干年妃++周兵++張維剛++楊旭靜
摘要:隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,對(duì)人才的要求,特別是對(duì)學(xué)生能力的要求不斷提高,對(duì)高校人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。本科人才培養(yǎng)方案作為高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)和基本規(guī)格要求的總體藍(lán)圖和實(shí)施方案,是學(xué)校組織和管理人才培養(yǎng)過(guò)程的主要依據(jù)和基礎(chǔ)性文件。專業(yè)培養(yǎng)方案直接體現(xiàn)一個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和專業(yè)定位。本文旨在對(duì)比研究加拿大滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)和湖南大學(xué)車(chē)輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案和課程設(shè)置,以期為高校專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃修訂提供一定的可借鑒的參考,實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的突破和提高。
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)方案;教學(xué)計(jì)劃;滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè);湖南大學(xué)車(chē)輛工程專業(yè)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)30-0001-04
一、引言
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的不斷深入,企業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)、工作手段、專業(yè)化分工、工作方式、對(duì)產(chǎn)品的要求及制約企業(yè)發(fā)展的主要矛盾都發(fā)生了顯著的變化,這種需求的變化導(dǎo)致企業(yè)對(duì)大學(xué)畢業(yè)生的能力需求發(fā)生巨大的變化。目前,國(guó)內(nèi)外都非常重視學(xué)生能力的培養(yǎng)。中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)2012年12月的機(jī)械工程教育峰會(huì)主題就是“聚焦學(xué)生能力的培養(yǎng)”,大連理工大學(xué)的李志義教授提出以學(xué)生能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)方案和課堂教學(xué)改革,從克服培養(yǎng)方案的十個(gè)傾向、重構(gòu)培養(yǎng)方案的十個(gè)方面及實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的十個(gè)轉(zhuǎn)變?cè)敿?xì)地討論了研究型大學(xué)如何以學(xué)生能力為導(dǎo)向來(lái)構(gòu)架專業(yè)培養(yǎng)方案及實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)變。華中科技大學(xué)吳昌林教授提出改革課程教學(xué)方法、營(yíng)造學(xué)生自主探究的環(huán)境。推進(jìn)了基于主動(dòng)實(shí)踐“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革和機(jī)械設(shè)計(jì)與制作能力培養(yǎng)系列Project。重慶大學(xué)的陳兵奎教授將畢業(yè)要求細(xì)化到每門(mén)課程中,采用課堂講授+自學(xué)環(huán)節(jié)+專題作業(yè)+項(xiàng)目設(shè)計(jì)+小組討論+……的過(guò)程性評(píng)價(jià)和考試環(huán)節(jié)的終結(jié)性評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)手段對(duì)課程教學(xué)過(guò)程和方法進(jìn)行評(píng)價(jià),并且在制度上保證期末考試在總成績(jī)比例中不超過(guò)40%。國(guó)外在十多年前就提出并持續(xù)發(fā)展和倡導(dǎo)了全新的CDIO(Conceiving-Designing-Implementing-Operation,即構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行)工程教育理念和以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO大綱。這些都說(shuō)明以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的高校人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)改革已提上日程。筆者受?chē)?guó)家留學(xué)基金委資助,在滑鐵盧大學(xué)進(jìn)行研究和訪學(xué),能夠深入院系和課堂了解該校本科教學(xué)情況。又鑒于國(guó)外大多數(shù)綜合性大學(xué)本科專業(yè)只有機(jī)械工程專業(yè)沒(méi)有車(chē)輛工程專業(yè),筆者對(duì)比研究滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)和湖南大學(xué)車(chē)輛工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程設(shè)置,為各高校人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃修訂提供一定的可參考的經(jīng)驗(yàn)。
