时间：2023-06-05 09:57:27
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篇机械工程专业培养方案，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。
关键词：机械工程及自动化；实验教学；教学改革；方案研究
众所周知，我国目前正在实现由机械制造大国向机械制造强国的转变，我们与发达国家在机械制造领域的竞争比以往任何时候都要激烈，我国要想在竞争中立于不败之地，不仅要培养知识广博、具有创新精神和创新能力的创新型人才，还要培养专业知识扎实，具有实践能力的适应科学技术飞速发展的应用型人才。然而，我们的调研表明，培养制造业人才的工科院校，大多数院校所拥有的实验设备和条件，远远落后于制造企业所应用的设备和条件，专业实验教学内容不适应培养当代制造应用人才的培养要求，更难培养出具有创新能力的创新型人才。导致了目前我国应用性人才匮乏，我国大多数自主产权的机械产品的科技含量低，技术附加值小，在国际市场上高端产品竞争力严重不足。我国高等教育必须面对现实，站在时代和社会发展趋势的高度，重新审视以往的人才培养模式和课程体系，以我国现代化建设对人才的需求为导向，适时调整培养目标，改革培养方案，对现有课程体系进行整合，特别要加强高级应用型人才的培养。因此，积极开展机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究不仅十分必要，而且具有重要的现实意义。机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究的意义和目的毋庸质疑，但是，如何才能使我们的机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究符合我校的校情，如何能够在现有的条件下真正提高机械工程及自动化专业实验教学的质量和水平，从而提高人才培养质量与水平，这是我们首先要解决的问题，也就是，如何进行我校的机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究是首先要解决的问题，换言之，机械工程及自动化专业实验教学改革方案的研究与确定是一个关键问题。
一、我校机械工程及自动化专业实验教学现状分析
笔者以实事求是的思想路线为指导，为了做好机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究工作，除了对省内相关高校进行了调研，着重研究了近几十年来的我校机械工程及自动化专业实验教学的情况，并重点研究了本项目立项时的实验教学现状，从而，为机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究方案的确定提供了科学的依据。机械工程学院是大连交通大学设立最早的院系之一，大连交通大学机械制造及其自动化学科创立于1956年，1986年7月获得硕士学位授予权，1998年6月获得博士学位授予权；在教学研究与改革方面，“九五”以来，学校进行了按大类培养探索和教学改革。1995年，机械工程学院承担了铁道部和辽宁省面向21世纪的教改项目《机械类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践》，在国内率先提出了“以机为主、机电结合、缩机扩电、淡化专业、宽口教育”的机械类人才培养教改总思路，1996年，根据教改思路制订了机械大类专业培养计划并在机械工程系进行改革试点。《机械类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践》教改项目荣获辽宁省优秀教学成果一等奖、国家级教学成果二等奖。可以说，办学五十年来，学校始终坚持开放办学，在校、厂、所合作，不断创新产学研结合的办学模式，培养应用型人才方面取得了一定的成绩。尽管我校的机械工程及自动化专业在学科建设和教学改革与研究中取得了上述的成绩，然而，我校在机械工程及自动化专业实验教学方面还存在如下问题：（1）拥有的实验设备和条件，远远落后于制造企业所应用的设备和条件。（2）实验课不是全面系统地统筹安排，而是把实验课当成理论课的附属，跟着理论课教学走，且各门理论课程按自己的要求安排实验，实验内容之间缺乏相互联系与协调，致使实验内容重复、脱节、遗漏、不系统。（3）实验的重心不在于培养学生实践能力、分析问题和解决问题的能力，而只是加深有关理论课的理解和掌握。与欧美国家大学相比，我国传统的实验教学中不仅告诉学生实验项目、实验原理、使用仪器、实验步骤等，实际上还告诉了学生实验的全过程。学生只需按要求的过程去操作，用不着查资料、思考及创新，严重影响了学生对实验课的兴趣，抑制了学生主动参与实验的积极性。（4）实验教材滞后，实验内容与当代机械工程与自动化专业学科的发展状况不相适应，实验技术、方法、手段未能跟上现代科技的发展，实验项目基本上是验证性实验，缺少综合性、设计性、研究创新性实验。（5）实验室运行机制为封闭式，管理手段落后，使得真正可用于购置实验教学设备和仪器的资金非常有限，严重制约了实验教学的改革与研究。以上实验教学中的弊端有的极大影响了教师投入实验教学研究与改革的积极性，有的严重影响了学生参与实验的热情，也在客观上制约了学生创新能力和应用能力的培养，直接导致学生毕业后，所学知识不能迅速与生产实践有机结合，难以适应企业的要求，达不到应用型人才的培养要求。
二、我校机械工程及自动化专业综合实验教学改革方案分析与研究
近些年来，根据国家教育部的文件精神，新的机械工程及自动化专业是一个口径更宽的专业，要求学生懂机、懂电、懂数控、懂液压、懂计算机，既能搞设计，也能搞实际操作，因此，要求设计综合性实验，提高学生动手能力、实践能力、创新能力和综合素质是十分必要的，其实，国内高校，不同专业有许多教师进行了不断的探索与研究[1~8]。大连交通大学2003版本科培养方案中，机械工程及自动化专业体现上述知识点的相关课程有“机械制造技术基础”、“机电传动控制”、“液压与气压传动”等专业基础课，为配合课程的学习，每门课程各开设有4学时两个实验。但是，存在的问题也很明显，就是各门课程配置的实验仅仅反映本门课程的知识点，独立分割，没能体现机、电、液相互配合的综合效果，与实际应用严重脱节，已经无法满足培养应用人才和创新型复合型人才的需要。鉴于此，在我校2006版的本科培养方案中，取消了上述三门课程的独立的实验，代之以16学时的“专业基础综合实验”这门实验课，改革的中心思想是本着“宽口径、厚基础、重能力、求创新”的原则，希望该实验课程能够真正体现“综合”的特点，将机械、液压、电控、数控等知识有机结合在一起，既能让学生加深对相关课程内容的理解，又能够体会各门知识之间的交融贯通，从而有助于培养和提高学生的基本能力、综合能力和创新能力，成为学生树立工程意识、提高实践动手能力的重要助推器。我校2006版四年本科培养方案中专业课程基础综合实验在于2008年9月前基本还属空白，急需规划与建设，本项目的实施为机械工程及自动化专业学生的培养工作提供了必不可少的保障，同时，项目的实验内容与以往相比具有综合性和一定难度，因此，本项目对我校不仅具有实价值，而且还具有一定的创新意义。
在上述背景下，在本项目立项研讨之初，有的课题组成员提出为了不影响我校新的四年本科培养方案的如期实施，同时，彻底改变实验课内容独立分割、脱节、遗漏、不系统的问题，要求学校在财力、人力上加大投入，一步到位地改革机械工程及自动化专业实验课的体系和内容。这一方案的可行性受到了质疑，项目组成员通过网上调研以及实地考察，调研了国内相关大学的情况，充分了解兄弟院校，尤其是省内的大连理工大学、大连工业大学、东北大学、沈阳工业大学、沈阳理工大学、沈阳航空学院等院校的关于基础综合实验课程的做法，如实验学时的安排，实验内容的设置，实验内容包含的不同课程的知识点、综合程度，实验设备的状况，开设实验的具体做法，成绩的评定依据，目前存在的问题和发展策略等等，为项目组设计规划自己的综合实验的内容提供重要的借鉴和参考。通过借鉴其他国内兄弟院校的做法，紧密结合我校实际，根据我们的机械工程学院院级教学研究项目的实践情况，经认真分析、充分讨论，提出先组合、后融合，循序渐进的改革思路。考虑到我校的实际实验条件存在的不足，综合实验内容的规划方案体现出发展的动态特点，即制订出“现在”、“近期”、“远期”三种不同的实验内容方案，以体现“利用现有条件，综合性稍差”“补充实验条件，综合性较好”“完善实验条件，综合性得到高度认同”的三个阶段发展脉络，边研究、边实践、边总结，既要注重以理论研究成果指导实践，更要注重通过实践检验理论研究成果。最终提出该发展过程需要解决的问题和解决途径，为机械工程及自动化专业基础综合实验提供一条可持续的发展近期和远景规划。具体实施方案是：①完成第一轮的初步实施专业基础综合实验，总结院级教学研究项目“专业基础综合实验的设计方案”的实施工作教训与经验，为进一步调研提出问题，做到有的放矢。②调研和实地考察，了解兄弟院校的实验设置情况，写出调研报告。③组织相关教研中心及实验中心的教职员工，摸底查清现有的实验仪器、设备等实验条件，设计现阶段可以开设的综合实验的内容；确定相对稳定的实验指导人员队伍，对实验主管人员进行必备的培训；具体实施第二轮专业综合实验。④根据培养方案的培养目标，修改和完善近期和远期的综合实验的实验内容和方案，给出实现该两方案的途径和需解决的问题，对实验教学模式及其运行机制创新进行探索与实践。⑤补充和完善实验设备与仪器，进一步加强相对稳定的实验指导人员队伍建设，编写相应的综合实验操作规程和管理制度。⑥具体实施第三轮专业综合实验，完善实验大纲、实验指导书、实验考核评定办法等相关教学文件。⑦对项目进行全面总结，完成结题报告。
根据所制订的实验方案，隶属于不同教研中心和实验中心的项目组多名成员，进行了多次的讨论与研究，编制了《机械工程及自动化专业综合实验教学大纲》，开发了具有一定综合性的实验内容，如：已经完成了《数控机床自动编程与加工操作》综合实验开发、《机电控制综合实训装置研制及实验开发》、《机电液控制综合课程设计》等实验和实践教学内容，并已经于2009年完成了首轮实施，2010年完成了第二轮实施，深受学生欢迎，并取得了预期效果，目前正在总结前期实施的经验，为下一轮研究与实施积极准备。有关综合实验的具体内容、实施过程和实施效果等内容的总结，将在第三轮教学实验改革后进行全面总结，并撰文汇报。
参考文献：
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关键词 机械工程 核心课程 交叉渗透 知识孤岛
中图分类号：G642 文献标识码：A
Cross Penetration of Core Courses in Mechanical Engineering Series
DU Liuqing
（College of Mechanical Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）
Abstract Integrated application of mechanical engineering technology is playing an increasingly important role. Knowledge of Mechanical Engineering Series core curriculum cross penetration， teaching across the curriculum can solve the problem of varying pace， eliminating the "knowledge island" phenomenon， to help students develop a complete knowledge system. Meanwhile， a number of issues raised cross-penetration study core courses must be noted.
