時(shí)間：2023-06-02 11:33:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機(jī)械電子工程培養(yǎng)方案，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革
作者簡介：羅亞輝（1981-），女，湖南華容人，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，講師；康江（1969-），男，湖南長沙人，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，副教授。（湖南 長沙 410128）
基金項(xiàng)目：本文系湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的研究與實(shí)踐”的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0145-02
機(jī)械電子工程是一門綜合性學(xué)科，集機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)與電子技術(shù)為一體，其學(xué)科具有知識點(diǎn)豐富、涵蓋內(nèi)容廣與適用范圍寬等特點(diǎn)。近年來，隨著電子信息與自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)正逐步向智能化與自動化方向轉(zhuǎn)化。目前在各行業(yè)中沒有滲透電子與自動控制技術(shù)的純機(jī)械領(lǐng)域越來越少，因此，社會急需全面掌握機(jī)、電和控制的復(fù)合型人才。[1-3]
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)是根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)及發(fā)展趨勢而設(shè)置的，以培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，能應(yīng)用機(jī)械、液壓傳動、電子、控制和傳感技術(shù)，從事國民經(jīng)濟(jì)各部門所必須的機(jī)電設(shè)備及其自動化的設(shè)計(jì)制造、應(yīng)用研究與科技開發(fā)等工作的復(fù)合型高級專門人才為目標(biāo)。因此，要求所培養(yǎng)的學(xué)生既要有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識，又必須有較強(qiáng)的動手能力和創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、建立創(chuàng)新意識、提高工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾獙?shí)踐基地，在教學(xué)計(jì)劃中占有相當(dāng)大的比重，但湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)是在多年探索機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)改造并取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)辦的，其實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置與實(shí)踐能力的培養(yǎng)均側(cè)重于機(jī)械部分，因此有必要開展湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究。
一、機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)于2010年開始招生，專業(yè)課程設(shè)置參考了國內(nèi)多所高校的經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)有師資力量與教學(xué)硬件條件下，力爭做到最好，但就實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)而言存在以下問題。
1.專業(yè)內(nèi)容廣而不精
由于機(jī)械電子工程專業(yè)涵蓋機(jī)械與電子，因此在課程設(shè)置時(shí)力爭兼顧到機(jī)械與電子兩方面的內(nèi)容，包括“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”、“機(jī)械制圖及計(jì)算機(jī)繪圖”、“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、“電路分析”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“控制工程基礎(chǔ)”、“液壓及氣動”、“傳感器與檢測技術(shù)”、“電機(jī)及電力拖動基礎(chǔ)”、“單片機(jī)原理及接口技術(shù)”、“工廠電氣控制技術(shù)”、“可編程控制技術(shù)”、“信號與系統(tǒng)”、“機(jī)電一體化系統(tǒng)”、“數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用”等近20門專業(yè)課，學(xué)生普遍反映課程科目太多，對應(yīng)課程所開設(shè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)偏少，難以深入學(xué)習(xí)，故每門課掌握得都不夠精通。
2.電類實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程是在多年的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)上創(chuàng)辦的，相比而言，機(jī)械類實(shí)驗(yàn)設(shè)備較完善，而電類實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，雖可以在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)部省共建電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，但當(dāng)時(shí)所建的電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主要為滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)及其他工科專業(yè)的電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開設(shè)，因此如“電路分析”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”等基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)，均能滿足要求，而專業(yè)課程如“信號與系統(tǒng)”、“機(jī)電一體化系統(tǒng)”等卻缺少對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
3.綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置不夠
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，由于課時(shí)少而時(shí)間緊等問題的存在，盡管實(shí)驗(yàn)室的多數(shù)儀器均能滿足設(shè)計(jì)性與綜合性實(shí)驗(yàn)要求，但目前各門課程所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性或演示性實(shí)驗(yàn)為主，以保證學(xué)生能在課堂上按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如“電路分析”、“模擬電子技術(shù)”、“傳感器與檢測技術(shù)”等課程均采用模塊化實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)只需簡單的連接電源線與信號線進(jìn)行觀察或數(shù)據(jù)記錄即可，嚴(yán)重局限了學(xué)生的思維，部分課程的實(shí)驗(yàn)甚至達(dá)不到教學(xué)大綱要求。因此，在教學(xué)過程中，難以調(diào)動學(xué)生的積極性與學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮其主觀能動性與創(chuàng)造性，教學(xué)效果有所欠缺，對應(yīng)用型與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)不夠深入。
二、深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維
1.修改培養(yǎng)方案，面向市場培養(yǎng)應(yīng)用型人才
機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是要求本專業(yè)的學(xué)生不僅具有扎實(shí)的理論知識，還必須通過實(shí)驗(yàn)真正掌握所學(xué)理論知識，從而具備較強(qiáng)的動手實(shí)踐能力，因此，重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)方案修改所必須思考的問題。機(jī)械電子工程專業(yè)涵蓋機(jī)械與電子，要在寬口徑的同時(shí)有所精通，培養(yǎng)方案修改時(shí)便不能盲目的減少理論課程或平均分配實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，而是應(yīng)該按照市場人才培養(yǎng)需求進(jìn)行。
（1）合并相關(guān)性較強(qiáng)的課程實(shí)驗(yàn)，單獨(dú)設(shè)立實(shí)驗(yàn)課。機(jī)械電子工程專業(yè)的課程內(nèi)容較多，應(yīng)用性強(qiáng)，如“電路分析”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”等課程均開設(shè)有一定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，從10學(xué)時(shí)到14學(xué)時(shí)不等，以幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，更好地掌握理論知識，提升動手能力。分別開設(shè)實(shí)驗(yàn)課能方便各任課教師自主實(shí)施課程教學(xué)，但容易出現(xiàn)各課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于基礎(chǔ)，綜合性不夠的問題。由于這三門課程都是電類專業(yè)基礎(chǔ)課，聯(lián)系緊密，相關(guān)性強(qiáng)，因此可以考慮將三門課程的實(shí)驗(yàn)合并為一門“電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”，學(xué)時(shí)設(shè)為34學(xué)時(shí)，課程開設(shè)時(shí)可以從電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開始，后期完成應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能更好地掌握相關(guān)內(nèi)容，增強(qiáng)動手實(shí)踐能力。
（2）按教學(xué)計(jì)劃要求和培養(yǎng)目標(biāo)對某些課程的理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)進(jìn)行增減調(diào)整。如“單片機(jī)原理及接口技術(shù)”課程，10個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，可適當(dāng)考慮減少部分理論學(xué)時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)至16學(xué)時(shí)或更多，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對單片機(jī)的基礎(chǔ)理論有較深的理解，能初步設(shè)計(jì)基本的單片機(jī)控制軟硬件；同時(shí)增設(shè)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，用1～2周的時(shí)間進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，使學(xué)生利用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的能力得到加強(qiáng)，從而深入培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用動手能力。
2.多方位改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件
由于電類教學(xué)設(shè)備老化、部分專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足等問題的存在，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上動手操作機(jī)會減少，甚至某些課程未曾開設(shè)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。針對此類情況，機(jī)械電子工程專業(yè)應(yīng)考慮從以下幾方面改善實(shí)驗(yàn)條件：
（1）加大資金投入，建立“機(jī)電一體化技術(shù)”、“信號與系統(tǒng)”等課程對應(yīng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。
（2）將部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與教師科研結(jié)合，如教師研究的信號放大電路、濾波電路等可以用于“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而涉及到的信號檢測部分或控制單元則可以用于“傳感器與檢測技術(shù)”、“單片機(jī)原理及接口技術(shù)”課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以科研促教學(xué)，提高學(xué)生的動手能力與參與科學(xué)研究的能力。
（3）建立開放式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，一方面實(shí)驗(yàn)室的開放不局限于課堂教學(xué)，由此提供給學(xué)生更多的動手操作機(jī)會，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性與自主學(xué)習(xí)能力；另一方面依托開放式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，組織學(xué)生更多的參加各類創(chuàng)新活動，如機(jī)械創(chuàng)新大賽、電子設(shè)計(jì)競賽及機(jī)器人大賽等，通過學(xué)生的自主開發(fā)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。
3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
針對目前各課程實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性或演示性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的問題，除了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件外，還可以從各任課教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面著手。如“單片機(jī)原理及接口技術(shù)”課程，實(shí)踐性強(qiáng)，內(nèi)容綜合難度大，為便于組織，多是在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，此類教學(xué)方式難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性，教學(xué)效果不佳。因此，教師可從教學(xué)方式和教學(xué)手段方面進(jìn)行優(yōu)化，采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，[4]精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生不僅對單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)具備直觀認(rèn)識，也可自主嘗試設(shè)計(jì)基于匯編語言或C語言的單片機(jī)軟件，以提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，更好地掌握該門課程的內(nèi)容。再如“傳感器與檢測技術(shù)”課程，是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，不僅包括傳感器獲取信號部分，[5，6]還包括信號的變換、處理、顯示等電路分析，目前所采用的實(shí)驗(yàn)儀器為“傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀”，集成了應(yīng)變片、電容傳感器、電感傳感器、壓電傳感器、熱電偶、霍爾傳感器、光電傳感器等十多種傳感器及對應(yīng)的處理電路，具備集成度高、應(yīng)用簡便等特點(diǎn)，能方便學(xué)生在課時(shí)范圍內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，其缺點(diǎn)是模塊化的設(shè)計(jì)限制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，只能驗(yàn)證性完成各傳感器的標(biāo)定，學(xué)生興趣不夠。因此，教師可對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，由易到難進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)儀上完成后，結(jié)合電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主開發(fā)，進(jìn)行紅外發(fā)射接收或光敏電阻應(yīng)用等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使其對傳感器及應(yīng)用方面的內(nèi)容有更深的理解，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與開發(fā)設(shè)計(jì)能力，更好地將課本知識用于實(shí)踐。
三、結(jié)語
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)開設(shè)時(shí)間不長，不管是專業(yè)培養(yǎng)方案還是教學(xué)方式、教學(xué)手段都需要通過長期不斷的探索研究并完善，筆者結(jié)合專業(yè)實(shí)際情況與學(xué)生反饋信息，對專業(yè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并根據(jù)多年從教經(jīng)驗(yàn)探討了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法與思路，其中“傳感器與檢測技術(shù)”、“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化研究，已應(yīng)用于課堂教學(xué)。結(jié)果表明，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高，實(shí)踐動手能力明顯增強(qiáng)。2013年湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)組隊(duì)參加了“第十二屆亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽國內(nèi)選拔賽”，成功進(jìn)入前八強(qiáng)，榮獲一等獎，相較于往屆有了重大突破，長達(dá)一年的研制過程中，濃厚的興趣、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)與較強(qiáng)的動手能力缺一不可，體現(xiàn)了一系列的教學(xué)改革探索已初具成效。但是教學(xué)改革是一個(gè)長期的、不斷循環(huán)往復(fù)的動態(tài)過程，在以后的教學(xué)過程中，還需要不斷的探索，為更好地培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的復(fù)合型人才而努力。
參考文獻(xiàn)：
[1]王殿君，焦向東，王偉，等.新版機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案的研究與實(shí)踐[J].安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，33（1）：39-42.
[2]洪華杰，柯冠巖.關(guān)于高校機(jī)械電子工程專業(yè)創(chuàng)新教育的思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2009，32（4）：64-66.
[3]黃民，朱春梅，祁志生，等.機(jī)械電子工程專業(yè)方向系列課程建設(shè)與教學(xué)改革[J].中國電力教育，2011，（3）：182-184.
[4]李旭，蔡培中，康江.“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法在單片機(jī)課程教學(xué)中的研究與實(shí)踐[J].農(nóng)業(yè)工程，2012，2（12）：57-60.
