机械人才培养体系的构建与实践

时间:2022-12-05 11:19:07

机械人才培养体系的构建与实践

机械类专业是理论与实践联系非常紧密的工科专业,机械类专业为工业生产第一线输送了大量科技人才。地方本科院校因数量众多、分布广泛、办学模式多元化等特点,正在成为推动大众创业、万众创新的重要力量。构建地方高校机械创新创业人才培养课程体系是人才培养的关键环节,对于服务地方经济建设、培养创新创业人才具有重要的意义。

一、机械创新创业人才的培养现状分析

国内高校在培养机械类专业创新创业人才方面进行了很多有益的探索,也在创新创业人才培养课程体系的设置中提出了一些改革方案,但其可行性需进一步验证,培养效果有待观察。当前机械类专业人才培养体系主要存在以下几方面不足:第一,课程设置创新功能不足。专业培养体系知识结构陈旧,传统专业知识占比较大,机械创新及创业类课程缺乏,对各学科发展缺少宏观层面的理解和衔接。第二,课内外联系不够紧密。各个课程之间系统性不强,理论教学、实验教学、实践教学之间及第一课堂与第二课堂之间联系不够紧密,影响学生学习效果。第三,高校创新创业教育模式“缺位”,创新实践能力培养驱动不足。日常的教育教学中重理论、轻实践,在学生创新实践和创业实战能力方面的培养严重不足。

二、创新设计对人才培养的挑战与新要求

近年,我国制造业持续快速发展,取得了长足进步,但在从制造大国向制造强国迈进的进程中,机械产品设计中的创新设计能力、核心技术及自主品牌等依然是制约产品创新升级的关键因素。因此,创新设计必然对创新人才培养提出更高的要求:第一,新产品的设计涉及机、电、液、气和控制等内容,创新设计人才的培养必须跨学科交叉培养;第二,产品的生命周期涉及多个环节,创新设计人才培养应多环节协同配合,形成校企合作及加强第二课堂教学的人才培养模式;第三,新人才培养体系应以创新促创业为导向,设置具有创新创业特色的系列课程,以凸显人才培养体系“双创”的特色。

三、递进式“多元协同、四轮驱动”机械类

专业创新创业人才培养课程体系的构建针对机械类专业学生培养过程中,学生参与工程实践机会少、理论知识与工程实践脱节、创新创业能力不足等问题,本文以机械设计制造及其自动化专业为例,按照《普通高等学校机械类教学质量标准》,从学科发展的角度重构该课程培养体系。

(一)“多元协同”机械类创新创业人才培养课程新体系构建

1.多课程协同教学。人才培养方案中按照原理与方案设计、产品结构设计、产品工艺设计和机电综合设计的工程设计范式来构建机械设计类课程新体系。在《机械原理》《机械设计》后面各设置一门课程设计,第六学期开设《机械创新设计》课程,第七学期开设《机器整机设计》课程,并且在课程后安排能力拓展实训和专业综合能力实训,以强化实践教学、加强学生动手能力培养。方案中从第四学期至第七学期,按照“产品实现过程”的需要来改革专业培养计划和课程内容,加强各课程之间的联系,实现多课程协同教学。

2.理论课与多种实践教学环节的协同教学。理论课程与多种实践教学环节的协同教学,实现分层次、多元化实践教学体系,形成理论课程群、实践教学群和能力课程群。理论课程群与实践教学群协同教学,能力课程群是实践课程教学的延伸。实践课程群可以实现系列课程实践与毕业设计的协同教学,能力课程群则通过举办多层次的课外学科竞赛,逐步提高学生的创新实践能力。

3.以学生为中心,基于创新的课内外协同学习。按产品创新设计方式组织系列课程教学,重心从理论向应用转变。以学科竞赛为抓手、竞赛项目为媒介,探索打通第一课堂和第二课堂教学环节。将《机械制图》《机械原理》《机械设计》和《机械制造技术基础》等课程和学科竞赛结合起来,进行课内外互动教学。课内开展机、电、液、控制、测试等跨学科交叉复合培养,完成项目理论方案设计。课外依据产品的生命周期特征,引导学生参加校企合作、学科竞赛等活动,进行产品结构设计及制作的实践,总结在理论及实践中的学习成果,引导学生申报专利和发表学术论文。

(二)“四轮驱动”式多元化实践平台构建

充分利用校内多媒体仿真、机械创新实验室和创新创业实验室设备开展创新实训,依托校内外生产实习基地开展专业实习,通过组织学科竞赛、挑战杯大赛和双创大赛等竞赛活动推动创新实践,借力创客空间、大学生创新创业训练计划项目等载体促进创新创业实战,形成了创新实训、专业实习、创新实践和双创实战的“四轮驱动”式多元化实践教学平台。

(三)递进式“多元协同、四轮驱动”机械类“双创”

人才培养体系构建在“多元协同、四轮驱动”培养体系下,进一步完成递进式机械类“双创”人才培养体系的构建。新体系以学生设计能力培养为主线、以创新能力培养为核心、以实践教学项目为载体、以学科竞赛为抓手,形成递进式“多元协同、四轮驱动”的机械创新创业人才培养路径。根据课程特点及进度,第一学年主要培养学生的工程意识和创新创业意识,第二学年注重培养学生的方案与机构设计能力,第三学年着力培养学生的结构与性能设计能力,第四学年重视培养学生的工程设计综合能力,形成了从大一到大四不间断、递进式设计能力培养进程。新体系加强课程横向、纵向联系,增强课内外实践协同,可以更好地实现专业基础课程之间、核心课程之间、基础课程与核心课程之间,课内实践之间、课外实践之间及课内外实践之间多课程、多种类环节、课内外协同的多元协同实践能力培养格局。在新体系中,依据专业创新能力培养的内在规律,从大一到大四分别设置先进制图与技能大赛、工程力学创意设计(竞赛)、机械设计认识实习、机械创新设计(竞赛)、毕业设计等课外实践环节,形成“创新实训、专业实习、创新实践和创新实战”多元化实践平台,增强培养体系创新驱动力。同时,新体系以创新促创业为导向,设置《大学生创新创业基础》《专业综合能力实训》、综合工程选题的毕业设计等“双创特色课程”,开辟《机械原理》和《机械设计》课程设计“双创短学期”,凸显培养体系“双创”特色。

四、课程新体系实践

近年,我校大力推进人才培养及课程教学改革,人才培养成效日趋明显。图1、图2分别为我校学生在全国大学生机械创新大赛省赛和国赛获奖统计情况,学生参赛作品水平呈逐年上升趋势。在课外科技作品大赛中,注重挖掘中华优秀传统文化中与当代大学生学习、生活实际相适应的思想精华,如:道德修养、爱国精神、责任意识、大局观念、爱岗敬业、改革创新、淡泊名利、执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越等系列育人元素。在实践中不断完善、构建德智体美劳全面发展的人才培养体系。

五、结语

本文旨在为机械类专业人才培养课程体系进行系统重构提供思路,该新体系有助于促进机械类专业学生创新意识和创新创业能力的培养与提升,也进一步丰富和完善了机械类高素质应用型人才培养新路径。

作者:胡云堂 王英惠 林伟明