二、滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)方案
滑鐵盧大學(xué)位于加拿大滑鐵盧市,是一個(gè)以數(shù)學(xué)著名、以工科為主、以產(chǎn)學(xué)合作教育為辦學(xué)特色的綜合性大學(xué)?,F(xiàn)有本科生30000人,研究生5100余名。工程院是滑鐵盧大學(xué)最大的學(xué)院,機(jī)械工程專業(yè)是工程院14個(gè)專業(yè)之一,機(jī)械工程專業(yè)本科四年的學(xué)習(xí)是在四年零八個(gè)月內(nèi)完成的,每年分為秋(9月到12月)、冬(1月到4月)、春(5月到8月)三個(gè)學(xué)期,每個(gè)學(xué)期為期4個(gè)月的時(shí)間,學(xué)生需要完成八個(gè)學(xué)期的學(xué)術(shù)學(xué)期和六個(gè)學(xué)期的工作學(xué)期,沒(méi)有寒暑假。學(xué)術(shù)學(xué)期的課程由核心課程、通識(shí)選修課程和專業(yè)選修課程組成。
1.核心課程。包括學(xué)位31門(mén)學(xué)分核心課程和7門(mén)非學(xué)分核心課程。31門(mén)學(xué)分核心課程主要包括兩大類(lèi):(1)自然科學(xué)基礎(chǔ)核心課程6門(mén)(1門(mén)化學(xué)領(lǐng)域、3門(mén)數(shù)學(xué)領(lǐng)域、1門(mén)力學(xué)領(lǐng)域和1門(mén)電學(xué)領(lǐng)域的課程),分別是:CHE102工程化學(xué)、MATH115工程線性代數(shù)、MATH116工程微積分1、MATH118工程微積分2、PHYS115力學(xué)、GENE123電氣工程。(2)專業(yè)核心課程25門(mén),分別是:ME100機(jī)械工程導(dǎo)論1、ME101機(jī)械工程導(dǎo)論2、ME115材料結(jié)構(gòu)和屬性、ME201高等微積分、ME202工程統(tǒng)計(jì)學(xué)、ME203常微分方程、ME212動(dòng)力學(xué)、ME219固體力學(xué)1、ME220固體力學(xué)2、ME230材料行為學(xué)、ME250熱力學(xué)1、ME262微處理器和數(shù)字邏輯器導(dǎo)論、ME269機(jī)電設(shè)備和電加工、ME303高等工程數(shù)學(xué)、ME321機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、ME322機(jī)械設(shè)計(jì)1、ME340機(jī)械制造、ME351流體力學(xué)1、ME353傳熱學(xué)1、ME354熱力學(xué)2、ME360控制系統(tǒng)導(dǎo)論、ME362流體力學(xué)2、ME380機(jī)械工程課程設(shè)計(jì)、ME481機(jī)械工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)1、ME482機(jī)械工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)1。(3)7門(mén)非學(xué)分核心課程分別是研討課(ME100B、ME200A、ME200B、ME300A、ME300B、ME400A、ME400B)。這些課程內(nèi)容大致包括機(jī)械工程專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)和選課方法;學(xué)校、院系的組織架構(gòu)和日常運(yùn)轉(zhuǎn);學(xué)生社團(tuán);就業(yè)機(jī)會(huì);安全教育;圍繞核心課程的主題討論;機(jī)械工程前沿研究討論及學(xué)校已做的科學(xué)研究等。*課程后面括號(hào)內(nèi)的編號(hào)為課程代碼,以1開(kāi)頭的代碼是大學(xué)一年級(jí)的課程,依此類(lèi)推。
2.通識(shí)選修課程。需要在技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)三類(lèi)課程中選修4門(mén)課程。分別為:(1)技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響類(lèi)課程選修1門(mén);這類(lèi)課程有:ANTH102社會(huì)與文化人類(lèi)學(xué)導(dǎo)論、ECE390工程設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)學(xué)和對(duì)社會(huì)的影響、ENVS105環(huán)境管理與倫理、ERS215環(huán)境與可持續(xù)性評(píng)價(jià)、SOC232技術(shù)和社會(huì)變革等20門(mén)。(2)工程經(jīng)濟(jì)學(xué)類(lèi)課程選修1門(mén);MSCI 261機(jī)械工程專業(yè)規(guī)定選修工程財(cái)務(wù)管理。(3)人文社會(huì)科學(xué)類(lèi)選修2門(mén);這類(lèi)課程有哲學(xué)、政治學(xué)、歷史、人文、和平與沖突、人力資源管理、音樂(lè)、心理學(xué)、國(guó)際關(guān)系研究等。
