时间:2023-06-05 09:54:35
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇车辆工程人才培养方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:G424 文献标识码:A
Research and Practice of Teaching Reform
about the Major of Vehicle Engineering
WU Hequan, ZHANG Xin, HU Hongwei
(College of Automotive and Mechanical Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha Hu'nan 410114)
Abstract Take the major of vehicle engineering in Changsha University of Science and Technology as a example, this paper carried out a detailed analysis on the teaching reform, include of training objectives, training program, knowledge structure, course content, practice teaching and education reform. The research results provide a reference to the other college's education reform.
Key words Vehicle Engineering; teaching reform; teaching methods; training program
0 引言
有关统计资料表明,“十二五”期间仅湖南省在汽车行业的人才缺口就将近15万人。车辆工程专业高技术人才的缺失已成为我国汽车行业的发展瓶颈。长沙理工大学作为一所省属重点高校,车辆工程专业的发展已经有十余年的历史,其专业的建设情况具有一定的代表性。因此本课题拟以长沙理工大学车辆工程教学改革的实践情况为例,来探索本科院校车辆工程专业教学改革的途径和主要方法。
1 培养目标与时俱进,体现行业特色
通过到车辆工程专业相关用人单位进行市场调研,掌握社会需求,并以此为依据及时调整专业培养目标。
针对我国现阶段汽车行业设计和研发水平较低、自主知识产权少、技术难度升级、项目开发与国际接轨的特点,以及基层单位对技术人才需求和综合素质要求日益提高的形势,提出了本专业“培养具备车辆工程的基本理论,系统掌握汽车构造、汽车理论、汽车设计和汽车电子控制技术等方面的基础知识,能从事各种车辆(包括汽车、改装车辆和特种车辆)及其零部件的设计、制造、检测、实验和应用等工作以及能从事汽车运行管理、经营销售工作的高素质应用型专门人才”的培养目标,使得本专业行业特色更加鲜明,优势日益凸显。
建立一个由学校、行业、社会共同组成的“车辆工程专业建设指导委员会”,切实加强学校与行业及社会的合作,共同开展对具有汽车行业特色的车辆工程专业发展趋势及人才培养质量要求的研究,共同探讨人才培养与教学质量监控方案,吸引行业单位与部门共同参与研究人才培养方案与课程计划,制定与生产实际相结合、适应国家汽车行业发展和地方经济建设需要、体现办学特色的培养方案与课程体系。专业建设指导委员会定期修订车辆工程专业人才培养方案,构建适应经济社会发展需要的课程体系。
3 完善知识结构,制定合理培养计划
为使车辆工程学生具有更全面的知识结构、更高的文化素质和更强的适应性,在培养模式上采取“基础平台+专业模块”,按照理论知识模块、业务技能模块和职业修养模块“三大模块”制定相应的培养计划,实行了弹性学制、大类专业基础课与专业基础课并轨共修,加强了基本理论教学,拓宽了专业口径,有利于培养社会需要的多元化人才。
4 改革课程内容体系,加强教材和双语建设
根据“应用型”人才对知识、能力和素质的要求,以工程理论和工程实践教育为核心,完善车辆工程专业知识体系结构。坚持知识和能力并重,理论教学与实践教学有机结合,以能力培养为主线,进一步优化教学内容和课程体系;改革课程教学内容和教学方法,加强以精品课程建设为核心的课程建设;通过校企合作、共同参与,改革课程教学内容,使教学内容更好地体现理论与实践的结合,知识与能力的提高;在课程体系建设方面,要全面考虑基础理论课程、基础应用课程和实践教学三个教学平台;为使学生了解和掌握国内外最新知识,加强相关课程建设和教材建设,注重国外优秀教材的引进和使用,大力提升双语教学的质量。
5 改革实践教学体系,推进人才培养与生产实际相结合
优化实践教学体系,改革实践教学内容和方法,不断提高实践教学质量。按照应用型人才培养目标的要求,进一步确立实践教学在人才培养中的重要地位。以工程能力培养为主线,逐步形成“三层次、四模块、三结合”①②的实践教学体系。实验、实习、设计、课外实践不同模块的有机联系和不同作用,创造了良好的教学效果。特别是将第二课堂和学生专业技能培训、竞赛纳入培养体系,开阔了视野,提高了学生的实践能力。同时,为适应实践教学和创新教育的需要,车辆工程专业建立了多个稳定的校内外实习基地。并积极探索实践教学新模式,将现代教育技术、仿真技术运用于工程实践教学过程之中,创建网上实训教学平台。同时为解决校外实习中学生动手机会少的问题,建立了“汽车整车动态拆装”等校内生产实训基地,确保学生在工程技术和项目管理方面能得到系统的训练。
6 积极开展质量工程和教研教改项目建设
高度重视教学改革研究。根据车辆工程专业培养目标和学校的有关政策,制定了本专业教学研究与改革的整体设想,鼓励和引导教师积极参与课程体系、课程内容、实践教学等方面的教学研究和改革。
授课教师以质量工程建设为契机,对教学内容、方法与手段进行了深入的研究和实践探索。通过教研教改提高人才培养质量,并取得了很好的成绩。近三年来,本专业教师先后主持校级以上教学研究与改革课题20余项,公开发表教研教改论文15余篇,并获校级教学成果奖1项。教研教改课题的研究与教学成果的取得,提高了教师的教研教改意识、教学方法和教学水平,完善了教学内容、课程体系和教学计划,促进了专业建设和教学手段的改善,保证了本专业教学质量的不断提高。
7 加强与企业联系,完善教学质量监控与保障体系
不断改革与完善教学管理制度,建立与行业主管部门、生产单位在人才培养上密切合作的长效机制,初步形成了“政府监督、社会监督、自我控制”的三方教学质量监控与保障体系。先后建立了北汽福田、吉利汽车、比亚迪汽车、众泰汽车、龙镶集团、和波隆机械制造有限公司等实习基地。这些实习基地的依托单位或是国内著名汽车制造企业、或是国内重点工程建设企业,其生产装备、工艺对于培养学生的车辆设备运用能力和增强产品设计制造能力等具有重要意义。
8 结束语
通过一系列车辆工程专业教学改革的探索与实践工作,我校车辆工程专业学生的综合素质得到明显提高。从每年的毕业生跟踪调查反馈情况来看。主要用人单位对本专业毕业生质量总体评价较高,普遍认为,本专业培养的学生基础理论和专业知识扎实、工作踏实、专业适应性强、实践能力强,深受用人单位的欢迎。这也证明了我校车辆工程专业教学改革取得了一定的成效。同时,本专业教学改革的探索与实践为其它地方院校车辆工程相关专业的建设和发展提供了参考。
基金项目:湖南省特色专业资助项目;湖南省普通高校教学改革研究项目;长沙理工大学校级教改项目
注释
【关键词】 地方高校;新能源汽车;人才培养;模式
一、新能源汽车产业的现状与人才需求分析
随着我国化石燃料的紧缺与环境的恶化,关于新能源车辆的开发与应用问题已成为我国汽车工业积极探索的焦点。全球汽车产业格局正发生重大变化,汽车产品将向安全、节能、环保方向迈进,“新能源汽车”成为业界关注重点,新能源汽车的发展是我国汽车工业发展的一个机遇,尤其是电动汽车我国的研发与国外发达国家相差不大。在中国汽车产业的“十三五”规划中,新能源汽车的补贴征求意见稿已早早发出,可见未来几年电动汽车产业仍然是国家重点发展的产业之一。
目前,山东省拥有山东时风集团、山东唐骏欧铃汽车制造有限公司、山东宝雅新能源汽车股份有限公司等多家电动轿车生产企业。德州陵县新能源车产业园的落成,为德州学院新能源汽车专业的学生就业提供了很大的机遇。
当前,国内新能源车辆专业刚刚起步,市场需求非常大,人才严重匮乏。人才的不足带来的必将是行业内动力不足、缺乏后劲的疲软状态。这些问题的解决,需要相关专业的人才作为基础。怎样培养出具有高专业水平和具有相关能力素质的新能源汽车专业人才,满足地方经济和新能源汽车产业对人才的需求,是当前学院所面临的重要问题。
二、新能源汽车专业人才的培养模式
人才培养的核心就是培养出合格的人才,作为地方院校应该找准自己的定位,从而制定相应的人才培养方案,来达到人才培养的目标。德州学院的人才培养目标为厚基础、强实践、求创新、高素质、重责任的创新性应用型人才。
1、新能源汽车的专业定位
新能源汽车专业是车辆类专业和电工电子及机电类专业的融合和交叉专业,作为本科生的培养需要掌握汽车基础知识、机电传动控制、电力电子、新能源汽车的基本理论和基本知识,所涉及的内容比传统车辆专业所涉及到的内容更多,知识面更广。
通过调研相关院校新能源汽车专业,本专业的专业定位大致分以下几种:
(1) 国内一些重点大学师资科研技术设备雄厚,教学环节中突出教学与科研相结合,以科研能力为突出点,主要培养开发设计及科研型人才。比如合肥工业大学、哈尔滨工业大学威海分校等高校的新能源汽车方向的学生主要是从事设计开发及相关科研。
(2) 省级的一些重点院校,既有一定的开发平台又有师资力量,以培养产品开发设计人才为主要目标。比如湖北汽车工业学院以东风汽车为依托,从事相关产品开发。
(3)地方院校师资相对较差,科研力量相对薄弱,应注重实践培养,以技术应用为主。德州学院是一所地方院校,本院新能源汽车专业定位是培养高级技术应用型人才。
2、新能源汽车专业的培养目标
本院新能源汽车专业培养德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质协调发展,能分析和解决问题,适应社会需要,可在相关新能源汽车公司、企业以及有关的研究与设计院所、高等院校和相关部门从事新能源汽车方面的产品开发、制造、试验、管理、营销以及售后的相关工作的应用型人才。也就是说通过四年的培养大多数学生能够具备较强的社会适应能力和专业实践能力,能够解决具体问题。
3、本专业的课程体系
课程体系与教学环节的建设是人才培养质量的关键,要全面提高新能源汽车专业的人才素质,就必须优化课程设置的组合,创新教学方法,使教学内容能够跟上本专业的发展水平,使教学的内容与市场需求相符。学生的培养采用“3+1”模式,就是学生用接近3个学年的时间主要在校内完成专业基础课程的学习和基本技能的训练,中间还需到企业进行认识实习、课程实训,接受企业实际生产的锻炼,了解新能源车辆的生产过程,利用多于1个学年的时间在企业进行实习,直接进入企业的相关部门和车间进行专业实习以及本科的毕业设计、毕业实习。学校指派教师同时企业派出技术人员,采用“双导师制”对学生的学习过程、成长发展进行指导。
学生应掌握新能源汽车方向学科的基本理论和基本知识,包括外语、计算机、自然科学、人文社科、专业基础、专业素质与能力拓展知识。其中基础知识包括工程科学知识如高等数学、大学物理以及力学等,工程技术知识包括机械设计、电工电子、工程图学等机械电子类知识点。专业基础知识和专业核心知识包括新能源汽车制造工艺、新能源汽车设计、新能源汽车试验测试、汽车结构与有限元分析、汽车碰撞与安全等。知识拓展部分包含自动变速器技术、汽车车身艺术设计、专用车结构设计、汽车液压与气压传动、汽车制造企业现场管理、汽车法规与产业政策、汽车服务工程等课程。选修知识里面应重点掌握计算机技术在车辆工程学科中应用概况、常用车辆工程学科计算方法和数据处理、车辆工程中的计算机辅助设计、计算机辅助分析、互联网信息技术在车辆工程的应用等;同时选修知识还应包含汽车空气动力学概念、发动机流场、发动机热工转换、流体力学、热工基础、新能源汽车性能评价、分析方法、基本动力学过程、发动机原理、汽车振动基础等发动机与汽车流体的相关知识。
本专业的课程体系在厚基础的同时加强了专业应用能力的培养,选修知识可以培养学生向不同的侧重点发展,以学生为中心,让学生有多种选择,增强竞争能力。
三、结语
地方院校在区域经济发展中具有重要的地位,肩负着为区域经济提供相关行业发展所急需人才的重任。构建科学的全面的并符合社会需求的人才培养模式,建立科学合理的课程结构体系是人才培养模式的核心内容。通过优化人才培养方案,构建出与之相符的课程体系,一定能培养出大量的适应社会发展需求的新能源车辆专业人才。
【参考文献】
[1] 黄雄健,熊维平.汽车类应用型本科创新人才培养模式的研究[J].科技创新导报,2010.29.163-164.
