随着装备制造业信息化进程的不断深入,迫切需要培养大批具有创新精神和创新能力的工程技术人才。依据机械工程学科的一般性教育特点,改革现有的人才培养模式,着力构建大学生创新能力培养新体系,是解决这一问题的最佳途径。具体而言,要以培养和发展机械工程类本科生的综合素质和实践动手能力为目标,以创新教育为重点,以“兴趣驱动、自主实践、重在过程”为原则,多渠道、全方位地开展学生科研训练,推进各类学科竞赛,进一步拓展和深化实践教育教学改革的思路,积极探索教学研究型大学本科学生开展创新活动的新途径和新方法,建立起科学、规范、高效、持续的管理体制和运行机制。
通过近年来的探索和实践,我院更新了思想观念,将一切有目的、有计划促进学生知识增进、能力提高、素质养成的活动都视为课题和项目;改革了相应的管理模式,建立了分批立项、运行管理、配套激励的政策和制度,加大了中心实验室和学生创新平台的建设力度;发挥了教师、学生和社会参与的积极性,鼓励并推进了大学生科研训练和学科竞赛,在创新学习、科学实践的过程中逐步增强了大学生的创新意识和创新能力;形成了较为鲜明的工科培养特色,构建了机械工程类大学本科教育教学体系。
一、组织实施
1.建立院系二级组织机构,探索新的管理运行机制。
为了更好地组织实施大学生科研训练和学科竞赛,我院设立了专门组织机构,实行了院、系二级管理。在学院院长的统一领导下,成立了“大学生创新精神和创新能力培养”指导小组,主要负责制定有关政策、管理条例和组织实施方法。各系部和学生工作办公室由主任、副主任具体负责组织实施。
在“兴趣驱动、自主实践、重在过程”的原则指导下,我院制定并颁布了《机械工程学院大学生创新计划项目实施细则》,建立了“定期组织,全员参与,学生、教师自主命题,双向选题,院系审核,分批立项”的运行机制,制定了激励政策和项目评价办法,扩大了学生自主立项比例,逐步形成了“自命题项目、学院备选项目、推荐学校立项项目、推荐国家立项项目”的塔式结构。在探索创新实践教改项目管理新途径的过程中,还有效提高了师生参与的积极性和活动实效。而通过近年来的实践,我院已基本建立了规范、有序的管理体系。
2.推进大学生科研训练计划,拓展学生探索学习的机会。
推进大学生科研训练计划是机械工程学院实践教育教学改革的重要举措之一。其目的在于充分利用学院的设备资源和人才资源,鼓励学生直接参与教师的教改课题或科研项目,使学生尽早进入机械工程学科各专业科研领域,了解学科发展动态,培养学生的创新意识和科学实践能力;提高团队协作精神和交流能力。自2006年起,我院以制度形式明确规定:学生参与或自主开发的创新实验(设计)项目可直接纳入毕业设计环节。凭借公开发表的学术论文,学生可直接参加毕业设计答辩,从而有效拓展了学生探索学习的机会。
3.积极参与各级各类学科竞赛,为学生提供创新实践的舞台。
学科竞赛是整合课内外实践教育教学环节,开展创新人才培养的重要途径。近三年来,我院共组织49个学生团队计180余人参加了4大类学科竞赛,并在宁夏大学学生创新实验大赛、宁夏大学工程制图大赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国“挑战杯”创业计划大赛中取得了优异成绩,使学生的参赛积极性得到了有效提升,受益面迅速扩大。
4.努力建设创新实验平台,为学生科研训练和学科竞赛提供保障。
在省部共建基础学科和特色优势学科实验室项目的支持下,我院从软件和硬件两个方面逐步建立并完善了机构创新实验室、工业控制技术实验室、CAD/CAM实验室、过程控制实验室和汽车结构实验室;在保证日常实验教学按计划进行的同时,还加大了中心实验室对工科学生的开放力度,为大学生开展科研训练和学科竞赛提供了必要的场地、设备和技术保障,有效提高了相关设备的利用率。
二、推广应用情况
1.从教师自由申报推广至有组织的全员参与活动。
从2006年仅有40余名学生参与教师自由申报的11个创新实验(设计)项目推广至2008年全院600余名师生共同参与,提出自主命题项目180余项,双向选题、院系审核后的第一批备选项目63个(学生命题60%),获学校立项12个,获国家级立项3个,其项目数量、质量和获得奖励的级别均逐年提高,有效扩大了学生受益面。其中,2007年获宁夏大学学生创新实验大赛一等奖1项;2008年获全国大学生机械创新设计大赛二等奖1项,全国“挑战杯”创业计划大赛铜奖1项。
与此同时,参加科研训练和学科竞赛的学生,均深受研究生导师和就业单位的欢迎。教师在指导大学生科研训练的过程中物色和挑选实践动手能力强、有创新意识的优秀学生成为他们未来的研究生,在2007年、2008年被保送的16名研究生中绝大部分曾经立项参加过大学生科研训练或学科竞赛。
2.从单纯的学科竞赛延伸至毕业设计环节。
