机械工程专业开放式人才培养模式研究与实践

　　现代社会对机械专业技术人才的需求呈现出多样化、个性化的趋势，注重培养“宽口径、厚基础、倡个性、重创新”的复合型技术人才。开放式人才教学培养与以互连网络信息技术为核心的现代教育技术的兴起和应用有着密切的关系，针对传统教学灵活性缺乏、专业技能深化不足、自主学习不足等缺点，结合当前卓越工程师培养规划，探索更具开放性的专业人才培养模式，以赢得更广阔的学习空间和更灵活的学习方式，激发自主性学习和研究性学习的热情，是极大提高高等教育质量，实现培养新型专业创新型人才的必由之路。“机械工程及自动化”是武汉理工大学具有明显特色和优势的专业之一，是国家特色专业，湖北省品牌专业，本文以机械工程学科为对象，分析开放式人才培养目标，探索提出卓越背景下的机械工程开放式人才培养模式及实践策略。
　　一、开放式人才培养目标
　　“综合性、开放式、研究型”是当前中国高校定位发展的三要素。开放式应立足于学生的动手能力、知识创新能力和技术创新能力的培养，更要面向社会、面向行业、面向教学过程和面向未来实施开放，即强调时间与空间的开放，更要注重教学体制、教学内容与方法、教学手段与观念的开放，体现出以人为本、重在培养的核心内容。其结果在于能为师生提供一个优良的教学、科研环境，实现教学与科研的融合，为培养学生独立分析、解决问题的能力，增强创新意识，开发创新潜能建立一个平台本文由论文联盟http://收集整理，使其变成思维、探求、感悟的实践过程。wwW.11665.cOM
　　二、人才培养模式改革主要内容
　　机械工程开放式人才培养模式改革是一个集资源、平台、管理与服务于一体的系统性工程。既要多方参与、集思广益和共同谋划，也要遵循系统论方法，融合信息科学技术应用。
　　（1）双链式人才培养模式教学体系改革
　　结合专业特色，提出“双链式”教学体系改革框架，即由“课程理论教学——基础性实验——综合型设计性实验——课程设计——实习——毕业设计”构成的基本工程能力形成教学链，旨在通过教学实现从知识到能力的转化，使学生形成动手能力、综合运用知识的能力、分析解决问题的能力、工程设计能力等基本工程能力；以及由“基础训练——工程训练——能力拓展训练——创新设计训练”构成的工程能力训练拓展教学链，旨在通过教学拓展学生的现代工程能力，培养学生的创新意识、提高创新能力。
　　基于此，机械工程开放式人才培养模式应从“自主性、研究性和创新性”人才培养体系整体出发，在对各教学环节整体优化与提高的基础上，建立以设计、制造、控制为主线，分层次、多模块、相互衔接的网络结构教学体系，如图2所示，该体系强调学生的基础理论教学、专业理论教学以及因材施教的课程理论与实验教学，将自主性、研究性和创新性贯穿教学全过程、体现实践能力培养的渐进性和以学生为主体的多课程融合的创新教学体系。
　　（2）开放式机械专业人才培养课程体系研究
　　按照“双链式”教学体系框架改革要求，发挥机械学科群的软硬件配置优势，结合学科建设及专业建设规划，按照分层次、模块化、开放式、综合性的教学改革思路，开展了开放式机械工程及自动化专业人才培养课程体系与教学方法改革，在课程体系改革方面：
　　整合了课程内容，优化了课程结构。在课程内容上，对传统的课程进行了合并；对多门课程重复的内容进行删减；根据现代专业技术增加了新的教学内容。在课程结构上，增加了人文科学的课程和教学环节；增加了培养学生专业兴趣和素质的课程；新增了与现代机械技术相关的课程；增加了实践性教学内容，特别是培养学生综合和创新能力的实践教学内容；使课程结构更加适应社会和科技发展对本专业人才的知识和能力结构的要求。
　　课程体系建设以专业技术课程即机械设计-机械工艺-机械加工等为主线，优化整合课程内容体系；完善以设计、制造和控制为主线的立体化、多模块和开放式的实践实验教学课程体系，形成了以cad/cam及数控加工综合性实验、机械性能测试设计性实验、机电系统基础技术综合设计性实验，和组合夹具综合设计性实验为主要内容的工程实践创新平台，有机的将理论教学、实践教学和科学研究融为一体。