[2] 范大胜.新能源汽车维修人才的培养研究[J].汽车维修,2011.11.
关键词:应用型本科;车辆工程专业;实验教学体系
随着我国汽车行业的发展,越来越多的本科院校开设了车辆工程专业。而应用型本科车辆工程专业的人才培养目标定位为强调工程应用型人才的培养,其培养目标是突出应用性、实践性,培养具备机械工程基础知识和能力,扎实掌握汽车工程专业知识和能力,能够在生产实践第一线从事汽车及相关领域的产品设计与制造、汽车维修检测等方面工作的应用型高级工程技术人才及管理人才。
从应用型本科车辆工程专业人才培养目标定位来讲,建立合理的实验教学环节体系,突出实践教学,培养出理论和实践均出色的应用型人才是应用型本科院校进行认真探索的方向。
一、应用型本科车辆工程专业实验教学的目的
根据重点高校培养工程研究型人才,高职类院校培养技能应用型人才,教学型和地方普通本科院校培养工程应用型人才等指导思想。应用型本科车辆工程专业培养目标定位在一线技术工程师,其主要特点有:必须符合高等教育法关于本科教育学业标准的规定,同时要体现工程应用性的特点,从教学体系建设中体现“工程应用”,其核心环节是实践教学。实践教学是培养学生实践能力和创新能力的重要环节,也是提高学生社会职业素养和就业竞争力的重要途径。
二、目前大多数应用型本科车辆工程专业实验教学环节存在的问题
随着我国汽车保有量的急剧增加,社会对汽车人才的需求急剧增加,应用型本科车辆工程专业的开设解决了这一市场需求,但通过一些实际调查发现,许多毕业生到工作单位后,还要经过再培训才能顶岗。这样,就迫使我们对现有的教学体系进行反思,探索应用型本科车辆工程专业实验教学体系中存在的问题,从而有针对性地解决这一问题。
1.强化实践教学还未形成一致普遍的理念,重理论轻实践
部分师生中,对应用型人才培养模式的认识以及对强化实践教学重要型的认识在一定程度上还停留在表面,缺乏深层次质的认识。即使在观念上已有认识,但常囿于条件、环境、基础等因素所限,观望、等待、敷衍等现象具有一定的普遍性。事实证明,这种重理论轻实践的做法在汽车专业课的教学中是行不通的,这种教学模式导致的结果是:老师费尽精力,但教学效果很差,就失去了干劲;学生满怀希望要学好这个专业课,由于基础差,理论课又多,想学就是学不会就失去了学习的兴趣,于是厌学、逃学使好学生也变成了坏学生。
2.适应高素质应用型人才培养的教学手段和方法仍显短缺和落后
表现在:(1)多功能教学设施短缺,不能满足教师在案例教学、实物展示等教学环境的需要,限制了教师教育教学改革积极性的发挥。(2)实训模拟场地限制了学生更多的培养动手能力的机会,现有的设备设施还远未能满足教学实践的需要。
3.校外实习基地建设薄弱,远远不能满足教学实践的需要
现阶段的实习基地普遍存在着浮于形式的现象,一方面,归因于当前我国企业改制后管理者追求短期利益最大化的倾向,另一方面,也可归因于在该领域经费投入、人力投入,以致感情的投入受限。
4.教学计划仍需进一步调整和完善
当前在教学计划中,尽管实践环节的教学课时已有较大提高,但大量的公共课、理论课仍占据了较大的学时比重。
5.实践教学师资力量有待提高
教师中能够适应满足实践实训的总体上比重不高,大量年轻教师从高校毕业后进入学校从事教学工作,缺乏实践教学环节的专门训练,自身尚不能成为行家里手,难以胜任相关的实践指导工作。
6.教学评价机制缺位
现行的教学评价机制不能满足实践教学改革的需要,不能起到强化鼓励实践教学环节和鼓励在实践教学环节改革创新的积极性,相反存在着制约倾向。特别是在学生实践课程成绩的评判、教师实践教学工作量的折算等方面还有待深入探索。
三、应用型本科车辆工程专业实验教学体系的探索思路
1.以社会需要为导向合理制定人才培养方案,明确实践教学任务和目标
当前各种新技术在汽车新产品开发和制造中得到了广泛应用,诸如发动机电喷技术、电控悬架、自动变速器、新能源等技术在不断发展。如何及时将这些内容引进到教学中去,保证车辆工程专业教学内容的先进性和就业岗位的零距离接触是我们需要探索的。因此,我们制定人才培养方案时应深入行业、公司进行实地调查,切身了解企业的需求,了解该专业毕业生将来可从事的岗位以及所需的专业知识和技术,并聘请汽车企业的领导和专家担任专业指导委员会成员,审查应用型本科车辆工程专业教学计划,指导专业建设和课程建设,明确实践教学任务和目标,采用“订单式”培养方式,解决学生就业问题,达到学生培养教育和工作岗位零距离对接。
2.加大力度进行师资队伍建设
师资队伍的建设是人才培养工作的关键,是将应用型本科教学落实到实处的重要保障。(1)可派教师到企事业单位进行见习和锻炼,使理论课教师了解专业实践知识,使专业实践课教师掌握专业理论技能,提高广大教师特别是中青年教师的实践能力。(2)有计划地引进具有较高职称和丰富实践经验的优秀专家充实教师队伍,提高教师素质,更好地发挥教师的作用。
3.以实践教学为中心,建立与应用型本科车辆工程专业教育相适应的实践―理论教学体系
应用型本科车辆工程专业教育应以工程应用能力为本位,以实践教学为中心安排教学计划,理论教学要为实践教学服务,要围绕实践教学展开,改革理论教学与实践教学两张皮的教学现状,建立理论与实践相结合的模块化教学模式。
开展数字化设计教学,开设CAD、UG、MATLAB等软件学习课程,将数字化课程的教学与汽车理论、汽车设计等课程充分结合,使学生不局限于工具的使用,培养学生的应用能力。
4.以新的思维方式处理理论教学与实践教学的关系
传统的理论与实践教学计划安排是先理论后实践,从理性知识到感性认识。这是本科院校习惯沿用的方法。这种做法往往强调了理论知识的系统性、完整性而很自然地挤占了实践教学环节,造成了毕业生既不“高”也不“能”。现在我们可以尝试打破这种传统的教学方式,“反其道而行之”,先实践后理论。着眼于“应用型本科以培养高级工程应用型人才”这个目标,从感性认识到理性认识,“先问会了没有,再问懂了没有”,注重于“工程应用型人才―高级人才”的培养而不是“高级人才―工程应用型人才”的培养。这种先实践后理论的教学方式也是符合人类认识发展规律的,更适合应用型本科教育,是对传统教学方式的一种挑战。纵观人类发展的历史长河,有很多科学发明创造都是由实践到理论,从感性认识上升到理性知识。哪些实践环节可以超前,哪些可以滞后,哪些理论必须超前,哪些必须滞后,要精心考虑,慎重选择,要与学生的知识基础和思维能力相适应,不能一刀切――先实践一遍,再进行理论教育。
5.加强实践设备设施的建设
广泛深入地开展宣传学习,使全体师生充分认识强化实践教学的重要性和紧迫性,形成一致的思想、理念、行动;加大对实践教学环节必要的财政投入,逐步健全实践教学环节必备的教学设备与设施,以满足现代化教学手段的推广应用和立体化教学模式的改革和实施。在校内建立汽车实训中心,包括汽车发动机实验室、汽车底盘实验室、汽车整车实验室、汽车电器设备实验室、汽车电控实验室、汽车测试实验室、传感器实验室及单片机实验室等专业实验室。
6.强化校外实习基地建设
鼓励、资助并考核校外实习(实训)基地建设工作,使校外实习基地真正成为培养学生走向社会的起点和摇篮。实习环节教学的好坏直接影响学生毕业后在单位的适应能力和工作能力。在校外实习基地的建设中可与整车厂和4S店建立稳固的校外实训基地。学校跟企业建立“3+1”人才培养模式,大四学生即可进入企业实习,指定有丰富实践经验的技术人员作为带教师傅,负责在实习期间督促、帮助学生自觉遵守企业各项规章制度、养成良好的职业习惯,实习结束时做出实习鉴定。这种模式既可使学生真正得到锻炼,巩固所学知识和技能,又可让企业直接选择优秀毕业生进入企业工作,这样的学生更受用人单位的欢迎。
7.建立健全实践教学的专项考核机制,明确考核标准和考核办法
健全实践教学管理机构,组建实践教学管理队伍,鼓励创新、鼓励改革,同时落实岗位职责,提高实践教学工作绩效。实践教学中集中安排的内容要单独考核,课程设计、毕业设计或论文要进行答辩、评审考核。答辩评审时可请企业专家参与考核。实践教学成绩,均单独列入学生成绩册,考核成绩是学生升留级和毕业的依据。
我国汽车产业已进入一个快速发展期,对具有一定深度专业知识和较强动手能力的应用型本科车辆工程专业人才的需求与日俱增,在这种形势下,对应用型本科车辆工程专业人才培养模式将不断提出新的挑战,但也提供了新的机遇。这将迫使应用型本科车辆工程专业不断探索实践教学体系的建设,培养出符合市场需求的具有创新精神和实践能力的既“高”也“能”的高素质车辆工程高级应用型人才。
参考文献:
[1]李平飞,刘文苹.车辆工程本科应用型人才“3+1”人才培养模式研究与实践[J].中国科教创新导刊,2010(13).
[2]严运兵,张光德,杨启梁.车辆工程专业实践教学体系改革[J].中国冶金教育,2011(03).
[3]范小彬.应用型车辆工程专业学科建设与发展探讨[J].机械管理开发,2010(06).
