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产品速写作为一项综合性较强的造型能力训练的方法,它不仅可以作为设计师搜集创作和实际素材的一种手段,更为重要的是能够培养设计师的观察能力,审美能力、概括能力、创新能力。速写也是设计师与设计师、设计师与工程师、设计师与客户之间的沟通桥梁,是一个设计想法的载体,也可以说是一种瞬间灵感的捕捉器,设计师还可以通过速写可以进一步推敲自己的设计。
二、当今工科院校产品速写课程存在的误区
1、流畅代表表达水平的高低
在很多学校里,老师很强调速写线条的流畅性,极力要求学生把线条画好,这在美术类院校来说,学生有很好的绘画基础,能够按照老师的意图进行,但在工科院校的工业设计专业的学生来说,这是很难实现的,因为他们没有画画的功底,有的学生连基本的透视关系都还有点模糊,更别要求他们把线条画流畅了。我们知道艺术生和工科学生的思考差别是很大的,艺术生的思维比较活跃,工科生更喜欢理性的去思考,如果单纯的拿艺术生的思维方式来要求工科的学生,难免会有不好的效果。即使是能把一个产品画的很流畅就代表速写水平很高吗?我觉得也不尽然,画的很流畅可能是对一个产品画了很多次,对产品的各个细节都了如指掌了,一旦画一个全新的产品,可能脑海里就没有了那些概念,就会不知道如何把握了。所以,我觉得学生的速写画的很流畅并不能代表他的速写水平有多高。我们对学生要求是也不能以画的多流畅作为评价的最高标准。
2、产品速写表达要求大量临摹形成别人风格
世上没有两片完全相同的树叶,同样,世上也没有两个完全相同的人。所以要让学生形成一个名人的速写风格也是不现实的。让学生临摹成为别人的风格,只会让学生丧失学习速写的信心。特别是很多学校让学生临摹刘传凯的速写,我个人觉得就很不好,因为刘传凯所处的年代是电脑绘图技术还没有出现,只能靠双手来画才能表现出来,工具的缺乏形成了艺术化的绘画方式,所以,让工科院校的工业设计专业的学生模仿当时的速写风格,是很不恰当的。临摹只是让学生入门,不能作为后续风格的界定,也不能拿以前的标准要求学生。
三、对工科工业设计专业产品速写课程上法的见解
通过近几年速写课程的教学,我觉得工科工业设计专业应重视速写表达基础,弱化风格,让学生自己去形成自己的风格。要想学生形成自己的风格,我觉要让学生清楚一个道理,速写是为了把自己的设计表达清楚,不是速写本身画的有多美观。让学生以表达清楚为出发点学习,我觉得可以教学生从以下几个方面努力:
1、透视训练
透视是速写的基础,想让学生了解了透视,可以做一些简单透视练习实践,比如画教室里的凳子,方盒子,打印机这些比较简单的形体。要让透视在他们脑海里形成一个基本的轮廓。在教学的几年里发现,有一些学生怎么讲透视的原理就是不能理解,但是,只要让他们脑海里一直有一个印象,就能让他再以后的时间里慢慢明白。
2、线条训练
画速写就是用线条抽象形体,所以线条的绘制非常重要。可以让学生画一下线条:等距离的直线、平行线、过两点的直线、过同一点各向直线;等距离的弧线、等距离的波浪线、过两点的弧线;画椭圆、同轴心的椭圆、同心旋转的椭圆等。这些线条在速写中经常用到,可以提前让学生的思维得到训练。
3、学习表达技巧
1)画侧视图。
侧视图就是把物体的几个面用平面投影的方式画出来。侧视图可以把物体的外观和结构清楚的表达出来,很久以来工程领域一直在使用这种简单的方式来表达物体。比起相对复杂的透视图,侧视图可以提供更为清晰而简单的方式来展示三维物体,并且画法也比较容易上手。
2)画透视图。
具有透视关系的速写草图能让原本同样大小的物体在画面中呈现不同的比例关系,因为透视图所传达的信息会受到观察者的视角,物体的数量和大小以及透视法则的应用等诸多因素的影响。学习并掌握透视画法会帮助设计师绘制出更真实、更具说服力的产品效果图。
3)画爆炸图。
爆炸图是把一个产品的各个组成部分拆开来看,这样更直观的展示一个产品,在速写过程中,爆炸图的绘制能够让设计师把产品的设计考虑的更全面,更完整、更合理。爆炸图不失为一种控制设计师天马行空的大脑的一种好办法。
4)简化造型。
为了提高效率,设计师必须对一些复杂的造型予以简化和概括,掌握行之有效的简化方法和学习透视原理一样重要。其核心在于如何发现复杂外表下的基本结构特征。几乎每个产品都可以被分解重构,通过研究物体的各个部分是如何连接的,他的相关细节是什么,从而可以概括出构成它的最基本的造型。
5)关注椭圆。
速写的时候,设计师往往把物体的大致形状画出来,然后用减法的方式,逐渐让其削减为所需要的造型。有时候对于某些以圆柱体为主要形态的产品,直接将椭圆或者圆柱体作为绘画的出发点是更好的选择。
6)关注圆角。
几乎每种工业产品的外形都有圆角,这些圆角通常与生产制造和装配过程有关,并且对产品的外观影响非常大。实际上琳琅满目的各类产品仅存在几种基本的圆角类型,只是他们从单方向到多方向、多角度变化,大小不同,多种多样。
7)增加横截面结构线。
任何立体的造型都可以看作体的组合,也可以看作是面的叠加,速写中最常见的叠加平面的计算有点像数学里的微积分原理。横截面可以用来构建物体,同时也决定了物体造型的过渡。在速写过程中,加入一些横截面结构线可以让物体的形态更加饱满。
8)增加使用环境附属。
关键词:机械工程,本科,毕业设计
1引言
毕业设计是高等学校应届毕业生在毕业前接受课题任务,在教师指导下独立进行科学研究或工程实践,获得基本训练并取得成果的过程,它是评估学业成绩的一个重要方式,也是提高学生综合素质与创新能力的关键一环[1]。作者结合广东工业大学的实际,从科学选题、落实开题环节、保证毕业设计论文质量等关键环节提出了改进毕业设计工作的措施。
2科学选题
选题是毕业设计工作的龙头,选题质量是影响毕业设计质量的重要因素,精心挑选毕业设计题目,是搞好毕业设计的第一步。但是选题目前存在着一些问题:有的选题缺乏综合性、新颖性,深广度不够;有的选题对学生显得难度较高,工作量过大;有的选题虽然有较高的研究价值,但学生由于怕难或者因就业等原因而不愿选;另外,系与系之间和各系内部之间的设计题目在难度和分量上也存在一定差异。
针对以上问题,可以从三个方面综合考虑选题。
(1)毕业设计选题要尽可能联系工程应用、生产实际和科学研究。这样有利于调动学生的积极性,由于是真做实干,他们就会主动去了解、熟悉有关科研情况,分析解决问题的方法和途径,使能力得到提高。因此,我们在为2003级机械制造及自动化专业的学生选题时,选择了“旋转超声主轴振动系统研制”,“三座标工业机械手的设计”,“防伪矿泉水瓶盖的设计”,“自动门PLC控制系统设计”,“适合于电感的微点焊系统研制”等新颖又结合科研实际的课题,尽量反映当代科技发展水平,让学生能了解、把握国内外在该研究领域的最新成果和发展动态,结果学生更加乐于参与到科研课题的研究中。