　　● 公共基础性理论
　　通过基础理论的学习，使学生系统掌握高等数学的基本理论，并能利用数学手段去解决工程技术问题，掌握物理的基本理论和实验方法，掌握与本专业有关的机械原理及其分析方法。主要有如下课程：大学英语、高等数学、大学物理、物理实验、线性代数、概率与数理统计、c++与数据结构等。
　　● 学科基础理论
　　通过这一课程系列的学习，使学生系统掌握机械工程的基础知识，培养学生的实际工作能力；系统掌握力学的基本原理和分析方法，能对机械结构进行力学抽象和分析。属于这一课程系列的课程如下：专业导论、工程图学、工程材料、理论力学、材料力学、电工与电子技术、机械原理、机械设计、测试技术等。
　　● 专业知识与技术
　　通过这一课程系列的学习，使学生掌握各类结构和常用结构的设计、加工方法，具有选择结构方案的基本能力，了解机械加工的方法和基本理论，具备从事技术和管理工作的能力。属于这一课程系列的课程如下：金属工艺学、互换性与测量技术、控制工程、数控技术、机械制造技术基础、机械制造装备设计、机电传动控制、精密加工与特种加工、单片机应用系统设计、机械cad/cam技术等。
　　● 实践与技能
　　为让学生获得充分的实践机会，在实践中运用和检验所学知识，训练分析解决问题的能力，以获得实践技能的训练，增设了基础能力强化训练教学环节、能力拓展训练教学环节，增加机械创新设计课程体系。

　　（3）“立体化、多层次、开放式”实践环节培养模式改革研究
　　大学教学应是理论教学、实践教学和科学研究的三元一体，在培养学生的实践能力和创新精神方面，实验实践教学具有十分重要的意义和作用。遵循“由浅入深，由低级到高级，循序渐进”的认识规律，进一步整体优化实验实践性教学环节计划，建立以能力培养为主线的“四大实训平台、三个层次”的开放式人才培养实训教学体系，构建cad/cam及数控加工综合设计性实验、机械性能测试设计性实验、机电系统基础技术综合设计性实验和组合夹具综合设计性实验，形成贯穿教学全过程、体现实践能力培养的渐进性和以学生为主体的工程实践创新平台。
　　层次化实验教学形式以演示型、验证型等基础实验为基石，搭建综合性设计性拓展实验层，在此基础上，开发自主设计、自主研究的综合实践能力应用，并形成形式各异的科研实践应用层，促进师生实验实践能力的全面提升，如图2所示。
　　在实践过程中，不拘泥于单一的实验实践形式，既能进行仿真模拟实验如mastercam的模拟加工，也能进行实物的搭试与拆装实验如减速箱的拆装实验，更能进行自主设计与研究探索型的实验，形成多样化实验教学形式。在教学过程中将传统仪器与现代技术相结合、实物操作与虚拟仿真相结合、现场授课与多媒体课件相结合等多种教学方法和手段，激发学生实习的积极性和创造性。
　　图3：层次化的实验教学形式
　　（4）基于web形式的组件开放式教学支持平台建设
　　开放式人才培养教学支持平台是基于web的b/s结构解决方案，面向学生、学校教师、企业指导教师三类角色实施管理，使得学生可以随时随地按照自己的意愿与时间空间安排进行开放式学习，包括在线答疑、分组讨论、网上测试、问题发布等；教师可以方便地发布教学信息、发布创新训练计划、建设维护课程内容、对学生开放学习进行测评，实时掌握学生的学习情况，与学生互通沟通；企业指导教师，通过平台与学校教师、学生以问题驱动方式进行沟通、测评学生学习主动性、和学习的效果。目前该项目已经申请国家计算机软件著作权证书（2012r11l069834），系统的功能架构如图3所示， 系统主界面如图4所示。
　　三、结论
　　卓越背景下的机械工程及其自动化专业开放式人才培养模式研究与实践，其研究成果能为师生的民主交流、学生的自主学习、课堂的时空扩展、教学与工程实践、与科学研究的融合提供一个开放性环境；为培养学生独立分析、解决实际问题的能力，运用现代化学习手段进行自主学习和终身学习的能力，增强创新意识，开发创新潜能建立一个平台；使教学过程变成思维、探求、感悟的实践过程。项目的研究对适应现代素质教育、创新意识教育的改革趋势，具有重要的理论指导意义和实践应用价值。