Key words mechanical engineering； core courses； cross penetration； Knowledge Island
1 工业自动化的集成综合发展对机械工程领域人才培养提出了更高的要求
随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展，工业自动化正向集成综合自动化过渡，机械工程技术的综合应用正起着越来越重要的作用。机械工程的发展已经进入一个新的阶段，其概念和体系已经涵盖了信息处理技术、自动控制技术、系统工程理论、计算机技术和现代设计方法等知识的高度综合交叉。
机械制造业是工业自动化的重点，机械设计制造及其自动化专业是本科院校常设的主要专业，其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向机械工程应用与设计的现代化主战场。机械工程领域的技术复杂性和涉及知识的交叉性，使得市场需求对未来就业者的知识结构、综合素质能力提出了更高要求，制造业对具有厚机械基础、宽专业口径，同时实践能力和适应能力强的复合型人才的需求很大，这给我们的教学工作带来了严峻的挑战和切实的机遇。
2 国内外高校机械工程类专业课程设置及其教学现状
基于机械工程类专业平台，能灵活应对该领域技术复杂性和涉及知识交叉性的人才培养模式及教学体系，国内相关专门研究及实践均较少。国外在这方面的研究目前主要有美国大学提出的“本科整体知识观”，其强调大学课程的完整性，各课程之间应构成一个相互关联的统一知识体系，使本科教育内容尽可能系统、连贯并形成一个整体，并正成为美国21世纪大学教学改革的发展趋向。日本机械类课程比较注重应用性和广泛性，着眼于与实际工程应用和工程设计的联系，扩大机械相关知识的学习。德国的工科类高校则比较注重理论课程与实践教学的衔接，注重对复合型人才的培养。这些都是值得我们借鉴的经验。国内，吉林大学针对会计学专业课程进行过知识交叉性的研究。
国内高校机械工程类专业的人才培养方案，基本都按照“厚基础，宽口径，注重实践环节”的原则设置，不可避免地出现理论课程压缩的问题，又进一步限制了学生学习和发展的空间。因此，培养适应社会需求的复合型机械人才，建立合理的专业知识培养框架知识体系，更重要是培养学生的自学能力，在实践中能灵活分析和解决问题，从而将高等教育的阶段性教育转化为终身教育，是目前国内高校亟需研究的问题，也是国外机械工程类高等教育研究的热点。
机械工程类人才培养模式一般采用基础课、专业基础课和专业课构成的三段式框架，基于这一框架，由主干课构成机械类人才培养的主要知识系统，由其他课程构成关联知识系统和辅助知识系统。通过近几年来调研国内外众多高校的机械类专业人才培养方案及其教学现状发现，目前在机械类专业人才培养体系的课程设置及教学过程中，主要存在以下问题：
（1）相同的知识和内容，在诸多门课程中重复出现和重复讲解的现象，即各专业课程间存在知识的交叉与渗透问题。各课程教学体系在知识的呈现和表述上各自为政，出现“你唱你的，我说我的”步调不一致现象，教学的广度和深度取决于教师对教学大纲、课程的理解和对学生的了解，而不是来自社会对人才的需求。这样一来，在其他专业课或专业基础课中已经讲授过的知识和内容，在教学中重复出现，不仅浪费了教学资源、教学时间和教师的劳动，同时也收不到应有的教学效果。特别是在中、后期的教学实践中，专业课程间的交叉与渗透出现的频率更高。
（2）不合理的课程交叉点设置打断了完整的“教”与“学”的链条。具有先后知识衔接关系的课程可能同时进行甚至错位安置，使得本应实现的拓宽同期课程学习、印证前期课程学习、为后续课程打下教学衔接基础的完整教学链条被打断，学生难以建立完整系统的专业知识体系。尤其在工科教学中尤为重要的实验教学环节，在一些高校纷纷实施的“开放型实验”模式教学改革过程中，对培养创新能力和实践能力，并对理论课程进行验证学习的实验环节与理论学习环节存在着更为严重的脱节现象。
（3）各课程独成体系，缺乏连接能力，课程与课程之间的衔接存在诸多知识“孤岛”，不能使学生建立完整的机械工程知识体系，进入社会后适应能力差。忽视课程之间的衔接关系，各自为政的教学模式使得有些知识支离破碎、关联松散，学生的整体知识体系构建过程受到影响，掌握的知识具有片面性。学生毕业进入企业后，由于遇到的实际工程问题通常是隐性的，无法再像课堂学习一样，根据已知条件和固有步骤就可得到答案，加上新的科学技术成果大量应用于生产实际，设备的复杂性和涉及知识的交叉性大大提高，知识“孤岛”缺乏连接，导致学生“只见树木，不见森林”，难以应对在将来工作中出现的新问题，适应力差。这也是美国一些高校失败的教训，我们应当注意。
3 实施机械工程系列核心课程交叉渗透研究需注意的问题
（1）工业自动化集成综合发展形势下，机械工程人才培养模式、课程体系与社会对人才需求之间的关联关系与契合程度。机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标为具有宽厚的现代机械工程及自动化理论基础和较强的工程意识、实践能力及创新精神，能在机械工程及自动化领域从事设计、制造、技术开发、科学研究、生产组织和管理等方面工作的高素质应用型高级专门人才。视野开阔、具有灵活应对机械工程领域复杂技术和涉及交叉知识的能力、社会适应性强的专业人才才能适应工业自动化的集成综合发展。机械类专业的人才培养方案及课程体系，就必须具有完整性和连贯性，注重学生知识结构的平衡，建立起结构紧密、整合的本科课程体系。
（2）探索可行的教改模式，机械工程系列核心课程间的交叉渗透，促成知识和技能的灵活迁移与紧密联系。在现有各课程体系各自为政的情况下，研究如何创设一种类似于学术（或科研）研究的情景，协调机械工程系列核心课程的交叉与渗透，在教学中加以引导，推陈出新、举一反三，促使学生在学习的过程中加强知识与技能的迁移和练习，培养学生自主独立地发现问题，运用实验、操作、搜集与处理信息等探索活动，达到知识、技能、态度的发展，特别是探索精神和创新能力发展。
（3）基于机械工程系列核心课程交叉渗透平台下各课程的具体教学体系、知识体系、教材体系、实验体系，研究各课程具体的教学广度与深度。需注意机械工程领域知识复杂性与交叉性背景下，人才培养方案的适应性修订或调整；解决专业平台下课程之间的知识交叉渗透问题的同时，需注意衔接课程教学的深度与广度问题。
同时，需注意在教学过程中，创设一种类似于学术（或科研）研究的情景，利用机械设计制造及其自动化专业核心课程的交叉渗透，增强学生对其他课程乃至整个专业知识体系的关注度和信赖感，培养其大机械工程的视野和主动学习能力。
4 总结
通过研究机械工程系列核心课程的交叉衔接关系，可完善机械设计制造及其自动化专业核心课程群逻辑上的一致性与连贯性，消除现有教学体制下课程间的重复或“孤岛”。同时，帮助学生建立机械设计制造及其自动化专业整体知识体系，使其面对机械工程领域实际问题能融会贯通、相互促进、多角度思考以及综合判断，提高他们的竞争能力和生存能力，变阶段性教育为终身教育。
基金项目：重庆市高等教育教学改革研究重大项目“以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践（09-1-005）”；重庆理工大学高等教育教学改革研究项目“机械工程系列核心课程交叉渗透的研究与实践（2012010）”
参考文献
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关键词：可持续发展知识；机械工程专业；本科教学
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0143-02
随着人类社会和经济的不断发展，工业化和制造业消耗了大量的自然资源，造成资源枯竭、能源危机、环境严重污染等问题。为此探索一条人类经济发展、社会发展与环境保护相结合的可持续发展的道路已经越来越受到世界各国的强烈重视；政府、企业和个人越来越意识到社会经济发展的三重底线，即经济、社会和环境的可持续发展。
制造业对经济、社会和环境的可持续发展有重要的影响。制造业不仅向环境排放大量废弃物，又是采矿、电力等高能耗工业产出产品（电能、材料等）的消费者。机械产品及机械制造过程是制造业的重要部分，机械制造业的可持续发展是今后机械工业重要的战略方向，目前可持续机械设计制造成为机械学科研究热点之一。
本文结合作者多年机械设计制造课程教学、可持续设计制造技术的科研积累及在国外参与可持续发展知识教学实践，根据可持续技术发展对知识基本要求，对现有机械工程专业课程融合可持续发展知识教学内容进行探讨，提出将要开展的教学模式。
一、可持续发展知识
可持续发展（Sustainable development，SD）是能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展，一般归结为经济的可持续发展、社会的可持续发展和环境的可持续发展。
可持续发展是社会发展的宏观战略，同时要求社会经济的各个微观层面的协同。具体到机械制造业，可持续发展的要旨就是为社会提供具有竞争力的产品的同时，对环境和社会的破坏和影响最小。对环境的影响要从产品全生命周期评估，即要综合考虑从制造产品的材料的矿石开采开始，到产品制造、产品使用、回收和处置等产品各个生命周期阶段对环境的影响。可持续发展不仅是发展理念的变革，更需要一系列的使能技术，理解、掌握和应用这些技术就要具备可持续发展的知识。目前机械制造业可持续使能技术涉及机械设计和制造的各个方面，主要包括如下方面：
1.产品全生命周期评价技术。全生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）是目前研究和分析产品和过程全生命周期对资源和环境影响的主要技术。它是通过识别和量化产品全生命周期（包括产品制造、使用和回收等各个生命周期阶段）所用的能量、原材料以及排放来评价产品及其制造过程对环境的影响。
2.绿色设计技术。产品绿色设计是将环境考虑集成在产品和工艺设计过程中。在保证产品价格、性能和质量标准下设计与环境友好的产品和工艺。绿色设计主要涉及绿色材料设计、面向回收/拆卸的设计、节能和低碳设计、轻量化设计、基于LCA的生态设计等。
3.绿色制造工艺技术。绿色制造工艺技术是保证产品制造过程中对环境影响最小。绿色制造工艺技术主要包括两大部分：一是新型绿色成形技术，主要有少无切削工艺、干式切削工艺等。二是改进现有制造成形技术，减少制造过程中的能源消耗和各种排放（废气、废水、废屑、噪声等）。
