基于應(yīng)用型工程科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的高職高專機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)途徑探索

熊長(zhǎng)煒 毛峰 范四立 楊福祥 舒雨鋒

摘 要：從高職高專教學(xué)現(xiàn)狀入手，提出了以應(yīng)用型科研項(xiàng)目為載體驅(qū)動(dòng)機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)的途徑，闡述了這種途徑的基本思想。討論了機(jī)電產(chǎn)品的知識(shí)結(jié)構(gòu)與專業(yè)課程的銜接關(guān)系，認(rèn)為可以通過(guò)科研項(xiàng)目完成實(shí)踐課程教學(xué)；通過(guò)科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)人才培養(yǎng)途徑實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與科研項(xiàng)目的積極性提高了，時(shí)間久了以后教師的積極性卻降低了。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；高職高專；人才培養(yǎng)途徑；機(jī)電類專業(yè)

中圖分類號(hào)：G961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）19-0167-03

Abstract： From teaching status in higher vocational colleges，mechatronic specialty talent cultivation approaches based on applied scientific project-driven was established，and the basic thought was introduced. The paper discusses cohesive relations between knowledge structure of mechatronic products and specialization courses， then it is suggested that practical course teaching was finished in scientific research project. This practice increases the students' enthusiasm， but decreases teacher enthusiasm after a period of time.

Keywords： project-driven； higher vocational colleges； talent cultivation approaches； mechatronic specialty

一、概述

隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類社會(huì)獲得了巨大的進(jìn)步。人們獲取知識(shí)的途徑越來(lái)越多，獲得知識(shí)信息的速度越來(lái)越快，獲取知識(shí)的內(nèi)容越來(lái)越多。知識(shí)更新速度也在加快，出現(xiàn)了一些新技術(shù)、新工藝和新理論，部分傳統(tǒng)的知識(shí)也將面臨著淘汰，然而高校的教學(xué)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于科技進(jìn)步和市場(chǎng)的需求。不僅如此，高校的人才培養(yǎng)模式也比較傳統(tǒng)，大部分的高校理論教學(xué)的課時(shí)比重還是比較高，實(shí)踐教育課時(shí)還不到總課時(shí)的一半；高校特別是高職高專院校的傳統(tǒng)的教學(xué)手法和教學(xué)方法已經(jīng)不適應(yīng)高職高專學(xué)生。相對(duì)于理論教學(xué)，學(xué)生喜歡上實(shí)踐性課程；而教師還是按照傳統(tǒng)的方式在教室里講課，學(xué)生積極性不高；因此在媒體上出現(xiàn)了“沉睡中的大學(xué)生，你不失業(yè)，天理難容！”的批判性報(bào)道。

我國(guó)教育改革方興未艾，日漸深入。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，人才培養(yǎng)模式改革一直進(jìn)行到今天，改革受到了社會(huì)文化理念、高校制度、資源及經(jīng)濟(jì)因素的影響。人才培養(yǎng)模式按照組成要素分為廣義、中義和狹義三種，廣義的人才培養(yǎng)模式是指全校性的整體人才培養(yǎng)模式；中義的人才培養(yǎng)模式是指某一具體專業(yè)的人才培養(yǎng)模式；狹義的人才培養(yǎng)模式是指某一具體專業(yè)人才培養(yǎng)途徑的選擇方式[1]。

來(lái)源于企業(yè)應(yīng)用型的科研項(xiàng)目最貼近市場(chǎng)，反應(yīng)目前技術(shù)發(fā)展的階段和需要，通過(guò)科研項(xiàng)目實(shí)踐提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量，因此本文研究以應(yīng)用型工程科研項(xiàng)目為載體驅(qū)動(dòng)機(jī)電類人才培養(yǎng)的途徑。

二、應(yīng)用型工程科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的高職高專機(jī)電類人才培養(yǎng)途徑探索

以東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，學(xué)院大力支持教師密切聯(lián)系珠三角產(chǎn)業(yè)，大力開(kāi)展技術(shù)支持和服務(wù)企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與轉(zhuǎn)型；學(xué)院設(shè)置六個(gè)研發(fā)與服務(wù)中心機(jī)構(gòu)從事基礎(chǔ)性應(yīng)用技術(shù)研究和成果轉(zhuǎn)化，設(shè)置政校行企項(xiàng)目、橫向課題項(xiàng)目和質(zhì)量工程項(xiàng)目并配套經(jīng)費(fèi)，以具體抓手支持教師和技術(shù)服務(wù)于社會(huì)與企業(yè)。本文研究基于東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)與服務(wù)中心應(yīng)用型科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)途徑。