自2006年以制度形式明确规定“创新实验(设计)项目可直接纳入毕业设计环节、学生凭借公开发表的学术论文可直接参加毕业设计答辩”以来,我院每年近260项毕业设计课题中平均有30余项属于创新实验(设计)项目,在机电一体化装置设计、机构运动仿真、三维产品造型设计等方面涌现出多个优秀作品,并已制作出物理样机。在拓展科研训练内涵的同时,我院有效促进了创新型实验项目的开发,扩大了中心实验室的开放力度,提高了相关实验设备的利用率。
三、体会与反思
通过三年多的探索与实践,我院形成了一套较为行之有效的大学生创新能力培养体系。在2009年修订的人才培养计划中,在学生应修的159个学分中(公选课除外),实践教学占应修学分的30%,另有创新学分8个,并设置相应菜单,学生完成自选的相应菜单任务,即可修得学分。这对培养工科学生的实际动手能力、创新精神与创新能力都有很大的促进作用。但同时我们也要看到,质量工程的实施不是一蹴而就的,需要在实践中不断探索。只有在探索中不断实践,我们才会不断进步。
【摘要】分析了当前机械工程类本科生产实习存在的问题,提出了“精心组织、校企结合、分段实施、项目负责”生产实习教学改革的措施,以提高实践性环节的教学质量。
【关键词】生产实习;教学质量;机械工程类专业;教学改革
生产实习是工科学生实践性教学环节中一个非常重要的环节。通过实习不仅可以为后续的专业课程的学习提供丰富的感性认识,使学生将所学的专业理论知识与生产实际结合起来,增强专业理论课程的学习效果;更重要的是可以培养学生工程意识及分析问题和解决问题的能力,提高学生的创造性思维能力和工程实践能力。同时,当前的大学教育强调素质教育,提倡要将素质教育渗透到专业教育中,学生科学合理地参与生产实践和工程实际是高校学生综合素质的一种体现[1]。因此作为培养学生实践能力和工程意识的实践性教学的作用愈显重要。
一 传统的实习模式与现状存在的矛盾:
随着高等教育制度的改革,现在的高等教育与传统的高等教育相比较,较显著的不同主要表现在两个方面:一是学生人数的显著增加,二是专业设置的调整――宽口径化。同时随着社会的改革,企业(生产实习单位)的生产模式和管理方式也发生了变化:一是生产模式的调整――由大而全向精而专的变化,二是管理方式的变化――由以生产管理向目标效益为主。
传统的实习模式难以满足这样的变化,其存在的不足主要表现在以下几个方面:
一是学生人数的显著增加,很难达到一个实习教师带一个实习小组(10~15人);二是企业生产的精而专与高校专业设置的宽口径化的矛盾,现代企业往往生产模式非常专业,而高校专业设置要求宽口径化,因此要达到机械工程类专业机电结合的实习目的,往往要到较多的工厂才能实现,而要将这么多的学生做较多的工厂的转移,其调度和管理与实习时间和经费的有限是有矛盾的;三是以前的企业对学生实习是比较欢迎的,但是由于企业的改革与转制,目前很多企业对学生实习并不欢迎,有的甚至拒绝。以上几种情况的存在,往往会造成学生生产实习演变成到企业的走马观花式的参观,很难达到熟悉装备与工艺的生产实习要求。
因此,如何进行科学合理的进行生产实习、并达到良好的实习效果,是工科类院校高等教育实践环节必须解决的问题。
经过多年的专业生产实习的经验的积累,并且结合我们在生产实习教学中的改革,提出了“精心组织、校企结合、分段实施、项目负责”的探索性的改革措施。
二 生产实习的改革措施与实施方法:
1 精心组织 合理规划
工科院校的专业生产实习是一个系统的工程[2],它牵涉到方方面面,要做好这项复杂的系统工程,必须要精心组织和合理规划。具体来讲,主要是以下几个方面:
一是做好相关课程的衔接,合理安排教学计划。大多数工科院校生产实习一般安排在三年级结束后、四年级开学初进行,实习学生必须是修完了基础课、专业基础课以及部分专业课。因此应合理安排教学计划,在三年级下学期开设部分专业课,为生产实习做好相关课程的衔接与准备。
二是制定一份较为完整的专业生产实纲。生产实习的效果同时还与实习的准备工作密切相关。在每次实习前,必须选择合适的实习企业,带队教师应提前到实习企业做好考察和了解工作,对实习企业的生产组织、加工工艺和技术装备、生产管理等要充分地了解和掌握。根据实习企业生产实际并结合专业知识和生产实习教学要求,制定行之有效的教学方法和编写合适的生产实纲。学生在进行生产实习前,可先结合已经学习或将要学习专业知识,预习生产实纲,了解生产实习的计划、内容、和要求。考虑到当前企业竞争激烈,大多数企业存在“技术保密”的顾虑,向厂(车间)资料室借阅现场技术资料较为困难,可组织学生在生产实习前,充分利用校内图书馆、网络资源优势,查阅相关设备的技术资料,做好实习资料准备工作。学生结合生产实纲和实习思考题,带着问题去实习,在实践中找到解决问题的方法,从而触发学生实习的主动性,增加实习效果。
