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1、机械专业本科学生素质与能力的培养研究以武夷学院为例 林权;方石银;林铮;林燕【摘 要】传统培养方法以教师、课堂、教材为中心,导致武夷学院机械专业学生普遍存在机械工程素质偏低和应用技术能力匮乏的问题,为了改变这种现状,提出多元化的新型应用型人才培养模式.通过结合地方产业结构,构建符合地方产业需求的专业方向;通过建立实践教学基地,培养学生实践能力;通过以工作过程为导向进行理论教学改革,激发学生工程意识;通过依托大学生科技创新与学科竞赛,锻炼实践应用技术.经成果校验,学生的工程素质与应用技术能力显著得到提高,能对其他工科专业培养改革提供参考.【期刊名称】湘南学院学报【年(卷),期】2017(038)
2、005【总页数】5 页(P83-86,109)【关键词】多元化;工程素质;应用技术;机械专业;人才培养【作 者】林权;方石银;林铮;林燕【作者单位】武夷学院机电工程学院,福建武夷山 354300;武夷学院机电工程学院,福建武夷山 354300;武夷学院机电工程学院,福建武夷山 354300;武夷学院团委,福建武夷山 354300【正文语种】中 文【中图分类】G648.4 武夷学院是一所地方性新建本科大学，机械设计制造及其自动化专业(以下简称机械专业)，是以服务地方建设和社会发展，培养应用型工程技术人才为办学定位.由于人才培养目标、服务方向、人才规格应当与学校的办学定位保持一致1-2.根据学院应
3、用型本科人才培养的定位，确定本专业人才培养思路为：服务海峡西岸经济现代化建设，培养专业基础扎实、工程实践创新能力强、综合素质高的应用型人才.然而传统培养方法以教师、课堂、教材为中心，导致武夷学院机械专业学生普遍存在机械工程素质偏低和应用技术能力匮乏的问题.为了改变这种现状，提出多元化的新型应用型人才培养模式，即通过符合地方产业的专业建设改革、校企合作实践基地建设、基于工作过程的理论教学改革、工程训练中心建设以及大学生科技创新与学科竞赛相结合的人才培养模式，期望能着实提高学生的工程素质与应用技术能力.为了构建符合地方产业结构，学院机械教研组对福建南平地区机械制造业展开调研.通过对南平铝业、南平太
4、阳电缆、南平汽配厂、龙翔科技开发有限公司等重要企业进行用人需求调查，发现机械专业尤其是“流体传动与控制”方向，培养的人才是海峡西岸经济区建设的紧缺人才.学院机械教研组以此为契机，以全面提升人才培养质量为目标，紧密围绕应用型、创新型人才培养模式的探索，加强对教学团队、课程体系、教学方法与手段、实践教学、教学管理等重要环节进行专业建设，构建一个能够适应海峡西岸经济区建设和社会发展需要的机械工程创新人才培养体系.机械教研组申请并立项了校级机械专业特色专业建设项目(编号：XJ2012023)，省级机械类专业应用型人才培养模式改革项目(编号 JAS151341).在专业建设过程中，首先安排教师赴国内相关
5、专业重点高校进修流体传控方向课程，如浙江大学、湖南大学、福州大学等；再安排部分教师到南平太阳电缆、南平汽配厂、龙翔科技集团等单位进修企业挂职锻炼，强化师资队伍的工程经历和指导实践的能力；然后开设了液压传动、机电传动与控制、液压控制系统、微机控制技术、数控技术、CAD/CAM/CAPP、机电一体化系统设计、工业造型设计、特种加工、模具设计等方向课程；建立了流体传动与控制、机电传动、机电一体化、特种加工等实验室，完善了液压、数控以及 CAD/CAE/CAM 等实训室或课设室；选聘实践经验丰富的企业高级专家到学校任教或兼职，建立稳定的专兼职教师队伍.机械专业是实践性较强的工学专业，重在培养学生的工程
6、意识与应用技能3.但是学院机械专业存在生产实习和毕业设计与企业岗位要求结合不密切的现象，而且学院部分机械专业教师来自工作经验较少的应届研究生，从事理论教学时常由于缺少工程经验产生尴尬局面.为了解决这个问题，机械教研组申请并立项了校企合作实践教学基地建设项目(编号：xj2012025).武夷学院作为地方高校，一方面要培养机械专业的通用型人才，另一方面，要为南平企业培养合适的专业技术人才.合作建设过程中，教研组注重教学与科研齐头并进，围绕“质量工程”的各个环节开展扎实的工作，并以探索学校和企业联合培养适用于企业的优秀应用型创新人才的机制为导向，在学院与企业的全力支持下，已经完成了以下三个实践教学基
