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机械设计制造及自动化专业主要课程有哪些
主要课程:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理应用、机械工程材料、制造技术基础。主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。
主要专业实验:现代制造技术综合实验、测试与信息处理实验。
专业选修课:机械动力学、软件工程、网络技术、多媒体技术及应用、数据库原理及应用、机械创新设计、工业机器人基础、机械故障诊断学、文献检索、专业外语、有限元方法、机械优化设计、工艺过程自动化、先进制造技术、特种加工、成组技术与CAPP、智能机械概论、微小机械概论、虚拟样机技术、市场营销学、在线检测与控制、实用控制系统设计、数控机床与编程。
机械设计制造及自动化专业就业前景如何
机械设计制造及其自动化专业的学生们将来可以从事科技研发、运行管理、应用研究、销售等机械制造领域的一些职位。该专业的学生们需要具备机械制造方面的一些基础知识,学会运用专业知识解决实际工作中的一些相关问题。毕业生们可以参加到机械制造以及设计、机械、电气、气压、液压等控制设备的维修维护的一些工作中去,为我们国家的机械工程作出自己的贡献。
关键词:机械专业;课程体系;实践教学;中外对比
中图分类号:TU;G642文献标志码:A文章编号:10052909(2012)05001304课程体系是指诸多课程相互联系而构成的整体,包括根据培养目标设置哪些课程,如何设置课程,内容、形式、形态各异的课程如何结合才能达到整体优化的效果。课程体系直接反映人才的培养目标。机械专业课程体系的研究对特色专业建设和培养高素质应用型人才都具有重要的意义。
中澳教育存在很多差异,不少学者从不同角度进行了论述[1-5]。笔者通过对比新南威尔士大学(以下简称“UNSW”)与沈阳建筑大学(以下简称“SJZU”)机械专业本科生培养模式和培养方案,分析两所学校在课程体系建设(包括专业课程设置、课程群、实践教学环节等)方面的特色,对借鉴澳大利亚高等教育教学经验,培养应用型高级人才提出建议。
一、课程设置对比
课程设置是人才培养方案的核心内容。根据培养目标,要求学生在单一性的基础上实现多样性,即体现不同的个性发展,突出专业特色和个性。因此,课程设置要充分体现学科融合,突出专业特色;要着重加强综合性教学实践内容,强化综合能力。课程设置要有利于培养学生扎实的理论基础,使他们既有通才的素质,又有专才的技能。课程设置的设计属于课程体系范畴,它应以培养目标和培养规格为依据,在一定教学方案设计原则的指导下,选择课程内容和组织教学过程。
UNSW机械学院和SJZU机械学院都建立于1949年。目前两学院建设规模和招生人数都相似,都以培养机械工程类人才为目标,前者在澳大利亚工程院校排名前5位,后者于2008年获批国家级特色专业建设点。
UNSW各专业方向每学期开设4门课,4年共开设32门课程。每门课程均为6学分,总共192分;总学时根据不同专业方向略有不同,以机械设计方向为例,总学时为2 028。其中所有的实践环节,包括实习、课程设计、毕业设计等都穿插在课程中,不单独设置。SJZU机械专业分为理论课程和公共实践环节及专业方向实践环节,其中理论课共开设41门课程,其总学分为150,总学时为2 394,除此外所有实践环节有52学分,共53周。
课程设置按照通识教育平台、基础教育平台、专业基础教育平台和专业教育平台归类,从开课门数、所占学分和学时比例等几个方面进行对比,如表1所示。
从表1可以看出,在通识教育平台中,SJZU开设的课程数、所占学分和学时均比UNSW多,前者大约是后者的4倍;在基础课程中,SJZU开设的课程数比UNSW少2门,所占学分和学时少8%~10%;在专业基础课程中,SJZU开设的课程数是UNSW的2倍,所占学分比例比UNSW多12%;在专业教育平台中,SJZU开设的课程数比UNSW的少4门,所占学分和学时比例少24%。总体看,SJZU在专业基础平台中所设置的课程较多,重点培养学生的专业基础,有利于学生进一步深造;UNSW开设的基础课程和专业课程所占比重大,说明该校对基础教育和专业教育非常重视。重视基础课程,即“厚基础”可以提高学生的就业适应性;重视专业课程,即“强专业”有利于提高学生的工程适应性,这也是澳洲高校人才培养的普遍规律。
二、课程群对比
深入研究课程体系内部的关系,考虑人才培养知识结构需求,根据课程内容相关性等因素构建不同课程群。课程群就是把具有相关性或有一定目的的不同课程编排到一起,组成一个“群”,进行系统的学习和教授。在课程群内部,以核心主干课为主线,优化教学内容,通过各课程相关知识点的有机结合,研究各课程之间的关系,使之相互促进,相映成彰。通过对UNSW和SJZU机械专业课程群进行对比,分析各自特色(表2)。表2UNSW和SJZU机械专业课程群对比表课程类型课程群UNSW机械专业开设课程SJZU机械专业开设课程通识教育平台社科类通识教育1思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、基本原理科普类通识教育2军事理论、健康教育、外语、体育基础教育平台计算机类计算机1计算机文化基础、C语言数学类高等数学1A、高等数学1B、工程数学2E、数值方法与统计高等数学1、线性代数1、概率与统计物理类物理1A、固体力学1、固体力学2、热力学、流体力学大学物理、物理实验专业基础平台创新类机械工程与创新建筑机械概论、综合素质训练制造类制造设计基础、工程材料与化学机械制造技术基础、机械精度设计与测量技术、机械工程材料力学类工程力学1理论力学2、材料力学2设计类工程设计2、机械设计1机械原理、机械设计电子与控制类电子与通讯工程、线性系统与控制电工技术1、电子技术1、控制工程基础、机电传动与控制、微机原理测试类工程试验测试技术方法与管理类工程管理现代设计方法制图类画法几何2、工程制图与CAD2液压类液压传动与控制专业教育平台力学类设计类专业类工程力学2结构力学机械设计2工程机械、钢结构高级热流体学内燃机与工机底盘计算机工程工程机械液压系统高级振动学机械振动实践实践类专业工程、毕业设计1、毕业设计2生产实习、认识实习、毕业设计选修专业选修1、专业选修2专业选修1、专业选修2通过对比和深入调研,课程群的构建和课程内容的深浅程度、涉及范围等都有所不同。
(一)基础教育课程群比较
学科基础教育平台主要由数学、物理和计算机这3个课程群组成。通过深入调研和对比发现,在数学课程群中,UNSW开设的高等数学是分在2个学期开设,尽管基本内容与SJZU大体相同,但是更有利于学生的吸收和消化;通过教学大纲了解到,UNSW开设的数值方法与统计,其内容宽泛但难度较低。在物理课程群中,UNSW除了普通物理外,还开设了热力学和流体力学,以后的专业课中还继续热传导等方面的学习。在计算机课程群中,UNSW开设的计算机主要学习C语言,以锻炼学生的编程能力为目标,其作业难度较大,学生要完成3个大的编程任务;SJZU开设的计算机课程则以掌握基础知识为主。
(二)专业基础课程群比较
在专业基础教育平台中,根据课程内容的相似性划分课程群,如力学类、设计类、制造类、电子与控制类、测试类、方法与管理类和创新类等类课程群,在专业教育平台中有力学类、设计类和专业类等课程群。
