機械電子工程專業人才培養模式的改革討究與創新

關于機械電子工程專業人才培養模式的改革討究與創新

　　摘要： 針對機械電子工程辦學模式及特點，結合就業崗位群工作范圍和技術領域及人才知識、能力和素質結構分析，在借鑒德國高職教育教學經驗的基礎上，以社會人才市場現實與未來發展對人才的有效需求為導向、以職業崗位(群)能力需求為依據，確定了機械電子工程畢業生綜合技術應用能力結構和應有的知識、能力、素質結構，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踐教學體系”，創建了“核心技術一體化”教學模式，對機械電子工程專業及人才培養模式進行了改革與創新。

　　關鍵詞： 機械電子工程; 課程結構; 人才培養模式; 教學模式

　　機械電子工程是機械、電子、計算機和自動控制等技術有機結合的一門復合技術，常被稱為機電一體化技術，它代表著機械工程技術革命的前沿方向。作為高等教育的一個學科，應面向行業需求，建設機電模具人才培養基地，培養應用性技術人才，力圖以強大的應用潛力培養出一大批高技術人才。¨ 然而它所要求的人才及人才知識結構、技術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化設置與建設是一個急待研究的問題。 因此，機械電子工程作為機械設計制造及其自動化專業的主要專業方向之一，研究其辦學模式和人才培養模式的改革與創新具有重大意義。

　　一、機械電子工程辦學模式及特點

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

　　我國高校機械電子工程專業的設置始于20世紀80年代。最初機電工程專業是依據各校歸口行業應急的需要，對原有相關專業進行調整而設置的，教學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的專業課程設置遠跟不上技術發展的速度。盡管如此，由于微電子技術、計算機技術的率先滲透，這一時期系統性教育結合進修性教育培養出的機電一體化人才，在生產實踐中，對改造企業的老產品、舊設備和生產線，提高自動化水平和經濟效益還是起到了一定的推動作用。

　　進入2O世紀90年代以后，機電一體化人才的培養為了適應經濟體制逐步轉軌以及學科迅猛發展所帶來的變化，許多高校對機械電子工程的專業結構、課程設置、教學內容均進行了大幅度的調整，機械電子工程最終形成了具有以下特點辦學模式：一是基于機械電子學從理論到實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，專業方向以機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化兩個大方向來劃分;二是站在市場經濟對專業知識結構的總體高度上來權衡課程設置、教學內容與教學時數，摒棄以往單純強調課程自身完整性的作法，對專業基礎課，要削枝強干、精心搭配;對專業課，要反應現代科技水平，突出新、簡明、實用;三是加強實踐性教學環節，探索適應經濟新機制的管理方法，提倡“三結合”—— 即理論與實踐相結合、教學實踐與生產實踐相結合、實踐環節要體現機與電的結合。

　　二、機械電子工程專業及人才培養模式的改革與創新

　　針對機械電子工程辦學模式及特點，近年來中北大學圍繞機械電子工程專業建設，通過廣泛調研就業崗位群工作范圍和技術領域，分析人才知識、能力和素質結構，在借鑒德國高職教育教學經驗的基礎上，以社會人才市場現實與未來發展對人才的有效需求為導向、以職業崗位(群)能力需求為依據，從而確定畢業生綜合技術應用能力結構和應有的知識、能力、素質結構，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踐教學體系”，創建了“核心技術一體化”的教學模式。

　　1.“四層兩段一貫穿”的課程結構

　　機械電子學科是基于機械、電子、計算機技術發展起來的新學科，所以加強理論體系和教學體系的研究具有重大的現實意義。 在借鑒德國教學模式的基礎上，結合自身辦學的經驗和條件，采用分段教學、模塊訓練型課程模式，逐漸由基礎向專業發展課程結構體系。課程結構體系分為基礎教學、專業教學、專長教學、畢業設計與專業實習4個層面;基礎學習和主體學習2個階段。在整個3年教學時間內，專業技能實踐培訓模塊貫穿始終。

