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關鍵詞:金屬材料工程專業;卓越工程師;教學體系;工程實踐;國際化
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0029-03
“卓越工程師教育培養計劃”是《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》提出的高等教育重大改革計劃,旨在培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[1,2]。培養卓越工程師后備人才,要面向工業界、面向世界、面向未來。立足于“卓越工程師項目”的主旨與重點,上海大學金屬材料工程專業以提升學生的社會責任感、創新能力和工程實踐為核心,強化工程能力和創新能力,在建立符合工程教育規律的教學體系的基礎上,加強學生的企業工程實踐環節,注重國際化的培養,鼓勵學生積極參加材料熱處理工程師的培訓和全國大賽。通過一系列探索實踐和教學改革,上海大學金屬材料專業在培養適應國家建設需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。
一、建立符合工程教育規律的教學體系
上海大學金屬材料工程專業是第一批“卓越工程師教育培養計劃”批準的本科專業。圍繞工程教育的核心問題,在聽取企業專家意見的基礎上,上海大學金屬材料工程專業通過轉變教育理念,構建了符合工程教育規律的、多層次、立體化的專業課程體系。通過對原有的教學計劃進行修訂,優化了課程設置,并對教學內容、教學方法、教學手段、教學考核與評價標準進行了相應的改革。新修訂的教學計劃具有以下特點:(1)夯實學科基礎,強化工程文化。(2)增加實踐性和研討性課程比例,擴大開放性實驗、實訓,強化實踐教學,突出以工程項目為載體的任務拉動式的研討性和實踐性環節設置。(3)引入“校企、科研院所聯合培養”的機制,與企業共建課程,邀請企業專家對本科生進行職業生涯培訓,聘請企業專家走進課堂主講專業前沿講座,充實授課內容。(4)增加企業學習環節,以工程項目為載體,聘請企業專家指導學生的工程訓練,指導畢業設計,參與學生的培養。鼓勵學生參與企業的課題研究,使學生在工程環境中接受熏陶,激發學習興趣,實現知識到能力的轉化,增強工程意識,提升工程和能力。除了對教學計劃的修訂之外,還相應地改變了傳統的教學方式,更新了授課內容,改革了教學手段、教學考核與評價標準,以適合金屬材料專業卓越工程師培養的要求。如:以項目為載體的任務拉動式教學模式貫穿于課程教學的全過程,以工程實例為核心,把知識點與工程應用有機地聯系起來;理論與實踐教學相結合,重視案例教學、基于項目的教學和工程實踐教學,培養工程能力和素質;充分發揮學生的學習主動性,實現“課上、課下互動”、“課內、課外互補”;倡導在教師指導下的學生自主學習模式,通過啟發式、探究式、討論式、參與式教學,實現學生與教師課堂的上下互動交流;改革考試方法和考核機制,注重學習過程考查和學生能力評價,加強學生課外自主學習和參與課外活動的主動性,培養學生的創新性和工程實踐能力。
二、加強企業工程實踐
新教學計劃的課程設置在加強實踐環節,培養學生實踐能力、解決實際問題能力方面進行了大膽嘗試。為大力推進“卓越工程師”實踐培育的環節,金屬材料工程專業發動廣大教師,選取“上海匯眾汽車制造有限公司”、“山特維克材料科技公司”、“肯納金屬有限公司”、“艾伯納工業爐有限公司”、“上海工藝研究所”等一批在行業領域頗具影響的國企和外企作為學生的企業實踐基地。“金屬材料工程專業”卓越工程師的培養在企業的工程實踐采取了分散形式,以分階段、逐步推進的模式實施。包括:“暑期實踐(7~8月)深度實習(冬季學期)畢業設計(春季學期)”。每年的7~8月組織本科生先進入企業進行為期2個月的暑期企業工程實踐活動。通過這一階段在企業的工程實踐,使廣大學生學到了課本上未接觸到的實踐知識,加深了對所學專業的理解和認識,提高了自學能力和工程實踐能力。更為重要的是在社會大課堂中鍛煉了吃苦耐勞的精神,獲得了與人交往的經驗,增強了團隊合作意識。在實踐過程中,同學們雖然也暴露出書本知識與實際結合不夠緊密,處理問題不夠成熟等問題,但這些經歷督促學生回到學校后更加努力掌握更多的知識,并不斷深入到實踐中,鍛煉自己的能力,為今后更好地服務于社會打下堅實的基礎。在經歷了暑期實習環節后,冬季學期一部分學生重新回到原實習單位進行深度實習,并與企業導師一起探討,提出合適的畢業設計題目。春季學期在企業完成畢業論文。學生在經歷近一年的企業工程實踐活動后,取得了卓有成效的成果。如:2008級4名本科生經過一年深度實踐洗禮,圓滿完成了畢業論文,取得優良成績。其中趙小滿同學的論文《耐熱耐沖擊球墨鑄鐵鑄造工藝方案研究》被評為校優秀畢業論文,他本人也順利進入原實習單位就業,并與另一位同學一起將畢業論文研究結果整理成文章,發表在《現代鑄鐵》雜志上。在企業期間他們積極參與“168中低壓氣缸排汽段下半”鑄件的制造過程,該鑄件在第十一屆中國國際鑄造博覽會上榮獲“2012年中國國際鑄造博覽會優質鑄件金獎特別獎”。雖然我們的學生只是參與其中的局部工作,但實踐給他們帶來的收獲以及集體榮譽感成為激勵他們不斷奮進的動力。4名學生實習之后全部與企業簽約,這從一個側面說明了校企共同培養的優異效果。這些學生在企業表現出色,已逐漸成為企業的中堅力量。為了更好地提升“卓越工程師”培養工作,我們對參加企業工程實踐的同學進行了問卷調查。結果表明:企業為學生提供了各類有效的培訓和實習崗位,絕大多數同學對此感到滿意和認可;絕大多數提供的是技術相關崗位,有助于學生專業知識與實踐能力結合,而一些市場、銷售、客服等崗位,則有助于學生成為一個能迎合社會需求的復合型的材料工程技術人員。企業的實踐活動為學生提供了深入生產和工作一線的機會,通過在知名企業實習,絕大多數同學認為成為一個優秀的工程師是有前途的,專業認同感得到了提升。這不僅有助于學生提前適應企業對各類技術的要求,并做好自己的職業生涯規劃,明確自己的發展方向,同時在更好的理解所學專業后,不少同學愿意繼續求學,“卓越工程師”在企業的實踐活動對學生今后攻讀研究生也起到良好促進作用。