基金项目:广东技术师范学院天河学院教改资助项目(2012TH
关键词:卓越工程师;计算机辅助设计;教学改革与实践;教学质量;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0033-03
教育部“卓越工程师教育培养计划”的重大高等教育创新项目是通过突出对学生的工程能力和创新能力的培养,强调校企联合,引导行业、企业深度参与培养高级技术人才的培养过程,更加明确高等教育应主动服务国家战略需求,主动服务行业企业需要为导向的特点,培养面向社会需求,面向工业界,面向世界,面向未来,满足国家和社会需要的工程技术人才,为经济和社会可持续发展服务。[1]依据本校卓越计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,重构课程体系、教学内容和教学方法,加强跨专业、跨学科的复合型人才培养。[2]项目针对车辆工程“卓越工程师”专业计算机辅助设计课程进行改革与创新,该门课程与工程实践和企业需求联系紧密、课程内容随着科学技术的发展和企业不断升级变化快频率,需要不断地进行创新和完善,以适应卓越工程师人才培养的目标和要求。
一、“计算机辅助设计”课程培养目标和地位及作用
本课程的教学内容是专业基础课程,隶属于学科专业知识体系,定位于专业基础知识领域的重点应用知识单元,前导课程和后续课程与本课程结合紧密,在车辆工程专业,本课程的体系结构起到了基础和专业课程的衔接作用,如图1所示。同时,本课程在工程领域具有重要的地位,在汽车、机械、航空航天、电子、建筑及医学等领域应用及其广泛。[3-7]
二、优化课程教学内容与方法
通过本课程的学习要掌握的知识包括:计算机辅助设计基本知识;数值计算与数据处理技术;计算机图形学技术;建模技术;CAD软件使用。通过对本课程的学习,培养学生会运用计算机辅助设计的相关理论知识,培养学生工程软件应用能力和工程实践创新能力。通过对本项目的研究,培养车辆工程专业学生运用该课程的基本理论系统地、科学地、规范地进行汽车零部件设计的工程素质。
1.教学内容改革的目的
该门课程教学内容实在落实车辆工程专业“卓越工程师”人才培养目标的前提下,对教学内容、教学方法和考核方式进行优化。由于“计算机辅助设计”课程内容的应用型强,理论比较晦涩,采用传统教学方法难以提高学生的学习兴趣和主动性,无法做到课堂理论知识与实践相结合,从而无法真正提高其设计能力、创新能力,悖离卓越工程师人才培养目标,[8]通过本项目研究,实现教学改革、提高教学质量和创新型人才培养的目的。
2.教学内容优化
(1)优化知识结构,提高学习能力。优化本门课程的基础知识、专业知识、工具知识和方式知识的比例结构,以基础教学为主,增加课程的专业性和适用性。通过本门课程教学,提升学生自主学习能力和创新思维能力,为后续课程的学习和工作的需要奠定一定的基础。
(2)重软件学习,强化动手能力。增加软件应用教学的比例,摒弃讲授为主的教学形式。在课程中增加软件类型、内容的教学。以提高学生的动手能力为目标,在教学内容上要与实践结合紧密,摒弃依靠教材教学的形式。在专业相关内容的基础上进行实践教学,提高学生的动手能力和创新能力。
3.教学方法设计
(1)精简理论,注重软件教学。传统教学中,理论教学占了课程教学总数的2/3以上,上课地点多为教室或多媒体教室,讲授内容多为理论性较强的部分。在学生基础知识不是很扎实的情况下,相关内容较难理解,教学效果不好。同时,过多的理论教学与应用型本科院校卓越工程人才培养的目标偏离,学生创新能力和动手能力不能充分锻炼。在本项目中,改变传统教学内容,理论讲解为辅,增加软件教学的课时数,上课地点在机房进行,培养学生软件的应用能力和动手能力。
(2)随讲随练,增加学生动手机会。在本门课程教学过程中进行了两项教学方式改革:其一,讲授和实验均在机房进行,改变传统的多媒体教室讲课,机房实验的形式;其二,将原来两课时连上改成四课时连上;其三,改变原来先讲后练的形式,采取边讲边练的教学方法。通过以上形式的改革,能使学生在教学的过程中消化吸收课程内容,避免出现课后或教授较长时间后无法对相关内容进行练习的情况,促使学生能在当次课程中对所学内容较好掌握。
(3)与实际相结合,避免过于参照教材。在本门课程教学过程中并没有制订学生专门教材,避免出现学生只依靠教材才能进行学习的情况。特别在软件学生过程中,应教会学生更好地使用软件本身的帮助文档,使学生不会出现照搬照抄书本才会,离开教材一无所知的情况。同时,在教授和实验的过程中,更多地与工程实际内容相结合,针对问题解决问题,而不是“照猫画虎”的“临摹”形式。
(4)增加课程训练中课程的应用。在车辆工程卓越试点专业人才培养方案中,修完该门课程后,开设了相关的实习实训及增加毕业设计应用的比例,使学生能在后续课程教学中进行不断线学习,一直使学生能保证在以后的工作中能最快投入。同时,与对本门课程感兴趣的同学申请大学生基金项目,利用所有知识充分运用到实践当中,起到了良好效果。
4.改革考核方式
车辆工程专业对汽车计算机辅助设计课程教学方式依然按照理论讲解,上机实验,笔试或考查考核组织教学。其中考试方式仍然采取传统的“一考定成绩”等评价方法,这种方式的最大问题是学生学到的知识和实践技能实用性不强,前导课程和后续课程脱节,离企业真实项目的实际要求差距较大,真正走上工作岗位后造成理论欠缺和动手能力严重脱节。为此,根据车辆工程专业汽车计算机辅助设计课程性质和特点,尝试进行考核方式改革,以探索实施“卓越计划”教育改革,提升教学质量的有效方法,把传统对成绩的一次考试评定,分散到学习过程节点的质量控制,将考核贯穿到日常教学中,体现公平、公正原则,以达到对教学的全程监控、不断总结提高的目的。
(1)减轻理论,加强动手能力。汽车计算机辅助设计这门课程更注重学生的动手能力的培养,相关的理论知识在前序课程中(如先进制造技术、机械制图、工程力学等)部分内容为重叠内容,故理论知识只需加强计算机辅助设计原理部分的讲解。同时,作为卓越工程师人才培养目标中,更注重的是学生动手能力和软件应用能力,所以在考核的部分中应加强动手能力而适当减少理论考核部分。
(2)以考代练,多次成绩综合。在整个课程教学过程中,应将每次的实验课程都作为一次小型测试,在每个教学进程中进行该相关内容的考核,促进学生对每个进程的重视,刺激学生学习的主动性。
(3)笔试与机试结合,优化传统考核方式。采用笔试理论机试实践的考核形式进行多方面考核,而非单一的卷面成绩定结果。通过笔试,学生对基础理论知识能够熟悉掌握;通过机试,学生对软件能有更深层次的学习。最终成绩的给定按照“平时+笔试+机试”给出最终成绩,使之更加公平、合理。
三、课程教学改革效果
通过该门课程的教学改革与实践,从教学目的、教学思路、教学内容、教学方法、考核方式进行转变和改革,以“卓越工程师”人才培养目标为引导,加大学生动手能力和自主学习能力的培养。改变传统教学方式,采用重理论、强实践,以考代练、实际结合的方式进行改革和实践。建立完善的计算机辅助设计课程在卓越计划中教学作用及模式,在教学过程中效果取得较好改进。
1.改善了专业培养的思路
在本门课程教学过程中,结合“卓越工程师”人才培养目标,突出车辆工程专业卓越人才培养的方案,突破传统教学中以教为主的教学思维,强化学生在学的过程中能够得到更好的实践锻炼,提高学生动手能力和实际解决问题的能力,进行学生在解决问题中的工程能力和创新能力的培养。
2.提高了学生动手能力和创新能力
汽车计算机辅助设计课程更加强调学生动手能力的培养,在理论知识的基础上,更注重实践能力,软件应用能力的教学,通过教学改革,使学生动手能力得到提高。同时,作为一门实践性很强的课程,在学习的过程中,需要学生具有一定的创新思维,进行相关产品结构设计,充分发挥学生的创新能力和创新意识,改变以往“照猫画虎”的思维方式和学习能力。
3.获取职业资格认证,提高了学生就业竞争力
目前学生在就业存在很大压力,企业更需要一批动手能力强,实践经验丰富,具有创新思维的优秀人才。在该门课程教学中,力求遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力人才培养为核心,使学生在校期间能够充分利用现有资源,更接近企业工作模式,提高自身素质,满足企业需求。同时,在学习的过程中,获取职业资格认证,提高学生的素质和从业能力。
4.培养双师型教师,提高教师工程素质
为了卓越人才培养的顺利进行,“双师型”教师队伍建设才是教师努力的方向。目前,双师型教师存在的很大问题是缺少工作经历,缺少实践经验,缺少将理论知识应用到实践中的能力。教师的教育技能存在很大不足。通过该类课程的教学,教师通过国家职业资格认证、专业技能等级或专业技术职务考核,主动根据行业要求适应卓越人才培养模式,利用扎实的理论基础、熟练的专业技能和创新的思维及充分的实践经验培养更加优秀的人才。
5.优化建立“教+学+习―认证”卓越计划人才培养模式
卓越计划人才培养模式更强调学校与企业结合、理论教育与实践教育结合和高校教师与企业工程师结合。本门课程的教学完好符合卓越人才的新模式,加强了实践环节的教学,培养了学生精湛的工程基础和专业知识,使之对工程实践有充分的理解,懂得发挥创新性和自主性,并合理地优化了车辆工程专业卓越工程师培养目标和培养模式)。
四、总结
本文中探讨的是对车辆工程卓越试点专业计算机辅助设计课程的教学改革与实践,在教育思想、课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、教学评价、实践教学改革等方面不断探索,敢于创新,取得了明显的教学成果,符合车辆工程专业卓越工程人才培养模式目标。通过本课程教学改革的实际应用能推动CAX应用技术系列课程改革与实践。
参考文献:
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[关键词]卓越工程师 车辆工程 实践体系 工程训练中心
[中图分类号] U46,G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)14-0006-02
江苏大学(以下简称“我校”)是首批加入教育部“卓越工程师培养计划”的院校,车辆工程专业是我校四个入选专业之一,学校和学院非常重视此次培养的契机,出台了江苏大学卓越工程师教育培养行动计划,并在行动计划中明确了车辆工程专业卓越工程师培养的具体任务、基本思路和主要措施。
一、基础性课程实践
卓越工程师计划重在构建强化学生实践动手能力的“3+1”人才培养模式。要使得学生在最后的一年里能顺利地围绕专业知识进行集中的生产实践活动,前三年的理论教学及相关课程的实验教学将显得十分必要,否则第四年的实践将成为“无本之木、无源之水”。我校依据卓越工程师计划培养目标,构建“厚基础、宽知识、显特色、重应用”的车辆工程专业基础性课程实践体系,着重打造紧密联系车辆工程特色的力学、电学、计算机、控制工程等基础课程的实践体系,由浅入深、由简至繁,按层次递进,在上述课程传统实验基础上,融入体现车辆工程专业在上述领域应用实际的实验,在基础教学中夯实学生专业基础,强化理论学习成果,拓宽学生知识面。