　　以機電一體化專業為例，“四層兩段一貫穿”的課程結構的基礎學習階段為第一、二兩個學期，學生除進行公共課學習之外，主要學習專業基礎理論課程。主體學習階段分4個學期，完成專業學習、專長學習、畢業設計與專業實習。其中，在主體學習階段中規定有兩個實習期，第一個實習期在第三學期的相關專業課和實訓課中安排學生到企業和校內車間實習;第二個實習期為最后一學期，學生在完成畢業考試后，主要進行畢業設計和企業實習工作。畢業設計一般采用實習企業或校內實踐中的真實課題，為實習企業和學院解決技術上的實際問題。

　　專長學習是專業能力培養的深化，學生將學習到該專業中最新、最具特色的專業知識和技能。專業學習和專長學習中，學生將利用相關的實訓設備進行專門化技能實訓模塊的培訓，這些模塊包含了機電一體化領域內的最新應用技術，大量采用“實例”和“真實環境”方式培訓。學生動手、動腦相結合，專業能力培養和素質培養相結合，獨立思考、獨立探索能力培養同集體協作、共同交流能力培養相結合。為了保障實訓模塊的有效進行，一般采用“分組實施、小班教學”的方法進行，盡量保證每位學生獨自使用一個工位、一個機臺，一名教師指導12位學生。所以，實訓模塊課時利用率高、實效性強，從而保證了實訓質量。

　　2.相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系

　　開展課外制作活動是培養大學生創新精神和實踐能力的最佳實踐活動之一，特別是對機電專業學生來說，是開展專業知識綜合應用能力訓練的最佳平臺。 將課程進行有機整合，形成了上下貫通的理論和實踐教學體系，兩個教學體系相互平行，融合交叉，把技術的綜合應用能力、實踐能力和創新能力培養作為交叉點和教學重點。為相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系示意圖。

　　相互平行，是指兩套體系的教學計劃相互平行，課程流程相互平行;相互融合，是指課程知識內容與技術、技能培養相互融合，理論和實踐教學場所相互融合;相互交叉，是指兩套體系的功能相互交叉，知識、技術和技能培養的落腳點相互交叉。

　　例如，“電氣安裝”實訓模塊課主要對學生進行各種實際照明電路和電器機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生獲得感性了解，并不涉及原理方面的內容。此實訓課程對于“電機與拖動技術”、“可編程控制技術”、“機床電器和工廠供電”以及“故障診斷技術”專業課的學習進行了前期鋪墊和準備，第3學期的企業實習對于學生了解工業現場，并獲得電氣控制經驗也起到了相關鋪墊和擴展作用。

　　3.“核心技術一體化”教學模式

　　“核心技術一體化”教學模式包括兩個一體化，即“核心技術課程設置一體化”和“核心技術教學環境一體化”，它是以技術應用能力培養為中心，以核心技術綜合應用能力培養為重點，將理論與實驗、實訓相結合，以課堂與實驗(實訓)室、實習車間、工廠車間四點為交叉網絡的一體化教學模式。

　　在本專業的課程體系中，嘗試構建“可編程控制技術”、“驅動技術”、“傳感技術”等核心技術。為了突出對學生在這些反映工業自動化技術最具代表性和先進性的技術綜合應用能力培養，我們構建了針對這些核心技術的一體化教學模式。為可編程控制技術課程“核心技術一體化”教學模式。“可編程控制技術”是自動化相關專業中的核心技術之一，它開設有42學時的專業理論和42學時的專業實訓;理論教學與學生上機編程、調試相結合，動腦與動手相結合，使學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。

　　該課程設置使學生既掌握了PLC基本知識和程序操作，同時在相關專業課中又涉及到PLC在不同場合的應用，而在相關實訓模塊課中學生將PLC技術綜合應用到各種不同的生產環境中去。在每個實訓室都有一種主要技術單元，同時，還有其它技術單元出現，賓主相擁，多次重復，但角度不同，強調的應用領域和水平不同。

　　三、結語

　　21世紀，中國將發展成為世界現代制造中心，先進制造技術和機電一體化技術是國民經濟發展所急需的優勢學科方向。21世紀的中國將需要一大批掌握先進制造技術，能從事數控機床、加工中心、工業機器人以及其他機電一體化設備和產品的設計、開發、編程和操作的高級應用型創新技術人才。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，使教學緊跟機電一體化技術發展變化的趨勢，為培養出符合機電一體化技術崗位實際需要的、高素質、強能力的合格人才而不懈努力。

　　參考文獻

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