3.專業(yè)選修課程。需要在六個(gè)專業(yè)方向流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與固體力學(xué)、材料工程與工藝、焊接、自動(dòng)化與控制、熱工程選修7門(mén)課程。大三選修3門(mén),大四選修4門(mén)。(1)流體力學(xué)方向:ME564渦輪機(jī)、ME564空氣動(dòng)力學(xué)、ME564工程設(shè)計(jì)、ME567計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)和消防安全工程、ME571空氣污染。(2)機(jī)械設(shè)計(jì)與固體力學(xué)方向:ME423機(jī)械設(shè)計(jì)、ME435工業(yè)冶金、ME542先進(jìn)的動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)、ME526疲勞和斷裂分析、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制、ME555計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、ME559有限元方法。(3)材料工程與工藝方向:ME435工業(yè)冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME531物理冶金應(yīng)用于制造、ME533金屬及復(fù)合材料、ME535焊接冶金、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制。(4)焊接方向:ME435工業(yè)冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME535焊接冶金、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制、ME547機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)和控制:(可選)。(5)自動(dòng)化與控制方向:ME435工業(yè)冶金、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制、ME547機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)和控制、ME548數(shù)控機(jī)床1、ME555計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、ME559有限元方法、ME561流體動(dòng)力控制系統(tǒng)。(6)熱工程方向:ME452能量轉(zhuǎn)移的建筑物、ME456傳熱學(xué)2、ME459能量轉(zhuǎn)換、ME557燃燒學(xué)1、ME559有限元方法、ME567消防安全工程、ME571空氣污染?;F盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的定位是培養(yǎng)機(jī)械工程師,機(jī)械工程師需要能處理任何運(yùn)動(dòng)的機(jī)器,如機(jī)器人、馬達(dá)、泵和車(chē)輛等。在所有的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中,機(jī)械工程師都需要從工藝和系統(tǒng)的角度參與設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)和維護(hù)機(jī)械的幾乎每一個(gè)階段。機(jī)械工程師需要理解力學(xué)和熱力學(xué)基本定律、力對(duì)固體和流體的影響、熱在物質(zhì)內(nèi)傳遞的規(guī)律、工程材料的性能以及針對(duì)特定的功能設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的能力。從以上的課程設(shè)置可以看出,滑大機(jī)械工程專業(yè)正是從培養(yǎng)一個(gè)合格的機(jī)械工程師的角度來(lái)設(shè)置課程的。從數(shù)學(xué)、力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)、制造工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)、自動(dòng)化和控制這些方向完成一個(gè)機(jī)械工程師應(yīng)該具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
三、湖南大學(xué)產(chǎn)學(xué)合作教育的開(kāi)展情況車(chē)輛工程培養(yǎng)方案