7、地建设任务：(1)建立了南平太阳电缆实践教学基地，开展了订单式人才培养，与南平太阳电缆股份有限公司共同举办电线电缆专班.目前共举办 3 届 62 人，通过订单式人才培养，缩短了人才培养质量与用人单位的要求之间的差距.(2)建立了南平汽配厂实践教学基地.通过派遣教师到企业挂职锻炼和聘请企业专家授课，增强了双师型教师队伍建设.近三年一共派遣了 6 位教师到企业进行为期半年的挂职锻炼.通过承接企业项目，加强了教师科研能力培养.近三年来开展了“HS06 直测式霍尔电流传感器”、“2000A 大电流反馈式霍尔电流传感器”“铝活塞重力铸造关键技术的研究”等南平市科技计划项目，不仅丰富了教师的研究内容，而且
8、提高了他们的工程实践能力.2011 级机械专业 120 名学生通过企业提供的顶岗实习机会，学生的实践能力得到明显提高，并将生产实际中的技术问题作为毕业设计课题，增强了学生生产实习和毕业设计的针对性.(3)建立了建阳龙翔科技实践教学基地，并与企业共建了福建省轮胎成型设备重点实验室和福建省轮胎成型设备工程技术研究中心，为实践教学和校企科研合作提供了平台.基于该平台开展了“有限元技术对成型贴合机设计改造”等南平市科技计划项目，组织了 2012 级机械专业 180 名学生进行机械加工设备认识实习与机械加工生产实习，弥补和增加了学生机械加工制造的工程经验.教师通过提供技术服务合作模式，为企业获取了新技术
9、 1 项、新工艺 1 项，制作的轮胎成型机工作原理与动作展示等销售动画视频 1 部，对提升企业的市场竞争力与占有率有突出贡献，间接稳固了企业年产值上千万元，体现了武夷学院机电工程学院为南平地区制造企业服务作用.总之，校企合作实践教学平台是应用型机械本科人才培养体系的重要构成部分，是培养教师科研与学生工程实践能力的重要支柱，今后随着机械学科的发展，将不断扩大学生实践教学基地范围，以更好满足实践教学的要求.机械专业课程教学内容比较抽象、复杂且涉及工程实践等内容较多，传统教学存在较多弊端.提出以工作过程为导向，对“机械制图”“公差测量与配合”“数控加工技术”“机械设计”“机械制造技术”“液压传动与控
10、制”等专业核心课程进行理论教学改革研究.通过运用项目法、专题制作法、任务驱动法以及 CAD/CAE 技术等进行教学方法优化，实现授课内容的具体化与技巧化，并逐步激发了学生的工程意识和学习兴趣4-7.传统“公差测量与配合”课程教学存在如下问题：(1)实践学时少，学生对公差与配合感性认识少；(2)实践教学纯粹是课堂理论教学附属品；(3)实验内容单一，严重脱离生产实际；(4)教师只注重实验结果的正确与否，缺少开拓创新意识和分析解决实际问题的能力8.通过运用项目法和 CAE 技术对“公差测量与配合”进行教学改革(编号：xj2012004)：(1)按企业真实生产任务和检测环境来设计教学内容，并依据时代变
11、迁增添知识点，如根据目前汽车行业的生产需求增加 RPS 定位系统的学习与实践；(2)创造性地以课程体系里应用比较多的二级齿轮减速器为载体，布置各环节工作任务，以由简单到复杂的认知规律层层推进，以技能训练为主线，学做合一，安排教学内容；(3)运用项目教学法，教学内容分为五个项目：通用减速器传动轴部件公差设计与检验、卧式车床主轴箱局部结构的公差与配合、箱体的综合测量、圆锥齿轮减速器的配合公差设计、发动机的凸轮轴和位置触发轮配合精度设计与检验.通过运用来源于企业或与企业实际生产过程有着直接关系的项目进行教学，使学生能全面地了解从设计到检测的全过程，增强学生的工程意识和学习兴趣.由于校外校企合作实践基
12、地针对性强专业性强，比较适合某个学习阶段的实践需求或毕业顶岗选择，不能满足机械专业学生人才培养阶段全部的工程实践需要9-11，且“缺乏工程经验”仍被视为困扰机械毕业生求职的主要因素之一.学院及机械教研组为了解决这个问题，在校内进行机械工程训练中心建设，开拓了基础实验室、专业实验室、工程训练系统、创新科技训练系统四个层次的实践或实训系统.(1)基础实验室主要是承担专业基础课程的实验教学的任务，如技术测量实验室、电机与拖动/电力电子实验室、液压/机械传动实验室等；(2)专业实验室主要是承担高级别的专业课的实验教学，同时也为进一步的工程训练奠定工程基础，如数控车铣加工实验室、CAD/CAE 技术实验