三是选择合适的实习基地[3]。实习基地的选择直接关系到实习质量,选择合适的实习基地是搞好实习的前提。考虑到专业的要求,一般应选产品对口、工艺先进、设备齐全、任务饱满、技术力量雄厚的工厂。理想的实习基地应有多个产品相对稳定机械制造工厂,且大批大量、成批及单件小批生产等多种生产类型齐全,以便重点在1~2个厂实习而同时利用剩余的时间安排参观其他厂。这样既可加大生产实习的信息量,拓宽学生的知识面,又可提高学生的兴趣。
2 校企结合 共建基地
现代企业的管理和生产制度已经不同与以往,以前那种生产实习时“吃、住、学”都在实习企业的方式,现在已经比较难于实现。这样就往往会造成,到某一实习企业学习的时间较短,实习的方式由“深入理解”演变为“参观了解”,同时生产实习的时间不能充分利用,生产实纲规定的内容也不能保质保量的完成。为此,我们在平时的教学与科研中,就重视与实习企业的合作,使带队的实习教师能深入到企业的生产与产品的研发中,共同建设实习基地。实习基地的建设,要做到“相对集中、本地为主”。这样做的目的主要:一是因为学生人数的显著增加,实习企业相对集中方便管理与调度。二是由于现在的生产实习企业往往不允许学生在车间做较长时间的停留,这样导致学生不能全天深入到车间,造成学生在实习过程中有空余时间,而这些时间如果不能合理利用,同样也会影响到实习效果。
同时,高校由于近年来的建设,实验室的硬件设施也较好,但是由于专业课程学时数量的减少,学生能动手操作的几乎也相对较少。因此,如果能将学生空余的实习时间与高校的实验室的硬件相结合,不但提高了学生能工程实践能力,同时充分发挥实验室的硬件设施的作用。但是如何将两者很好的结合起来,是一个值的研究与探讨的问题。本文在下面第4节中将给出我们目前实施的方法,以供探讨。
3 集合专业 分段实施
在现在的生产实习过程中,我们还发现了新的问题。由于现在高校招生是不细分专业的宽口径招生,但是在大学四年级的上学期往往要上一些不同专业方向的课程,并且不同专业之间差别较大例如:机电方向与材料成型方向等,这就给生产实习带来问题。以往我们将生产实习按照一整个阶段来实施完成,结果发现,专业方向课程所涉及的内容在生产实习中根本没有涉及,导致学生在上专业方向课程时没有具体的认识,影响专业方向课程的学习效果。
为解决这个问题,我们在生产实习课程的改革中做了一些改革,就是将生产实习分为两阶段来完成,前二~三周按照“大机械、宽口径”来进行,最后留一周时间分配到不同的专业方向,让专业方向课程的老师按照专业课程要求来实施完成,这样就解决了这一矛盾。
4 分组实施 项目负责
在前面2.节中我们采用了校企结合的方式,实现了利用现在生产实习过程中学生的空余时间,同时充分利用高校实验室设施的方法,以增强学生的工程实践能力,从而提高生产实习效果。那么如何将两者很好的结合起来呢?经过近几届学生生产实习的探索,我们提出了“分组实施 、项目负责”的方法。
具体的实施方法是:在生产实习前,我们按照学生的兴趣爱好并且集合将来的专业方向,将学生进行分组,每组4~5人,进行工装夹具、小机电产品、成型模具或精巧机构的设计与制造。按照现代企业所广泛采用的“项目负责制”的方法,每组选择一人为组长负责人,完成从产品的设计、原材料的购买、材料的热处理、控制程序的编制、到零件的加工与装配、以及功能的实现。
这样不但充分利用了生产实习过程中学生的空余时间,甚至晚上还的加班加点,同时高校实验室设施得到充分利用,更加重要是在整个过程中充分发挥了学生的主观能动性和教师的指导作用,将整个大学所学习的知识进行的一个广泛的串联与实际应用。在这一过程中不但增强了学生的工程实践能力,同时学生的沟通与配合能力也得到了锻炼和提高,真正的做到将素质教育渗透到专业教育中。
当然,这种“分组实施 、项目负责”的方法在实施过程中,也存在一些困难和不足:一是由于分组较多,实习经费不能充分保证;二是部分学生不能充分的投入,这就大大增加了指导教师的工作量。
三 实施案例及实施效果
以我校2005级机械工程及自动化本科大类专业为例,来说明上述教学改革方法的实施过程及实施效果。
我校2005级机械工程及自动化本科大类专业共有学生216人,生产实习按排在三年级期末进行,时间为三周。前二周按“大机械、宽口径”的方法进行,后一周按学生在最后一学年所选定的专业方向进行。我校机械工程及自动化大类专业在四年级分四个方向(机电工程、机械设计、机械制造、材料成型)供学生选择。这样,在实习开始,就按将学生按四个专业方向分成四大组,再由专业方向的教师根据学生的多少分成若干小组,来进行实习。在实习开始时,就将每组要完成的项目任务明确,这样学生在前二周去企业参观实习的间隙就可以进行该项目相关知识及材料的准备。在第三周进行专业实习时,由于前面的准备,就可以带着项目中的问题去企业有针对性地进行生产实习。在实习的同时,充分利用高校的资源来培养和提高学生的工程意识和综合素质。
按照这种实习模式,经过学生和教师的共同的努力,每个项目组都按时完成了实纲所规定的任务和项目内容。