同时,基础性实践内容还包括课程设计,冷、热加工实践,校内专业实践等环节,通过这种体系化的基础性实践,达到培养学生创新意识,提高动手能力的目的。值得一提的是,在校内专业实践教学方面,针对卓越计划要求,对车辆工程实践内容进行重构与优化,改变传统的演示性实验,按照功能分为模型展示区、拆装实验区、检测与故障诊断实训区、自我创新设计实验区等,每个区域都能完成一个核心能力的培养。同时,创新实践项目,凸现教学内容的先进性、科学性,用综合性实验、设计性实验取代传统的验证性实验,以培养学生专业综合能力。另外,将老师最新的科研成果积极应用到教学中,丰富教学内容。通过大量的实践项目让学生直接进行详细的实际操作训练,并进一步加大实践教学考核力度,改革考核方式,从而客观评价实践教学效果和学生实践操作能及水平。
二、自主创新实践
学生自主创新实践主要是以大学生科技创新大赛、挑战杯、科研课题等为牵引,培养学生的创新实践能力,是卓越工程师计划实施的重要内容。包括创新思维、创新设计、团结协作等方面的能力培养,它是前一层次的深化和提升,主要实践场所是我校江苏省车辆工程重点实验室、江苏省中小功率内燃机工程中心、校企合作的工程训练中心等。
(一)以科技竞赛为导向,开展学生创新实践
大学生科技创新大赛是将理论知识运用于实践,提高学生创新产品设计水平的重要手段与形式。我校积极组织学生参加各种具有全国影响力的知识与技能竞赛,培养学生的应用能力和创新意识。精心组织车辆工程专业学生参加全国大学生“挑战杯”作品竞赛,获得全国二等奖、三等奖多次。参加历届“中国大学生方程式汽车大赛(中国FSAE)”、“HONDA中国节能竞技大赛”等,取得了优异的成绩。通过“挑战杯”、竞技大赛等形式不仅锻炼了学生创新思维与动手能力,同时也增强了学生的团队精神与爱校、爱专业意识,并在学生中产生广泛的影响力。
(二)以科研项目为依托,提升科技创新水平
高等学校如何使卓越工程培养计划专业中教师的教学与科研相结合、使学生的学习与创新相结合,一直是摆在师生面前的一个重要课题。在卓越计划培养中,车辆专业以科研项目为依托,坚持以科研促教学、以科研促学习,在实践中探索出一条提高学生创新能力的有效途径。汽车学院的科研经费在我校多年来一直排名前列,利用这一优势,以“导师制”、“双师制”,以及学院鼓励政策为平台,以教师科研项目为依托,通过“教、帮、带”,激励车辆工程专业教师与本科生合作开展科学研究,营造浓厚的学术氛围,取得了丰硕的成果。一大批学生科研论文、专利公开发表,这批骨干力量在校园中发挥引领和带动作用,成为激发广大同学创新精神和参与科研的动力源。
同时组织车辆工程专业学生中的骨干力量,积极申报省级、校级大学生科技创新项目,开展科技攻关。鼓励和扶持骨干团队出科技成果,做好学生科技成果的专利申请及成果鉴定等工作。两年来,车辆工程专业学生参加校级以上各类竞赛达千余人次,获得省级、市级以上创新奖多项。学生积极申请各级各类创新项目100余项,累计主持校级以上创新项目50余项,申请专利30余项。
三、校企工程训练中心实践
我校在实践教学平台的构建中融入校企合作机制,与南京汽车集团合作,充分发挥各自优势,合作共建的实践教学平台项目,按照“共建共享、互助互动、优质优先、分期分段”的建设方案,服务卓越工程师培养计划,不仅以高起点、高标准满足了车辆工程专业学生实践能力的需要,更符合现代卓越工程师培养的创新实践要求,为卓越计划的实施奠定了坚实的实践基础。
(一)制定并实施完善的实验与教学方案
工程训练中心以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,车辆工程专业企业学习教学计划,分操作实践和理论教学两部分。理论教学除南汽主要产品的工艺流程、工装设备等专业课程,另外还增补南汽特色的教学内容,如:企业文化、质量管理、法治管理、岗位职业技能等。通过现场教学、专题讲座、岗位实习等多种形式,让大学生感受企业氛围、学习技能本领。实训培养内容适应江苏大学的教学需求,在我校大学生来厂实习期间,南汽统筹安排学习与实训,明确实训标准,并结合专业方向,强化上岗训练,提高学生的适岗能力。实训中,由工厂提供工艺标准、工作量具和原材料,安排实训教师,通过生产现场讲解和上岗实习操作,实现工学结合。
(二)改革课程体系和教学形式
依据我校卓越计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,重构课程体系和教学内容。加强跨专业、跨学科的复合型人才培养。着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法,加强学生创新能力训练,“真刀真枪”做毕业设计。
(三)建设高水平工程教育师资队伍
卓越计划顺利实施的前提是建设一支具有一定工程经历的高水平专、兼职教师队伍。为此,我校将计划地选送教师到南汽集团工程岗位上工作1~2年,积累一定年限的企业工程实践经验。同时,我校也从南汽集团聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师,担任本科生的联合导师,承担培养学生、指导毕业设计等任务。
(四)构建多功能校企合作车辆工程实践教育平台
工程训练中心以提高车辆工程专业学生工程实践能力和综合工程素质为主线,创建高等工程教育开放型校企合作工程训练新体系,该体系以4个相互关联、递进提升的平台为主要特征,体现了多层次、全方位、综合式、开放型的立体交叉式教学特色,实现了“纵向及顶”(即从专业技能培养逐步进入该领域学术前沿)、“横向达边”(即体现人才培养中各科知识的融合与贯通,以及学科专业的交叉和渗透)的现代工程教育目标。
四、结束语
教育部“卓越工程师教育培养计划”为我校车辆工程专业本科生培养提供了目标和方案,构建基于卓越计划,适应汽车行业发展的车辆工程专业实践教学体系具有重要意义。通过突出学科与专业特色,融入基础课程实践教学环节,为工程实践夯实基础;以“科技竞赛”为导向,以“科研项目”为依托,提升学生创新能力、工程素质与科研技能;深化校企合作共建卓越工程师培养平台,让企业担当更大的社会责任,让学生工程实践能力全面升华,实现学生从学校到企业的无缝对接,从而全面建立我校工程能力系统化培养的车辆工程专业人才培养实践体系,为社会及汽车行业贡献更多的创新人才、一流人才。
[ 参 考 文 献 ]
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[摘 要]本文比较了车辆工程专业传统实践教学和新教学法间的差异,结论表明:转变实践教学理念,制订可行性教学方案,是改进实践教学体系的必经之路。从课程实验教学设置、校内外实习基地建设、毕业设计、学生创新与实践四个方面介绍了新的实践教学体系建设。实践表明,该体系在笔者所在学校人才培养中效果显著,对培养学生的综合工程素养、创新与实践能力及合作协调能力具有重要的借鉴意义。
[关键词]车辆工程;实践教学理念;可行性教学方案;实践教学体系
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.10.151
[中图分类号]U461.1 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2017)10-0-02
1 车辆工程专业实践教学概述
车辆工程专业所依托的汽车行业在我国国民经济中占据重要地位。《中国制造2025》涉及十大领域,其中过半领域都与车辆工程相关。汽车工业的快速发展给车辆工程的专业建设和人才培养带来了挑战,更带来了机遇。车辆工程专业人才应具有宽广的理论知识和较强的实践能力,值得一提的是,实践能力对学生巩固理论知识、推动复合应用、培养创新精神等具有重要作用。
学科领域的交叉和用人单位的要求虽然给专业教学带来了一定的压力,但也为学生个性的发挥提供了广阔空间。由于学生专业兴趣、知识结构、个人能力不同,应当对实践教学体系进行优化配置,在其拥有扎实的理论基础上,让学生选择适合自己的学习领域和实践模式,这样才能调动其学习的主观能动性,激发其学习潜能。
建立以行业需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线的人才培养理念,确保科研与育人相结合,教学与科研互动。结合本专业的实际情况,发挥优势和特色,培养出适合市场需求,具有实践创新能力的高素质人才。校企共同制定培养目标,共同建设课程体系,共同实施培养过程,以建立新型实践教学体系。
2 传统实践教学与新教学法的比较
传统的实践教学模式很难适应社会对车辆工程专业学生的要求。具体表现在以下四方面。
(1)教材过时。目前,绝大部分教材的实验的目的、原理、器材、步骤和结果落后,难以培养学生的创新探索能力。
(2)内容重复。实验教材与专业课程缺乏必要的有机联系,各自独立,相互封闭,难以达到循序渐进、前后贯通、由表及里的教学目标。
(3)实验脱节。进行的专业课教学实验多在高年级,受升学就业影响,难以被学生重视,且实验教学学时难以保障。
(4)O备落后。高校实验仪器的精度难以与零部件生产商相同步,设备更新度难以与整车厂相衔接,实验室师资配置相对薄弱。
基于此,转变实践教学理念,制订可行性教学方案,是改进实践教学体系的必经之路。车辆工程学科实践教学改革可在下面四个方面进行努力。
(1)试验内容模块化。将理论教学和技能培养作为整体进行规划;将实验项目任务划分为基础实验技能、专业实验技能和综合实验技能三个层次,每个层次再划分为若干个实验模块,构建实验室总体规划。
(2)试验目标系统化。实验课程独立于理论课程,在教学形式上采用“指导-引导-探索”模式的目标教学法。根据实验目标,将实验内容从基础性引导到设计性,最后再到目标性。
(3)资源利用最大化。科学安排实验室开放时间,充分利用有限的实验室资源,提高仪器的利用率。将相互关联的仪器设备集中使用,便于维护和管理。
(4)辅助教学信息化。使用多媒体技术和仿真软件,使学生全面了解试验装备的运行原理和使用方法,在提高学生学习试验技能的同时,降低试验损耗和成本。
3 实践教学体系的建设
3.1 课程实验教学设置
课程实验教学作为课堂理论教学的有益补充,具有不可替代的作用。在实验教学任务安排上,可分为必修和选修两类,必修课用以保证学生掌握本专业扎实的理论基础,选修课用以学有余力的学生,根据兴趣和特长自由选择。在实验内容的安排上,可分为验证类和创新类,验证类用以保证学生理解所学的基础理论知识,创新类用以验证学生的创新思路在工程上的应用。江苏大学汽车与交通工程学院作为教学单位,其实验室装备主要用于基础教学,如图1所示;汽车工程研究院作为科研单位,其实验室装备主要用于进一步的科学研究,如图2所示。
3.2 校内外实习基地建设