三、注重本科生“國際化”的培養
通過與國外高校、科研院所互派學生訪問交流,我們鼓勵學生到海外大學或企業參加交流學習或短期實習,開拓視野,在國際聯合實驗室和海外實習基地進行實踐活動,嘗試以國際化的理念培養學生的創新能力和工程實踐能力。已開展的主要項目有:IHEEC赴美暑期交流培訓、臺灣成功大學/臺灣大學聯合培養、美國羅格斯大學研修生、上海大學優秀本科生夏季學期赴海外交流項目、密歇根州MACOMB郡海外實習項目等。不同的交流項目均有相應的交流方案和培訓課程,學生可以選擇實習項目或者交流項目,可以選擇短期或者長期項目。通過這些活動,不僅提高學生的英語交流能力,學生在享受異域文化特色的同時,更能開拓其國際化視野,思考問題的方式和視野都有一定的改變。這些海外學習、實習經歷除了學生本人受益之外,還帶回一些“國際化空氣”,營造了學生更加努力開展專業學習、問題思考與探討的良好氛圍,不斷集聚積極向上的正能量。
四、組織參加材料熱處理工程師的培訓與考取資格證書
“材料熱處理工程師”是中國機械工程學會開展的職業技術資格認證,現已納入我國專業工程師系列,是評定材料熱處理工程師是否合格的重要依據。對在校學生主要是材料熱處理工程師(見習)的認定,“材料熱處理工程師(見習)資格證書”是檢驗金屬材料專業工程應用型人才培養是否合格的具體體現。為此,在金屬材料卓越工程師培養的最后階段,我們組織一部分學生參加了材料熱處理工程師(見習)的培訓與考試。作為一名還未接觸到實際工作的學生來說,熱處理工程師(見習)的培訓和考試給他們的影響非常大。學生普遍反映:這是一個很好的學習平臺,一是鞏固和拓展了專業知識,二是更多地接觸了實踐中的問題。在這里,接觸到的都是資深的教授專家以及一線員工,他們對于熱處理的認識是大學生從未涉及的深度和廣度。在教學過程中,培訓教師都會將已有的知識聯系實際生產,也能更加靈活的運用專業知識且非常有意義。另外,在課余時間,很多來自各單位企業的員工學員都會提出一些實踐中遇到的問題,各位教師也會根據自己的理解給予解答,這是培訓的另一收獲。
培訓中既有重點院校教授講授的基礎理論知識,如:通過對工程材料的基礎講解,使學生對材料熱處理的本質有了進一步的了解和掌握;工藝學的講解通過大量實際案例的分析和討論,理論和實踐相結合,使學生學習到多方面的熱處理實際經驗,提高了專業技術水平;設備、質量控制及檢測部分的講解,使得學生在今后的生產工作中,對設備的合理選擇和使用有了比較全面的認識,對熱處理質量控制及材料檢測有了系統的了解。此外,更有富有多年生產研發管理經驗的高級工程師、廠長講授熱處理實際生產管理、質量控制等知識,尤其講授了在大學課堂教學中涉及較少的熱處理相關設備原理及應用知識,既擴充了知識面,又理論聯系了實際,做到學以致用,為學生今后工作中安全生產、綠色生產打下了堅實基礎。培訓班上的最大亮點是院士的精彩報告,院士的博學多才、遠見卓識,在教學中循循善誘、絲絲入扣,教書育人,給學生們留下了深刻的印象。中國工程院院士潘健生教授每期培訓班安排20課時,為學生講述由他主編的《熱處理工藝學》書中的“導論”內容,包括熱處理在制造業中的作用、熱處理技術的特點、怎樣搞好熱處理等。中國科學院院士徐祖耀教授的“做一個優秀的熱處理工程師”報告,闡述了科學與工程的關系、熱處理工程師應具備什么知識、熱處理工程師要有三個概念及產學研結合的重要性等四個方面內容。他們以親身的經歷生動地講述自己在長期從事材料熱處理理論研究和實踐的體會,還結合教學內容引導學生分析解決生產實踐中遇到的難題,以鞏固和加深專業基礎理論知識,受益匪淺。
金屬材料工程專業自2012年開始組織學生參加材料熱處理工程師(見習)的培訓與考試。2015年又有14位學生順利通過了“見習材料熱處理工程師”資格考試,目前累計37名學生獲得“材料熱處理工程師(見習)資格證書”,并且獲得資格證書的學生數逐年遞增。
五、積極參加全國大賽
除材料熱處理工程師(見習)的培訓與考試外,我們還鼓勵學生利用課余時間,積極參加各種專業技能大賽、大學生創新項目和大賽。在全國競賽的大舞臺上進一步提高學生的實際操作技能、創新和實踐能力。