具体的实施过程及时间安排,由于各项目的内容及要求的差异,无法统一。以我所在的项目组(材料成型)为例,其具体的实施过程及时间安排如下表1所示:
表1的时间安排是按照学生准备充分后作出的,由于学生对项目所涉及知识的掌握是有一个渐渐过程,所以实际实施过程中往往是教师和学生都要在实验室加班加点才能完成。图1所示,为学生根据自己设计的产品图纸,再进行冲压成型模具的设计、加工与装配,最后在冲床上冲出的产品样件。
实施效果主要通过平时考评、实习报告和实习调查问卷来反映。对实习调查问卷的统计如下表2所示:
从表1可以看出,学生对这样的生产实习教改方式的评价是较好的,以至有学生在最后的实习小结中对这种实习方式作出了这样的评价:“这是我在大学进行的最好的实习”。
四 结束语
本文提出的“精心组织、校企结合、分段实施、项目负责”的措施只是我校在实践教学环节中的一些探索性改革。生产实习是实践教学的重要环节,怎样提高实习质量,这是高校教育改革的一个重要课题。生产实习教学质量的提高不是短期能做到的,需长期探索。
【摘要】本文围绕机械工程类学生创新能力的培养,对优化改革课程体系、创新教育课程建设、加强创新实践环节、建设创新人才基地以及建设适应"创新教育"的实践性教学体系等方面进行了探讨.强化工程教学与工程实践的结合,培养学生工程实践和创新能力,启迪学生的创新性思维,掌握创新设计方法.提倡以提高综合素质为目标的素质教育.
【关键词】机械工程 创新能力 人才培养;
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,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、创新实践教学成果
根据以上内容构建的大学生创新能力培养体系在机械工程类专业实践近两年来成绩显著。在今后的工作中我们将继续探索地方院校机械工程类专业大学生创新能力培养体系的构建问题,进一步完善培养体系,推广所取得的成果。
摘 要:绿色设计是20世纪90年代初国际上兴起的一种先进的设计思想,是在产品的整个生命周期内(设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理),着重考虑产品的环境属性(自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等),并将其作为设计目标,在满足环境目标要求的同时,并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。本文将绿色设计在机械工程的应用特点、方法、优势及目前存在的问题进行分析和探讨。
关键词:机械工程;绿色设计;发展;环保
前言:随着经济的迅速增长给全球造成了资源短缺和环境污染的严重危机,威胁到人类未来的发展,迫使人们对发展观进行反思。随着时代车轮的前进,机械设计向着“轻、小、智、全及绿”即轻型、小巧灵便、智能化、绿色环保的方向发展。绿色设计与绿色制造是90年代初期提出的一种新的概念与制造模式,现已受到机械制造领域的日益关注和重视,并得到了较好的应用和推广,是现代产品设计与制造的发展趋势。绿色设计是在产品的整个生命周期内(设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理),着重考虑产品的环境属性(自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等),并将其作为设计目标,在满足环境目标要求的同时,并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等因此,机械产品要“绿色”发展,有必要将绿色设计在机械工程中应用前景进行分析。
一、何谓绿色设计
(一)设计目标。设计目标中除考虑功能、性能、质量、成本等方面外,还必须考虑产品在整个生命周期过程中与环境和人的和谐性,
(二)设计技术。除常规设计方法外,还必须人可拆卸设计、可回收设计、模块化设计等新的设计思想和方法。
(三)设计评价。全面考虑从原材料提炼、材料加工、部件制造、产品装配、产品包装、产品运输、产品使用、产品废弃后的回收、重用和处理等整个生命周期中对环境造成的总负荷为最小。
图1 机械工程类产品绿色设计流程框图
(四)设计流程 。见上图:图1 机械工程类产品绿色设计流程框图,为闭环设计。绿色设计中产品废弃后并不是作为垃圾排人环境,而是考虑通过重用、修理、再加工、回收等手段重新应用于新产品的制造过程,从而使理想的绿色产品可以接近实现对环境的零排放。
(五)设计目的。绿色设计的核心是3R,减量化(Reduce)、回收(Recycle)、重复使用(Reuse)。以满足需求和适应工作环境。
二、目前现状
(一)新兴技术,技术完善性不高。绿色设计作为一种新的设计方法,出现的时间并不长,还远没有达到完善的程度,很多具体的方法还有待研究。
