面向工程能力的機械專業培養計劃構建及實踐

方斌　許崇海　張鵬　張秀華

[摘 要]機械工業是經濟和社會發展的支柱產業之一。培養具有工程實踐能力和創新精神的機械類人才是我國由制造大國向制造強國轉變的內在要求。課程體系是人才培養過程中的核心內容，我校以培養工程能力為目標，重構了理論課程體系和實踐課程體系，建設了核心課程群、創新課程群和職業出口課程群，為學生工程能力培養提供課程保證。

[關鍵詞]工程能力；課程體系；機械類人才培養

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0047-03

機械工業是經濟和社會發展的支柱產業之一。打造具有國際競爭力的機械制造業，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確提出，提高教育質量是高等教育發展的核心任務， 是建設高等教育強國的基本要求。《中國制造2025》也明確提出要建設一支素質優良、結構合理的制造業人才隊伍，走人才引領的發展道路。高校的主要任務就是培養大批應用型和創新型人才，服務于國家建設。因此，探索一條適合培養學生工程能力和創新能力的培養計劃，對于提高大學生工程能力和實踐能力，培養優秀的專業技術人才具有重要意義。

一、機械設計制造及其自動化專業面臨問題

隨著科學技術的發展，企業對員工隊伍的素質要求越來越高，由原來的單一專業型、理論型向應用型、復合型和創新型轉變，要求畢業生既要擁有扎實的專業理論基礎知識，也要有工程實踐的實際技能，還要具備利用各種技術信息解決現實問題的能力和開發能力。這種需求與培養之間的落差，導致我國就業市場的矛盾日益明顯和突出。一方面現企業招不到合適的人才，另一方面大學畢業生面臨巨大的就業壓力，造成了找工作難，找理想的工作更難的現象。究其根源，在于高等院校辦學定位不準確，人才培養體系不完善， 課程設置不合理，教學內容更新不及時， 教學方法、教學手段落后于時代和社會發展；同時，學校對學生工程應用能力、動手能力和實踐能力重視不夠，創新教育和創業教育缺失；工科教育和生產實際脫節，學生不能學以致用等。

齊魯工業大學在2011年成為山東省應用型名校工程第一批建設單位，明確提出了把學校建設成為高素質應用型人才培養基地，在全國同類院校形成較為突出的人才培養優勢特色。機械制造及其自動化專業作為學校重點建設專業之一，結合卓越工程師培養和工程教育專業認證的要求，制訂了有利于學生工程應用能力培養的課程體系，從而為培養具有國際化視野的高素質工程應用型人才提供了保證。

二、課程體系的構建

課程體系包括課堂教學、實踐教學環節和課外社會實踐等幾個板塊。總體培養目標是，使學生獲得機械工程師素質和技能的基本訓練，具有良好的專業理論基礎、外語交流能力、知識更新能力、創新能力和綜合設計能力；具有規范的工程素質，動手能力強，掌握多種專業技能；掌握機械工程領域內的研發、設計、制造、運行管理和經營銷售等方面的基本理論和實際技能。課程體系的構建，貫徹“加強基礎、拓寬專業、注重學科交叉”的基本原則，體現素質、能力和知識的培養，強化專業基礎與應用，同時緊密結合現代科學技術的新發展和新突破，全面更新教學內容，注重引進新成果、新技術和新工藝。

按照上述指導原則，我們構建形成了“三類別、多模塊” 的課程體系。“三類別”即三類課程，包括素質能力必修課、專業出口核心課和興趣特長選修課。“素質能力必修課”包含了通識教育必修課和專業必修課；“專業出口核心課”包含見習式訓練、畢業設計、畢業論文及其他與就業關聯度高、針對性強的課程；“興趣特長選修課”包含了通識教育選修課和專業選修課。所謂“多模塊”，就是指緊密圍繞學生就業出口的實際需要，設置不同的職業出口課程，培養學生就業、職業能力，提高學生的專業核心能力。

通過“增”、“減”、“刪”、“并”、“借”等措施重構課程內容，進行課程體系的整體優化，以“素質”和“能力”培養為目標，教學內容跟隨學科最新發展，引進裝備制造新技術、新工藝，滲透工程問題，對實踐性教學環節（如課程設計和畢業設計等）進行多方位的改革及實踐，提高學生的工程實踐能力。課程體系層次如圖1所示。

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圖1 課程體系層次圖

（一）理論教學體系的構建

根據課程內容、教學目的和對學生素質和能力培養側重點不同，大學期間所學理論課程分為核心課程、創新課程和職業出口課程，分別建設成為核心課程群、創新課程群和職業出口課程群。

核心課程群主要包括理論力學、材料力學、機械制圖、機械原理、機械設計、微機原理及應用、工程材料、機械制造技術基礎、液壓與氣動技術等，以培養機械學科基本理論和基本能力為主。該類課程主要采用講授式、啟發式教學方法講授機械與機器的組成原理、運動分析方法、力學分析方法等，讓學生掌握寬廣扎實的基礎知識。

建設兩大創新課程群，以培養創新思維、創新能力和工程應用能力。“典型機械結構創新件設計、制造和檢測”的創新課程群主要包括金屬切削原理與刀具、機械精度設計、機械課程設計、創新設計與制作等，以典型機械結構為例，讓學生完成機械結構的創新設計、加工制造、檢測和裝配。“機電一體化”創新課程群，主要包括控制工程基礎、微機原理、機械工程測試技術、電機拖動、計算機控制技術、現代物流裝備與技術等。創新課程群的教學方法，主要有啟發式、項目式、頭腦風暴式，重在培養和鍛煉學生的綜合實踐能力和創新能力。以組建的項目小組為創新團隊，開設機械工程創新實踐綜合訓練課，進行典型輕工機械結構部件的設計、制造和檢測等全過程的實踐訓練。由此，學生把學到的相關知識應用于真實具體的生產過程，不僅可以把零散知識點形成有機整體，而且也有利于培養學生的團隊意識、合作精神和溝通表達能力。

