机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践64

发布时间：2016-08-15 15:03

本文关键词：机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践，由笔耕文化传播整理发布。

第7卷第3期2007年9月；南京工程学院学报(社会科学版)；JournalofNanjingInstitut；Vol.7,No.3Sep.,2007；文章编号:167123753(2007)0320；【编者按】2005年,教育部高等教育司根据“高等；培养方案的改革与实践；熊志卿；(南京工程学院机械工程学院,江苏南京,21116；摘要:以中国制造发展战略和江苏

第7卷　第3期2007年9月

南京工程学院学报(社会科学版)

JournalofNanjingInstituteofTechnology(SocialScienceEdition)

Vol.7,No.3Sep.,2007

　　文章编号:167123753(2007)0320049205

【编者按】　2005年,教育部高等教育司根据“高等学校教学质量与教学改革工程”的总体安排,对我国高等教育改革与发展过程中的一些重大问题和热点问题在全国高校范围内组织专门力量进行专题研究。由我校陈小虎校长领衔申请的“地方应用型本科院校人才培养目标、模式和方法的研究与实践”课题被评为重点研究课题(教高函[2005]23号)。以陈小虎校长为主持人,机械、材料、计算机、自动化、电力、动力、通信、经济管理、设计等相关院系,共同组成的课题研究团队,以课题研究为契机,以理论研究为引领,以实践探索为基点,以改革创新为动力,以质量提升为核心,积极开展课题研究和实践创新。研究内容包括应用型本科院校的人才培养目标、学科规划、专业建设、教学改革以及课程体系创新等诸多方面。经过两年多的研究与探索,课题研究取得了较好的成效。通过课题专栏形式,将课题研究成果予以集中展示,对课题研究进行总结。,理清发展思路,确定改革方向具有重要的指导意义。

培养方案的改革与实践

熊志卿

(南京工程学院机械工程学院,江苏　南京,211167)

摘　要:以中国制造发展战略和江苏的国际制造业基地建设规划为背景,依据高等学校机械学科本科专业规范、机械工程师资格考试大纲、应用型人才培养目标定位及其知识、能力、素质结构,重新设计了机械设计制造及其自动化专业机械制造方向人才培养方案。该方案以数控机床设计、制造、运用人才为培养目标,注重综合实践与工程训练,强化数字化设计制造应用能力培养,注意道德法律、技术经济、质量管理教育,提出以一个核心、两条路线、四个层面、五种意识、七种能力、八个环节构建实践教学体系。新方案的初步实践,正在展现其提高人才培养质量的成效。关键词:高等工程教育;教学改革;机械制造;应用型人才培养中图分类号:G640

文献标识码:A

　　机械制造是南京工程学院历史悠久且在机械

制造业拥有一定影响的专业,20世纪90年代率先发起“小范围、大幅度”专业教学改革,1999年被教育部授予全国高工专示范性专业称号。2000年学校升格后,机械制造成为机械设计制造及其自动化大专业的专业方向。原本科专业人才培养方案,虽然在加强基础平台、拓宽专业口径方面做了一些改革,但地方性和应用型特色不够鲜明,课程设置和教学内容还不能适应先进制造技术的发展水平,人才培养难以满足地方需要。2006年我们承担了教

育部高等教育教学改革课题“地方应用型本科院校人才培养目标、模式和方法的研究与实践”的机械类专业子课题,以机械制造专业方向作为教学改革试点,力图在地方性和应用型方面形成人才培养特色。

一、教学改革背景

机械制造业是制造业的重要组成部分,是国家工业体系的重要基础和国民经济各部门的装备部。机械制造技术水平的提高与进步对整个国民经济的发展以及科技、国防实力的提高有着直接的重要

收稿日期:2007208202

(教高函[2005]23号)基金项目:教育部立项课题“地方应用型本科院校人才培养目标、模式和方法的研究与实践”

