“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革實(shí)踐

陳光勝+朱堅(jiān)民+李郝林

摘 要 上海理工大學(xué)在本科“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化” 專業(yè)實(shí)施了“卓越工程師教育培訓(xùn)計(jì)劃”。緊扣卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，通過建立創(chuàng)新實(shí)踐平臺，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，突出“拓寬專業(yè)基礎(chǔ)、提高專業(yè)素養(yǎng)、重視工程能力”，建立了合理的課程體系結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)要求，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，保持了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和體現(xiàn)工程應(yīng)用特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 卓越工程師 課程體系 教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為我國走新型工業(yè)化發(fā)展道路、 建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)，對促進(jìn)高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才、全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。①②2011年，上海理工大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)被確定為“教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)。遵循卓越工程師“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，為實(shí)現(xiàn)教育部提出的卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，在知識、素質(zhì)、能力方面使普通培養(yǎng)對象完成向卓越工程師的完美轉(zhuǎn)變，上海理工大學(xué)堅(jiān)持以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為目標(biāo)，突出工程教育和工程實(shí)踐，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，增加國際化教學(xué)與交流，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程技術(shù)人才培養(yǎng)高質(zhì)量要求“卓越計(jì)劃”指導(dǎo)思想，按照“拓寬口徑、夯實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)化應(yīng)用、激勵(lì)創(chuàng)新、提高素質(zhì)、增加選擇、分層培養(yǎng)、因材施教”的指導(dǎo)原則，針對“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)”重構(gòu)課程體系，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革和實(shí)踐。在課程體系建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容改革方面的做法主要包括以下幾個(gè)方面。

1 緊扣培養(yǎng)目標(biāo)，建立科學(xué)卓越工程師培養(yǎng)課程體系

1.1 建立創(chuàng)新實(shí)踐平臺，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，完善卓越工程師課程體系

上海理工大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)是“國家級特色專業(yè)”、“教育部和上海市機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)”和“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”實(shí)施專業(yè)。盡管該專業(yè)具有完備的課程體系，但仍與“卓越計(jì)劃”提出的堅(jiān)持以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，突出工程教育和工程實(shí)踐，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才培養(yǎng)高質(zhì)量要求指導(dǎo)思想有差距。在“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)制訂階段，專業(yè)突出學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在原有的課程體系中增加“創(chuàng)新實(shí)踐平臺”，形成由“通識平臺”、“學(xué)科基礎(chǔ)平臺”、“課程專業(yè)平臺”、“創(chuàng)新實(shí)踐平臺”、“企業(yè)實(shí)踐與國際交流平臺”等五大平臺組成的卓越工程師課程體系。

創(chuàng)新實(shí)踐平臺約10～16學(xué)分，安排時(shí)間從第1學(xué)期到第7學(xué)期。通過創(chuàng)新平臺，鼓勵(lì)和組織學(xué)生通過創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分，開展形式多樣的課外科技活動、志愿者活動、大學(xué)生專項(xiàng)科技競賽、創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)活動。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師和企業(yè)的聯(lián)合項(xiàng)目，優(yōu)先結(jié)合企業(yè)選題開展“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”項(xiàng)目、“上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動計(jì)劃”項(xiàng)目、學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃（SITP）項(xiàng)目等。要求每個(gè)學(xué)生在四年期間至少要有一次參加創(chuàng)新性實(shí)踐計(jì)劃或者大學(xué)生科技競賽活動的體驗(yàn)，參與并完成一項(xiàng)院級（或校級、市級、全國）的創(chuàng)新性實(shí)踐計(jì)劃項(xiàng)目或者參加一項(xiàng)院級（或校級、市級、全國）的科技競賽活動，并獲得學(xué)分。

1.2 突出“拓寬專業(yè)基礎(chǔ)、提高專業(yè)素養(yǎng)、重視工程能力”思想，進(jìn)一步優(yōu)化課程體系

依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化卓越工程師計(jì)劃培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，對課程體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