实习基地建设对实习教学的提升具有决定性的作用,江苏大学形成校内自建基地、校外实习基地、共享共建基地三种模式。在校内自建基地方面,除了机电总厂(基础工程训练中心)和江大驾校外,江苏大学下还新建了9个研究所,开展诸如汽车节能与环保、轮胎与车用橡胶制品、发动机、专用车及传动技术、振动噪声、汽车轻量化与安全技术、综合交通与物流规划、智能交通以及交通安全科学等方面的研究。在校外实习基地建设方面,与多家企业建立稳定的校外实习基地,涵盖车辆、电气、材料、销售多个行业,使学生身临工作环境。在共享共建基地建设方面,与北汽(镇江)汽车有限公司、南京汽车集团、徐工集团等建立了产学研合作平台,校内建立企业工程研究中心,校外建立研究生科研工作站,聘请企业专家担任本科生和研究生导师,实现了资源共享。校企合作,既满足了企业对人才的需求,也助推了学校的发展。
3.3 毕业设计
毕业设计是学生综合运用所学知识,接受工程师素质训练,培养独立分析和解决问题能力的重要环节。江苏大学采取教师学生双向选择的方式,每名老师指导1-2名学生,以保证选题的科学性及解题的独立性。选题主要包括三个方面:大学生科技创新项目、教师科研项目、企业项目。题目设计难度适中,知识面覆盖度广,学生可根据兴趣爱好和已签订工作岗位的情况自由选择,最大限度使学生发挥自身特长,激发学生的积极主动性。另外,每年聘请部分在生产设计一线的资深工程师担任企业导师,给学生进行示范。毕业设计采取自评、互评和答辩组专家集体评审相结合的方式进行,保证学生的设计得到公正的鉴定和评价。
3.4 学生创新与实践
江苏大学给学生提供了良好的科技创新实践平台,使学生在创新精神、实践能力和协作能力方面得到了提升。鼓励学生参加各类科研创新计划,协助学业导师申请发明专利,撰写高水平论文。鼓励学生参加各类竞赛活动,近年来,学校积极参加了节能减排大赛、中国大学生汽车设计创意大赛、东方红农装大赛等活动,成绩喜人。强调在学术交流活动和实践活动中的沟通与协调,锻炼学生的团队合作能力。在教学方面,有效设计“讲授、学习、实践、创新”为一体的情景教学法,强化工程素养和实践能力的培养;在实践方面,形成校企联合培养机制,实施新的“3+1”产学研联合培养模式,并在实施中不断创新,既能形成良好的教育科学模式,又能提高学生对岗位的适应能力,使校企达到双赢。
4 结 论
本文着重探讨了实践教学体系建设,内容涉及课程实验教学设置、校内外实习基地建设、毕业设计、学生创新与实践四方面。实践表明,该体系在江苏大学人才培养中效果显著,对培养学生的综合工程素养、创新与实践及合作f调能力具有重要的借鉴意义。
经过几年不断的探索和努力,江苏大学车辆工程专业已将理论教学和实践教学作为一个整体进行了统一规划,构建了理论教学和实践活动既有机结合又相对独立的试验教学体系。将最新的科研成果积极应用到教学中,并将教学与实践相结合,通过新的考核评价指标综合评价学生的工程素养。深化校企产学研合作,实现学生从学校到企业的无缝对接,推动了学生就业和行业发展,为车辆工程学科贡献了更多的创新型人才。但也应清楚地看到这是一项长期而艰巨的任务,任重而道远,还需要不断探索,以期取得更好的效果。
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关键词:层次分析法;工程素质;评估
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)48-0171-03
深化教育改革与发展,培养高素质的创新型和工程应用型人才是高等院校,尤其是应用型工科大学教学的基本任务[1]。其中,教育评估方法和体系的建立则是学生工程素质培养的前提和基础[2]。
我校车辆工程专业的学生毕业后主要从事汽车设计、开发及性能匹配等方面的工程实践活动,因此,良好的工程素质是车辆工程专业人才培养的重要目标。学生工程素质评估属于系统工程范畴,涉及的因素及层次较多,在实际评估中会面临很多问题。一般研究停留在定性评估方面,而定量方面尚未得到研究。层次分析法正是一种定量与定性分析相结合的系统分析方法,可以用来解决学生工程素质的评估问题。
层次分析法是一种对定性问题进行定量分析的多准则决策方法。它的特点是模拟人的决策思维过程,把要解决的问题进行组合分层,然后针对每一层次中各因素的相对重要程度,根据人们对于客观事物的认识进行定量描述,并计算出每一层次中全部因素相对重要性的权值。最后,综合计算各层因素相对总目标重要性的权值,以得到所有层次之间的总排序结果,从而实现解决多因素复杂系统的决策评估问题[3,4]。
一、方法与步骤
1.建立层次结构模型。将所包含的因素按照隶属关系及相互影响进行分层,一般分为目标层(最高层)、准则层(中间层)和方案层(最低层),各层及各因素之间通过连线来表达相互关系,层次结构模型如图1。
2.构造判断矩阵[3]。判断矩阵是层次分析法的核心。假定判断矩阵某元素bij,那么针对上一层次某因素,需要给出Bi与Bj的相对重要性。重要性赋值一般采用1~9及其倒数的比例标度,如bij=1,表示Bi与Bj一样重要,如bij=9,表示Bi比Bj极端重要。
3.计算单一准则下各元素的相对权重及一致性检验[3]。对上一步所得到的判断矩阵B,计算其特征根和特征向量,如下式所示。
层次总排序一致性比率CR的计算如式(3)所示,当CR≤0.10时,则层次总排序的一致性是满意的。
二、应用实例
现对三个学生评估其工程素质,工程素质包含的内容和特征较多,本文提取其中典型的工程实践能力、创新能力、人文素养作为模型准则层因素。目标层A:工程素质评估结果;准则层C:工程实践能力C1,创新能力C2,人文素质C3;方案层:学生P1,学生P2,学生P3。
建立层次结构模型如图1所示。
比较各因素相互之间的重要性,构造判断矩阵,并进行相应计算,结果如下:
(1)判断矩阵A-C(针对评估目标、准则层各因素之间的相对重要性赋值),如表2所示。
由式(2)~(7)计算得:λmax=3.086,CI=0.0432,由表1得,RI=0.58;则CR=0.0745
(2)判断矩阵C1-P(针对工程实践能力准则、方案层各因素之间的相对重要性赋值),如表3所示。
同样可得到:λmax=3.010,CI==0.0051,RI=0.58,CR=0.0088
(3)判断矩阵C2-P(针对创新能力准则、方案层各因素之间的相对重要性赋值),如表4所示。
同样可得到:λmax=3.010,CI==0.0051,RI=0.58,CR=0.0088
(4)判断矩阵C3-P(针对人文素养准则、方案层各因素之间的相对重要性赋值),如表5所示。
同样可得到:λmax=3.0677,CI==0.033,RI=0.58,CR=0.0569
(5)层次总排序及计算结果如表6所示。
由式(8)~(9)及式(3)得:CI=0.029,RI=0.58,CR=0.05
上述计算结果表明,该车辆工程专业学生工程素质排序为:学生C1>学生C2>学生C3,且定量权值如表6所示。
三、结语
本文通过层次分析法建立了学生工程素质评估数学模型,通过计算,得到方案层各因素(各学生)相对于工程素质评估结果(总目标)的相对重要性次序的组合权值,从而得到学生工程素质评估结果。计算示例表明,本方法可行。
当然,学生素质的综合评估是一项较复杂的系统工程,同时,各个学校的车辆工程专业培养目标的侧重点有所不同,因此,很难制订固定的各项指标的评价标准,在实际使用中,需要根据具体情况对评价标准做适当修改。
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[关键词]民办院校 汽车服务工程 实践教学
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)23-0128-01
我国进入世贸组织后,汽车工业得到了迅猛的发展。用人单位急需那些既懂汽车专业知识,又懂汽车服务、贸易、管理和保险的人才。正是在这种社会背景下,教育部于2003 年正式将汽车服务工程专业纳入招生计划。汽车服务工程专业就是培养“应用型人才”或“实用型人才”,以解决技工与本科生之间的人才衔接问题。该专业不同于传统高校车辆工程专业的厚基础重理论精英教育模式,也不同于职业类院校的汽车检测与维修专业的重实践动手能力培养模式,是二者的有机结合。
民办院校纷纷开办汽车服务工程专业,其实践教学环节存在哪些问题,本文通过对省内多家民办院校的考察得到如下结论。
1、民办院校汽车服务工程专业实践教学环节现状
(1) 对实践教学环节重视不足
大多数的民办高校汽车服务工程专业人才培养方案都是从传统高校的车辆工程专业人才培养方案翻版而来,沿袭了传统的精英模式教育,明显轻视了实践教学环节,大部分实践教学都是以参观学习为主,忽视了专业技能、实践能力的培养,没有把理论与实践有机结合起来,没有突出民办院校汽车服务工程专业人才培养的特点,更没有考虑到民办院校生源的实际文化基础。这样导致学生学不懂过难的理论知识,产生厌学情绪,同时在实践动手能力上没有突出的表现,造成高不成低不就的现象。
(2) 缺乏双师型教学团队
分析民办院校的师资队伍共来源于两个方面,一方面是在国办院校经过精英教育模式培养出来的硕士或者博士,来校任专职教师,其汽车理论功底较为深厚,而实践动手能力很薄弱;另一方面是外聘国办院校的教师兼职进行授课,由于该类教师已经习惯了本校的教学模式,在对学生进行教学时,很难尽快转型,采取适应民办院校学生文化基础的教学方法,同时该类教师自身实践教学也不是强项。再则由于汽车服务行业人才紧缺,使得社会上实践能力强的人才薪酬较高,而且这类人才也不愿意进入高校教师行业工作。
(3) 实践教学设施投入不足
由于民办院校没有国家财政的直接投入,办学经费完全来源于学生的学费,而汽车服务工程专业的实践教学设施又是需要大量的经费投入,少则几百万多则上千万,对于不得不考虑办学成本的民办院校的确是不小的投入。这就造成实践教学设施配套不足,同时民办院校的社会认可度不高,导致学院的实习基地建设举步维艰。
2、民办院校汽车服务工程专业实践教学环节发展分析
民办校一定要加强实践教学的思想认识,并制定出合理的人才培养方案,理论教学与实践教学有机结合。根据民办院校实践教学环节的现状,现提出实践教学环节发展的几点分析。
(1) 实践教学进课堂
传统的教育模式为理论教学与实践教学两段式,即二者是割裂开的。教师在课堂上利用板书和多媒体方式进行理论教学,一段时间后进行集中实训,这样的教学收效甚微,导致学生在课堂上理论没有完全理解,拖延一段时间后无法在实践中理论重现,理论知识不能很好的指导实践,同时学生也无法深刻体会理论与实践的差别。汽车服务工程专业的专业课的难点不是理论深奥,教师在教学的过程中会考虑学生实际知识基础不会讲授过难的理论知识,关键是给学生建立起空间立体的总成部件构造,让学生清楚汽车零部件间的连接关系、动力传递及动态运转状态。建议院校在讲授此类课程时采用多媒体、板书加实物的教学手段,教师利用动画加实物多次多角度的进行演示,将重要知识点以板书的形式总结在黑板上。理论讲授结束后立刻将学生分组在教室内在事先准备好的实验设施上进行动手实践,加深学生对教学内容的理解。此种教学方法虽不能解决学生熟练动手能力,但对学生直观理解消化理论知识,加深学生对理论知识的记忆有很好的效果。
(2) 集中有限资金重点建设拆装实训室、创新实训室和综合实训室
汽车服务工程专业应该十分重视学生的实际操作能力,院校应该建设好例如发动机实训室、底盘实训室等锻炼学生实际动手操作能力的实训室,除了规定的实训拆装学时外,应加大实训室的开放力度,让学生可以利用课余时间随时进行动手实践,使学生能够熟练拆装汽车总成部件和掌握工具使用方法。