2016年6月2日，中國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，這將對中國工程教育質(zhì)量的提高發(fā)揮極大的督促作用，促進(jìn)中國按照國際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程師，提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。國際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合研究提出的[2]。它主要由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)四部分組成，目的是通過產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行整個(gè)過程的鍛煉培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[3]。按照CDIO的培養(yǎng)模式，工程畢業(yè)生的能力被分為工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層次，并通過12條標(biāo)準(zhǔn)來衡量學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，這與中國工程教育專業(yè)認(rèn)證的12條標(biāo)準(zhǔn)有異曲同工之處。
我校機(jī)械電子工程專業(yè)目前雖然已經(jīng)制定了較合理的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，形成了較好的理論和實(shí)踐教學(xué)模式，但是與CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求相比，在培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、教師隊(duì)伍建設(shè)及教學(xué)效果評價(jià)機(jī)制等方面，仍然存在一定的差距。現(xiàn)有機(jī)電專業(yè)課程體系存在專業(yè)特色不明顯、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點(diǎn)，因此要依據(jù)CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺，全面地進(jìn)行機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討，建立符合CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。
1.我校機(jī)械電子工程專業(yè)課程體系情況
目前的專業(yè)培養(yǎng)方案里包括的核心課程為：機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動控制原理、機(jī)電傳動控制、傳感技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程測試技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、互換性、工程材料等;主要實(shí)踐環(huán)節(jié)為：社會實(shí)踐調(diào)查、金工實(shí)習(xí)、電子電路實(shí)訓(xùn)、工程制圖實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、PLC與組態(tài)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、測試技術(shù)與傳感器綜合實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、自動化生產(chǎn)線認(rèn)知實(shí)踐、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)和機(jī)電專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等。
2.CDIO模式下的機(jī)電專業(yè)教學(xué)體系
根據(jù)CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求和我校辦學(xué)特色，為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)對機(jī)電專業(yè)高級技術(shù)人才的需求，結(jié)合重實(shí)踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專家建議，深入探討和修訂機(jī)電專業(yè)課程體系，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建國際化的課程體系和教學(xué)模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實(shí)踐項(xiàng)目，采取“做中學(xué)”的方式，通過在項(xiàng)目中反復(fù)訓(xùn)練鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，還可以提高學(xué)生解決工程實(shí)踐問題的能力，從而使學(xué)生綜合素質(zhì)和能力能達(dá)到CDIO標(biāo)準(zhǔn)的要求，增強(qiáng)人才培養(yǎng)對企業(yè)的適應(yīng)性[4]。近年來，主要通過以下措施進(jìn)行教學(xué)體系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，構(gòu)建了“一個(gè)核心、兩個(gè)方向、四個(gè)階段”的工程教學(xué)體系。
“一個(gè)核心”是以礦業(yè)領(lǐng)域的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)為主，覆蓋了多學(xué)科交叉領(lǐng)域，主要涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動、機(jī)械制造、機(jī)電傳動控制、PLC、單片機(jī)、控制工程、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多種技術(shù);“兩個(gè)方向”是指機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、電氣控制系統(tǒng)，選修課中增添“煤礦機(jī)電設(shè)備”、“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)”等課程;“四個(gè)階段”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四階段指導(dǎo)，學(xué)生要經(jīng)歷認(rèn)知實(shí)習(xí)、基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新大賽等綜合實(shí)訓(xùn)，才能更好地掌握本專業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學(xué)期開始，每學(xué)期均安排工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，按照核心知識點(diǎn)和要求來設(shè)定每個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目，在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中企業(yè)參與。
(2)依托產(chǎn)學(xué)研合作背景，通過專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。
我校機(jī)械工程學(xué)院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、慧魚模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)室、動態(tài)測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐創(chuàng)新平臺，與淮南礦業(yè)集團(tuán)、皖北煤電集團(tuán)、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責(zé)任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產(chǎn)學(xué)研合作，從而可以保證給學(xué)生提供校內(nèi)、外實(shí)踐實(shí)習(xí)基地。通過單片機(jī)和PLC綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)檢驗(yàn)學(xué)生電工電路、單片機(jī)、PLC綜合開發(fā)的能力，往往借助典型機(jī)電案例(如斜井跑車防護(hù)裝置、皮帶機(jī)集控系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)過卷過放保護(hù)系統(tǒng)等)，讓學(xué)生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”四階段的完整實(shí)訓(xùn)。與此同時(shí)，讓學(xué)生積極深入到到校企合作的實(shí)習(xí)基地中，在相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)中頂崗鍛煉，進(jìn)一步提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，縮短學(xué)生個(gè)人能力與企業(yè)要求的差距。
(3)通過創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)、學(xué)科競賽和大學(xué)生科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。
為進(jìn)一步拓展學(xué)生科技創(chuàng)新能力，借助學(xué)院設(shè)置的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、學(xué)科競賽活動、大學(xué)生科研項(xiàng)目的平臺，在日常的教學(xué)管理中，融入緊密聯(lián)系工程實(shí)際的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽”、“全國大學(xué)生機(jī)器人大賽”、“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽”、“全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽”等各種賽事，鼓勵(lì)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文和申請專利。
3.結(jié)語
CDIO工程教育模式與中國工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是高度統(tǒng)一的，只有堅(jiān)持以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，依據(jù)校企合作背景，不斷創(chuàng)新改革機(jī)電專業(yè)的課程教學(xué)模式，才能進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力，為國家和企業(yè)培養(yǎng)出能在機(jī)電行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域從事機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、研究開發(fā)、工程應(yīng)用和運(yùn)行管理工作的復(fù)合型工程技術(shù)人才，達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[關(guān)鍵詞] 機(jī)械電子； 軟起動裝置； 控制系統(tǒng)
1 機(jī)械電子式軟起動裝置技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
同世界上發(fā)達(dá)國家相比，我國的機(jī)械電子式軟起動裝置產(chǎn)業(yè)綜合指標(biāo)比較差，比如生產(chǎn)效率低，鑄件質(zhì)量差，技術(shù)水平落后等。這些因素導(dǎo)致了我國的機(jī)械電子式軟起動裝置產(chǎn)業(yè)滿足不了各行業(yè)的日益需求，現(xiàn)在許多企業(yè)還是嚴(yán)重依賴進(jìn)口。隨著改革開放的不斷深入，市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)正面臨著激烈的國際競爭，同時(shí)也面臨著不容錯(cuò)過的發(fā)展機(jī)遇。隨著中國國力的增強(qiáng)，中國成為新的世界制造工廠，大量的機(jī)械電子式軟起動裝置設(shè)備生產(chǎn)商移入大陸，必將對中國的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的沖擊。只有加大資金和技術(shù)投入，注重高技術(shù)人才的培養(yǎng)，重視對老產(chǎn)品的更新?lián)Q代和新產(chǎn)品的創(chuàng)新，我國才能趕超國外先進(jìn)水平，制造出品質(zhì)一流的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在軟起動裝置技術(shù)的發(fā)展主要有如下方面的表現(xiàn)：電子計(jì)算機(jī)的作用在機(jī)械電子式軟起動裝置生產(chǎn)過程中越來越被凸顯；機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)向大型化、智能化、節(jié)能化方向發(fā)展；高科技手段的應(yīng)用使機(jī)械電子式軟起動裝置工藝快速變革；提升機(jī)械電子式軟起動裝置模具的品質(zhì)等方面。隨著虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元技術(shù)在機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的進(jìn)一步應(yīng)用，機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)周期變短，成本降低，其可靠性和使用壽命不斷提高，為機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了可靠保證。而國內(nèi)對這些新技術(shù)的應(yīng)用還處于起始階段，大多數(shù)企業(yè)還是利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。
虛擬樣機(jī)技術(shù)作為 CAE 技術(shù)的一個(gè)重要分支，具有以下的特點(diǎn)：1）實(shí)現(xiàn)在整個(gè)系統(tǒng)層面上模擬設(shè)計(jì)產(chǎn)品的樣貌、功用及其他方面的內(nèi)容；2）可以實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)驗(yàn)證及測試，減少在物理樣機(jī)的試驗(yàn)次數(shù)；3）能夠反復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和修改虛擬樣機(jī)模型，最終獲得產(chǎn)品的最優(yōu)化解決方案；4）涉及產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，能夠隨著產(chǎn)品生命周期的演進(jìn)，其自身也處于不斷豐富和完善的過程；5）與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，虛擬樣機(jī)技術(shù)可以綜合各領(lǐng)域協(xié)同工作，使得整體設(shè)計(jì)更為詳細(xì)和周全，對提高產(chǎn)品質(zhì)量有很重大的意義；6）有效地縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低設(shè)計(jì)成本，促使產(chǎn)品快速更新?lián)Q代，提升產(chǎn)品競爭力。
為了消除國產(chǎn)機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)存在的諸多缺陷，以達(dá)到改善機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的可靠性和整體性能的目的，我們依靠計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)來解決這些問題。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元技術(shù)，可以掌握機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的各部件運(yùn)動情況，保證機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性；評價(jià)機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的靜強(qiáng)度、動強(qiáng)度，驗(yàn)證機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的可靠性；了解機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，掌握其固有屬性，為減少振動和噪聲提供依據(jù)；對機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的合模機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的擴(kuò)力系數(shù)，達(dá)到減少油耗、縮小合模油缸內(nèi)徑尺寸、降低液壓泵的設(shè)計(jì)功率等目的。
2 高強(qiáng)機(jī)械電子式軟起動裝置其控制系統(tǒng)發(fā)展
20 世紀(jì) 60 年代以后，由于各種技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，自動化機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)日益改進(jìn)和完善。20世紀(jì) 90 年代，東芝機(jī)械開發(fā)出了基于計(jì)算機(jī)控制的自動化機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)。隨著近幾十年來技術(shù)的進(jìn)步和革新，又相繼出現(xiàn)了真空機(jī)械電子式軟起動裝置設(shè)備、擠壓機(jī)械電子式軟起動裝置設(shè)備、半固態(tài)機(jī)械電子式軟起動裝置設(shè)備等先進(jìn)的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)械。隨著機(jī)械電子式軟起動裝置工藝技術(shù)的多樣化發(fā)展，機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)產(chǎn)品也逐步多樣化以適應(yīng)市場的需求。隨著機(jī)械電子式軟起動裝置技術(shù)理論的逐漸提高，對機(jī)械電子式軟起動裝置過程的分析也逐步系統(tǒng)化、理論化，同時(shí)機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及可靠性水平也相應(yīng)提高。目前，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有能力生產(chǎn)大型、超大型的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)，壓射系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)控制，整機(jī)的具有很強(qiáng)的柔性且自動化水平很高。而且國外機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)，可靠性高，品種規(guī)格全，配套能力好，高新技術(shù)應(yīng)用快速。這些都得益于 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，特別是有限元技術(shù)和虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子式軟起動裝置工業(yè)的廣泛應(yīng)用。
目前，日本、德國、美國等國家的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)占據(jù)了全球大部分市場份額，其機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)小巧、可靠、節(jié)能，這些都得益于虛擬樣機(jī)技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用大大提升了產(chǎn)品的核心競爭力，給制造商和企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)一步加深，我國脆弱的機(jī)械電子式軟起動裝置產(chǎn)業(yè)面臨不小的挑戰(zhàn)，我國要抓住機(jī)遇，迎難而上，趕超先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子式軟起動裝置產(chǎn)業(yè)的振興。
我國虛擬樣機(jī)技術(shù)發(fā)展還很落后，運(yùn)用到實(shí)際中的還比較少。在機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)的同時(shí)，進(jìn)行靜態(tài)、動態(tài)分析，隨著設(shè)計(jì)圖紙的一步完善，結(jié)構(gòu)模型也進(jìn)一步細(xì)化，使分析計(jì)算的結(jié)果更趨于準(zhǔn)確。這樣，在最終圖紙完備后，就能使機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)的強(qiáng)度、抗沖擊性能、疲勞壽命指標(biāo)得到控制，大大地減少了樣件的制作和試驗(yàn)時(shí)間。國內(nèi)機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)企業(yè)必須盡快走向自主開發(fā)創(chuàng)新，通過機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)企業(yè)與高校、科研院所的緊密結(jié)合、掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)、制造、測試技術(shù)，建立多層次的產(chǎn)品開發(fā)體系和高水平的機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)共性技術(shù)研究、實(shí)驗(yàn)、開發(fā)平臺。這不僅是世界機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，也是我國機(jī)械電子式軟起動裝置控制系統(tǒng)工業(yè)走向自主創(chuàng)新開發(fā)的必由之路。
3 機(jī)械電子式軟起動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
軟起動裝置系統(tǒng)機(jī)構(gòu)是由多個(gè)構(gòu)件組成的，相互連接的構(gòu)件間存在著一定的約束關(guān)系。要模擬軟起動裝置機(jī)構(gòu)真實(shí)的運(yùn)動情況，就需要根據(jù)實(shí)際情況把各構(gòu)件之間的約束抽象出來，并在構(gòu)件間定義運(yùn)動副，其次還要添加驅(qū)動或載荷使裝置機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動起來。從本質(zhì)上講，驅(qū)動也是一種約束，驅(qū)動是約束構(gòu)件依照確定規(guī)律運(yùn)動，而運(yùn)動副相連的構(gòu)件是相對靜止不動的，系統(tǒng)基于運(yùn)動副建立的約束方程的自由度個(gè)數(shù)等于 0，而基于驅(qū)動建立的約束方程的自由度個(gè)數(shù)等于驅(qū)動個(gè)數(shù)。對導(dǎo)入的模型構(gòu)件進(jìn)行編輯，添加運(yùn)動副約束，驅(qū)動及載荷。使得機(jī)械電子式軟起動控制系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)模型的運(yùn)動和受力情況與實(shí)際情況相符。
3.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)帶式輸送機(jī)對工作環(huán)境及控制過程的要求，該系統(tǒng)選用高可靠性、高性能的可編程控制器為控制核心，對由現(xiàn)場檢測到的參數(shù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而按用戶的要求進(jìn)行相應(yīng)的控制；微型計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，通過與可編程控制器的通迅實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場參數(shù)的動態(tài)跟蹤、動態(tài)分析與管理；傳感器作為現(xiàn)場參數(shù)檢測元件，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場技術(shù)參數(shù)的采集；機(jī)械軟啟動裝置為具體的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)。
3.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
機(jī)械電子式軟啟動控制系統(tǒng)采用現(xiàn)代國際領(lǐng)先的控制技術(shù)，它以可靠性很強(qiáng)的可編程控制器為核心，以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。優(yōu)化設(shè)計(jì)以數(shù)學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等為基礎(chǔ)，是多學(xué)科相互作用的結(jié)果，具有相當(dāng)?shù)碾y度和復(fù)雜性。以最低的設(shè)計(jì)成本換取最好的結(jié)果是優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，這就必須考慮這兩個(gè)問題：（1）把工程實(shí)際問題理論化，從實(shí)際問題中提煉出數(shù)學(xué)模型。特別是設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件的確定；（2）求得提煉數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解，即最小值或最大值問題。這個(gè)要通過適當(dāng)?shù)乃惴▉韺?shí)現(xiàn)。隨著 CAE 技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的深入融合，CAE優(yōu)化已逐步取代傳統(tǒng)以手工計(jì)算的方式，極大提高了優(yōu)化效率和精度。
1）參數(shù)化建模：利用 CAE 軟件將產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型參數(shù)化，即浮動的設(shè)計(jì)值來代替模型的具體參數(shù)，這樣在可以尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。
2）求解：在參數(shù)化的模型上施加約束及載荷，選擇求解器里合適的算法求解。
3）后處理：取出狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理，以供下一步利用。
4）優(yōu)化參數(shù)評價(jià)：優(yōu)化求解器判定目標(biāo)函數(shù)是否達(dá)到理想值，如果達(dá)到理想值，就退出循環(huán)尋優(yōu)的過程，否則，返回到開始并重新進(jìn)行循環(huán)計(jì)算。
4 結(jié)束語
機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)的開發(fā)從用戶的需求出發(fā)，從不同的側(cè)面反映用戶對控制系統(tǒng)的要求。它不僅能很好的解決軟啟動問題，其投資小、維護(hù)簡單的特點(diǎn)也贏得廣大用的關(guān)注，所以必將達(dá)到越來越廣泛的應(yīng)用。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 劉混舉，李寶成，趙涓涓，李旭慶.機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，33（1）.
[2] 何曉燕.機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動化，2005，（3）.
[3] 張維民，盧軍民，楊玉敏.機(jī)械電子結(jié)合軟啟動裝置設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009，（2）.