(2)要考虑完成课题的客观条件。学校毕业设计经费、教学试验条件都有限,不是任何来自科研实际的课题都可用做毕业设计,必须根据客观条件来选择设计题目,这些条件主要包括:可查资料库源,试验设施和足够的经费等,因此我们在选题时,一般选用能为学生提供可用的仪器设备,试验场地等条件的科研课题,例如“微细特种加工中心”试验样机在我们教研室已经搭建好,“线切割机床、电火花机床、超声抛光装置”等设备可以为学生做毕业设计时提供可以直接操作,锻炼自己的动手能力的机会。
(3)要有适当的难度和深度。举例说我们选择“旋转超声主轴振动系统研制”课题时,考虑到该课题涉及了声学,机械振动学,电力电子学,数电,模电等多个领域,涉及的知识面较广,设计工作量较大,有一定的深度,学生可以通过综合应用所学的基础理论和专业知识,在规定的时间内得到充分的锻炼,但是考虑到本课题有一定的难度,为了保证学生在有限的毕业设计工作时间内,经过努力能完成任务或做出阶段性结果,我们安排了两个同学参加,在掌握总体设计思路的基础上,分别进行硬件结构设计、驱动电路等不同部分的,有侧重点地进行研究,经过分工合作,完成了整个课题的设计任务,效果良好。
3落实开题环节
为提高毕业论文设计教学质量和探索出适用于毕业论文设计全环节教学质量监控的方法,可借鉴研究生创新能力培养方法,在本科毕业论文设计教学中新增开题环节,以强化学生包括查阅文献资料广泛获取信息,提出问题、拟定实验研究方案和设计方案,科学实验与测试,数据整理与分析,撰写实验论文,书面表达和口头表述等能力在内的基本创新能力。
(1)开题环节的必要性。开题的意义在于完善论文设计方案,使论文设计方案更加系统化,收集信息,听取各方意见,明确思路以坚定论文设计者的信心。一般说来,将思考的东西正式地讲出来和写出来,会比原来所思考的更有升华的意味,因为从“思”到“说”和“写”,其间加入了逻辑的创造过程。通过撰写开题报告,要求学生讲清题目的来龙去脉,从而使学生明确毕业设计课题的目的和要求,对题目有更深刻理解与认识,会使原来的论文设计思路更加完善和系统,对自己的工作做到“胸有成竹”,减少盲目性,避免出现不知从何处入手的尴尬局面。
(2)开题环节的组织在开题会之前,每个学生按规范书写了开题报告。学生持经指导老师签字同意的选题报告书、任务书及其它相关资料上台汇报选题的目标和意义、拟采取的技术路线和方法、工作基础、预期成果和工作计划等内容10分钟。评审小组根据学生自述和选题报告书及其它文本内容,对学生论文设计是否达到专业培养目标要求和完成论文设计的可行性进行考核,并对论文设计广度、深度、贴切度、重点和难点等提出具体的修改意见。
4保证毕业设计答辩的质量
答辩是毕业设计(论文)工作的最后一个环节,是全面检查和评估毕业设计(论文)质量的重要手段。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计(论文)。学院可根据本院及所属各系的具体情况成立若干答辩分委会,分委会下辖若干个答辩小组。分委会主任和答辩小组组长均由副高职称以上教师担任。答辩前应认真审查学生的答辩资格,毕业设计(论文)应由除指导教师外的答辩小组1名以上教师认真评阅,写出评阅意见与评分,评分不及格者不得参加答辩。凡毕业设计(论文)拟评“优秀”的学生,都必须参加各系答辩分委会组织的集中答辩。对毕业设计平时不认真、小组答辩成绩较差的学生,由相关分委会组织复答辩后视情况决定是否给予通过。答辩时间应控制在学生汇报15-20分钟,教师提问20分钟为宜。毕业设计成绩评定必须坚持标准,严格要求。“优秀”的比例应严格控制在本专业参加答辩总人数的20%以内,优良比例应严格控制在60%以内。对毕业设计(论文)的质量,除了本身的学术水平、应用价值外,还应考察学生解决实际问题的能力、对知识的综合应用能力、在工作中查阅处理信息和应用各种工具的能力、撰定科研报告和表达交流的能力以及在工作中的团队协作能力等。答辩委员会要办事公正,治学严谨,严把质量关,对毕业设计(论文)达不到教学要求的,决不姑息。
5结论
搞好毕业设计(论文)工作,重要的是要做到“五个到位”,即认识到位、经费投入到位、指导教师到位、学生到位和管理工作到位。另外,科学选题,严把选题关是做好毕业设计(论文)的前提;认真做好毕业设计开题工作是毕业设计工作顺利进行的保证,消除学生毕业前的各种干扰,专心做好毕业设计,是本阶段学生思想政治工作的重点;严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计(论文)。
关键词:中国;新加坡;高等工程教育;机械工程
一、引言
经济全球化背景下,科学技术成为21世纪的关键词。各国政府渐渐开始意识到本国的科学技术实力很大程度决定着国与国之间在政治、经济、文化、军事等领域的竞争结果。工程制造业是国民经济的支柱产业,相对应的专业建设应成为国与国竞争筹码。作为亚洲的发达国家,新加坡在高等教育方面发展卓越,其模式值得我们深入探讨。本文将以新加坡南洋理工大学和中国上海交通大学为例,从课程设置、专业划分、学位等方面对比研究两所学校的机械工程专业。
二、新加坡高等工程教育机械工程专业――以南洋理工大学为例
作为工科领头羊的南洋理工大学,其工程专业有着悠久的发展历史。机械工程专业是工程学院下设的专业。在新加坡,绝大部分学生毕业后,进入初级学院或高级中学学习,少部分学生则进入工艺教育学院进行技能培训为主的学习。
机械工程专业的培养方案
如我国许多高校一样,该学校的教学系统也是学分制。本文将以机械工程专业为例,分别分析其专业划分、学位授予、课程设置等部分。
在南洋理工大学,所有工科类学生在第一年的课程完全相同,相当于国内的基础课。他们可以在一年的学习后再决定选择哪一个专业进行学习。
新生入学的第二年,随着工科分流的落实,机械工程专业会从主源流中分化出一些新的源流。这时的“源流”有点类似国内的模块,通用机械工程是其主源流,产品设计则是设计源流等。到第三年,随着基础课和专业基础课的完成,学生需要参加工业方面的实习。到大学四年级,部分专科应运而生,核心课程学分共计109,占比768%。主要指定选修课共计12学分,占比77%。基础教育指定选修课共计15学分,占比97%。基础教育自由选修课共计分,占比58%。总学分共计155。