在创新实训室,前期由教师在实训设备上设置故障,由学生写出故障分析书及诊断步骤,然后由教师确认其诊断方案可行后,学生在教师的监督下独立完成故障诊断。学生达到一定水平后,可自行设置汽车故障或同学之间互相设置汽车故障,以锻炼学生主动分析问题能力,达到创新实践的目的。
综合实训室模拟汽车服务企业或4S点的售后服务工作,实训室内设有服务顾问岗位,内燃车间、钣喷车间、配件车间及客户回访岗位等,并配有整车,使学生在校便可以以工作人员的身份模拟工作。
(3) 加强校外实训基地建设、强化顶岗实习
院校要积极走出去,寻求适合企业进行校企合作办学,建立汽车服务工程专业校外实训基地。校企合作的关键是共赢,互利互惠。校外实训基地建设好坏是学生顶岗实习能否保质保量完成的关键。一般院校顶岗实习都会安排在学生即将毕业这一年,也是学生马上走向社会独立寻求企业录用的关键时期,而且顶岗实习是学生走向工作岗位,到企业中解决实际问题。所以院校一定要高度重视顶岗实习,真正做到顶岗、轮岗,而且要派专职教师负责与企业沟通,及时掌握学生动态。让学生在企业中得到真正锻炼。同时也可派教师进入基地进行学习,对培养双师型教师起到了良好的推动作用。
3 总结
民办院校汽车服务工程专业实践教学环节面临着对实践教学环节重视不足、缺乏双师型教学团队、实践教学设施投入不足等诸多问题,那么在现有的条件下,怎样实现实践教学环节的发展,成为摆在民办院校面前的难题。要想推动实践教学环节的发展,民办院校首先明确汽车服务工程专业的特性,结合本学院的人才培养定位,改变传统教学方式,在思想上对实践教学加以重视,利用现有的办学条件,集中力量重点规划,同时积极加强校企合作,为学生尽可能的多创造实践动手机会。
参考文献
[关键词] 卓越工程师,人才培养,校企人才培养联合体,实践教学
[中图分类号] G640 [文献标识码] A
一、引言
卓越工程师教育培养计划的核心是通过校企合作的“3+1”培养模式,即企业和高校联合进行培养的模式,强化学生的工程实践能力,培养学生的工程素质和创新精神。采用校企联合培养方式培养工程型人才,培养过程包括在校内学习和在企业学习两部分,本科学生的工程实践时间(包括毕业设计)累计均要达到一年。卓越工程师教育培养计划的成败之一就在于如何设计一年的工程实践并保障其质量。1年的企业学习可以在4年中的某一年集中完成,也可以是4年累计达到一年。从实践体系的完整性、持续性、深入性和效果方面考虑最好是集中一年完成,但从课程前后衔接性、实践能力多样性、不同实践环节差异性的角度考虑有必要将一些实践项目分配到4年的不同学期。
黑龙江工程学院是国家第一批卓越工程师教育培养计划试点院校,在教学过程中,实践环节是培养学生分析问题和解决问题能力的重要环节,为了培养面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质的汽车专业人才,科学合理构建实践教学体系至关重要。按“卓越计划”的要求,实施“卓越计划”的本科工科生将有一年时间在企业学习,依据专业培养目标与培养标准。汽车与交通工程学院5个本科专业对1年的企业学习模式设计思路是以集中深入企业学习为主,以分散到各学期进入企业学习为辅。按照顶层设计的原则,构建了校企深度融合、学训工结合的3+0.25+0.75的卓越工程师教育培养计划人才培养模式,即3年的校内学习+0.25年的分散于各学期的企业学习+最后0.75年的集中企业学习。汽车与交通工程学院2011级的5个本科专业人才培养方案均是于第7学期前10周设计为理论教学,第7学期后10周与第8学期整个学期共合0.75年均为集中深入企业学习环节。
“卓越工程师教育培养计划”要求校企联合制定企业培养方案,由高校和企业共同建设课程体系和教学内容,共同实施培养过程,共同评价培养质量。高校与企业间通过紧密合作,建立有效的互动机制,形成高校-企业人才培养联合体。
卓越工程师教育培养计划的成败之一就在于如何设计一年的企业工程实践并保障其质量。本文紧紧围绕高校-企业人才联合培养问题,探讨了高校-企业人才培养联合体的4种培养模式。
二、引企入校,校企共建校内实验实训基地,在校园内打造工程环境
构建“卓越计划”实践教学体系,必须加强校企合作,紧密接触工程实际,更新教育理念。为此,黑龙江工程学院积极引进国内外知名企业到校内创办人才培训基地、联合建立实验室,先后与日本丰田、德国博世、中德威帝电子有限公司等国内外著名的企业合作,建立了丰田汽车技术培训中心、博世汽车故障诊断实训中心、中德威帝汽车电子实验室、哈飞汽车技术培训中心、美国PTC工程软件公司PRO/E技术培训及认证中心、中国安邦保险公司汽车理赔员培训基地等,从而形成了校企一体、互惠共赢、紧密合作的新机制,在校园内打造了工程环境,使企业的先进技术设备对接实践教学,形成了具有行业特色的学生校内实践平台。
三、送生入企,按照企业培养方案培养工程型人才
“卓越工程师教育培养计划”要想达到着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力这一目标,除了通过上述引企入校的方式外,更重要的是引生入企,即通过校企合作,与企业签订协议,形成高校-企业人才培养联合体,接受学生到企业去学习。根据学校专业人才培养方案,学校与企业共同制定企业培养方案,学生按照教学计划,在规定的时间内进入企业,由企业按照企业培养方案对学生进行组织管理,如图2所示。
学生在企业实习期间,由企业和学校双方指派教师进行指导,以企业工程技术人员为主。企业所指派的工程技术人员应该受过由实习管理部门组织的专门培训,以确保学生实习质量和安全管理。学校带队教师也应该是在企业得到过锻炼,并获得工程师资格或者职业资格证书的教师。
高校-企业人才培养联合体是源于原有实习基地基础上的一种具有更广泛意义的人才培养合作平台,是双方受益、共赢的有效载体。对于学校,应在已有的一批稳定的校外实习实践基地建设的基础上,以“产学合作、做学融合、研学融合”的工程教育理念为指导,依托优势特色学科,依托与企业长期合作的基础,把实习实践基地的功能进行扩展,从单纯的输送学生到企业实习,变为企业全方位培养创新人才的载体;对于企业,也可以利用学校教育资源,为其量身定制所需人才,成为企业人力资源输送的有效渠道,同时可以培训企业员工,进行系统化的再教育。
四、送课进企,在学训工结合的氛围中完成理论教学
按“卓越计划”要求,实施“卓越计划”的工科生将到企业里学习一年,而不是“实习”。这意味着在一年的企业学习中,不仅仅是企业实践环节,也有可能会有一些更适合在企业完成的理论课程的授课环节。譬如我们车辆工程专业的汽车制造工艺学和汽车试验学等课程就更适合在企业环境下完成理论教学任务。将这样的一些课程送入企业,在工作、学习、训练相结合的真实工程氛围中完成理论教学任务,获得更好的教学效果。
五、以科研项目、学科竞赛项目、创新项目为牵引,培养学生工程实践与创新能力
利用纵向或横向科研项目、学科竞赛项目、创新项目与行业单位联合打造具有工程氛围的科研、创新平台,并相互开放和共享平台资源,是实现产学研深入发展,培养创新型工程人才的又一重要途径,也是学校提高对企业科技服务能力的重要基础。以科研项目、学科竞赛项目、创新项目为牵引,引导学生进入项目组,在项目组的工程环境下,激发学生的学习兴趣,培养学生工程素质、工程实践能力和创新能力,增加了学生课外自主学习时间。譬如智能车大学生竞赛项目、节油车大学生竞赛项目、现代汽车电控技术研究室、机构创新研究室每年都利用自己浓厚的工程氛围培养了大量工程实践能力、工程素质和创新能力强的学生,这些学生走入社会后深受用人单位的欢迎和赞誉。
六、结束语
卓越工程师教育培养计划的核心是通过校企合作的“3+1”培养模式,强化学生的工程实践能力,培养学生的工程素质和创新精神。校企联合培养是大势所趋,“卓越工程师教育培养计划”成败关键是双方在课程设置和一线锻炼方面要“无缝对接”。本文紧紧围绕“卓越工程师教育培养计划”,结合我们所构建的校企深度融合、学训工结合的3+0.25+0.75的卓越工程师教育培养计划人才培养模式,探讨了高校-企业人才培养联合体的4种培养模式,重点分析了引企入校、送生入企、送课进企和以科研项目、学科竞赛项目、创新项目为牵引,培养学生工程实践与创新能力的方式方法。卓越工程师教育培养计划的重中之重就在于如何保障一年的工程实践质量,因此卓越工程师教育培养计划校企联合培养如何得到有效实施还需更多的从业人士不断摸索与探讨。
[参 考 文 献]
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关键词:多元分段式订单 人才培养模式 校企合作 高职
中图分类号:G712 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.164
1 高职“订单式”人才培养
“订单式”人才培养是指高职院校与企业合作,根据企业人才需求情况签订订单协议,根据企业岗位能力要求共同开发人才培养方案,在人才培养过程中融入企业文化和岗位职业能力的培养,合理利用学校和企业资源共同完成教学活动的人才培养模式。在“订单式”人才培养过程中,学校和企业共同确定人才培养目标、制定人才培养方案、构建课程体系、开发课程、承担教学任务,按照企业要求“量身定做”完成人才培养工作。
国内许多高职院校进行了大量的探索和实践,在缓解企业人力资源缺乏、解决学生就业、实现与企业无缝对接等方面取得了成绩。但是在实施“订单式”人才培养过程中,由于某些专业学生订单数量不足,难以开展“订单式”培养。众多中小型企业难以达到“订单式”培养的学生数量要求;一些技术含量较高、人员数量需求少的专业也难以实施“订单式”教育。此外,“订单式”培养可能会对学生的提升、个性化发展、就业带来不利影响,这些因素都制约了“订单式”培养的实施。本文针对一些技术要求高、企业需求量小的专业,与企业合作开展“多元分段式订单”培养的探索和实践,为这类专业开展“订单式”人才培养提供了思路。
2 “多元分段式订单”培养的企业需求分析
“多元分段式订单”培养必须进行市场调研和人才需求分析。我们以液压与气动技术专业为试点开展了“多元分段式订单”培养的探索和实践。液压与气动技术是现代机电一体化领域的关键技术,在机床、车辆、兵器、工程机械等行业具有广泛应用。以内蒙古地区为例,未来3年大约需要3000多名液压人才,因此培养液压与气动技术专业人才具有广阔的市场。液压与气动技术是一门技术水平要求高但是单个企业需求量较小的专业,企业引进液压专业人才主要是在机械、机电一体化、自动控制等专业选择优秀人才进行在岗培训来实现,因此在液压与气动技术领域还存在着很大的用人缺口。
我院液压与气动技术专业与企业合作进行企业调研,根据人才需求和职业能力分析,结合毕业生及用人单位反馈意见得出结论:即我院液压与气动技术专业培养的学生基本能满足企业人才需求,但是在人才培养模式、课程体系设置、职业技能培养、企业岗位无缝对接等方面还有一定差距。依据以上分析结果,我们与北重集团、宏达机械、液压机械三家企业合作确定了“多元分段式订单”培养合作协议,与企业共同开发人才培养方案,共同培养能够满足企业要求的液压与气动技术高素质技能型专门人才。