【關(guān)鍵詞】CDIO 機(jī)電一體化 教學(xué)改革
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006-9682（2012）12-0063-02
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都表明CDIO的理念和方法是先進(jìn)可行的，適合高校工科教育教學(xué)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的改革。山東理工大學(xué)是一所以理工為主的多科性省屬重點(diǎn)大學(xué)，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，選定國際上公認(rèn)的CDIO工程教育模式。于2009年初成為教育部CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐課題組試點(diǎn)工作組高校成員，是山東省唯一一所加入CDIO項(xiàng)目的高校。機(jī)械電子工程專業(yè)作為CDIO培養(yǎng)模式的試點(diǎn)專業(yè)，對09級、10級機(jī)械電子工程專業(yè)進(jìn)行了改革。機(jī)電一體化課程作為機(jī)械電子工程專業(yè)的主干專業(yè)課，我們將CDIO工程教育理念運(yùn)用到機(jī)電一體化課程的教學(xué)改革中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了學(xué)生自學(xué)和解決問題以及團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。
一、機(jī)電一體化課程現(xiàn)狀分析
機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、測控等多學(xué)科相互滲透、結(jié)合形成的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)，已成為當(dāng)今制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流。與此同時(shí)，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對機(jī)電一體化人才的需求也不斷增加、要求日益提高。“機(jī)電一體化”是機(jī)械電子工程專業(yè)專業(yè)的一門主干專業(yè)課，在培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力中，占有十分重要的地位。本課程的任務(wù)是使學(xué)生以系統(tǒng)的觀點(diǎn)理解和掌握機(jī)電一體化技術(shù)，包括機(jī)械、檢測、控制、計(jì)算機(jī)等方面的基本理論、基本知識和基本技能，學(xué)會典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法，具備進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。近年來該課程的教學(xué)主要存在以下幾個(gè)方面的問題：
1.課程內(nèi)容陳舊
機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)的融合。該課程的教學(xué)未能充分反映機(jī)電一體化技術(shù)的新思想、新技術(shù)、新概念，授課內(nèi)容比較陳舊，知識體系滯后。
2.理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)
該課程具有理論性與實(shí)踐性聯(lián)系密切、工程實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，但課堂教學(xué)主要以講授理論知識為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少且針對性不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少，學(xué)生接觸實(shí)踐機(jī)會少，缺乏動手能力的培養(yǎng)，更不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
3.教學(xué)方法單一
該課程的傳統(tǒng)教學(xué)主要是以教師為中心的傳授，學(xué)生被動接受式教學(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
4.考試模式單一
考試作為檢驗(yàn)學(xué)生掌握科學(xué)知識、培養(yǎng)能力、獲取實(shí)際技能的一種手段，對實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新和實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才，具有特別重要的作用。僅靠卷面成績的傳統(tǒng)考試模式不能全面客觀地反映學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
針對機(jī)電一體化課程教學(xué)過程中存在的以上問題，原有的教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐、考核方法等已不能適應(yīng)“寬口徑、重實(shí)踐、應(yīng)用型”的現(xiàn)代工程教育發(fā)展潮流。因此我們對該課程教學(xué)進(jìn)行了改革。
二、基于CDIO的機(jī)電一體化課程教學(xué)改革：
1.CDIO工程教育介紹
CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
CDIO 的教育理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗(yàn)測評的12條標(biāo)準(zhǔn)。瑞典國家高教署（Swedish National Agency for Higher Educa tion）2005年采用這12條標(biāo)準(zhǔn)對本國100個(gè)工程學(xué)位計(jì)劃進(jìn)行評估，結(jié)果表明，新標(biāo)準(zhǔn)比原標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)面更寬，更利于提高質(zhì)量，尤為重要的是新標(biāo)準(zhǔn)為工程教育的系統(tǒng)化發(fā)展提供了基礎(chǔ)。迄今為止，已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO組織，其機(jī)械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱，取得了良好效果，按CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生深受社會與企業(yè)歡迎。
2.機(jī)電一體化課程教學(xué)改革
CDIO教育理念與機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相一致，機(jī)電一體化課程在機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案中占有重要地位，具有承前啟后的作用，融機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前續(xù)課程在本課程中的應(yīng)用，為后續(xù)畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定理論知識和實(shí)踐能力，拓展機(jī)電一體化實(shí)踐技能，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。CDIO教育理念對機(jī)電一體化課程課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核方式等改革具有重要指導(dǎo)意義。具體實(shí)施過程如下：
（1）機(jī)電一體化課程課堂教學(xué)的改革。基于CDIO的培養(yǎng)理念，將機(jī)電一體化課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化。教學(xué)內(nèi)容主要以典型機(jī)電產(chǎn)品為載體，重點(diǎn)講述精密機(jī)械技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、自動控制技術(shù)等在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，結(jié)合我校自行研制開發(fā)的三向移動重載教學(xué)機(jī)器人為實(shí)例講解，教學(xué)內(nèi)容具有針對性。并通過全方位的實(shí)踐教學(xué)體系，將機(jī)器人協(xié)會、機(jī)械設(shè)計(jì)協(xié)會、班級的科技小組緊密結(jié)合起來，全天開放教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生學(xué)以致用，能夠自行設(shè)計(jì)簡單的機(jī)電產(chǎn)品。
改變傳統(tǒng)授課方式，課程教學(xué)充分利用各種教育資源，采取多種教學(xué)手段，如多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)現(xiàn)場演示、課堂實(shí)物演示與實(shí)驗(yàn)，從中穿插旨在培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力的機(jī)器人設(shè)計(jì)、調(diào)試等內(nèi)容。注意采用啟發(fā)式、討論式、課堂實(shí)驗(yàn)式教學(xué)，多種方法手段并用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時(shí)，也學(xué)習(xí)分析問題，聯(lián)系問題，綜合運(yùn)用多門課程知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維、立體思維、創(chuàng)新和解決問題的能力。
（2）機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)的改革。課下組織學(xué)生參觀智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，觀看智能移動機(jī)器人的各種演示和結(jié)構(gòu)。注重課堂理論知識與實(shí)際相結(jié)合，適時(shí)布置一些簡易機(jī)器人開發(fā)課題，讓學(xué)生進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，同時(shí)這些關(guān)鍵技術(shù)可以觸類旁通地用于其他相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。在每一屆學(xué)生中選擇設(shè)計(jì)較為出色的部分產(chǎn)品，進(jìn)行實(shí)際加工制作，一方面是對學(xué)生的激勵(lì)，同時(shí)也可以作為以后學(xué)生的研究對象。由于最終的產(chǎn)品完全是學(xué)生自己設(shè)計(jì)，有利于學(xué)生掌握機(jī)電產(chǎn)品的構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）整個(gè)過程，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。
（3）考核方式的改革。改變傳統(tǒng)考核方式，對機(jī)電一體化課程的考核采用形成性考核方式：課程考核成績=理論考試成績（50%）+實(shí)操訓(xùn)練與考試（20%）+解決實(shí)際應(yīng)用課題情況（30%）。理論考試是按照考試大綱要求，閉卷考試，100分鐘。
實(shí)操訓(xùn)練與考試是在現(xiàn)有的機(jī)電一體化教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行設(shè)備操作、編程、調(diào)試等，考查學(xué)生動手操作能力。
解決實(shí)際應(yīng)用課題情況主要是結(jié)合簡易機(jī)器人開發(fā)課題，要求學(xué)生利用所學(xué)知識給出解決方案，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。考查學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題的能力。
該考核方法能夠客觀真實(shí)地評價(jià)出學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)情況和知識掌握情況，全面地反映學(xué)生應(yīng)用該課程知識解決實(shí)際問題的能力。克服了單純的理論考試反應(yīng)學(xué)生成績的片面性，避免了出現(xiàn)高分低能情況，讓更多的學(xué)生發(fā)揮出個(gè)人的潛能。鼓勵(lì)有能力的同學(xué)參加機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和機(jī)器人大賽等各種活動。
前言
機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生因?yàn)樵谥R學(xué)習(xí)方面要求既掌握機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造方面的理論，又要求掌握計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等方面的知識，這種機(jī)電復(fù)合型人才滿足了當(dāng)前社會生產(chǎn)的需求，所以近年來我校本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率都在95%左右，但是從學(xué)生就業(yè)后反饋的信息來看，學(xué)生在動手能力以及理論知識轉(zhuǎn)化方面還存在一定差距，我們需要認(rèn)真反思在本科人才培養(yǎng)實(shí)踐體系中存在的問題。
1、實(shí)踐體系與人才培養(yǎng)目標(biāo)
在高校本科生人才培養(yǎng)中，為了滿足社會行業(yè)對人才服務(wù)的要求，需要根據(jù)學(xué)校自身的行業(yè)優(yōu)勢和辦學(xué)水平，合理確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。此外還要考慮學(xué)生個(gè)人條件和志向，區(qū)分確定人才培養(yǎng)。是培養(yǎng)在理論上繼續(xù)深入研究的創(chuàng)新型模式還是滿足社會掌握基本的機(jī)電類專業(yè)課程后，在工程實(shí)際中具有較強(qiáng)的動手能力，對于工廠的實(shí)際工程問題進(jìn)行解決的應(yīng)用型培養(yǎng)目標(biāo)要求？目標(biāo)定位的不同要求學(xué)生具有的能力也出現(xiàn)差異。例如針對創(chuàng)新型人才模式要求具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和較強(qiáng)的創(chuàng)造性思維能力。而對于立足于畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)從事生產(chǎn)一線的應(yīng)用型培養(yǎng)人才則需要較強(qiáng)的動手實(shí)踐能力和分析工程問題以及解決問題能力。針對不同培養(yǎng)模式學(xué)生在能力方面存在差異，會直接影響到學(xué)生就業(yè)情況，也是人才培養(yǎng)能否成功的重要一環(huán)。可以說定位是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到四年學(xué)習(xí)后在以后就業(yè)和進(jìn)一步深造中都能堅(jiān)定進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)人和學(xué)校的成功。我校機(jī)械電子專業(yè)在學(xué)生培養(yǎng)方面多年來主要突出應(yīng)用人才特質(zhì)的培養(yǎng)，在實(shí)踐動手能力方面要求更為突出，人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位較好，學(xué)生在就業(yè)方面一直畢業(yè)生在企業(yè)界得到了“上手快，動手能力強(qiáng)”的評價(jià)。“十二五”期間，機(jī)械工程及自動化專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率和第一志愿入學(xué)率均為全校49個(gè)專業(yè)排名第一名，其中機(jī)電方向的簽約率為91.07%，就業(yè)率為95%。
2、理論課程與實(shí)踐體系的關(guān)系
高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的確立提出了相關(guān)能力的培養(yǎng)的要求，例如創(chuàng)新能力、知識遷移能力等，為了在大學(xué)期間提升學(xué)生在上述能力的水平，需要構(gòu)建知識體系培養(yǎng)計(jì)劃，首要的問題就是理論課程體系的構(gòu)建，在知識架構(gòu)上提供必要的知識理論模塊。我們培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后會進(jìn)入社會，從事企業(yè)生產(chǎn)活動，理論知識能否轉(zhuǎn)化成實(shí)際能力成為關(guān)鍵的一環(huán)，這與我們構(gòu)建的實(shí)踐體系可以說直接相關(guān)。實(shí)踐體系完備在學(xué)生理論知識吸收、轉(zhuǎn)化為動手能力方面意義重大，直接關(guān)系到我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)是否成功，是否在社會市場的競爭中具有優(yōu)勢的關(guān)鍵。在機(jī)電專業(yè)理論課程設(shè)置上，我們從工程實(shí)踐中圍繞系統(tǒng)控制角度出發(fā)，安排相關(guān)理論課程。從當(dāng)前企業(yè)需要實(shí)際需要出發(fā)，開設(shè)相應(yīng)的課程，例如《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》、《可編程控制器》、《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》等課程。在驅(qū)動部分圍繞機(jī)電專業(yè)的特色，我們應(yīng)該讓學(xué)生對工廠實(shí)際中經(jīng)常用到的驅(qū)動器具體名稱、特點(diǎn)、應(yīng)用場合有清楚的了解，這里面包括各類電動、氣動和液壓元件。對于電動主要包括三相普通異步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、伺服電機(jī)等。由于控制器一般處理的信號為弱電部分，而驅(qū)動器為強(qiáng)電部分。對于氣動元件主要有電磁閥、氣缸以及各種氣動馬達(dá)等。而液動元件有各種液壓馬達(dá)及氣缸等。本部分的課程設(shè)置應(yīng)改包括《電工電子》、《電動機(jī)》、《液壓與氣動》等課程。在下一個(gè)環(huán)節(jié)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本部分中主要完成動作的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及電氣與機(jī)械的接口部分。本部分應(yīng)該給學(xué)生開設(shè)《機(jī)電傳動》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)》等課程。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作后，下一部分緊跟著就是傳感部分，這樣當(dāng)機(jī)械裝置運(yùn)動后，經(jīng)過傳感器把采集的機(jī)械裝置運(yùn)動的狀態(tài)反饋給控制器，形成一個(gè)閉環(huán)控制。這部分應(yīng)該開辟的課程為《傳感器》、《測試技術(shù)》等。這樣借助控制流程圖來安排課程，讓我們從一個(gè)工程系統(tǒng)的高度來對機(jī)電類專業(yè)課程進(jìn)行設(shè)置，無論對所授課老師還是學(xué)生都能清楚自己所學(xué)的內(nèi)容在一個(gè)大系統(tǒng)中處于的位置，可盡快適應(yīng)工程現(xiàn)場工作需要。
3、機(jī)電專業(yè)實(shí)踐體系構(gòu)建
機(jī)械電子工程專業(yè)在課程設(shè)置上涵蓋了機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)控制等相關(guān)知識系統(tǒng)，上述理論知識的學(xué)習(xí)為學(xué)生建立了理論基礎(chǔ)，但是知識和能力之間還存在一定的距離，而有效的實(shí)踐是二者之間轉(zhuǎn)換的橋梁。要想實(shí)現(xiàn)學(xué)生理論知識盡快轉(zhuǎn)換成能力，需要建立一定的實(shí)踐體系幫助學(xué)生掌控知識的翅膀。首先相關(guān)課程內(nèi)容模塊的理論學(xué)習(xí)，必須設(shè)置一定量相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這對于教師課上知識的學(xué)習(xí)能夠及時(shí)驗(yàn)證，對于學(xué)生相應(yīng)模塊理論知識的理解起點(diǎn)撥的作用。在這一點(diǎn)上我市有些高職院校做的比較好，可以借鑒過來。例如有高職院校提倡一半課堂理論教學(xué)，一半實(shí)踐教學(xué)，為了學(xué)生知識的掌握，提倡小班授課，將班級學(xué)生規(guī)模限制在30人以內(nèi)，學(xué)生理論知識和實(shí)踐能力的培養(yǎng)質(zhì)量得到了有效保障。其次必要的金工實(shí)習(xí)和企業(yè)實(shí)踐。這一塊實(shí)踐內(nèi)容在各個(gè)高校都基本上存在，學(xué)生通過該實(shí)踐的確加深了機(jī)械加工和機(jī)電控制的了解，但僅僅流于一般的實(shí)踐實(shí)習(xí)學(xué)生受益則非常有限，應(yīng)該對這棵“培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的老樹”進(jìn)行二次開發(fā)，挖掘出新的方法來提升學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。例如在企業(yè)或?qū)W校實(shí)踐中，企業(yè)選擇是否做到有針對性，是否符合我們培養(yǎng)學(xué)生特點(diǎn)，是否做到了學(xué)生親自參與一些加工等環(huán)節(jié)？此外在測繪環(huán)節(jié)也有待于進(jìn)一步加強(qiáng)？相應(yīng)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐針對性也有必要進(jìn)一步強(qiáng)化。最后引入必要的社會培訓(xùn)，對學(xué)生有針對性地開展特定知識培養(yǎng)。社會培訓(xùn)是我們學(xué)校培養(yǎng)有益必要的補(bǔ)充。學(xué)校盡管建立了比較齊全的理論知識架構(gòu)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，但是社會對于某類人才能力的需求，學(xué)校人才培養(yǎng)方面存在一定的滯后性，而社會培訓(xùn)則相對靈活得多，根據(jù)學(xué)生就業(yè)市場技能需求，開設(shè)短期培訓(xùn)班，對某類技能進(jìn)行突擊培訓(xùn)，滿足上崗需要。我們可有效吸收他們的優(yōu)點(diǎn)，對我們學(xué)生短板進(jìn)行針對性培訓(xùn)。提升我們學(xué)生的社會競爭力，我系目前正朝該方向進(jìn)行探索。
4、結(jié)論
機(jī)械電子專業(yè)為社會培養(yǎng)輸送復(fù)合型人才，相對于其他專業(yè)在實(shí)踐能力培養(yǎng)方面要求更高，而機(jī)電專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)和提高不是一蹴而就的事，我們需要從理論體系高度統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)踐培養(yǎng)體系，建立切實(shí)符合高校本專業(yè)學(xué)生特質(zhì)的培養(yǎng)方案，才能培養(yǎng)出滿足社會和企業(yè)需要的優(yōu)質(zhì)人才。
作者：岳建鋒 孫光亞 賀凱航 杜宇 單位：天津工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：機(jī)械電子專業(yè) 課程設(shè)計(jì) 教學(xué)改革
專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)是實(shí)踐性教學(xué)，其主要是對工程的觀點(diǎn)、定量計(jì)算、綜合分析以及設(shè)計(jì)能力等方面進(jìn)行訓(xùn)練，是理論與實(shí)際進(jìn)行有效結(jié)合的紐帶，以其自身的實(shí)踐性、綜合性、啟發(fā)性、直觀性以及探索性等特點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注。其讓學(xué)生在對實(shí)際問題進(jìn)行解決的過程中獲取實(shí)踐能力，幫助學(xué)生獲取正確的工程理念，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識與基本素質(zhì)的培養(yǎng)。
一、探究機(jī)械電子專業(yè)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是綜合性的運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識，以此來設(shè)計(jì)典型的機(jī)電系統(tǒng)，通過這一環(huán)節(jié)來加強(qiáng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。通常在對系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要按照運(yùn)動的要求輸出不同的復(fù)合機(jī)械運(yùn)動，例如直線、旋轉(zhuǎn)等，在對飛行器的舵面操作系統(tǒng)與行走的機(jī)械底盤驅(qū)動等系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該有測控系統(tǒng)、傳感器、執(zhí)行系統(tǒng)等。現(xiàn)階段，該課程在教學(xué)的過程中，存在以下問題：
首先就是課程的設(shè)計(jì)具有較大的難度，由于課程教學(xué)的題目主要是圍繞具體的應(yīng)用對象所實(shí)現(xiàn)其具備的功能來進(jìn)行的，雖然課題的涵蓋范圍比較明確，但根據(jù)學(xué)生所掌握的知識來講，難以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)對知識與技能的要求。如果在這一過程中，學(xué)生無法進(jìn)行設(shè)計(jì)，會失去學(xué)習(xí)的信心，直接影響到教學(xué)的質(zhì)量。
其次，設(shè)計(jì)的題目相對較為傳統(tǒng)，沒有做到與時(shí)俱進(jìn)，由于題目的更新相對較慢，這也就導(dǎo)致很多新的理論知識與技能無法得到有效的利用，對于學(xué)習(xí)中求知欲較強(qiáng)的學(xué)生缺乏吸引力，難以激發(fā)學(xué)生的興趣。
在教學(xué)指導(dǎo)的過程中缺乏規(guī)范性，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中更加關(guān)注功能的實(shí)踐效果，對于設(shè)計(jì)中對性能與成本的要求缺乏關(guān)注，這也導(dǎo)致其設(shè)計(jì)的報(bào)告缺乏規(guī)范性，理論與實(shí)踐不相符。
教師在組織教學(xué)的時(shí)候形式過于單一，學(xué)生考核的方式也相對較為傳統(tǒng)，與現(xiàn)代教育的要求不相符。例如，現(xiàn)代的課程設(shè)計(jì)通常要求學(xué)生在進(jìn)行任務(wù)的時(shí)候，自己進(jìn)行資料的收集，并通過資料來對系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、繪圖等環(huán)節(jié)，教師的主要工作就是正確的引導(dǎo)學(xué)生，對其在設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)間與工作的進(jìn)度完全由學(xué)生進(jìn)行自我安排，難以保障工作的效率，同時(shí)，也缺乏相應(yīng)的激勵(lì)制度來激發(fā)學(xué)生的積極性。此外，課程結(jié)束之后需要提交相應(yīng)的設(shè)計(jì)報(bào)告，來對學(xué)生進(jìn)行考核，對學(xué)生制作報(bào)告的過程關(guān)注度不高，這也為學(xué)生作弊提供了空間，嚴(yán)重影響到教學(xué)的質(zhì)量。
二、機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容完善的措施
1.對選題進(jìn)行及時(shí)更新
由于課程設(shè)計(jì)中的題目更新相對較少，這就要求教學(xué)過程中要與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)更新、優(yōu)化新的技術(shù)、設(shè)備以及思想。同時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，要不斷完善新課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，突出相應(yīng)的題目所對應(yīng)的工程應(yīng)用背景，從工程的角度來分析和研究問題，并從解決問題的過程中獲得知識，在將新知識引入課堂教學(xué)的時(shí)候應(yīng)該注意為學(xué)生提供一定的空間，讓學(xué)生通過自己的方式來對知識進(jìn)行探索與創(chuàng)新。例如：在航空航天工程的教學(xué)過程中，應(yīng)該對工程實(shí)際中具有代表性的機(jī)電設(shè)計(jì)進(jìn)行選取，保障問題的難度適合學(xué)生的知識掌握情況。同時(shí)在知識的范圍內(nèi)，還應(yīng)該融入計(jì)算機(jī)測控、電氣、氣動以及液壓等方面知識要素，在對問題進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該具有相應(yīng)的側(cè)重點(diǎn).