4.产品生命周期末端处置技术。产品服役（使用）期结束后，进入产品生命周期末端，若不对产品实施处置，将造成资源浪费并导致环境污染。目前产品生命周期末端处置主要涉及产品拆卸、回收重用（包括直接重用、修复重用、再制造重用）、回收材料利用和废弃处置方案。
5.绿色材料和新能源技术。绿色材料是指在原料采取，产品制造使用和再循环利用以及废物处理等环节中与生态环境和谐共存并有利于人类健康的材料。绿色材料的选择和使用直接关系到资源消耗和环境影响，绿色材料知识是重要的可持续发展知识之一。随着地球资源的减少，新可再生能源（太阳能、风能等）和清洁能源（电动能源、氢能源等）技术快速发展，这些新能源技术知识对制造业的可持续发展是非常重要的。
二、融合可持续发展知识的机械工程类本科教学
1.机械工程类本科教学。机械工程作为一个大类专业，一般分为机械设计制造及其自动化、车辆工程、测控技术与仪器等多个专业。按照培养宽口径、厚基础、强能力、高素质的复合型、创新型精英人才的要求，目前普遍的本科培养方案采用机械大类招生，一二年级按照大类共同培养，课程设置包括通识教育课程和学科大类基础课程；三年级起进行专业分类培养，课程设置包括专业基础课程和专业方向模块课程。
2.融合可持续发展知识的机械工程类本科教学。高等教育是一个知识传授和综合能力培养的过程。教学过程中的每一门课程都是一个专业学习的知识点，知识点具有相互依赖的关系，前一知识点是后一知识点的基础和支撑，一个知识点可能需要多个知识点的支持。
一般来说，在现有本科培养方案中的每门课程，对于培养学生系统掌握本学科知识是非常重要的。同时，可持续发展是有特定的发展对象，可持续发展知识需要与学科专业知识融合，才能被充分理解和实际应用。为此，我们根据可持续发展知识特征和现有课程，提出如下融合可持续发展知识教学模式：
（1）在现有课程中添加可持续发展知识元。所谓课程知识元是指一门课程授课的知识中，具有不可再分割的具有完备知识表达的知识单位。一门课程传授多个不同类的知识，例如“机械工程材料”课，要传授金属材料知识、非金属材料知识及材料应用的知识等。同一课程内的知识单位，定义为课程知识元。
很多可持续发展知识与学科专业知识相关联，如果要独立为一门课程传授，它包含的知识元较少，没有必要独立为一门课程传授。因此，对于这类知识，可以聚类为单个的知识元，并且与同一课程中知识元关联，就能有机地融合到现有本科培养方案的课程知识中。首先提出在如下两门课程中添加可持续发展知识元：①机械工程材料课。“机械工程材料”课程是机械类各专业的一门重要的学科基础课程。其任务是通过本课程的教学，学生具备对机械零件合理选材、提出热处理技术要求及制订冷热加工工艺路线的能力。该课程的知识元有金属材料的性能与成分、组织结构及加工工艺之间的关系；钢铁材料的热处理基本原理及工艺；机械工程常用金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料的成分、组织、性能及用途等。产品材料是影响可持续发展的重要因素，选择的材料不仅能满足产品使用功能要求，而且全生命周期评估是绿色（环境友好）的。绿色材料知识元有：工程材料可持续发展特性，例如，材料的可再生性、可回收性和可制造性等特性；工程材料生产的环境影响，例如，重金属开采、冶炼、处置对环境的影响；工程材料在不同应用场合的环境特性，例如，材料毒性、环境（空气、水、土壤）污染等；钢铁材料热处理环境特性，能耗及环境影响等；各种新型生态工程材料。上述这些知识元可以与工程材料的物理、化学和机械性能知识元融合，及与零件的工程材料选择知识元融合。②机械设计课。“机械设计”课程为大学本科机械类必修的技术基础课程。该课程主要知识元包括：机械设计的基本理论（强度、摩擦学等）、连接件、传动件、转动和支承零件等。目前的知识元主要针对具有设计能够满足产品功能零部件的能力，需要融合如下可持续发展知识元：面向可拆卸和重用的设计，该知识元可以与联接紧固知识元融合；零件轻量化设计，该知识元可以与零件强度设计知识元融合；零件寿命组合设计和回收设计，该知识元需要新独立添加；面向3D打印制造的设计，3D打印是新型的绿色材制造技术，该知识元需要新独立添加；面向优化环境制造的设计，对设计方案需要的制造方案进行环境评估，选择实现环境最友好的设计，该知识元需要新独立添加；基于绿色新能源的产品设计，目前许多绿色新型能源不断涌现，需要不同的产品设计方案，该知识元需要新独立添加。
（2）开设新的可持续发展知识课程。可持续发展知识涉及工程、环境和社会经济多学科，经过多年的技术发展，已经逐步形成一套独立的知识体系，并且上述新添加知识元需要这些知识元的支持。对于这些知识元，应该独立开设课程，插入到培养课程知识流网络中。可持续发展技术中最有特色的是产品全生命周期评价技术，即LCA技术。评估一个产品、一项工艺或一项服务是否是绿色的（或可持续的），需要从其全生命周期对资源消耗和环境影响进行评估。国际标准ISO 14040-2006和ISO14044-2006将LCA的实施步骤分为目标和范围定义、清单分析、影响评价和结果解释四个部分。由此，形成一个完整的LCA评估技术和工具。在此基础上，建立新的可持续发展基础知识元，形成一门新课程：可持续工程基础。“可持续工程基础”课程包括如下知识元：工业生态学基础，简要介绍自然生态系统和工业系统、可持续发展观和资源环境等；全生命周期评估，包括产品分析目标和边界范围定义、全生命周期清单分析、环境影响评价和解释；常用LCA软件工具及应用实例；材料流分析等。
[关键词]科研；机械工程；课程
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）06-0029-02
科研在高校中的地位和作用是毋庸置疑的，尤其是在985高校和211高校中更是如此。但以教学为中心、不断提高高校的教学质量也是高校工作永恒的主题。高校通过教学工作来培养高层次人才这是其根本任务，教学工作始终是高校的中心工作之一。本科教育是高等教育的主体和基础，抓好本科教学是提高整个高等教育质量的重点和关键。高校教学和科研是相互依赖、相互促进、不可分离的。高校教师既要从事教书育人的工作，又要进行科学研究，还要将两者有机结合起来，这样才能使教学质量和科研水平相互提高。[1][2]高校只有重视科研工作，以科研促教学，深化教学改革，优化课程体系，更新教学内容[3][4][5]，才能提高人才培养质量，体现办学的特色、强势和品牌性。[6][7][8]有关科研与教学的关系以及科研对教学的作用，国内外学者、教师都做了很多研究，如文献[1]、[2]、[3]对高校中科学研究与人才培养之间的关系做了论述，强调教学与科研的统一；文献[4]论述的是科学研究在促进本科教学中的作用；文献[5]强调科研在应用型人才培养中对教学的促进作用。以上文献中都没有涉及科学研究在机械工程专业学科基础课和专业课课程群中的应用。可见，进行这方面的研究是有意义的。本文就是从这方面入手，探索科研在机械工程专业学科基础课和专业课课程群中的应用。
一、我校教学与科研现状
我校是一所地方性、综合性院校，是一所以工为主，专业涵盖工、管、理、医、经、文、法、艺术、教育等9大学科门类，直属广西壮族自治区政府管理的普通高等学校。学校占地面积近4700亩，面向全国27个省（区、市）招生，有全日制本专科学生、研究生、留学生共25000余人。学校以本科教育为主，积极发展研究生教育和国际教育，不断提升办学层次、水平和特色。为建设成为国内先进、有特色、高水平的应用型大学，学校在教学和科研方面做了大量的工作，但也存在一些问题。
（一）过多强调科研
多年来，我校对本科教育口头重视多，实际行动少；教师教学考核强调数量，缺少质量。由于过多强调科研等显性数据指标，如高水平论文、高级别研究项目、高科研经费等，对大学定位存在误解，以及扩招等一系列因素，本科教育特别是本科生教学在高校教育中处于相对弱势甚至是边缘化的地位。然而，世界上的一流大学，其对本科教育教学工作都很重视。尽管这些大学拥有强大的科研实力和研究成果，但最让这些大学感到自豪并最终确立他们高水平地位的关键因素，依然是他们响当当的本科教育质量。时至今日，这些大学仍然在不断地研究如何进一步提高本科教学质量，以适应社会的需求。
（二）科研与教学缺失
由于学校一味强调科研，教师只能全身心地投入到科研中，但研究成果出来以后，只有小部分应用于生产实际或教学，大部分研究成果只能躺在成果库里睡觉。教育教学改革呼唤着科研，但在学校科研中，教师科研与教学缺失的现象却并不少见，具体表现为：教师在研究中充当着资料的提供者、失语的研究者和被动的参与者，而不是将科研与教学相结合。造成教师研究与教学脱钩的原因主要有两个方面：教师对高校科研实质的理解不到位 ，以及学校对科研的评价方法不科学。
二、机械工程专业学科基础课和专业课课程
我校的机械工程专业人才培养方案强调，本专业培养德、智、体、美全面发展，具有扎实的机械工程专业基础知识、基本理论和基本技能，具有较强的工程实践能力、职业技能和创新精神，并具有较强的自主学习能力、自主发展能力和社会适应能力的可持续发展的能从事现代机械工程领域内的机械设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的应用型高级技术人才。专业主要课程中有制图及计算机绘图、理论力学、材料力学、工程材料与金属工艺学、机械原理、机械设计、机械工程控制基础、机械制造技术基础、互换性与技术测量、气液压控制、数控技术基础、机械制造装置设计、机械CAD/CAM，这些都是学科基础课和专业课。这些课程在三类课程中具体所占的学分为公共课学分占37.0，学科基础课学分占85.5，专业课学分占15.5。
机械工程专业是我校办学最早的几个专业之一，为社会培养了大量的机械工程专业人才。多年来，学校一直不断深化教育教学改革，凭借多年沉淀的教学资源优势，不断加快机械工程专业课程改革的步伐，力争为社会培养出更多高质量的人才。我们教师所做的科研，绝大多数与这些课程有关。如果能把教师的科研应用到这些课程中，无疑能对教学起很大的促进作用。
三、具体实践应用
为探索科研在机械工程专业学科基础课和专业课课程群中的应用研究，我们做了如下具体实践。
（一）项目调研
机械工程专业是传统的工科专业，在人才培养方案的结构体系中，课程体系包括公共课、学科基A课和专业课等，其中学科基础课和专业课所占的比重较大，课程门数较多。由于教师所做的科研较多，有些科研与这些课程群有关，有些则比这些课程群超前许多，再加上由于机械工程专业办学历史较长，有些课程内容较陈旧，因此，我们首先要进行调研，看看兄弟院校是如何处理这些问题的。