1.“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽。由中國機械工程學會等單位主辦的“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽主要目的是通過為學生提供社會實踐活動平臺,鼓勵在校學生學習鑄造專業知識,為鑄造企業培養優秀人才,促進我國鑄造行業的發展。自舉辦以來,金屬材料工程專業積極組織學生參與這項全國賽事。在教練組長楊弋濤教授的悉心指導下,參賽學生積極備戰,克服缺乏實際設計經驗的瓶頸,全面完整地完成了從鑄件零件圖、鑄造工藝圖、型板圖、芯盒圖到鑄造工藝方案計算機輔助模擬優化的全部內容。在面對實際問題的過程中,同學們對書中的理論知識靈活應用、虛心求教,發揮團隊合作精神,這些為他們日后走上社會積累了寶貴的經驗。上海大學金屬材料工程專業已連續參加了四屆大賽,每次均有獲獎。迄今為止共有63名學生取得22個獎項(2013年有8名金屬材料工程專業本科生獲獎,2014年有16名本科生獲獎,2015年共有9名學生獲獎)。特別是2014年和2015年,連續兩年上海大學獲得“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽一等獎,充分體現了金屬材料工程學科在培育“卓越工程師”上取得的實戰成效。
2.全國大學生金相技能大賽。金相制備是材料科學與工程領域應用廣泛、行之有效的研究和檢驗方法,是材料學子的必備技能。全國大學生金相技能大賽是由教育部高等學校材料類專業教學指導委員會和高等學校實驗室工作研究會(中國高等教育學會實驗室管理工作分會)聯合主辦的一項全國性大學生賽事。旨在提高大學生的金相制備及觀察的實驗操作技能,增強金相圖譜分析能力,加深對專業知識的理解與應用,增強實踐操作能力。上海大學金屬材料專業認真組織學生校內預賽,積極備戰全國總決賽,已連續參加三屆大賽,每次均有獲獎。其中2013年獲個人二等獎和團體優勝獎;2014年三名參賽選手分獲個人一、二、三等獎,同時以名列前茅的得分為我校奪得團體優勝獎;2015年黃嘉豪、李笑玲和牟博維同學代表上海大學參賽,獲得個人一等獎一名、二等獎兩名,上海大學獲團體優勝獎。值得一提的是在此賽事的組織過程中,年輕教師陳卓和徐京老師得到迅速成長,因出色的表現連續2年獲優秀指導教師獎。此外,2014年在“華為杯”(首屆)中國大學生新材料創新設計大賽中,上海大學金屬材料工程專業本科生安立聰和王曉領銜的兩支參賽隊伍在指導教師楊弋濤和韋習成的精心指導下,在全國180余支隊伍中過關斬將,均獲得全國三等獎。2014年7月,第四屆全國大學生電子商務“創新、創意及創業”挑戰賽全國決賽中,王曉同學領銜的參賽團隊在繼“三創賽”上海賽區獲得特等獎之后,喜獲全國總決賽二等獎。2015“豐東杯”中國大學生材料熱處理創新大賽本科生劉成杰和陳世超在指導教師韋習成和王武榮的指導下,經過激烈的比賽和答辯,論文《BR1500HS硼鋼板熱壓淬火工藝及其性能的研究》獲得全國總決賽二等獎。2015年8月,第二屆上海市大學生先進材料創新創意大賽中,王曉與吳俊瑋同學組成的參賽隊以項目《新型耐磨金屬基復合材料》獲得二等獎。學生在各類賽事中的優異表現,側面反映出上海大學金屬材料卓越工程師的培養工作得到專家評委的肯定和認可。
通過一系列探索實踐和教學改革,上海大學金屬材料專業在培養適應國家建設需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。在收獲成果的同時,也暴露出一些問題。如:在校大學生吃苦精神不夠、動手能力不足、溝通欠缺,特別是因缺乏誠信給實習單位留下不好的印象,影響了實習單位對后續學生實習的接納。這些現象日益突出,成為卓越工程師培養最大的障礙。今后,我們將針對這些問題做進一步的改革,以期培養出更多更優秀的卓越工程師。
致謝:本文的研究工作得到教育部“卓越工程師培養計劃”(上海大學金屬材料工程專業)和“上海大學校級重點課程建設項目”(材料類專業職業生涯培訓)的支持。
參考文獻:
2010年6月教育部實施的“卓越工程師教育培養計劃”是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的一個重大改革舉措。該計劃的主要目標是培養一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量、各類型工程技術人才。該計劃的實施對促進高等教育面向社會需求培養人才、全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導作用。
電子創新實驗室以培本文由收集整理養學生實踐能力、激發創新熱情、發揚拼搏精神為宗旨,立足于電子信息類全部專業,按照卓越工程師的標準培養學生的創新精神和工程實踐能力,以便與企業需求實現良性對接。除此之外,電子創新實驗室還可以廣泛組織學生參加各類科技創新活動和各個層次的電子設計大賽,讓學生在這些實踐活動中得到鍛煉。
一、電子創新實驗室的運行機制
1.制訂管理制度,組建管理隊伍
電子創新實驗室采用“全天候開放性實驗室”管理模式。實驗室不是為了滿足某一門課程或者某一功能的實驗而建立。學生可以通過學校網站查詢實驗室的具體開放時間。在實驗室開放的時間內讓進入實驗室的學生能夠在不受使用時間約束的前提下完成創新實驗項目。由于開放性實驗室的管理方式存在一定的特殊性,因此需要一套專門的規章制度,讓實驗室有制度可依,有制度必依,以保障電子創新實驗室的正常運行。學生是開放性實驗室的主人,這里是學生展示創新思維和實踐能力的主戰場,指導教師可以考慮讓一些責任心強、具有一定管理潛質的學生協助教師進行實驗室的日常管理。這樣一方面減少了指導教師的工作壓力,另一方面也使得學生得到了鍛煉。學生之間的交流更加容易,學生參與管理也會使得實驗室的氣氛更加輕松、愉快。
2.明確服務對象,確定支持項目