在進(jìn)行機(jī)械電子專業(yè)課程設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)學(xué)習(xí)與吸收先進(jìn)知識與技能，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新，將新的知識與課程設(shè)計(jì)相融合，以此來激發(fā)學(xué)生的探索欲望，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，例：液壓位置隨動力矩加載系統(tǒng)的多余力消除這一問題受到廣泛的關(guān)注，也具有大量的研究實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)，所以在對其進(jìn)行教學(xué)的過程中將其視為附加的任務(wù)，以此來引導(dǎo)學(xué)生，讓其對查找相關(guān)資料，在這一過程中嘗試不同解決問題的方式，并在仿真的環(huán)境下來獲取知識，對新的知識與技能進(jìn)行有效的運(yùn)用。
2.重視工程設(shè)計(jì)的規(guī)范性
在對機(jī)械電子專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革的過程中，應(yīng)該重點(diǎn)注意學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)，讓學(xué)生可以獨(dú)立分析與思考問題，有效解決實(shí)際工作中存在的問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，讓其在實(shí)踐過程中充實(shí)自我、完善知識，成為推動社會發(fā)展的人才。課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革可以分為幾方面，分別是對任務(wù)進(jìn)行全面的降解、通過查閱資料來進(jìn)行調(diào)研、選取最優(yōu)的方案設(shè)計(jì)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生明確掌握這一流程。由于現(xiàn)代的教學(xué)沒有將理論與實(shí)踐進(jìn)行有效的結(jié)合，這也就導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對于系統(tǒng)的工程理念缺乏正確的認(rèn)識，教師在對其進(jìn)行講解的過程中就應(yīng)有針對性的講解，讓學(xué)生對不同題目所對應(yīng)的工程特點(diǎn)、背景、需要等方面內(nèi)容有個(gè)正確的了解，培養(yǎng)學(xué)生從工程的角度來研究問題，提高學(xué)生設(shè)計(jì)任務(wù)的完成效果。
同時(shí)，為了方便教師指導(dǎo)學(xué)生，可以將課程設(shè)計(jì)的過程進(jìn)行細(xì)分，按照題目的要求來對不同細(xì)化的環(huán)節(jié)進(jìn)行具體指導(dǎo)語講解，將任務(wù)的重點(diǎn)、要求等融入設(shè)計(jì)的任務(wù)書之內(nèi)，幫助其更有效的理解。此外，教師還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓其在題目中發(fā)現(xiàn)問題，并通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館、實(shí)踐等不同的方式來尋求解決方式，教師應(yīng)該尊重學(xué)生的主體地位，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與自主能力。
三、機(jī)械電子專業(yè)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革的途徑
要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，就要對傳統(tǒng)的教學(xué)方式、內(nèi)容進(jìn)行改革，將先進(jìn)的科研成果引入教學(xué)之中，正確的定位學(xué)生，重視學(xué)生的參與意識，而教師則充分發(fā)揮其自身主導(dǎo)性的地位。同時(shí)，教師還應(yīng)該不斷優(yōu)化傳統(tǒng)的教學(xué)方式，融入新課改標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，如討論式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、問題式教學(xué)、任務(wù)式教學(xué)、參與式教學(xué)等。此外，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生做到理論與實(shí)踐進(jìn)行有效的結(jié)合，這就要求通過任務(wù)式教學(xué)的方式來進(jìn)行。
首先，任務(wù)教學(xué)就是按照學(xué)生的實(shí)際狀況來對任務(wù)進(jìn)行分配，有效的運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識，將理論應(yīng)用到實(shí)踐的過程中來。在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師可以通過小組合作、集中授課、研討等不同的環(huán)節(jié)進(jìn)行，為學(xué)生制定合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃，并選取可以激發(fā)學(xué)生興趣與積極性的題目來進(jìn)行任務(wù)的分配。其次，還應(yīng)對學(xué)生的考核體系進(jìn)行完善與更新，傳統(tǒng)的實(shí)踐考核主要是通過對結(jié)果的審核來衡量學(xué)生，這種方式具有一定的不足之處，忽略了學(xué)生的實(shí)踐過程，不利于考核學(xué)生的創(chuàng)新能力、個(gè)性特點(diǎn)以及理論與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合的效果，這種考核方式在一定程度上限制了學(xué)生的發(fā)展。所以應(yīng)該構(gòu)建多元化的考核體系，以此來提高考核的質(zhì)量與可信度，讓學(xué)生在掌握知識與理論的同時(shí)，還可以有效的解決實(shí)際問題，同時(shí)，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，讓其自主的參與到教學(xué)活動中。
結(jié)語：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，社會對人才有了新的要求，所以在對機(jī)械電子專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)的過程中，應(yīng)該重視理論與實(shí)踐的結(jié)合，有效的提高教學(xué)質(zhì)量，對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的弊端進(jìn)行不斷的完善，以此來推動社會的進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 Capstone-CDIO；機(jī)電一體化；課程體系；實(shí)踐；評價(jià)
中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1671-489X（2013）30-0076-02
機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生主要從事機(jī)電一體化設(shè)備的維護(hù)、管理、生產(chǎn)及調(diào)試工作。在這些崗位上，他們所用的知識不是單一的機(jī)械或電子方面的，而是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)為一體的綜合知識[1]。機(jī)械電子學(xué)科是基于機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來的新學(xué)科[1]，同時(shí)也是具備寬度、深度、跨度三維并行的機(jī)電一體化課程體系特點(diǎn)的綜合學(xué)科[2]。
目前機(jī)電一體化專業(yè)的課程設(shè)置還偏于傳統(tǒng)，教學(xué)效果不太理想，主要體現(xiàn)在：
1）重理論輕實(shí)踐；
2）理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)；
3）專業(yè)特色不明顯[3]。
為此，進(jìn)行面向應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的三維并行機(jī)電一體化課程體系構(gòu)建與實(shí)踐研究，具有重要的理論指導(dǎo)和實(shí)踐意義。
1 概念解讀
1.1 課程體系
所謂課程體系，是指高等學(xué)校為了實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和活動及其實(shí)施的總和。它包括課程在內(nèi)并以培養(yǎng)方案所設(shè)內(nèi)容為主體部分的學(xué)校教育教學(xué)系統(tǒng)[4]。
1.2 CDIO
CDIO理念代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動、實(shí)踐、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)要求工程畢業(yè)生能在工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[5]。
1.3 Capstone
現(xiàn)在美國絕大多數(shù)工程學(xué)院都開設(shè)頂點(diǎn)設(shè)計(jì)課程（Cap-stone）[6-7]。羅伯特·杜雷爾將頂點(diǎn)設(shè)計(jì)課程[8]定義為：“本科階段最后開設(shè)的課程，具有頂點(diǎn)性或體驗(yàn)性特點(diǎn)，目標(biāo)是把大學(xué)階段學(xué)到的零碎的知識整合為統(tǒng)一的整體。作為學(xué)業(yè)結(jié)束前的最后課程，目的是為學(xué)生提供成功的體驗(yàn)和值得憧憬的未來。”
頂點(diǎn)設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)之一是整合性[9]，即能將過去所學(xué)的相對零碎的專業(yè)知識整合成統(tǒng)一的整體；特點(diǎn)之二是開放性，將知識點(diǎn)有機(jī)地串聯(lián)起來，幫助學(xué)生以綜合視野整體構(gòu)建知識，形成跨學(xué)科的觀點(diǎn)；特點(diǎn)之三是超越性，面向?qū)嵺`，將“如何做”改進(jìn)為“如何做得更好”[10]。因此，Capstone的模式更有利于卓越工程師的培養(yǎng)。
2 基于Capstone-CDIO的三維并行機(jī)電一體化課程體系實(shí)踐
2.1 課程知識項(xiàng)目化
基于Capstone-CDIO的理念，在課程體系的基礎(chǔ)上開發(fā)構(gòu)建機(jī)電工程的項(xiàng)目，以工程師職業(yè)訓(xùn)練為導(dǎo)向，將“基本單元、功能模塊、應(yīng)用系統(tǒng)”貫穿于課程體系的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。在項(xiàng)目化過程中，根據(jù)工程難度可將項(xiàng)目層次化，即一個(gè)大的工程項(xiàng)目可由N個(gè)小項(xiàng)目組成，幾個(gè)小項(xiàng)目構(gòu)成單元項(xiàng)目，由單元項(xiàng)目再組成系統(tǒng)項(xiàng)目[3]。每一單元系統(tǒng)可單獨(dú)成為一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，規(guī)定任務(wù)完成的時(shí)間，一方面需確保單元系統(tǒng)基本要求，另一方面需要一個(gè)與專業(yè)結(jié)合的綜合性的一級項(xiàng)目。一級項(xiàng)目需要的子系統(tǒng)可分解作為二級項(xiàng)目預(yù)先實(shí)現(xiàn)[11]。學(xué)生制定項(xiàng)目任務(wù)書，明確項(xiàng)目技術(shù)要求，這樣學(xué)生在完成工程項(xiàng)目過程中實(shí)現(xiàn)對機(jī)電知識的理解和掌握。
2.2 學(xué)科交叉化
隨著科學(xué)的發(fā)展，僅憑某一學(xué)科領(lǐng)域的研究已很難解決復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題。“學(xué)科交叉點(diǎn)往往就是科學(xué)新的生長點(diǎn)、新的前沿，最有可能產(chǎn)生重大突破。”[12]機(jī)電一體化項(xiàng)目設(shè)計(jì)表現(xiàn)為機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多學(xué)科交叉與多系統(tǒng)集成等特點(diǎn)。
2.3 項(xiàng)目平臺化
交叉學(xué)科重要，但做起來很難。破解這個(gè)難題的方法是項(xiàng)目平臺化。文獻(xiàn)[12]指出：“要適應(yīng)學(xué)科交叉融合趨勢，完善科技創(chuàng)新活動組織模式，形成有利于跨學(xué)科研究的體制機(jī)制。”只有將項(xiàng)目歸類于各種平臺（如機(jī)電一體化設(shè)計(jì)平臺、機(jī)電一體化制造平臺、機(jī)電一體化控制平臺），才可以使得學(xué)生不再費(fèi)力于一些基礎(chǔ)平臺的搭建，而可以致力于平臺基礎(chǔ)上的創(chuàng)新實(shí)踐。
3 基于Capstone-CDIO 的三維并行機(jī)電一體化課程體系實(shí)踐評價(jià)
按照Capstone的模式設(shè)計(jì)平臺項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目由6～8人組成，讓專業(yè)能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長，每組的項(xiàng)目由具有項(xiàng)目知識經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行指導(dǎo)。在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)時(shí)，可以按照調(diào)研技能、知識構(gòu)建、問題解決、團(tuán)隊(duì)技能這四個(gè)方面制定學(xué)生評價(jià)規(guī)則，如表1所示。
由此可見，頂點(diǎn)課程評價(jià)的主體是多元且動態(tài)的[9]，通過調(diào)研技能、知識構(gòu)建、問題解決、團(tuán)隊(duì)技能等多方面來評價(jià)學(xué)生，打破了以往通過考試評價(jià)學(xué)生的一元模式，從而保證了評價(jià)活動的客觀性。
4 結(jié)束語
將Capstone-CDIO工程教育模式引入機(jī)電一體化課程實(shí)踐，使學(xué)生在工程項(xiàng)目中的實(shí)施過程中不斷探求專業(yè)知識，為學(xué)生提供綜合、拓展、批判和應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識和技能的機(jī)會。在接近工程環(huán)境的項(xiàng)目平臺上，對機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)以及運(yùn)行調(diào)試，從而增強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)知識的理解，提高了學(xué)生實(shí)際操作的能力，使得學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力四個(gè)層面得到鍛煉，為學(xué)生可持續(xù)的職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]喬玉晶，韓桂華.復(fù)合型機(jī)電人才培養(yǎng)中課程體系優(yōu)化設(shè)置的研究[C]//第三屆教學(xué)管理與課程建設(shè)學(xué)術(shù)會議論文集，2012.
[2]曾勵(lì)，王軍.基于應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的機(jī)電一體化課程體系研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（13）：64-65.
[3]薛國兵.CDIO在機(jī)電一體化課程中的探索與實(shí)踐[J].電子世界，2012（14）：150-150.