在力学类课程群中:UNSW只开设了工程力学1、2,却包含了理论力学、材料力学、机械原理、结构力学,以及疲劳断裂等力学知识,所涉内容广泛,但难度较低。UNSW力学类课程群重点在于将不同的知识点融合在一起,培养学生解决工程中的综合性问题的能力,避免对知识的割裂,并拉近与工程实践的距离。而SJZU分别开设了理论力学、材料力学和结构力学等3门力学类课程,内容难度较大,理论性较强,往往因用人单位的需求而设置。
在设计类课程群中,UNSW将机械零件的设计分在大二和大三的3门课程中,课程内容前后衔接合理,有利于学生循序渐进地学习,且涉及范围宽泛,普适性较强,但是比较零散,缺乏系统性。而SJZU开设的机械设计课程群学时虽不多,却具有较强的系统性和内容的完整性,有利于学生对这类知识模块的迅速掌握。
在电子与控制类、制造类、方法与管理类和测试类课程群中,UNSW都具有一个共同的特点,就是课程紧密结合实际工程,以课程任务为主线引导学生掌握知识和技能,培养学生动手动脑能力。如UNSW开设的工程试验就是以测试为主要内容的实践性课程,在实验室进行教学,要求学生完成对不同传感器的测试、安装及实际应用等任务,从而达到学以致用的目的。
在创新类课程群中,双方各有特色:如UNSW开设的机械工程与创新课,内容涵盖了机械制图、快速设计、工具使用、项目规划和作品制作等内容,综合性和实践性非常强,将机械工程基本素质培养集于一体,强化培养学生的创新意识和动手能力,也培养了学生的项目管理能力和团结协作能力。又如SJZU开设了综合素质训练实践环节,学生通过拆装机械产品增强感性认识,并通过机械创新方案的构思和制作增强动手能力和创新意识。
(三)专业教育课程群比较
比较两校专业课有以下特点:(1)UNSW注重培养学生解决实际问题的能力。如开设的专业工程课程,是一个类似毕业实习的一门实践课,要求学生到企业解决实际问题,如设计环保装置等,应用以前学过的理论知识提出解决方案,并为以后的毕业设计打下伏笔。(2)SJZU在专业课程设置上更重专业化,知识分门别类,系统性和专业性强,如机械设计专业方向开设了钢结构、工程机械和工程机械液压系统等特色课程,突出了面向建设行业特色的培养模式,紧密联系建筑机械装备,为培养学生建筑机械产品的设计制造与运行管理能力打下基础,有利于学生就业。
UNSW课程内容宽泛而难度较低,注重知识点衔接和综合应用,理论与实践环节相辅相成,注重实用性和工程应用,并着力培养学生的动手能力和创新意识;SJZU课程设置注重知识的系统性和完整性,重视理论知识学习,课程具有行业特色,为培养高级专业技术人才做准备。
三、实践环节对比
中澳高校在实践教学环节设置安排上差别很大。国内工科院校普遍都将课程设计、毕业设计、实习等环节单独设置,集中训练,用整周的时间完成某一环节;而UNSW的所有实践环节都穿插在不同的课程中,没有独立的课程设计或实习,课堂内容直接与实践结合,边学边练,在实践中发现问题并找到解决问题的方法。
其一,金工实习。国内高校一般安排2~3周在金工实习基地集中训练;而UNSW则作为一年级的工程设计与创新课程中的一个环节,带学生去车间培训,学习加工工具的使用和简单的实物制作。国内高校都有独立生产实习和毕业实习环节;而UNSW不统一安排,只是要求学生在假期找企业进行12周的实习,完成实习报告并带回企业反馈,并在专业工程课程上完成实习内容和结果的汇报和验收。
其二,对于机械原理、机械设计等课程的课程设计,国内采用集中训练的方式,便于学生集中思路完成设计;而UNSW以大作业的形式根据课程进度进行课程设计,并且大多数课程中都有多个设计类的大作业,以课程任务为主线引导学生学习,从而达到知识的活学活用。
其三,国内大部分高校安排在最后一个学期进行毕业设计,作为对几年理论学习的总结和对所学知识的应用。UNSW则作为两门课程分布在大四的两个学期,也就是用一年的时间完成毕业设计,同时还要学习其他的专业课程,边学边做。前一学期不写毕业论文,但要完成对课题的深入了解,提出问题并找到解决方法,并在专业工程课程中参加答辩;后一学期根据具体的研究项目撰写毕业论文,根据相关要求制作出实体,并进行最终的答辩。尽管毕业设计在组织形式等方面有所不同,但两校对毕业设计的要求同样严格。
四、结语
综合比较UNSW和SJZU的课程体系,从课程设置、课程群特点、实践环节等几方面进行了对比,找出各自特点,借鉴国外的经验,提出一些操作性强、易于实践的新想法,为深化教学改革、优化课程体系,完善课程体系建设以及特色专业建设提供依据。
其一,在课程设置上,UNSW重基础,更重专业教育。“厚基础”可以提高学生的就业适应性,“强专业”有利于提高学生的工程适应性;SJZU更重视专业基础教育,有利于学生进入更高层次的学习。借鉴国外的课程设置情况,取长补短,在兼顾通才与专才教育的前提下,要进一步完善修订培养方案,调整课程体系,探索适应SJZU特色专业的人才培养模式。
其二,在课程群建设上,既要保持知识的系统性和行业特色,又要注重知识点的融合以及理论和实践教学的融合,并侧重知识的宽泛性和工程实用性。在课程群建设中,删减重复课程,加强知识点之间的内在联系,注重课程内容的衔接,强化知识的综合应用。
其三,在实践环节中,实施课堂教学与实践教学的衔接,并逐步形成以“课程任务”为主线的教学思路。通过课堂中的“课程任务”,锻炼学生的动手能力,培养创新意识,使他们在完成各种课程任务过程中,将知识学以致用,不仅掌握知识,锻炼能力,而且也培养他们的学习兴趣,增强自信心,最终达到理解知识、运用知识的目的。
参考文献:
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Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between
China and Australia
LUO Jiman1, ZHENG Xijian1, YUN Yanbin2, DUAN Chunzheng3
(1. Traffic and Mechanical Engineering College, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, Liaoning Province, P. R. China;
2. College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China;
3. School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 110624, Liaoning Province, P. R. China)
关键词:CDIO;专业导论;课程考核方式
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)08-0105-03
近20年来,发达国家都在从观念、目标、教育内容到教育方法对工程教育进行整体改革。环顾欧美各科技强国不难发现,科技发展的加速化、综合化、产业化、国际化和一体化,对各国的工程教育改革提出了更新、更高的要求。
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育。通过精心规划项目的CDIO,可以引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣,从而达到能力培养、综合发展的目的。
CDIO工程教育模式与以往培养计划的不同点之一是:通过开设导论性的基础课程,从起始阶段就将工程实践引导入门,激发学生兴趣,让学生尽早领略工程技术的精华,并且让他们亲手制造一些简单的东西。