明確電子創新實驗室的服務對象與支持項目,可以分層次培養學生的創新能力和實踐能力。安排低年級學生在實驗室完成基礎實驗項目:電子元器件實物焊接的基本功訓練、電路板設計與制作、電路仿真及電路設計等,以培養興趣為主,從中選出一些有發展潛力的學生,鼓勵他們申報“大學生創新實驗項目”。高年級學生在實驗室以進行各種科技創新活動和電子設計大賽為主,支持的項目包括全國大學生電子設計大賽、飛思卡爾智能車大賽、中國大學生物聯網創新創業大賽等。通過這些競賽培養學生的創新能力、實踐能力及團隊精神。同時,實驗室也鼓勵優秀本科生、研究生參與教師的科研項目,培養學生的科研能力和嚴謹的工作態度。
3.推行公開選拔,建立考核制度
明確選拔條件,每年開學伊始,以校園廣播方式向大學二年級及以下同學進行電子創新實驗室的宣傳和納新工作。對符合條件的學生,由實驗室指導教師組織進行筆試和面試工作。以大學二年級學生為例:筆試主要考核學生的外語水平、c語言程序設計和電子技術基礎三個方面;面試主要考查學生的語言表達能力、與人協作能力、動手能力和創新能力四個方面。讓一些真正具有創新精神、拼搏精神的優秀學子進入實驗室。電子創新實驗室會為他們提供良好的學習環境和實踐創新平臺。
4.注重教學相長,提高業務能力
與傳統的實驗室相比,電子創新實驗室更加具有創新性與挑戰性。學生在進行創新實驗項目或者電子設計大賽的過程中,由于自身知識儲備和實踐操作技能有限,必然會遇到很多技術難題。優秀的指導教師具備較強的分析問題、解決問題能力,他們會在短時間內找出問題所在,并指導學生解決這些問題,讓學生從中受益。具備敏銳的洞察力、較強的自主學習能力、注重提高自身業務能力的教師才適合去電子創新實驗室工作。學校也應該鼓勵那些業務能力和實踐操作能力強的教師加入到電子創新實驗室,通過給予適當的津貼、補助或其他激勵方式來調動工作的積極性。
二、以項目為任務導向,加速卓越工程師的培養
卓越工程師應具有基礎知識扎實、實踐及創新能力強、綜合素質高的特點,是具有相關工程理念的復合型、應用型人才。人才的培養是系統工程,培養過程需要科學性和規劃性。為了加速高等院校卓越工程師的培養,電子創新實驗室可以通過長期以開展科技創新活動和組織各類電子設計大賽為工作目標,采取任務導向的教學方式來誘發、加強和維持學生的成就動機。
1.開展電子設計競賽,培養學生的實踐能力
目前,針對電子信息類專業學生開設的學科競賽類別較多。其中,最受大學生歡迎的學科競賽當屬“全國大學生電子設計大賽”。參賽院校和學生高居各項競賽之首。競賽采取命題方式,設計題目包括控制類、信號類、儀表類、電源類、通信類。要求學生三人一組在規定的地點,在四天三夜的時間內完成硬件實物的調試和制作,且完成設計報告的撰寫。該賽事可以為那些具備扎實的專業基礎和較強的工程實踐能力,特別是具備創新意識和團隊協作精神的同學提供一個良好的才能展現平臺。但是,該賽事兩年舉辦一次,這樣只有少數學生能夠參與這項競賽。因此,可以依托電子創新實驗室、積極組織開展校級電子設計大賽,可采用教師命題或者學生自主命題兩種方式,設計項目要求融合單片機技術、傳感器技術、eda技術、電路及電子技術基礎等多學科課程知識,目的是培養學生理論聯系實際的能力。學生可利用課余時間在電子創新實驗室內完成設計作品。然后,學校組織專業的評審教師對設計作品從理論性、實用性、創新性及市場價值前景等方面對作品進行評估。通過競賽,一方面可以使學生分析問題和解決問題的能力得到鍛煉,提高創新意識和實踐能力;另一方面還可以培養學生科技寫作和與他人溝通協作的能力。學校還可以從中選拔出優秀的學生參加高水平的電子設計大賽,為脫穎而出的學生提供更好的學習機會。
2.立足創新實驗項目,培養學生的創新思維
國家大學生創新性實驗計劃項目以培養學生提出問題、分析和解決問題的興趣、能力為目的。該項目注重“研究過程”而非“研究成果”,以項目為載體,調動學生學習的主動性、積極性和創造性,激發學生的創新思維和創新意識,掌握思考問題、解決問題的方法,提高創新能力和實踐能力。
每年在申報國家大學生創新實驗項目之前,電子創新實驗室應組織實驗室學生參加項目申報動員會。一方面介紹國家大學生創新性實驗計劃項目對培養學生實踐能力和創新能力的重要性;另一方面為學生講解撰寫項目申報書的注意事項。該項目的申報者可以是本科學生個人或者團隊。指導教師由電子創新實驗室的兼職教師擔任。整個項目需要學生自主選題、獨立設計、組織實施并進行信息分析處理和撰寫總結報告等工作。開展大學生創新性實驗項目對高等院校探索創新性人才培養的新模式有一定的促進作用,建立以問題和課題為核心的教學模式,倡導以學生為主體的人才培養和研究性學習教學改革,使廣大學生在本科階段得到科學研究與發明創造的初步訓練,加大人才培養過程中實踐教學環節的比重,增強學生的動手能力,推廣研究性學習和個性化培養,形成創新教育的良好氛圍,建設創新文化,推動高等教育教學改革,努力提高教學質量。
關鍵詞:應用科技大學;本科;工程實踐;能力培養
作者簡介:張廣淵(1974-),男,山西大同人,山東交通學院信息科學與電氣工程學院,教授;肖海榮(1969-),女,山東濟南人,山東交通學院信息科學與電氣工程學院,教授。(山東 濟南 250357)
基金項目:本文系中國交通教育研究會教育科學研究課題(課題編號:交教研1202-71)、山東交通學院教學改革項目(項目編號:JG201221)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0038-02