（二）科研项目、内容的整理
由于大多数科研骨干历年来所做的项目较多，这些科研项目包括国家自然科学基金、广西自然科学基金、广西科技开发项目、柳州市科技开发项目、教育厅科研项目和校级科研项目以及横向科研项目等。在这些项目中，有些项目所研究的内容、研究成果与学科基础课和专业课有关，有些项目比较前沿，这些项目对本科生来说有些超前，这样前者可以直接应用到本科教学中去，后者则要储备起来。因此，要对这些科研项目、科研成果进行梳理，找出与学科基础课和专业课有关的内容，为后续工作做好准备。
（三）科研项目、内容与学科基础课、专业课课程群相结合
根据前面梳理出来的科研项目和科研成果，我们结合学科基础课和专业课的内容特点，以某一门课的某一章节为切入点，删减一些陈旧的内容，增加一些学科前沿知识，并将其作为一个案例或一个章节来处理。比如广西科学研究与技术开发计划项目（项目编号：桂科能05112001-7B）《信息与通信技术重点实验室建设――钢圈系列产品虚拟设计开发平台》的科研成果，就可以与机械工程专业课机械CAD/CAM相结合，把研究内容《钢圈参数化设计系统》结合到课程的第五章――机械CAD/CAM建模技术中去，作为一个案例来讲授，这大大丰富了课程内容。
（四）相关学科基础课、专业课教案、课件的修改与融合
找到结合点后，就要对原来的教案和课件进行修改补充：有些陈旧的内容该删减的删减，新的内容该补充的补充，要相互融合；有些内容较简单可直接修改，有些内容较多较复杂，要采取各种手段满足教学要求，比如将科研内容编制成软件。广西壮族自治区教育厅科研项目《基于制造业信息化服务平台的公差与配合应用技术系统的开发研究》就是以软件形式编制出来后，融合到机械工程专业课机械CAD/CAM第三章――设计/制造数据的处理技术中去，作为一个例子，这既补充了教材的热荩又能使学生接触到前沿知识。
（五）课堂教学实践与评价
把结合科研成果做好的教案、课件和软件应用到课堂教学中去，可以使学生受益。应根据课堂教学效果和学生的反馈对这些教案、课件和软件进行修改补充，完善提高。条件成熟时，还可以根据研究结果对相应的教材进行修订，使科研成果进入教材。
四、结束语
通过以上的具体实践，我们把自己的研究成果应用到机械工程专业学科基础课和专业课课程群中，使学生能学到机械工程学科的前沿知识，这既增长了学生的见识，又提高了教师的教学质量。
[ 参 考 文 献 ]
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早在19世纪70年代，美国联邦政府开始推行《莫里尔法案》，确立工程教育在大学高等教育中的地位，这是最早以政府法案方式强化校企合作的典范。2005年10月德国国际汽车制造商大陆公司（ContinentalAG）资助设立了“全球工程教育卓越计划”（GEE），探讨全球化背景下工程师的工作环境及全球化工程师的培养模式等问题，该项目具有突出企业在工程教育中发挥的作用和多方参与工程教育的培养模式两大特点。高等院校在工程人才培养方面采用校企合作模式，可以弥补学校在实践教育和职业训练计划方面的不足，为从事技术研发的教师提供更多施展才华的空间，也有利于提高企业的研发能力，实现校企双赢。我国从19世纪末引入工程教育，但由于开始就缺乏与工程产业领域的密切联系而失去工程化的环境。与国外相比，国内高校工程教育中的工程实践能力培养还存在较大的差距。国内工程人才培养仍以应试教育为主，与工程实际需求脱节，普遍存在重理论轻实践、工程意识较差、工程训练缺乏、社会适应性差等问题，导致所培养出来的学生的工程实践能力较弱。“卓越工程师计划”实施后，上述情况有所好转。统计数据显示，在实施“卓越工程师计划”的试点高校中，有91%的院校采取“3+1”人才培养模式，3年在学校学习理论知识，1年在企业进行专业实践培养，但在校企合作培养卓越工程师方面仍存在诸多不足，主要表现在以下几个方面。
1.缺乏符合“卓越工程师计划”实施要求的师资队伍
现有教育体系下，学生对专业知识的获取更多的来源于教师的引导和直接传授。尽管近年来工科院校师资队伍的学历层次得到很大提升，但绝大部分教师来自于应届毕业生，缺乏在生产一线从事技术开发或工程实践的经历，这导致了他们在教学中所教授的知识偏理论化，与工程实践结合较少，带有一定的片面性和局限性，使学生的专业深度和广度达不到工程实际的需要，不利于机械卓越工程师的培养。
2.学生培养环节中实习和实践机会偏少
实践教学是工程类人才培养的重要环节，它有助于学生对理论知识的理解、吸收和推广应用。在美国大学课程体系中，实践教学约占30%。我国教育主管部门也认识到实践教学的重要意义，2012年教育部在《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中提出各高校要结合专业特点和人才培养要求，增加实践教学比重，确保理工农医类本科专业不少于25%。但实际情况则不容乐观，我国高校实践教学比例基本上只达到20%，且不同的学校相差较大。同时，配套的实验设施和实践实习基地也远不能满足卓越工程师培养的实际需要。专业课程配套实验开课率较低，一般不足40%，开放性实验与创新性实验流于形式，金工实习等工程实训环节以教学型演练和模拟教学为主，学生缺少工程实际环境下的真刀真枪实践机会，专业性实习以参观为主且时间较短，很难深入企业的生产实践中，导致学生在实践教学环节中很难得到充分的训练和实践机会。
3.校内教学与工程生产实际相脱节
虽然学校为学生开设了很多理论课程，但所开设的课程要么以对口专业需要为目的，课程体系窄、专、深，要么与工程领域的生产实际结合得不够紧密，教材编写人员缺乏足够的工程实践经验，专业教材更新不及时，学生对于所学的专业知识在实践中如何应用缺乏具体的概念，使得所学的专业知识缺乏针对性，学生学习积极性不高，学习效果严重打折。实践教学环节重视不够，实验课时不足，实验设施缺乏，更新不及时；实习环节存在一定的盲目性和随机性，内容安排上缺乏系统性、针对性和全面性，导致学生动手的机会越来越少，工程实践能力有所下降，与用人单位的实际需求相脱节。
4.校企合作层次较浅，缺乏深度和广度
现行的校企合作内容比较狭隘，合作目的比较单一，缺乏互惠共赢的利益机制，难以深入和持续合作。困扰高校的是企业参与工程人才培养环节的积极性不高，由于企业普遍认为人才培养是高校的任务，很少有企业愿意接待学生实习，学生在企业的所谓实习也只是参观实习，缺乏动手实践机会，无法接触工程应用知识。究其原因，一方面，由于市场经济体制，企业以经济效益为目的，担心学生进入企业会影响其正常生产；另一方面担心学生参与生产实践易出现安全事故。更为主要的是，学校和企业没有进行有效的沟通和了解，未能形成校企联合培养人才的机制。
二、校企合作实施“卓越工程师计划”的人才培养模式
在工程人才特别是卓越工程师培养方面，世界各国高校多采用校企合作方式，依托企业的工程实践优势弥补高校在实践教育和训练环节的不足，国外成功的校企合作培养卓越工程师模式，如，德国的“双元制”模式，英国的“三明治”模式等。国内高校多采用“3+1”培养的基本模式，细分开，还有“交替型”培养模式、继续工程教育模式、工程研究中心模式、企业研究生工作站（包括企业博士后工作站）模式、校内产学研结合模式、订单式培养模式、企业顶岗实习模式、校企共建联合实验室/实训中心模式和大学科技园模式等。在校企合作形式上，包括校企联合办学、联合组建师资队伍、共建实习基地、科研项目合作和微观课程合作五大校企合作形式。针对校内师资队伍工程实践经验缺乏的情况，我校与省内外十余家企业签订了联合培养机械卓越工程师的协议，并建立了专门的培养基地，在机械卓越工程师培养中采取了“两段式、双导师制”的校企合作培养模式。“两段式”是指在学校和企业分别进行理论和实践环节的两段式培养；“双导师制”是指分别给机械卓越工程师试点班的学生配置两名导师，其中校内专业指导教师由专业能力较强和具有一定技术开发和产品研制经验的老师担任，企业指导教师由承担联合培养任务的对口企业选派具有丰富工程现场工作经验的工程师担任。
三、校企合作实施“卓越工程师计划”的思考与建议
1.做好顶层设计，确定培养方案和课程体系
试点学校应成立包括行业专家、工程生产一线的卓越工程师在内的卓越工程师教育委员会，根据机械行业企业发展需求，以卓越机械工程师培养为目标，确定卓越机械工程师培养方案，重构适合卓越机械工程师培养要求的课程系统，课程设置侧重以工程实际应用为导向、以职业需求为目标，将卓越工程师计划的专业培养标准细化为知识能力大纲，确定本校培养的卓越机械工程师应具有的知识、能力、素质和特色。根据安徽理工大学的煤炭系统行业特色，构建基于大机械观、大系统观和大集成观的机械工程知识系统，将课程体系设置为公共基础模块、公共选修模块、学科专业必修模块、跨学科专业选修模块、专业核心课程模块、专业任选课程模块、课程实践模块、专业实践模块和素质拓展模块，共9大模块。其中课程实践模块包括机械原理课程设计、机械设计课程设计、专业课程设计、工程制图实践、机械基础综合实验和电工电子综合实训；素质拓展模块是指参加或参与科技文化竞赛、才艺竞赛、社会服务等取得的奖励、表彰以及在外语水平、计算机水平、从业资格、发明制作、论文论著等方面取得的成果，按学生所取得的成绩和效果给予不同的学分，侧重学科交叉和工程实践与创新活动方面的引导。
2.出台配套政策，保障卓越计划的经费投入
来自政府、高校和企业三个层面的配套政策，是有效实施“卓越工程师计划”的重要保障。国家、省级教育部门、行业主管部门、劳动与社会保障部门等相关政府部门可以为参与“卓越工程师计划”的企业提供优惠的税收优惠政策，协调解决学生进入企业实践前后所面临的种种困难，为“卓越工程师计划”的实施创造良好的政策和社会环境。学校可以联合企业共建集产品或技术研发、测试、教学、培训等功能于一体的综合科研平台，同时面向学生和企业员工开放；制定和完善卓越机械工程师师资选拔和培养计划，引导教师有效地将教学、科研与生产实践相结合，鼓励教师融入校企联合体，促进成果转化；联合制定优秀学生奖励和就业帮扶政策，为学生研究生推免、创新创业、就业派遣提供帮助。企业还可以制定优惠政策，鼓励师生参与企业产品开发和技术改造，鼓励优秀学生就地就业，甚至可以在经费许可的条件下为高校提供科研经费，在学校设立一批竞争性的长期项目，资助工程实践项目的开展，促进工程教育的深入改革。试点高校要加大对实施“卓越工程师计划”专业专项资金及配套项目的投入，确保卓越机械工程师培养平台和各级工程实践教育中心按计划建设完成，解决学生在企业培养阶段师生所需经费的维持。
3.校企深度合作，构建校企联合培养体