(二)“绿色设计”是设计的绿色而不是生产过程中的偷工减料。绿色设计和节约制造成本有着本质区别,并不是不按生产要求任意减少生产当中存在污染环境的环节就是所谓的“绿色设计”,而是从机械工程分析的源头上采用绿色设计的方法。
(三)绿色设计能否确落实处。能否确实的实现绿色设计的机械工程,还是“空头支票”用来抬高产品价格的砝码呢?笔者认为应予之相关部门采取措施在绿色设计投入生产环节中进行相应的监督、对于成品鉴定。
(四)“绿色”概念只是一个口号,还未普及,有待推广。绿色概念还未确实的普遍整个机械领域的,绿色设计理念如何推而广之?还有待于做深部探讨。
三、绿色设计方法
(一)生命周期设计。见下图:图2机械工程类产品绿色设计生命周期设计框图,即综合考虑调研、研制、设计、制造、销售、使用、回收、处理等生命周期中各环节对环境及人的影响的设计方法。
图2 机械工程类产品绿色设计生命周期设计框图
(二)并行工程设计。利用并行工程技术,综合考虑产品绿色设计中的各因素,并在设计过程中随时在各环节间进行信息交流和反馈,实现多因素、多目标、闭环设计过程的全局最优化。
(三)模块化设计。可实现功能和结构的集成,进而实现绿色产品的快速开发及易拆卸、易回收的要求。
四、绿色设计应用的优势
(一)新兴技术,潜力大。绿色设计作为技术应用于机械工程中的时间不长,其发展潜力之大业内人士尽人皆知。
(二)绿色设计可提高机械工程应用于实际企业竞争力。绿色设计的本质特征之一是在不影响产品的功能、寿命、质量等传统指标的前提下,通过技术和管理 两个途径,提高资源、能源利用率的一种先进设计方法。从经济学角度分析,绿色技术是降低产品成本,使技术或资源、能源相对增值的技术,即在同量资源、能源的前提下,绿色设计技术是力图比传统设计方法获得更多更好产品、使生产过程由粗放型转向节约型的先进设计技术。
(三)绿色设计可有效减少企业发展中的环境风险。随着社会对环保要求的不断提高,很多大中型机械制造企业如果不考虑采用绿色设计,则随时有着因环境问题被关、停、并、转的危机,使企业的发展存在严重的隐患。反之,如果企业采用以绿色设计为基础的机械工程而实现绿色环保生产流程即可为企业创造一个持续、稳定、高效发展的空间。
结论:随着该设计理念应用于机械工程当中将带来的优势表明,绿色设计可提高机电产品及企业竞争力,绿色设计的本质特征之一是在不影响产品的功能、寿命、质量等传统指标的前提下,通过技术和管理两个途径,提高资源、能源利用率的一种先进设计方法,必将迎来广阔的发展空间。
摘要:围绕机械工程类应用创新型人才培养的目标,探索机器人的研究在机械工程类应用创新型人才培养中的作用。以具体科研项目为例,从机器人软件仿真和硬件设计两方面进行了人才培养的改革实践。
关键词:机器人研究;机械工程;创新型人才培养
一、引言
培养应用创新型人才是“十二五”教育的重点。以此为导向,摆脱高校教育一直以来的以教为主、学生被动学习的“填鸭式”教学局面,燃起学生学习创造的热情,培养学生乐于思考的意识和团结协作的精神,是高校教育教学迫切要改革与探索的地方。本文从机械工程类应用创新型人才培养的目标出发,结合学院具体科研项目的展开和推进,探索机器人的研究在应用创新型人才培养中的作用,并从机器人软件虚拟样机仿真和硬件系统设计两方面进行了人才培养的改革实践。
二、机械工程类应用创新型人才培养的目标
不同类型的人才具有不同的培养目标与具体要求,当前机械类学科的总体培养目标[1]是基础扎实、适应性强、整体素质高的应用创新型人才。这类人才应该具备以下素质[2]:身心健康,求知欲强,思维敏捷,专业知识扎实,实践经验丰富,具有合作意识。
要实现这类人才的培养目标,需要从以下几个方面着手:(1)突出素质教育。包括思想文化素质与科研工程素质。机械类学科人才培养的目标之一即是将所学知识有效地转化为现实生产力的高素质工程技术人才。(2)锻炼创新意识。目前,我国在向制造业强国转变过程中需要大量具备创新思维与能力的机械类人才,服务于企业和社会。(3)强化实践能力。只有具备扎实的理论知识与较强的实践能力,才能胜任制造企业中的工程技术等岗位。
然而,目前高校机械类应用创新型人才培养过程中还存在以下问题。
1.培养模式单一。一些本科课程的实验,内容死板,步骤固定,方法单一,学生按部就班的执行每一步就可以得到想要的结果。这样的方式致使学生没有更多的施展自己想象力的空间,好奇心与求知欲无法调动起来。
2.缺乏创新教育理念。长期的以教为主的课堂教育,让学生形成了不会就问,教师搬套现成答案的填鸭式解惑模式。学生遇到问题不知道如何主动寻找答案,如何开创新局面。
3.课程偏理论、轻应用。一些课程理论性强、枯燥乏味难以吸引学生,抑或学生在学习过程中看不到应用的背景和前景,进而不愿意花时间去投入学习,而将更多的时间用来学习英语、计算机等与等级考试直接相关的课程。
