談機(jī)械工程專業(yè)開放式人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐論文
現(xiàn)代社會(huì)對(duì)機(jī)械專業(yè)技術(shù)人才的需求呈現(xiàn)出多樣化、個(gè)性化的趨勢(shì),注重培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、倡個(gè)性、重創(chuàng)新”的復(fù)合型技術(shù)人才。開放式人才教學(xué)培養(yǎng)與以互連網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)的興起和應(yīng)用有著密切的關(guān)系,針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)靈活性缺乏、專業(yè)技能深化不足、自主學(xué)習(xí)不足等缺點(diǎn),結(jié)合當(dāng)前卓越工程師培養(yǎng)規(guī)劃,探索更具開放性的專業(yè)人才培養(yǎng)模式,以贏得更廣闊的學(xué)習(xí)空間和更靈活的學(xué)習(xí)方式,激發(fā)自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的熱情,是極大提高高等教育質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)新型專業(yè)創(chuàng)新型人才的必由之路。“機(jī)械工程及自動(dòng)化”是武漢理工大學(xué)具有明顯特色和優(yōu)勢(shì)的專業(yè)之一,是國(guó)家特色專業(yè),湖北省品牌專業(yè),本文以機(jī)械工程學(xué)科為對(duì)象,分析開放式人才培養(yǎng)目標(biāo),探索提出卓越背景下的機(jī)械工程開放式人才培養(yǎng)模式及實(shí)踐策略。
一、開放式人才培養(yǎng)目標(biāo)
“綜合性、開放式、研究型”是當(dāng)前中國(guó)高校定位發(fā)展的三要素。開放式應(yīng)立足于學(xué)生的動(dòng)手能力、知識(shí)創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更要面向社會(huì)、面向行業(yè)、面向教學(xué)過(guò)程和面向未來(lái)實(shí)施開放,即強(qiáng)調(diào)時(shí)間與空間的開放,更要注重教學(xué)體制、教學(xué)內(nèi)容與方法、教學(xué)手段與觀念的開放,體現(xiàn)出以人為本、重在培養(yǎng)的核心內(nèi)容。其結(jié)果在于能為師生提供一個(gè)優(yōu)良的教學(xué)、科研環(huán)境,實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的融合,為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),開發(fā)創(chuàng)新潛能建立一個(gè)平臺(tái),使其變成思維、探求、感悟的實(shí)踐過(guò)程。
二、人才培養(yǎng)模式改革主要內(nèi)容
機(jī)械工程開放式人才培養(yǎng)模式改革是一個(gè)集資源、平臺(tái)、管理與服務(wù)于一體的系統(tǒng)性工程。既要多方參與、集思廣益和共同謀劃,也要遵循系統(tǒng)論方法,融文秘站:合信息科學(xué)技術(shù)應(yīng)用。
(1)雙鏈?zhǔn)饺瞬排囵B(yǎng)模式教學(xué)體系改革
結(jié)合專業(yè)特色,提出“雙鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)體系改革框架,即由“課程理論教學(xué)——基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)——綜合型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)——課程設(shè)計(jì)——實(shí)習(xí)——畢業(yè)設(shè)計(jì)”構(gòu)成的基本工程能力形成教學(xué)鏈,旨在通過(guò)教學(xué)實(shí)現(xiàn)從知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)化,使學(xué)生形成動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、分析解決問(wèn)題的能力、工程設(shè)計(jì)能力等基本工程能力;以及由“基礎(chǔ)訓(xùn)練——工程訓(xùn)練——能力拓展訓(xùn)練——?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練”構(gòu)成的工程能力訓(xùn)練拓展教學(xué)鏈,旨在通過(guò)教學(xué)拓展學(xué)生的現(xiàn)代工程能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力。
基于此,機(jī)械工程開放式人才培養(yǎng)模式應(yīng)從“自主性、研究性和創(chuàng)新性”人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),在對(duì)各教學(xué)環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎(chǔ)上,建立以設(shè)計(jì)、制造、控制為主線,分層次、多模塊、相互銜接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)教學(xué)體系,如圖2所示,該體系強(qiáng)調(diào)學(xué)生的基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)理論教學(xué)以及因材施教的課程理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué),將自主性、研究性和創(chuàng)新性貫穿教學(xué)全過(guò)程、體現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)的漸進(jìn)性和以學(xué)生為主體的多課程融合的創(chuàng)新教學(xué)體系。
(2)開放式機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系研究
按照“雙鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)體系框架改革要求,發(fā)揮機(jī)械學(xué)科群的軟硬件配置優(yōu)勢(shì),結(jié)合學(xué)科建設(shè)及專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,按照分層次、模塊化、開放式、綜合性的教學(xué)改革思路,開展了開放式機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系與教學(xué)方法改革,在課程體系改革方面:
整合了課程內(nèi)容,優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)。在課程內(nèi)容上,對(duì)傳統(tǒng)的課程進(jìn)行了合并;對(duì)多門課程重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行刪減;根據(jù)現(xiàn)代專業(yè)技術(shù)增加了新的教學(xué)內(nèi)容。在課程結(jié)構(gòu)上,增加了人文科學(xué)的課程和教學(xué)環(huán)節(jié);增加了培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和素質(zhì)的課程;新增了與現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)相關(guān)的課程;增加了實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容,特別是培養(yǎng)學(xué)生綜合和創(chuàng)新能力的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容;使課程結(jié)構(gòu)更加適應(yīng)社會(huì)和科技發(fā)展對(duì)本專業(yè)人才的知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)的要求。
課程體系建設(shè)以專業(yè)技術(shù)課程即機(jī)械設(shè)計(jì)-機(jī)械工藝-機(jī)械加工等為主線,優(yōu)化整合課程內(nèi)容體系;完善以設(shè)計(jì)、制造和控制為主線的立體化、多模塊和開放式的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系,形成了以CAD/CAM及數(shù)控加工綜合性實(shí)驗(yàn)、機(jī)械性能測(cè)試設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),和組合夾具綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容的工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),有機(jī)的將理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究融為一體。
● 公共基礎(chǔ)性理論
通過(guò)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握高等數(shù)學(xué)的基本理論,并能利用數(shù)學(xué)手段去解決工程技術(shù)問(wèn)題,掌握物理的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法,掌握與本專業(yè)有關(guān)的機(jī)械原理及其分析方法。主要有如下課程:大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、C++與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。