为了避免以往校企合作内容狭隘、目的单一、缺乏互惠共赢的机制等弊端，校企双方应以“双主体”的方式深度合作，充分考虑双方的利益诉求，制定合作与管理机制，共同确定人才培养目标和课程体系，共建师资队伍、共同指导实践教学。通过校企产学研深度合作，使教学与生产相结合，校企互相支持、互相融合、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享、风险共担。一方面有利于企业借助于高校众多学术性高端人才及其成果解决企业存在的关键性技术难题，促进企业的快速发展；同时，也有利于高校教师加深对生产实践的了解，丰富其工程实践经验。另一方面，也有利于学生深入企业，获得真正意义上的专业实习和实践机会，增强动手能力，并可从企业导师处了掌握企业工作流程，学会如何运用所学专业知识灵活地解决工程实际问题，有利于学生快速向工程师的角色转变。按照卓越机械工程师的培养方案的要求，安徽理工大学已与广东宏大爆破公司、江苏鹏飞集团、中泰国际（集团）高新技术有限公司、凯胜重工等十余家知名企业签署人才联合培养协议，共建工程人才培养基地、联合实验室和研究生工作站。利用企业先进的工艺设计和装备制造能力，提升学生工程实践能力的培养水平，同时实施了专业教师企业挂职锻炼工程和青年教师进企业培养工程。
4.侧重工程实践，改革考核评价体系
卓越机械工程师与传统的机械工程师在培养模式和培养方案方面不同，因而有必要改革现有的考核评价体系。在专业教师的评聘与考核环节中增加在企业工程实践经历的要求；在教学内容上应增加注重理论性和实践相结合，强调专业知识在工程实践中的灵活运用；在考核评聘方面认可并重视教师在参与企业产品开发、技术改造等过程中所取得的成果，优先考虑参与企业挂职锻炼、顶岗工作的教师。对学生的考核要改变分数决定一切的传统考核方式，从单纯的书本知识成绩向集知识、能力、素质和特色四位一体的综合评价转变。除了要具有良好的素质修养、正确的人生观、价值观和世界观，具备扎实的基础知识和基本的人文知识，还要系统地掌握本专业的知识，了解专业现状和前沿发展动态。更为重要的是要具有善于学习和独立获取知识的能力，具有一定创新思维能力和团队协作能力，学会如何分析问题并灵活运用所学专业知识去解决工程实际问题。此外，还应具有一定的专业特色和技术优势。目的是为了有效地引导各教学环节从注重学生成绩向注重学生的学习过程和能力培养转变，回归工程教育的本意。尤其是在实践环节的考核方面一定要从严、从实，采用双导师评分法，对毕业设计课题的选题也应来源于生产实际或应用型课题，具有明确的专业背景和应用价值。
四、结束语
哈尔滨工业大学机械工程学科早在2007年就率先进行了硕士研究生分类培养的培养模式改革试点工作。分别制定了学术型和应用型的培养目标和培养方案，对应用型研究生培养的改革和探索，为贯彻执行全日制专业学位研究生的培养提供了实践经验，在实际的培养过程中，一方面积极与企业合作，建立校外实践基地;另一方面，面对工程硕士招生的逐年增长，也积极探索多种形式的实践基地建设模式，哈尔滨工业大学机械工程学科具有悠久的工程实践传统，在多年的办学过程中，形成了面向国防，服务航天的工程教育特色，在整合学科、学院实验实践教学资源的基础上，依托重点学科优势，通过校内实践基地的建设，对学生的创新实践活动起到了引领和促进作用。研究生培养计划中的课程实验、实习实践、学位论文3个主要实践环节，承担着不同的实践教育任务，课程实验的任务是加深对课堂知识的理解和掌握，围绕某一(某些)具体知识点进行感性认识训练。学位论文是训练综合运用科学理论、方法和技术手段解决某一具体工程技术问题的能力。因此，在目前的实践教学环节中，校内实践基地主要是完成实习实践的教学任务，其功能定位为:培养学生熟悉本领域产品研发全过程;综合运用所学知识进行创新性研发工作;熟悉生产和管理模式以及设备和工艺流程配置;在实践中发现、提炼和总结学术问题的能力。通过在校内实践基地的训练，使学生基本熟悉机械工程领域的各类典型工作流程、关键核心技术的实现途径、相关职业及技术规范，培养实践研究和技术创新能力，并结合实践内容完成论文的选题指导工作，为进一步进入企业深入实践奠定前期必要的技术基础和知识储备。为了实现上述功能定位，校内实践基地在构建中遵循以下原则:(1)系统性。综合考虑到我校机械工程学科及各二级学科的研究方向和特色，在平台的建设上避免围绕某一(某些)具体方向进行实践环节建设，而是通过整体平台的构建为学生提供一个系统接触机械工程领域各种先进技术和方法的实践场所。(2)综合性。在平台所完成的实践教学功能的设计上，注重依托校内实践基地将培养方案内的实验、实践等各环节单元知识进行综合运用与具体实施。(3)开放性。为发挥学生在实践中的创造性，构建了自行设计、自由探索的开放环境，培养学生进行自主创新能力的实践。(4)示范性。作为实践教学环节的硬件平台，在保证其教学功能实现的基础上，应最大化地体现出对机械工程领域典型企业的示范作用。(5)学术性。面向研究生的实践教学环节，更为注重的是通过实践培养学生从中总结规律、发现科学问题的能力，因此实践环节应具有一定的学术内涵。
2校内实践基地硬件平台的构建
与课堂理论教学不同，实践环节的教学需要依赖于仪器设备等硬件条件，因此需要结合学科的特点来构建完成预定实践教育功能的硬件平台组成。哈尔滨工业大学机械工程一级学科包含机械电子工程、机械制造及其自动化、机械设计及理论、车辆工程、工业工程、精密与微纳制造和航空宇航制造工程7376个二级学科，年招收硕士生350人，其中应用型硕士研究生和全日制工程硕士240人左右。机械工程学科覆盖的各个二级学科各具内涵，互相独立而又互为支撑，形成了各具特色的研究方向。机械工程领域工程硕士研究生的应用能力培养主要体现在以下方面:①大型/复杂/先进机械系统设计能力;②各种传动及其检测、控制技术应用能力;③先进制造技术应用能力;④机电融合应用能力;⑤科技协作能力。这些能力的培养需要一系列超出单个课程的综合实践平台来提供学生从实践中锻炼和掌握工程技术能力的实践机会。依托校内实践基地，建设一个独立于课程教学之外，支撑全院研究生工程实践能力培养的工程实践平台具有重要意义。对于应用型硕士研究生，应该在机械工程一级学科的框架下，培养其对各相关研究方向的了解和掌握，培养出知识面广博、适应性广的交叉复合型人才，因此，校内实践基地所建设的教学平台应体现出综合性，并具有一定的辐射性，加强硕士研究生对机械工程领域相关研究方向的了解，拓展知识面，培养学生的实践创新能力。所建立的校内实践基地硬件平台的结构如图1所示。图1校内实践基地硬件平台的总体结构校内实践基地硬件平台包括实验平台和实践平台两个部分，其中实验平台用来支撑培养计划中的实践学分，由传感及测试技术实验子平台、数字化制造技术实验子平台、机器人技术实验子平台和微纳米测量技术实验子平台组成;实践平台用来为学生提供一个实现自主创新、自由探索的实践环境，由金属零件少无切削制造技术工程实践子平台、空间机构及机械系统设计与实践子平台、数控运动控制综合实践子平台和液压伺服传动与气压传动综合应用实践子平台组成。
2．1传感及测试技术实验子平台传感及测试技术是机械工程学科研究生必须掌握的一门偏重于基础的技术，并且是其它众多技术的基础，因此该实验子平台的建设侧重训练研究生对常用传感器的基本原理及其典型应用，使学生不但对传感技术中所涉及的各种传感器的测量原理和性能指标有深入具体的认识，而且还能够针对具体的问题，选择合适的传感器完成相应的检测任务，为将来的学习和工作奠定实践基础，提高应用型研究生对相关专业理论的认知、加强对专业技术工作适应能力和开发创新能力的培养。
2．2数字化制造技术实验子平台该实验子平台以对数字化制造技术的原理和核心技术的理解为主，以校园网络为基础，建立数字化、集成化、网络化的设计和加工子系统，两个子系统共享一个服务器，实现信息共享。以现有的CAD/CAM软件和自行开发的数控技术、数字化加工、数字化装配等软件为基础，为数字化设计、建模和仿真、加工技术的研究提供基本的实验教学环境和条件。使学生掌握数字化制造技术在产品的设计、分析、制造、制造系统规划等方面的应用。
2．3机器人技术实验子平台该实验子平台是一个具有一定规模的、模块化的、可扩展的机器人系统开放实验平台，子平台的建设以常规机器人技术教学为主，并兼顾机器人智能运动控制和机构空间复杂轨迹的实现等相关教学实验。能够进行14个机器人技术方面的教学实验，各实验间既可以独立进行，也可以联合进行;能根据教学的需求及课程的变化需求进行迅速调整，以适应实验教学的需要。这些实验要求学生应用所学知识进行设计、编程和实施，培养学生设计、分析和动手能力，促进机器人技术教学水平的提高，培养机械工程学科研究生的综合技能和创新能力。
2．4微纳米测量技术实验子平台随着超精密加工技术和纳米加工技术的发展，对机械加工表面形貌的微观检测提出了越来越高的要求。因此微纳米检测技术成为机械工程学科新的研究热点。通过实验教学，使学生掌握原子力显微镜测量原理、测试参数的选择，数据处理知识。掌握利用原子力显微镜获得力曲线，根据纳米压痕法的理论基础及弹性接触理论计算材料的机械力学特性，分析研究测量仪器的原理、精度、误差及适用范围。
2．5金属零件少无切削制造技术工程实践子平台本子平台对学生进行金属零件少无切削制造技术的实践训练。学生通过设计制造零件的实践，培养研究生:先进绿色制造技术运用能能力;产品制造生产线管理与运用能力;数控等先进装备控制与运用能力。
2．6空间机构及机械系统设计与实践子平台通过先进传动装置的学习和拆装，使学生了解、学习高性能谐波减速器等国外先进传动装置的原理、设计方法、结构和工艺;由学生利用基本元部件设计并构建机械系统，如多自由度关节串联机构和行走机构等。根据学生自己构建的机械系统，运用机构设计与动力分析软件建立虚拟样机，进行仿真。学生为自己构建的机械系统配备运动控制系统，利用计算机和PID控制来控制交、直流伺服系统，实现其构建的机械系统的预期运动目标。
2．7数控运动控制综合实践子平台以机床运动形式为主要控制目标，运动控制为主，顺序控制为辅，训练学生机电系统计算机控制能力。实践子平台以单轴运动模块为基本单元，可搭建一轴、两轴和三轴运动控制系统。控制系统采用PC-Base运动控制控制器为核心，交流伺服系统为基础，形成一个开放式的、学生可实际搭建的(包括内部控制软件)实践系统。
2．8液压伺服传动与气压传动综合应用实践子平台该实践子平台对学生进行流体传动与控制重要基础和综合应用的训练。平台包含竖直液压伺服搬运、水平液压传动搬运、气动插拔销三套子系统，训练学生:流体传动与控制系统总体方案设计能力、液压伺服系统(位置和力及其切换)设计调试能力、液压传动系统设计调试能力、气压传动系统设计调试能力和团队协作能力。