[4]寇有志.基于TOPCARES—CDIO的一體化課程體系的設(shè)計(jì)[J].教育教學(xué)論壇，2012（18B）：34-35.
[5]王曉煜，吳迪，關(guān)勝.基于CDIO理念的應(yīng)用型人才一體化課程體系的研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（1）：95-96.
[6]Hotaling N， Fasse B B， Bost L F， et al. A Quantitative
Analysis of the Effects of a Multidisciplinary Engineering
Capstone Design Course[J].Journal of Engineering Education，
2012（4）：630-656.
[7]Van L H， Hodgson A， Mikkelsen J， et al. How Student
Reflections Have Guided the Evolution of a Mechanical
Engineering Capstone Design Course[R].Proceedings of
the Canadian Engineering Education Association，2013：
135-136.
[8]熊華軍，劉興華.美國大學(xué)工程頂點(diǎn)課程的設(shè)計(jì)及啟示：基于美國工程教育協(xié)會2005年調(diào)查的分析[J].清華大學(xué)教育研究，2012（4）：89-96.
[9]黃璐.頂點(diǎn)課程：評價(jià)大學(xué)生綜合素質(zhì)的一種有效方式[J].教育與考試，2010（6）：76-79.
[10]梁晶.美國大學(xué)工程教育頂點(diǎn)課程的特色與啟示[J].西北成人教育學(xué)報(bào)，2012（4）：33-36.
一、機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新
通過校企合作,邀請行業(yè)和企業(yè)的技術(shù)專家組成專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會,確定專業(yè)核心能力和職業(yè)崗位能力的典型生產(chǎn)項(xiàng)目(任務(wù)),確定工學(xué)結(jié)合的專業(yè)人才培養(yǎng)方案。形成以機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)備安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等技能為核心職業(yè)能力的獨(dú)具特色的靈活多樣的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)以與昆明中鐵大型養(yǎng)路機(jī)械集團(tuán)公司“訂單式”人才培養(yǎng)項(xiàng)目為基礎(chǔ),依托合作企業(yè),繼續(xù)推進(jìn)訂單式人才培養(yǎng)工作。此外,積極引進(jìn)國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的課程和教學(xué)方法,學(xué)習(xí)借鑒國際職業(yè)教育成熟模式和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),深化教育改革,豐富人才培養(yǎng)模式,不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,更好地服務(wù)于本省工業(yè)企業(yè)。
二、“理、實(shí)一體化”課程教學(xué)模式改革
為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,使學(xué)生能夠做到真正的工學(xué)結(jié)合,本專業(yè)以崗位能力培養(yǎng)為目標(biāo),以生產(chǎn)工作項(xiàng)目(任務(wù))為載體,以完成“任務(wù)”的工作流程為主線,改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建以實(shí)驗(yàn)室/實(shí)訓(xùn)室環(huán)境與實(shí)際工程環(huán)境相結(jié)合為特色的實(shí)踐教學(xué)體系。推進(jìn)“理、實(shí)一體化”課程教學(xué)模式改革。本專業(yè)已實(shí)施“一體化”教學(xué)改革的課程有《電工電子技術(shù)》、《可編程控制器及應(yīng)用》、《變頻技術(shù)及應(yīng)用》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》等課程,在實(shí)施“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)改革中,將上課地點(diǎn)從教室轉(zhuǎn)到實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)場所。實(shí)現(xiàn)“教室與實(shí)訓(xùn)室一體化”、“理論課教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化”,教師在做中教,學(xué)生在做中學(xué),收到了較好的教學(xué)效果。
三、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)作為校級特色專業(yè),在學(xué)校的大力支持下,建有實(shí)施人才培養(yǎng)工作的相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,主要有:PLC實(shí)驗(yàn)室、金工實(shí)驗(yàn)室、公差實(shí)驗(yàn)室、電工電子電拖實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械CAD/CAM實(shí)驗(yàn)室、數(shù)控原理實(shí)驗(yàn)室等。學(xué)校實(shí)訓(xùn)中心配備有生產(chǎn)型數(shù)控機(jī)床34臺(套),普通機(jī)械加工設(shè)備及電焊機(jī)等90余臺(套),現(xiàn)有機(jī)械加工車間2個(gè),鉗工車間3個(gè),焊工車間2個(gè)。實(shí)習(xí)中心2008年12月完成了中央財(cái)政支持的職業(yè)教育數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè);同年12月被云南省教育廳評為“云南省高職高專省級示范性實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地”;2007年開始建設(shè)國防科技工業(yè)職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)基地,目前項(xiàng)目正在實(shí)施中,大部分已建成并投入使用。專業(yè)在已有的實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)條件基礎(chǔ)上,通過機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)新建的實(shí)訓(xùn)室、實(shí)訓(xùn)基地,建立完善的實(shí)訓(xùn)、培訓(xùn)、認(rèn)證流程,積極推行“雙證書”制度,為社會輸送“下得去、留得住、用得上”的高技能型人才。機(jī)械電子工程學(xué)院已與云南銅業(yè)股份有限公司、昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司、昆明中鐵大型養(yǎng)路機(jī)械集團(tuán)公司等多家大中型骨干企業(yè)簽訂校企合作協(xié)議,機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)依托其中一些相關(guān)企業(yè),開展校企合作,組織實(shí)施畢業(yè)生的頂崗實(shí)習(xí)。企業(yè)為學(xué)生提供頂崗實(shí)習(xí)和就業(yè)崗位。按企業(yè)模式進(jìn)行管理及教學(xué),采用“擇優(yōu)選拔,末位淘汰”的方式,企業(yè)為優(yōu)秀學(xué)生提供實(shí)習(xí)和就業(yè)崗位,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與就業(yè)崗位的無縫對接。
四、師資隊(duì)伍建設(shè)
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)教師隊(duì)伍擁有一支師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理的專兼職教學(xué)團(tuán)隊(duì)。其中副高級以上職稱人數(shù)占專兼職教師總?cè)藬?shù)的41.7%;雙師型教師人數(shù)占專兼職教師總?cè)藬?shù)的62.5%;師資隊(duì)伍中包含有碩士研究生、博士研究生及博士。高素質(zhì)的專兼職教師隊(duì)伍保證了機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案的組織實(shí)施。本專業(yè)為提高專任教師的實(shí)踐能力和兼職教師的教學(xué)能力,加強(qiáng)“雙師”結(jié)構(gòu)的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和雙師素質(zhì)教師培養(yǎng),聘請更多的行業(yè)企業(yè)人才到學(xué)校擔(dān)任兼職教師,從企業(yè)聘請經(jīng)驗(yàn)豐富、技能突出的中、高級職稱兼職教師及能工巧匠,分期來指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí),開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,同時(shí)增加專業(yè)教師中具有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師比例以提高專任教師的職業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐能力。
五、結(jié)語
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)不斷改進(jìn)及創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,推進(jìn)“教、學(xué)、做”一體化課程教學(xué)改革,不斷學(xué)習(xí)借鑒國際職業(yè)教育成熟模式和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),深化教育改革,加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,目的是為社會輸送“下得去、留得住、用得上”的高素質(zhì)技能型人才,更好地服務(wù)于本省工業(yè)企業(yè)。
針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺憾的工程實(shí)踐能力養(yǎng)成教育工作室，以機(jī)械電子工程和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)學(xué)生為對象訓(xùn)練其工程實(shí)踐能力，采用學(xué)生創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、采購、制作、裝配、管理的工作流程，激發(fā)學(xué)生的求知欲，促進(jìn)課題相關(guān)課程課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)意、自主設(shè)計(jì)、自主制造的全方位工程實(shí)踐能力的教學(xué)實(shí)踐。
【關(guān)鍵詞】
工程實(shí)踐能力;自主創(chuàng)意;自主設(shè)計(jì);自主制造;教學(xué)實(shí)踐
一、引言
在應(yīng)用型本科學(xué)校教育教學(xué)過程中，創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)新教育占有十分突出的地位，學(xué)生實(shí)踐能力、職業(yè)能力的培養(yǎng)模式面臨十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)模式的學(xué)生實(shí)踐能力多以標(biāo)準(zhǔn)課題、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練、標(biāo)準(zhǔn)考核模式為主。本文針對傳統(tǒng)模式的缺憾，結(jié)合工廠工作和教師工作經(jīng)歷，在以機(jī)械電子工程和機(jī)制專業(yè)學(xué)生為對象的工程實(shí)踐能力養(yǎng)成工作室的教學(xué)實(shí)踐過程中，根據(jù)學(xué)生的興趣和愛好，強(qiáng)調(diào)、激發(fā)學(xué)生的求知欲，使工程實(shí)踐能力養(yǎng)成訓(xùn)練和課程課堂教學(xué)相互促進(jìn)，在培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)意、自主設(shè)計(jì)、自主制造的全方位工程實(shí)踐能力培養(yǎng)上取得了很好的教學(xué)效果。
二、工程實(shí)踐能力養(yǎng)成教育工作室運(yùn)行模式
習(xí)慣是一個(gè)人在長期的生活和工作學(xué)習(xí)中所形成的一種不容易改變的行為、傾向和社會風(fēng)尚。一種好的行為習(xí)慣讓人受益終生，但一種壞的行為習(xí)慣會讓人終生煩惱。工作室提倡自主合作探究性學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的動手操作和實(shí)踐能力。在培養(yǎng)各種能力的同時(shí)，作為教師還應(yīng)注意學(xué)生良好行為習(xí)慣的養(yǎng)成。因此只有加強(qiáng)養(yǎng)成教育，注重培養(yǎng)學(xué)生的良好工程職業(yè)行為習(xí)慣，將工程實(shí)踐能力內(nèi)化為學(xué)生自身素養(yǎng)，才能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目的，促進(jìn)其終生發(fā)展。工程實(shí)踐能力可以歸結(jié)為七大能力:發(fā)現(xiàn)問題能力、背景知識和技能學(xué)習(xí)能力、工程設(shè)計(jì)能力、工程管理能力、工程制造能力、工程裝配能力、歸納總結(jié)能力。此工作室是要學(xué)生在課題立項(xiàng)過程中，不斷學(xué)習(xí)相關(guān)背景知識，以興趣為驅(qū)動力，在不斷拓展學(xué)習(xí)中提高設(shè)計(jì)、制造、管理多方面的工程實(shí)踐能力。本工作室從大一第二學(xué)期征集學(xué)生課題，歷時(shí)三個(gè)學(xué)年到大四第一學(xué)期結(jié)束，期間學(xué)生應(yīng)不斷汲取工程制圖、工程材料、工程力學(xué)、金屬工藝學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、液壓與氣壓傳動、電工電子技術(shù)、電力拖動、自動控制與檢測的相關(guān)課程知識和技能，圍繞自己的課題，拓展相關(guān)知識的學(xué)習(xí)和技能的訓(xùn)練。本工作室采用學(xué)生創(chuàng)意—學(xué)生設(shè)計(jì)—學(xué)生采購—學(xué)生制造—學(xué)生裝配—學(xué)生管理的工作模式。
三、工作室的教學(xué)實(shí)踐
(一)基于學(xué)生自身興趣的教學(xué)實(shí)踐。新生入學(xué)后，利用作品成果展覽、工作視頻、入學(xué)教育和專業(yè)導(dǎo)論課，讓學(xué)生知道自己所學(xué)專業(yè)的遠(yuǎn)期、中期和近期目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣，征集意愿濃厚的學(xué)生加入到工作室預(yù)備團(tuán)隊(duì)。預(yù)備團(tuán)隊(duì)學(xué)生的主要任務(wù)是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，經(jīng)過老生的引領(lǐng)，逐步熟悉工作室運(yùn)行模式，重點(diǎn)是專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)以及相關(guān)知識拓展學(xué)習(xí)，積累專業(yè)知識基礎(chǔ)。從大一到大二的兩年時(shí)間，以機(jī)械制圖、工程力學(xué)、工程材料、金屬工藝學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)為主線，拓展學(xué)習(xí)訓(xùn)練CAD、公差配合、金工實(shí)習(xí)、企業(yè)運(yùn)行實(shí)踐等，使學(xué)生了解專業(yè)、了解企業(yè)、了解工作室、了解社會，培養(yǎng)學(xué)生的工程思想、奠定工程基礎(chǔ)、錘煉工程實(shí)踐能力基礎(chǔ)。從大二的后半年開始，預(yù)備團(tuán)隊(duì)的學(xué)生轉(zhuǎn)入工作室正式學(xué)員，可以提出自己的創(chuàng)意，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，逐步完善自己的創(chuàng)意，并完成工程設(shè)計(jì)，經(jīng)導(dǎo)師審核后，進(jìn)入到原材料采購、加工制作和安裝階段，此時(shí)要預(yù)先學(xué)習(xí)訓(xùn)練各種設(shè)備工具、量具的操作規(guī)程和使用方法并熟練掌握，在保證安全及老生幫助下，完成作品。
(二)基于大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的教學(xué)實(shí)踐。大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽目的在于綜合設(shè)計(jì)能力與協(xié)作精神;加強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實(shí)際需求進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、制作的實(shí)踐工作能力、吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽屬于命題式競賽，學(xué)生根據(jù)競賽要求選擇自己感興趣設(shè)計(jì)方向，利用所學(xué)知識，經(jīng)過自己的調(diào)查研究，提出自己的命題解決方案，經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造、裝配形成實(shí)物或模型作為成果參加競賽。利用工作室的運(yùn)行模式，組織學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽，多次獲得不錯(cuò)的成績。在第七屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中，大賽主題:“服務(wù)社會———高效、便利、個(gè)性化”;設(shè)計(jì)內(nèi)容為“錢幣的分類、清點(diǎn)、整理機(jī)械裝置;不同材質(zhì)、形狀和尺寸商品的包裝機(jī)械裝置;商品載運(yùn)及助力機(jī)械裝置”，作品的評選采用綜合評價(jià)，一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行評價(jià):一是選題評價(jià):新穎性;實(shí)用性;意義或前景。二是設(shè)計(jì)評價(jià):創(chuàng)新性;結(jié)構(gòu)合理性;工藝性;先進(jìn)理論和技術(shù)的實(shí)用;設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量。三是制作評價(jià):功能實(shí)現(xiàn);制作水平與完整性;作品性價(jià)比。四是現(xiàn)場評價(jià):介紹及演示;答辯與質(zhì)疑。根據(jù)大賽設(shè)計(jì)要求和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選擇了錢幣分類和助力機(jī)械兩個(gè)內(nèi)容作為參賽作品，要求每個(gè)作品項(xiàng)目有四名三年級或四年級學(xué)生參加，學(xué)生提出自己的設(shè)計(jì)方案，經(jīng)導(dǎo)師審核后，完成自己的設(shè)計(jì);然后學(xué)生自己提出原材料、標(biāo)準(zhǔn)件和相關(guān)工藝裝備采購清單，通過市場調(diào)研，提出三家采購商家，經(jīng)導(dǎo)師審核批準(zhǔn)后，完成相關(guān)的采購工作;利用工作室的設(shè)備和工藝裝備，完成作品零件加工制作，并且組裝完成參賽作品;最后完成相關(guān)的一系列技術(shù)文件并制作功能展示的視頻資料。通過學(xué)生和老師的不懈努力，在第七屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽河北賽區(qū)，錢幣分撿機(jī)獲得一等獎，物流助力機(jī)械獲得三等獎，取得了比較理想的成績，尤為突出的是參賽學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到了大幅度的提升。