為突出卓越工程師寬厚的學(xué)科知識基礎(chǔ)，將“學(xué)科基礎(chǔ)平臺”基礎(chǔ)課程學(xué)分要求由54學(xué)分提高到55～60學(xué)分，增加概率論、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)物理方法、復(fù)變函數(shù)與積分變換等選修課程，奠定學(xué)業(yè)發(fā)展的基石，“學(xué)科基礎(chǔ)平臺”除按學(xué)校劃分的學(xué)科大類設(shè)置外，卓越工程師課程以基礎(chǔ)性和公共性兼顧為設(shè)置原則，增加普通化學(xué)、普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生命科學(xué)等選修課程，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)同一學(xué)科大類中不同專業(yè)基礎(chǔ)課程的互通交叉。

“專業(yè)課程平臺”著重培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械工程領(lǐng)域里扎實(shí)的專業(yè)知識以及實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新技能，同時(shí)為了對接企業(yè)需求和全國見習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)工程師資格認(rèn)證，在原有“測試與控制”，“機(jī)械設(shè)計(jì)”，“制造技術(shù)”等3大課程組基礎(chǔ)上，增設(shè)了“企業(yè)需求課程”和“全國見習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)工程師資格考試培訓(xùn)項(xiàng)目”等課程組，形成5大專業(yè)的課程組。“專業(yè)課程”教學(xué)平臺共約40～45學(xué)分，每位學(xué)生除了完成課程組1、2、3中所規(guī)定的學(xué)分外，可在課程組4或課程組5中選6學(xué)分。

1.3 課程體系體現(xiàn)“面向世界和擁有國際視野”的上海理工大學(xué)卓越工程師培養(yǎng)特色

上海理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)注重引進(jìn)德國等國外工程教育理念和優(yōu)質(zhì)教育資源，共同培養(yǎng)具有國際視野及專業(yè)知識背景的工程應(yīng)用型人才。專業(yè)自1985年開始與德國漢堡應(yīng)用工程技術(shù)大學(xué)合作，聯(lián)合培養(yǎng)中德機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生，該聯(lián)合辦學(xué)項(xiàng)目作為上海與漢堡友好城市合作項(xiàng)目得到了德國DAAD基金會的資助。學(xué)生在一年級集中學(xué)習(xí)德語，后三年每學(xué)期均有兩名德國教授授課。該合作辦學(xué)的突出特色是，學(xué)生的外語能力與實(shí)踐動手能力強(qiáng)，畢業(yè)生深受德資企業(yè)的歡迎。2004年9月，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（中德合作），以優(yōu)異的成績通過了德國權(quán)威評估機(jī)構(gòu)ASIIN（德國工程技術(shù)、信息科學(xué)、自然科學(xué)及數(shù)學(xué)類學(xué)士與碩士專業(yè)評估協(xié)會）的專業(yè)水平評估，辦學(xué)水平、培養(yǎng)模式及學(xué)生質(zhì)量得到德國專家的充分肯定，學(xué)校成為國內(nèi)第一所通過該權(quán)威組織評估的院校，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（中德合作）的畢業(yè)生可獲得德國學(xué)校相關(guān)的學(xué)士學(xué)位，在中國高等教育中初步探索出一條引進(jìn)國外優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，共同培養(yǎng)高級工程應(yīng)用型技術(shù)人才的教學(xué)之路。③endprint

在國際化辦學(xué)和豐富的國際交流經(jīng)驗(yàn)，無疑為“面向世界和擁有國際視野”的上海理工大學(xué)“卓越計(jì)劃”辦學(xué)特色的實(shí)踐提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在“國際交流平臺”課程體系平臺中，確定數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等5門雙語的專業(yè)教學(xué)課程，均由具有海外留學(xué)背景的教師授課。

2 適應(yīng)培養(yǎng)要求，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容改革

要達(dá)到“卓越工程師計(jì)劃”的最終目標(biāo)，“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”的教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和科學(xué)性是必須的，教學(xué)內(nèi)容的改革主要有以下做法：