3校内实践基地的实践教学体系
在校内实践基地硬件平台构建的基础上，结合应用型研究生培养方案，构建了校内实践基地的实践教学体系，根据两类平台的特点，结合培养目标，依托实验平台下设的4个子平台建设了一门具有特色的实验课程“机械工程学科应用型研究生综合实验”，综合实验课程在内容设置上立足机械工程学科的主干课程，从机械工程一级学科的角度去组织实验教学的内容，规划建设的实验项目既是对若干门学位课程内容的深化和提升，又是对某门课程课内实验的强化，支撑研究生培养计划中2学分的实践教学环节，可以完成总计66学时的实验教学，根据课程的设置和培养计划，要求研究生从中选择22学时进行本门课程的实验教学，以加强硕士研究生现代实验方法和技能的训练和提高。在教学体系的建设上，实践平台是对实验平台的进一步深化和运用，目的是注重学生自主实践能力的训练和培养，实践内容的设计充分体现出开放性和探索性，学生利用平台所提供的基本元件和模块，根据给定的技术参数和指标，自行搭建系统，独立完成相应的实践训练项目。结合实践平台的硬件设备，建设了一门面向全院硕士生的实践课程“机械工程综合实践”，以独立实践课程的形式来实现校内实践基地的实践教学功能，使本领域的应用型研究生能够经历一个相对完整的机械系统设计、制造、检测和控制的工程应用过程的基本训练，支撑研究生培养计划中的实践教学环节，根据课程的设置和培养计划，要求研究生从中选择若干实践项目进行实训，培养学生的实践创新能力。依托校内实践基地开设的两门实验实践课程，初步确定了机械工程领域应用型研究生的实践教学体系。解决了应用型研究生培养方案中实践教学环节薄弱的问题;确立了实践教学环节的主体地位，以独立的课程形式来加深课堂理论知识的理解，提高创新实践的能力，满足机械工程学科研究生培养方案中实践环节的教学计划，为进一步的分类培养模式改革提供实践。
4校内实践基地的运行效果与深化建设
关键词:机械工程;创新设计;教学改革
在现有国内高职学校的机械专业中,很少有关于机械设计创新的课程,致使很多从该专业毕业的学生尽管具备相关的基础知识却难以从事创新的设计。在科学技术日新月异的今天,中国要想由“制造大国”转变为“创造强国”,职业教育应走在教育的前列。因此在《机械工程基础》课程教学中加强对学生创新意识、创新能力和实践能力的培养,是机械专业教学的一个重要环节。为了适应形势的发展,给学生创造良好的创新才能发挥环境,由教育部负责组织的全国大学生机械创新设计大赛,以大赛为载体,在引导学生课外科技活动,促进学生“教中学、学中做、做中学”方面起到了积极的推动作用。笔者结合教学与指导学生参加比赛经验,谈谈在《机械工程基础》教学中如何培养学生的创新思维。
一、以培养创新能力为主线设置课程内容
众所周知,一个产品的优劣关键在于设计,而设计的本质在于创新。但是,传统《机械工程基础》课程只注重向学生传授基础理论知识,而忽略了工程意识和创新能力的培养,致使许多学生学完了课程,仍然对机械没有一个完整的认识。因此教学课程的内容设置要保证学生创新能力的培养,必须把能力培养放在首位,以新的思维方式创造性地解决问题,提高未来职业变化的应变能力。为此,我们对《机械工程基础》课程进行改革,新增机械创新设计教学内容,建立以培养学生的工程意识和创新设计能力为主的新体系。
按照高职机械类大学生创新能力培养的目标以及历次创新大赛的比赛要求,我们把课程分为理论授课和实践操作两部分。理论部分的内容主要介绍机械学科发展的新方向、新内容,讲解创新设计的方法,培养学生创新设计能力,向学生提供创新思维方法,通过大量实际机械创新设计的示例分析,开阔学生的思路,拓宽学生的知识面和视野,激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,提高学生的独立工作和解决实际问题的能力。为达到上述要求,新增机械创新课程的内容包括:①机械创新方法与大学生创新能力体系结构;②创新产品的市场调研与开发;③创新产品的方案设计;④CAD软件在创新设计中的应用;⑤机械产品机电一体化系统设计的实现;⑥创新产品的制造。学生通过《机械工程基础》创新设计课程的学习,不仅要掌握这些阶段所需的基本理论知识,还应掌握其现代设计的基本方法,创新设计的基本思路。因此需要明确课程在培养学生工程意识和综合创新设计能力方面的任务。如机械原理课程由传统的以机构分析为主转向以培养学生综合能力为主,突出机构设计的思想,加强机械运动方案设计的内容,强化机电一体化思路,介绍气、液、电驱动的机构和机电一体化的执行机构,以开阔学生的思路。
实践操作部分是让学生进行创新设计的初步训练,培养学生的创新设计能力、产品开发和制作能力。比如软件知识、电脑仿真技术、动画模拟、产品的市场调研和前景分析、制作产品的先进加工方法、与人沟通和演讲技巧、团结协作精神等。让学生有动手训练机会,学生以组为单位在教师指导下,亲自参与到产品的设计制作与过程中,使他们在实践中学习,在学习中再实践,将“教中学、学中做、做中学”落实到实处,有效弥补了学生在知识应用及动手能力上的不足,极大地调动了学生的学习积极性和主动性。
二、发挥教师主导与学生主体作用,营造培养创新能力的环境
教师应该激发和培养学生自主学习、自主创新的积极性,激发学生主动参与课堂教学,成为课堂的主人,变“要我学”为“我要学”,让学生积极主动地参与教学的全过程。教师对每堂课的教学过程,从头到尾要精心设计,别出心裁,努力尝试将问题教学法、情景教学法、范例教学法、探索教学法等多种教学方法引入课堂,向学生讲授创造性思维、创造原理、常用创新技法、机械创新设计方法及创新设计典型实例分析等内容;让学生了解机械领域发展的现状和趋势,找出有创意的机械产品进行分析,让学生感到新奇独特;激发学生对周围所熟悉的问题或物品进行分析、探索,使学生打破思维定势,提出改进的思路。比如,机械设计课程改革了过去仅罗列常用零部件的繁杂内容,建立以机械传动方案设计、机械零部件的工作性能设计、类比设计、改造设计和创新设计的授课内容,学生在老师的引导下,应用先进的计算机辅助设计软件,进行执行机构和传动机构的运动分析、动力分析的仿真与方案比较,以及零部件的三维造型设计,不仅可以大大节省分析计算和方案比较时间,而且直观、形象、准确,还可以提高学生的空间想象力,这样激发了学生创新设计的兴趣。在导学上下工夫,注重学习方法的指导,教会学生思维方法,对典型的有创意的产品进行拆装实验,分析其创新点,总结创新的思路和方法,完成小论文、研究报告、创新作品。学生对这些问题充满好奇和求知欲,因此会积极地去发现问题、提出问题、解决问题。学生在这种环境中充分发挥自己的想象力,激发创新设计的兴趣和欲望,提高了创新设计的能力。
三、课程教学特点
1.课程采取理论与实践相结合的方式,突出综合应用能力训练
学生既要学习理论知识,又要主动去动脑筋想方案,更要亲自动手,全方位锻炼自己的能力。如为培养学生机构创新设计的能力,我们开设了“机构系统综合实验”。学生可将自己创新设计的执行机构系统的方案,通过搭接组装,使创新设计的方案模型化、实体化,并可验证方案的可行性。再如,为提高学生对机械系统的总体认识,我们开设了“机械系统方案综合实验”。学生自行设计、自己动手完成包括原动机、传动装置和执行机构的简单机械系统的组装,形成一个完整的机械系统的概念。学院数控加工教学中心承担了机械创新设计大赛的大部分作品制作工作,制作中的简单零件,由学生在教学中心的钳工车间依靠有经验的师傅辅助完成,较复杂的零件,自己首先编写好数控加工程序,在具体操作师傅的监督下,在数控车床、数控铣床上完成加工。同时,加工师傅协助学生完成加工零件的工序设计、检测方法设计和装配的调整等工作。作品的制作锻炼了学生的动手能力和对工艺知识的理解。
2.改进作业内容与考核方式
针对过去侧重典型零部件分析的机械设计作业,我们改为以设计为主的简单机械设计训练。学生通过调查、查阅资料,设计出了多种具有实际价值的作品,如汽车用千斤顶、单一螺旋千斤顶、手动剥壳器、脚踏式拖把拧干器、灭火拖把等。通过各种方案的设计比较,学生不仅掌握了传动方案的设计方法,开阔了眼界,同时培养了创新设计的能力。课程结业时,最后提交的作业是小组集体创作的完整的方案设计书或作品,由教师进行评比和打分。评选方式与国家组织的机械创新大赛相同,要求有:书面的设计计划书,内容涵盖作品的创新点、设计计算说明书、产品市场定位、开发产品的市场前景等;电脑制作的产品仿真动画图、CAD制作装配图、三分钟视频讲解;小组答辩,接受教师和专家的提问等等。最后评出一、二、三等奖,再给出创新学分。不对学生进行传统的书面考试,而是采取让学生以组为单位交一份“作业”,内容是学生自主设计或制作一件作品,既让学生在轻松的气氛中学习,又启发和调动了学生主动学习的积极性,锻炼他们的动手能力,提高他们的创新意识和创新能力。
3.训练学生的团队合作精神
我们强调要团结协作,要求学生分组学习,组成4～5人的团队,小组成员不受班级的限制,男女搭配,但必须是相同的专业,分工协作。各团队在队长的领导下,开展与设计有关的各项工作,如设计方案讨论分析、方案的工艺计算、设计结构的讨论等等,这样可以让学生在设计中得到充分交流。因为每一名学生都不可能很完美,但也不可能是一无是处,只要运用好每个人的长处,精诚团结,饱含创新的热情,拥有那份自信,团员之间相互沟通协作,那么这个团队的工作效率就是最高的,完成项目过程的可操作性强的概率就大,同时学生能力在团队中得到尽情施展。团队合作的基础之一就是建立信任,要建设一个具有凝聚力并且高效的团队,第一个且最为重要的一个步骤,就是建立信任。团队的精神是平时一点一滴积累的,团队精神就是团结、协调。只有拥有团队精神,一个团队才能集思广益,凝聚一起,那么作任何事都会事半功倍。队长要懂得如何分工协调,他不仅要求自己进步,还要做到整个团队所有成员共同进步。为了这个目标,团队所有成员必须营造一个有利于学习讨论的和谐环境,在一次次讨论后同学们的思路越来越清晰,方案越来越完善,大家心往一处想,劲往一处使,相互鼓励,那么在这个团队面前就没有克服不了的困难。
培养学生创新思维的途径还有很多,教师在教学中要根据不同的课程、不同的知识点灵活运用、合理选择。当然,任何一种方法都不是万能的,但只要教师转变教育观念,用创新培养创新,用创新激发创新,及时捕捉和诱发学生学习中出现的灵感,一切从培养学生的创新思维出发,学生的创造能力就一定能得到提高。
参考文献:
[1] 陈洁营,马慧勇.论大学生创新能力培养[J].中国成人教育,2008,(4).
