關(guān)于機械電子工程專(zhuān)業(yè)人才培養模式的改革討究與創(chuàng )新

　　摘要： 針對機械電子工程辦學(xué)模式及特點(diǎn)，結合就業(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)結構分析，在借鑒德國高職教育教學(xué)經(jīng)驗的基礎上，以社會(huì )人才市場(chǎng)現實(shí)與未來(lái)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，確定了機械電子工程畢業(yè)生綜合技術(shù)應用能力結構和應有的知識、能力、素質(zhì)結構，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結構體系，構建了“相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系”，創(chuàng )建了“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式，對機械電子工程專(zhuān)業(yè)及人才培養模式進(jìn)行了改革與創(chuàng )新。

　　關(guān)鍵詞： 機械電子工程; 課程結構; 人才培養模式; 教學(xué)模式

　　機械電子工程是機械、電子、計算機和自動(dòng)控制等技術(shù)有機結合的一門(mén)復合技術(shù)，常被稱(chēng)為機電一體化技術(shù)，它代表著(zhù)機械工程技術(shù)革命的前沿方向。作為高等教育的一個(gè)學(xué)科，應面向行業(yè)需求，建設機電模具人才培養基地，培養應用性技術(shù)人才，力圖以強大的應用潛力培養出一大批高技術(shù)人才。¨ 然而它所要求的人才及人才知識結構、技術(shù)素養等明顯不同于傳統的機械工程人員，其培養模式及課程群優(yōu)化設置與建設是一個(gè)急待研究的問(wèn)題。 因此，機械電子工程作為機械設計制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)方向之一，研究其辦學(xué)模式和人才培養模式的改革與創(chuàng )新具有重大意義。

　　一、機械電子工程辦學(xué)模式及特點(diǎn)

　　國外的高等工科教育，十分重視微電技術(shù)與機械工程的結合，在高等院校中正式建立機械電子專(zhuān)業(yè)的大致有兩種類(lèi)型，一種以機械制造過(guò)程機電一體化為方向，如日本的豐橋技術(shù)科技大學(xué)的生產(chǎn)系統工程系和英國勃萊德福的制造系統工程系，另一種以產(chǎn)品機電一體化為方向，如日本的靜崗大學(xué)的光電機械學(xué)科。

　　我國高校機械電子工程專(zhuān)業(yè)的設置始于20世紀80年代。最初機電工程專(zhuān)業(yè)是依據各校歸口行業(yè)應急的需要，對原有相關(guān)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行調整而設置的，教學(xué)計劃的制定明顯帶有“機靠電”或“電靠機”的傾向。而課程設置，尤其是體現機電一體化新技術(shù)的專(zhuān)業(yè)課程設置遠跟不上技術(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(shí)期系統性教育結合進(jìn)修性教育培養出的機電一體化人才，在生產(chǎn)實(shí)踐中，對改造企業(yè)的老產(chǎn)品、舊設備和生產(chǎn)線(xiàn)，提高自動(dòng)化水平和經(jīng)濟效益還是起到了一定的推動(dòng)作用。

　　進(jìn)入2O世紀90年代以后，機電一體化人才的培養為了適應經(jīng)濟體制逐步轉軌以及學(xué)科迅猛發(fā)展所帶來(lái)的變化，許多高校對機械電子工程的專(zhuān)業(yè)結構、課程設置、教學(xué)內容均進(jìn)行了大幅度的調整，機械電子工程最終形成了具有以下特點(diǎn)辦學(xué)模式：一是基于機械電子學(xué)從理論到實(shí)踐的不斷延伸和擴展，基于機械電子工程綜合性人才培養的需要，遵循“寬口徑、廣適應”的原則，專(zhuān)業(yè)方向以機械產(chǎn)品機電一體化和機械制造過(guò)程機電一體化兩個(gè)大方向來(lái)劃分;二是站在市場(chǎng)經(jīng)濟對專(zhuān)業(yè)知識結構的總體高度上來(lái)權衡課程設置、教學(xué)內容與教學(xué)時(shí)數，摒棄以往單純強調課程自身完整性的作法，對專(zhuān)業(yè)基礎課，要削枝強干、精心搭配;對專(zhuān)業(yè)課，要反應現代科技水平，突出新、簡(jiǎn)明、實(shí)用;三是加強實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節，探索適應經(jīng)濟新機制的管理方法，提倡“三結合”—— 即理論與實(shí)踐相結合、教學(xué)實(shí)踐與生產(chǎn)實(shí)踐相結合、實(shí)踐環(huán)節要體現機與電的結合。