大学生在进入大学之前,绝大部分只是凭专业名称或十分简单的专业介绍对所学专业有一个直观理解,对自己专业认识较少,甚至不知道所开设的课程对从事本专业工作有何作用,导致入学时找不到学习方向和目标,对专业课程的学习缺乏动力。而现有高校的教学计划中,很少有学校开设引导类的课程,帮助学生全面了解所学专业,提高学习兴趣。
在新生入学时开展专业引导教育,开设《专业导论》课,通过相关核心工程学科的应用激发学生的兴趣,明确学习动机。同时,学生CDl0教学大纲要求的主要能力发展也能有较早的起步。广东白云学院从2010年开始,在高职“2+1”人才培养模式改革的基础上,为培养高级应用型人才创出一条新路,对机械设计制造及其自动化专业实施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革试点工作,开始了对《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践。
《专业导论》课程的教学内容
根据CDIO教学大纲中对导论课程的教学要求,其教学内容和项目的设计建立在对学生的引导及激发学习兴趣上,结合专业人才培养目标要求,坚持理论联系实际、学以致用的原则,在学生入校时即对学生进行全方位的专业知识教育。将《专业导论》课程的教学分为理论教学和项目制作实践两个部分。
理论教学内容的设计 《专业导论》课程强调教学的系统性、全面性、前沿性以及与国际化,强化学生工程能力的培养。通过精心设计,理论部分内容通过开设10次学科前沿及发展的讲座,让学生了解所学专业的最新发展及应用领域。讲座主要内容如下:机械工程发展简史、工程图学概论、工程材料概论、机械设计概论、机械创新设计、机械制造概论、模具技术发展、机电一体化技术发展、机械工程师职业能力素质要求等。在开展讲座的同时有针对性地带学生去相关企业参观见习,进一步了解和认识专业。
项目制作实践内容的设计 项目制作实践让学生初步体验机械产品的设计制造、装配调试过程及工程图的表达方法,为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要基础。对模具方向的学生引入模具结构测绘项目,让学生以模具实物为载体,通过对模具的拆装及测绘,完成简单模具二维装配图和零件图的输出;对机械设计制造方向的学生以齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器为载体,测量并绘制典型零件图和装配图。这样,以工程图学基础理论和实验装置为依托,以工程绘图为载体,对实物装置进行结构分析和研讨,在实践中互动,在讨论中争辩,激发了学生创新意识,达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目的。学生在完成项目的过程中,掌握本专业所需掌握的工程语言——机械制图及零件测绘,直接培养学生对工程图的识图、绘图能力,并对模具结构、常用的机械产品结构有了初步的认识,培养学生的工程意识。
教学方法与教学手段
CDIO改革并不是要淡化理论课程的学习,而是要改革教学方法,采取能激起学生兴趣的教学方法,理论课程的教学不能采取传统的“满堂灌”的教学方式,而应采取基于问题的学习、师生互动主题研讨、案例教学、论文研究、项目训练等教学形式,着力培养学生的自主学习、发现问题、解决问题和创新思维能力。主要通过以下几种方式提高学生的学习兴趣和学习效果:
一是实施教学和研究互动、课内和课外互动、寓学于研的培养模式,设置基于课程的科研训练项目和自主科研训练项目两类,资助学生开展研究工作。基于课程的科研训练项目由研究型教学课程责任教师组织课程教学团队教师指导。自主科研训练项目一般为学生进入高年级后,在导师的指导下自主选题,经学院审批后开展科研训练工作,并以小组的形式参加创新设计大赛、机械设计竞赛、力学竞赛、挑战杯等科技竞赛活动。较好地完成科研训练项目的学生可以取得实践教学环节学分,鼓励学生以科研训练项目研究成果为内容撰写毕业论文,完成毕业环节。
二是在知名企业建立学生实践基地。学生可优先获得去该类企业实习的机会,并鼓励其在企业中开展科研训练项目的研究工作。
三是通过组织科研训练团队、社会工作等途径培养学生的组织、沟通、协调等领导能力。
四是定期组织开展学术讨论。在导师的指导下对各自研究的课题,发表各自观点,营造良好的学习交流氛围,激发创造力,提高学生的表达和沟通能力。
CDIO人才培养模式下的课程考核方式
理论教学部分的考核方式 学生结合10次讲座所讲授的内容,独立查阅中英文文献,开展市场调研,撰写不少于5000字的调研报告或课程论文,并制作讲授课件,参加课堂上模拟的“21世纪制造业前沿国际论坛”,对调研报告或论文内容进行讲授。教师根据学生调研报告或论文撰写质量和课堂讲授的表现,以及平时教学活动全部环节的表现,确定此部分的分数。
项目制作实践部分的考核方式 (1)项目制作实践的组织形式及成果提交。项目制作实践时学生以4~6人为一个项目小组,每个小组配备一名指导教师。项目制作实践以小组为单位,在理论课堂外执行;项目组内活动方式有:座谈式交流研讨,专题式讲解介绍,边做边探讨式互动,系统性总结等。组间活动主要采用总结介绍方式。项目完成后团队需提交的成果资料有:零件图,总装图,工作原理介绍,项目工作总结或课程论文等。(2)项目制作实践考评方式与标准。项目制作实践的成绩分为优(>90分)、良(80~89分)、中(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(
课程教学的成效
《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践主要取得了以下成效。
培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等,提高了综合素质 在 “模具结构测绘”实践项目教学环节,要求学生完成后提交的资料有:项目工作报告(装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等);全部零件(标准件除外)正式零件图;装配图(每人一张)。据统计,采用实践项目教学后,在学时与原来相同的情况下,45名学生共完成零件图119 张(A4~A1 不等),A1 装配图39张、A2装配图6张,比往届多绘制了装配图,并且零件的种类结构形式也有所增加;学生首次对典型模具机构进行了拆装和测绘。学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高,促进了实践过程与工程实际接轨。虽然学习难度和工作量增加了,但由于学生自主学习的热情被激发出来,在项目团队的协作和交流中,大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神,其综合素质得到较好的培养,成绩明显提高。
以项目小组为单位的答辩环节,提高了学生的口头表达能力、团队意识和集体荣誉感 项目制作实践在最后环节进行以项目小组为单位的答辩,采用答辩方式,不仅可以锻炼学生的口头表达能力,还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感。在答辩时,回答问题的不是“个人”,而是代表团队,每个成员都可以抢答或补充回答,以体现团队的真实水平。该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩,然后是在此之下的个人成绩,每名学生的成绩都和自己团队的表现息息相关。
