關(guān)于機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革討究與創(chuàng)新
摘要： 針對機械電子工程辦學模式及特點，結(jié)合就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域及人才知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，在借鑒德國高職教育教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以社會人才市場現(xiàn)實與未來發(fā)展對人才的有效需求為導向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù)，確定了機械電子工程畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系”，創(chuàng)建了“核心技術(shù)一體化”教學模式，對機械電子工程專業(yè)及人才培養(yǎng)模式進行了改革與創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞： 機械電子工程; 課程結(jié)構(gòu); 人才培養(yǎng)模式; 教學模式
機械電子工程是機械、電子、計算機和自動控制等技術(shù)有機結(jié)合的一門復合技術(shù)，常被稱為機電一體化技術(shù)，它代表著機械工程技術(shù)革命的前沿方向。作為高等教育的一個學科，應(yīng)面向行業(yè)需求，建設(shè)機電模具人才培養(yǎng)基地，培養(yǎng)應(yīng)用性技術(shù)人才，力圖以強大的應(yīng)用潛力培養(yǎng)出一大批高技術(shù)人才。¨ 然而它所要求的人才及人才知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)素養(yǎng)等明顯不同于傳統(tǒng)的機械工程人員，其培養(yǎng)模式及課程群優(yōu)化設(shè)置與建設(shè)是一個急待研究的問題。 因此，機械電子工程作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的主要專業(yè)方向之一，研究其辦學模式和人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新具有重大意義。
一、機械電子工程辦學模式及特點
國外的高等工科教育，十分重視微電技術(shù)與機械工程的結(jié)合，在高等院校中正式建立機械電子專業(yè)的大致有兩種類型，一種以機械制造過程機電一體化為方向，如日本的豐橋技術(shù)科技大學的生產(chǎn)系統(tǒng)工程系和英國勃萊德福的制造系統(tǒng)工程系，另一種以產(chǎn)品機電一體化為方向，如日本的靜崗大學的光電機械學科。
我國高校機械電子工程專業(yè)的設(shè)置始于20世紀80年代。最初機電工程專業(yè)是依據(jù)各校歸口行業(yè)應(yīng)急的需要，對原有相關(guān)專業(yè)進行調(diào)整而設(shè)置的，教學計劃的制定明顯帶有“機靠電”或“電靠機”的傾向。而課程設(shè)置，尤其是體現(xiàn)機電一體化新技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置遠跟不上技術(shù)發(fā)展的速度。盡管如此，由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的率先滲透，這一時期系統(tǒng)性教育結(jié)合進修性教育培養(yǎng)出的機電一體化人才，在生產(chǎn)實踐中，對改造企業(yè)的老產(chǎn)品、舊設(shè)備和生產(chǎn)線，提高自動化水平和經(jīng)濟效益還是起到了一定的推動作用。
進入2O世紀90年代以后，機電一體化人才的培養(yǎng)為了適應(yīng)經(jīng)濟體制逐步轉(zhuǎn)軌以及學科迅猛發(fā)展所帶來的變化，許多高校對機械電子工程的專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程設(shè)置、教學內(nèi)容均進行了大幅度的調(diào)整，機械電子工程最終形成了具有以下特點辦學模式：一是基于機械電子學從理論到實踐的不斷延伸和擴展，基于機械電子工程綜合性人才培養(yǎng)的需要，遵循“寬口徑、廣適應(yīng)”的原則，專業(yè)方向以機械產(chǎn)品機電一體化和機械制造過程機電一體化兩個大方向來劃分;二是站在市場經(jīng)濟對專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的總體高度上來權(quán)衡課程設(shè)置、教學內(nèi)容與教學時數(shù)，摒棄以往單純強調(diào)課程自身完整性的作法，對專業(yè)基礎(chǔ)課，要削枝強干、精心搭配;對專業(yè)課，要反應(yīng)現(xiàn)代科技水平，突出新、簡明、實用;三是加強實踐性教學環(huán)節(jié)，探索適應(yīng)經(jīng)濟新機制的管理方法，提倡“三結(jié)合”—— 即理論與實踐相結(jié)合、教學實踐與生產(chǎn)實踐相結(jié)合、實踐環(huán)節(jié)要體現(xiàn)機與電的結(jié)合。
二、機械電子工程專業(yè)及人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新
針對機械電子工程辦學模式及特點，近年來中北大學圍繞機械電子工程專業(yè)建設(shè)，通過廣泛調(diào)研就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域，分析人才知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，在借鑒德國高職教育教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以社會人才市場現(xiàn)實與未來發(fā)展對人才的有效需求為導向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù)，從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系”，創(chuàng)建了“核心技術(shù)一體化”的教學模式。
1.“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)
機械電子學科是基于機械、電子、計算機技術(shù)發(fā)展起來的新學科，所以加強理論體系和教學體系的研究具有重大的現(xiàn)實意義。 在借鑒德國教學模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身辦學的經(jīng)驗和條件，采用分段教學、模塊訓練型課程模式，逐漸由基礎(chǔ)向?qū)I(yè)發(fā)展課程結(jié)構(gòu)體系。課程結(jié)構(gòu)體系分為基礎(chǔ)教學、專業(yè)教學、專長教學、畢業(yè)設(shè)計與專業(yè)實習4個層面;基礎(chǔ)學習和主體學習2個階段。在整個3年教學時間內(nèi)，專業(yè)技能實踐培訓模塊貫穿始終。
