面向工程能力的机械专业培养计划构建及实践

[摘 要]机械工业是经济和社会发展的支柱产业之一。培养具有工程实践能力和创新精神的机械类人才是我国由制造大国向制造强国转变的内在要求。课程体系是人才培养过程中的核心内容，我校以培养工程能力为目标，重构了理论课程体系和实践课程体系，建设了核心课程群、创新课程群和职业出口课程群，为学生工程能力培养提供课程保证。

[关键词]工程能力；课程体系；机械类人才培养

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0047-03

机械工业是经济和社会发展的支柱产业之一。打造具有国际竞争力的机械制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出，提高教育质量是高等教育发展的核心任务， 是建设高等教育强国的基本要求。《中国制造2025》也明确提出要建设一支素质优良、结构合理的制造业人才队伍，走人才引领的发展道路。高校的主要任务就是培养大批应用型和创新型人才，服务于国家建设。因此，探索一条适合培养学生工程能力和创新能力的培养计划，对于提高大学生工程能力和实践能力，培养优秀的专业技术人才具有重要意义。

一、机械设计制造及其自动化专业面临问题

随着科学技术的发展，企业对员工队伍的素质要求越来越高，由原来的单一专业型、理论型向应用型、复合型和创新型转变，要求毕业生既要拥有扎实的专业理论基础知识，也要有工程实践的实际技能，还要具备利用各种技术信息解决现实问题的能力和开发能力。这种需求与培养之间的落差，导致我国就业市场的矛盾日益明显和突出。一方面现企业招不到合适的人才，另一方面大学毕业生面临巨大的就业压力，造成了找工作难，找理想的工作更难的现象。究其根源，在于高等院校办学定位不准确，人才培养体系不完善， 课程设置不合理，教学内容更新不及时， 教学方法、教学手段落后于时代和社会发展；同时，学校对学生工程应用能力、动手能力和实践能力重视不够，创新教育和创业教育缺失；工科教育和生产实际脱节，学生不能学以致用等。

齐鲁工业大学在2011年成为山东省应用型名校工程第一批建设单位，明确提出了把学校建设成为高素质应用型人才培养基地，在全国同类院校形成较为突出的人才培养优势特色。机械制造及其自动化专业作为学校重点建设专业之一，结合卓越工程师培养和工程教育专业认证的要求，制订了有利于学生工程应用能力培养的课程体系，从而为培养具有国际化视野的高素质工程应用型人才提供了保证。

二、课程体系的构建

课程体系包括课堂教学、实践教学环节和课外社会实践等几个板块。总体培养目标是，使学生获得机械工程师素质和技能的基本训练，具有良好的专业理论基础、外语交流能力、知识更新能力、创新能力和综合设计能力；具有规范的工程素质，动手能力强，掌握多种专业技能；掌握机械工程领域内的研发、设计、制造、运行管理和经营销售等方面的基本理论和实际技能。课程体系的构建，贯彻“加强基础、拓宽专业、注重学科交叉”的基本原则，体现素质、能力和知识的培养，强化专业基础与应用，同时紧密结合现代科学技术的新发展和新突破，全面更新教学内容，注重引进新成果、新技术和新工艺。

按照上述指导原则，我们构建形成了“三类别、多模块” 的课程体系。“三类别”即三类课程，包括素质能力必修课、专业出口核心课和兴趣特长选修课。“素质能力必修课”包含了通识教育必修课和专业必修课；“专业出口核心课”包含见习式训练、毕业设计、毕业论文及其他与就业关联度高、针对性强的课程；“兴趣特长选修课”包含了通识教育选修课和专业选修课。所谓“多模块”，就是指紧密围绕学生就业出口的实际需要，设置不同的职业出口课程，培养学生就业、职业能力，提高学生的专业核心能力。

通过“增”、“减”、“删”、“并”、“借”等措施重构课程内容，进行课程体系的整体优化，以“素质”和“能力”培养为目标，教学内容跟随学科最新发展，引进装备制造新技术、新工艺，渗透工程问题，对实践性教学环节（如课程设计和毕业设计等）进行多方位的改革及实践，提高学生的工程实践能力。课程体系层次如图1所示。

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图1 课程体系层次图

（一）理论教学体系的构建

根据课程内容、教学目的和对学生素质和能力培养侧重点不同，大学期间所学理论课程分为核心课程、创新课程和职业出口课程，分别建设成为核心课程群、创新课程群和职业出口课程群。

核心课程群主要包括理论力学、材料力学、机械制图、机械原理、机械设计、微机原理及应用、工程材料、机械制造技术基础、液压与气动技术等，以培养机械学科基本理论和基本能力为主。该类课程主要采用讲授式、启发式教学方法讲授机械与机器的组成原理、运动分析方法、力学分析方法等，让学生掌握宽广扎实的基础知识。

建设两大创新课程群，以培养创新思维、创新能力和工程应用能力。“典型机械结构创新件设计、制造和检测”的创新课程群主要包括金属切削原理与刀具、机械精度设计、机械课程设计、创新设计与制作等，以典型机械结构为例，让学生完成机械结构的创新设计、加工制造、检测和装配。“机电一体化”创新课程群，主要包括控制工程基础、微机原理、机械工程测试技术、电机拖动、计算机控制技术、现代物流装备与技术等。创新课程群的教学方法，主要有启发式、项目式、头脑风暴式，重在培养和锻炼学生的综合实践能力和创新能力。以组建的项目小组为创新团队，开设机械工程创新实践综合训练课，进行典型轻工机械结构部件的设计、制造和检测等全过程的实践训练。由此，学生把学到的相关知识应用于真实具体的生产过程，不仅可以把零散知识点形成有机整体，而且也有利于培养学生的团队意识、合作精神和沟通表达能力。

