關(guān)于機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革討究與創(chuàng)新

　　摘要： 針對(duì)機(jī)械電子工程辦學(xué)模式及特點(diǎn)，結(jié)合就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域及人才知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，在借鑒德國高職教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以社會(huì)人才市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)與未來發(fā)展對(duì)人才的有效需求為導(dǎo)向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù)，確定了機(jī)械電子工程畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)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(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)及人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了改革與創(chuàng)新。

　　關(guān)鍵詞： 機(jī)械電子工程; 課程結(jié)構(gòu); 人才培養(yǎng)模式; 教學(xué)模式

　　機(jī)械電子工程是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù)，常被稱為機(jī)電一體化技術(shù)，它代表著機(jī)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(yīng)面向行業(yè)需求，建設(shè)機(jī)電模具人才培養(yǎng)基地，培養(yǎng)應(yīng)用性技術(shù)人才，力圖以強(qiáng)大的應(yīng)用潛力培養(yǎng)出一大批高技術(shù)人才。¨ 然而它所要求的人才及人才知識(shí)結(jié)構(gòu)、技術(shù)素養(yǎng)等明顯不同于傳統(tǒng)的機(jī)械工程人員，其培養(yǎng)模式及課程群優(yōu)化設(shè)置與建設(shè)是一個(gè)急待研究的問題。 因此，機(jī)械電子工程作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)方向之一，研究其辦學(xué)模式和人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新具有重大意義。

　　一、機(jī)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(jī)械工程的結(jié)合，在高等院校中正式建立機(jī)械電子專業(yè)的大致有兩種類型，一種以機(jī)械制造過程機(jī)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(tǒng)工程系和英國勃萊德福的制造系統(tǒng)工程系，另一種以產(chǎn)品機(jī)電一體化為方向，如日本的靜崗大學(xué)的光電機(jī)械學(xué)科。

　　我國高校機(jī)械電子工程專業(yè)的設(shè)置始于20世紀(jì)80年代。最初機(jī)電工程專業(yè)是依據(jù)各校歸口行業(yè)應(yīng)急的需要，對(duì)原有相關(guān)專業(yè)進(jìn)行調(diào)整而設(shè)置的，教學(xué)計(jì)劃的制定明顯帶有“機(jī)靠電”或“電靠機(jī)”的傾向。而課程設(shè)置，尤其是體現(xiàn)機(jī)電一體化新技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置遠(yuǎn)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(jì)算機(jī)技術(shù)的率先滲透，這一時(shí)期系統(tǒng)性教育結(jié)合進(jìn)修性教育培養(yǎng)出的機(jī)電一體化人才，在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)改造企業(yè)的老產(chǎn)品、舊設(shè)備和生產(chǎn)線，提高自動(dòng)化水平和經(jīng)濟(jì)效益還是起到了一定的推動(dòng)作用。

　　進(jìn)入2O世紀(jì)90年代以后，機(jī)電一體化人才的培養(yǎng)為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)體制逐步轉(zhuǎn)軌以及學(xué)科迅猛發(fā)展所帶來的變化，許多高校對(duì)機(jī)械電子工程的專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容均進(jìn)行了大幅度的調(diào)整，機(jī)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(jī)械電子學(xué)從理論到實(shí)踐的不斷延伸和擴(kuò)展，基于機(jī)械電子工程綜合性人才培養(yǎng)的需要，遵循“寬口徑、廣適應(yīng)”的原則，專業(yè)方向以機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化和機(jī)械制造過程機(jī)電一體化兩個(gè)大方向來劃分;二是站在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的總體高度上來權(quán)衡課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)時(shí)數(shù)，摒棄以往單純強(qiáng)調(diào)課程自身完整性的作法，對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課，要削枝強(qiáng)干、精心搭配;對(duì)專業(yè)課，要反應(yīng)現(xiàn)代科技水平，突出新、簡明、實(shí)用;三是加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，探索適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新機(jī)制的管理方法，提倡“三結(jié)合”—— 即理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)實(shí)踐與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合、實(shí)踐環(huán)節(jié)要體現(xiàn)機(jī)與電的結(jié)合。

　　二、機(jī)械電子工程專業(yè)及人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新

　　針對(duì)機(jī)械電子工程辦學(xué)模式及特點(diǎn)，近年來中北大學(xué)圍繞機(jī)械電子工程專業(yè)建設(shè)，通過廣泛調(diào)研就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域，分析人才知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，在借鑒德國高職教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以社會(huì)人才市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)與未來發(fā)展對(duì)人才的有效需求為導(dǎo)向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù)，從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)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(jié)構(gòu)

　　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，所以加強(qiáng)理論體系和教學(xué)體系的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 在借鑒德國教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身辦學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和條件，采用分段教學(xué)、模塊訓(xùn)練型課程模式，逐漸由基礎(chǔ)向?qū)�業(yè)發(fā)展課程結(jié)構(gòu)體系。課程結(jié)構(gòu)體系分為基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)教學(xué)、專長教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)4個(gè)層面;基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和主體學(xué)習(xí)2個(gè)階段。在整個(gè)3年教學(xué)時(shí)間內(nèi)，專業(yè)技能實(shí)踐培訓(xùn)模塊貫穿始終。