以機電一體化專業(yè)為例，“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學習階段為第一、二兩個學期，學生除進行公共課學習之外，主要學習專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。主體學習階段分4個學期，完成專業(yè)學習、專長學習、畢業(yè)設(shè)計與專業(yè)實習。其中，在主體學習階段中規(guī)定有兩個實習期，第一個實習期在第三學期的相關(guān)專業(yè)課和實訓課中安排學生到企業(yè)和校內(nèi)車間實習;第二個實習期為最后一學期，學生在完成畢業(yè)考試后，主要進行畢業(yè)設(shè)計和企業(yè)實習工作。畢業(yè)設(shè)計一般采用實習企業(yè)或校內(nèi)實踐中的真實課題，為實習企業(yè)和學院解決技術(shù)上的實際問題。
專長學習是專業(yè)能力培養(yǎng)的深化，學生將學習到該專業(yè)中最新、最具特色的專業(yè)知識和技能。專業(yè)學習和專長學習中，學生將利用相關(guān)的實訓設(shè)備進行專門化技能實訓模塊的培訓，這些模塊包含了機電一體化領(lǐng)域內(nèi)的最新應(yīng)用技術(shù)，大量采用“實例”和“真實環(huán)境”方式培訓。學生動手、動腦相結(jié)合，專業(yè)能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，獨立思考、獨立探索能力培養(yǎng)同集體協(xié)作、共同交流能力培養(yǎng)相結(jié)合。為了保障實訓模塊的有效進行，一般采用“分組實施、小班教學”的方法進行，盡量保證每位學生獨自使用一個工位、一個機臺，一名教師指導12位學生。所以，實訓模塊課時利用率高、實效性強，從而保證了實訓質(zhì)量。
2.相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系
開展課外制作活動是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新精神和實踐能力的最佳實踐活動之一，特別是對機電專業(yè)學生來說，是開展專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力訓練的最佳平臺。 將課程進行有機整合，形成了上下貫通的理論和實踐教學體系，兩個教學體系相互平行，融合交叉，把技術(shù)的綜合應(yīng)用能力、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為交叉點和教學重點。為相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系示意圖。
相互平行，是指兩套體系的教學計劃相互平行，課程流程相互平行;相互融合，是指課程知識內(nèi)容與技術(shù)、技能培養(yǎng)相互融合，理論和實踐教學場所相互融合;相互交叉，是指兩套體系的功能相互交叉，知識、技術(shù)和技能培養(yǎng)的落腳點相互交叉。
例如，“電氣安裝”實訓模塊課主要對學生進行各種實際照明電路和電器機床控制電路的布線方法、安裝工藝維修技巧和控制布線圖等方面進行培訓，其中涉及常用低壓電器、電機、可編程控制器、機床電器和故障診斷方面的內(nèi)容，但是電機、可編程控制器及各種電器只是作為被連接對象讓學生獲得感性了解，并不涉及原理方面的內(nèi)容。此實訓課程對于“電機與拖動技術(shù)”、“可編程控制技術(shù)”、“機床電器和工廠供電”以及“故障診斷技術(shù)”專業(yè)課的學習進行了前期鋪墊和準備，第3學期的企業(yè)實習對于學生了解工業(yè)現(xiàn)場，并獲得電氣控制經(jīng)驗也起到了相關(guān)鋪墊和擴展作用。
3.“核心技術(shù)一體化”教學模式
“核心技術(shù)一體化”教學模式包括兩個一體化，即“核心技術(shù)課程設(shè)置一體化”和“核心技術(shù)教學環(huán)境一體化”，它是以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為中心，以核心技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為重點，將理論與實驗、實訓相結(jié)合，以課堂與實驗(實訓)室、實習車間、工廠車間四點為交叉網(wǎng)絡(luò)的一體化教學模式。
在本專業(yè)的課程體系中，嘗試構(gòu)建“可編程控制技術(shù)”、“驅(qū)動技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對學生在這些反映工業(yè)自動化技術(shù)最具代表性和先進性的技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)，我們構(gòu)建了針對這些核心技術(shù)的一體化教學模式。為可編程控制技術(shù)課程“核心技術(shù)一體化”教學模式。“可編程控制技術(shù)”是自動化相關(guān)專業(yè)中的核心技術(shù)之一，它開設(shè)有42學時的專業(yè)理論和42學時的專業(yè)實訓;理論教學與學生上機編程、調(diào)試相結(jié)合，動腦與動手相結(jié)合，使學生能夠較完整地掌握PLC的基本原理、程序編制、程序操作和故障診斷技術(shù)。
該課程設(shè)置使學生既掌握了PLC基本知識和程序操作，同時在相關(guān)專業(yè)課中又涉及到PLC在不同場合的應(yīng)用，而在相關(guān)實訓模塊課中學生將PLC技術(shù)綜合應(yīng)用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個實訓室都有一種主要技術(shù)單元，同時，還有其它技術(shù)單元出現(xiàn)，賓主相擁，多次重復，但角度不同，強調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域和水平不同。
三、結(jié)語
21世紀，中國將發(fā)展成為世界現(xiàn)代制造中心，先進制造技術(shù)和機電一體化技術(shù)是國民經(jīng)濟發(fā)展所急需的優(yōu)勢學科方向。21世紀的中國將需要一大批掌握先進制造技術(shù)，能從事數(shù)控機床、加工中心、工業(yè)機器人以及其他機電一體化設(shè)備和產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)、編程和操作的高級應(yīng)用型創(chuàng)新技術(shù)人才。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢，準確定位，嚴謹制定人才培養(yǎng)計劃，使教學緊跟機電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢，為培養(yǎng)出符合機電一體化技術(shù)崗位實際需要的、高素質(zhì)、強能力的合格人才而不懈努力。
參考文獻
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