　　二、機械電子工程專(zhuān)業(yè)及人才培養模式的改革與創(chuàng )新

　　針對機械電子工程辦學(xué)模式及特點(diǎn)，近年來(lái)中北大學(xué)圍繞機械電子工程專(zhuān)業(yè)建設，通過(guò)廣泛調研就業(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)結構，在借鑒德國高職教育教學(xué)經(jīng)驗的基礎上，以社會(huì )人才市場(chǎng)現實(shí)與未來(lái)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，從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應用能力結構和應有的知識、能力、素質(zhì)結構，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結構體系，構建了“相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系”，創(chuàng )建了“核心技術(shù)一體化”的教學(xué)模式。

　　1.“四層兩段一貫穿”的課程結構

　　機械電子學(xué)科是基于機械、電子、計算機技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科，所以加強理論體系和教學(xué)體系的研究具有重大的現實(shí)意義。 在借鑒德國教學(xué)模式的基礎上，結合自身辦學(xué)的經(jīng)驗和條件，采用分段教學(xué)、模塊訓練型課程模式，逐漸由基礎向專(zhuān)業(yè)發(fā)展課程結構體系。課程結構體系分為基礎教學(xué)、專(zhuān)業(yè)教學(xué)、專(zhuān)長(cháng)教學(xué)、畢業(yè)設計與專(zhuān)業(yè)實(shí)習4個(gè)層面;基礎學(xué)習和主體學(xué)習2個(gè)階段。在整個(gè)3年教學(xué)時(shí)間內，專(zhuān)業(yè)技能實(shí)踐培訓模塊貫穿始終。

　　以機電一體化專(zhuān)業(yè)為例，“四層兩段一貫穿”的課程結構的基礎學(xué)習階段為第一、二兩個(gè)學(xué)期，學(xué)生除進(jìn)行公共課學(xué)習之外，主要學(xué)習專(zhuān)業(yè)基礎理論課程。主體學(xué)習階段分4個(gè)學(xué)期，完成專(zhuān)業(yè)學(xué)習、專(zhuān)長(cháng)學(xué)習、畢業(yè)設計與專(zhuān)業(yè)實(shí)習。其中，在主體學(xué)習階段中規定有兩個(gè)實(shí)習期，第一個(gè)實(shí)習期在第三學(xué)期的相關(guān)專(zhuān)業(yè)課和實(shí)訓課中安排學(xué)生到企業(yè)和校內車(chē)間實(shí)習;第二個(gè)實(shí)習期為最后一學(xué)期，學(xué)生在完成畢業(yè)考試后，主要進(jìn)行畢業(yè)設計和企業(yè)實(shí)習工作。畢業(yè)設計一般采用實(shí)習企業(yè)或校內實(shí)踐中的真實(shí)課題，為實(shí)習企業(yè)和學(xué)院解決技術(shù)上的實(shí)際問(wèn)題。

　　專(zhuān)長(cháng)學(xué)習是專(zhuān)業(yè)能力培養的深化，學(xué)生將學(xué)習到該專(zhuān)業(yè)中最新、最具特色的專(zhuān)業(yè)知識和技能。專(zhuān)業(yè)學(xué)習和專(zhuān)長(cháng)學(xué)習中，學(xué)生將利用相關(guān)的實(shí)訓設備進(jìn)行專(zhuān)門(mén)化技能實(shí)訓模塊的培訓，這些模塊包含了機電一體化領(lǐng)域內的最新應用技術(shù)，大量采用“實(shí)例”和“真實(shí)環(huán)境”方式培訓。學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦相結合，專(zhuān)業(yè)能力培養和素質(zhì)培養相結合，獨立思考、獨立探索能力培養同集體協(xié)作、共同交流能力培養相結合。為了保障實(shí)訓模塊的有效進(jìn)行，一般采用“分組實(shí)施、小班教學(xué)”的方法進(jìn)行，盡量保證每位學(xué)生獨自使用一個(gè)工位、一個(gè)機臺，一名教師指導12位學(xué)生。所以，實(shí)訓模塊課時(shí)利用率高、實(shí)效性強，從而保證了實(shí)訓質(zhì)量。

