浅议机械设计类课程的卓越工程师培养模式探索

浅议机械设计类课程的卓越工程师培养模式探索

　论文关键词：卓越工程师　机械设计课程　培养模式

　　论文摘　要：围绕“卓越工程师教育培养计划”的要求，以提高机械专业高校毕业生的社会适应性为培养目标，针对现代机械设计系列课程的特点，从教学计划的修订、课程体系的设置、教学方式的转变以及工程素养的锻炼等方面对卓越机械工程师人才培养模式进行了研究与探索。

　　随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会上对人才的需求产生了很大变化，用人单位对高校毕业生的社会适应性提出了越来越高的要求，更加强调实践能力和创新型人才的培养。所以为了顺应国际发展趋势，适应国家工业、企业需求，增强我国核心竞争力，建设创新型国家、走新型工业化道路，2010年6月23日，教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合有关部门和行业协会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”，主要目的就在于培养和造就一大批创新能力强、适应社会发展需要的高质量工程技术人才，目前教育部已经批准61所高校为第一批“卓越工程师教育培养计划”实施高校。
　　对于机械专业的毕业生而言，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新性等能力。所以“卓越工程师教育培养计划”明确要求行业和企业必须要深度参与人才的培养过程，学校也要按照机械行业的通用标准来培养工程人才，同时要注重培养学生的工程能力和创新能力，以提高学生的工程应用能力和社会适应性。在机械工程专业的培养方案与计划中，现代机械设计系列课程毫无疑问是与工程实际与工程应用联系最为紧密的课程，也是将来对机械专业学生工程应用能力和社会适应性影响最大的主干课程，课程包括材料力学、工程力学、有限元分析、机械振动、机械设计、优化设计与理论、机械结构测试与分析等，这类课程不仅是机械工程专业本科生与研究生重要的专业基础课和学习后续专业课的基础，也是现代设计方法与工程技术的重要组成部分，更是非常重要的培养学生科研水平与实践应用能力的系列课程。课程的培养方案、教学计划以及教学方式严重影响机械专业学生的培养质量，也直接影响机械专业“卓越工程师教育培养计划”的成败与实施效果。
　　1　利用教学计划修订的契机完善课程体系的设置
　　培养方案和教学计划是高校根据不同层次不同专业的培养目标和培养规格所制定的实施人才培养活动的具体方案，一般包括课程体系、教学计划、课程教学大纲等，其核心是课程体系。高校在编制或修订机械工程专业的培养方案时，在课程体系的设计上，要针对社会对机械专业人才的需求，面向行业、企业和现实社会生活，既要注重传统基础理论的夯实和前沿专业科技的发展，又要注重学科与课程的系统性和专业课程的教学实践性，还要围绕企业的需求和市场的变化，始终保持对市场和企业的高敏感度，强调企业对学生具备的职业能力的要求，突出社会对学生具备的基本素质的培育。所以新的机械专业课程体系，需要对机械设计系列课程的设置与安排，作较大的调整，增加开设实验应力分析、有限元分析、机械振动、机械结构的测试分析以及优化设计等现代设计类的重要课程，以保证学生接受到系统全面的现代机械设计方面的理论和方法，掌握最新的测试技术与分析手段，使学生在毕业后的短时间内，就能够独当一面地运用现代的设计方法和计算、测试手段解决企业面临的具体工程。现代设计的技术和方法对学生的实践性和动手能力要求较高，所以还要增加实践教学所占学时的比例，安排足够的时间或较多的机会让学生接触到社会或企业，以加强专业技能技巧的实际训练（即职业训练），培养动手能力、实践能力和创新能力，提高实际工作能力，以便一进入社会就能很快上手，缩短适应时间。
　　2　利用研究型教学的机会改进传统的教学方式
　　研究型教学是教师在教学过程中通过优化课程结构，建立一种基于研究探索的学习模式。研究型教学模式将学习、研究、实践有机结合起来，充分发挥学生的主体作用，使学生能创造性地运用知识和能力，在主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中，自主地发现问题、研究问题和解决问题的一种教学模式。在研究型教学中，教师的职能将由“教”转变为“导”。课堂教学方面，由传统的单向灌输转变为启发互动式，要引导学生自主探究和体验新知识；课外教学方面，将教学与实际结合起来，通过亲身实践，扩大知识视野，获得科学研究的基本训练和研究技能。
　　机械设计系列课程研究型教学的关键是围绕“卓越工程师教育培养计划”的培养目标和要求，培养具有较强的工程素养、工程应用能力和实践动手能力的机械工程师。所以在理论教学过程中，一方面保证理论体系的完整性；另一方面要提高多媒体课件的质量，课件中要增加具体的工程实例，注重引导学生注意身边的工程问题，鼓励学生参与提炼工程主题，并将教学重点内容提炼成具体的工程主题，引导学展开课堂讨论，并根据所学的知识提出解决问题的方法，这样可以将抽象的理论与具体的工程背景结合，使抽象的工程问题变得丰满有趣，从而强化学生的工程概念与背景。在实践教学过程中，要想方设法创造条件和机会让本科生走进企业，让硕士生进入研究生工作站。目前第一批参与“卓越工程师教育培养计划”的高校普遍提出校企联合培养工程技术人才的模式，让学生有半年以上的时间在企业实习或参加社会实践，学生在企业的学习任务主要是培养他们的工程实践能力，养成工程创新的意识。在企业学习阶段安排的教学环节包括认识实习、生产实习、毕业实习、部分基础课和专业课的学习、毕业设计等，甚至还可以让学生在企业进行1周至3个月的中短期课程学习或者工程实践。这种校企合作培养的做法基本与欧洲应用技术型大学的培养模式相似，可以使毕业生将来能够很快的适应社会、适应工作岗位，从而减少毕业后重新培训与学习的时间，缩短适应周期。