国内高校大多分学年开设课程,而新加坡南洋理工大学则按照学期开设课程。根据自身情况自主选课是其最大的特征。例如:某一门课因故没有修或者出现挂科,这位同学下学期可以继续选修这门课程。学年并不是按自然年龄划分,而是按每个人所完成的学分来划分。
实验安排方面,头两学年每年安排基础实验课,在第三学年再安排一门专门的实验课。除此之外,学生可以在专业课程学习的同时,选择部分辅修课程。最后的学士学位由学生的分数和学分数综合划定等级。
三、中国高等工程教育机械工程专业――以上海交通大学为例
上海交通大学作为中国首批七所“211工程”、首批九所“985工程重点建设”院校之一,入选“珠峰计划”、“卓越工程师教育培养计划”等。根据教育部学位与研究生教育发展中心公布的一级学科评估排名结果,上海交通大学机械动力学院机械工程学科排名第一。
上海交通大学机械工程专业培养方案
上海交通大学机械工程一级学科创建于1952年,是我国首批有权授予硕士学位学科之一。机械动力学院机械工程专业分为五个方向:机械动力试点班,机械动力类,工业工程,核工程与核技术以及新能源科学与工程。在进校第三年,机械动力类学生还会进行一次专业细分,分为四个小方向,分别为机械工程、能源与动力工程、机械动力类机械工程和机械动力类能源与动力工程。上海交通大学机械工程的整个课程体系由人文社科、公共基础、学科基础、专业课程和实践环节等教学模块所组成。上海交通大学机械工程专业学分由以下几个部分构成。通识教育共计48学分,占比24%,专业教育课程共计985学分,占比497%。专业实践类课程共计52学分,占比263%。
通识教育课程中,必修课包含和所有中国高校相同的公共课程,共计27学分。通识核心类课程,对于工科学生来说,就是人文社科类选修课程,其主要目标是使学生毕业后具有较好的人文、艺术和社会科学基础及良好的文字表达能力。和新加坡南洋理工大学一样,学生从第一学期就可以开始选修这类课程,每学期限选两门。大学期间,三个模块必须修满15学分。
四、中国和新加坡机械工程专业课程设置比较
(一)公共课程方面
在国内,大学生在入学后,被分配到所在院系、系、专业各学院。很多国内高校现在已经采用“平台+模块”这种课程体系,但是实施过程中并不如人意,学院和学院之间仍然是相互独立,实现资源的共享实属不易。按照学院、系别组织教学工作把学生按照专业人为地分成几类,这并不能很好地促进专业之间相互的沟通交流。所以,跨专业的交流能够促进专业交叉融合,以便更好地解决现实中的实际问题。
(二)学期课程分配方面
当下,中国高校所开设的课程大都按照学年开设。学生也完全按照学院或系里的安排。学生一旦某门课程不及格,就需要等到一年之后才能重修。在这一问题上,新加坡高校所采取的做法值得我们学习。采取按照学期开课,能够使得学生根据自己的实际情况进行学习调整,更加具有自主性。虽然这一做法看起来会占用更多的教育资源,但是对于学生数量庞大的工科专业来说,并不是问题。
(三)辅修、跨专业课程方面
国内高校大多也为在校大学生开设辅修专业,但数量较少选择余地小。再者,国内普遍采取学年选课制度,导致学生在选择少的情况下还出现选择难的情况。很多学生在进行选修课方面积极性并不高。但不管在开设课程数量种类和课程安排时间上,新加坡高校都给予学生更大的自去选择他们感兴趣的课程。国内高校在近几年也纷纷开始注重工科学生通识教育的培养。但从对比中可以看出,国内高校在这方面的投入力度和方式方法还落后于新加坡高校。
(四)荣誉学位、分级学位制度
在国内,对于学位证书的授予要求,学校普遍采取的是学分制。只要不存在挂科情况,无论成绩如何学生们都可以顺利拿到学位证书且没有区别。而在新加坡则不同,由于采取英联邦国家的普遍做法,学生根据学习成绩、在校表现等会被分为不同等级,相应的,获得的学位证书也是不同的。这个证书等级代表他们在校期间各个方面的表现。所以,想要拿到更好等级的学位证书,学生们就需要在学习、实践等方面付出更多的努力。这种做法不仅能够促使学生们重视课程的学习,而且能够形成一种积极向上的学风,对于学生乃至学校的发展有很大的促进作用。新加坡高校学位制度的另一个优点就是,学生可以根据自身情况更加自主地选择课程进行学习,对于基础较差的学生,可以选择放慢学习的速度,根据自己的学习情况调整选修的课程。所以,新加坡荣誉学位、分级学位制度对于培养本科人才,顺应市场实际需求有着重要的意义。(作者单位:南京理工大学公共事务学院)
参考文献:
[1]上海交通大学机械动力学院http:///bkjx/peiyang/default.aspx cid=2
本专业是机械和电子的综合学科,因此,通过对新形势下机械电子工程专业实践性教学发展的新趋势的分析,应用型教育以创新能力培养为核心的实践性教学体系,其实践性课程和项目设置方面,要注重先进性、开放性、创新性,形成适应机械电子工程专业实践性教学发展的新趋势的多层次、多形态的完整实践性教学体系。
在应用型人才培养中,合理安排实践性教学环节尤为重要,为了培养的系统性、全面性,在实践教学的安排上,应根据每个学期的理论课程的安排,合理的安排不同形式的实践教学内容,以保证实践教学阶梯性和不间断性。根据课程的安排,除了相应课程的实验外,应设置专业课实训或综合性的实训课程,以对当前及先前所学课程的巩固。
本文是对机械电子工程专业四年实训的综合系统设计为构想进行改革探索,根据学生培养目标要求,进行实训课程体系的设置思路如下:
提高实践教学在人才培养过程中的地位,培养既具有理论基础又具备实践经验的高素质教师队伍,建立符合社会需求的实验、实践教学平台,增加设计性、综合性、创新性实验内容和项目。因此在教学平台的设置中,实践教学内容应能够满足应用型人才培养的目标,达到培养目的,根据要求,在实践教学课程的设置中,以小车为载体,从大一机械制图实训开始到大四的机电工程系统实训结束,均以该模块为平台,对学生的图形设计能力,到实物制作能力,小车的驱动,控制等方面对学生进行训练。以能够达到培养目标,培养学生的项目意识和系统控制的设计能力,等所有的实践课程和理论课程完成后,第八学期为学生毕设和生产实习。实践教学体系的改革即大学四年中,使学生具有机械和电子及控制等方面的知识基础和设计能力。改革思路为:
从大学的第一个实训制图实训,使学生具备手工绘图的能力。为后续的电脑绘图奠定基础。