三、机器人的研究对机械工程类应用创新型人才培养的积极作用
科研与教学并不是对立体,实际上,从“做”中“想”、从“做”中“学”,使“学”在“做”中巩固加深,诠释这两者之间有着千丝万缕的联系。笔者从机器人领域的研究中探索对机械工程类应用创新型人才的培养,作用如下。
1.提高学生设计与动手能力。就机器人设计而言,从机械结构到硬件测控系统,都需要合理规划与布局。机器人研发系统的搭建过程,一方面巩固了学生的课堂所学,并提高了学生的动手能力,另一方面开动了学生脑筋,完成了学生的“学”到“用”到“创新性应用”的转化。
2.增强团队协作精神。从机器人的机械系统和测控系统设计到样机实验平台的搭建,再到仿真实验和物理实验,整个过程需要多名学生协作共同完成。每位学生既要做好自己本职的工作,还要勤与其他学生沟通交流,及时反馈自己的进展及各种问题,增强团队意识与协作精神。
3.培养学生解决问题的能力。一台机器人样机(包括虚拟样机、物理样机)的搭建,是一个从无到有的过程,从零部件的选择,传动方案的确定,尺寸、材料的选取,再到传感器、电机、减速器等的选择与设计,各个电气模块类型、参数的确定等。在整个搭建过程中,学生会遇到许多在课堂上无法想象的问题,我们可以引导学生通过查找相关书籍、网络资料、与组员沟通交流等途径解决遇到的问题,培养学生分析问题、搜索知识方面的能力。
4.加强学生的多门课程知识的融合。机器人技术本身是一门新兴、边缘、交叉学科,机器人的研发过程需要学生具备工程力学、机械原理、机械设计、电子技术、嵌入式技术、传感器技术、控制原理、计算机控制技术等多门课程知识,并完成课程间的知识融合,由单一的课程知识点到学科间的面,甚至形成知识体系。
5.宽口径专业培养。机器人技术的研究诞生了一门新兴的学科――机器人学[3],它是力学、机械学、计算机科学、电子学、信息论、控制论等许多学科交叉、融合的结果。机器人技术的特点有利于培养具有交叉学科基础的复合型人才。
四、机器人研究在本院人才培养中的改革实践
一方面,笔者在本院讲授《机械设计》、《机械动力学基础》、《工业机器人技术》、《控制工程基础》、《计算机控制技术》等课程,将6自由度工业机械臂以及学生研制的独轮车机器人、自行车机器人作为实例,介绍线性代数、机械动力学与机器人技术、计算机控制技术等课程之间的关联,提高学生对单一课程的重视程度,并从直观、科学、实用等多个切入点引导学生的学习兴趣和热情。另一方面,针对毕业设计的学生从机器人软件虚拟样机仿真与硬件物理样机设计两方面加强学生的创新性培养。
1.机器人软件虚拟样机仿真方面。根据科学研究项目为学生制定子项目“基于ADAMS和MATLAB的肘型6-R机器人动力学联合仿真”,“基于虚拟样机的自行车机器人回转运动平衡控制”。要求学生建立出机器人的虚拟样机[4],通过MATLAB软件设计PID控制器,完成对虚拟样机的控制。学生在设计过程中,自行设计机器人的机械传动方式和几何尺寸、规划机器人行走路径、调节PID参数等工作。遇到软件使用、参数调节等各种问题通过同组人员间的讨论、查找资料以及网络资源等多途径解决。图1和图2分别为6自由度机械臂末端执行螺旋线轨迹仿真图以及动画演示界面.学生在完成这项工作过程中,需要学习掌握相关软件,包括三维建模软件Pro/E、机械动力学分析软件ADAMS、设计控制器的数学软件MATLAB/Simulink、编写演示界面的C++图形化界面语言MFC。此外,还要进行机械设计、动力学建模、末端轨迹规划、关节控制器设计等。最后,将基于多学科知识设计出的虚拟样机结合多个软件进行动态联调和演示,每一步都需要学生开动脑筋、勤思考、沟通交流、勤实践。例如,在轨迹规划中,学生根据机械臂的不同工作状态设计了几种轨迹:焊接用的直线、圆轨迹,缠绕用的螺旋线轨迹,拧螺钉用的自转提升轨迹。
图3为障碍物干扰下自行车机器人回转运动图,学生在指导教师规定的平衡运动基础上,创造性的增加障碍物,在一系列调试得到平衡运动后,又通过改变障碍物的形状、尺寸等参数讨论车体平衡条件。
这些项目研究充分发挥了学生的想象能力和创造思维,并获得了很多意想不到的成果。
2.机器人硬件物理样机设计方面。根据指导教师的在研国家自然科学基金项目,为学生制定子项目“前轮驱动自行车机器人物理样机设计与制作”、“具有转弯功能的独轮车机器人硬件平台搭建”。要求学生设计出机械传动方案与测控系统方案,并搭建出实物样机,完成各个功能模块之间的联调。图4和图5分别为学生研制的自行车机器人与独轮车机器人物理样机。为了便于各种传感器的安装,做机械设计部分的同学与做检测系统设计部分的同学要经常沟通交流。
期间,学生对机器人这一机电一体化系统的兴趣逐渐增加,主动协助实验室的研究生学长进行平衡控制实验研究,并提出了一些超越项目本身的大胆设想,比如摆把换向、腾空跳跃、旋把前进等。