(三)專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐。在比較合適的專業(yè)課程中也采用工作室運(yùn)行模式來提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。在液壓站設(shè)計(jì)與使用課程的教學(xué)過程中，針對液壓站設(shè)計(jì)與使用課程要求學(xué)生能夠設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的液壓站的課程教學(xué)目標(biāo)，第一次課就要求學(xué)生通過自己的調(diào)研，明確主機(jī)設(shè)備技術(shù)要求，綜合考慮以下因素:主機(jī)用途、結(jié)構(gòu)和布局、主機(jī)使用條件和主機(jī)的技術(shù)特性;各執(zhí)行元件的動作循環(huán)與周期及各機(jī)構(gòu)運(yùn)動之間的聯(lián)鎖和安全要求;主機(jī)對液壓系統(tǒng)的工作性能的要求，如運(yùn)動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度、傳動效率、控制方式和自動化程度等;原動機(jī)的類型(電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī))及其功率特性等;工作條環(huán)境件，如室內(nèi)或室外、溫度、濕度、塵埃、沖擊震動、易燃易爆及腐蝕情況等;限制條件，如壓力脈動、沖擊、振動、噪聲等允許值等;經(jīng)濟(jì)性要求，如投資規(guī)模與費(fèi)用、運(yùn)行能耗和維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用等。然后提出不少于由20個(gè)液壓元件組成的實(shí)用型液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過老師審核完善以后，學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求和教學(xué)要求，在課程的學(xué)習(xí)過程中，利用課外時(shí)間進(jìn)行自己的液壓站的設(shè)計(jì)計(jì)算工作，期末提交自己的設(shè)計(jì)成果，真正做到一人一題，邊學(xué)邊做，教學(xué)效果十分顯著。
四、結(jié)語
工程實(shí)踐能力養(yǎng)成教育工作室通過幾年的運(yùn)行，已經(jīng)形成了以學(xué)生管理為主，教師指導(dǎo)為輔，學(xué)生老帶新，企業(yè)化運(yùn)作的相對完善工作機(jī)制，對于機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)起到重要的作用，學(xué)生走入工作崗位的職業(yè)素養(yǎng)和適應(yīng)能力顯著提高。
作者：張忠純 單位：唐山學(xué)院
【參考文獻(xiàn)】
［1］鄭敏利，譚光宇，畢耕．以大工程意識指導(dǎo)工程訓(xùn)練教學(xué)基地建設(shè)［J］．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003，22(6):4～7
［2］丁洪生，周郴知，楊志兵等．工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)體系的改革與創(chuàng)新［J］．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，22(6):1～4
［3］曹中一，劉舜堯．工程訓(xùn)練中實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)［J］．現(xiàn)代大學(xué)教育，2003，3:81～84
1．專業(yè)認(rèn)知學(xué)習(xí)階段在第一學(xué)年第一學(xué)期開設(shè)的“機(jī)械專業(yè)導(dǎo)論”為所有機(jī)械專業(yè)本科生的必修課(32學(xué)時(shí))。該課程保證有8學(xué)時(shí)的關(guān)于紡織機(jī)械的授課內(nèi)容，重點(diǎn)介紹紡織機(jī)械行業(yè)的情況、紡織機(jī)械的分類、紡織機(jī)械的主要設(shè)備，使學(xué)生對紡織機(jī)械有初步的感性認(rèn)識。
2．專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段紡織機(jī)械門類繁多、性能各異，有紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、化纖機(jī)械、針織機(jī)械、非織造機(jī)械、染整機(jī)械、服裝機(jī)械、紡織器材與儀器8大類，分別對應(yīng)8個(gè)紡織機(jī)械子行業(yè)，僅紡織機(jī)械的主流機(jī)型就超過200種。這些門類繁多的紡織機(jī)械幾乎涵蓋了所有的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光機(jī)電控制系統(tǒng)及工程材料。因此，在通用機(jī)械類課程教學(xué)中，以紡織機(jī)械為載體，將紡織機(jī)械的案例融入到如“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械工程材料”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“微機(jī)原理及應(yīng)用”“測試技術(shù)”“液壓氣動技術(shù)”等相關(guān)課程中，盡可能以紡織機(jī)械為案例進(jìn)行授課。
3．專業(yè)課學(xué)習(xí)階段對于實(shí)行學(xué)分制的高校來說，學(xué)生有一定的選課自由，但由于專業(yè)課的學(xué)時(shí)有限，因此，紡織機(jī)械類選修課不宜開設(shè)太多，以免因選課人數(shù)太少而導(dǎo)致課程設(shè)置流產(chǎn)。我校(東華大學(xué))機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程及自動化專業(yè)設(shè)有4個(gè)專業(yè)方向:機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、機(jī)械制造及其自動化、機(jī)械電子工程、幕墻工程與機(jī)械。在機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)方向開設(shè)3門紡織機(jī)械類課程:(1)“紡織機(jī)械概論”，64學(xué)時(shí)，基于大紡織范疇，涉及紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械等內(nèi)容，使學(xué)生了解紡織機(jī)械的工作原理、基本構(gòu)成。(2)“紡織機(jī)械設(shè)計(jì)(1)”，48學(xué)時(shí)，使學(xué)生掌握紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械的共性關(guān)鍵機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。(3)“紡織機(jī)械設(shè)計(jì)(2)”，48學(xué)時(shí)，使學(xué)生掌握化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械的共性關(guān)鍵機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)方向的選修課設(shè)置如表1所示。要求學(xué)生至少選修12學(xué)分。選課組合方案如下:(1)偏“通用機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械噪聲控制。(2)偏“紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、紡織機(jī)械設(shè)計(jì)(1)、紡織機(jī)械設(shè)計(jì)(2)。(3)“通用機(jī)械+經(jīng)典紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、紡織機(jī)械設(shè)計(jì)(1)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)(或機(jī)械噪聲控制)。(4)“通用機(jī)械+新型紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、紡織機(jī)械設(shè)計(jì)(2)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)(或機(jī)械噪聲控制)。
4．實(shí)踐教學(xué)在機(jī)械類實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中，以紡織機(jī)械為載體，設(shè)計(jì)相關(guān)題目或課題;在專業(yè)實(shí)習(xí)(實(shí)驗(yàn))階段，確保有4個(gè)學(xué)時(shí)的參觀實(shí)習(xí)，要求撰寫參觀實(shí)習(xí)報(bào)告。
二、編寫適應(yīng)新形勢的紡織機(jī)械類教材
(1)首次出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《紡織機(jī)械概論》(陳革、楊建成主編，中國紡織出版社，2011年5月出版)。該教材基于“大紡織”的概念，介紹紡織機(jī)械的分類，分析紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械的基本工藝原理、核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、產(chǎn)品分類等;還簡要介紹了國內(nèi)外紡織機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)狀、光機(jī)電一體化技術(shù)在各類紡織機(jī)械上的應(yīng)用情況及現(xiàn)代紡織機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。
(2)出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《織造機(jī)械》(陳革主編，中國紡織出版社)，獲2011年中國紡織服裝教育學(xué)會優(yōu)秀教材獎、2012年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎。
(3)出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《紡紗機(jī)械》(毛立民、裴澤光主編，中國紡織出版社)。教材介紹了紡紗機(jī)械的分類、機(jī)構(gòu)組成、工藝過程和工作原理，以及近年來紡紗機(jī)械的新裝備和新技術(shù)，特別是機(jī)電一體化技術(shù)在紡紗機(jī)械上的應(yīng)用。
(4)正在編寫“十二五”部委級規(guī)劃教材《機(jī)械專業(yè)導(dǎo)論》。該書為面向紡織特色高校機(jī)械工程及自動化專業(yè)的概論性教材，其中包含紡織機(jī)械概論的相關(guān)內(nèi)容。主要內(nèi)容有:機(jī)械工程概述、機(jī)械工程中的力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)電一體化技術(shù)、新材料及其工程應(yīng)用、紡織機(jī)械導(dǎo)論。
(5)正在編寫“十二五”部委級規(guī)劃教材《紡織機(jī)械設(shè)計(jì)》。教材從各類紡織機(jī)械中提煉出關(guān)鍵共性機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))，強(qiáng)調(diào)對機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))的綜合設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有:梳理機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、牽伸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、卷繞機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、同步傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、烘干裝置的設(shè)計(jì)、紡絲成型裝置的設(shè)計(jì)、自調(diào)勻整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、針織成圈機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、立體織物編織機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
三、編寫《機(jī)械類課程的紡織機(jī)械案例集》
《機(jī)械類課程的紡織機(jī)械案例集》擬收集各類紡織機(jī)械的典型機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))案例，可用于“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“液壓與氣動技術(shù)”“測試技術(shù)”“機(jī)電控制系統(tǒng)”“機(jī)械工程材料”等機(jī)械類課程的教材編寫、課件制作、授課舉例等，從而將紡織機(jī)械的案例融入到相關(guān)課程中。表2為機(jī)械類課程的知識點(diǎn)與紡織機(jī)械典型機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))的對照表。
四、編寫《紡織機(jī)械課程設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))選題集》
從以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)題目中，精選出包括各類紡織機(jī)械典型機(jī)構(gòu)、典型系統(tǒng)的題目，在此基礎(chǔ)上修改、擴(kuò)展，設(shè)計(jì)新的課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)題目;從所承擔(dān)的紡織機(jī)械類科研項(xiàng)目中，提煉出一些典型機(jī)構(gòu)或共性技術(shù)，設(shè)計(jì)出適合本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)的選題，同時(shí)編寫《紡織機(jī)械課程設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))選題集》。
五、結(jié)語
文章結(jié)合近期對工業(yè)工程專業(yè)“長三角”與“珠三角”地區(qū)的調(diào)研結(jié)果，分析了工業(yè)工程專業(yè)存在的問題，論述了應(yīng)用型工業(yè)工程人才培養(yǎng)模式、能力結(jié)構(gòu)和課程體系，以期培養(yǎng)高素質(zhì)、高質(zhì)量的應(yīng)用型工業(yè)工程專業(yè)人才。
【關(guān)鍵詞】
新建本科；應(yīng)用型；工業(yè)工程；人才培養(yǎng)；模式
工業(yè)工程是對由人員、物資、設(shè)備、能源和信息等組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的一門學(xué)科。我國是制造業(yè)大國，有數(shù)十萬具有一定規(guī)模的制造企業(yè)。要做強(qiáng)制造業(yè)，就需要大力推進(jìn)工業(yè)工程研究與應(yīng)用，培養(yǎng)一大批工業(yè)工程應(yīng)用型人才。我國工業(yè)工程高等教育雖然只有十幾年的歷史，但發(fā)展迅速。從1992 年教育部批準(zhǔn)西安交通大學(xué)和天津大學(xué)開辦工業(yè)工程專業(yè)以來，到現(xiàn)在已有180 多所高等院校設(shè)置了工業(yè)工程專業(yè)。工業(yè)工程專業(yè)應(yīng)該如何建設(shè)、如何辦出特色、如何培養(yǎng)應(yīng)用型人才，是我們面臨的問題。
一、工業(yè)工程專業(yè)調(diào)研概述
為了在辦學(xué)中突出自己的特色，構(gòu)建技術(shù)本科應(yīng)用型工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系理論模型、設(shè)計(jì)新型課程體系框架結(jié)構(gòu)、提出課程改革指導(dǎo)性意見、制定相關(guān)學(xué)科專業(yè)課程教學(xué)計(jì)劃與核心課程標(biāo)準(zhǔn)打下良好的基礎(chǔ)，2012年6月至2013年1月，我們開展了工業(yè)工程專業(yè)調(diào)研活動。調(diào)研整體上采取典型調(diào)研方法，主要選取思源學(xué)院往屆畢業(yè)并正在從事工業(yè)工程相關(guān)工作的學(xué)生以及“長三角”與“珠三角”地區(qū)設(shè)立工業(yè)工工程部門的企業(yè)為調(diào)研對象，采取問卷調(diào)研、實(shí)地考查、資料檢索、畢業(yè)學(xué)生座談和企業(yè)訪談等形式開展調(diào)研活動。共發(fā)放調(diào)研問卷53份，召集畢業(yè)生13人次召開座談會，實(shí)地考查企業(yè)3個(gè)，與相關(guān)企業(yè)有關(guān)負(fù)責(zé)人訪談4次，參考有關(guān)文獻(xiàn)4篇，從課程知識調(diào)研、專業(yè)技術(shù)能力調(diào)研、個(gè)人基本能力調(diào)研、職業(yè)能力培養(yǎng)調(diào)研等四個(gè)方面展開調(diào)研活動。依據(jù)調(diào)研結(jié)果和人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，指出了人才培養(yǎng)中存在的問題，從培養(yǎng)模式、課程建設(shè)和能力培養(yǎng)等方面提出了工業(yè)工程專業(yè)教育的建議。
二、工業(yè)工程專業(yè)應(yīng)用性人才需求與培養(yǎng)現(xiàn)狀
1、工業(yè)工程崗位及專業(yè)知識需求現(xiàn)狀
（1）企業(yè)重視程度不均衡。對相關(guān)企業(yè)的調(diào)研表明，企業(yè)對于工業(yè)工程重視程度有很大區(qū)別，臺資企業(yè)一般均設(shè)有“工業(yè)工程部（IE部）”或“生產(chǎn)與工業(yè)工程部（PIE部）”，如菱茂光電、技嘉科技、晟銘電子等企業(yè)，工業(yè)工程專項(xiàng)工作開展比較深入，開展項(xiàng)目基本符合我們一般高校的培養(yǎng)的目標(biāo)；國內(nèi)企業(yè)除個(gè)別比較大的外向型企業(yè)設(shè)立工業(yè)工程部門外，大部分企業(yè)沒有工業(yè)工程部門，這些企業(yè)雖然也進(jìn)行了相關(guān)的工業(yè)工程活動，但是很不系統(tǒng)，其重視程度也很不夠。
（2）工業(yè)工程專業(yè)人才嚴(yán)重匱乏。通過對以上企業(yè)調(diào)研，大部分企業(yè)均表示需要工業(yè)工程人員，但是這些企業(yè)現(xiàn)有的工業(yè)工程技術(shù)人員大都來自基層作業(yè)人員（如晟銘電子）、機(jī)械電子技術(shù)人員轉(zhuǎn)崗和行政人事人員轉(zhuǎn)崗（如菱茂光電）等，來自工業(yè)工程科班出身的人員極少。這是由于1980年代初我國在引進(jìn)推廣現(xiàn)代管理時(shí)，忽視了工業(yè)工程的開發(fā)和應(yīng)用，我國的IE專業(yè)遲遲未能開設(shè)。近幾年來雖然全國有近百所高校開設(shè)了工業(yè)工程專業(yè)，但是畢業(yè)生大都轉(zhuǎn)行，真正從事這一行業(yè)的人才極少，這才形成今天工業(yè)工程人才嚴(yán)重匱乏的局面。
（3）工業(yè)工程崗位需要的專業(yè)知識及能力。一是專業(yè)知識需求情況。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，對于統(tǒng)計(jì)學(xué)、項(xiàng)目管理、基礎(chǔ)工業(yè)工程、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、質(zhì)量管理與可靠性、運(yùn)籌學(xué)、成本控制、工程經(jīng)濟(jì)、人機(jī)工程、物流系統(tǒng)設(shè)施規(guī)劃、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等需求比例較高。二是能力需求情況。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，對于專業(yè)技術(shù)能力和人際交往能力最為欠缺。
專業(yè)技術(shù)能力需求情況。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，對于項(xiàng)目管理能力、生產(chǎn)現(xiàn)場管理優(yōu)化能力、基本辦公軟件掌握使用能力、資源管理能力、統(tǒng)計(jì)分析能力、專業(yè)軟件掌握使用能力等需求比例較高。