● 學(xué)科基礎(chǔ)理論
通過(guò)這一課程系列的.學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握機(jī)械工程的基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力;系統(tǒng)掌握力學(xué)的基本原理和分析方法,能對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)抽象和分析。屬于這一課程系列的課程如下:專業(yè)導(dǎo)論、工程圖學(xué)、工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、電工與電子技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、測(cè)試技術(shù)等。
● 專業(yè)知識(shí)與技術(shù)
通過(guò)這一課程系列的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握各類結(jié)構(gòu)和常用結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工方法,具有選擇結(jié)構(gòu)方案的基本能力,了解機(jī)械加工的方法和基本理論,具備從事技術(shù)和管理工作的能力。屬于這一課程系列的課程如下:金屬工藝學(xué)、互換性與測(cè)量技術(shù)、控制工程、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制、精密加工與特種加工、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD/CAM技術(shù)等。
● 實(shí)踐與技能
為讓學(xué)生獲得充分的實(shí)踐機(jī)會(huì),在實(shí)踐中運(yùn)用和檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí),訓(xùn)練分析解決問(wèn)題的能力,以獲得實(shí)踐技能的訓(xùn)練,增設(shè)了基礎(chǔ)能力強(qiáng)化訓(xùn)練教學(xué)環(huán)節(jié)、能力拓展訓(xùn)練教學(xué)環(huán)節(jié),增加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程體系。
(3)“立體化、多層次、開放式”實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)模式改革研究
大學(xué)教學(xué)應(yīng)是理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究的三元一體,在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神方面,實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)具有十分重要的意義和作用。遵循“由淺入深,由低級(jí)到高級(jí),循序漸進(jìn)”的認(rèn)識(shí)規(guī)律,進(jìn)一步整體優(yōu)化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)計(jì)劃,建立以能力培養(yǎng)為主線的“四大實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、三個(gè)層次”的開放式人才培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,構(gòu)建CAD/CAM及數(shù)控加工綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、機(jī)械性能測(cè)試設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和組合夾具綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),形成貫穿教學(xué)全過(guò)程、體現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)的漸進(jìn)性和以學(xué)生為主體的工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)。
層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式以演示型、驗(yàn)證型等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為基石,搭建綜合性設(shè)計(jì)性拓展實(shí)驗(yàn)層,在此基礎(chǔ)上,開發(fā)自主設(shè)計(jì)、自主研究的綜合實(shí)踐能力應(yīng)用,并形成形式各異的科研實(shí)踐應(yīng)用層,促進(jìn)師生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力的全面提升,如圖2所示。
在實(shí)踐過(guò)程中,不拘泥于單一的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐形式,既能進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)如MasterCAM的模擬加工,也能進(jìn)行實(shí)物的搭試與拆裝實(shí)驗(yàn)如減速箱的拆裝實(shí)驗(yàn),更能進(jìn)行自主設(shè)計(jì)與研究探索型的實(shí)驗(yàn),形成多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。在教學(xué)過(guò)程中將傳統(tǒng)儀器與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合、實(shí)物操作與虛擬仿真相結(jié)合、現(xiàn)場(chǎng)授課與多媒體課件相結(jié)合等多種教學(xué)方法和手段,激發(fā)學(xué)生實(shí)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。
圖3:層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式
(4)基于Web形式的組件開放式教學(xué)支持平臺(tái)建設(shè)
開放式人才培養(yǎng)教學(xué)支持平臺(tái)是基于Web的B/S結(jié)構(gòu)解決方案,面向?qū)W生、學(xué)校教師、企業(yè)指導(dǎo)教師三類角色實(shí)施管理,使得學(xué)生可以隨時(shí)隨地按照自己的意愿與時(shí)間空間安排進(jìn)行開放式學(xué)習(xí),包括在線答疑、分組討論、網(wǎng)上測(cè)試、問(wèn)題發(fā)布等;教師可以方便地發(fā)布教學(xué)信息、發(fā)布創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃、建設(shè)維護(hù)課程內(nèi)容、對(duì)學(xué)生開放學(xué)習(xí)進(jìn)行測(cè)評(píng),實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,與學(xué)生互通溝通;企業(yè)指導(dǎo)教師,通過(guò)平臺(tái)與學(xué)校教師、學(xué)生以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行溝通、測(cè)評(píng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、和學(xué)習(xí)的效果。目前該項(xiàng)目已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書(2012R11L069834),系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖3所示, 系統(tǒng)主界面如圖4所示。
三、結(jié)論
卓越背景下的機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)開放式人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐,其研究成果能為師生的民主交流、學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、課堂的時(shí)空擴(kuò)展、教學(xué)與工程實(shí)踐、與科學(xué)研究的融合提供一個(gè)開放性環(huán)境;為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,運(yùn)用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)手段進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),開發(fā)創(chuàng)新潛能建立一個(gè)平臺(tái);使教學(xué)過(guò)程變成思維、探求、感悟的實(shí)踐過(guò)程。項(xiàng)目的研究對(duì)適應(yīng)現(xiàn)代素質(zhì)教育、創(chuàng)新意識(shí)教育的改革趨勢(shì),具有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。
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