教师的教学能力得以提高 基于CDIO工程理念的课程教学,其主要理念是通过项目制作实践环节,让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。这就意味着教师决不可以袖手旁观,而是正好相反,对教师的要求也更高。教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导,帮助学生学会如何进行自主学习,使学生面对不同的情况和对象,会灵活选用和综合运用各种知识、手段。教师还要根据各组不同的工程项目,分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则,介绍一些可供参考的途径和技巧等。
结语
《专业导论》课程教学,根据不同专业方向的人才培养需求,分别设置了模具结构测绘、齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等项目实践,测量并绘制了典型模具的零件图和装配图,典型零件图和装配图;以工程图学基础理论和实验装置为依托,以工程绘图为载体,对实物装置进行结构分析和研讨。在实践中互动,在讨论中争辩,激发了学生的创新意识,达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目标。
根据课程特点,建立了基于CDIO工程教育理念的课程考核方式,对课程教学中的理论教学部分,以课程论文代替传统考试;在项目制作实践部分,将学生的成绩与团队成绩挂钩,学生成绩由个人和团队两部分成绩组成,采用团队成员之间互评、团队之间互评及导师评价三部分组成,通过课程考核方式的改革,培养了学生的合作意识、团队沟通和协作能力,提高了学生的综合素质。
参考文献:
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制定合适的理论教学计划
课程体系划分为公共基础教育、学科基础教育、专业基础教育和工程专业教育4个模块。根据“卓越工程师”教育培养特点,新增了两门企业学习阶段理论课程,包括工程项目管理、机械工程相关标准等。聘请企业高级工程师作为本专业的双聘教师,企业学习阶段理论课程共计2学分。工程项目管理课程学习计1学分,以国内某大型钢铁企业典型冶金机械装备实际设计、制造、生产、测试、运行和维护中的项目管理为教学案例。机械工程标准概论课程学习计1学分,以国内某重型设备公司实际设计制造工艺及设备为背景,系统学习机械工程相关标准,包括设计标准、制造标准、检测标准以及相关行业标准和企业标准等。
实践教学凸显工程特色
实践环节包括实习实训、实验、设计论文、科技创新和素质拓展等。培养体系注重学生利用知识解决工程实际问题能力,将工程实践和创新理念贯穿于整个教学环节。根据本专业“卓越工程师”培养目标要求和知识结构、能力培养需要,构建“三个层次,五种形式”的实践教学体系。实践教学内容的3个层次如表1所示。实践教学以机械工程技术为基础,以机械系统工程理论为核心,以计算机信息技术为手段,强化实践性环节教学。为培养学生具备机械工程应用能力和创新能力,设置了如表2所示的5种形式实践教学模块及其内容。在实践教学中,基于卓越工程师培养要求,特别是工程实践能力的培养要求,构建了设施先进的实验平台,丰富了具有冶金特色的实践教学项目,系统化了学生工程设计能力培养的综合课程设计内容。
(一)设施先进的实验平台
已建成机械实验教学国家示范中心、机械传动与制造工程湖北省重点实验室。为加强“卓越工程师”培养,在实验室建设过程中,重视现有资源的调整和优化,经过深入、细致的调研,对各类实验资源不断进行优化、改造,并将科研成果转化为教学资源。开发研制了一批实用性强的实验设备,如轧机力能参数测试设备、起重机主梁疲劳试验装置以及基于组态技术的远程监测系统等。同时,建设了集实验、教学、科研为一体的实验平台,优化资源,节约成本,改善实验条件,为“卓越工程师”教育培养创造有利条件。
(二)高水平的实验教学项目
以学科内在规律为主线,打破学科和课程间界限,针对“卓越工程师”的培养,重新规划实验项目和内容,按“机械设计”“机械制造”“测控与仿真”等三大实验主题构建“分主题分层次矩阵式实验教学体系”。整合和优化实验教学内容,设立独立的实验教学课程体系,机械原理、液压传动实验单独开课。更新和充实课程实验教学内容,减少验证性实验,增加综合性、设计性实验,提高实验质量。本专业“卓越工程师”培养的课程实验中,设计性、综合性和创新性实验占40%以上。创建与冶金机械密切联系的高水平实验教学项目,如高压静电喷涂控制、金属结构疲劳可靠性、轧机力能参数测试、受控机构仿真与控制等。针对冶金设备大型、复杂等特点,将冶金设备系统CAE仿真、控制系统仿真成果融合起来,使学生能够对大型机电液系统进行自我设计和综合实验设计,进而完善个性化训练,与实体实验形成优势互补。
(三)加强学生工程设计能力培养
针对“卓越工程师”培养,将已有机械原理、机械设计、机械制造工艺学等课程设计进行整合,再增加机械测绘和冶金机械课程设计,实施系统化的多课综合课程设计环节,分阶段完成设计实践任务。整个课程设计主体对象是源于工程实际的装备,同时具有较强的综合性和系统性,如冶金机械飞剪机、轧机等,强调以系统观点构思满足设计要求的解决方案。另外,结合教师科研工作不断丰富课程设计对象和内容,加强学生工程设计能力培养。
建立校外实习基地
“卓越工程师”培养需要具有运行稳定的校外实习基地。除加强校内工程训练中心建设外,重视推进与加强校外实习基地建设,较好地解决“卓越工程师”培养实习场所问题。将与教师科研密切相关的企业作为重点实习基地建设单位,以科研促进实习基地的建设。如部分专业教师科研课题来源于武钢、鄂钢及冶钢等大型冶金生产企业,教师对现场设备及人员熟悉,通过科研与教学密切结合,既为厂方提供了技术支持与服务,又加强了学校同企业的联系,为“卓越工程师”培养创造了良好条件,这也是稳定实习教学秩序与提高实习教学质量的基本保证。“卓越工程师”企业学习阶段实施企业均是国内外知名的大中型企业,具有非常明显的行业优势和专业特点,拥有国家级技术中心和博士后流动站,具有非常良好的工程实践条件,为“卓越工程师”工程实践能力的培养提供了理想的软环境和硬件条件。四、教师选拔及培养“卓越工程师”企业学习阶段需要雄厚的师资力量,因此,加强校内教师和企业教师的培养和选拔至关重要。
(一)校内教师队伍选用标准及培养
根据“卓越工程师”培养要求,教师需要具有丰富的工程实践经验,因此,需加强校内教师实践能力的培养。校内教师实践能力培养作为一种制度进行,承担“卓越工程师教育培养计划”的专业教师在履行岗位职责的基础上,每年至少须3个月的企业工程实践。工程实践可以是承担解决企业工程实际问题的工程项目或科研项目、现场挂职锻炼、带学生到企业进行生产实习等多种方式,不断提升教师工程能力素养,强化工程背景。根据“卓越工程师”培养要求,青年教师实践能力、创新能力是必不可少的素质[7]。实行“青年教师导师制”,让有丰富实践经验的学科带头人指导青年教师,养成“严谨治学、从严执教、教书育人”的师德风范。要求年轻教师具有新的教学思想,科学的培养方案和教学内容,先进的教学方法和良好的工程背景。主要采取以下措施培养青年教师:安排青年教师下企业锻炼,加强工程教育研究能力培养;重点实验室基金等优先资助;加强双语教学能力的培养,特别是提升其英语口头表达与交流能力;开展说课、公开课等活动,早日通过教学关。