通过具体项目,巩固了学生机械电子、测量控制方面的硬件知识,激发了学生的科研热情,取得了很好的教学效果。
五、结语
以机器人研究为平台,以培养机械工程类应用创新型人才为导向,结合具体项目的特点探索人才培养模式改革,以期增强学生的创新意识、创新思维、创新能力,培养学生的团队合作精神,强化学生的工程实践能力,这是值得进一步探索的人才培养模式,可以为国家和社会发展提供所需的机械工程类人才。
作者简介:庄未(1977-),女,黑龙江大庆人,博士,副教授,研究方向为机器人技术。
摘 要:本文作者对高职机械工程类专业“工学结合”教学模式做了分析研究,结合学校特点,对这一教学模式在机械类专业进行了尝试和实践,取得了较好的教学效果。
关键词:高职机械工程类 工学结合 教学模式 实践 探讨
高职机械工程类专业“工学结合”的教学模式是一种以职业人才培养为主要目的的教育模式。我院对机械工程类专业“工学结合”教学模式分析探索之后,将这一研究结果运用于教学中。
1 高职机械工程类实施“工学结合”教学模式的重要性
随着国家振兴东北老工业基地战略计划实施,大连地区的装备制造业得到了飞速发展,如果没有这一建设和发展,大连职业技术学院机械工程类专业就不可能有今天的成就。因此,我们的定位是:为了促进大连地区的经济发展,使之成为大连地区装备制造业高素质高技能型人才的培养基地,担负起各种工业企业高技能型人才的培训任务。只有这样才能实现学院的自身价值,从而促进企业的旺盛和发展,达到实现学院的可持续发展的目的。实践证明工学结合的模式是学院目前办学位最有效、最基本的途径,并且它的前提是学院与企业必须建立密切的“血缘”关系。
目前,我院已与1000余家企业建立了以“共同培养企业需求的实用型人才”为目标的合作关系。其中机械工程类专业与百余家企业建立密切的“血缘关系”,为实施工学结合人才培养模式构筑平台。通过走访,协商,谈判的方式,我院的数控技术、机械制造与设计、模具设计与制造等专业先后与简伯特公司、通世泰公司、通用汽车公司、固特异奥托技术有限公司等近百家企业建立了密切的、唇齿相依的“血缘关系”,把学校教育融入到行业企业之中,把企业的理念和文化引入到学院,达到了高职院校与企业共同进行人才的培养的目的。
2 高职机械工程类专业“工学结合”教学模式的实施
2.1 学校与企业合作,构建“工学结合”教学体系
2.1.1 通过“顶岗实习”,学校与企业共同培养合格人材
学院对机械工程类专业的学生一般在毕业前十个月安排到企业中适当岗位上工作,边学习理论,边进行生产工作实践。它与传统意义上的实习不同,参加顶岗实习的学生在工作期间有正式的工作岗位,这是顶岗实习的重要特点,如2011年被大连奥托技术有限公司招聘的九名学生,在机械装配车间的顶岗实习过程中,学生不仅接受学校教师的指导,而且还要接受该企业文化的熏陶和企业委派的具有实践技能和经验的二位高级工人的指导。与此同时,学校的老师每二周到企业一次,与企业保持密切的联系,了解学生顶岗实习的情况,共同解决了生产中的各种问题。学校根据企业实际要求改进教育教学工作。
2.1.2 通过“订单”培养,学校与企业联手育人
机械工程学院在2011年3月与大连连城数控机械有限公司举办定单班,学院根据该企业对人才规格的要求,校企双方共同制定人才培养方案,签订用人合同,并在师资、技术、办学条件等方面开展合作,共同完成人才培养和就业等一系列教育教学活动的办学模式。实践证明,开展“订单”培养,是加强校企合作的一种极其有效的形式。学院先后和固特异公司、英特尔公司、通世泰公司、奥托技术有限公司、中升集团等国内外大中型企业共同签订了培养协议,先后成立了亿达班、简伯特班、英特尔班、固特异班、奥托班、通世泰班、通用班、中升班等。学生入学后不久就成为企业的员工,有的企业为学生提供奖学金。各个学院和企业共同制定和实施人才培养方案,同时根据企业岗位能力发展要求及新技术、新工艺的要求等及时调整人才培养方案细则,做到零距离培养,实现学院和企业共同发展。
2.1.3 通过“与企业共建基地”,学校与企业共同办学
学校根据企业的生产规模、生产车间、管理模式等在学院建立参照型的实训基地。由学院和企业共同选派教师来进行教学及管理,我校与大连固特异公司共同协商,由固特异公司出资出设备,在我院南关岭校区建立固特异实训基地,同时根据企业具体的生产流程、生产规模、管理模式等编写“固特异班”的教学大纲、教学计划、教学日历等文件,我院派优秀的教师,企业派优秀的工程师进行授课,学生从这个基地毕业后,直接到企业一线工作,事实证明这样的办学形式,达到了学校与企业联手育人、共同发展的结果。
2.2 以学院实训基地为平台,逐步实施“工学结合”教学模式
2.2.1 学校投入资金、购买设备、实现企业生产环境