教育部“應用科技大學改革試點戰略研究”項目于2013年1月底啟動,旨在探索構建我國應用型高等教育體系,促進地方本科高校轉型發展。共有來自13個省市自治區的30余所高校參與該項目研究。山東交通學院(以下簡稱“我校”)作為其中的試點單位,將在教學和管理等各個方面進行大范圍深入探索和改革。其中,在學生培養方面,如何建設以提高學生的工程實踐能力為主線的人才培養方案改革,通過工程實踐能力培養,促進學生知識的學習和素質的提升,使之成長為既熟練掌握基礎理論知識又具備較高實踐能力的高等應用型人才就至關重要。目前在歐美大專院校實施的CDIO培養模式,以及我國的卓越工程師培養模式等等,都是依托于項目以起到培養學生工程能力的目的,這些以能力培養為主線,帶動知識的學習和素質提高的培養模式,對我校在人才培養模式改革方面起到一定的借鑒作用。
一、我校本科生工程實踐能力培養模式現狀
金賽(Mc.Kinsey)全球研究所發表的一份調查報告表明,中國學生的實踐能力差,創新能力弱,其中有確切數據提到,在2005年,大約60萬畢業學生中只有不到百分之十的工程技術人員才適合在國際化公司工作,原因是:中國的教育偏于理論,學生幾乎沒有工程項目的實際訓練,而歐美的學生則通過具體的工程項目,以團隊合作的方式解決實際問題。[1]
對于山東交通學院來說,學校主要培養在交通行業生產一線從事工程技術和技術管理的應用型人才,對于信息科學與電氣工程學院來說,其培養的學生主要強調其要具備較強的工程實踐能力和動手能力。而且,從個人的發展來說,學生工程實踐能力的提高是其在步入工作崗位后能夠持續提升的關鍵。
目前我校在本科教育方面依然采用傳統的教育模式,通過課程講授為主,配合實驗教學和課程設計,然后參加期末考試,這樣經過幾年的知識積累,在臨畢業前到相關企業實習,或者有的學生就在校內實習,然后通過畢業設計來鍛煉提升其綜合應用知識的能力。這種傳統教育模式將理論教學與實踐分階段分割開來,其弊端就在于學生在進行理論學習時,以通過考試為最終目標,在實習時有針對性對一些實踐所需的必要知識進行惡補,使得理論與實踐之間產生脫節,不能起到良好的能力培養效果。這就使得大學生在就業時,適應期過長,實際動手實踐能力偏弱。
二、CDIO及卓越工程師介紹
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。[2]
教育部“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”),旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。“卓越計劃”具有三個特點:一是行業企業深度參與培養過程;二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才;三是強化培養學生的工程能力和創新能力。[3]
三、應用科技大學大學生工程實踐能力培養改革探討
通過將CDIO和卓越工程師教育培養計劃中的成功和有效地經驗吸取進來,結合信息科學與電氣工程學院信息電氣類專業和行業的特點,有針對性制定出以工程實踐能力培養為主線的人才培養方案,才能更好地為社會和地方經濟發展服務。通過探索和借鑒,可采取以下措施提高學院信息電氣類專業大學生的工程實踐能力。
1.以大賽為引,以項目為本,鼓勵學生參與實際工程實踐項目
CDIO培養模式以及卓越工程師都是依托于項目以起到培養學生工程能力的目的,各類學生科技立項和大賽在提高學生工程能力和知識的掌握方面有異曲同工之處。而且,學生科技項目和各類學生科技競賽具有時間短、復雜度低、易組織和見效快等特點。通過以大賽為引,鼓勵學生參與到各類學生科技立項和大賽中,易于調動教師和學生的積極性,并取得良好的效果。為此,學院制定了一系列的激勵措施和政策引導:在學生層面上,對參賽的學生實現包括學分獎勵、成果獎勵、獲獎獎勵、學分置換、優秀畢業設計推薦,優先獎勵推薦等組合激勵措施;在教師層面上,在教師的績效考核中,在學生參賽指導、學生參賽獲獎獎勵等方面設置考核點,并加大獎勵力度,提高教師指導學生參賽的積極性。
對于信電類專業,本科生由于基礎薄弱,工程實踐能力不強,因此在以往很少能實際參與到教師的實際工程實踐項目中去。通過參加大賽,使得本科生具備了一定的研究基礎和科研能力,可以進一步更深入參與到教師的實際科研項目中去,同時,科研項目階段性的研究成果反過來又可以繼續參加相關競賽,這樣,本科生參與教師的科研項目就有了一定的延續性和上升動力。同時,學院對于本科生參與的科研項目,在績效考核方面給與相關政策傾斜和支持,也在一方面調動教師吸引本科生參與自己項目的積極性。
2.加大企業在人才培養改革方案中的參與度
為什么要注重學生的工程實踐能力?不論是CDIO培養模式還是卓越工程師培養計劃,企業的參與是必不可少的,企業參與的程度越深,培養出來的人才才能越接近企業對人才的需求。
培養本科生的工程實踐能力僅靠校內資源是無法滿足要求的,加大企業在人才培養改革方案中的參與度,是提高學生工程實踐能力必須要做的。從人才培養計劃的指定、專業課程內容的設置到課程設計、實習實踐環節,在各個環節都通過到企業中進行需求調研、實踐、再調研,實現企業深入參與學校的人才改革方案。例如,從課程內容來說,由于工程教育要培養具有實踐能力和創新能力的工程人才,教學大綱從制定開始就應該引入企業進行評估,要求課程內容能夠在一定程度上體現企業的實際需要,保障學生能夠根據課程大綱所學到的知識、技能和能力真正應用到企業中去。企業的參與是被動的,這就要求高校方面要主動深入到企業中去調研,摸清企業需求的規模、方向和基礎,然后實踐應用到人才培養計劃的制定中去,再請企業對人才培養計劃進行評估,進行調整、再調研、再調整,通過往復循環,不斷完善能夠真正培養出符合企業需求的人才培養計劃。