(二)企业教师聘用标准及培养
“卓越工程师”校企合作培养中,武钢等企业拥有一大批承担国家重大机械装备设计制造的专家和高级工程师,具有丰富的工程实践能力和创新能力,为“卓越工程师”培养奠定了坚实的人才基础。在“卓越工程师”企业学习阶段,学校与企业联合成立协调小组,挑选责任心强、工程经验丰富的工程技术人员担任授课教师和毕业设计指导教师。企业推荐教师在承担学生实习指导工作之前,通过集中培训、网络培训等多种方式明确作为一名大学教师的基本要求,并进行相应考核,考核合格者颁发聘书。定期安排教学工作经验交流会,企业教师与校内教师共同交流教学经验,共同提高教学水平。校外教师和校内教师均参加学期末的教学评估,及时反馈学生对教师的评价信息,以达到不断改进、提高教学效果的目的。企业实习指导教师将承担部分课程讲授、企业实习、毕业设计等工作。
关键词:示范中心:实践教学:教育创新:规范管理
本文结合北京理工大学工程训练中心实验教学示范中心的创建,就工程训练实践教学体系和管理体系的创新与建设问题进行探索,以期深化工程实践教学改革。
一、坚持学科引领的工程实践教学理念和改革思路
在高等工程教育过程中,工程训练中心作为对学生进行全面系统的工程技术教育和工艺技术训练的实践教学基地,使学生获取机械制造工程技术的知识,了解工程概念,提高工程素质,培养创新意识和创新能力,正在发挥越来越重要的作用。长期的教学改革实践表明,工程实践教育是提高学生全面素质的重要环节。
北京理工大学要建设“国内一流、国际知名”的高水平研究型大学,必须有一流的公共实践教学基础平台。我校工程训练中心始建于1999年世界银行贷款“高等教育发展项目”,并分别得到了学校“985工程”实验教学基地建设、“十五”“211工程”公共服务体系建设等项目的支持。按照我校本科培养目标和教育教学改革的思路,在工程训练中心的建设中,贯彻以学科建设引领的工程实践教学理念和改革思路,促进实践基地与学科建设、专业建设的融合,利用机械大学科的拉动,超前设计,统一规划,集中管理,资源共享,对构建现代制造技术的实践教学基地有着重要意义。
我校工程训练中心建设以机械工程一级学科(机械制造及自动化、机械设计及理论、机械电子工程和车辆工程及工业工程五个二级学科)为龙头,依托四大课群(工程材料与机械制造基础课群、机械设计基础课群、机械工程及自动化专业课群以及工业工程专业课群),按照三大模块(工程技能基础训练模块、机电产品创新设计制作模块和先进制造技术训练模块),本着“边建设、边运行、边发挥效益”的原则,瞄准高水平,高起点和领先目标,进行了规模化、系统化规划建设,实现公共基础、技术基础、专业基础以及专业实践“一条线”的工程训练,完成传统“金工实习”向现代工程训练全面转变。
为了适应现代化工业技术综合性,多学科交叉的特点,工程训练课程的内容和训练方式都发生了根本的变化,在教学中必须对训练的内容进行精选、重组和优化,充分体现机与电结合、金属与非金属结合、技术与非技术因素结合,贯穿计算机技术应用,以适应科学技术高速发展的要求:在方法上按照层次从简单到复杂、从传统加工技术到先进制造技术、从按部就班训练到创新设计及制造。适当保留传统工艺方法的基本训练,让学生很好地了解和掌握材料成型、机械加工的基本工艺知识,同时增加现代加工技术和对经济、质量、市场意识的训练。使学生更加全面地了解和熟悉现代加工技术及其发展趋势,更深刻地感受到新工艺、新技术的产生和发展,需要多学科知识的交叉和融合,逐步建立起大机械、大制造、大工程的意识和概念。将素质教育和大工程的思想始终贯穿在工程训练的教学中,及时掌握现代工业的特征和内容。这种在工程实践教学中,坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展,注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养改革思路,从根本上改变实验教学依附于理论教学的传统观念,充分认识并落实实验教学在学校人才培养和教学工作中的地位,形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围,成为我校工程训练中心的风格,体现我校的办学特色。
二、构建“工程训练四年不断线”的实践教学新体系
以工程训练为载体,全面提高学生的工程素质,是当前教学改革的核心任务之一。根据学生的学习认知过程,建立分阶段、多层次、模块化、开放型、综合性工程训练教学新模式,分阶段完成和实施工程训练,实现工程训练四年不断线。把训练内容融入为四个层面,即:《工程训练Ⅰ》――针对学生进行对制造系统和制造过程的认知性工程训练,培养学生的感性知识,为学生奠定工程知识背景: 《工程训练Ⅱ》――针对学生进行工程技能基础训练,使学生学习工艺知识,提高工程实践能力,培养工程素质和创新意识和能力; 《工程训练Ⅲ》――针对学生进行工程综合思维能力与创新能力训练,结合先进技术和专业教学,提供不依附于课程的现代工程实践活动,增加学生的动手能力和创新思维能力:《工程训练Ⅳ》――提供综合工程平台,让学生进行专题研究训练,全面提高学生的工程素质。
上述四个部分训练以大工程为背景,以工程教育教学改革为动力,以提高学生工程实践能力、综合工程素质和创新意识和能力为主线,按照由浅入深,由低到高的认知规律,构建人才培养新模式和科学合理的课程体系。课程的设计坚持思想解放和观念更新,树立“大工程教育”理念,紧紧抓住素质教育的核心――创新精神和实践能力的培养。通过多年的实践,形成“纵向贯穿”、“横向交融”的课程新体系。所谓纵向贯穿,即从机械工程基础技能培养方面入手,逐步进入到该领域先进技术:所谓横向交融,即体现人才培养中,各科知识的融合与贯通,以及学科专业的交叉和渗透,使被培养者成为复合型、创新型人才。
这样的工程训练教学体系有利于根据不同专业、不同层次学生的需求,有利于采取灵活的教学方式安排工程实践训练教学内容,有利于培养学生实践能力、创新意识和工程综合素质,有利于提高实践训练水平。
三、拓展工程训练内涵,搭建多学科工程训练实训平台,提升实训水平
学科建设是高水平大学建设的一个重要方面,充分利用学科和学科建设技术优势,拓展工程训练内涵,搭建多学科工程训练实训平台,是建设高水平工程训练基地的有效途径,不仅使所建项目有较高的技术起点,使本科学生在工程训练中就得到高水平的装备操作、最前沿的科学技术知识。缩短学生与现代技术的距离,提升实训水平。
从人才培养体系整体出发,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的实验教学体系,与理论教学既有机结合又相对独立。实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。引入、集成信息技术等现代技术,改造传统的实验教学内容和实验技术方法,加强综合性、设计性、创新性实验。建立新型的适应学生能力培养、鼓励探索的多元实验考核方法和实验教学模式,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。
在工程技能基础训练模块的课程改革中,主要结合工程材料及机械制造基础课群的知识体系改革,在构建现代工业培训的基础综合硬件平台(机械制造基础工艺训练平台、材料成形工艺和新技术基础训练平台)上,
重点加强“新技术、新工艺、新设备”的应用,利用先进的教学手段,系统地提供工程素质、能力培养和作风养成方面的基本训练。同时,逐步实现传统的金工实习向全面工程训练的转变。并对“机械制造基础”、“热加工工艺基础”、“机械加工工艺基础”等课程进行了改革。