（一）高職高專機(jī)電類人才培養(yǎng)途徑的基本思路

高職高專學(xué)生完成一年級(jí)的必修課和專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)后，學(xué)生在后續(xù)的兩年專業(yè)課學(xué)習(xí)的同時(shí)利用課余時(shí)間參與到應(yīng)用型工程科研項(xiàng)目中去，先動(dòng)手實(shí)踐操作，進(jìn)而理解專業(yè)理論知識(shí)的應(yīng)用，從應(yīng)用中掌握技能，總結(jié)相關(guān)理論知識(shí)；學(xué)生自主選擇參與項(xiàng)目的一個(gè)或幾個(gè)部分工作，中途可以申請(qǐng)調(diào)整參與項(xiàng)目中的具體內(nèi)容；學(xué)生在教師指導(dǎo)下參與研發(fā)中心和實(shí)驗(yàn)室的耗材與零部件購(gòu)買和管理，項(xiàng)目資料保存管理、參加與企業(yè)交流和參加產(chǎn)品與技術(shù)交流會(huì)；每周進(jìn)行技術(shù)流總結(jié)，總結(jié)技術(shù)困難與取得的進(jìn)步；學(xué)生參與專利申請(qǐng)和論文撰寫；目標(biāo)是以科研項(xiàng)目為載體，通過(guò)實(shí)踐手段，運(yùn)用專業(yè)技能知識(shí)，交流和總結(jié)理論知識(shí)，提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。

（二）應(yīng)用型科研項(xiàng)目的知識(shí)結(jié)構(gòu)與機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)課程銜接

機(jī)器如果沒(méi)有電，就是一部死機(jī)；如果沒(méi)有控制系統(tǒng)就不是自動(dòng)化，更不是智能化。機(jī)器就是機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)，大多數(shù)的機(jī)器包含機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)（傳感器及自動(dòng)檢測(cè)）、控制器及控制系統(tǒng)、執(zhí)行器和軟件系統(tǒng)等五大部分[2]，涉及機(jī)械、液壓氣動(dòng)、電工電子、通訊和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等技術(shù)。一個(gè)稍微復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎涉及到并超過(guò)機(jī)電類專業(yè)絕大部分知識(shí)和技能，因此通過(guò)科研項(xiàng)目可以運(yùn)用幾乎所有專業(yè)課程的知識(shí)和技能，可以在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)的程度更加深刻。見(jiàn)表1。

（三）科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的人才培養(yǎng)的組織形式

1.組織架構(gòu)

由2～3位教師承擔(dān)起總工程師的角色，按照機(jī)器的五大組成結(jié)構(gòu)將學(xué)生分成5個(gè)小組，執(zhí)行器組任務(wù)相對(duì)少些，需要參加機(jī)械系統(tǒng)組的工作。見(jiàn)圖1。

2.組織制度

（1）五個(gè)小組各設(shè)定組長(zhǎng)一名負(fù)責(zé)組織小組任務(wù)計(jì)劃制定、實(shí)施、交流討論和總結(jié)，每周五下午2：30或周日晚上7：30匯報(bào)一次任務(wù)進(jìn)度情況及下周任務(wù)進(jìn)度修改計(jì)劃。

（2）對(duì)于科研項(xiàng)目中疑難問(wèn)題，由指導(dǎo)教師組織實(shí)施專題講座解決問(wèn)題。

（3）每天都有指導(dǎo)教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

（4）高年級(jí)和低年級(jí)學(xué)生形成梯隊(duì)，團(tuán)隊(duì)循環(huán)。

3.學(xué)生參與項(xiàng)目的成績(jī)?cè)u(píng)定與學(xué)分

制定學(xué)生簽到制度，考核出勤率，占總成績(jī)15%；學(xué)生互評(píng)成績(jī)占25%；組長(zhǎng)評(píng)定成績(jī)占15%；教師根據(jù)學(xué)生參與項(xiàng)目的出勤、工作表現(xiàn)和業(yè)績(jī)?cè)u(píng)定一個(gè)成績(jī)占45%，總成績(jī)決定學(xué)生成績(jī)是否合格和等級(jí)，是否記入學(xué)生學(xué)分。

4.學(xué)生活動(dòng)經(jīng)費(fèi)

經(jīng)指導(dǎo)教師許可，學(xué)生參與科研活動(dòng)的交通費(fèi)從項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)里報(bào)銷，學(xué)生周末參與科研項(xiàng)目可以獲得伙食補(bǔ)貼，從培養(yǎng)經(jīng)費(fèi)報(bào)銷。

（四）科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的人才培養(yǎng)途徑實(shí)踐

1.學(xué)生參加與企業(yè)的需求洽談

學(xué)生由教師引導(dǎo)參觀企業(yè)生產(chǎn)線，了解企業(yè)生產(chǎn)工藝，開(kāi)拓專業(yè)視野，參加與企業(yè)的洽談，了解市場(chǎng)的需求，做好洽談?dòng)涗洝?/p>

2.學(xué)生參與總體方案討論與設(shè)計(jì)的輔助作用

重要的討論會(huì)安排在晚上進(jìn)行，以方便科研團(tuán)隊(duì)大多數(shù)教師和學(xué)生有時(shí)間參與；在方案的總體設(shè)計(jì)討論階段，學(xué)生主要參與了解情況，提出有決策性的想法還是有困難的；項(xiàng)目總體方案由負(fù)責(zé)的教師完成。