個(gè)人基本能力需求情況。 根據(jù)調(diào)研結(jié)果，對于工程推理和解決問題能力（發(fā)現(xiàn)問題和表述問題、建模、提出解決方案等）、良好的態(tài)度和思想（包括堅(jiān)持、多智、靈活、責(zé)任心、積極地傳遞意見、創(chuàng)造性及批判性思維、終身學(xué)習(xí)和教育別人、時(shí)間和資源管理等）和系統(tǒng)思維能力（全方位思考問題，確定主次重點(diǎn)等）需求比例較高。
提高職業(yè)能力的方法。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，提高職業(yè)能力的方法主要方法是：進(jìn)行廣泛的社會實(shí)踐，積累社會經(jīng)驗(yàn)；到對口單位進(jìn)行實(shí)習(xí)，提高實(shí)踐操作技能；加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，提高專業(yè)技能。
2、工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)現(xiàn)狀
（1）重點(diǎn)院校工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。以清華大學(xué)為例：工業(yè)工程系招生的本科專業(yè)為工業(yè)工程專業(yè)，培養(yǎng)兼具工程技術(shù)與管理技能、具有國際視野與競爭力的復(fù)合型創(chuàng)新人才，致力于提高工業(yè)與服務(wù)系統(tǒng)效率，改善人們的工作與生活質(zhì)量，推動國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展進(jìn)步。工業(yè)工程專業(yè)的畢業(yè)生具有扎實(shí)的數(shù)理理論基礎(chǔ)、良好的外語和計(jì)算機(jī)能力，掌握寬廣的工程、經(jīng)濟(jì)管理、人文社科等方面的基本知識和技能，具有對復(fù)雜的生產(chǎn)和服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和運(yùn)作的綜合專業(yè)能力。
（2）普通二本院校工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。以西安理工大學(xué)為例：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具有堅(jiān)實(shí)自然科學(xué)和社會科學(xué)基礎(chǔ)理論知識，掌握管理科學(xué)與工程學(xué)科及機(jī)械電子類相關(guān)學(xué)科基本理論與技術(shù)，具備工程知識背景，熟悉系統(tǒng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)及行為科學(xué)等方面的理論與知識，能夠較為熟練地應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)工程的基本理論與方法，對生產(chǎn)和服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、評價(jià)、控制和創(chuàng)新活動，集專業(yè)技術(shù)知識和現(xiàn)代管理知識于一身的復(fù)合型高層次管理人才。畢業(yè)生能在生產(chǎn)和服務(wù)領(lǐng)域從事項(xiàng)目管理、生產(chǎn)與運(yùn)作管理、質(zhì)量管理、物流管理、采購管理、設(shè)備管理、現(xiàn)場管理等方面的實(shí)務(wù)性和研究性工作。
（3）三本院校工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。以西安思源學(xué)院為例，本專業(yè)培養(yǎng)掌握制造技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)工程和管理科學(xué)理論和方法，能夠運(yùn)用工業(yè)工程知識對各類項(xiàng)目或企事業(yè)的生產(chǎn)、服務(wù)、管理子系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)、改善和優(yōu)化的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。
（4）改進(jìn)方向。通過對以上專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的分析不難發(fā)現(xiàn)，重點(diǎn)院校工業(yè)工程專業(yè)除了強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)與管理技能以外，更強(qiáng)調(diào)具有國際視野與競爭力的復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)具有對復(fù)雜的生產(chǎn)和服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和運(yùn)作的綜合專業(yè)能力。普通二本院校工業(yè)工程專業(yè)除了強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)與管理技能以外，更強(qiáng)調(diào)大學(xué)基礎(chǔ)知識背景和集專業(yè)技術(shù)知識和現(xiàn)代管理知識于一身的復(fù)合型高層次管理人才的培養(yǎng)。
針對思源學(xué)院作為新建民辦本科學(xué)院面臨的實(shí)際生源問題和軟硬件條件現(xiàn)實(shí)，學(xué)校工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)方案改進(jìn)方向是：更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論和實(shí)際的緊密聯(lián)系，提高學(xué)生動手實(shí)踐能力、改善創(chuàng)新意識等。
三、工業(yè)工程專業(yè)發(fā)展中存在的問題
1、工業(yè)工程專業(yè)名稱的困局
“工業(yè)工程”這一專業(yè)名稱是教育部高校專業(yè)目錄規(guī)定的規(guī)范名稱，這是根據(jù)工業(yè)工程的研究對象、研究方法和研究目的所決定的，它不是研究某一獨(dú)立的工業(yè)領(lǐng)域，如“機(jī)械電子工程”、“化學(xué)工程”、“土木工程”等，而是研究包含以上某種或某幾種工程領(lǐng)域的人員、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)置和改善的一門學(xué)科，它是一門超越所有一般獨(dú)立工程領(lǐng)域的“工業(yè)的工程”，所以“工業(yè)工程”的名稱的命名是科學(xué)的，也是從事這一行業(yè)的規(guī)范的名稱。但是這一名稱在國內(nèi)企業(yè)和社會中認(rèn)知度不夠，造成了工業(yè)工程專業(yè)名稱的困局。其實(shí)這個(gè)問題也同樣出現(xiàn)在工業(yè)工程專業(yè)的起源地美國，以及我國的臺灣香港等地，但是美國大部分院校和企業(yè)對這一專業(yè)名稱改為了“工業(yè)與系統(tǒng)工程（I&SE）”，臺灣、香港等地也做了一定的軟性處理，如稱為“工業(yè)工程與管理”、“工業(yè)工程與物流管理”等，我們內(nèi)地也不妨做一軟化處理，估計(jì)會使這一專業(yè)具有更高的認(rèn)知度。
2、專業(yè)理論教學(xué)和企業(yè)實(shí)踐的脫節(jié)
工業(yè)工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，需要大量的企業(yè)實(shí)際案例，但是現(xiàn)有的工業(yè)工程專業(yè)教師大都缺乏企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致教學(xué)中出現(xiàn)“閉門造車出門不合轍”的現(xiàn)象。造成這一問題的原因很多，但是主要的原因是教師沒有機(jī)會走出校園，或者是沒有一種激勵(lì)機(jī)制鼓勵(lì)教師參加企業(yè)實(shí)踐活動。
四、應(yīng)用型工業(yè)工程人才培養(yǎng)模式構(gòu)建
1、一個(gè)基礎(chǔ)，多個(gè)方向的“2+1+1”人才培養(yǎng)模式
（1）堅(jiān)持培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)。應(yīng)該根據(jù)我院工業(yè)工程生源和師資的定位，培養(yǎng)掌握制造技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)工程和管理科學(xué)理論和方法，能夠運(yùn)用工業(yè)工程知識對各類項(xiàng)目或企事業(yè)的生產(chǎn)、服務(wù)、管理子系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)、改善和優(yōu)化的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。
（2）嘗試多角度分方向的“2+1+1”人才培養(yǎng)模式。可試行“2+1+1”人才培養(yǎng)模式。“2+1+1”培養(yǎng)模式，是工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生第一、二學(xué)年學(xué)習(xí)公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課，有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識后，第三學(xué)年開展企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練，并進(jìn)行專業(yè)核心課程學(xué)習(xí)，在具備對企業(yè)的比較深入的了解和較系統(tǒng)的專業(yè)知識和素質(zhì)后，第四學(xué)年根據(jù)學(xué)生自身?xiàng)l件和職業(yè)定向，分職業(yè)方向的學(xué)習(xí)、實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)模式。
采用這一模式可以徹底改變工業(yè)工程人才培養(yǎng)模式與社會對工業(yè)工程人才需求脫節(jié)和高校專業(yè)教學(xué)與實(shí)際工作脫節(jié)的現(xiàn)狀，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)的針對性，形成全新的工業(yè)工程人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生、企業(yè)和社會的三贏。特別是對于學(xué)生可以在實(shí)際工作發(fā)現(xiàn)自己在專業(yè)知識上的不足和今后的職業(yè)定位。
工業(yè)工程專業(yè)有以下八個(gè)職業(yè)定向可供學(xué)生選擇：IE工程師（綜合職業(yè)）；制造工程師；質(zhì)量工程師；生產(chǎn)管理工程師；系統(tǒng)分析師；操作分析師；企業(yè)資源規(guī)劃師；項(xiàng)目管理師。
要想順利實(shí)施工業(yè)工程人才“2+1+1”培養(yǎng)模式，就必須解決好以下四個(gè)關(guān)鍵問題：
一是建立與相關(guān)企業(yè)的合作關(guān)系。擁有穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地是實(shí)施“2+1+1”培養(yǎng)模式的必備條件。我們通過對企業(yè)的調(diào)研，了解許多企業(yè)尤其是加工制造型企業(yè)還是很歡迎在校大學(xué)生來公司長期、穩(wěn)定的工作。此外，通過與企業(yè)簽訂共建實(shí)習(xí)基地的協(xié)議，形成一批比較穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地，這也是可以利用的資源。
二是解決教學(xué)計(jì)劃的教學(xué)課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排問題。由于教學(xué)計(jì)劃是按照四個(gè)學(xué)年安排的，學(xué)生到企業(yè)工作勢必會影響到正常的課堂教學(xué)和獲得學(xué)分的問題。對此可以通過以下方式解決：第三學(xué)年以后多數(shù)都是專業(yè)課程，這些課程可以采用考查形式，由授課教師布置題目，學(xué)生帶著題目到企業(yè)實(shí)際工作中去研究，最后完成的成果以課程設(shè)計(jì)、課程論文或者策劃方案的形式提交，也可進(jìn)行必要的課程成果答辯。
三是做好與學(xué)校相關(guān)職能部門的溝通和協(xié)調(diào)問題。以上規(guī)劃必須取得學(xué)校相關(guān)職能部門的許可，因此務(wù)必做好與職能部門的溝通和協(xié)調(diào)工作。尤其是教學(xué)計(jì)劃安排發(fā)生變更后，必須要與教務(wù)處做好銜接工作，確保教學(xué)工作的順利開展和運(yùn)行。
四是教師的能力和素質(zhì)問題。首先是第三年學(xué)年企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)中教師的培訓(xùn)，可安排教師與學(xué)生一起頂崗，提高教師的職業(yè)能力和素養(yǎng)，其次是第四學(xué)年分職業(yè)方向的學(xué)習(xí)、實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)的教師的培養(yǎng)，教師應(yīng)該具備某一個(gè)或多個(gè)職業(yè)的中級以上的職業(yè)資格。
2、工業(yè)工程專業(yè)能力結(jié)構(gòu)的三位一體設(shè)計(jì)
（1） 能力結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。總體結(jié)構(gòu)方案如圖1所示。
①專業(yè)基礎(chǔ)模塊：由三個(gè)核心基礎(chǔ)構(gòu)成，即系統(tǒng)科學(xué)與信息技術(shù)基礎(chǔ)、制造工程技術(shù)基礎(chǔ)和管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)科基礎(chǔ)。系統(tǒng)科學(xué)與信息技術(shù)基礎(chǔ)：由高等數(shù)學(xué)、管理數(shù)學(xué)、系統(tǒng)工程與運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用組成。制造工程技術(shù)基礎(chǔ)：由大學(xué)物理、機(jī)械制圖、電工與電子技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和現(xiàn)代制造系統(tǒng)組成。管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)科基礎(chǔ)：由企業(yè)管理概論、工業(yè)工程概論、成本管理、工程經(jīng)濟(jì)、管理經(jīng)濟(jì)學(xué)組成。②專業(yè)核心能力模塊：由三個(gè)核心能力和外延能力四部分組成。核心能力一：工作改善能力， 課程群的構(gòu)成如：核心課程： 基礎(chǔ)工業(yè)工程；輔助課程： 人機(jī)工程、現(xiàn)場管理。核心能力二：生產(chǎn)控制能力， 課程群的構(gòu)成如：核心課程：生產(chǎn)運(yùn)作與管理；輔助課程： ERP原理及應(yīng)用、生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真。核心能力三： 設(shè)施規(guī)劃能力，課程群的構(gòu)成如：核心課程： 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)。課程群的構(gòu)成如：輔助課程： 生產(chǎn)物流系統(tǒng)模擬與仿真、物流管理；外延能力：服務(wù)與其他管理能力，課程群主要有項(xiàng)目管理、人力資源管理、市場營銷、戰(zhàn)略管理、管理信息系統(tǒng)等。
（2）實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)計(jì)。①核心能力一。核心實(shí)驗(yàn)：工藝程序分析、秒表時(shí)間研究、雙手操作分析、模特法應(yīng)用；輔助實(shí)驗(yàn)：環(huán)境噪聲測量、注意分配實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)曲線實(shí)驗(yàn)、動作穩(wěn)定性測定、疲勞度與疲勞測定。②核心能力二。核心實(shí)驗(yàn)：生產(chǎn)制造管理（ERP軟件）；輔助實(shí)驗(yàn)：ERP沙盤模擬。③核心能力三。核心實(shí)驗(yàn)：生產(chǎn)物流仿真（Witness）；輔助實(shí)驗(yàn)：企業(yè)物流模擬（實(shí)操）。
（3）課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。①專業(yè)基礎(chǔ)模塊。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)：2周+課外2周（主要結(jié)合金工實(shí)習(xí)）。②專業(yè)核心能力模塊。核心能力一：人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)：2周+課外2周（主要結(jié)合工業(yè)工程改善創(chuàng)意競賽）；核心能力二：生產(chǎn)組織課程設(shè)計(jì)：2周+課外4周（主要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)與社會實(shí)踐）；核心能力三：設(shè)施規(guī)劃課程設(shè)計(jì)：2周+課外2周（主要結(jié)合企業(yè)調(diào)研活動）。
（4）工業(yè)工程專業(yè)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)三位一體的實(shí)現(xiàn)。為培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握工業(yè)工程的基本技能，通過課堂教學(xué)使學(xué)生掌握基本理論知識，在實(shí)驗(yàn)室中開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握解決問題的基本方法和手段，再到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中開展相關(guān)課題研究，使學(xué)生熟練掌握工業(yè)工程的基本技能，完成從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室虛擬實(shí)驗(yàn)，再到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的過渡，以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)，完成從了解到熟悉再到熟練掌握的過程，保證學(xué)生在能力培養(yǎng)方面得到連續(xù)、漸進(jìn)的訓(xùn)練。
在開展相關(guān)教學(xué)的過程中，學(xué)生需要花費(fèi)較多時(shí)間，如何保證學(xué)生有充足的時(shí)間開展各項(xiàng)活動，是我們要考慮的主要問題。以下是開展實(shí)踐教學(xué)過程的幾種模式。
第一，利用開放實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)活動。收集企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)資料后，可利用學(xué)校的開放實(shí)驗(yàn)室開展課題研究，如生產(chǎn)系統(tǒng)模擬與仿真、ERP、人機(jī)工程等可采用這種方式。
第二，利用課余時(shí)間開展實(shí)踐活動。利用學(xué)生課余時(shí)間，采用離散方式進(jìn)入企業(yè)開展關(guān)活動。這種方式適用于與學(xué)校有長期、良好合作關(guān)系，且距離學(xué)校又比較近的企業(yè)。基礎(chǔ)工業(yè)工程、現(xiàn)場管理的生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)部分以及工業(yè)工程改善創(chuàng)意競賽即可采用這種方式。
第三，利用寒暑假時(shí)間開展企業(yè)實(shí)踐活動。寒暑假時(shí)間相對較長，學(xué)生可利用這一段時(shí)間到企業(yè)現(xiàn)場開展各種工業(yè)工程研究。如基礎(chǔ)工業(yè)工程、生產(chǎn)運(yùn)作與管理課程，在完成實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)后，對工作改善和生產(chǎn)控制的技能有了較好掌握，再到企業(yè)去開展相關(guān)工作，為企業(yè)解決相關(guān)問題，深受企業(yè)歡迎。
3、課程學(xué)習(xí)的建議