3.鼓勵教師下企業,企業引進來
CDIO培養模式或卓越工程師培養計劃中的很多項目都是從企業的實際項目中提煉出來的。所以,教師作為知識的傳授者,更應該了解企業的需求,而這種了解僅憑短期的調研是不能深入了解的,這就需要教師長期到企業中去。在這方面,學院鼓勵年輕教師采用直接到企業掛職、參加職業培訓等多種形式赴企業進行鍛煉。結合教師的掛職意向、學術專長和企業的用人需求,學校出面與企業接洽,通過企業與教師的對接雙向選擇最終確定。同時,學院還為教師下企業實踐出臺了一系列的傾斜政策,例如,在掛職期間,生活方面給予額外補助,教學工作量酌情減免,在職稱評定、晉職方面優先考慮。[1]使得青年教師認識到下企業進行實踐鍛煉是成長的重要途徑,也是改進課堂教學進而提高人才培養質量的重要途徑。
企業引進來是對企業需求了解的另一個有效途徑。引進來包括引進兩個方面的內容:首先是項目的引進,通過教師下企業,可以深入了解企業的需求,并引入企業相關項目到學校中來,利用學校科研相關資源實現橫向項目合作,并在項目研究過程中引入學生的參與,進一步提高學生工程實踐能力。其次,引入企業中具有很強工程實踐能力的一線工程師和管理者到高校中來,通過講座、授課、指導學生課程設計和實習等多種形式參與到對學生的教育中去,同時,教師之間的交流也更有利于教師對企業需求的了解。
4.建立完善的學生實踐考評機制
為激勵本科生積極參與科研和實踐活動,需要制定相應獎勵政策,不斷完善激勵機制。如何有效搭配和設置各類獎勵,實現包括學分獎勵、成果獎勵、獲獎獎勵、學分置換、畢業設計,優先推薦獎勵等組合激勵措施,在有限資源情況下,怎樣能充分調動學生參與科研和實訓項目的積極性,保障學生科研項目和實踐訓練的順利開展和高質量的完成,是需要深入研究的課題內容。
通過制定有效的制度,給予科技大賽各方面支持,例如,可由教師引導將專業學科競賽與課程實踐結合起來,在人才培養方案制定、課程規劃、課程設計和時間安排等方面向專業學科競賽方面傾斜,建立參與大賽與學分和獎學金掛鉤制度,激發學生參加各類大賽的積極性。
四、結束語
在實際探索過程中,要注重總結,并且要注重調研、實踐、再調研的環狀步驟,只有這樣,才能真正了解企業的實際需求,并把這種需求轉化為如何提高學生相應的工程實踐能力方面,真正培養出既熟練掌握基礎理論知識又具備較高實踐能力的高等應用型人才。
參考文獻:
[1]吳恭興,劉文白,張寶吉,等.基于CDIO模式的卓越工程師培養方案的探索與實踐研究[J].大學教育,2013,(18):7-10.
關鍵詞: 機械創新大賽 設計能力 工程實踐
1.引言
在高等工程教育人才培養體系中,高等工程技術人才需具有較強的工程實踐能力、良好的綜合素質、一定的創新意識和創新能力。以滿足科學技術與社會經濟快速發展對工程型人才的需求[1]。隨著高校不斷擴招,學校為了生存和發展的需要,引進了大量碩士、博士畢業生,補充到高校教師隊伍中[1],高校青年教師隊伍迅速擴大。這些青年教師大都從高校走向高校,沒有在企業實際工作的經驗,缺乏工程實際問題解決的知識和經驗,這對培養工科生的工程素質而言,無疑是有缺失的[2]。本文以機械創新設計大賽為載體,青年教師作為指導教師在大賽的整個實施過程中,深刻地體會到參加機械創新設計大賽對教師自身的工程意識、學生的創新能力、工程實踐能力的提高具有重要作用。
2.機械創新設計大賽的成效和啟示
全國大學生機械創新設計大賽是由教育部高等教育司舉辦的一項全國大學生重要科技競賽活動,也是由教育部和財政部資助的全國大學生九大賽事之一,由教育部高等學校機械學科教學指導委員會主辦,機械基礎課程教學指導分委員會、全國機械原理教學研究會、全國機械設計教學研究會聯合著名高校共同承辦[3]。這是面向全國大學生的一項重要科技活動,其目的在于推動普通高等學校促進本學科領域面向21世紀課程體系和課程內容的重大改革,“促進教育也要實現兩個轉變”重要思想的落實,它將有助于高等學校實施素質教育和卓越工程師教育,注重引導高校在教學中培養大學生團隊合作意識、創新設計能力、綜合設計能力和理論聯系實際的良好學風,有助于大學生工程實踐素質的培養,提高學生機械創新思維、機械創新設計和工藝制作的綜合能力,加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練,提高學生針對實際需求進行創新設計和實際制作的實踐工作能力,吸引并鼓勵學生積極主動地參加課外科技活動,為學生成為高素質工程人才創造條件[4]。
2.1創新教學體系
目前的課堂教學大多是老師通過多媒體進行教學,對于一些比較抽象和難以理解的知識,特別是學生對于機械設計、機械原理、制造工藝等方面知識缺乏實踐經驗而難以理解,對于學生動手能力的培養甚少。雖然課程設置了一些實驗,但因與實際關聯度不高,實際指導意義不大。大學生參與工程訓練的時間有限、接受指導的力度不夠,以致解決工程實際問題的能力不強,難以適應企業與社會的要求,若能充分利用每年1/4的假期時間,通過參加機械創新設計大賽,師生共同選題,給學生創造更大的創新空間,學生自查文獻,確定方案,則有助于學生獨立思考和自主設計,同時適當地讓學生參與科研課題,能較好地解決學生工程實踐能力差、教學中企業需求與教學活動脫節的問題,培養學生的科學精神和創新思維[5]。
