岳峰麗 陳克 蔡玲 張昕


[摘 要]隨著汽車工業的迅猛發展,對車輛工程專業的人才需求加大,同時對畢業生的能力水平也提出了更高要求,建立面向應用型人才培養的實踐教學體系改革及平臺建設,提高車輛工程專業學生的工程實踐能力和創新能力,是專業急需解決的關鍵問題。
[關鍵詞]應用型; 人才培養 ; 實踐教學體系及平臺
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2019)09-0137-03
當前本科高等教育受到自身體制和區域經濟發展的影響,人才培養質量不能切實滿足企業的用人需求[1]。不斷開展相關實踐教學模式改革創新、建設合理的實踐教學體系、探索工程實踐平臺建設管理和運行模式,是提高學生實踐能力、培養大學生創新精神和創新能力的重要保證。
一、目前高校實踐實訓現狀
當前省屬本科高等教育處于一個進退兩難的狀態[2],這表現在:學生來源、教學基礎環境建設、學生對基礎理論掌握和研究能力完全無法與一流大學比較。而另一方面,學生實踐能力又不如高職高專院校。具體體現在以下幾個方面:
1.實驗教學基本從屬于各門理論課,實踐教學體系未理順。在實驗性質上以驗證實驗和演示實驗居多,綜合性、設計型實驗過少,創新型實驗更少;在實驗體系上前后缺少關聯性,各門課程的實驗內容相互獨立,交叉聯系少,實踐教學環節與實際應用脫節,實踐教學內容缺乏系統性,教學形式簡單。
2.對實踐教學的主體認識不足。不同程度地存在“重理論、輕實踐”的觀念,過多強調系統地掌握學科理論知識,對專業實踐能力訓練不夠,理論與實踐項目脫節,導致了學生知識應用能力和實踐動手能力不足,實踐教學地位亟待進一步提高。
3.實踐教學投入不足。實驗設備和教學裝備數量少,不成體系,實踐教學設施及基地不健全, 專業實踐教學的開展受到較大限制,教學質量得不到有效保證。
4.真正到企業或其他社會機構親臨工程和社會環境的實踐訓練過少。參加各類課外科技活動和學科競賽的學生比例不夠高,理論傳授和實踐訓練結合不夠。
為改變上述狀況,以本科教育為主的應用型大學,在人才培養過程中,不僅需要很好地處理基礎與專業教育、知識傳授與能力、素質培養、教與學等關系,當前尤其要處理好理論與實踐的關系。
沈陽理工大學車輛工程專業雖然已按本校的實際情況,結合有關院校的經驗,進行了應用型人才培養模式改革,但在應用型高校轉型的新形勢下仍有很多工作要做,專業需要采取切實的步驟、方法和手段深化實踐教學改革, 構建科學合理的實踐教學體系及校內校外實踐實訓教學平臺。
二、建設適應于應用型人才培養的多元實驗實訓平臺
以車輛工程專業為例,以學生的知識、能力和素質協調發展為根本,完善專業應用型人才培養體系,強化實踐教學建設,深入推進校企合作,構建適合于應用型人才培養的多元實驗實訓平臺,全面開展應用型專業學生工程能力培養機制建設。
1.深入開展面向應用型人才培養的理論課程體系、實踐教學體系平臺建設
應用型人才改革的目的是提高學生的工程實踐能力、創新能力[3]。為達到這一目標,車輛工程專業在認真調研的基礎上,對理論課程體系、實踐課程體系進行改革。在構建實踐教學體系時,做到貫穿理論課程、課內實驗、課外實踐四年不斷線,并延伸到課堂、專業實驗室、實驗實訓平臺。理論課程支撐實踐環節的進一步深入,實踐教學體系的改革促進了實驗實訓平臺建設,如圖1所示,三者的發展都可以促進學生能力的提高,從而達到應用型人才改革的目標。
2.建立增強學生應用實踐能力的理論課程教學體系
對專業基礎理論給予足夠的重視,這是應用型人才在專業快速發展的情況下更新專業知識、更好地實現知識應用的需要[4];對理論學習注重工程與社會背景,引導學生理論聯系實際;合理設計公共基礎理論課、專業基礎課和專業課之間的比例。增加學生動手能力和綜合設計能力,并建立相應課程體系群。各課程體系間相互融合,互為支撐,既保證學生“上手快”又使學生“后勁足”。
車輛工程專業設置了大型工程軟件課程,同時改革教學方法,在大型工程軟件實訓方面積極探索,使學生能夠掌握AutoCAD、CATIA、ADAMS和ANSYS等大型設計和分析軟件,具備應用大型工程軟件進行機械結構設計及運動學和力學特性分析的能力。
大學二年級時學生學習CATIA軟件,重點學習草圖的建立、三維模型的建模及裝配、工程圖輸出等內容。要求學生掌握應用實體建模模塊及裝配模塊的方法,掌握工程圖的生成方法及尺寸標注技巧。課程的強化訓練要求學生能夠應用CATIA軟件進行典型機械結構、機械部件的造型設計與車輛及車用發動機及其零部件的三維造型設計。