第二个实训,机电产品认知实训:主要为电器元件的识别、焊接训练、无线话筒及简易循迹小车的实物装配,使学生对电子控制具有一定的认知性,为后续的电子控制奠定基础;还有图形的计算机辅助绘制;进行机械图纸的设计,即开始实训的系统设计的基础部分,如图1所示:
图1 车子底座
学生设计好车子所有零件图之后,到金工实习和电子技术实训:主要内容为:利用金工实训进行车体所有零件的加工制作,然后车体的装配。再此过程中,进行修正,对有问题的进行修正,此图是其中一个结构,其他学生可根据自己的构思进行设计自己喜欢的结构。车体只做好后,并在同一个学期的电子技术实训课程中对小车进行驱动,实训内容包括模拟电子技术和数字电子技术,学生将自己所学习的电子技术知识来对小车进行控制,使小车可以通过电机和基本的电子电路进行控制前后走动和左右拐弯。实现了四年学习过程中的第一步的机电结合。
在学生学习了传感器与检测技术和单片机及其接口技术后进行检测与控制实训,学生在该实训中,对小车进行改进,如可实现小车的壁障、巡迹等功能,实现对小车的智能控制,为后续车载装置奠定基础。
学生在接下来的课程中学习电气控制技术,课程完成后进行电气控制技术实训,学生可在该实训中,在车体上加装各种装置,如车载机械手、挖掘机及升降机或从事其他的题目如电梯控制系统等,继续在车体上完成的同学,实现了。车载系统的设计,完成了一个类似于项目的车载智能控制系统,经自己所学的专业课知识都运用到了给载体上。很好的实现了机电结合。
最后一个机械类的实训机构设计实训:顺利实现车载装置后,完成小车实物的三维、仿真图,完成标准图形设计。
最后一个实训,机电系统的综合实训,学生具有了机电结合及系统设计的基础后,可根据情况完成一个综合系统;达到综合利用大学所学课程的综合运用能力。
毕设:完成毕设任务。在四年的实训课程中,涵盖了机械实训和电子电路、单片机、PLC等内容的实训任务,培训学生的机械和电子控制系统的测绘和设计能力。
通过上述的一系列的培养模式,培养出具有科学严谨、自主学习,具有创新精神和实践动手能力的符合社会需要的应用型本科人才。
总之,合理处置理论教学与实跋教学的关系。在实践教学中以学生为中心, 坚持理论与实践相结合, 强化学生创新精神和应用能力,培养具有较强就业竞争力的符合社会需求的应用型人才。
关键词:工程设计;核心课程;CDIO;完整技术工作;角色转变
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)36-0042-03
一、培养工程设计型人才是工业现代化的需求
随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展,工业自动化正向集成综合自动化过渡。机械设计制造及其自动化技术的综合应用正起着越来越重要的作用,由于机械产品及设备的技术复杂性和涉及知识的交叉性,使得现有的技术人才难以胜任技术含量较高的工作。
机械制造业是工业自动化的重点,机械设计制造及其自动化是工科院校主要专业,其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向工程应用与设计的现代化主战场。而现有的高等教育人才培养模式长期采用灌输式理论教育,且受多种因素制约,学生对工程实际的认知较少,综合运用知识的能力较差。学生毕业进入企业后,由于遇到的实际工程问题通常是隐性的,无法再像课堂学习一样,根据已知条件和固有步骤就可得到答案,加上新的科学技术成果大量应用于生产实际,设备的复杂性和涉及学科的交叉性大大提高,使得现阶段的高等教育人才培养模式已经阻碍了高素质工程技术人才的培养,其培育的纸上谈兵型人才已经远远不能适应工业现代化的需求。因此,各高校工科专业进行以培养学生工程设计能力为目标的教学体系改革已经迫在眉睫。
二、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵
机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。
三、机械工程系列核心课程教学培养现状
机械工程系列核心课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。
以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列核心课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。
机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列核心课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。
四、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践
我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的核心,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。
针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”、“80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。
在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。
五、总结
目前,我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年,并带动了机械工程系列相关核心课程群的教学改革。由于在改革实践过程中,以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况(两届)看,就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。
总之,我们将继续积极进行改革,密切观察实施过程,冷静分析成绩和不足,不断总结经验教训,期望能为中国的工程教育改革做些实事,提供新的改革思路,为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。
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关键词:地方院校;对证施教;机械专业