作者简介:熊志卿(19502),男,硕士,教授,主要从事金属塑性成形理论与工艺教学及研究工作。E2mail:xzq50@yahoo.com.cn

的影响,是衡量一个国家科技水平和综合国力的重

要标志之一。科技部中国科技发展战略研究小组提出,中国制造业发展可实行三大战略:第一步,力争2015年总产值成为世界第二大制造国,建成名副其实的“世界工厂”;第二步,2030年总产值成为世界第一制造大国;第三步,2050年在制造业的带动下,服务业高度发达,研发设计达到发达国家水平[1]。

江苏是中国经济最发达的省份之一,其机械工业总量全国第一,汽车工业生产规模全国第四。《江苏省国际制造业基地建设总体规划》提出“,到2010年初步形成以高新技术为先导、优势产业为支撑、关联产业集聚发展的国际制造业基地”“,江苏要成为全国新型工业化的先行区和全球低成本制造业的密集区”。目前国际产业资本加速向我国特别是长江三角洲转移,好的机遇,的使用越来越普遍,加快与国际制造业接轨,企业正在迅速走向现代化进程。

南京工程学院是一所地方性本科院校,以服务地方经济建设与社会发展,培养应用型工程技术人才为办学定位。专业人才培养目标、服务方向、业务规格应当与学校的办学定位保持一致。机械制造专业人才培养方案的改革方向必须服从于国家制造业发展战略,必须服务于江苏省建成“国际制造业基地”的规划,必须适应先进制造技术在江苏的应用现状与发展趋势。

2、人才培养方案原则上应当符合高等学校机

械学科本科专业规范。规范指出,不同类型人才培养计划的学时分配应该不同,对于技术型人才“培,养计划应把应用能力的培养落在实处,其学时分配应适当加大机械类专业专业课的比重,实践教学环节应注重培养学生的动手能力和应用所学专业知

[2]

识的能力”。

机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业,人才类型分成应用研究型和技术应用型,本专业方向人才培养目标属于后者。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现和创造新知。知识结构围绕一线生产活动的实际需要设计,课程设置和教学内容强调基本,相注,,对科研和开发能力没有更高的要求。培养过程强调与生产实际的结合。

3、课程设置和教学内容大体符合机械工程师资格考试大纲[3]。基本达到八项要求,即工程制图、工程材料、产品设计、制造工艺、道德法律与经济管理、质量管理与控制、计算机应用、制造自动化。前七项的要求为熟悉或掌握,末项的要求为了解。以往的培养方案忽略了技术经济、质量管理与控制、实用及现代设计方法教育,人才培养改革方案应弥补以往的不足。因学制所限,课程设置和教学内容不可能完全覆盖考试大纲要求,必修课学习八个方面的基本知识,扩充和提高部分知识通过选修课和就业后的继续学习获取。

4、概括了专业人才的知识、能力、素质结构。可以概括为:

一条主线———工程应用;两根支柱———机、电;三个模块———设计、制造、测控;四块基石———数理、人文社科、计算机应用、外语;

五种素质———技术、工程、人文、道德、身心[4]。两根支柱中的“机”指机械设计制造“电”,指信息技术与控制技术。四块基石中的“数理”指高等数学、线性代数、概率论与数理统计、物理学。五种素质中的“技术素质”指以专业知识为基础,以专业技能为支撑,以知识获取、加工、运用和表达交流能力为核心形成的专业学识与才能“;工程素质”指能够综合市场需求、技术经济、法律、道德、习俗环保等约束条件,对技术方案进行科学评价、合理选择、正确决策的素质。

