淺議機械設計類課程的卓越工程師培養模式探索

龔俊杰　趙　晴

淺議機械設計類課程的卓越工程師培養模式探索

龔俊杰趙晴

圍繞“卓越工程師教育培養計劃”的要求，以提高機械專業高校畢業生的社會適應性為培養目標，針對現代機械設計系列課程的特點，從教學計劃的修訂、課程體系的設置、教學方式的轉變以及工程素養的鍛煉等方面對卓越機械工程師人才培養模式進行了研究與探索。

卓越工程師機 械設計課程 培養模式

隨著知識經濟的到來和信息技術的迅速發展，社會上對人才的需求產生了很大變化，用人單位對高校畢業生的社會適應性提出了越來越高的要求，更加強調實踐能力和創新型人才的培養。所以為了順應國際發展趨勢，適應國家工業、企業需求，增強我國核心競爭力，建設創新型國家、走新型工業化道路，2010年6月23日，教育部在天津召開“卓越工程師教育培養計劃”啟動會，聯合有關部門和行業協會，共同實施“卓越工程師教育培養計劃”，主要目的就在于培養和造就一大批創新能力強、適應社會發展需要的高質量工程技術人才，目前教育部已經批準61所高校為第一批“卓越工程師教育培養計劃”實施高校。

對于機械專業的畢業生而言，不僅要培養學生熟練掌握專業基礎理論知識的能力，還要注重培養學生的實踐應用能力、思維開創性和創新性等能力。所以“卓越工程師教育培養計劃”明確要求行業和企業必須要深度參與人才的培養過程，學校也要按照機械行業的通用標準來培養工程人才，同時要注重培養學生的工程能力和創新能力，以提高學生的工程應用能力和社會適應性。在機械工程專業的培養方案與計劃中，現代機械設計系列課程毫無疑問是與工程實際與工程應用聯系最為緊密的課程，也是將來對機械專業學生工程應用能力和社會適應性影響最大的主干課程，課程包括材料力學、工程力學、有限元分析、機械振動、機械設計、優化設計與理論、機械結構測試與分析等，這類課程不僅是機械工程專業本科生與研究生重要的專業基礎課和學習后續專業課的基礎，也是現代設計方法與工程技術的重要組成部分，更是非常重要的培養學生科研水平與實踐應用能力的系列課程。課程的培養方案、教學計劃以及教學方式嚴重影響機械專業學生的培養質量，也直接影響機械專業“卓越工程師教育培養計劃”的成敗與實施效果。

一、利用教學計劃修訂的契機完善課程體系的設置

培養方案和教學計劃是高校根據不同層次不同專業的培養目標和培養規格所制定的實施人才培養活動的具體方案，一般包括課程體系、教學計劃、課程教學大綱等，其核心是課程體系。高校在編制或修訂機械工程專業的培養方案時，在課程體系的設計上，要針對社會對機械專業人才的需求，面向行業、企業和現實社會生活，既要注重傳統基礎理論的夯實和前沿專業科技的發展，又要注重學科與課程的系統性和專業課程的教學實踐性，還要圍繞企業的需求和市場的變化，始終保持對市場和企業的高敏感度，強調企業對學生具備的職業能力的要求，突出社會對學生具備的基本素質的培育。所以新的機械專業課程體系，需要對機械設計系列課程的設置與安排，作較大的調整，增加開設實驗應力分析、有限元分析、機械振動、機械結構的測試分析以及優化設計等現代設計類的重要課程，以保證學生接受到系統全面的現代機械設計方面的理論和方法，掌握最新的測試技術與分析手段，使學生在畢業后的短時間內，就能夠獨當一面地運用現代的設計方法和計算、測試手段解決企業面臨的具體工程。現代設計的技術和方法對學生的實踐性和動手能力要求較高，所以還要增加實踐教學所占學時的比例，安排足夠的時間或較多的機會讓學生接觸到社會或企業，以加強專業技能技巧的實際訓練（即職業訓練），培養動手能力、實踐能力和創新能力，提高實際工作能力，以便一進入社會就能很快上手，縮短適應時間。

二、利用研究型教學的機會改進傳統的教學方式

研究型教學是教師在教學過程中通過優化課程結構，建立一種基于研究探索的學習模式。研究型教學模式將學習、研究、實踐有機結合起來，充分發揮學生的主體作用，使學生能創造性地運用知識和能力，在主動探索、主動思考、主動實踐的研究過程中，自主地發現問題、研究問題和解決問題的一種教學模式。在研究型教學中，教師的職能將由“教”轉變為“導”。課堂教學方面，由傳統的單向灌輸轉變為啟發互動式，要引導學生自主探究和體驗新知識；課外教學方面，將教學與實際結合起來，通過親身實踐，擴大知識視野，獲得科學研究的基本訓練和研究技能。