大學三年級學生在學習現代設計方法的理論基礎上,學習國內外最流行的結構分析軟件ANSYS,重點訓練工程模型的建立、單元的使用、約束條件的施加,以及如何給出材料的物理性能。在分析求解方面,注意引導學生掌握模型正確性的判斷、求解器的執行等方面內容,同時重點訓練對計算結果的分析和判斷。
同時大學三年級要求學生要學習ADAMS虛擬樣機技術的基本知識,掌握ADAMS軟件的基本操作,熟悉軟件的特性和使用方法,掌握基本的實際工作流程和處理方法,使學生具備在ADAMS軟件環境下開發產品虛擬樣機的能力,能完成一些簡單機械系統的動力學分析。
學生在大學四年級時以一個或多個工程項目為背景,如以汽車離合器或者汽車變速器為背景,訓練學生完成熟悉汽車產品結構到完成產品參數設計,再到對產品二維工程圖繪圖能力訓練和三維實體建模訓練,并應用ADAMS軟件或ANSYS軟件對所設計進行運動分析或動力性分析。
這是一個連續貫穿訓練的過程。通過逐步深化和加大任務難度,完成系統訓練,訓練應用到大學四年所學的大部分主干課程知識,可以培養學生工程系統的構思、設計和應用能力,使學生能夠掌握設計工具,以便能很快 “融入”企業實際設計中去。
3.加快校內綜合實驗實訓平臺建設
實踐教學在應用型人才培養中有著理論教學不可替代的特殊作用,通過教學實驗提高學生的動手能力,通過開放實驗、訓練、實習等實現學生綜合應用能力培養,通過參加各種社會實踐、科研訓練和競賽活動來實現創新思維能力的訓練和提升。
車輛工程專業人才培養方案中實踐教學環節的設置體系,是按照汽車主要組成部分的構造、檢測診斷及汽車各主要使用性能的檢測試驗等,構建出車輛工程專業的校內實踐實訓教學平臺,如圖2所示。車輛工程專業根據培養目標,整合實驗課程,重組優化實驗內容,建立培養學生實驗基本技能的驗證性實驗、培養學生綜合分析問題和解決問題能力的綜合性實驗、培養學生獨立工作能力的設計性實驗和培養學生創新能力的研究性實驗等多層次實驗教學內容組成的實驗教學體系,使實驗教學體系與理論教學體系并行。
(1)保證學生從事實踐教學活動的時間。在培養體系中為實踐教學留出足夠的學分學時,構建包含實驗、訓練與創新實踐等內容的完整的實踐教學體系。擴大課內實驗的覆蓋面,大部分專業課均設置了課內實驗及獨立實驗內容。
(2)在實踐教學環節中增設綜合創新性實踐。如在控制工程基礎與信號處理及汽車電器與電子控制技術等課程中,都增設了綜合創新性實驗,使得學生的自學能力、創新能力和實際應用能力都得到很大提高。
(3)加強校內外實習基地建設。為了改善實驗教學的效果,采取多種方法改造和更新實驗設備,在學校實驗技術基金和教改基金的長年支持下,相關專業教師研發了大量面向本科教學的實驗設備和儀器,不僅提高了教師自身的實踐能力,更積累了豐富的實踐教學經驗。通過購置設備、改造設備及開發軟件和校企共建實驗室等多種途徑,逐步改善實驗條件,使驗證性實驗向綜合性、設計性實驗轉化,提高綜合性、設計性實驗的開出比例,為學生實踐活動創造良好的條件。
(4)逐年加大對實踐教學的經費投入。尤其加強對大學生課外科技創新活動、學科競賽等惠及廣大學生的群體性活動的經費投入,著力推動這項惠及廣大學生的群體性活動深入持久地開展。
(5)大力倡導并積極組織開展大學生課外科技活動、學科競賽活動、學術活動、社會實踐等活動,以激發學生的興趣和潛能,擴大學生的知識面,提高學生的實踐能力和創新意識。同時,制訂科學合理的激勵獎勵機制,對積極參加課外科技活動的學生給予積極肯定,包括可給予創新學分、相關課程加分等獎勵,對優秀的指導教師也給予崗位考核可替代科研到款的政策鼓勵。
(6)建立健全有利于大學生能力和水平提高的實驗室開放機制?!捌噷嶒炛行摹比烊骈_放,為學生進行自主實驗提供一切便利條件,鼓勵學生課外進入實驗室選做實驗項目或從事科研活動,將更多實際問題引入教學實驗,促進理論與實踐的結合。很多學生課后就到實驗室參與各種活動,學生的動手能力和知識水平都有較大的提高。