3 “多元分段式订单”人才培养模式设计
以液压与气动技术专业为例,如果采用传统“订单式”培养,将因为订单人数太少、办学成本过高而无法实施,因此我院与北重集团、宏达机械、液压机械等企业合作,通过分析论证,达成了校企四方“多元分段式订单”培养协议,校企合作共同实施人才培养。
“多元分段式订单”人才培养的思路是由一校多企合作进行分段式订单培养。即在学生培养初期以专业通用能力培养为平台,同时将订单企业的认知教育融入到培养过程中,使学生对于专业和订单企业有一个初步认识,在此平台上为学生将来进行专业方向定位奠定基础,其后结合各企业岗位职业能力需求在校企两地进行专项培养,以实现多元化培养。在培养过程中,要求校企密切合作,将企业文化以及企业的生产、管理融入到人才培养中,校企共同组成教学团队,确定企业专项培养方向,制定人才培养方案和课程标准,设计校内和企业“教学做一体化”教学环境,共同实施“多元分段式订单”人才培养。
4 “多元分段式订单”人才培养实施
4.1 企业调研,签订合作协议
“多元分段式订单”培养的首要工作就是确定合作企业,分析企业人才需求及能力需求,根据企业的岗位职业能力需求,构建人才培养课程体系。以液压与气动技术专业为例,我们通过企业调研确定了北重集团、宏达机械、凯捷机械等三家企业达成“多元分段式订单”培养合作意向。三家企业分别从事液压与气动技术行业不同方向的生产经营,如北重某公司从事液压支架生产,每年大约需要液压系统设计、制造、装调人员20人左右;宏达机械从事工程机械的维修、售后服务,每年需要工程机械液压与气动故障诊断、维修、服务人员10人左右;液压机械从事液压机械设计、制造、维修,每年需要液压机械设计、制造、装调人员大约10人左右。通过调研分析,各企业每年需要专业人才在10~20人之间,如果与各企业分别成立订单班进行人才培养必然会造成成本过高、人数太少的情况,如果采用“多元分段式订单”培养则避免出现以上问题。
4.2 校企合作开发“多元分段式订单”人才培养方案
校企合作开发人才培养方案,构建订单式培养课程体系,充分利用学校教学资源与企业优越的实践条件实施工学交替的人才培养。在学校主要完成学生思想道德素质、职业素质、专业基础知识与实践能力、专业适应能力等通用能力的培养;在企业主要针对不同生产类型及职业岗位能力需求,利用企业特有生产条件开发专项技能培养项目进行专项职业技能培养。如对于宏达机械就要结合其岗位能力需求开发“工程机械液压元件与系统应用”、“工程机械液压故障诊断与维修”等专项培养项目;如对于北重集团则需要开发“液压系统搭建与调试”、“液压元件装配与调试”等专项培养项目。
4.3 企业参与共同实施“多元分段式订单”人才培养教学实施
“多元分段式订单”人才培养采取分段式培养。合作企业从订单班学生的选拔与面试、入学教育开始就参与到学生培养中来,通过企业讲座、参观等形式使学生了解专业背景与企业情况。
第一阶段主要以校内基础知识与技能培养为主线,期间安排订单企业认识实习,使学生初步了解企业的文化、管理及职业素养等知识。
第二阶段利用第一学年暑期,安排学生进入订单企业进行短期实践,由于三家企业参与,因此在适当时间需要对学生进行轮换,以便对各企业均有一定认识。为了保证学生的利益,我们通过讲座、参观等方法对学生进行充分指导,保证学生能够全面认识企业,以保证将来在确定订单企业时能够做出正确选择。
第三阶段为第二学年,以通用能力培养为主,并获取相应的职业资格证书。此阶段主要在学校进行培养,同时安排进入订单企业进行生产实习。通过此阶段的培养和训练,使学生基本掌握专业的通用能力和知识储备,为后续专项技能培养奠定基础。同时,也是学生确定订单企业的抉择期,最终在第三阶段由学生、企业和学校正式签订“订单”协议。
第四阶段即为第五学期,此阶段是校企共同开展教学。学生进入不同订单企业的订单班进行分项学习和训练,完成不同企业的职业能力培养,由企业专家和学校教师共同完成此阶段培养。这一阶段是“多元分段式订单”培养的重要阶段,使学生掌握订单企业岗位所需要的各种专业知识和技能,并对企业加深认识和理解,从而把自己作为企业的一员融入到企业生产、管理当中。
第五阶段为第六学期,此阶段学生完全进入企业进行顶岗实习,以企业实习员工的身份参与企业生产,从事将来就业岗位的相关工作,实现从学生到企业员工的转变,进一步强化职业技能培养,从而实现与企业的无缝对接。
学生经过三年培养后由学校和企业共同考核,符合要求的学生与企业签订就业协议,对于不能达到订单培养要求的学生则由学校协助进行自由择业。
5 结语
高职“多元分段式订单”人才培养在一定程度上解决了总体需求量大但单个企业需求量小的订单培养难题,调动了企业积极性,校企资源得到了优化,教师和企业专家组成专兼结合的教学团队,提高了人才培养质量,实现了与企业的无缝对接。由于分段式培养保证学生能够掌握除企业特有职业能力要求以外的通用能力要求,增强了学生就业能力,避免出现因为企业问题影响学生就业,也为学生在不能满足企业订单要求的情况下进行自主择业创造了条件,最终实现了学校、企业和学生的多赢。“多元分段式订单”培养实践过程中也存在着很多困难。首先,寻找合适的企业较为困难,需要学校广泛调研,积极寻求合作企业。同时,合作企业数量应保证在3~5家较为合适,每个企业的人才需求数量在10~20人左右为宜。其次,在培养过程中保障学生权益也是重点考虑的问题。第三,建立稳定的校企合作机制是保证“多元分段式订单”培养顺利实施的重要保证。
参考文献:
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[3]吴红霞.高职院校“订单式”人才培养模式探析[J].湖北财经高等专科学校学报,2011,(3).
[关键词]有限元分析 课程研究 实践教学 应用型本科
[中图分类号]G642.4 [文献标识码]A
一、引言
随着科技的飞速发展,我国对工科应用型人才的需求与日俱增,金陵科技学院将学校定位为应用型本科院校,正是适应了国家的这一需求现状。学校以培养具有一定知识、能力和综合素质,具有可持续发展潜力的高等应用型专门人才为目标[1]。但由于学生的学习能力以及学习基础差别较大,为了发挥学生的特长,也为了实现强能力、有专长的培养目标。在教学上,学院鼓励教师在传授理论知识的同时,偏重现场教学和实践教学[2]。有限元方法是当前工程技术领域最常用、最有效的数值计算方法,其应用范围几乎涵盖了各个工程领域,有固体力学,流体力学,声场问题,电磁场问题,热传导等问题的分析、设计等[3]。由于其在工程应用上的地位,有限元分析课程是许多工科专业的主要专业基础课,但同时,有限元分析是一门理论性较强的课程,需要有扎实的数学基础和力学基础,甚至还要有一定的编程能力。鉴于我院是培养应用型专门人才为主要任务的特点,要使学生学到的知识能尽快地融入到实际工作中,该课程需进一步完善教学内容,调整教学方法,提高教学效果以适应实际需求。
二、有限元分析课程教学内容的研究与实践
金陵科技学院主要生源为二类本科,生源差异性较大,既有一批学习成绩优异的尖子生,也有一大批特点各异的普通学生。目前,其教育定位是应用型本科教育,旨在培养直接从事解决实际问题、维持工作正常运行的高等技术应用型人才。这就决定了其教学模式必须以能力培养为核心[4]。有限元分析作为机械专业、车辆工程专业的重要专业基础课,对其进行应用本科人才培养模式下的实践教学方式方法的研究和改革势在必行。
(一)合理安排教学内容,降低难度
有限元分析的前期基础课程包括线性代数,弹性力学等相对有难度的课程,很多同学甚至没有学过弹性力学,因此讲述应力、应变、推导应力应变和位移之间关系的几何方程,以及将空间问题简化为平面问题等问题时就感到难以理解,甚至造成学生“知难而退”的想法。因此在教学过程中应优选课程内容,重视理论中相关结论的应用而淡化部分理论的推导过程。一个正确的理论摆出来,把它说清楚,让学生能够掌握这个理论。至于这个理论的来龙去脉等适可而止。例如,在讲解什么样的结构可以做为平面应力问题进行简化分析时,强化基于基本概念的直观判断,培养学生运用有限元的知识分析、处理工程实际问题的能力。
(二)结合专业特点,增加实用性
有限元分析的基本思想是借助于数学和力学知识,利用计算机技术解决工程技术问题。因此就决定了这门学科的特点是理论知识难度较大,实际应用相对简单。因此在教学过程中应注重工程运用观念的培养,结合工程实际问题对学生进行如何建立有限元模型,如何采用合适的单元类型,如何划分网格、如何设定约束条件、如何进行分析求解、如何处理数据等解决实际工程问题的探索研究与实践。例如,将汽车中连杆用作示例,从模型建立开始,带领学生设定单元类型、材料属性、模型的网格划分、连杆的约束情况,初始受力情况,从而进行强度,刚度或者振动分析。启发学生在毕业设计阶段也可以对自己设计的零部件基于有限元进行力学分析。这样一来,不仅激发了学生学习有限元分析的热情,而且进一步加强了学生理论联系实践的能力,巩固了所学的知识。
(三)精选例题习题,提高课堂效率
课堂学习只是学生对知识的感性认识和初步的理性认识阶段,对知识的真正理解并达到应用自如的程度,必须加强课上习题和课后复习以及有针对性地练习与总结。因此,在精心组织课堂理论教学内容的基础上,安排围绕知识点并尽量结合专业实际的典型例题,。例如,讲授杆单元问题时,给出一个一端固定,一端受拉的杆件,让学生从杆单元的位移函数设定出发,首先推导杆单元的形函数,进而推导应力和应变矩阵,以及杆单元的刚度矩阵,并进行整体刚度矩阵的组装,最后利用平衡方程求解端点支反力。让学生在推导简单单元的过程中理解有限单元法的原理,掌握利用有限单元法解题的一般方法,步骤和要领,达到对章节基本概念,基本原理的深入理解的目的。
(四)改革实验教学内容,理论联系实际
实验教学是理论联系实际的重要环节,针对有限元分析课程,实验教学内容主要是有限元分析工具即有限元软件的应用。有限元软件的种类很多,目前应用较广的有限元软件主要有:ANSYS和NASTRAN等。根据各专业侧重点不同,合理制定适合本专业的实验教学大纲,安排实验内容,例如,针对车辆工程专业,选定的问题是汽车变速器推杆的建模以及受力分析。通过实际操作有限元软件,计算分析,整理和完成实验报告,加深对课堂讲授的基本概念,基本原理的理解和掌握。培养学生归纳整理的能力及运用所学知识和方法建立新方案的能力。
为了满足学生的需要,实验室制定了开放制度,学生可以利用具体实验验证仿真效果,这些措施不仅有效地提高了实验室设备的使用效率,同时也为培养学生理论应用于实际的能力与创新能力提供了良好的展示空间。实践课的设计既要为学生理解理论知识服务,又要为学生掌握基本技术和毕业后就业提供服务。
三、有限元分析课程教学方法的研究与实践
(一)启发式教学,引导学生积极思维