（1）以人才的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為依據(jù)，以創(chuàng)新課程內(nèi)容為目標(biāo)，重組理論課程內(nèi)容。淘汰低水平重復(fù)、陳舊性內(nèi)容，采用新思維、新方法；吸納新知識、新技術(shù)；整合課程內(nèi)容，減少理論學(xué)時(shí)將時(shí)間讓給學(xué)生，使學(xué)生有更多的時(shí)間自主學(xué)習(xí)，更多的時(shí)間參與創(chuàng)新活動。以專業(yè)基礎(chǔ)課機(jī)械控制工程基礎(chǔ)為例，專業(yè)組織成立了主講教師負(fù)責(zé)的課程改革攻關(guān)小組，對機(jī)械控制工程基礎(chǔ)授課內(nèi)容按照“卓越計(jì)劃”的突出創(chuàng)新，突出工程應(yīng)用的要求，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組、增減。在保持理論框架完整的基礎(chǔ)上，對推導(dǎo)過程冗長、對學(xué)生理解基礎(chǔ)理論幫助不大的內(nèi)容進(jìn)行刪減，減少課堂單純的理論傳授比重，在每一單元后增加與授課內(nèi)容緊密的工程案例分析，突出工程背景的應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)際，避免了以往課程授課中存在的理論比重偏大，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果不佳的弊端。

（2）突破實(shí)踐教學(xué)只限于驗(yàn)證性、演示性和動作技能訓(xùn)練的低檔運(yùn)行狀況，開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性、工藝性等應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)裝備的先進(jìn)性和實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的真實(shí)性，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐一體化教學(xué)。“卓越計(jì)劃”要求課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題要來自生產(chǎn)、科研第一線，真題真做。同時(shí)強(qiáng)化崗位技能培訓(xùn)，及時(shí)引進(jìn)本專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展新成果融入到相關(guān)課程的教學(xué)，保持授課內(nèi)容的先進(jìn)性。

（3）企業(yè)深度參與教學(xué)計(jì)劃和課程大綱的制訂以及主干核心專業(yè)課程的授課。在制訂和修改教學(xué)計(jì)劃、課程大綱階段，邀請知名生產(chǎn)企業(yè)人員對擬實(shí)施教學(xué)文件進(jìn)行論證，針對培養(yǎng)計(jì)劃和課程大綱提出寶貴意見。對于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)核心主干課程中與企業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系密切、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程內(nèi)容，由聘請的相關(guān)企業(yè)專家進(jìn)行講授，如液壓與氣動技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等分別聘請來自上海電氣自動化研究所、上海機(jī)床廠、上海通用汽車的專家作為課程指定章節(jié)的授課人。

3 結(jié)束語

“卓越計(jì)劃”旨在探討和實(shí)踐如何提高工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量，提高畢業(yè)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)面向世界、面向未來的創(chuàng)業(yè)、研發(fā)型高端人才和行業(yè)領(lǐng)軍人物。④當(dāng)然“卓越工程師”的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，也是一個(gè)探索工程，沒有一個(gè)固定的模式，但具有完善的課程體系和科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的工作方案是基礎(chǔ)。為確保“卓越計(jì)劃”的順利實(shí)施，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、交流能力、社會適應(yīng)能力和國際競爭能力的培養(yǎng)模式和包括對制度、資源的質(zhì)量監(jiān)控與保障體系必須要逐步完備。

注釋

① “卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”通用標(biāo)準(zhǔn)研制[J].高等工程教育研究，2010（4）：21-30.

② 王勇，李劍峰.培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)卓越工程師的探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2010.199（6）：69-70.

③ 朱文博，施小明，錢煒.基于創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的卓越工程師教育研究——上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的基本經(jīng)驗(yàn)[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013.4（2）：32-36.

④ 教育部高等教育司.教育部關(guān)于卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施與工程技術(shù)人才培養(yǎng)[M].北京：高等教育出版社，2011.endprint