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0106-02
机械专业是多学科交叉的技术复合型专业,其专业特色建设目标应面向经济建设与社会发展对机械工程人才的需求,注重为地方制造业服务与合作,巩固发展专业特色,以“宽口径、重基础、多方向、强应用”为指导思想,培养德、智、体、美全面发展,较系统地掌握本学科专业必需的基础理论、基本技能、方法和相关知识,具备工程师基本素质,能在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域的设计制造、技术开发、应用研究、运行管理等方面具有创新意识的高级应用型人才。通过本科阶段的学习,学生能够获得机械、电子、物理、化学等等各方面的知识,奠定了学生们能获得各种证书的理论基础。
“对证施教”是一种新型的职业教育教学模式,即是对照职业资格证书的知识、能力、素质要求组织实施教学。推行职业资格证书制度是我国实施“科教兴国”战略的重要举措之一。作为为社会培养高级技能型人才的地方院校,其教学改革的核心应是以推行职业资格证书制度为重点,做到对证施教。为保证对证施教的顺利实施,必须采取多种措施,并按一定步骤实施。
地方院校机械专业课程对证施教教学改革是一项包括教学观念、培养方案、实习实训条件、师资队伍建设在内的系统工程,本论文将重点论述其概念内涵、实施的可行性、实施步骤和实施条件。
一、机械专业课程对证施教的概念内涵
机械专业课程对证施教模式,是把职业资格证书的知识、能力、素质纳入机械专业教学计划之中,将证书课程考试重点与专业教学大纲相衔接,在课程设计、教学实施过程中实现人才培养的工学结合,使学生在获得大学本科学历证书的同时,顺利获得相应的职业资格证书,增强毕业生就业竞争能力,其实质就是以就业为导向,培养高技能人才。
加入WTO以来,我国对传统的职称考试已逐渐淡化,取而代之的是职业资格认证考试,这种资格考试不只重学历而是更注重技能,注重实际操作能力。知识经济时代,人们只有不断地接受新的教育技能培训,学习新的知识,才能在竞争激烈的社会上立于不败之地,进入主流社会,重新确立和实现人生价值。
二、机械专业课程对证施教实施的可行性
机械专业涵盖的知识面非常广泛,以武汉纺织大学机械设计制造及其自动化专业为例,主要课程包括机械制图与CAD绘图、英语、高等数学、计算机应用基础、理论力学、材料力学、电工电子学、机械原理、机械设计、微机原理与接口技术、机械制造工程、机电控制技术、计算机辅助设计与制造、数控技术与加工、现代机械设计方法、机电一体化技术、材料成型技术、模具设计与制造等,涵盖了机械、电子、物理、化学等等各方面的知识。
中国机械工程学会机械工程师、国际注册机械工程师(ICME)、高级CAD证(国家职业资格四级或三级)、国家高级制图员、数控证书、钳工证、无损检测证、压力容器设计施工资质证、国家设备监理工程师、设备监造师、质量体系(ISO9000)外审员证书、质量保证责任师等和机械专业密切相关的职业资格考试内容和学生所学课程没有两样,更不用说和学生联系更紧密的研究生入学考试了(这里讲研究生学历也泛化为提高自身竞争能力的证书),其所选专业课程也在这些主要课程里面。
掌握上述各种证书对这些课程的要求,并以考试大纲为基准点设计教学内容,可以使地方院校机械专业课程教学做到有的放矢。而鉴于职业资格证书良好的就业前景和待遇,也能促进学生的积极学习和自主学习。
三、机械专业课程对证施教的实施步骤
对证施教和传统教学没有冲突,只会做到相得益彰,实施过程中要注意共性和个性的统一,深度和广度的协调,具体而言:
1.由于机械专业的证书门类很多,需要帮助学生结合自身特点选择相应的职业资格证书。具体而言,对于学习基础较弱的学生可以推荐“入门级”的证书,比如中国机械工程学会机械工程师资格证;对于学习基础较好的学生可以推荐“含金量”较高的证书,比如可以推荐国际注册机械工程师。又可以根据学生的兴趣推荐专业性很强的证书,比如高级CAD证、数控证书、钳工证、无损检测证等。
2.结合推荐的职业资格证书设计培养计划。学分制作为一种行之有效的教学手段在很多学校都在实施,因此可以按照证书考试内容为学生制定切实可行的培养计划,以达到毕业时拿到“双证”或者“多证”的目的。
3.建立资格证书学科群。按照职业资格证书的内容建立相应行业的学科群、教材群,这一点主要是对学校教务部门提的要求,如果实在做不到,可以借助网络精品课程的手段建立学生自主学习的学科群。
4.结合考试大纲制定教学大纲。注意点主要是对教师提的要求,教师需要帮助学生分析考试大纲和以往考试试题,找出重难点,并在教学中以此为基准设计教学内容,做到既讲究素质教育又兼顾应试教育,使学生学有所成。
5.做好课后辅导和课后评估。主要是积极组织学生参加职业资格考试,帮他们做好考试辅导工作,做到学有所用,特别是有些资格考试需要实习环节,教师和教学部门需尽力满足学生需求,进一步提高他们的学习积极性。考试完毕以后还需要对整个过程进行回顾,找出亮点和不足,为以后进一步开展相应的教学积累大量教学内容和学生考试经验。
四、机械专业课程对证施教的实施条件
对证施教不仅能促进学生的进步,对于老师的进步和教学管理体系的改进也是意义深远的。
1.“双师型”的教师培养。持证教师对于职业资格的认识远高于未持证的教师,其教学效果也往往优于未持证的教师,所以机械专业课程对证施教模式对于教师的促进作用非常明显,很多证书的经济利益也让教师的社会效益体现了出来。没有持证的教师也可以通过工厂实习来提高自身能力,武汉纺织大学推行的《中青年教师专业实践能力培养办法》和“双师型”教师的目的不谋而合,让一部分教师深入到工厂一线开展实习不仅可以提高他们的实践水平,而且达到了进一步联系社会、联系实际的目的。
2.教务部门的协调能力。机械专业课程对证施教所需要的课程群、教材群、实习实训场地等等内容对于教务部门的协调能力提升具有重大的推进作用。这些能力的体现也进一步增进了学生对于教育管理专业职业能力的认识,提高了学生对于母校的归宿感。
总之,地方院校机械专业课程对证施教模式优化了人才培养目标,加强了教学内涵建设,促进了产学研合作,有利于学生就业。学校应借鉴职业资格证书考试内容的制订、培训、考核过程,并在教育中引入职业资格证书,建设双师型师资队伍,把职业资格证书考试大纲纳入教学计划和教学大纲、编写相应的教材,培养学生的职业发展能力和潜力,培养学生的职业理念等。
参考文献:
[1]吴祝平.关于对证施教的几点思考[J].中国职业技术教育,2005,(3).