2.2提高青年教師教學水平
目前,青年教師存在教學任務重、經濟負擔重、科研精力和時間不足等實際情況,導致其沒有更多時間“充電”學習,鍛煉工程實踐意識。通過指導學生參加機械創新設計大賽,教師在指導過程中既要教知識,更要教能力;既要有深厚的理論知識,又要能夠聯系實際,注重加強相關課程知識點的銜接和專業知識的緊密結合,通過不斷查閱資料并化為己有,加深對所教授課程基礎理論和專業相關知識的了解,再傳授給學生,提高自己的教學水平,同時積累大賽指導經驗,應用于課堂教學,知識講解更透徹,形成良性循環。
3.培養大學生工程實踐能力
每屆機械創新設計大賽除第一屆外都有一個主題,而且是緊扣社會需求的熱點問題,為了在比賽中脫穎而出,取得優異成績,學生必須在日常生活中仔細觀察、認真思考,從解決實際問題的角度出發,兼顧設計的可行性和造價,最終拿出自己的設計方案,而要將想法變成現實的東西還需經過反復論證、修改及相互討論才能最終確定。在方案的修改過程中會遇到許多不可預知的問題,在解決問題的過程中要求學生有深厚的理論知識和創新思維,極大地提高學生的創新能力和工程實踐能力。
實踐能力是一種綜合能力,包括觀察能力、獲取知識和應用知識的能力、動手能力、組織謀劃能力、交際能力和表達能力,等等。
3.1鍛煉大學生實際動手能力
目前大學教學在基礎理論、基本知識、基本技能等教學方面進行了一定的加強,以滿足科技日益發展對人才需求的新要求。同時對于大學生實際動手能力的培養越發意識到其重要性,讓學生有一技之長,畢業后能很快適應工作。
機械創新設計活動的整個過程以學生為主,教師只是充當指導者的角色。參賽作品基本由學生自己動手制作完成。以我校2014年獲得全國大學生機械創新設計大賽一等獎“行走式組合機構演示教具”的制作過程為例。其六足行走機構是學生到鋼材市場采購適合的鋼板,回來后在虎鉗上進行加工制作而成,再利用電焊將六足與行走機構裝置進行焊接,而所有的演示機構如齒輪、凸輪、鏈輪、帶輪等通過購買獲得,然后統計計算各個部分之間的裝配尺寸,利用鉆床在鋼板上鉆孔,通過緊固螺絲進行固結,最后將電機安裝在電機架上,采用單片機編程控制,達到行走機構的原地打轉、往復行走的演示效果。這些零部件的加工制作不僅鍛煉了學生的實際動手能力,而且提高了學生的實踐技能。在這個過程中,學生不僅能較熟練地使用各種加工工具和加工設備,而且能夠加工制作出較為合格的作品。學生具備這樣的能力在日后工作崗位上更容易得到領導的賞識,更易獲得成功。
3.2提高專業知識的綜合運用能力
機械創新設計大賽是一個多科學知識交叉融合的過程,涉及的知識包括機械、電氣、材料、力學、數學、物理等。在設計方案時要通過繁瑣的計算和理論推導,確定最終的設計方案。接下來應繪制出零件圖和裝配圖。工科學生在課堂上均學習過機械制圖課程,但是要能準確、規范地表達出自己的方案則不是每個學生能夠做到的,這就要求在實踐中不斷學習和鍛煉。圖紙對于機械加工來說是一種語言表達,工人師傅全靠圖紙的信息加工零件,為了避免在加工時出現錯誤,學生必須結合課堂上的知識深刻理解各種繪圖知識和技巧,這個過程對于學生的繪圖能力具有很好的強化作用。參加過機械創新設計大賽的學生的繪圖能力都有很大的提高。之后要考慮工藝加工問題,如果設計的零件不能加工出來則表明設計不切實際,不合理。這就要求學生對所學的理論課程能夠應用于實踐,并兼顧材料的選擇、造價的低廉,這樣設計出的作品才經濟、實用、具有市場競爭力。通過這種真刀真槍的實際鍛煉,學生綜合運用專業知識的能力得到了加強,提高了創新設計能力。
3.3提高語言表達能力
機械創新設計大賽除了作品的現場展示,還要求進行PPT答辯。在答辯時學生應能夠清晰、準確地回答出評委老師提出的各種問題,具有一定的語言表達能力和應變能力。所以學生在比賽之前必須捋順自己的設計思路,認真組織語言,撰寫設計說明書和答辯提綱,還要有針對性地對評委老師可能提出的問題進行必要準備。這個過程鍛煉并提高了大學生的語言表達能力。可以說機械創新設計大賽是鍛煉大學生對所學理論知識綜合運用能力的一個非常好的舞臺。隨著就業形勢的日益嚴峻,社會競爭壓力的增大,畢業生能不能找到理想的工作,能不能取得事業上的成功,很大程度上取決于大學生綜合運用所學知識的能力及對社會的適應能力。社會需要的是能夠解決實際問題,經得起實踐考驗的人才而不是只會啃書本的書呆子。經過大賽的錘煉,大學生提高了對所學知識的駕馭能力,這些在大學里就思維活躍、有創新精神和創新能力的學生在工作崗位上很快會成為業務骨干,很容易取得事業上的成功。
4.結語
通過參加機械創新設計大賽,建立起假期青年教師參與工程鍛煉并指導學生工程實踐的有效途徑與制度,能克服青年教師教學任務重、科研精力和時間不足等問題,同時學生的工程實踐能力得到極大鍛煉,能使青年教師的專業發展與學生工程應用能力的提高形成正相關,對于提高教學質量和教學改革具有深遠意義。
參考文獻:
[1]林建.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-29.2007,21(7).
[2]周文斌,陳紹薇.地方性高校青年教師激勵策略研究[J].昭通師范學報,2011,(6).
[3]楊叔子,彭文生.再論機械創新設計大賽很重要[J].高等工程教育研究,2009(5).
[4]崔秀梅.參加機械設計大賽培養學生創新能力[J].科教文匯,2013(1).