二、主要改革思路

1、专业方向及特色定位明确。数控机床及加

工技术是机械制造业的发展主流,数控装备是国家和江苏大力发展的机械产业,对设计、制造、运用人才有较大的需求。我校数控技术人才培养起步早,在全国机床行业及高校有较高的知名度。自动化专业数控技术方向以弱电为主,偏重机床数字控制系统;先进制造工程中心机械设计制造及其自动化专业数控加工方向以职业培训为主,偏重数控机床操作与维修技能;本专业方向则以机为主,偏重数控机床设计与数控加工工艺。三者分工不同,数控机床的设计制造、数控系统、操作维修构成我校机床数控技术的比较完整的人才培养体系,进一步凸显我校数控技术人才的培养特色。

5、知识能力培养应适应江苏与周边发达地区

机械制造业的现状及发展趋势,满足地方企业对熟悉现代设计制造技术和管理的应用型人才的需求。以往专业人才培养设计和工艺能力不够强,数字化设计制造能力仅限于计算机辅助平面绘图和数控编程加工,离实际需要差得太远。改革方案应强化数字化设计制造基础应用能力的系统训练。

6、实践教学以应用能力和工程技术素质培养为核心,应当形成独立的教学体系。分为课内和课外两条线;形成基本操作技能训练、专业综合技能训练、工程综合训练、素质培训四个层面和实验、实训、实习、课程设计、毕业设计、科技制作、创业计划、技术交流八个环节;树立道德法律意识、工程意识、经济与质量意识、团队合作意识、创新意识五种意识;培养应用能力、动手能力、工程综合能力、创意策划能力、信息获取运用能力、力、抗挫折能力七种能力系,教学目的和计划,,确保上述要求落到实处造、数控编程加工、数控机床拆装与检测等综合实践、数控机床制造定点实习以及数控加工工艺与夹具设计、数控机床设计等课程设计,使学生在数字化设计制造方面得到系统的学习和训练,获得较强的现代设计分析制造技能。课程教学不要求学生对应用软件涉及的知识以及数控系统知识有深入的了解,重在介绍软件的使用方法和数控系统的原理、选择及应用。

4、为培养工程意识和综合能力,实验、课程设计向跨课程、综合性、设计性、系统性方向发展。例如机械原理与机械设计课程设计破除传统独立的设计内容,提出两种方案:第一,以自行开发的冲压自动送料系统为对象,析,,;第二,学,在原理课程设,进行运动学和动力学分。又如数字化设计制造综合实践,在机械设计课程设计基础上,选择典型零件进行三维建模、有限元分析、工艺规划、计算机辅助制造。反求技术综合实践综合三坐标测量、激光三维扫描、几何建模等技术。快速成形综合实践综合了CAD建模、快速成形、真空铸模、真空注型、后处理等技术。此外还增设了数控机床及组合夹具拆装周和机械测量综合实践周等,使学生获得机械测量技能、机床结构认识及动手能力的系统训练。

5、改革了生产实习环节。生产实习环节增加了4周数控机床生产、安装、检测、调试过程定点实习。生产实习除以往制造装备、制造工艺等技术性实习内容外,加入产品过程、生产管理与制度、车间平面布置、安全环保、质量管理与控制等内容。帮助学生了解企业生产、熟悉专业,形成工程意识。

6、整合了某些内容重复的课程。例如大学物理的力学与电学部分与技术基础课程工程力学、电工电子学整合,既降低了课内学时,又没有减少教学内容。为避免机械制造基础与专业教学内容重复,将教学内容合理分配,把机械制造基础课程分成A、B两类,前者适用机械制造方向,后者适用其余5个专业方向,A类介绍切削原理、刀具、机床概论,专业课程则介绍机制工艺、特种加工与精密加工、机制自动化等。目前的机床数控技术、数控加工工艺、数控机床设计、机械制造工艺、特种加工与精密加工、机械制造自动化等课程不同程度上存在内容重复现象,需要进行合理整合,避免重复。机床数控技术介绍数控原理、数控系统、数控机床;数

三、人才培养方案的改革要点

1、根据工程技术应用型人才培养要求,适当减

少基础教学课时,降低要求,强化专业教学以及应

用为目的的技术基础课时与要求。公共基础课程占理论教学总学分的45%,专业基础课程占理论教学总学分的38%,专业课占理论教学总学分的17.5%;集中实践增加到49周,加上实验及上机实践,实践教学达到总学分的三分之一以上。