湖南大學(xué)起源于中國(guó)古代四大書(shū)院之一、創(chuàng)建于公元976年的岳麓書(shū)院,迄今已歷時(shí)千余年,故又稱“千年學(xué)府”。是一所理科基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、工科實(shí)力雄厚、人文學(xué)科獨(dú)具深厚文化背景、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)科富有特色的綜合性、開(kāi)放式、研究型全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)?,F(xiàn)有本科生20400余人,研究生11000余人。車(chē)輛工程專業(yè)隸屬于湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院,形成了以汽車(chē)車(chē)身、汽車(chē)底盤(pán)、汽車(chē)安全等核心內(nèi)容見(jiàn)長(zhǎng)的專業(yè)教學(xué)特色;推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,實(shí)現(xiàn)高水平的專業(yè)教學(xué)與高水平的科學(xué)研究相結(jié)合,注重能力導(dǎo)向,培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才。湖南大學(xué)車(chē)輛工程專業(yè)的學(xué)位課程由通識(shí)課程、核心課程、選修課程及集中實(shí)踐環(huán)節(jié)組成。
1.通識(shí)課程。包括通識(shí)必修和通識(shí)選修兩大類(lèi):(1)通識(shí)必修課程(毛澤東思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、形勢(shì)與政策、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、馬克思主義基本原理、大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)基本能力測(cè)試、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論與程序設(shè)計(jì)、心理素質(zhì)與生涯發(fā)展、體育)。(2)通識(shí)選修課程(岳麓講壇、文學(xué)藝術(shù)領(lǐng)域必選一門(mén)、社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域必選一門(mén))。
2.核心課程。包括三大類(lèi):學(xué)門(mén)核心課程、學(xué)類(lèi)核心課程和專業(yè)核心課程。(1)工學(xué)學(xué)門(mén)核心課程(高等數(shù)學(xué)A、線性代數(shù)A、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)A、普通物理A、普通物理實(shí)驗(yàn)A、普通化學(xué))。(2)機(jī)械學(xué)類(lèi)核心課程(機(jī)械工程圖學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)基礎(chǔ)、電工電子學(xué)、控制工程基礎(chǔ)、工程中的數(shù)值方法)。(3)車(chē)輛專業(yè)核心課程[汽車(chē)構(gòu)造(含發(fā)動(dòng)機(jī)原理)、汽車(chē)?yán)碚?、汽?chē)設(shè)計(jì)、汽車(chē)電子技術(shù)(含嵌入式系統(tǒng))、汽車(chē)制造工藝]。
3.專業(yè)選修課程。包括兩大類(lèi):專業(yè)限選課程和專業(yè)方向選修課程。(1)專業(yè)限選課程選修6門(mén)[汽車(chē)導(dǎo)論與法規(guī)(必選)、新能源汽車(chē)基礎(chǔ)(必選)、機(jī)械振動(dòng)學(xué)(必選)、有限元分析、工程優(yōu)化設(shè)計(jì)、汽車(chē)NVH技術(shù)、汽車(chē)結(jié)構(gòu)CAE技術(shù)、汽車(chē)碰撞CAE技術(shù)、汽車(chē)試驗(yàn)學(xué)]。(2)專業(yè)方向選修課程:任選一個(gè)方向修課。①車(chē)身方向(車(chē)身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、車(chē)身制造工藝學(xué)、汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)、汽車(chē)人機(jī)工程學(xué)、車(chē)身CAD技術(shù))。②底盤(pán)方向(汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制、汽車(chē)懸架、液壓氣壓與電傳動(dòng)、汽車(chē)底盤(pán)性能仿真)。③安全方向(汽車(chē)安全技術(shù)、人體損傷生物力學(xué)、汽車(chē)安全性實(shí)驗(yàn)技術(shù)、智能車(chē)輛、汽車(chē)安全仿真理論與方法)。④新能源汽車(chē)方向(電動(dòng)車(chē)輛原理與構(gòu)造、電動(dòng)車(chē)輛設(shè)計(jì)、電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池技術(shù)、電驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)性能仿真)。
四、對(duì)比分析
滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)和湖南大學(xué)車(chē)輛工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃對(duì)比見(jiàn)表1:
從以上的對(duì)比可以看出,滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的課程門(mén)數(shù)和學(xué)時(shí)數(shù)都大大少于湖南大學(xué)車(chē)輛專業(yè),尤其是通識(shí)課程部分?;F盧大學(xué)每門(mén)課基本上都是每周只上3小時(shí),可以一次上完,也可以分兩次上,由教師決定。每門(mén)課程的課程大綱(SYLLABUS)包括以下8個(gè)部分:(1)Contact Info(任課教師的聯(lián)系方式):列出任課教師的姓名、辦公地點(diǎn)、電話和郵箱地址;(2)Lectures(課程講授):列出上課的時(shí)間地點(diǎn);(3)communication(交流):明確學(xué)生跟老師交流的平臺(tái);老師的課件、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和課程中包括的編程代碼都會(huì)以郵件的形式上傳到UW-Learn平臺(tái),學(xué)生通過(guò)該平臺(tái)提交作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和編程代碼;(4)Labs(實(shí)驗(yàn)):明確實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)、時(shí)間安排、學(xué)生分組安排及實(shí)驗(yàn)的題目;(5)Assignments(作業(yè)):布置作業(yè)的題目、作業(yè)要求、提交作業(yè)的時(shí)間;有些課程還有Project的要求;(6)Tutorials(輔導(dǎo)):按學(xué)生的姓氏的字母排序分組安排輔導(dǎo)及各組輔導(dǎo)的具體時(shí)間和輔導(dǎo)的內(nèi)容;(7)Final Exam(期末考試):明確考試的要求;(8)Grading(成績(jī)構(gòu)成):明確實(shí)驗(yàn)、作業(yè)和期末考試所占的比例;基本上每門(mén)課程的期末考試的比例不會(huì)超過(guò)50%、實(shí)驗(yàn)的比例會(huì)在20%左右、作業(yè)在30%左右。滑鐵盧大學(xué)本科生的課程任務(wù)很重,課后作業(yè)量很多,并且要求很?chē)?yán),必須在規(guī)定時(shí)間提交作業(yè)的,否則零分計(jì)算。每門(mén)課程有完善的TA(助教)制度。
湖南大學(xué)車(chē)輛工程專業(yè)大一大二大類(lèi)招生,整個(gè)機(jī)械類(lèi)的課程一樣,夯實(shí)數(shù)學(xué)力學(xué)和機(jī)械基礎(chǔ),大三重在專業(yè)核心課程,大四實(shí)施方向課程,與就業(yè)和研究方向接軌,整體知識(shí)結(jié)構(gòu)合理,突出了本專業(yè)的特色。從2011年開(kāi)始,湖南大學(xué)要求每門(mén)課程都要在教務(wù)處課程中心建立課程網(wǎng)站,上傳與該課程相關(guān)的所有內(nèi)容。課程大綱也必須包括以上八個(gè)部分,并且開(kāi)設(shè)小班討論和助教制度,一門(mén)課尤其是核心課程實(shí)施多位老師一起上的制度,課程要求趨于合理和規(guī)范,教學(xué)質(zhì)量也大幅度上升。但也暴露了一些問(wèn)題,譬如助教水平參差不齊、小班討論內(nèi)容不太明確、學(xué)生課時(shí)任務(wù)繁重等等。新一版的教學(xué)計(jì)劃正在針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行修訂,相信隨著制度的規(guī)范和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),本科教學(xué)質(zhì)量一定會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。
參考文獻(xiàn):
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[2]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):美國(guó)卡羅爾.坎貝爾工程研究中心執(zhí)行總監(jiān)Imtiaz Haque教授的報(bào)告《案例研究:為汽車(chē)行業(yè)培養(yǎng)工程技術(shù)人才》.
[3]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):大連理工大學(xué)副校長(zhǎng)李志義教授做了題為《以學(xué)生能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)方案與課堂教學(xué)改革》的報(bào)告.
[4]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院吳昌林教授做了題為《學(xué)生能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)體系設(shè)計(jì)》的報(bào)告.
[5]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副院長(zhǎng)陳兵奎教授的報(bào)告《學(xué)生能力達(dá)成與綜合評(píng)價(jià)方法初探》.
[6]康全禮,陸小華,熊光晶.國(guó)際創(chuàng)新型工程教育模式中國(guó)化的探索與實(shí)踐[J].煤炭高等教育,2009,26(4):4-7.
[7]查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學(xué)合作和國(guó)際化[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2008,(5):16-19.
[8]https://uwaterloo.ca/mechanical-mechatronics-engineering/current-undergraduate-students-mechanical-engineering
/academic-issues-policies-and-accommodations.