在机电产品创新设计制作模块的课程改革中,主要结合机械设计基础课群的知识体系改革,将原分散的课程整合,形成以“机械工程概论”、“几何精度设计”、“工程制图”、“机械原理”、“机械设计”为主线的机械设计基础课群,建立由机械创新基础训练、机械创新设计、机械性能测试和创新产品制作组成的产品创新设计制作实验平台,从认知、创新设计、性能测试到产品制作,完成完整的创新设计与制作的工程能力培养过程。
在先进制造技术训练模块的课程改革中,主要结合机械工程及自动化专业课群、工业工程专业课群的知识体系改革,在专业课程内容的调整、合并以及理顺各知识间关系基础上,打破原有课程分散实验的限制,开设“生产准备与控制”、“系统分析与仿真”、“物流工程”等跨课程、综合性(电、机械和信息处理)的实验内容,建成较为完整的先进制造技术实践知识的演示、训练和应用的教学基地。
在教学方法上,采取教师讲解和技工指导相结合,基本操作与现代工程能力训练相结合,参观研究与动手实训相结合,实物教学与CAI课件虚拟实验相结合。在新增较多先进数控设备的基础上,更新学生工程训练内容。特别在数控技术实训中,充分利用计算机网络技术,建设工程训练远程设计微机室和多媒体教室,引入最新CAD/CAM软件,改变了过去单纯手工编程的历史,使学生不但了解和初步掌握了先进的产品设计和绘图工具,而且将机件设计、计算机绘图、修改编程、加工制造等环节连接起来,使学生对产品的生产的全过程有一个直观的认识。应用远程设计、网络制造的设计理念以及计算机网络技术、现代多媒体教学手段,初步实现远程设计、网络制造的现代机械制造理念,完成金工实习向工程训练的全面转变。
四、开展科技创新活动,提高学生工程综合素质
高校是我国培养现代化建设所需高等人才的重要基地,在实践教学过程中,开展创新设计与制作活动,培养学生的创新意识和能力是示范中心的重要任务。必须把“创新”教育思想渗透、贯穿到工程训练的全过程,并逐步得以提高。
我校以工程实训中心的软硬件条件为平台,积极组织和开展大学生创新实践活动。一方面,在正常的实践教学计划内,专设创新活动周,组织学生按照给定的命题,如“非轮式仿生爬行机器人”、“机械式弹跳装置”等,以小组为单位,进行创新项目设计与制作。在实践中不断激发学生创新的潜能。另一方面,结合各种形式的创新大赛,开展大学生科技创新活动,部分学生的成果参加了相关的创新设计竞赛等。
学生通过开展科技创新活动,独立自主地学习,不仅可以将所学知识灵活应用于实际,学到更多的知识,而且还能培养学生的各种能力,提高学生的综合工程素质。
五、先进的运行机制和规范管理是工程训练中心可持续发展的可靠保证
依据学校学科的特点,整合实验教学资源,建设面向多学科、多专业的实验教学中心。我校工程训练中心是校级实验室。学校对中心实行统一领导、分级管理的体制(投资与建设以学校管理为主,教学与日常管理以学院为主)。校实验室与设备处、教务处对中心每年的常规实验费、设备费以及工程训练等专项经费实行单列,以确保工程训练教学经费落实到位。学院由一名副院长兼任中心主任,直接分管中心的工作。中心实行主任负责制,对本中心的人、财、物进行综合管理。
中心内部实现教学资源统筹安排、设备及所有资源共享。中心建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台,利用局域网络系统,结合数控技术和计算机科学技术,营造了一个使学生进行“远程设计、网络制造”理念的工程训练氛围。并形成“公共基础教育一学科基础教育一专业教育一专业学科”一条线的知识结构。同时,建立有利于激励学生学习和提高学生能力的有效管理机制,创造学生自主实验、个性化学习的实验环境,建立实验教学的科学评价机制,完善实验教学质量保证体系,引导教师积极改革创新。
工程训练实践教学过程,不仅通过加强基本技能和工程能力训练来提高工程素质,而工程环境及非技术因素对人才的影响也是十分重要的。我们以“科学、创新、艺术”为主题,打造中心环境,建立并营造具有人性化、智能化的人文环境、学习环境、实践环境以及可管、可控、可预防、可应急的安全管理环境。在建设中全面更新实验台、工具柜,建立工具站,设置实训区、实验室标识牌,划出安全通道等,使学生进入实训区,就能强烈感受到浓郁的学习氛围,清洁明亮的环境,加上排列有序的机床,展现了现代企业厂房的风貌,一扫过去实习环境脏、乱、差的状态。这些都无不给学生们一种新的感受,也得到各高校同仁的充分肯定和赞赏。
学校重视实验教学队伍建设,制定相应的政策,采取有效的措施,鼓励高水平教师投入实验教学工作。建设实验教学与理论教学队伍互通,教学、科研、技术兼容,核心骨干相对稳定,结构合理的实验教学团队。形成一支由学术带头人或高水平教授负责,热爱实验教学,教育理念先进,学术水平高,教学科研能力强,实践经验丰富,熟悉实验技术,勇于创新的实验教学队伍。
1.1“211”人才培养方案的课程设置原则与依据具体说来,本方案的课程体系结构有四部分组成:(1)通识教育领域课程。该领域课程培养学生扎实的自然科学基础、较好的人文、社会科学基础,使之具备较高的英语水平和计算机应用能力,掌握文献检索、资料查询的基本方法。这些课程包括军事理论与技术技能训练、思想道德修养与法律基础、基本原理概论、大学体育、大学英语以及计算机课程等。(2)学科基础教育领域课程。该专业领域课程着重培养学生的专业技术理论与基础知识;学生分析、解决生产企业尤其是制造企业的生产系统组织与管理问题的能力。这些课程包括高等数学、线性代数A、概率论和数理统计A、大学物理、工程实训A、画法几何与机械制图、机械原理、机械制造技术、机械设计、理论力学、材料力学、电子电工技术基础等。(3)专业核心领域课程。该领域课程让学生了解机械制造学科的基本知识与基本技能,使之具有初步的科学研究、技术开发、技术经济分析与生产组织管理的能力。该课程包括计算机绘图、管理学原理、基础工业工程、运筹学、运筹学课程设计、质量工程、人因工程、生产计划与控制、物流设施与规划、物流设施与规划课程设计、系统工程、生产系统建模与仿真、生产系统综合实验、毕业论文(设计)等。(4)专业选修及实践实习领域课程。该课程包括工业工程专业英语、机械产品三维造型与创新设计、机械CAD/CAM技术、数控技术、现代制造技术、管理信息系统、java语言程序设计、经济学原理、工程经济学、市场营销学、供应链管理、项目管理、现代物流学和专业社会实践等,这些课程旨在培养既具备坚实的机械工程技术基础、又具备现代企业管理的理论,能为当地经济建设服务的跨学科应用型人才。
1.2“211”人才培养方案中的素质与专业、课内与课外的关系为了培养学生的认知能力、创造能力和实践能力,本方案规定学生毕业前除完成规定的课程学分外,学生还必须修读非本院、本学科开设的通识教育选修课程,完成8学分,其中必须选修体育专项课程等,学生必须修满课外实践与创新活动5学分,思政类课程的实践学分5学分纳入自主修习课程考核。其次,“211”人才培养方案重视学生共性的提高与个性的发展。创新是以思想的自由为前提的,个性是学生独立精神和自由思考能力的表征;如果说通识领域课程和学科基础教育领域课程是为了实现学生综合素质的提高,那么专业核心领域课程和专业选修课程则是为了培养学生的个性。
2校企合作背景下的“211”人才培养方案实践教学要求
为落实“211”人才培养方案,保证工业工程专业取得良好的教学效果,工业工程专业积极联系校外企业,与之对接合作,采取课程实训和组织学生到企业实习的措施。