有限元分析课程看似繁复,其实整个课程体系是相互联系、相互依赖的。因此,通过优化教学内容,使其各部分相互之间联系紧密,脉络清晰,形成一个有机的整体。在教学过程中,引导学生洞察问题的共性,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系。有限单元方法的核心就是单元形函数的推导。围绕单元形函数,把握问题的规律,表面上完全不同的问题遵循的是同样的原理,举一反三,例如,通过杆单元的推导,在教师提示性讲解指导下,学生自行推导三角形三节点单元的形函数,激发学生的学习兴趣,加深对理论公式的理解。培养学生自学能力和主动性学习的能力。
(二)理论与兴趣相结合,调动学生积极性
“兴趣是最好的老师。”因此在授课过程中,注意有限元理论与实际工程相联系,以提高并引发学生的学习兴趣。例如,通过动画演示飞机机翼的振动,汽车传动系齿轮啮合过程中的受力以及变形。在讲述有限元分析时,以汽车直接的碰撞分析为例,分别讨论汽车的耐撞性及驾驶员的安全性情况,建立了学生认识有限元在实际工程应用中的具体分析方法及分析步骤,帮助学生对抽象的理论有一个直观的认识,这样很容易立刻抓住学生的注意力,并且可以激发学生的求知欲。
(三)调整考核方式,减少应付作业的现象
计算机技术的应用已广泛地深入到工程设计的各个领域,有限元分析的主要工具也是计算机,为提高学生应用计算机软件的水平,又考虑到计算机文件容易被复制和粘贴。我们采用的考核方式为:利用计算机建立实际的汽车零件模型,并给出关键部位的变形情况云图。但需要强调的是学生不仅要把精力放在利用计算机建模,仿真即计算机软件的操作上,而是要把精力投入到为什么进行如此操作上,要求学生要“知其然,且知其所以然”。这样的考核方式明显减少了抄袭和应付作业现象,也缓解了基础课作业量大的难题,受到了学生的欢迎。
(四)加强工程观念,与毕业设计相联系
有限元方法在汽车产品研发过程中的应用越来越广泛,汽车结构的有限元分析富有工程性。对于培养学生的辩证思维能力和创新能力具有重要的意义,非常适合作为毕业设计的题目。对于车辆工程专业,可以拟定设计题目为汽车传动系统中的主减速器或变速器设计,并对主要零部件进行有限元分析。采取分组设计,多人一组,分工合作等方法设计、分析整个变速器,既可以使学生巩固和熟练专业知识,又可以加强团队协作精神。
(五)培养应用能力,鼓励学生参与教师的科研课题
参与实际课题可以让学生学到很多书本以外的知识,提高科研创新能力。教师将自己从事科研工作的经验和体会融入课堂教学,通过言传身教调动学生的学习主动性。如我院参加节能小车比赛时,就注意吸纳感兴趣的优秀本科生,通过兴趣小组的形式,进行独立地资料搜集、方案制定、系统设计和整车试验。学生选择系统方案后,应用有限元方法进行部分零部件的振动分析,撰写相关实验报告,真正锻炼了学生的工程应用能力。
四、结论
应用型本科院校在培养人才时要按照应用型人才的要求来设计培养方案,并落到实处,才能培养出高质量的人才[5]。这就要求教师结合课程内容,采用灵活多变的教学方式,对学生进行发现问题、研究问题、解决问题的能力培养。激发学生乐于求学并能科学地分析和创造性地解决工程实际问题的能力,为后续毕业设计乃至今后的参加工作打下良好的基础。
基金项目:金陵科技学院科研基金资助(JIT-B-201219)
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(一)“加强基础、突出特色”
构建特色突出的创新人才培养体系我校交通装备制造类专业涵括了交通装备的设计、制造、维护与运用。经过多年的探索与实践,我校建立了具有特色的人才培养目标与培养体系,形成了以交通装备为特色的机械类人才培养格局。为保证培养计划的有效落实,培养目标、培养体系建设的教学研究成果在教学中的作用能充分发挥,在制定卓越人才培养计划时突出适用性、科学性、创新性,注重能力培养,构建以能力培养为核心的“理论、实践、创新”三位一体的人才培养方案。新的人才培养体系细化了人才培养过程中通识教育、学科基础、专业基础及专业教育4个模块,其学分分配呈金字塔格局,实践及创新教育贯穿整个人才培养的全过程。实行多学科加特色的学科建设体系。在整个培养方案制定过程中,采取行业市场评估、用人单位共同参与的人才培养合作机制。根据工程建设的现实需要,按照“2.5+1.5”的模式,分理论和实践两个环节,突出交通装备特色,围绕“交通装备施工与维护技能”“交通装备设计制造技能”“交通装备检测与自动控制技能”和三个课程群建立健全理论和实践教学体系。
(二)“理顺教学内容、整合教学资源”
构建交通装备的创新人才培养课程体系统筹兼顾教学内容的系统性、先进性、科学性与创新性,合理构建公共基础、专业基础、专业方向三级理论知识平台和实践教学、课外活动二级实践教学平台,建立前后衔接、循序渐进、层次分明的专业教学体系。理论知识平台由公共基础平台、专业基础平台和专业方向平台组成,实践教学平台由实践教学方案和课外科技活动方案组成,构建知识、能力、素质协调发展的三维教学体系。以实际工程为背景,以工程技术为主线,构建了合理的专业课程群;借助国家级、市级、校级精品课程的示范和辐射作用,带动整个课程体系的建设;与设计、研发、运用、工程建设等相关企业建立密切合作伙伴关系,针对单位需求和市场变化及时调整相关课程与教学内容,实现教学内容与工程背景相结合、课内教学与课外科技活动相结合。
(三)加强教学研究,强化精品课程建设
“交通装备施工组织与管理”“机械设计”“交通机电系统(双语)”“汽车新能源与节能技术”等课程先后被评为校、市、国家级精品课程。“机械设计”重点课程群在学校评估中获得优秀,“交通装备施工组织与管理”重点课程群通过学校的合格评估。两年来,进一步深化了这两个重点课程群的建设,制定了合理的重点课程群建设方案,采取了一系列措施,成效显著。在重点课程群和精品课程建设的有力推动下,“交通装备液压与液力传动”“交通装备发动机原理与底盘理论”等课程将创造条件申报精品课程。
(四)贯彻教学改革思想
制定教学大纲,加强教材建设基于以上培养计划及教学内容的要求,近年来学院组织大量师资力量,在广泛调研和交流的基础上,突破原有教材的束缚,认真制定教学大纲,理顺教学内容,突出交通装备特色。如在“交通装备设计”“微机原理与接口技术”“液压与液力传动”等设计类课程中增加交通装备的设计案例,在“材料成型技术基础”“机械制造技术基础”“机床数控技术与应用”等制造类课程中增加交通装备的工艺设计案例,以提高学生对交通装备技术的认知。在制定教学大纲、理顺教学内容的基础上,加强教材建设。主编《互换性与测量技术》等国家“十一五”规划教材5部,《工程机械发动机原理与底盘理论》等21世纪交通版规划教材10部。其中在2007年出版重庆交通大学“十一五”规划教材《公路工程机械化施工与管理》的基础上,重新优化课程内容,于2009年1月修订重印,2009年被确立为应用型高校省部级“十一五”规划教材。
(五)强化实践环节,切实推进实践教学体系改革和创新基地建设
1.优化实践性教学环节
全面更新实践教学内容通过整合教学资源,为学生提供集机、电、液、控为一体的综合实践教学环境。精选传统的基本操作技能的学习、实践和训练;增加先进技术技能训练;补充创新制作。开设机械创新模块、液压传动模块、电控模块、机电综合模块、车辆特色模块等综合性、设计性实验。将创新教育寓于工程实践教学的各个环节,创造一切条件,为学生营造课内课外创新活动的平台。
2.广开渠道
切实加强工程实践环节整体软、硬件设施的建设对已广泛采用而教学硬件设施又不具备的先进设备,“硬件不足软件补”,采用多媒体技术,增加学生的知识面,提高学生的认知水平。为加强实践教学,采用多媒体及现代化网络教学手段,购置教学挂图、模型,扩充了实践教学展示,合理安排学生观摩,教学效果明显。机械工程实践中心加强与企业合作,增强横向联系,借助企业力量,培养学生的实践能力,形成了“虚实结合、虚拟仿真、校企合作、以研养教”的新教学法。
3.加强基地建设
营造学生的创新环境和活动条件建设校外基地。与徐州工程机械集团有限公司等多家企业单位建立了稳定的校外实践教学基地,以嵌入式技术培养为方向,聘请企业技术骨干作为学生指导教师,积极推进创新设计与制作竞赛的第二课堂教学活动,培养适应于交通装备类发展的高素质创新人才。建设创新试验区。提出了“课堂—实验室—创新型试验区”的课程教学、实验教学新理念。形成理论教学与实践教学、实践教学与科研实践、必修基础实验与选修个性化实验相结合的实验教学模式,让学生真正得到学习、实践、锻炼。积极参加“挑战杯”等大学生课外学术科技作品竞赛。学生们自主选题、设计、制作,建立学生创新活动与科技制作工作室。每年组队参加“挑战杯”、全国数模竞赛、大学生机械设计创新大赛等竞赛。
(六)规范教学环节
建立过程督导教学质量控制体系建立科学的教学过程管理系统,构建高效的教学管理团队,建立实效的教学质量控制体系积极探索、改进教学模式,推进教学内容和课程体系的改革,真正做到“开课有计划、调整有论证、过程有管理、质量有保障”。教学指导委员会和教学督导小组组成教学质量控制体系,严格规范和检查各个教学环节,极大地促进了教学质量的提高,形成过程督导。
二、教学队伍建设
从整体设计来看,卓越计划的核心是强化学生的工程能力和创新能力,培养国际通用的工程人才。为了确保该计划的成功,关键问题之一是建设一支满足卓越工程师培养要求的高水平教师队伍。工程教育专业化的教师水平如何,直接决定着卓越工程师的培养质量。我校实施人才强校战略,突出教师在办学中的主体地位,建立和完善引进人才、培养人才、合理使用人才的制度与措施,努力营造以人为本、健康和谐的师资队伍建设环境,不断提高师资队伍建设工作的水平和成效,形成一支数量满足需求、结构比较合理、整体素质良好的教师队伍。经过多年积累,形成了科研、教学、管理三大团队,形成了以道路施工技术与装备研究所等9个研究所为核心的科研团队,以教研系、室为核心的教学团队。他们是以学术带头人为主体的青年教师培养的摇篮,是专业建设和人才培养的生力军。在团队带领下,科研促教学效果显著,以高水平的项目为支撑的培养条件是青年教师成长的环境和保证。
三、实践效果
(一)创建“知识、能力、素质”三维度协调发展的培养体系
以学生为本,采取开放式、多样化、递进式的培养模式,合理构建公共基础、专业基础、专业方向三级理论知识平台和实践教学方案、课外活动方案二级实践教学平台。将科研成果引入教学内容,将教改成果用于教学过程,从知识、能力、素质、创新精神等方面建立前后衔接、循序渐进、层次分明的专业教学体系,既保证了学生对基础知识的掌握,又加强了实践能力的培养。
(二)学术水平高,教改及科研成果丰硕
经过机械设计制造及其自动化专业教学团队成员多年的合作和努力,目前在交通装备设计与制造技术、筑路机械施工与运用、交通建设装备液压与液力传动和控制系统的设计与制造、高等级公路机械化施工组织与管理、机械设计制造及其自动化等领域取得了较高的学术水平。近年来我校共承担包括国家“863”项目、国家科技支撑计划项目、西部交通建设项目等国家级和省部级科技项目8项,横向合作项目9项,多次获得国家级、省部级科技进步奖,获得和申请国家专利10余项。团队在国内外核心期刊上发表学术与教改论文58篇,其中EI、SCI、ISTP三大检索收录30余篇,出版教材5部,负责和主研市级以上教育教学改革研究项目8项。《机械设计CAI》获第九届全国多媒体课件大赛工科组全国二等奖。
(三)人才培养质量优良理论教学和实践教学有机整合