关键词:CATIA;建模;仿真;探讨
《专业课程设计》是对学生专业课学习的综合实践性课程[1],它贯穿汽车结构、汽车理论和汽车设计的各个知识模块,直接影响着学生动手实践能力的提升,对毕业设计的影响作用极大[2]。随着它的重要性逐渐提高,各个高校对设计的要求也越来越高[3]。我校针对实践性要求高的具体情况,将课程设计从课堂搬到实验室进行,明确要求设计必须要有部件设计和三维建模。建模的过程采用CATIA软件进行,本文将从其建模和仿真分析二方面对CATIA组织教学工作进行进行阐述。
1.CATIA建模在课程设计教学的展开
我校的CATIA建模在课程设计教学中采用“实物+建模”的方式,借助车辆工程专业实验室。在汽车构造实验设备的基础上,进行离合器、制动器等零部件的拆装、实测和建模。同时,学生结合《汽车设计》知识点对部件进行逆向设计,通过理论计算把结构的分析清楚,得到了效果如图1所示。
图1学生建模效果图
2.CATIA仿真分析在课程设计教学的展开
CATIA仿真分析是在ANSYS中进行的,为了加深学生对结构设计的重要性认识,必须对其进行结构的静动态分析。在课程设计中,提出了“模型+理论+分析”的思路,采用静态分析的方法,对上述的CATIA模型进行导入、网格划分和分析,得到应变云图。同时,将结果与材料的屈服极限等对比,验证结构设计的合理性。学生仿真分析的效果图如图2所示。
图2学生仿真分析效果图
3.激发学生的自我学习能力
运用CATIA进行课程设计,实践性较好,学生运用该软件可以激发较高的自我学习能力。同时,将《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》等专业核心课程串联起来完成某一零部件的设计,可以掌握整个开发的流程。学生能够感觉得到设计的完整性和乐趣,从而最大限度的激发了学生的主动学习能力。
4.结论
本文针对我校运用CATIA软件在车辆工程专业课程设计中的应用经验,分析了CATIA在建模和分析两方面体现出的实践性优势,提出了“实物+建模”和“模型+理论+分析”等培养学生思路,激发了学生的主动学生兴趣和自我学习能力。
[参考文献]
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(1)凝练专业特色,准确定位专业目标。各专业根据社会经济发展及人才市场的需求,明确专业培养定位,根据专业特点和实际情况,合理设置课程体系,优化人才培养方案,形成自身的优势和特色。
(2)强化专业和实践教学。各专业根据自身优势和特点,适当增加专业课、专业选修课学分,强化专业主干课程和专业实践、突出专业特色。要保证列入教学计划的各实践教学环节累计学分不低于总学分的25%(理、工、农类专业)。
(3)优化课程结构,合理设计课程模块。坚持以学生为本,充分考虑学生在能力、兴趣、特长等方面的差异,构建分层次、模块化的培养框架。科学合理地安排必修课与选修课、理论课与实验课、基础课与专业课之间的比例。
(4)推进素质教育,提高学生素质。改革公共课程,把人文教育和科学教育融合到人才培养的整个过,落实到教育的各个环节,通过文理交叉、学科融合,促进学生综合素质的全面提高。
2工业工程专业人才培养方案的主要内容
云南农业大学工业工程专业自2003年成立并招生以来,高度重视本专业人才培养方案的制定与研究工作。2010年,根据学校《云南农业大学本科专业人才培养方案修订实施意见》,工业工程系在2007版人才培养方案的基础上,广泛收集资料,学习和参照国内外高等院校工业工程专业人才培养计划和要求,反复讨论并充分征求本专业教师及学生的意见,进行了认真细致的修订工作。修订后的培养方案包括以下几方面的主要内容。
2.1工业工程专业的培养目标和要求
本专业培养具备扎实的工程技术和计算机技术基础;掌握现代管理科学与系统科学的理论和方法;具有一定的科研能力、实践能力及创新能力;能应用工程技术和管理科学知识,在各级管理部门及企事业单位从事管理系统、生产系统及服务系统的规划、设计、决策、运营、评价、优化等工作;既懂技术又懂管理的复合型工程技术人才。本专业学生主要学习机械工程基础、管理工程基础及计算机应用基础等工业工程专业的基本理论和基本知识;研究管理系统、生产系统及服务系统的规划、设计、运营、管理与控制;接受应用工业工程相关理论与分析方法解决实际问题的基本训练;初步具备规划、开发、设计、运营和评价管理系统、生产系统及服务系统的能力。
2.2毕业生应获得以下几方面的知识和能力
(1)具有扎实的自然科学基本理论知识,较好的人文社会科学基础,较强的本国语言、文字表达能力。
(2)系统掌握机械工程、管理工程、技术经济与管理等与本专业领域相关的基本理论和基本知识。
(3)掌握工业工程学科的基本理论和方法,具备本专业领域的基本知识,了解学科前沿、应用前景和发展动态,熟悉经济建设和企业管理的法律、法规和政策。
(4)具备较强的计算机应用能力和较强的英语听、说、读、写能力,掌握科技文献检索、资料查询的基本方法,具备独立获取知识、信息的能力和一定的科学研究能力。
(5)具备较好的人际沟通能力和创新能力,具有较强的协作精神。
2.3工业工程专业的主干学科及主干课程
工业工程专业的主干学科是机械工程、管理工程、技术经济与管理。其主干课程包括机械制造基础、机械设计基础、运筹学、管理学、工程经济学、基础工业工程、人因工程学、生产运作管理、管理信息系统、设施规划与物流分析、质量控制与质量管理等。
2.4工业工程专业的主要实践教学环节
大学四年的学习过程中,工业工程专业要完成认识实习、金工实习、生产(服务)系统实习、工业工程专业综合训练、运筹学课程设计、数据库技术课程设计、机械设计基础课程设计、基础工业工程课程设计、人因工程学课程设计、工程经济学课程设计、管理信息系统课程设计、生产运作管理课程设计、设施规划与物流分析课程设计、系统建模与仿真课程设计、质量控制与质量管理课程设计、毕业实习、毕业论文(设计)等实践教学环节。
2.5工业工程专业的修业年限
本专业修业年限为三至六年。有条件的学生在按要求修满规定学分的前提下可提前毕业,但最低修业年限不得少于3年;对不能在4年内按要求修完规定学分的学生,经学校批准后可以延期毕业,但修业年限最高不得超过6年。