（1）管理與工程知識要專精廣博。學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間，應(yīng)把握每一個(gè)機(jī)會，加強(qiáng)充實(shí)自己的學(xué)識，無論在傳統(tǒng)工業(yè)工程技術(shù)，如時(shí)間研究、動作研究、工廠布置等要精通，對現(xiàn)代工業(yè)工程技術(shù)如運(yùn)籌學(xué)、線性規(guī)劃、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析等更要努力鉆研，做到專而精的程度。更由于將來的工作可能涉及機(jī)電、化工、機(jī)械、土木、計(jì)算機(jī)等范圍，所以對這些知識也要有相當(dāng)?shù)牧私狻Ｒ驗(yàn)椴粡V又不精，在尋找對策、解決問題時(shí)就會感到不得心應(yīng)手。另外除了工業(yè)工程技術(shù)及各項(xiàng)工程知識外，對于最新的管理新知更要有所認(rèn)識涉獵，尤其財(cái)務(wù)與成本會計(jì)方面更是不可忽視都要了解。工業(yè)工程人員在任何機(jī)構(gòu)或工廠服務(wù)，是要解決整體性問題的，如果只求生產(chǎn)制造過程的合理化，而一般行政管理、銷售管理、信息網(wǎng)絡(luò)不能合理化，即使再勤奮也是枉然。
工業(yè)工程人員有了以上認(rèn)知，也可促使上司、老板改變觀念及接受建議，配合達(dá)成目標(biāo)。工業(yè)工程的接觸面很廣，是一門既困難又吃力不討好的工作，我們認(rèn)為工業(yè)工程人員離開學(xué)校后，不但要全心全力做好本身的工作外，對工程及管理未來的趨勢特別要隨時(shí)留意探討，因?yàn)槲磥淼钠髽I(yè)競爭是現(xiàn)實(shí)的、激烈的、是瞬息萬變的，也是適者生存，不適者淘汰的，所以光以在校所學(xué)已不足以應(yīng)付現(xiàn)代企業(yè)的要求。
（2）加強(qiáng)人際關(guān)系的培養(yǎng)。工業(yè)工程人員想要達(dá)成任務(wù)目標(biāo)，除了專精廣博，需要創(chuàng)新力以外，對于人際關(guān)系要注意培養(yǎng)，應(yīng)該具有高超的說服力。良好的人際關(guān)系是積極向上的，而不是一味討好。工業(yè)工程人員是為達(dá)到整體最高利益來替大家服務(wù)，是為了健全企業(yè)體質(zhì)，為了長遠(yuǎn)利益，求得真正之整體性效果。依我們的經(jīng)驗(yàn)，不論從事國有民營企業(yè)、政府行政工作或個(gè)人事業(yè)，一定要得民心，才能成功。因?yàn)榻裉炷悴荒軤幦 @得你的上司、老板的信賴，縱然具有天大的本領(lǐng)，也只落得懷才不遇罷了。所以心理學(xué)、行為科學(xué)也是必要開設(shè)的課程。
（3）培養(yǎng)整體系統(tǒng)的理念。現(xiàn)代企業(yè)日趨龐大復(fù)雜，工業(yè)工程人員必須突破過去的觀念，而經(jīng)常以整體系統(tǒng)的理念，才能徹底解決問題。由于每一個(gè)整體系統(tǒng)是由許多子系統(tǒng)所構(gòu)成，子系統(tǒng)彼此之間有密不可分的關(guān)系，子系統(tǒng)的最佳對策，對整體系統(tǒng)并不一定是最有利的，正所謂“只見樹木不見森林”。以前大家常強(qiáng)調(diào)要“把事情作對（do the things right） ”，今后我們應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)“做對的事情（do the right things） ”。整體系統(tǒng)的觀念是一個(gè)簡單而重要的概念，例如一個(gè)涉及好幾個(gè)單位、好幾方面專業(yè)人員知識的整體性問題，就必須由工業(yè)工程人員幕僚群來參與，以整體系統(tǒng)的觀念來尋求一個(gè)最佳的決策，去折沖、協(xié)調(diào)、擬定各方均可接受的方案，必然更為落實(shí)可行。
（4） 追求永無止境的合理化。企業(yè)要萬年長青，需要不斷成長發(fā)展，從根本改善體制著手，而工業(yè)工程人員的工作目標(biāo)是堅(jiān)持原則、追根究底，追求永無止境的合理化，也就是秉持“沒有最好，只有更好”的理念，因?yàn)榻裉焖龅暮侠砘S著法律規(guī)定、政治因素、經(jīng)濟(jì)形勢、社會環(huán)境、科技發(fā)展的變化，到了明天、后天也許就變成不太合理，甚至完全不合理了，而企業(yè)體制的好壞跟合理化的程度有密切的關(guān)系，這點(diǎn)工業(yè)工程人員應(yīng)有深切的認(rèn)識。
【參考文獻(xiàn)】
[1]周梓榮，龔存宇.工業(yè)工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系探討[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（3）.
關(guān)鍵詞：機(jī)器人教學(xué)；實(shí)踐改革；創(chuàng)新工程
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）51-0133-02
一、傳統(tǒng)機(jī)器人實(shí)踐教育的現(xiàn)狀及存在的問題
1.教學(xué)內(nèi)容跟不上機(jī)器人的發(fā)展速度。隨工業(yè)4.0的提出和應(yīng)用，各國在機(jī)器人研發(fā)和制造方面投入了大量的精力和物力，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，而我們的教學(xué)大綱大多數(shù)幾年都沒有什么變化，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)教師在授課時(shí)基本按照教學(xué)大綱執(zhí)行，對教學(xué)內(nèi)容的更新不多。課程設(shè)置的大多還是一些傳統(tǒng)基礎(chǔ)內(nèi)容，可能有部分內(nèi)容已經(jīng)不再使用，而不能把機(jī)器人學(xué)科前沿進(jìn)展和最新成果傳授給學(xué)生。
2.教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置上存在不合理。機(jī)器人教育在教學(xué)環(huán)節(jié)上存在不合理，大多數(shù)高校在機(jī)器人教育方面以理論課為主，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不足，教師偏重于對理論課的講解，缺乏實(shí)踐動手環(huán)節(jié)。而實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的最佳方法，是鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識分析和解決實(shí)際問題等必不可少的重要環(huán)節(jié)。
3.教育C器人產(chǎn)品缺少規(guī)范。目前，市場上生產(chǎn)和出售教育機(jī)器人的廠家很多，并且大多都是小企業(yè)，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，所以自成體系，互不兼容，系統(tǒng)開放度低，基本上不可能進(jìn)行二次開發(fā)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)用處不大。
二、機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐平臺的培養(yǎng)目標(biāo)
1.熟練掌握基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用能力。學(xué)生通過機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐，可以深度掌握機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、電路技術(shù)、電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、自動控制原理技術(shù)等知識以及基本實(shí)用電路設(shè)計(jì)，將所學(xué)理論知識靈活應(yīng)用于機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐。
2.專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力。機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)有機(jī)組合所構(gòu)成的整體，所以，在機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐中，需要學(xué)生按機(jī)器人設(shè)計(jì)功能要求構(gòu)建相應(yīng)的機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，需要學(xué)生將所學(xué)習(xí)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)、電路、數(shù)電模電、傳感器技術(shù)、自動控制原理、單片機(jī)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等學(xué)科知識進(jìn)行融合，因此需要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用多門專業(yè)知識的能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。機(jī)器人技術(shù)是一門跨專業(yè)、高度綜合的新興學(xué)科，其本身的綜合性非常強(qiáng)，涉及的學(xué)科也很多，如電路技術(shù)、數(shù)電模電技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制原理技術(shù)、機(jī)械制造設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化技術(shù)等多門學(xué)科。在機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)和設(shè)計(jì)的過程中，由于受到學(xué)生的知識層次和動手能力等方面的限制，所以需要多名同學(xué)組成學(xué)習(xí)小組，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、相互配合，才能設(shè)計(jì)制造出高質(zhì)量的機(jī)器人。小組成員既要分工又要合作，形成良好的團(tuán)隊(duì)，這就是未來社會需要的合作模式。所以說機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
4.分析問題、解決問題和獨(dú)立思考能力。機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐過程要求學(xué)生團(tuán)隊(duì)或小組獨(dú)立完成從車體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制器設(shè)計(jì)、傳感器應(yīng)用與檢測信息分析和處理、電源管理、控制軟件設(shè)計(jì)與編寫、系統(tǒng)安裝與調(diào)試到最終構(gòu)建一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，學(xué)生在整個(gè)過程中，機(jī)器人學(xué)習(xí)小組需要查閱相關(guān)資料、傳感器選擇與布置、程序編制和調(diào)試以及方案論證都要在獨(dú)立思考狀態(tài)下進(jìn)行，通過小組討論分析問題，最終找到解決問題的方法。
三、機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐平臺的構(gòu)建
（一）實(shí)踐平臺硬件建設(shè)。我校在工程訓(xùn)練中心構(gòu)建了大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)平臺：機(jī)器人創(chuàng)新基地。它是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的實(shí)踐基地。該基地以開放性實(shí)驗(yàn)室的方式進(jìn)行管理，是為學(xué)生和老師提供不同層次、不同專業(yè)的創(chuàng)新活動和科研活動的平臺。該平臺分為三部分：
1.以機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為主體的機(jī)械設(shè)計(jì)制造平臺，該平臺重點(diǎn)為機(jī)械類學(xué)生提供工程實(shí)踐教學(xué)條件，使學(xué)生能從低年級就開始參與較簡單的機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐活動，并培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、機(jī)械設(shè)計(jì)制造能力和創(chuàng)新意識。
2.以電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)為主體的電子設(shè)計(jì)制作平臺，主要為電子、控制和機(jī)械電子類專業(yè)的學(xué)生提供實(shí)踐教學(xué)條件。該平臺以低年級的電子設(shè)計(jì)制作實(shí)踐為基礎(chǔ)，通過設(shè)計(jì)制作各種簡單控制電路、控制系統(tǒng)提高學(xué)生的電子設(shè)計(jì)制作實(shí)踐能力，隨著實(shí)踐的深入開展和學(xué)生能力的提高，實(shí)踐內(nèi)容可以加深，學(xué)生可以進(jìn)行更高層次的設(shè)計(jì)和制作。
3.以機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作為主體的機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺，該平臺是由以前兩個(gè)平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行綜合運(yùn)用的平臺。該平臺是一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的平臺，要求進(jìn)入的學(xué)生必須通過上面兩個(gè)平臺之一的實(shí)踐學(xué)習(xí)且具有一定的基礎(chǔ)之后，才可以根據(jù)機(jī)器人的功能和設(shè)計(jì)要求組合設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，由團(tuán)隊(duì)完成機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制作全部過程。
（二）實(shí)踐平臺“軟件”建設(shè)
受傳統(tǒng)教學(xué)理念和教學(xué)模式的影響，大部分高校偏重理論教學(xué)而忽視實(shí)踐教學(xué)。我校在加強(qiáng)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)硬件平臺建設(shè)的同時(shí)，也加強(qiáng)“軟件”建設(shè)。我校認(rèn)真對待實(shí)踐指導(dǎo)教師這支隊(duì)伍的建設(shè)和發(fā)展，已建立了一支實(shí)踐技術(shù)高、教學(xué)能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識、符合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)要求和符合學(xué)校科學(xué)發(fā)展的高素質(zhì)實(shí)踐教師隊(duì)伍。其中，機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐平臺指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)時(shí)，充分考慮機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科知識，因此需要一個(gè)相對穩(wěn)定的、多學(xué)科互補(bǔ)的教師團(tuán)隊(duì)，以利于更好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識及競賽能力；同時(shí)建立學(xué)生團(tuán)隊(duì)與梯隊(duì)，擴(kuò)大了學(xué)生競賽的參與面，提高學(xué)生參與競賽的熱情，并為學(xué)校選拔優(yōu)秀學(xué)生組隊(duì)參加國家級、省級競賽提供參考。
四、機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)改革與探索
1.突出以大賽為載體的教學(xué)模式。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式的關(guān)鍵是必須找準(zhǔn)切實(shí)可行的載體，機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)以機(jī)器人大賽為載體。通過大賽，強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新意識，在準(zhǔn)備期間，學(xué)生應(yīng)學(xué)習(xí)相關(guān)知識，踴躍進(jìn)行訓(xùn)練并形成自我學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，使得學(xué)習(xí)和教學(xué)效果大大增強(qiáng)，不僅工程能力得到提高，也使得專業(yè)知識在訓(xùn)練中得到鞏固和升華，競賽還有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、安全意識、環(huán)保意識和成本節(jié)約意識，提升學(xué)生的操作技能和綜合素質(zhì)。
2.注重新教育，將大賽獲獎作品推廣至課堂教學(xué)。一段時(shí)間的機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)生了大量較高水平的學(xué)生大賽獲獎作品，這些作品對于低年級的學(xué)生非常有說服力，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自信心和主動性。實(shí)踐教學(xué)可以以這些作品為內(nèi)容和對象，由任課教師進(jìn)行講解，重點(diǎn)講解其運(yùn)用的原理和解決問題的思路、方法，以及運(yùn)用哪些基本理論知識的綜合，并針對某個(gè)作品發(fā)表各自的意見或者提出改進(jìn)的建議，有成熟的想法和能力的同學(xué)可進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
3.校企合作，優(yōu)勢互補(bǔ)，增加課堂教學(xué)工程案例。機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于周邊生產(chǎn)制造企業(yè)，把一些典型的機(jī)器人技術(shù)工程案例引入課程教學(xué)，由工程師進(jìn)行講解，包括項(xiàng)目背景、設(shè)計(jì)要求、技術(shù)路線、詳細(xì)方案、現(xiàn)場調(diào)試過程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及整個(gè)項(xiàng)目的管理辦法。通過工程案例的講解，學(xué)生有了全面的了解和熟悉，對于增強(qiáng)工程意識和實(shí)踐能力非常有益。同時(shí)，加強(qiáng)校企合作關(guān)系，從企業(yè)選聘實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員兼職學(xué)校指導(dǎo)教師，把他們所掌握的知識及最新技術(shù)傳授給學(xué)生；引入和利用企業(yè)實(shí)踐基地，讓企業(yè)為學(xué)校提供校外實(shí)習(xí)基地，并由企業(yè)的技術(shù)骨干擔(dān)任實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，拓展和更新實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容和要求，提高實(shí)踐的真實(shí)性和工程性，讓學(xué)生感受“真刀真槍”的訓(xùn)練，從而形成和構(gòu)建優(yōu)良的工程實(shí)踐環(huán)境。
五、成果與總結(jié)
近年來，我校學(xué)生參加中國機(jī)器人大賽暨RoboCup（中國賽區(qū)）公開賽等機(jī)器人大賽共獲得國家級和省級的亞軍和季軍獎杯7座、獎勵(lì)證書82張。說明我校在機(jī)器人創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)方面的教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]畢津滔.高校機(jī)器人教學(xué)改革新思路之探索[J].信息通信，2013，（3）：266-267.
[2]戰(zhàn)強(qiáng).機(jī)器人教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010，20（3）：144-146：139.
Robot Innovation Engineering Practice Teaching Reform and Exploration
ZHANG Yi1，WANG Bang-fu1，WANG Si-ming2
（1.Suzhou University of Science and Technology，Suzhou，Jiangsu 215009，China；
2.Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou，Gansu 730070，China）