3.學(xué)生在詳細(xì)設(shè)計(jì)中主力作用

項(xiàng)目的總體方案設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行方案的詳細(xì)設(shè)計(jì)，學(xué)生參與到各個(gè)部分中去。

（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

教師只對(duì)總體結(jié)構(gòu)和復(fù)雜零件進(jìn)行3D建模設(shè)計(jì)，由高年級(jí)學(xué)生完成大部分零件3D建模設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)仿真，教師檢查裝配和運(yùn)動(dòng)仿真是否干涉問(wèn)題，再由低年級(jí)學(xué)生導(dǎo)出零件的二維平面三視圖并對(duì)三視圖進(jìn)行尺寸公差標(biāo)注；低年級(jí)學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單的常見(jiàn)零件進(jìn)行3D建模，導(dǎo)出二維平面三視圖并對(duì)三視圖進(jìn)行尺寸公差標(biāo)注。鼓勵(lì)掌握標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件選用，零部件的3D圖紙、二維圖紙，加工件清單和外購(gòu)件清單均需存檔保存。

所有二維平面圖的比例必須1：1，所有零件的三視圖圖紙上必須加上一個(gè)軸測(cè)圖，所有二維平面圖能直接用于后續(xù)的機(jī)械加工。

（2）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高年級(jí)學(xué)生在教師指導(dǎo)下，完成電氣系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)和氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；低年級(jí)學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成運(yùn)動(dòng)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡和元件選型購(gòu)買，完成電氣系統(tǒng)接線圖繪制和氣動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制并存檔。

（3）執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

低年級(jí)的學(xué)生在教師帶領(lǐng)下，購(gòu)買氣缸、步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器等執(zhí)行件；掌握步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器接線原理以及驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置，設(shè)置參數(shù)存檔。

（4）機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高年級(jí)的學(xué)生在教師帶領(lǐng)下，購(gòu)買傳感器、CDD和工業(yè)光源等外購(gòu)件，參與教師主導(dǎo)的工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)調(diào)用，對(duì)接軟件設(shè)計(jì)，參數(shù)設(shè)置和資料存檔。

（5）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

教師指導(dǎo)高年級(jí)學(xué)生編寫PLC控制程序、觸摸屏程序，教師編寫運(yùn)動(dòng)控制程序、軟件的人機(jī)界面和工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)調(diào)用等程序，高年級(jí)學(xué)生參與編寫和軟件調(diào)試；所有程序均應(yīng)存檔。

4.零件加工、機(jī)器裝配及調(diào)試

（1）學(xué)生要了解零件材料和表面處理工藝，急需零件和簡(jiǎn)單零件由部分學(xué)生使用數(shù)控機(jī)床直接完成加工。

（2）了解冷軋板和不銹鋼鈑金加工工藝，掌握鋁型材件選用和裝配方法。

（3）學(xué)生完成全部電氣系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)連接，控制柜與機(jī)器之間使用航空接頭連接，修改完善電氣系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)接線圖。

5.開(kāi)發(fā)資料整理歸檔保存

（1）各組學(xué)生負(fù)責(zé)電子資料經(jīng)過(guò)教師審核后方可存檔。

（2）各組學(xué)生撰寫專利申請(qǐng)電子材料、撰寫論文電子材料和各類項(xiàng)目申報(bào)電子材料存檔。

（3）各個(gè)小組出現(xiàn)問(wèn)題及解決方法資料存檔。

三、結(jié)束語(yǔ)

（一）實(shí)施科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的專業(yè)人才培養(yǎng)途徑的效果

通過(guò)智能分揀包裝系統(tǒng)和激光打標(biāo)機(jī)兩個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在項(xiàng)目開(kāi)始的時(shí)候?qū)W生積極性并不高，隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，學(xué)生的主動(dòng)性和積極性都提高了；學(xué)生參加科研項(xiàng)目的人數(shù)增加了，參與科研項(xiàng)目的意愿也增強(qiáng)了；總之，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣確實(shí)提高了，達(dá)到了科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)的目的。

（二）實(shí)施科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的人才培養(yǎng)途徑的制約因素

應(yīng)用型科研項(xiàng)目的實(shí)施需要高校政策支持，需要高校鼓勵(lì)教師科研教學(xué)一體化模式，還需要充足的經(jīng)費(fèi)支持；需要教師密切聯(lián)系企業(yè)和行業(yè)、了解行業(yè)、企業(yè)和社會(huì)的需求，校企合作展開(kāi)應(yīng)用型科研項(xiàng)目，解決企業(yè)實(shí)際技術(shù)問(wèn)題。

目前的科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)途徑遇到一些困難。小規(guī)?？蒲许?xiàng)目驅(qū)動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)是可行的，而大規(guī)模實(shí)施將面臨經(jīng)費(fèi)的問(wèn)題，面臨場(chǎng)地有限的問(wèn)題；面臨教師工作量衡量問(wèn)題，關(guān)于教師額外勞動(dòng)報(bào)酬的問(wèn)題，高校還沒(méi)有明確政策予以支持，時(shí)間久了，教師的積極性降低了；怎樣提高教師的積極性是急需解決的問(wèn)題。

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