　　3　利用参与项目的机会培养学生的工程背景与素养
　　目前很多机械专业毕业生进入工作单位，都需要较长时间的重新学习与适应，才能具备基本的工程素养与概念，还要再经过更长时间的锻炼才能具有现代设计的科研能力与水平，才能独立开展科学研究和解决具体的工程实际问题。这个过程往往需要2～5年的时间，使得企业既浪费人力又浪费财力。造成如此现状的原因主要在于学生参与的项目或课题很少，不能真正将学到的知识应用于解决具体的工程问题，所以在学校学习阶段，需要注重让学生参加项目或课题的锻炼。

　　学生可以参与项目是广义的、多种多样的，可以是老师所研究纵向和横向项目的子课题，可以是学生的毕业设计与论文，可以是教学过程中提炼出来的工程实例，也可以是学生在企业实习或实践中发现的工程问题，还可以是生活中与专业知识有关的现象，甚至可以参与博硕士研究生的研究课题等等。很多大学正在实施的“研本1+1引领计划”，就是研究生根据自己的专业知识、研究方向和经历对本科生进行一对一的引领，实现对本科生在科技创新和社会实践的引导。
　　针对学生的不同学习阶段，通过自主选题或导师命题的方式布置与工程实际相关的一系列项目，把学生分成若干小组，以组建学习小组的形式让学生共同进行课题的研究，每一小组承担相关的子课题。在教师和研究生的指导下，各小组的学生经过文献资料的查阅、研究方案的讨论、导师的定期辅导、学生做演示文稿汇报等过程后，独立或半独立地进行理论分析、实验测试、仿真计算以及优化设计，最后撰写课题研究报告并总结研究的方法与成果，从而系统全面地完成课题的研究工作并以成果的形式予以展现。这一培养过程的显著特点是将学生的选择项目与工程应用、生产实际、日常生活紧密接轨，不但能够激发学生的学习潜能，培养学生独立思考与解决问题的能力，还可以培养学生的“团队意识”与交流合作的素质。最为重要的是，可以通过具体的工程课题，让学生得到完整与系统的工程训练，这也是“卓越工程师教育培养计划”的核心。
　　4　利用大学生第二课堂培养创新意识和动手能力
　　大学生第二课堂是培养“卓越工程师”的主阵地，也是培养大学生创新意识和动手能力的主课堂，对拓展学生的综合素质起到非常重要的作用。学生可以选择参加科技竞赛、发表论文、参加讲座、申报专利、参加科研课题等多种方式来锻炼自己。
　　对于机械专业学生来说，组织他们参加各种职业资格考试，例如见习工程师培训与考试，可以使学生掌握现代的设计理念和先进的工程设计与研究方法，增加相关行业的基本知识与技能；支持他们参与各级各类的竞赛活动，如“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国的大学生数学建模竞赛、电子设计竞赛、机械设计创新大赛、全国周培源大学生力学竞赛、英语演讲比赛等各级各类竞赛，可以调动学生的主动性、积极性、创造性，激发学生潜能，展示学生的才能；鼓励他们走进开放的工程力学与现代测试分析实验室，为学生设计若干综合性和研究型的实验，在实验室中培养和训练学生使用使用测量设备与仪器的能力；吸引他们进入研究生工作室和机械结构分析研究中心，为学生提供有限元分析软件、优化设计等现代的分析手段，使学生掌握先进的机械设计与分析方法；最后，让学生参加教师与研究生的项目与课题，提供他们走进企业的机会，参加工程项目的测试、分析与优化等综合型的研究工作，从而增强学生的工程概念与意识，提高与锻炼学生解决工程实际问题的能力，最终提高学生的社会适应性，成为合格的卓越机械工程师。
　　参考文献
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