機械設計系列課程研究型教學的關鍵是圍繞“卓越工程師教育培養計劃”的培養目標和要求，培養具有較強的工程素養、工程應用能力和實踐動手能力的機械工程師。所以在理論教學過程中，一方面保證理論體系的完整性；另一方面要提高多媒體課件的質量，課件中要增加具體的工程實例，注重引導學生注意身邊的工程問題，鼓勵學生參與提煉工程主題，并將教學重點內容提煉成具體的工程主題，引導學展開課堂討論，并根據所學的知識提出解決問題的方法，這樣可以將抽象的理論與具體的工程背景結合，使抽象的工程問題變得豐滿有趣，從而強化學生的工程概念與背景。在實踐教學過程中，要想方設法創造條件和機會讓本科生走進企業，讓碩士生進入研究生工作站。目前第一批參與“卓越工程師教育培養計劃”的高校普遍提出校企聯合培養工程技術人才的模式，讓學生有半年以上的時間在企業實習或參加社會實踐，學生在企業的學習任務主要是培養他們的工程實踐能力，養成工程創新的意識。在企業學習階段安排的教學環節包括認識實習、生產實習、畢業實習、部分基礎課和專業課的學習、畢業設計等，甚至還可以讓學生在企業進行1周至3個月的中短期課程學習或者工程實踐。這種校企合作培養的做法基本與歐洲應用技術型大學的培養模式相似，可以使畢業生將來能夠很快的適應社會、適應工作崗位，從而減少畢業后重新培訓與學習的時間，縮短適應周期。

三、利用參與項目的機會培養學生的工程背景與素養

目前很多機械專業畢業生進入工作單位，都需要較長時間的重新學習與適應，才能具備基本的工程素養與概念，還要再經過更長時間的鍛煉才能具有現代設計的科研能力與水平，才能獨立開展科學研究和解決具體的工程實際問題。這個過程往往需要2年～5年的時間，使得企業既浪費人力又浪費財力。造成如此現狀的原因主要在于學生參與的項目或課題很少，不能真正將學到的知識應用于解決具體的工程問題，所以在學校學習階段，需要注重讓學生參加項目或課題的鍛煉。

學生可以參與項目是廣義的、多種多樣的，可以是老師所研究縱向和橫向項目的子課題，可以是學生的畢業設計與論文，可以是教學過程中提煉出來的工程實例，也可以是學生在企業實習或實踐中發現的工程問題，還可以是生活中與專業知識有關的現象，甚至可以參與博碩士研究生的研究課題等等。很多大學正在實施的“研本1+1引領計劃”，就是研究生根據自己的專業知識、研究方向和經歷對本科生進行一對一的引領，實現對本科生在科技創新和社會實踐的引導。

針對學生的不同學習階段，通過自主選題或導師命題的方式布置與工程實際相關的一系列項目，把學生分成若干小組，以組建學習小組的形式讓學生共同進行課題的研究，每一小組承擔相關的子課題。在教師和研究生的指導下，各小組的學生經過文獻資料的查閱、研究方案的討論、導師的定期輔導、學生做演示文稿匯報等過程后，獨立或半獨立地進行理論分析、實驗測試、仿真計算以及優化設計，最后撰寫課題研究報告并總結研究的方法與成果，從而系統全面地完成課題的研究工作并以成果的形式予以展現。這一培養過程的顯著特點是將學生的選擇項目與工程應用、生產實際、日常生活緊密接軌，不但能夠激發學生的學習潛能，培養學生獨立思考與解決問題的能力，還可以培養學生的“團隊意識”與交流合作的素質。最為重要的是，可以通過具體的工程課題，讓學生得到完整與系統的工程訓練，這也是“卓越工程師教育培養計劃”的核心。

四、利用大學生第二課堂培養創新意識和動手能力

大學生第二課堂是培養“卓越工程師”的主陣地，也是培養大學生創新意識和動手能力的主課堂，對拓展學生的綜合素質起到非常重要的作用。學生可以選擇參加科技競賽、發表論文、參加講座、申報專利、參加科研課題等多種方式來鍛煉自己。

對于機械專業學生來說，組織他們參加各種職業資格考試，例如見習工程師培訓與考試，可以使學生掌握現代的設計理念和先進的工程設計與研究方法，增加相關行業的基本知識與技能；支持他們參與各級各類的競賽活動，如“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、全國的大學生數學建模競賽、電子設計競賽、機械設計創新大賽、全國周培源大學生力學競賽、英語演講比賽等各級各類競賽，可以調動學生的主動性、積極性、創造性，激發學生潛能，展示學生的才能；鼓勵他們走進開放的工程力學與現代測試分析實驗室，為學生設計若干綜合性和研究型的實驗，在實驗室中培養和訓練學生使用測量設備與儀器的能力；吸引他們進入研究生工作室和機械結構分析研究中心，為學生提供有限元分析軟件、優化設計等現代的分析手段，使學生掌握先進的機械設計與分析方法；最后，讓學生參加教師與研究生的項目與課題，提供他們走進企業的機會，參加工程項目的測試、分析與優化等綜合型的研究工作，從而增強學生的工程概念與意識，提高與鍛煉學生解決工程實際問題的能力，最終提高學生的社會適應性，成為合格的卓越機械工程師。

［1］周雪梅，滕靖.面向卓越工程師培養的教學改革研究［J］.中國科教創新導刊，2011，（5）：50.

［2］汪木蘭，周明虎，李建啟.以項目教學為載體制訂先進制造技術卓越工程師培養方案［J］.中國現代教育裝備，2010，（12）：15～19.

［3］尹立孟.卓越工程師培養中的師資問題與課程體系設置［J］.重慶科技學院學報，2011，（19）：163～164.

［4］胡皓，任鳥飛.工程應用型專業卓越人才培養研究［J］.中國電力教育，2012，（1）：20～21.

［5］吳紹芬.校企深度合作培養卓越工程人才的思考［J］.現代大學教育，2011，（6）：100～104.