　　2.相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系

　　開(kāi)展課外制作活動(dòng)是培養大學(xué)生創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力的最佳實(shí)踐活動(dòng)之一，特別是對機電專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，是開(kāi)展專(zhuān)業(yè)知識綜合應用能力訓練的最佳平臺。 將課程進(jìn)行有機整合，形成了上下貫通的理論和實(shí)踐教學(xué)體系，兩個(gè)教學(xué)體系相互平行，融合交叉，把技術(shù)的綜合應用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力培養作為交叉點(diǎn)和教學(xué)重點(diǎn)。為相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系示意圖。

　　相互平行，是指兩套體系的教學(xué)計劃相互平行，課程流程相互平行;相互融合，是指課程知識內容與技術(shù)、技能培養相互融合，理論和實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)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)和技能培養的落腳點(diǎn)相互交叉。

　　例如，“電氣安裝”實(shí)訓模塊課主要對學(xué)生進(jìn)行各種實(shí)際照明電路和電器機床控制電路的布線(xiàn)方法、安裝工藝維修技巧和控制布線(xiàn)圖等方面進(jìn)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(xué)生獲得感性了解，并不涉及原理方面的內容。此實(shí)訓課程對于“電機與拖動(dòng)技術(shù)”、“可編程控制技術(shù)”、“機床電器和工廠(chǎng)供電”以及“故障診斷技術(shù)”專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習進(jìn)行了前期鋪墊和準備，第3學(xué)期的企業(yè)實(shí)習對于學(xué)生了解工業(yè)現場(chǎng)，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(xué)模式

　　“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式包括兩個(gè)一體化，即“核心技術(shù)課程設置一體化”和“核心技術(shù)教學(xué)環(huán)境一體化”，它是以技術(shù)應用能力培養為中心，以核心技術(shù)綜合應用能力培養為重點(diǎn)，將理論與實(shí)驗、實(shí)訓相結合，以課堂與實(shí)驗(實(shí)訓)室、實(shí)習車(chē)間、工廠(chǎng)車(chē)間四點(diǎn)為交叉網(wǎng)絡(luò )的一體化教學(xué)模式。

　　在本專(zhuān)業(yè)的課程體系中，嘗試構建“可編程控制技術(shù)”、“驅動(dòng)技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對學(xué)生在這些反映工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)最具代表性和先進(jìn)性的技術(shù)綜合應用能力培養，我們構建了針對這些核心技術(shù)的一體化教學(xué)模式。為可編程控制技術(shù)課程“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式。“可編程控制技術(shù)”是自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的核心技術(shù)之一，它開(kāi)設有42學(xué)時(shí)的專(zhuān)業(yè)理論和42學(xué)時(shí)的專(zhuān)業(yè)實(shí)訓;理論教學(xué)與學(xué)生上機編程、調試相結合，動(dòng)腦與動(dòng)手相結合，使學(xué)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)。

　　該課程設置使學(xué)生既掌握了PLC基本知識和程序操作，同時(shí)在相關(guān)專(zhuān)業(yè)課中又涉及到PLC在不同場(chǎng)合的應用，而在相關(guān)實(shí)訓模塊課中學(xué)生將PLC技術(shù)綜合應用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個(gè)實(shí)訓室都有一種主要技術(shù)單元，同時(shí)，還有其它技術(shù)單元出現，賓主相擁，多次重復，但角度不同，強調的應用領(lǐng)域和水平不同。

　　三、結語(yǔ)

　　21世紀，中國將發(fā)展成為世界現代制造中心，先進(jìn)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(xué)科方向。21世紀的中國將需要一大批掌握先進(jìn)制造技術(shù)，能從事數控機床、加工中心、工業(yè)機器人以及其他機電一體化設備和產(chǎn)品的設計、開(kāi)發(fā)、編程和操作的高級應用型創(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，嚴謹制定人才培養計劃，使教學(xué)緊跟機電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢，為培養出符合機電一體化技術(shù)崗位實(shí)際需要的、高素質(zhì)、強能力的合格人才而不懈努力。

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