2.1明确实训大纲,规范实践教学过程为了使工业工程专业的实践教学取得效果,“211”人才培养方案采取以下几种措施:(1)所有的实训课程都有实训教材或指导书,这些实训教材或指导书由本专业的老师集体编写和修订,并贯彻实践教学的各个环节。(2)实训课前,教师和实训工作人员必须认真备课,检查实训设备、设施的性能和实训材料的有效性,以保证实训的正常运行。(3)实训教师需严格管理学生,向学生讲明实训规章、规程和安全注意事项,认真批改实训报告。对那些违反实训章程,操作不规范的学生,应该明令其停止实训;对于不符合要求的实训报告,教师应该要求学生重做。(4)实训结束后,教师应该严格要求学生撰写实训报告,并认真批阅报告,按“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”5个等级评定成绩,将其记入实训成绩档案。
[关键词]联合培养 专业学位 研究生
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)22-0005-02
一、引言
为了更好地满足国家科技发展对工程应用型、复合型、高层次交叉学科、多领域技能型人才的迫切需要,进一步优化全日制专业学位研究生培养的类型和结构,完善研究生培养体系,增强研究生服务于国家和社会全方位综合性能力,推动全日制专业学位研究生“多学科交叉培养、多领域共同教育,同时校企间通过深度合作、资源间积极共享”的培养模式与培养理念,实现东北石油大学全日制专业学位硕士研究生培养模式转变。石油与天然气工程结合自身学科的专业特点与学科优势,努力探索出跨学院、跨企业的“两跨”深度合作全日制专业学位硕士研究生培养模式,依据全日制专业学位硕士研究生的生源特点,以“生源招生、学位培养与考核评估”三个主体方面为研究主线,开展多学科、多领域之间专业理论的全日制专业学位硕士研究生交叉教育培养。以东北石油大学与中石油集团公司、中石化集团公司、中海油集团公司沉淀的多年产学研结合深度合作关系,开展跨企业(校企之间)的全日制专业学位硕士研究生的人才培养、技术研发、科研攻关的深度合作,以培养专业学位硕士研究生为主体,实现校企之间的产品设备、技能人才、科研成果的资源共享,努力提高石油与天然气工程全日制专业学位硕士研究生培养质量。
二、主要研究内容
通过建立跨学院跨企业联合培养模式,充分发挥各二级院系多学科协同培养的优势,利用长期与油田企业深度合作形成的良好平台,打造一支适合于石油与天然气工程全日制专业学位硕士研究生培养的导师队伍和管理团队,构建和谐的培养环境,为稳定和提高研究生的培养质量探索出一种创新性培养模式,为丰富拓展其他院校其他领域的研究生培养提供示范作用。主要研究内容如下:
(一) 跨学院跨企业联合培养模式研究
石油工程学院石油与天然气工程专业与机械工程学院、土木工程学院相关专业结合,建立跨学院联合培养模式;与大庆油田、吉林油田科研院所及生产单位结合,建立跨企业联合培养模式,确定联合培养硕士研究生的选择标准(包括学生的原专业、学生的发展意向、动手能力、创新能力等)、招生计划;制订联合培养方案,建设优化组合联合培养研究生课程体系。
(二)联合培养专业学位硕士研究生的指导教师队伍建设
由石油工程学院牵头,协同相关院系相关企业组成跨学院跨企业联合培养石油与天然气工程全日制专业学位硕士研究生的管理小组,研究制定研究生指导教师筛选原则与标准,建成在石油与天然气工程领域具有较好科研基础和科研成果的导师队伍。定期聘请现场有科研、生产经验的研究人员为专业学位研究生开设课程与讲座,增强学生的专业实践教育环节。
(三)联合培养专业学位硕士研究生实践基地建设
校内以石油工程学院提高采收率教育部重点实验室、国家工程技术研究室等,机械工程学院化工过程机械重点实验室、石油井架检测实验室等,土木建筑工程学院防灾减灾工程及防护工程实验室等为依托,加强实验设备与相关建设,为学生进行校内试验,提高动手能力提供条件;校外与油田开发研究院、采油研究所、钻井研究所、地面工程设计院等结合,加强开放交流,选派专业学位硕士研究生到上述单位进行培训实习,开展学位论文的相关研究,增强学生的实践创新能力。
(四)构建联合培养模式下的培养机制与管理机制
1.确定研究方向
以把握石油与天然气工程学科内涵为核心,寻找与机械工程、工程热物理等相关学科的知识交叉点和问题突破口,找准突出学科特色、体现学科水平的跨院跨企业联合培养全日制专业学位硕士研究生的研究方向。
2.资源共享
以东北石油大学的国家级重点实验室、国家工程技术研究室、国家工程教育中心以及省部级研究基地、校企共建工程技术研发中心等为主要平台,充分利用大庆油田、吉林油田的地缘优势,整合相关学科科研经费、实验设备、软件设施、图书资料及其它物质条件,形成跨学院跨企业联合培养的有效资源。
3.培养机制
按照教育部关于专业学位硕士研究生培养的有关要求,以有效提高油气储运专业硕士研究生的综合素质、创新能力及实践能力为侧重,依靠具有较深学术造诣的多学科导师团队,借助校企多学科协同攻关的独特优势,研究提出构建强化基础性、前沿性和学科交叉性的跨学院跨企业联合培养机制。
4.管理机制
以保证跨学院跨企业联合培养全日制专业学位研究生质量为前提,强调满足社会多样化需求、加快培养高层次应用型专门人才的需要,同时体现“以生为本”的办学理念和“因材施教”的教育思想,构建导师、研究生和培养环境三者和谐发展的管理机制。
(五)改革联合培养模式下的教学方法
增加案例教学与现场实践教学内容,提高专业学位硕士研究生的综合素质。
三、拟解决的关键问题
(一)跨学院跨企业联合培养硕士研究生的导师队伍建设问题
石油与天然气工程专业导师,即第一导师,对研究生培养过程的各个环节及培养质量负主要责任,校内合作导师与企业导师协助主导师指导学生。尽量明确三方导师各自的权限,避免出现管理混乱的情况。同时要建立三方导师的沟通机制,强化导师队伍的自身建设,开阔导师的视野,提高导师队伍的水平。
(二)跨学院跨企业联合培养硕士研究生的资源整合问题
由于各培养单位之间相互独立,联合培养工作不论是在观念上,还是在操作管理上都还存在着一定的困难,在某种程度上可能会限制培养单位之间的合作交流。另外,由于受到教学体制和科研环境的影响,学术讨论环境不理想,需要各院之间、企业与学校之间、导师与学生之间及时加强沟通,共同解决面对的问题。
(三)跨学院跨企业联合培养硕士研究生的管理机制问题
跨学院跨企业联合培养研究生是研究生教育改革和创新的重要尝试,仍处于摸索阶段,还没有一套切实可行的管理工作流程, 会给实施过程带来一系列问题,例如研究生的课题选择、毕业答辩等环节安排,课题的经费筹措、合作协调、奖励惩罚、学术交流、监督评价、考核、成果归属认定及知识产权保护等等,必须建立一套切实可行的管理模式,保障跨学院跨企业联合培养的顺利推进。
四、采取的解决方法
以石油与天然气工程专业为主导,确立主干专业在联合培养中的主导作用;以工程热物理与机械工程等相关专业为支撑,寻找相关学科的知识交叉点和问题突破;以企业为依托,充分调动企业在研究生联合培养中的积极性;以研究生为中心,以培养研究生的实践应用能力和创新能力、提高研究生培养质量为核心,树立研究生在联合培养中的主体地位。以市场为导向,充分发挥市场机制的作用,形成竞争性的市场机制,最终实现研究生培养对接市场需求,跨学院跨企业联合培养的制度化及企业对联合培养的内需化。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张秀梅.中国高校与企业合作的现状与前景[J].教育发展研究,1999,(1):52-55.