2.6工业工程专业的毕业学分要求及授予学位
工业工程专业的本科学生毕业时应修学分为176个学分,其中公共必修课模块35学分,人文社会科学及自然科学类课程选修12学分,学科公共课模块20学分,专业基础课模块25学分,专业课模块21学分,专业选修课30学分,实践教学33学分。工业工程专业授予工学学士学位。
3工业工程专业课程体系的基本结构
工业工程是技术与管理相结合的交叉学科,既有鲜明的工程属性,也有明显的管理特征。工业工程专业培养的人才要对各种类型的系统有全面深入的理解,能够对系统问题进行规划、解决和阐释,使系统优化,系统效率明显提高,并因此具备领导跨学科团队的能力。要达到这样的培养目标和培养要求,研究工业工程专业人才培养方案,确立工业工程学科的课程体系,协调工业工程专业课程与工程专业、管理专业之间的关系十分重要。云南农业大学工业工程专业的课程包括必修课和选修课两大类。课程体系是平台式和模块式相结合的复合型结构。课程纵向设置包括公共课、学科共同课、专业课。横向设置以实践教学和素质教育贯穿整个培养过程,形成纵横交错的复合结构。工业工程学科发展过程中,融合了数理统计、工程技术、运筹学、系统工程等技术的思想和方法,其研究领域从制造业扩展到商业、运输业、服务业及政府部门。工业工程专业的课程设置要满足专业发展的要求,其课程体系必须包括素质教育、专业教育、实践教育三大平台。
3.1素质教育平台
包括公共必修课模块(35学分)和公共任意选修课模块(不低于12学分),这部分课程由学校统一安排,也是全校所有专业的学生必须学习的课程,主要包括大学语文、大学计算机基础、大学英语、公共体育基础课、政治理论课、职业生涯与发展规划、就业指导等课程。
3.2专业教育平台
(1)学科共同课模块。包括高等数学I、高等数学II、线性代数与概率论、普通物理学、普通物理学实验等5门课程20学分。
(2)专业基础课模块。包括机械制图、管理学、机械制造基础、运筹学、数据库技术、机械设计基础、基础工业工程、工程经济学等8门课程25学分。
(3)专业课模块。包括人因工程学、系统工程、管理信息系统、生产运作管理、设施规划与物流分析、质量控制欲质量管理、系统建模与仿真、项目管理、制造技术与制造系统等9门课21学分。
(4)专业选修课模块。提供CAD工程制图、工程力学、电工与电子学、管理经济学、会计学原理、微机原理与运用、市场营销学、应用统计学、控制工程原理、产品开发技术与管理、专业英语、供应链管理、工业工程专业系列讲座等课程,要求学生至少选修30学分。
3.3实践教育平台
(1)公共实践模块。包括入学教育/专业教育、军事训练、国家学生体质健康标准测试、毕业论文(设计)等,共计11学分等内容。
(2)专业实验课模块。包括普通物理学课程试验、工程力学课程试验、电工与电子学课程实验、数据库技术课程实验、运筹学课程实验、微机原理与应用课程实验、机械制造基础课程实验、机械设计基础课程实验、人因工程学课程实验、设施规划与物流分析课程实验、系统建模与仿真课程实验等,共计12学分。
(3)实习实践模块。主要包括认识实习、金工实习、生产(服务)系统实习、工业工程专业综合训练、毕业实习以及本专业主干课程的课程设计等,共计22学分。
4问题及建议
工业工程专业高等教育的核心是创造力的培养,培育具有实践能力和创新精神、集技术与管理于一身的复合型人才。虽然我们对云南农业大学工业工程专业的人才培养方案进行了精心的设计、修订和研究,力求科学合理,适应社会发展的需要,但是云南省工业工程专业人才培养存在以下问题。
(1)云南地处西南边疆,社会经济发展水平较低,对工业工程专业的认知程度有限,制造企业中几乎不设工业工程部门和工业工程师岗位,工业工程专业人才对口就业困难。
(2)区域内缺少以集中化管理的先进技术和设备为技术创新提供服务,为工业工程教学提供高新技术教育训练平台的工业工程研究中心,学生少有机会接受工业工程专业先进技术培训和实践的机会。
(3)理论教学与实践脱节。由于教学经费的限制,学校实验室建设不能满足课程建设的需求,教学过程以课堂讲授为主,注重理论性、系统性、专业性、知识性,结合实际的案例式教学较少,学生的专业实践训练不足。要解决工业工程专业人才培养过程中存在的问题,我们提出以下几点建议:
①工业工程是系统的综合优化技术,是解决系统优化,提高系统效率的学科专业,具有广泛的适应性和广阔的发展前景。要加强工业工程专业的宣传,让社会充分认识工业工程专业人才培养的重要性;
②切实加强工业工程专业实验室建设。工业工程作为技术与管理相结合的学科,其生命在于实践。学校的实验室是学生实践的第一课堂。
【关键词】机械;本科大类招生;分类培养;途径与方法
一、机械本科专业实行大类招生、分类培养的意义
机械工业是国家经济建设、社会发展的支柱和基础产业, 与机械工业紧密相关的机械工程学科是高等教育的支柱和基础学科之一,从国民经济可持续发展的战略高度出发,机械类人才的培养在整个教育中占有极其重要的地位。
近年来,不少高校致力于探索机械类专业理论和实践教学内容体系的改革, 取得了一些成绩。我校机械本科大类招生、分类培养,是指确定机械设计制造及其自动化专业、过程装备与控制工程专业、材料成型、农业机械化及其自动化四个本科专业按机械大类招生,分专业方向毕业,本科,学制四年,前两年按机械工程学科中各专业培养规格的共同要求,开设公共基础课、数学基础课、机械大类基础课等20多门“核心课”;后两年为专业培养阶段,按照“立足市场需要,考虑个人志愿,组织综合平衡”的原则,分专业进行专业基础课和专业课的学习,并完成所选专业的毕业设计(论文)。
(一)我校机械本科专业发展方向分析
当前世界科技急速发展带来了科技高度分化而又高度交叉融合, 机械专业不但已同信息技术密不可分, 而且也已经同生物技术发生联系, 许多崭新的交叉领域不断出现。为适应可持续发展与知识经济的要求,我校机械专业的发展方向是要求学生除了在机械工程及微电子技术两方面具有坚实的理论基础和基本知识外, 还应在计算机、机械设计、控制的自动化、机电液气综合应用的生产系统、英语、企业管理等方面具有相应的知识和能力, 并对先进制造技术如CIMS、CAD/ CAM 一体化等有概括的了解。
(二)国内外同类专业人才培养计划分析