职业出口课程群以培养专业技能和就业竞争能力为主。制造装备设计与制造方向职业出口课程群主要包括机械系统设计、机械现代设计导论、机电传动控制、现代制造技术、模具CAD/CAM和数控加工技术等；轻工装备设计与制造方向职业出口课程群主要包括轻工产品生产工艺与装备概论、轻工装备现代设计概论、机电鞫控制、过程装备、过程装备控制技术等。职业出口课程提倡校企合作教学，提倡小班上课和小班讨论，由专业教师和企业兼职教师共同承担，以讲座式、探究式、企业项目案例式、技术难题招标式等方式开展教学，提高学生的工程素质水平，强化学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力。

（二）实践教学体系的构建

实践教学环节包括：物理实验和专业方向综合性实验、课程设计和创新设计、工程训练、生产实习、电工和电子实习、毕业实习与设计、军事训练等。安排实践教学体系时，要注意合理调整理论课学时和开课时间，留出更多的时间进行实践教学。为了增强学生的企业现场的实践教学，把第四学年上学期生产实践由3周增加到6周，并调整到学期期末进行，这样就便于和第四学年下学期的毕业实习和毕业设计相联系，可以让学生在企业中完成与工程实际有关的毕业设计，通过工程实践提高学生的工程能力。

针对专业方向综合性实验，积极构建实践教学体系，以综合性、设计性、应用性为主，既重视基本技能训练，又强化开发创新，打破各专业课程间的壁垒，加强相关课程之间的交叉与渗透，在系列课程或课程群起点上，建立具有一定柔性、实验与实习一体性的实训环节，进一步优化基本技能、专业技能、技术应用能力训练，和创新能力培养有机结合，形成具有特色的“四层次”实践教学体系。

以工程能力培养为中心，构建机械类实验教学中心。为了改善和提高实验实践教学计划，学院投入500多万元购买了新的实验设备。按照国家“标准化实验室”的建设标准，整合原来分散建设和管理的实验教学资源，建立机械类专业教学的机械工程实验教学中心。综合实验中心建立后，学生通过预约，可以随时到开放实验室从事课外科技创新活动。通过“机电产品创新与综合实验课”等系列课程，向学生传授创造学、创新设计的基本理论与方法。通过选修课的形式，对近机械类学生开展创新教育，将“机电产品设计创新大赛”作为实验教学的重要内容之一，评选产生创新实验课的优秀作品，每年举办，每年评选，形成长效机制。通过竞赛活动，营造创新氛围，鼓励学生发挥聪明才智，在比赛中脱颖而出。

改革实验教学方法，建立全开放实验教学模式。在不断解放思想、转变观念的基础上，树立先进的教育理念和教学理念，引入现代化的实验技术和实验内容，按照“课内与课外相结合，教学与科研相结合”的原则，积极构建模块化、分层次、开放式的实践教学体系，其中包括机械认知实践、工程综合实践、研究创新实践、机械基础实验、产品制造基础工程训练、机械基础综合课程设计等。通过这一课程体系，培养学生独立工作能力、创新能力，促进学生个性的发展。

增加实验教学的比重，强化能力培养。根据现代企业和经济社会发展对人才的需要，研究制订了新的人才培养方案，主动适应市场，调整教学计划，更新教学内容，拓宽实践教学空间。充分利用校内科技实验站和校外实践教学基地，大大增加学生实践课的比重，促使学生的实际应用能力、动手能力明显提高。结合科研课题、大学生研究训练计划项目和生产实践的需求，积极开发综合设计型和研究创新型实验项目，着重培养学生解决生产实际问题的能力和研发创新能力，使毕业生能够提前与生产实际“对接”，更好地适应将来岗位需要。

三、课程体系建设成效

自2011年应用型名校建设工程开展后，机械设计制造及其自动化专业经过对课程体系的删减和优化，形成了特色鲜明的三类课程群，初步构建了适应工程应用型人才培养的专业课程体系。该专业现已成为山东省高等学校特色专业和山东省高等学校省级卓越工程师教育培养计划试点专业。

专业形成了“基础实验、综合设计实验、研究创新实验”的三级实验教学平台，实施多层次实验教学；实现了实验教学与理论教学相结合，开放式工程实践动手能力与课程实验相结合，创新实践与科学研究相结合，增强了学生的工程实践能力，提高了学生的综合素质，培养了学生的创新精神和创新能力。开设的典型机械零件综合实验，通过让学生在机械零件的设计、制造和检测过程中进行实践和实训，把所学专业知识应用于真实具体的生产过程，以生产实际为导向，使零散孤立的知识点形成有机整体，提高了学生的工程实践能力和创新能力。

四、结束语

为了达到企业对学生工程能力的要求，结合本校的实际情况，构建适应学生工程能力培养要求的机械设计制造及其自动化专业的课程体系。该课程体系既兼顾培养学生扎实的工程理论知识，又重视学生的工程基本技能、工程思维和素质、学生的工程实践能力培养，突出专业特色，保障专业培养目标的实现。

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