車輛工程專業校內實驗實訓平臺各模塊根據所用到的知識,對應不同的實踐教學環節,在不同的學期分層進行,既相互聯系又缺一不可。如汽車構造實驗平臺是汽車性能實驗平臺的基礎,針對汽車生產過程中的總體、總成及零部件、生產工裝等設計環節,重點培養學生的結構分析能力、結構設計能力、結構運動學及力學特性分析能力、先進設計方法及大型工程軟件應用能力。而汽車電子實驗平臺主要針對汽車及發動機相關電子技術的分析、測試、開發及應用,引導學生理論聯系實際,重點培養學生在電子產品分析、性能測試、系統開發及應用上的動手能力、實踐能力和創新能力。汽車診斷實驗平臺則進行汽車主要總成綜合性能檢測實訓,主要進行車用發動機及動力傳動箱的綜合性能檢測。這兩個平臺要求學生掌握動力總成及傳動系的性能檢測方法,培養其在汽車零部件檢測及試驗研究方面的實踐能力。前一實驗平臺模塊完成后,再進行后續模塊,需要用到新的知識,必須學完相應課程后才能完成,這樣可以使學生帶著問題,帶著目標學習,增加了學生學習的興趣,也使學生對所學知識融會貫通。
通過這一系列實驗平臺的建設,可以使學生系統掌握汽車構造、汽車理論、汽車檢測與診斷、汽車電子及汽車實驗學等基礎理論知識,同時使學生可以對所學知識融會貫通,對汽車整體性能及實驗有更新更高的認識和理解。
校外實驗實訓平臺的搭建,可以讓學生切實感受到現代汽車生產制造企業的先進生產流程和生產組織方式,增強學生的感性認識。
三、進一步擴大校企合作
“校企合作、產學結合”并不在于形式上的優勢資源疊加,而是應用型工程人才培養的內在本質要求[5]。車輛工程專業在“校企合作、產學結合”的基礎上充分了解企業需求,通過走進用人單位、邀請用人單位參與、聘請用人單位兼職人員等多種方式,請企業人員參與人才培養方案的制訂,真正將一線工作崗位對車輛工程專業知識、能力及素質的要求充分反映到人才培養的環節和課程體系中。
車輛工程專業進一步加強校外實驗實訓基地建設,先后同蘇州奧杰汽車技術股份有限公司、吉利汽車控股有限公司、遼寧華越汽車技術有限公司等汽車設計企業簽訂人才聯合培養協議,采取“3+1”教學模式,提高學生工程實踐能力。
“校企合作”的內容體現在以下幾個方面:一是聯合培養人才,在企業開展工程崗位實習、專業課程實踐、畢業設計三段式培養;二是開展校企科研合作;三是鼓勵教師深入企業,提升教師工程實踐能力;四是校企合作開展企業員工培訓、進修;五是邀請國內汽車知名專家到校為學生做學術報告等。
車輛工程專業每年都有一定數量的學生赴相關企業進行為期1年的工程崗位實習,在企業完成畢業設計,并可替代校內相關課程。車輛工程專業的學生在大四第一學期分別在沈陽華晨中華汽車有限公司、沈陽華晨新晨動力有限公司、沈陽華晨寶馬汽車有限公司等企業進行為期兩周的專業課程實習。通過生產實習,學生增加了對社會的感性認識、對所學知識有更深入的了解。
通過與企業聯合培養,以一個或多個工程項目為背景,對學生的工程實踐能力進行系統訓練, 培養學生工程設計能力,增強學生就業適應能力。在項目的實施過程中,學生不僅要學習掌握相關的工程知識、學科知識,提升產品的建造能力,還要通過企業調研、工作任務分析會、小組合作、項目階段總結、項目技術文檔的編制、項目匯報等使學生的個人能力、團隊協作能力、溝通能力(包括語言交流、書面交流、圖表交流、電子及多媒體交流)、終身學習能力都得到全面提升。
四、結束語
通過完善體現產業發展、技術進步要求的車輛工程專業應用型人才培養理論和實踐課程體系,建立校企協同創新人才培養基地,探索可持續發展的“校企合作”協同創新模式與運行機制,構建車輛工程專業校內校外實踐實訓教學平臺 ,將會推進實驗室的建設和實踐教學的改革與創新,推動以面向工程的能力培養為核心的實踐教學觀念,創建有利于培養學生面向工程的實踐能力和創新思維的實踐教學體系,對進一步提高車輛及相關專業學生的實踐能力特別是綜合工程實踐能力、知識綜合應用能力、全局視野、團隊協作品質和創新精神具有重要意義。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 岳峰麗,陳克,董浩存,黃樹濤.協同創新模式下車輛工程專業人才培養模式改革初探[J].大學教育,2016(7):136-137.
[2] 王憶,曾慶光,李霆,張焜.地方高校創新應用型人才培養模式改革的思考與探索[J].教育現代化,2018(4):15-17.
[3] 王靖岳,黃樹濤,董浩存,陳克.特色應用型汽車類核心課程的建設與實踐[J].汽車實用技術,2018(16):196-198.
[4] 王靖岳,陳克,岳峰麗.“汽車理論”課程教學改革研究[J].蘭州教育學院學報,2016(4):89-91.
[5] 趙海霞,李曉暉.淺析如何通過校企合作培養應用型人才[J].價值工程,2018(32):281-283.
[責任編輯:鐘 嵐]