[2] 李志江.机械制造工艺基础教学方法探讨[J].考试周刊,2008,(51).
一、机械工程控制基础教学现状
机械工程控制是自动控制的一个分支，它以控制论为理论基础，研究的是机械工程领域的自动控制问题，具有很强的针对性，是机械专业本科生的一门专业基础课。其包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。尽管机械工程控制基础在机械专业的培养目标体系里具有举足轻重的地位，但是其实际教学效果却不太理想，主要原因体现在两个方面。
1.机械工程控制涵盖面大，需要有较好的前导课程基础。首先，机械工程控制基础在研究系统数学模型时，需要用到一些力学、电学甚至是磁学等前导知识，这就要求学生具有较好的前导课程基础，但现在很多学生对这些前导知识不甚了解，导致机械工程控制基础课程学习吃力，久而久之就产生了厌学等不良情绪；其次，在系统的模型推导、变换及分析等方面，机械工程控制基础和数学结合非常紧密，不仅要求学生有较好的数学基础，还要求有一定的分析与综合能力，而这也恰恰是很多学生所欠缺的。
2.机械工程控制侧重理论，与工程实践结合较少。控制论本身就是一门理论性很强的科学，机械工程控制也不例外。我们从机械工程控制的知识体系来看，其主要教学内容有系统的数学模型、系统的时间响应分析、系统的频率特性分析、系统的稳定性、系统的性能指标与校正等，这些内容的理论性都很强。尽管在建立系统数学模型阶段，可能是针对具体的机电系统，但是后续的时间响应分析、频率特性分析等都是基于理论分析，学生在学习过程中，不清楚这些理论分析的依据和作用所在，脱离了工程实践，只知道套公式，影响了教学效果。由以上机械工程控制的教学现状，我们可以看出，目前的机械工程控制教学不能充分激发学生的学习兴趣，使其处于被动接受知识而不是主动求知，教学效果不好。因此，机械工程控制课程改革势在必行，必须改革教学模式，才能适应工程教育的目的，培养学生的实践能力。
二、课程模式改革的理念、思路本文由收集整理及实施方法
工程教育是为国家经济建设提供工程技术与企业管理人才的主要渠道。已成为高等工程教育大国的中国，正以实施卓越工程师教育培养计划为突破点，加快高等工程教育改革创新。机械工程控制课程改革正是契合了工程教育改革的时机。在工程教育的大背景下，如何巩固和加强机械工程控制技术体系，在有限的时间内使学生在这个体系里循序渐进地学习和掌握机电系统控制理论和方法，掌握基于matlab的辅助分析方法以及在教学实践过程中培养他们的控制论知识实际应用能力，这是目前机械工程控制课程亟待解决的问题。拟采取的实施方法及内容主要为以下几方面。
1.加强机械工程控制绪论的讲解及学习。一门课程的第一堂课，往往是学生最有兴趣的，因为学生想知道这门课学的是什么，有什么用途，这将在很大程度上影响他们今后对这门课学习的态度。机械工程控制第一堂课主要是简介控制论的发展，以及系统、控制系统等基本概念，应该多举一些控制论应用的实例，简明扼要地让学生接受控制论的作用，以及日常生活中一两个控制论简单应用的实例，让他们参与到控制过程的设计中来，明白控制论也不是如此深奥和复杂，而是和日常生活紧密结合在一起的。
2.控制论前导课程知识的复习和巩固。如上所述，学生学习机械工程控制的一大障碍是前导课程知识遗忘较多。所以在正式学习机械工程控制之前，建议先有针对性地复习和巩固相关前导知识，主要包括：机械动力学相关的一些直线运动、圆周运动等相关概念和定律，如牛顿定律、库克定律等；电工电子学相关概念和定律，如欧姆定律、基尔荷夫定律等；电磁学相关概念和定律，如电磁感应定律等。数学相关前导知识可以放到系统数学模型一章中再进行复习和巩固，主要包括微分方程、laplace变换等。
3.在理论教学的过程中，引入一些机电系统相关实例及matlab辅助教学环境。机械工程控制课程密切贴合工程实践，这就要求在讲解及学习过程中，多设计及引入一些相关机电系统的具体实例，围绕这些具体实例进行数学模型的构建、时间响应的分析、频率特性的分析及系统稳定性等。此外，在理论教学过程中，引入基于matlab的虚拟仿真环境，让一些设计、分析及结果所见所得，增强学生学习兴趣。在机械工程控制课程教学的每个环节，都可利用matlab，尤其是理论性特别强的章节，如频率特性分析、性能校正等。
4.加强机械工程控制的实验教学。实验是教学效果提升的较好手段，尤其是对于机械工程控制等原理性强的课程，更要加强实验教学工作。实验包括课内实验和课外实验两大类，课内实验包括一些matlab演示实验，及相关物理系统实验，如单位脉冲响应、频率响应、系统传递函数等的实验确定；课外实验主要是matlab仿真实验，这部分由教师提出要求，学生独立在课外完成。
黑龙江科技大学机械工程专业是省内唯一一个为煤炭行业输送矿山机械设备设计和制造人才的专业。根据煤矿高效生产、安全生产的要求,按照建设国内同类院校一流水平的教学服务型大学要求,本专业以社会需求为导向,以知识传授为基础,以能力培养为重点,以德育教育为根本,以工程技术为主线,注重知识、能力、素质的全面协调发展,注重为学生搭建发展平台,培养具有较强的实践能力、创新能力、职业技能和可持续发展的机械工程高级应用型人才。因此,机械工程专业建设要以学生为本,以市场为导向,以提高人才培养质量和服务社会能力为核心,坚持科学发展和创新发展,深化“三大”教育理念,加强专业和课程建设,实施卓越人才培养计划。科学合理的专业建设规划是专业建设的必要前提。目前,经济发展对人才的需求日益多样化,作为应用型本科高等学校对人才的培养目标不是学术的卓越性,而是要满足服务地方区域经济建设和行业领域对多样化人才的需求。因此,制定专业建设规划要充分考虑学校办学层次与学校定位、专业建设基础、现有师资和教学资源。全面了解国内、特别是国内知名的煤矿机械制造企业和相关高校本科专业人才培养的现状、人才培养方案、行业企业对人才的需求;充分调研毕业生和用人单位的意见;科学分析当前和今后一个时期国家产业发展战略、地方社会经济发展对人才的需求。在充分考察和调研的基础上,结合机械制造方向培养目标,深入思考,认真分析和总结提炼,研究制定机械工程专业的总体建设思路、实现的建设目标、采取的保障措施等。
二、修订专业人才培养方案,完善课程体系,体现创新能力和工程应用能力培养
1.人才培养类型和培养模式人才培养模式的核心是构建科学合理的人才培养方案,而一个科学合理的人才培养方案必须把握好各类课程及各教学环节之间的关系和学时比例。为实现机械专业学生全方位、多角度的能力素质培养,根据人才培养目标要求,在培养类型上,根据学生特长和意愿,实施两种类型的培养:一是特色应用型人才培养;二是选择优秀学生实施卓越人才培养。在培养模式上,充分利用校企合作平台,采取企业需求和学校培养相结合的方式,探索校企合作人才培养机制。开展3年本科理论知识学习加1年企业生产实践的复合型人才培养,每年选拔15名优秀学生开展“3+1”人才培养。“3+1”培养模式分两个阶段进行,第一阶段是前三年学生在学校完成理论课及课程实验、通识教育实践内容;第二阶段是学生深入企业,实行“学校+企业”的双指导教师制,利用一年的时间到校外企业进行工学结合、顶岗实习,进行职业岗位能力培养。实践内容包括学习企业课程、生产实习、毕业实习和毕业设计等。2.人才培养方案在人才培养方案制定上,邀请相关企业和部门专家参与到人才培养方案的制定与修改中,对常规学生的人才培养进行适当调整。对实施“3+1”人才培养的学生,在前期制定的“3+1”人才培养方案基础上,结合企业,细化具体内容并进一步落实。在人才培养方案和课程设置上以市场对机械专业人才的需求为导向,构建突显实践能力培养的、与人才培养模式相适应的本科人才培养方案。同时,将实践教学环节和素质拓展环节贯穿于教学全过程,为实现卓越工程师创新能力和工程应用能力培养提供平台。
三、深化实践教学改革,增强学生工程应用能力和创新能力
结合专业特点和人才培养要求,进一步完善以能力培养为主线的实践教学体系。改革实践教学的考核评价,把课程设计、课程实验、专业综合实验、生产实习、机械工程训练、毕业实习、毕业设计、素质教育等环节有机结合起来,合理安排各实践环节,更新充实实践教学内容,改革和创新实践教学模式,培养学生实践动手能力。在课程实验方面,合理设置实验项目,增加综合训练项目的比例。注重实验室开放的质量和效果;在生产实习方面,扩建实习基地,完善措施,确保实习质量,避免走马观花,流于形式。选择相关实践企业参与实习考核标准的制定,有条件的话可以在部分班级做生产实习校企双评试点;在毕业设计方面,采取多种形式和手段,继续深化学生毕业实习、就业、毕业设计一体化的改革。利用机械学科的设备优势,选取优秀学生做毕业论文、三维设计与仿真,其他学生加强专业基本训练,注重细节,杜绝假大空的毕业设计。为了解决学校教学与实际生产之间的差距,让学生更好地感受到一线生 产、管理、服务的特点,引入企业高级技术人员、管理人员到学校定期为学生开设课程或进行讲座,以弥补理论学习与实际生产之间的差距。