2、增设了课程和课程内容。根据机械工程师资格考试大纲要求,增设了技术经济学、质量工程必修课;在机械设计课程群中增设了产品设计概论课,帮助学生了解产品从市场调研、产品定位、可行性分析、概念设计、技术设计、设计评价与决策等过程与原则;在思想道德和法律基础课程中要求补充或增加机械工程师职业道德规范、知识产权法、公司法、合同法、招投标法、生产许可制度、政府产业政策等内容。

3、开设了以应用为目的的系列工程软件和数字化设计制造系列课程。根据专业方向定位以及机械工程师资格考试大纲和江苏机械制造业发展需要,开设了以应用为目的的CAD、CAE、CAPP、CAM系列工程软件应用课程和机床数控技术及应用、数控机床设计、数控加工技术、机械制造自动化等数字化设计制造系列课程,设置了数字化设计制

控加工工艺介绍数控加工工艺及编程、数控刀具、语作为必选课,采用老师指导,课外自学方式,以专

工具系统及机床附件、数控加工夹具、复杂形状零业文献阅读及翻译能力培养为目的;毕业设计把英件的数控加工工艺等;数控机床设计介绍数控机床语文献检索和翻译列为基本要求。的总体设计、数控机床主传动系统设计、主轴组件9、按照本文第二节第六条思路,设计了实践教设计、伺服进给传动系统设计、数控机床检测装置、学体系(表1)。实践教学的目的是培养机械制造工数控机床本体设计、自动换刀和自动交换工件系程师应当具备的现代设计、制造、测控基本技能及统、数控机床辅助装置、普通机床的数控化改造。其素质。本体系改变了以往作为理论教学验证和

7、思想道德教育、形势与政策教育应当与时俱补充的从属地位,形成了与理论教学相互协调、相进,不宜固定形式和内容。计划每周安排半天时互渗透、自成系统的独立体系。它的主要特点是:

(1)目的明确、间,采用讲座、报告、参观、学习、讨论等多种形式,系统完整。依据人才培养目标,设置

力求实效。计学分,但不占用课内学时。为培养学了相应的能力、素质模块,按照模块设计实践教学生的自学及研讨能力,政治理论课分成课内和课项目,通过两条路线、四个层面、八个环节培养学生外,课内讲述核心部分,课外在老师指导下,按照学的专业能力和基本素质。(2、循序渐进。习大纲要求,采用自学、写专题学习报告、案例分析、电工)、专业技能训等多种方式,提高学生学习兴趣,丰富学习内容,培练)、素质培训

()四个实践层次,体现了由浅入养学生的研究分析能力学分。。(3)把课

8、外实践及素质培养纳入了实践教学体系(不低于10安排了6学分),并且计入总学分。(4)把现代数字化设计制合实践。此外,造技能训练融入了实践教学体系。(5)丰富了实习图、用电子文档编写设计报告;在专业课程设计中内涵。改变了过去参观式实习方式及内容,增加了使用CAD、CAPP、CAM软件;对毕业设计中工程4周专业定点实习,了解机床制造、装配、检测全过设计类课题,尽量使用CAD、CAE和仿真软件。通程;参观实习由过去的技术性参观扩展为生产过过反复实践,提高计算机工程应用能力。外语除大程、质量监测、组织管理、安全保障等工程性见习;学基础英语及听力训练课程外,增设了科技英语,使学生的视野从单项技术拓宽为整体技术和工程以科技英语翻译技巧和写作学习为目的。专业英技术。