我院为了培养高素质,高技能型人才,投入大量资金,不断完善教学设施和院内的实习实训基地,为培养高技能人才提供了良好的条件,学生的职业能力实践不断加强,近几年来学校投资近3000万元,建立“现代装备制造技术实训中心”,它是一个汇集了数控加工技术,电加工技术,普通机械加工技术,模具加工技术等领域的大型综合性实训基地,该实训中心占地面积约5200 m2,下设数控车床加工区,数控铣床加工区,加工中心实训区,钳工实训区,等22个实训区室。该中心设备以生产型、企业在用设备为主,能满足典型零部件加工技术要求,设备数量规模功能技术水平在大连市各大院校中处于领先地位,在省内名列前茅,实训专职指导教师14人,兼职实训指导教师10人,其中包括高级技师等高技能实践教师,该中心能同时容纳700余名学生进行现实一体化教学和生产型实训,该中心被教育部命名为“数控技术职业教育培训中心”和“大连市职工公共培训中心”。
2.2.2 针对企业某一产品、展开工学结合的教学
按照确定的人才培养目标,整体设计优化教学,实训、实习、就业等人才培养环节,制定工学结合人才培养方案,要求所有专业都要在条件具备的情况下,结合理论教学尽可能对学生进行模拟仿真训练,达到模拟工厂、模拟车间、模拟工艺、模拟操作的教学,在此基础上,新的人才培养方案制定时,设计足够的时间来保证学生进行生产性实训。如普通铣床指导老师模拟某企业“凸块”,编制“正五边形凸块”。另外,我们还吸收大连机床集团、大连柴油机厂等企业专家参加新的人才培养方案讨论,共同制定人才培养方案中岗位、能力、技能等模块的内容。
2.2.3 以企业来料加工的某一产品为平台,实现“工学结合”的教学
学院的“现代装备制造实训中心”具有生产性功能。一些企业把产品放在学校生产加工,这样我们就能使“课堂与训练合一,实训与生产合一,教学与技术服务合一”。如实训中心承担大连开发区某企业机井盖加工任务时,就按照整个工件加工过程来安排数控实训,老师指导学生编制机井盖数控加工工艺流程,并结合该零件在加工过程中所用到金属材料、零件机械加工工艺、公差与配合等课程所涉及到的专业知识,由教师在现场以工件为例来讲解识,然后在老师指导下由学生完成工件的加工。
通过“现代装备制造实训中心”的实习,学生不但巩固了专业理论基础知识,也提高了实际操作能力。近几年来,我院机械工程专业类的毕业生在毕业前拿到中级工证100%,并且有的同学毕业前也拿到了高级工证。
3 加强“双师”“双导”队伍的建设
3.1 聘进来、送出去加强双师队伍建设
我们本着“校企互助,专兼结合”和“理论水平与实践能力并重”的原则,实现从注重学历为主向注重实践经验的真才实学过度,要做到以“双师型”教师为支撑,以培养高技能人才为目标的高职教育,建设一支“双师型”的专业教师队伍,提高教师队伍的整体素质,是落实“工学结合”教学模式的要求。也是全面提升教学质量的基本保证。“双师型”专业教师队伍的建设,要对现有的教师进行职业培训,到企业第一线拓展专业领域知识,完善知识结构。从2007年开始,我院数控技术专业选派两名教师到大连机床集团,大连柴油机厂培训半年,机械制造与设计专业和磨具制造与设计专业也分别派出一名教师到大连奥托技术公司进行现场培训;同时从生产工作一线引进高质量的教授级高工、高工等高级专业技术人员五人;另外还制定了有利于引导教师向“双师型”方面发展的政策措施。每位到企业培训的教师要定期写培训报告和培训周记,学院每天还给予必要的补贴。
从企业聘请的高技术人员也不能忽视,要加强管理和质量监控。机械工程学院已建立了一支较稳定的外聘教师队伍,这支队伍共有11人。
3.2 校、企共同派人组建“工学结合”的“双导”管理队伍、齐抓共管
“工学结合”的教学模式和以往的“老三段”教学不一样,要抓好“工学结合”中学生的心理疏导工作,特别是到企业顶岗实习的学生,他们要在“学生”和“工人”这两个角色中不断转换,由于踏入社会比“老三段”早,心理上易出现波动,思想工作较难做。为了适应学生两种角色的变换,我们在学生管理队伍中增加企业管理力量,由学校出一名管理学生的班导师,同时和企业协商,让企业派一名既懂技术,又懂管理,品行端正的技术人员(或操作人员)作为企业的班导师。这样一支双重性质的管理队伍,在整个教学中起到一定的作用,他们共同教育和引导学生自觉遵守企业的规章制度和安全操作规程,共同预防违法乱纪行为和安全事故发生。如2010年到大连柴油机厂定岗实习的12名学生,双导师在做好思想工作的同时,确保工学结合教学过程中学生的安全和稳定。
4 结语
“工学结合”的教育培养模式是我国高等职业教育改革的主要方向,联系更多的企业参与“工学结合”的教学模式,同时利用校内实训基地生产实践环境的优势,进行“工学结合”模式的实施。通过这种办学方式,以增加学生实践动手能力为突破口,以提高学生职业素质,缩短学校与用人单位之间的差距,提高学生的就业竞争力为基本原则,充分体现了“以就业为导向,以能力培养为核心”的职业教育理念,是适应社会发展变化的产物,也是我国职业教育改变和发展的核心领域。