　　以機(jī)電一體化專業(yè)為例，“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)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(xí)之外，主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。主體學(xué)習(xí)階段分4個(gè)學(xué)期，完成專業(yè)學(xué)習(xí)、專長學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)。其中，在主體學(xué)習(xí)階段中規(guī)定有兩個(gè)實(shí)習(xí)期，第一個(gè)實(shí)習(xí)期在第三學(xué)期的相關(guān)專業(yè)課和實(shí)訓(xùn)課中安排學(xué)生到企業(yè)和校內(nèi)車間實(shí)習(xí);第二個(gè)實(shí)習(xí)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(shè)計(jì)和企業(yè)實(shí)習(xí)工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)一般采用實(shí)習(xí)企業(yè)或校內(nèi)實(shí)踐中的真實(shí)課題，為實(shí)習(xí)企業(yè)和學(xué)院解決技術(shù)上的實(shí)際問題。

　　專長學(xué)習(xí)是專業(yè)能力培養(yǎng)的深化，學(xué)生將學(xué)習(xí)到該專業(yè)中最新、最具特色的專業(yè)知識(shí)和技能。專業(yè)學(xué)習(xí)和專長學(xué)習(xí)中，學(xué)生將利用相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行專門化技能實(shí)訓(xùn)模塊的培訓(xùn)，這些模塊包含了機(jī)電一體化領(lǐng)域內(nèi)的最新應(yīng)用技術(shù)，大量采用“實(shí)例”和“真實(shí)環(huán)境”方式培訓(xùn)。學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦相結(jié)合，專業(yè)能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，獨(dú)立思考、獨(dú)立探索能力培養(yǎng)同集體協(xié)作、共同交流能力培養(yǎng)相結(jié)合。為了保障實(shí)訓(xùn)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(dú)自使用一個(gè)工位、一個(gè)機(jī)臺(tái)，一名教師指導(dǎo)12位學(xué)生。所以，實(shí)訓(xùn)模塊課時(shí)利用率高、實(shí)效性強(qiáng)，從而保證了實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。

　　2.相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系

　　開展課外制作活動(dòng)是培養(yǎng)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(duì)機(jī)電專業(yè)學(xué)生來說，是開展專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練的最佳平臺(tái)。 將課程進(jìn)行有機(jī)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(yīng)用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)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(jì)劃相互平行，課程流程相互平行;相互融合，是指課程知識(shí)內(nèi)容與技術(shù)、技能培養(yǎng)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(shí)、技術(shù)和技能培養(yǎng)的落腳點(diǎn)相互交叉。

　　例如，“電氣安裝”實(shí)訓(xùn)模塊課主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行各種實(shí)際照明電路和電器機(jī)床控制電路的布線方法、安裝工藝維修技巧和控制布線圖等方面進(jìn)行培訓(xùn)，其中涉及常用低壓電器、電機(jī)、可編程控制器、機(jī)床電器和故障診斷方面的內(nèi)容，但是電機(jī)、可編程控制器及各種電器只是作為被連接對(duì)象讓學(xué)生獲得感性了解，并不涉及原理方面的內(nèi)容。此實(shí)訓(xùn)課程對(duì)于“電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)”、“可編程控制技術(shù)”、“機(jī)床電器和工廠供電”以及“故障診斷技術(shù)”專業(yè)課的學(xué)習(xí)進(jìn)行了前期鋪墊和準(zhǔn)備，第3學(xué)期的企業(yè)實(shí)習(xí)對(duì)于學(xué)生了解工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，并獲得電氣控制經(jīng)驗(yàn)也起到了相關(guān)鋪墊和擴(kuò)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(shè)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(yīng)用能力培養(yǎng)為中心，以核心技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，將理論與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，以課堂與實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))室、實(shí)習(xí)車間、工廠車間四點(diǎn)為交叉網(wǎng)絡(luò)的一體化教學(xué)模式。

　　在本專業(yè)的課程體系中，嘗試構(gòu)建“可編程控制技術(shù)”、“驅(qū)動(dòng)技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對(duì)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(yīng)用能力培養(yǎng)，我們構(gòu)建了針對(duì)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)專業(yè)中的核心技術(shù)之一，它開設(shè)有42學(xué)時(shí)的專業(yè)理論和42學(xué)時(shí)的專業(yè)實(shí)訓(xùn);理論教學(xué)與學(xué)生上機(jī)編程、調(diào)試相結(jié)合，動(dòng)腦與動(dòng)手相結(jié)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(shè)置使學(xué)生既掌握了PLC基本知識(shí)和程序操作，同時(shí)在相關(guān)專業(yè)課中又涉及到PLC在不同場(chǎng)合的應(yīng)用，而在相關(guān)實(shí)訓(xùn)模塊課中學(xué)生將PLC技術(shù)綜合應(yīng)用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)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(xiàn)，賓主相擁，多次重復(fù)，但角度不同，強(qiáng)調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域和水平不同。

　　三、結(jié)語

　　21世紀(jì)，中國將發(fā)展成為世界現(xiàn)代制造中心，先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所急需的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。21世紀(jì)的中國將需要一大批掌握先進(jìn)制造技術(shù)，能從事數(shù)控機(jī)床、加工中心、工業(yè)機(jī)器人以及其他機(jī)電一體化設(shè)備和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、編程和操作的高級(jí)應(yīng)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(shì)，準(zhǔn)確定位，嚴(yán)謹(jǐn)制定人才培養(yǎng)計(jì)劃，使教學(xué)緊跟機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢(shì)，為培養(yǎng)出符合機(jī)電一體化技術(shù)崗位實(shí)際需要的、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的合格人才而不懈努力。

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