表1　实践教学体系

基本操作技能训练

技能实训实验教学

课

专业技能训练

内

综合实践生产实习毕业设计社会实践科技活动

课

素质培训

外

文体活动技术交流创业计划资质认证课程设计

金工实习、电工电子实习、数控编程加工实习、工程制图测绘、计算机操作等

专业基础课及专业课实验

机械综合课程设计、液压传动课程设计、机电传动课程设计、数

控加工系列课程设计(工艺、刀具、夹具、机床)等数控机床拆装与检测、机械测量、数字化设计制造(CAD、CAE、CAPP、CAM)、快速成形、反求工程等数控机床制造定点实习、企业参观实习、毕业实习等工程设计类、软件类、实验类社会调查、市场调查等

学生科技基金项目、机械创新设计、科技作品竞赛、研究论文等社团活动、文艺表演、体育竞赛、数学建模、力学外语知识竞赛等文献检索、文献综述、读书报告、研究报告、设计答辩、演讲竞赛等广告创意、新产品推销策略、创业筹划、创业计划竞赛等英语及计算机等级、数控操作技能、工程软件应用、见习机械工程师、汽车驾驶等

工程综合实践

四、结束语

教改方案经一年实践,已初见成效。学生的工程意识和基本素质、技术综合能力、数字化设计制造技术应用能力明显增强。有多名学生在2006年全国性、地方性机械设计创新大赛和创业计划大赛中获奖。2006年至2007年,先后有机械设计课程和计算机辅助设计制造教材荣获省级精品课程和省级精品教材;工业机器人教材和摆式自行车设计与研制等两个项目,分别被列为省级精品建设教材和江苏省高等学校大学生实践创新训练计划立项项目;17项大学生科技基金项目分别荣获校级一、二、三等奖。教学改革的下一步工作,除继续执行教改计划外,将通过与美国UGS公司共建的UGS应用培训中心和中央地方共建数字化设计制造实验室两个项目的实施,办学条件;加强校企合作办学,外实习基地特别是南京数控机床技术有限公司定点实习基地建设;继续开展课程教学内容和教学方法改革,建立各个教学环节的教学质量评价标准,进一步凝练专业人才培养特色,不断提升人才培养质量。

参考文献:

[1]　教育部机械学科教学指导委员会.机械学科专业发展战略研

究[J].中国大学教学,2005(1):9212.

[2]　教育部机械学科教学指导委员会.高等学校机械学科本科专

业规范[J].高等学校理工科教学指导委员会通讯,2005(4).

[3]　中国机械工程学会,教育部考试中心.机械工程师资格考试大

纲(试行)[EB/OL].[2007207219].

cn/cmes/search.jsp.

[4]素质结构研究———机

].:社会科)andPracticeofTrainingProgram

forAppliedTalentsofMachineManufactureMajors

XIONGZhi2qing

(SchoolofMechanicalEngineering,NanjingInstituteofTechnology,Nanjing211167,China)

Abstract:BasedonChina’sstratagemofmanufacturedevelopmentandtheprogramofJiangsuinternationalmanufacturingin2dustrialbase,anewdesignoftrainingappliedtalentsmajoringinmachinedesignandmanufacturinganditsautomationismadeinlinewiththestandardofmechanicalsubjectforcolleges,outlineofqualificationtestformechanicalengineers,target,knowledge,abilityandqualitiesofappliedtalents.ThepurposeoftheplanistodesignandmanufactureNCmachinetoolsandutilizehumanresources,highlightingcomprehensivepracticeandengineeringtraining,aswellastheskillofdigitaldesignandmanufacture.Attentionisalsopaidtolawsandmorals,technologyandeconomy,andeducationofqualitymanagement.Assuch,asystemofpracticeteachingisproposedwhichiscomposedofonecore,tworoutes,fourlevels,fiveawarenesses,sev2encapabilities,andeightsteps.Theinitialpracticeofthenewplanstartstotakeeffectinimprovingthedevelopmentofap2pliedtalents.

Keywords:higherengineeringeducation;teachingreform;machinerymanufacturing;cultivationofappliedtalents

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