基于創(chuàng)新能力提升的人才培養(yǎng)模式探索——以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為例

何冬青,商玉梅,李文昊,崔丹薇

(中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院 機(jī)械與控制工程學(xué)院,山東 東營(yíng) 257000)

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基于創(chuàng)新能力提升的人才培養(yǎng)模式探索
——以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為例

何冬青,商玉梅,李文昊,崔丹薇

(中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院 機(jī)械與控制工程學(xué)院,山東 東營(yíng) 257000)

根據(jù)應(yīng)用技術(shù)型高校的發(fā)展定位,以具備一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo),對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)模式研究及改革,已成為迫切需要。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力體系結(jié)構(gòu)、學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與能力的培養(yǎng)思路、創(chuàng)新能力培養(yǎng)實(shí)踐等三個(gè)方面入手,對(duì)基于創(chuàng)新能力提升的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行研究分析,為該專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革打下良好基礎(chǔ)。

創(chuàng)新;機(jī)械;培養(yǎng)模式;應(yīng)用型;專業(yè)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,科技創(chuàng)新能力已成為國(guó)家間競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素,創(chuàng)新型社會(huì)的特征愈加明顯。各種競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是各種人才的競(jìng)爭(zhēng)[1]。高等教育作為人才培養(yǎng)的重要組成部分,培養(yǎng)符合社會(huì)需求、具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的人才現(xiàn)已成為高等學(xué)校人才培養(yǎng)的共識(shí)和重要目標(biāo)[2],需要通過持續(xù)的教學(xué)改革加以實(shí)現(xiàn)。制造業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位,2015年國(guó)務(wù)院發(fā)布了“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng),提出了堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針及通過“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo),為我國(guó)制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展指明了方向。

教學(xué)改革的關(guān)鍵,首先在于人才培養(yǎng)模式的選擇和培養(yǎng)目標(biāo)的定位[3]。中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院立足于服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì),把培養(yǎng)省內(nèi)一流的高水平應(yīng)用技術(shù)型人才作為學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱“機(jī)自專業(yè)”)是直接面向生產(chǎn)制造的專業(yè),肩負(fù)著培養(yǎng)制造業(yè)創(chuàng)新型人才的重任。以具備一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo),對(duì)機(jī)自專業(yè)的培養(yǎng)模式進(jìn)行改革,已成為迫切需要。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力結(jié)構(gòu)

我校機(jī)自專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是——培養(yǎng)具有進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造及設(shè)備控制、生產(chǎn)組織管理的基本能力,能夠運(yùn)用先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的理論與方法,解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中的復(fù)雜技術(shù)問題,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)與制造的高級(jí)工程技術(shù)人才,要求畢業(yè)生能夠綜合運(yùn)用機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)和控制學(xué)等學(xué)科知識(shí),從事機(jī)械工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的科技開發(fā)等工作。該專業(yè)是機(jī)械行業(yè)的“寬口徑”專業(yè),涉及機(jī)械行業(yè)的多個(gè)方面,市場(chǎng)需求巨大。該專業(yè)2016年已作為我?！皟?yōu)勢(shì)與特色本科專業(yè)”進(jìn)行建設(shè)。

通過用人單位訪談、畢業(yè)生問卷調(diào)查等多種形式的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),機(jī)自專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的基本專業(yè)能力有:機(jī)械制圖能力、機(jī)械強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)分析計(jì)算能力、精度分析與設(shè)計(jì)能力、基本電路識(shí)讀分析能力、機(jī)構(gòu)分析能力、機(jī)械零件設(shè)計(jì)能力、機(jī)電系統(tǒng)控制與測(cè)試能力、機(jī)械制造基本技能、液壓與氣動(dòng)控制能力、數(shù)控編程與加工能力、計(jì)算機(jī)編程能力等,另外根據(jù)不同的專業(yè)方向,還需具備一定的機(jī)床及刀具能力、工藝方案能力、CAD/CAM能力、先進(jìn)制造基本能力、模具基本能力等,分屬機(jī)械、力學(xué)、電子、控制、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科,其能力結(jié)構(gòu)如表1所示。由此可見,機(jī)自專業(yè)是一個(gè)以力學(xué)和機(jī)械學(xué)科知識(shí)為主干、同時(shí)包含電子、控制、計(jì)算機(jī)等學(xué)科知識(shí)的專業(yè),能力結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

表1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)能力結(jié)構(gòu)

對(duì)應(yīng)以上專業(yè)能力培養(yǎng)需求,相應(yīng)開設(shè)畫法幾何與機(jī)械制圖、理論力學(xué)及材料力學(xué)、電工電子技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程,對(duì)機(jī)自專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力進(jìn)行培養(yǎng)。