国外大学中与机械专业相近的专业主要有机械工程专业(Mechanical Engineering), 一般为三年制。如英国的Cranfield 大学, 一年级的课程主要有数学、制图及设计与制造、计算机应用、材料、力学、热力学及热传递、流体力学、应变分析及结构、电子学、电路基本理论、电子技术、工程管理等。二年级的课程除进一步开设数学、流体力学、热力学及热传递和工程管理外,其它主要课程有计算机在工程中的应用、工程力学、应变分析及材料、结构学和设计等。三年级在继续开设设计课的同时只开一门流体热力学, 然后开始毕业设计。在学习的过程中,学生还可以根据需要或兴趣选修应用流体力学、数学模型、可靠性原理、实验学、材料工程以及根据学校自己的特点开设的各类型机械课程如气轮机等。国外其他大学的机械工程专业的课程设置尽管各有特点,但总的来说都是十分注重宽阔的基础课和专业基础课的学习,注重实验、实习等方面的动手能力的培养,开设管理方面的课程。
二、我校机械本科专业大类招生、分类培养的发展趋势
我校机械学科本科专业实行大类招生,分类培养的人才培养目标,其发展趋势主要体现在以下三个方面。
(一)加强基础, 拓宽专业面向
只为机械设计、制造、维护培养专门人才的传统目标显然已被打破。我校机械设计制造及其自动化本科专业首先应在课程设置上加强基础并拓宽专业的服务面向。这意味着学生在四年的学习中,其专业面向不仅要适应与机械学科密切相关的行业,也要适应机械学科的边缘或交叉行业,甚至跨行业的工作岗位。精、钻或特殊的专业知识应依靠继续教育。加强基础的内涵不仅包括机械学科的相关基础理论和专门知识,还应包括系统工程学科、人文社会学科和现代工具类知识。
(二)提高素质, 注重能力培养
提高素质、注重能力培养是当前高校对本科教育的普遍要求,我校机械学科本科专业人才培养目标应全面贯彻这一思想。其一,要充分重视机械学科以外的人文社会学科知识的传授和培养,重视学生的课外科技活动和社会实践活动。其二,在传授专业基础理论和基本技能的同时,必须努力在教学中挖掘提高业务素质的成份,挖掘知识创新的成分,对学生来说, 某一知识和具体技能,不用则忘,唯有素质的提高和创新意识的增强能享用终身。其三, 要创造一切有利条件,加强学生的工程综合实践,通过实验、实习、设计、制作、研究和各种调研活动,提高学生分析解决问题的能力和创新能力。
(三)以人为本, 强调个性发挥
人的个性特征、先天素质和从业意向是有很大差异的,以人为本,强调个性发挥,允许学生根据自己的实际情况选择发展方向是学校教学改革的重要内容。事实上, 对机械设计制造及其自动化专业毕业生而言,社会需求也是多种多样的。为此,要允许学生有实施多种选择的可能性。我校近几年所实施的机械学科本科专业人才培养计划,无论是自然科学基础、人文社会科学基础,还是专业技术基础和专业课,都留有相当的选择余地。此外,有部分学生毕业时还拿到了其他专业的辅修证书或第二学士学位证书。
转贴于
三、我校机械本科专业大类招生、分类培养的途径与方法
机械类人才培养应遵循下列原则:(1)德育渗透、全程育人,增强学科的德育渗透性;(2)加强基础、拓宽专业,增强学科的社会适应性;(3)压缩课时、强调自学,增强学科的教育载体性;(4)注重实践、突出工程、加强学科的工程系统性。根据这个原则,我校对机械本科专业大类招生、分类培养方案进行了有益的探索。
(一)设计知识模块的整体框架
根据“加强基础、拓宽专业、培养能力、提高素质”和培养“高素质专门人才”的办学理念,我校确定了4年总学时不超过2500、实践性教学环节不低于40 周的基本框架,规定总学时中:公共基础课组占40%;专业技术基础课组占30%;专业方向课组占10%;其余20% 为任选课组合,由学生根据自己的兴趣、特长、爱好和就业意向在全校跨专业、跨院系选课。在保证基础知识厚度的同时,还使专业课组按削减深度、拓展广度的原则进行整体改造。
(二)优化自然科学基础模块
在不超过总学时和模块控制比例的基础上,第一,强调数学和化学基础,新增“复变函数”、“积分变换”、“计算数学”、“大学化学”和“化学实验”;第二,加强力学基础,新增“热工学”、“流体力学”、“结构力学”和“有限元法基础及应用”等课程;第三,确立计算机及电子信息类课程的必选地位,增设了“机械电子学”、“微机原理及接口技术”、“CAD”、“CAM”、“数字化技术原理及方法”、“计算机软件工程”、“数控技术”等课程;第四,进一步强化了自动控制类课程,如“机械电气控制及自动化”、“机电液控制系统”、“气液传动与控制”、“机械控制工程基础”、“自动化制造系统”等;第五,在各门课程中,强调计算机应用如计算机辅助绘图和计算机辅助工艺设计等。
(三)改革专业课程体系
在新的专业课结构体系中设计7个专业方向课组合,我校学生学完公共及专业基础课程后,进入第七学期即可在7个方向课组中任选一组学习,每个方向课组约10 个学分(180 学时左右)。其中有:(1)现代机械设计理论及方法;(2)现代机械制造技术;(3)机电一体化;(4)制造信息化;(5)工业机器人;(6)石油机械技术;(7)农业机械化技术。这7个方向课组的背后都有较强的教学科研队伍和科研实习基地作为依托。
(四)整合实践教学环节
为了加强实践环节并增强其实际可操作性,我校对专业实践教学环节进行如下四个方面的调整:(1)将原机械原理、机械设计和机械制图课程中的实验取消,重新构建相对独立的“机械基础实验”课程。(2)将原机械原理、机械设计中的课程设计进行整合,构建综合性的“机械基础课程设计”。(3)新开出三个实践环节,即机械制造技术课程设计(CA PP)、微机原理及接口技术课程设计和数控加工综合实践。在数控加工环节,要求学生3~5人为1组,用1周时间针对一个零件在计算机上编制加工程序,然后通过网络将程序传送到数控加工中心加工成零件。(4)金工实习由6 周减至4 周。(5)开设工程综合实践环节。 参考文献
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[2]李伟.提高机械类本科应用型人才创新能力的思考与分析 [J].中国冶金教育,2004,(2).
[3]柯俊,孙祖庆,翁海珊.面向21世纪高等工程教育改革的探索[J].机械职业教育,2002,(2).