13、室、机电一体化实验室、模具及精雕实验室等；(3)工程训练系统主要承担各模块、各项目有机地结合起来的加工训练，如学生通过一个或几个典型产品的加工训练，即可初步掌握产品制造的基本工艺过程，获取某种加工技术职业等级证书等；(4)创新科技训练系统主要是为学生提供一个可以自己掌握时间，根据专业方向和兴趣爱好，开展课外科技创新活动的平台，基于南平武夷山本地经济需求，建立了茶叶机械改造优化项目研究室、茶饼模具精雕研发工作室、尿素拆包装置创新设计制造实验室等.在机械工程训练中心建设过程中，机械教研组申请并立项成立了工程训练实习教学团队，培养了双师型教师 8 名.2011 级与 2012 级机械专业共有 114
14、 位学生获得数控中级或高级职业资格证书，有效地弥补了校外实践教学基地的不足，增加了学生工程实践应用能力，使毕业生进一步符合机械制造业对机械专业岗位职业能力的需求.大学生科技活动与学科竞赛是培养当代大学生工程实践与应用能力的重要手段12.在此通过采用“以赛促建”的模式，打造和搭建一个开展大学生科技创新活动的平台，解决缺少实验设备、场地、经费等各种问题.通过构建“合作学习”与“专题制作”相结合的大学生创新活动实践教学新模式，探索学生对职业竞争能力、责任意识、团队合作、创新实践等方面发挥的作用，多方位培养应用技术人才.学科科技竞赛是指在高等学校课堂教学之外开展的与课程有密切关系的各类科技竞赛活动，是
15、综合运用一门或几门课程的知识去设计解决实际问题或特定问题的大学生竞赛活动12.对于机械专业，这类竞赛主要包括全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技竞赛、全国大学生机器人大赛等主要赛事.但是要参加科技竞赛，就必须搭建一个大学生创新训练活动平台.因此借参加竞赛的契机，申请大学生科技活动经费，不断的添加创新活动所需的技术知识条件(软件)与实践设备条件(硬件).经过三年的不断建设与完善，目前该平台已配置有精雕机、3D 打印机、CNC 雕刻机、电焊机、台钻、多功能切割机、冲折机、液压机、抛光机、硬度仪、车铣组合机床等先进制造设备，并由部分固定的专业老
16、师组成指导团队，进行CNC 雕刻、3D 建模与打印、有限元工程分析等技术知识指导与培训.在第九届“龙净杯”省大学生机械创新竞赛中，武夷学院参赛队利用大学生科研创新活动的平台，根据不同的作品选题组建五个参赛队，其中由2014 级机械专业 3 班的穆天开、杨杰雄、廖仁鑫等同学设计的零泄露卸碱装置，巧妙的运用密封隔离技术，用一介质容器将易发生喷溅的水泵与外界隔离，又利用重力势能将拆卸时管道内残留碱液回流至介质容器内，完成安全零泄露卸碱.此外为了能实习自动化，还在介质容器内部装有传感装置，根据内部液面高度开启或关闭水泵，操作方便不但提高了工作效率，而且减少了污染.该团队巧妙的将机械设计、机械制造、液压
17、传动与控制、电子传感器、大学物理等相关课程的知识点结合在一起分析讨论，解决了工程实际问题，而且还通过动手实践将设计模型转化为实物模型，在第九届省大学生机械创新竞赛获得一等奖的佳绩.竞赛活动中，为了扩大竞赛的受益面，将比赛内容列入教学内容作为教学案例或者毕业设计课题，扩大赛事对后续学生学习的延伸效益；即把竞赛与教学相结合，提高学生对专业知识的实际应用能力.近两年来，机械专业学生参加福建省机械创新设计、全国大学生工程训练综合能力等竞赛中共获得省级一等奖九项，省级二等奖十三项，省级三等奖十三项的好成绩，为工程应用技术人才培养奠定了坚实的基础.大学生创新训练项目一个综合性的课外教学活动，是应用型人才培
18、养的必要补充，大学生创新训练项目简称大创项目.大创项目注重的不是项目本身的成果，而是在项目实施的过程中对创新应用人才的培养13.然而部分学校对大创项目投入精力少，教师技术指导太泛，团队成员主观能动性差，在此提出构建一套合作学习与专题制作相结合的大创项目实践教学新模式.以 2011 级机械 2 班何靓同学为组长，陈杰、吴雄飞、邓小明、陈桂梅为组员申报的国家级大学生创新训练项目(基于 CAD/CAE 技术注塑模残余应力分析优化及实验研究，编号：编号：201210397009)为例，该团队成员中有机械设计制造及其自动化专业，也有高分子材料与工程专业，能够很好地协调合作，满足项目中对机械模具学科知识与