1.創新設計項目小組培養模式
創新項目小組培養模式是鼓勵外聘教授、行業專家、專業教師組成優秀設計團隊,將最新成果帶進學校,與本土設計界進行寬廣和深入的合作,引進國際品牌的設計方法和理念,注入現有的設計教育中來。學界名師是兼職項目導師,行業導師和專業教師是專職項目導師,從學生中選拔具有較強的設計創新意識和專業表達能力的學生組成創新項目小組,參與三方導師的科研教研項目,特別是行業企業的產品研發項目。項目導師也可以根據學生的興趣特長、個人發展構想,按照專業方向制訂相應的特需人才培養計劃,提供自主實踐項目選擇,開展有針對性的差異化培養,使學生的設計特質得到最優發展。
2.創新專業課堂培養模式
創新專業課堂培養模式是以所有在讀學生為培養對象,改變傳統的理論講授、專題訓練的兩步走模式,結合大展、大賽以及校企合作項目,對學生進行啟發式講授、針對性訓練、創新性實踐三步走的普及型培養模式。目的是優化課程體系,拓寬培養口徑,培養學生的創新精神和實踐能力,養成多渠道創新型學習方式。第一“,展賽項目驅動式”教學模式。根據教學大綱要求,結合每年常態的大展、大賽或校企共同研發的設計項目,讓學生在掌握設計基礎理論和表達方法之外,直接參與展賽和項目,將理論和技能在實際項目開展中得到提升和鍛煉。另外,由學生自主策劃,充分利用學院展廳,舉辦師生系列作品展覽活動。第二,創新實踐學分。藝術設計專業的學生畢業前一定要拿到創新實踐學分,學生可根據個人基礎、能力、志趣和特長自主申請項目,或者參與學校、學院的各種項目,鼓勵學生在四年的學習中至少有一次獨立完成項目的訓練,學院按照學生完成的情況給予學分認定。第三,學生“設計沙龍”活動。根據學生興趣,每個專業都設有“設計沙龍”,在專業教師指導下使其成為“頭腦風暴”式的交流平臺。沙龍聘請行業資深專家,與師生圍繞設計主題進行互動交流,沙龍成為學生了解行業設計動向的窗口、創意思維訓練的重要交流平臺。第四“,多導師制”評價體系。利用產學研修平臺、校內外設計工作室,建立交互式多導師機制,對參與實踐環節的學生進行多導師、跨界聯合指導,建立起理論實踐緊密結合、校內校外交互配合的指導機制。畢業設計由行業校外專家和校內教師共同評價。
二、三業共建,促進設計教育與設計產業有效對接
1.行業對接,構建多元化社會服務平臺
根據各個專業核心課程群的要求以及合作行業的發展規劃,本著資源共享、合作共贏的原則,在設計教育與設計產業之間搭建橋梁,為設計教育成果的轉化提供孵化和產出平臺。北京聯合大學師范學院藝術設計系陸續和北京市工藝美術行業促進中心、北京市家居行業協會、中國工業設計行業協會、中國紡織工業聯合會等行業協會聯合共建設計研發中心、聯合培養人才基地等產學研修孵化平臺,鼓勵教師、學生參與到行業組織的與產業相關的各種活動,既通過國內外各種大展大賽了解設計研究前沿,又可以通過企業活動了解設計生產的一線需求,拓寬設計視野的同時也積累設計經驗。
2.企業對接,構建多層次產學研修基地
很多藝術設計院校都與企業有合作的經歷,或者由專業教師帶隊,支持學生和企業做橫向課題,或者由企業為學生提供專業課程的實訓資源,在技術技能、心理素質培養等方面給予學生鍛煉機會。第一,聯合共建學生創新創業試驗園區。學校和企業聯合共建學生創新創業試驗園區,以學生為主體,成立創業中心,把企業的經營模式完全融入學校,模擬企業的培訓、財務、電商、市場營銷等職位,進行創業訓練,給學生提前進入職場、培養職業素養、打造自己的職業品牌、成長為合格職業人的機會。目前,師范學院藝術設計系已經和北京尚潮創意紀念品開發有限公司聯合共建了學生創新創業試驗區,由該公司提供方案和需求,學生項目小組參與設計與生產,極大地提高了學生的設計興趣。第二,企業“訂單式”人才培養。企業“訂單式”人才培養是指按照企業的崗位素質需求制訂人才培養方案,把學生培養成具有特定專業素質的職業人,并結合行業資格考核拿到相應的技能證書。“訂單式”人才培養并不意味著畢業后一定要從事相應的職業,而是讓學生掌握職業技能,提前了解企業文化,為將來更快更好地融入企業做好準備。第三,協同創新特色校外實踐基地。目前,依托北京國際設計周、廣東設計日的資源平臺,北京聯合大學師范學院藝術設計系已經和歌華集團、廣東工業設計城簽訂了協同創新型校外實踐基地的協議,為推進設計教育與設計產業的有效對接,實現卓越藝術設計人才培養目標奠定了基礎。另外,學院還成立了工藝美術行業的“大師工作室”,聘請國家級、北京市級工藝美術大師為行業導師,定期舉行對話大師沙龍活動,使學生在學習傳統設計文化的基礎上,將傳統工藝技術融進現代生活方式。第四,普通的校外實踐基地。普通的校外實踐基地是滿足學生某一課程或者某一方面實踐需要的最常見的校企合作模式。
三、“三師協同三業共建”對人才培養的意義
“三師協同三業共建”在藝術設計人才培養的實踐中取得顯著成效,形成了特色鮮明的卓越藝術設計人才培養模式,有力地提高了設計教育人才培養的質量。畢業生就業面廣,社會適應性強,畢業生的職業精神與動手能力獲得企業普遍認同。特色協同創新平臺使學生在校期間就體驗前沿性產品,開闊了眼界。有一部分學生畢業后自主創業,到社會兩三年就取得不錯成績,受到業界的認同。具體來說“,三師協同三業共建”對人才培養有以下幾點意義:
1.滿足了多元化的卓越藝術設計人才培養需求
卓越藝術設計人才的培養不是精英人才培養模式,而是指能夠應對社會對人才需求的多變性、學生個體成長的差異性的多元化人才培養模式。
2.形成學業企業產業一條龍
畢業就業創業無縫銜接。北京聯合大學秉承“學以致用”的校訓,為首都區域經濟發展輸送了大批應用型人才。就業是衡量應用型大學人才培養質量的重要指標,三業共建所構成的多層次社會服務平臺和多功能的實踐基地恰恰提供了畢業就業創業的個性化就業途徑。
3.實現文化傳承的根本任務