[2] 刘云,李阿利.地方院校研究生联合培养基地现状及发展趋势概论[J].当代教育理论与实践,2010,2(3):23-25.
[3] 施锦华,辛梅.面向跨企业资源配置的合作制造(CM)[J].经济师,2007,(3):20-22.
[4] 方伟.对研究生联合培养基地建设的思考[J].甘肃科技,2009,25(21):213-214.
[5] 吴照金.对校企联合培养硕士研究生模式的思考[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2012,29(1):103-105.
工业工程是一门“直接以系统效率和效益为目标”的工程技术,是自然科学和社会科学的交叉学科[5]。现代工业工程集成了信息技术、制造系统工程、工程心理学、工程生理学、工程经济学、环境科学等诸多的高新技术,成为一项社会共性技术[6]。工业工程起源于制造业,服务于制造业,其内容是研究如何提高制造系统的效率与效益。迄今为止,所有发达国家的实践证明,工业工程的普及应用是新型工业化的必经之路,是坚持以人为本、协调发展的基础。近年来,随着改革开放的不断深入,特别是加入WTO后,我国企业面对的是世界同行的竞争,这就更加迫切需要既懂技术又懂管理的复合型的工业工程人才[7]。工业工程专业能力体系构建以能力培养单元为系统要素,以能力培养的内在逻辑为系统结构,改革、完善能够提高工业工程专业人才素质、能力的培养方案,形成基于“梯次增强的能力拓扑体系”的培养方案改革特色。其目的是转变“知识为本”的人才培养观,通过以“能力培养”为主线的改革,建立工业工程专业“三层楼”的能力系统结构,以能力拓扑图为参照系(如图1所示),重组原有知识体系,强化理论与实践高度融合,调整理论学习和实践训练学分和学时分配,构建新型的“模块+单元”的知识体系,形成与之对应的“模块+单元+节点”的课程教学体系,突出培养学生工程能力;遵循知识传授的规律安排“模块”,按照能力培养的要求调整“单元”的先后次序,修订教学进程,形成工业工程专业素质能力的培养方案。首先,工业工程专业的所有学生前三年采用相同的培养方案,即所有学生均执行卓越工程师培养计划的前三年课程方案,完成通识课程、工学大类课程、专业核心课程以及基本的工程训练环节。在完成专业核心课程学习后,按照学校卓越工程师培养教学指导委员会的统一部署,成立工业工程专业系卓越工程师培养指导小组,采用学生自愿申报和指导小组考核相结合的方式,确定采用本方案培养的学生。其次,按本方案培养的学生,与学院其他按其相应专业卓越工程师培养方案培养的学生组成行政班,由学院进行统一管理;在学习上,由工业工程专业系卓越工程师培养指导小组进行指导,并为每位学生指定一位指导教师。第三,由指导教师根据工业工程专业应用型卓越工程师培养方案,结合学生所获学分和课程、指导教师的科研项目的实际,制定后续课程学习计划以及企业实习/实践计划,经机械工程学院卓越工程师教学指导委员会的审批后实施。第四,指导教师根据企业实习/实践计划,确定参与学生培养的合作企业、合作导师,并制定更详细的企业实习/实践以及毕业设计内容的方案,经学院卓越工程师教学指导委员会审批后执行。模块化教学改革借助于模块化这一手段,围绕学生的能力培养,将培养目标、教学环节、课程体系、教学内容、评价体系等方面的教学改革贯穿于人才培养的始终,以工程应用型工业工程专业的能力体系为基础,进行工业工程专业课程体系的模块划分,构建“模块+单元+节点”的课程教学体系,拓扑图见图2。
工业专业知识单元划分为[8]:(1)工业工程核心知识单元。主要介绍IE的专业知识与技术,包括基础工业工程、人因工程、生产计划与控制、物流设施与规划、质量管理与可靠性工程等。(2)机械制造类知识单元。主要介绍机械制造专业知识与技术,包括工程制图、工程材料与热加工、机械设计基础、机械制造技术等。(3)现代信息技术知识单元。主要介绍计算机网络和管理信息系统等方面的先进信息技术,包括计算机网络基础、Web程序设计、数据库原理与应用、管理信息系统、电子商务等。(4)先进制造技术知识单元。主要介绍IE与现代信息技术结合,在现代制造业中的运用,如CAD、企业资源计划(ERP)、精益生产(JIT)、现代制造工程等,包括项目管理、供应链管理、先进制造系统等。(5)经济管理和数理统计类知识单元。主要介绍数理统计和一般的经济管理知识,如运筹学、系统工程、应用统计学、管理学、管理心理学、经济法概论、工程经济学、企业战略与规划、人力资源管理、市场营销学、会计学原理等。以上IE知识单元划分,主要为面向作业层次的基础类知识,以介绍IE在生产服务业中的应用为核心,向相关知识扩展。为避免相关知识节点内容重复,需要严格审核教学大纲,规定哪些内容在哪个知识节点中介绍,介绍到何种程度,后面的知识节点在内容上如何覆盖和加深等。通过知识节点体系的更新和教学内容的优化,使得整个体系一体化。
二、企业实践阶段的质量保障与监控体系
(一)制定质量目标并定期检查
由学校与企业共同制定总的质量目标和评价指标,并将其逐级分解。学校根据重实践,适应工程一线需求的要求,优化企业学习阶段的课程体系,并定期对各级质量目标进行评价,主要评价目标完成情况、完成目标的困难程度、实现目标的努力程度及采取的措施手段等。学校应在必要时进行修改,以保证教育质量目标适宜性;对目标完成情况进行考核,奖励先进、督促后进,以达到目标管理对教育质量的促进作用。毕业设计(论文)要结合生产实际进行,实行由学校教师和企业专家共同指导的双导师制,内容可包括方法与效率工程和现场管理、质量控制与保证、设施规划与物流分析、制造的规划、实施与评价、系统的规划与管理、生产计划与控制。为使学生具有工程管理能力、有效沟通与交流能力、良好的职业道德,高校应该与企业联合开设企业管理、领导艺术、企业经营、企业文化、国内外营销、工程管理、工程师职业道德、环保等课程,促使学生了解企业文化,培养学生社会责任、职业精神和职业道德。
(二)制定完整课程与实习体系
根据卓越工程师的培养目标和定位,构建新型工程实践教学机制:企业参与学生培养过程、学生参加企业生产过程;校企联合制订实践教学计划、联合开展实践教学活动、联合考核实践教学质量[9-11]。学生在校学习课程包含必修课程、选修课程、实践环节、设计和实习内容,必须取得规定要求的必修学分和选修学分,并完成规定内容的实习、课程设计、实验等内容;学生的学位论文在学校和企业的双导师指导下,由本人独立完成,且论文格式完整,具有一定的实用价值和创新性,行文规范,并进行论文答辩。学生在规定的期限内修满规定学分,完成本工程领域培养方案中规定的所有培养环节。经审查合格后,学校可根据有关申请学位的规定进行学位论文答辩和学位申请,经学位委员会批准后授予相应的工学学士学位[12]。
(三)建设高水平的工程型师资队伍