19、高分子聚合物学科知识的要求，团队成员必须进行合作学习14.合作学习是完成项目的必要条件，而专题制作训练则是推进项目的充分条件.专题制作是面向行业，面向企业实况开展实务专题训练，按照企业生产作业流程对产品进行设计制造.专题制作使学生通过实践、理论、再实践的模式实现创新能力的提高15.因此该团队采用专题制作模式对鼠标外壳塑胶产品的设计制造进行专门化的研究.初期由负责设计的同学进行产品现状分析，再通过市场验证确定该产品的形状规格，确定该产品聚合物成型特点；接着运用计算机辅助技术对产品进行建模、模流分析，获取合理的成型方案及工艺参数；然后开始模具结构设计与模具制图工作；最后依设计完成的模具相关工作图进
20、行零件加工或者委托外单位加工，并进行注射试生产.试模后针对生产成品及过程中模具所发现的问题进行修正，完成注塑模具一套，最终较好的完成了大创项目.该大创项目不仅入选武夷学院大创优秀参展奖，而且作为该项目研究成果之一的科技论文基于 CAD/CAE 技术辅助塑胶产品模具优化设计，以学生为第一作者在宜春学院学报 2014 年第 6 期公开发表，且该论文还在大学生挑战杯自然科学论文类竞赛中获奖.目前机械专业通过构建一套“合作学习”与“专题制作”相结合的大创项目实践教学新模式，完成了大学生创新项目 12 项，多次获得国家实用新型专利，多次获武夷学院优秀大创项目奖，且以学生为第一作者发表学术论文3 篇，实现
21、以学生为第一作者发表学术论文的零的突破，为机械专业应用型创新人才培养另辟蹊径.经实践检验，通过进行“机械专业的多元化的新型人才培养模式”改革，解决了武夷学院机械专业建设要符合地方产业结构的问题；解决了机械专业存在生产实习和毕业设计与企业岗位要求结合不密切的现象；解决了机械专业部分课程教学内容比较抽象、复杂且涉及工程实践内容较多等问题；解决了机械学生缺乏工程实践能力，无法结合工程实际问题有针对性地主动学习的问题；解决了机械专业存在没有大学生创新训练活动平台，开展学科竞赛与大创项目缺少实验设备、场地、经费等各种问题；改变了武夷学院机械毕业生普遍存在的机械工程素质偏低和应用技术能力匮乏的问题，提高了
22、机械专业学生的工程意识与实践应用技术能力.【相关文献】1陶勇芳,商存慧,崔华华.关于高等工科教育创新的探索J.中国高教研究,2005(1)：54-55.2黄惠,丁莉萍.论应用型本科院校办学定位J.江苏高教,2012(5):67-68.3林权.创造性思考在高校实践教学中的应用研究J.贵阳学院学报(自然科学版),2012,7(1):53-57.4林权.机械制造技术精品课程建设提升就业竞争力J.宁德师专学报(自然科学版)，2010，22(4):414-416.5陈丽军.三维 CAD 软件在机械制图教学中的应用J.洛阳师范学院学报,2011,30(2):120-122.6潘应晖.数控仿真软件教学应用探
23、讨J.武夷学院学报,2011,30(2):81-84.7林权,陈冲.基于工作过程的高校模具专业人才培养参考体系建设J.赤峰学院学报(自然科学版),2012,28(2):241-243.8林权.基于项目法与 CAE 技术公差实验教学改革J.宜宾学院学报,2013(6):113-116.9林权.机械工程实训中心建设问题研究J.洛阳师范学院学报,2010,29(2):157-159.10姚琢.金工实习教学团队建设的思考J.黑龙江教育学院学报,2013(5):46-47.11姚琢.高等工科院校金工实习中教师的作用J.长春理工大学学报(高教版),2010,5(3):125-126.12杨威.依托科技竞赛和创新性实验计划培养大学生科技创新能力的研究J.思想政治教育研究,2010(2):113-116.13郑益慧,江志斌,吴益锋.实施大学生创新计划引领和推动人才培养模式改革J.中国高等教育,2012(18):37-39.14王坦.论合作学习的基本理念J.教育研究,2002(2):68-72.15林权,何靓,陈冲等.专题性与创造性在机械工程实训教学中的应用J.洛阳师范学院学报,2013(5):120-122.