學(xué)生具備了以上的基本專業(yè)能力,是不是就可以開展創(chuàng)新活動(dòng)了呢?正如具備了充足的食材,名廚可以將其變成色香味俱全、令人垂涎的美餐,而一般的家庭只能將其變成一頓普通的餐食一樣,學(xué)生只有具備創(chuàng)新意識(shí)與能力才能將以上基本能力綜合運(yùn)用并轉(zhuǎn)變成創(chuàng)新成果。而創(chuàng)新能力不是一項(xiàng)具體的能力,不只局限于動(dòng)手實(shí)踐能力[5],而是一種復(fù)雜的綜合能力,需要加以系統(tǒng)培養(yǎng)。能夠點(diǎn)石成金的創(chuàng)新意識(shí)與能力應(yīng)該如何培養(yǎng)呢?

二、學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與能力的培養(yǎng)思路

從國(guó)內(nèi)外大量的教學(xué)改革實(shí)踐來看,把學(xué)生關(guān)在課堂里傳授創(chuàng)新的路子是行不通的。只有走出去、請(qǐng)進(jìn)來,進(jìn)行多種形式的工學(xué)結(jié)合、校企合作,才是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的理想途徑。

“校企合作、工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式是一種相對(duì)成熟的人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)應(yīng)用型人才的國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校廣泛采用這種模式。從1906年美國(guó)辛辛那提大學(xué)推出的“合作教育”計(jì)劃算起,這種模式已有100多年的歷史。國(guó)人較熟悉的、對(duì)我國(guó)高等教育發(fā)展有著較大借鑒作用的有英國(guó)的三明治式、德國(guó)的雙元制和澳大利亞的TAFE模式等。

我國(guó)高校的工學(xué)結(jié)合實(shí)踐在50年代就有嘗試,但現(xiàn)代意義的工學(xué)結(jié)合思想的提出,始于80年代后期的工學(xué)合作教育引進(jìn)?！?+1”人才培養(yǎng)模式、“工學(xué)交替311”合作教育模式、一年三學(xué)期制的“薄三明治”模式、“工讀交替,預(yù)就業(yè)”的“611”模式等,產(chǎn)生了較明顯的效果,但目前來看還遠(yuǎn)未形成成熟模式,仍處于實(shí)踐摸索中。

根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求,同時(shí)受國(guó)內(nèi)一些高校機(jī)械學(xué)科的教學(xué)改革成果啟發(fā),我們以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力為核心,探索新的人才培養(yǎng)模式：“1”——一條主線,以培養(yǎng)具有一定實(shí)踐創(chuàng)新能力,適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)型機(jī)電液一體化人才為主線;“2”——兩大統(tǒng)一的教學(xué)平臺(tái),即課內(nèi)教學(xué)平臺(tái)和課外實(shí)踐、實(shí)習(xí)平臺(tái)相統(tǒng)一;“3”——三個(gè)結(jié)合的培養(yǎng)思想,堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合,堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,堅(jiān)持人文學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)相結(jié)合的培養(yǎng)思想;“4”——四個(gè)步驟,根據(jù)認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律中實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)的辨證運(yùn)動(dòng)關(guān)系,按激發(fā)興趣(通過開展多種形式課堂或?qū)嵺`教育活動(dòng)使學(xué)生在盡早認(rèn)識(shí)專業(yè)基礎(chǔ)上建立學(xué)習(xí)興趣)——掌握“工具”(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)等“技術(shù)工具”)——培養(yǎng)能力(機(jī)械機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)及能力等)——項(xiàng)目實(shí)踐(按工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練、企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等)四個(gè)步驟有序開設(shè)相關(guān)理論及實(shí)踐課程,可以比較有效地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、創(chuàng)新能力培養(yǎng)實(shí)踐

多年的改革實(shí)踐表明,把教學(xué)活動(dòng)局限于課堂難以有效提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。走出課堂、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室、接觸生產(chǎn)和工程實(shí)際,是提升學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)力、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情的有效手段。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)習(xí)實(shí)踐基地建設(shè)是其中最重要的兩個(gè)方面。