職業出口課程群以培養專業技能和就業競爭能力為主。制造裝備設計與制造方向職業出口課程群主要包括機械系統設計、機械現代設計導論、機電傳動控制、現代制造技術、模具CAD/CAM和數控加工技術等；輕工裝備設計與制造方向職業出口課程群主要包括輕工產品生產工藝與裝備概論、輕工裝備現代設計概論、機電傳動控制、過程裝備、過程裝備控制技術等。職業出口課程提倡校企合作教學，提倡小班上課和小班討論，由專業教師和企業兼職教師共同承擔，以講座式、探究式、企業項目案例式、技術難題招標式等方式開展教學，提高學生的工程素質水平，強化學生分析問題和解決問題的能力以及創新能力。

（二）實踐教學體系的構建

實踐教學環節包括：物理實驗和專業方向綜合性實驗、課程設計和創新設計、工程訓練、生產實習、電工和電子實習、畢業實習與設計、軍事訓練等。安排實踐教學體系時，要注意合理調整理論課學時和開課時間，留出更多的時間進行實踐教學。為了增強學生的企業現場的實踐教學，把第四學年上學期生產實踐由3周增加到6周，并調整到學期期末進行，這樣就便于和第四學年下學期的畢業實習和畢業設計相聯系，可以讓學生在企業中完成與工程實際有關的畢業設計，通過工程實踐提高學生的工程能力。

針對專業方向綜合性實驗，積極構建實踐教學體系，以綜合性、設計性、應用性為主，既重視基本技能訓練，又強化開發創新，打破各專業課程間的壁壘，加強相關課程之間的交叉與滲透，在系列課程或課程群起點上，建立具有一定柔性、實驗與實習一體性的實訓環節，進一步優化基本技能、專業技能、技術應用能力訓練，和創新能力培養有機結合，形成具有特色的“四層次”實踐教學體系。

以工程能力培養為中心，構建機械類實驗教學中心。為了改善和提高實驗實踐教學計劃，學院投入500多萬元購買了新的實驗設備。按照國家“標準化實驗室”的建設標準，整合原來分散建設和管理的實驗教學資源，建立機械類專業教學的機械工程實驗教學中心。綜合實驗中心建立后，學生通過預約，可以隨時到開放實驗室從事課外科技創新活動。通過“機電產品創新與綜合實驗課”等系列課程，向學生傳授創造學、創新設計的基本理論與方法。通過選修課的形式，對近機械類學生開展創新教育，將“機電產品設計創新大賽”作為實驗教學的重要內容之一，評選產生創新實驗課的優秀作品，每年舉辦，每年評選，形成長效機制。通過競賽活動，營造創新氛圍，鼓勵學生發揮聰明才智，在比賽中脫穎而出。

改革實驗教學方法，建立全開放實驗教學模式。在不斷解放思想、轉變觀念的基礎上，樹立先進的教育理念和教學理念，引入現代化的實驗技術和實驗內容，按照“課內與課外相結合，教學與科研相結合”的原則，積極構建模塊化、分層次、開放式的實踐教學體系，其中包括機械認知實踐、工程綜合實踐、研究創新實踐、機械基礎實驗、產品制造基礎工程訓練、機械基礎綜合課程設計等。通過這一課程體系，培養學生獨立工作能力、創新能力，促進學生個性的發展。

增加實驗教學的比重，強化能力培養。根據現代企業和經濟社會發展對人才的需要，研究制訂了新的人才培養方案，主動適應市場，調整教學計劃，更新教學內容，拓寬實踐教學空間。充分利用校內科技實驗站和校外實踐教學基地，大大增加學生實踐課的比重，促使學生的實際應用能力、動手能力明顯提高。結合科研課題、大學生研究訓練計劃項目和生產實踐的需求，積極開發綜合設計型和研究創新型實驗項目，著重培養學生解決生產實際問題的能力和研發創新能力，使畢業生能夠提前與生產實際“對接”，更好地適應將來崗位需要。

三、課程體系建設成效

自2011年應用型名校建設工程開展后，機械設計制造及其自動化專業經過對課程體系的刪減和優化，形成了特色鮮明的三類課程群，初步構建了適應工程應用型人才培養的專業課程體系。該專業現已成為山東省高等學校特色專業和山東省高等學校省級卓越工程師教育培養計劃試點專業。

專業形成了“基礎實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗”的三級實驗教學平臺，實施多層次實驗教學；實現了實驗教學與理論教學相結合，開放式工程實踐動手能力與課程實驗相結合，創新實踐與科學研究相結合，增強了學生的工程實踐能力，提高了學生的綜合素質，培養了學生的創新精神和創新能力。開設的典型機械零件綜合實驗，通過讓學生在機械零件的設計、制造和檢測過程中進行實踐和實訓，把所學專業知識應用于真實具體的生產過程，以生產實際為導向，使零散孤立的知識點形成有機整體，提高了學生的工程實踐能力和創新能力。

四、結束語

為了達到企業對學生工程能力的要求，結合本校的實際情況，構建適應學生工程能力培養要求的機械設計制造及其自動化專業的課程體系。該課程體系既兼顧培養學生扎實的工程理論知識，又重視學生的工程基本技能、工程思維和素質、學生的工程實踐能力培養，突出專業特色，保障專業培養目標的實現。

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[責任編輯：鐘 嵐]