(一)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是學(xué)校教學(xué)基本建設(shè)的重要組成部分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及管理中心化的思想,機(jī)自專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室目前規(guī)劃為六大實(shí)驗(yàn)中心(室)——材料及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中心、機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心、機(jī)械制造實(shí)驗(yàn)中心、機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)中心、石油機(jī)械實(shí)驗(yàn)室及機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。各實(shí)驗(yàn)中心(室)與實(shí)驗(yàn)課程不再一一對(duì)應(yīng)建設(shè),而是根據(jù)機(jī)自專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn),將各實(shí)驗(yàn)課程大類化、綜合化及中心化。如機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心涵蓋了制圖實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械拆裝實(shí)驗(yàn)室等。從實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃開始,就考慮到實(shí)驗(yàn)中心下設(shè)各實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)備等的通用性、一致性,做到實(shí)驗(yàn)室從功能設(shè)置到具體實(shí)驗(yàn)器材的購(gòu)置等統(tǒng)籌規(guī)劃,對(duì)應(yīng)機(jī)自專業(yè)學(xué)生能力需求結(jié)構(gòu)(表1)中的機(jī)械制圖能力、機(jī)械零件設(shè)計(jì)能力等并進(jìn)行相應(yīng)的建設(shè)。這樣既有效減少了各實(shí)驗(yàn)室間設(shè)備器材的重復(fù)購(gòu)置,提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材的利用率,同時(shí)使得實(shí)驗(yàn)室建設(shè)學(xué)科化、綜合化,有利于學(xué)生加深對(duì)專業(yè)的理解及對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用,摒棄以往為課程建立實(shí)驗(yàn)室的思想，克服各課程間聯(lián)系不夠緊密的不足,逐步建立起為專業(yè)人才的綜合能力培養(yǎng)而建立實(shí)驗(yàn)室的新理念。

在具體課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)設(shè)置上,我們還充分利用我校的教育部——西門子校企合作專業(yè)綜合改革項(xiàng)目所提供的高水平CAD/CAM一體化軟件——NX軟件,并學(xué)習(xí)參考多所高校的專業(yè)綜合改革項(xiàng)目實(shí)踐成果,逐步形成我校機(jī)自專業(yè)相關(guān)課程基于先進(jìn)CAD/CAM一體化軟件的改革思路,利用NX強(qiáng)大的三維建模能力和專業(yè)功能,用先進(jìn)的系統(tǒng)化、集成化設(shè)計(jì)理念對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)及制造能力的培養(yǎng)。

(二)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地建設(shè)

實(shí)習(xí)實(shí)踐是學(xué)生了解生產(chǎn)實(shí)際的最佳方式,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生通過扎實(shí)有效的實(shí)習(xí)實(shí)踐活動(dòng),可以充分認(rèn)識(shí)到所學(xué)課程的必要性及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的重要性,提高學(xué)習(xí)興趣,真正做到學(xué)以致用,從而推動(dòng)自主學(xué)習(xí)能力的提升。針對(duì)校內(nèi)校外實(shí)習(xí),通過多年的實(shí)踐總結(jié),逐步形成了校內(nèi)實(shí)習(xí)以學(xué)生動(dòng)手操作、實(shí)訓(xùn)為主,校外實(shí)習(xí)以見習(xí)及頂崗實(shí)習(xí)為主的改革思路。

校內(nèi)實(shí)習(xí)以學(xué)生動(dòng)手操作、實(shí)訓(xùn)操作為主,可以有效解決很多校外實(shí)習(xí)時(shí)走馬觀花多、動(dòng)手操作少、實(shí)習(xí)成本高等難題,切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。通過建立金工實(shí)習(xí)中心及機(jī)械制造實(shí)訓(xùn)中心,將學(xué)校工科專業(yè)開展的金工實(shí)習(xí)及機(jī)械制造類專業(yè)的各種實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)涵蓋進(jìn)去。機(jī)械制造實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)規(guī)劃如圖1所示。

圖1 機(jī)械制造實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)規(guī)劃

而校外實(shí)習(xí)主要通過對(duì)高水平企業(yè)的參觀見習(xí),加深對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)、對(duì)生產(chǎn)的感性認(rèn)識(shí)及對(duì)企業(yè)生產(chǎn)組織與管理情況的初步了解,在條件成熟的情況下逐步開展頂崗實(shí)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

專業(yè)培養(yǎng)模式的改革是一個(gè)漸進(jìn)的過程,不是一蹴而就的。通過對(duì)專業(yè)能力體系結(jié)構(gòu)詳細(xì)分析、確立校企合作的創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路、針對(duì)能力培養(yǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè),一定會(huì)對(duì)應(yīng)用技術(shù)型高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才起到助推作用,促進(jìn)我國(guó)創(chuàng)新社會(huì)形成與發(fā)展。

[1] 周海,王黛萍.應(yīng)用型本科人才的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)探索[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2010(10):174.

[2] 朱世坤.以實(shí)驗(yàn)示范中心建設(shè)為契機(jī) 促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007(4):95.

[3] 劉金良,顧平燦.應(yīng)用型機(jī)械本科專業(yè)教學(xué)體系改革研究與實(shí)踐[J].機(jī)電工程,2005(12):64.

[4] 王明強(qiáng),王黎輝,余建國(guó),等.工科機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實(shí)踐[J].大學(xué)教育科學(xué),2003(4):39.

[責(zé)任編輯] 尹 健

2016-06-18

何冬青(1971—)，男，北京順義人，中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院機(jī)械與控制工程學(xué)院副教授，博士，主要從事機(jī)械工程研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2016.03.021

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