四、加强团队建设,提升师资队伍整体实力
培养造就一批高素质的适应社会需求的机械专业人才,必须有一支与之相适应的教师队伍作保障。在现有师资队伍基础上,通过学历提高、企业挂职锻炼、名校盯课、聘请知名企业专家等途径,加大教师实践能力的培养。在教学团队建设上,对部分有发展潜能的教师进行重点培养,加强教学团队建设,形成一套行之有效的工作机制,增强教学团队的凝聚力和战斗力。针对部分从学校到学校的教师,通过与企业合作,派遣他们到企业进行实践技能和职业素养培训,并且在制度上给予保障。关于实验师资的培养,改变教育教学过程中重理论、轻实践,注重理论教师培养的思想,加强实验师资的培养与建设。同时,鼓励专业课程教师投入到实验教学研究中去,鼓励他们进行实验教学研究的创新,从而建立校企“双师型”的教师队伍。在科研团队建设上,围绕机械工程学科建设和专业人才培养需要,明确本专业团队学术研究方向,满足科研促教学需要和区域经济发展需要。
五、条件建设,加大实验实践基地建设
加大实践教学投入,加强实践教学条件建设。注重校内外教学和科研实践基地的内涵建设,搭建较为完善的专业能力培养平台,以学生专业实践能力和创新能力培养为主线,以专业实验室和实践基地为依托,制定分阶段、分目标的关于能力培养的实施方案;搭建较为完善的职业能力培养平台,以培养学生职业素养和职业能力为主线,以校内职场模拟和校外顶岗锻炼为载体,制定科学的实施方案;结合能力培养平台的搭建,制定了实验室、实训室和校外实践基地建设的长期规划,分阶段确定建设目标;加强图书资料、多媒体课件、学术报刊、网络视频等资料的建设。
我国高校目前工程教育人才培养模式存在着重理论轻实践、重实验轻实训、教学方法与手段落后、教学内容更新慢等缺点，使得培养的学生动手实践能力差，不能适应现代经济发展对工程型人才的大量需求。2013年安徽理工大学与凯盛重工有限公司联合申报了国家级机械工程实践教育中心，中心建设的目的是落实企业学习阶段的任务，提升学生的工程素养，培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，这给高校人才培养规格提出了新求；中心的建设要求企业提供实训、实习的场所与设备，安排学生实际动手操作，在条件允许的情况下，接收学生参与企业技术创新和工程开发，使学生体验企业真实的生产生活状况，这要求高校改革现有教学方法，着力推行基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习、基于项目的参与式学习等多种研究性学习方法，克服传统人才培养模式重理论轻实践、重实验轻实训的缺点，围绕如何提高学生实践动手能力开展一系列教学研究活动。
本文从工程实践教研室、工程实训基地、工程实践基地、大学生创新创业基地等四个内涵进行建设，以加强校企合作办学层次、培养学生工程实践能力和创新精神为目标，以工程技能训练为基础，建立适应现代机械工程技术要求的实践课程体系和教育模式，着重培养学生工程设计、工程实践和社会实践的能力，大力推进实践教学体系的改革。并逐步建立大学生科技创新实践训练平台，对全校相关专业学生的各种课内外科技活动提供指导、支持和服务。
1.内涵建设
1.1工程实践教研室建设
以工程教育理念，进一步更新教育思想观念，整合校企创新团队、实验师、工程师等工程实践教育类教师，加强工程教学科研团队建设，加强师资队伍建设，形成不同层次的工程实践教学队伍，建设工程实践教育教研室，负责工程教学研究与指导。
（1）结合学校和学科特点及校企发展定位和工程人才培养目标，进行工程教育改革思路、培养方案和教学管理制度机制的制定。努力推进工程教育思想观念的创新，进一步明确工程本科人才培养目标定位和培养规格，掌握工程人才成长规律，建立工程教育教学实践规范和操作样式，为学校实施“卓越工程师教育培养计划”的工程本科人才培养方案奠定基础。
（2）加强校企合作，引入现代企业理念和管理模式，与企（行）业共同制订生产性实训实习基地建设规划，共同进行生产性实训环境设计、生产性实训项目开发、企业文化氛围建设等，努力营造真实或仿真的职业氛围。编制实验实训实习教学基础文件，开发、研制工学结合的实验实训实习讲义、指导手册等，进行模块化、实境化、项目导向等实训实习教学改革，构建工学结合的实践教学体系。
（3）进一步加强工程教育团队建设，培育中心工程文化，建立可持续发展的培训机制。建立“双师型”教学科研队伍，打造机械工程国家级学术创新和工程教育团队。
（4）建立中心内部的管理体制与分配制度，逐步建立和形成有利于稳定实践教学队伍、提高办学效益、降低办学成本、提升人才培养质量、有利于优秀人才成长的运行机制和环境，吸引高水平人员从事实习、实训等工程实践教育、教学指导和管理工作。
1.2工程实训基地建设
（1）整合校企实验室和实训中心资源，建设工程实训基地。以机械工程专业实验室、机械工程实训中心，机械创新实验室等为主体，形成了一个机械工程领域的基础实验教学、专业设计教学及创新研究的实验教学平台，负责学生的工程素质基础训练。
（2）加强校企合作，引入现代企业理念和管理模式，共同制订生产性实训实习基地建设规划，共同进行生产性实训环境设计、生产性实训项目设置、企业文化氛围建设等，努力营造真实或仿真的职业氛围。编制实验实训实习教学基础文件，开发、研制工学结合的实验实训实习讲义、指导手册等，进行模块化、实境化、项目导向等实训实习教学改革，构建工程实践教育教学体系。完善实训实习基地兼职教师管理制度，聘请企业专业技术骨干参与实践课教学与管理。
1.3工程实践基地建设
（1）产学研结合，整合企业实习基地，建设工程实践基地。基地主要按照培养目标和机械工程领域企业培养方案的要求，落实企业学习阶段的课程、实习、实训和实践环节，负责学生工程素质专业训练。
（2）加强校企合作教育基地的管理，完善一体化基地建设模式，提高资金投入效率和设备、场地的利用率，扩大接受学校师生和企业职工培训规模，提升基地的教学与服务质量。以“双主体领导、基层组织融合”的合作共建模式为指导，规范管理制度，完善组织体系，建立全方位的沟通协调体系，为长期稳定的校企合作提供管理机制和制度保证。
（3）完善实训实习基地兼职教师管理制度，聘请企业专业技术骨干参与实践课教学与管理。完善学生实习管理制度，共同制定学生实习评价标准，加强顶岗实习的过程管理和质量监控，确保实习质量。
（4）校企结合，打造长效、稳定、运行良好的工学结合的实习基地或实习就业双基地。通过面向企业实行订单式培养、技能培训和技术服务等途径，扩大合作层面，加大合作力度，使学院与企业、市场紧密稳定地结合；校企共同管理、共同考核，确保实习教学质量，形成校外实践基地运行管理长效机制，充分满足学生生产性实习和半年以上顶岗实习的需要。
1.4大学生创新创业基地建设
（1）以科技创新和创业为指导，建设大学生创新创业基地。发挥校企产学研合作平台，建立大学生创新教育实践基地，面向机械工程及相关领域的学生，通过设置科技创新基金、开放实验室，加强学生工程素质创新训练。
（2）构建学生课外科技活动平台，提高学生的综合素质。深入实施大学生研究训练（URT）计划，精心组织校内外学科竞赛以及专业技能培训和比赛，为学生课外科技活动搭建平台，吸引更多学生参与课外科技训练和研究，提高学生的综合素质。
（3）校企结合，建立大学生科技创业培训机构，加强大学生创业训练。多方筹措大学生创业孵化基金，建立大学生科技创业培训机构，专门对大学生科技创业活动与创业项目进行支持
2.解决的问题
2.1创立高校与企业联合培养人才的新机制
企业由单纯的用人单位变为联合培养单位，在合作企业建立“工程实践教育中心”，学校和企业共同设计培养目标，制定培养方案，共同实施培养过程。
2.2建立科学合理的实践教学体系
结合“卓越工程师培养计划”实施，校企联合成立实践教学指导委员会，吸收企业专家和专业教师共同参与制定科学合理的实践教学内容，加强学生基本技能、专业技能和综合技能的培养，在实践技能考核方面，探索科学合理的考核办法。
2.3“双师型”师资队伍建设
提高实践教学质量，指导教师是关键，安排高水平的有实践经验的教师承担实践教学，提高实践教学人员待遇，鼓励青年教师下现场和企业挂职，提高教师的实践动手能力，在晋升和聘任时优先考虑有企业工作经历的教师。
2.4建立学生实践能力评价标准和办法
评价学生的实践效果关系到工程师能力培养的基础。研究制定科学有效的评价体系，加强企业专家对学生的评价，是对学生的实践能力的全面综合评价和考核，也是激励学生积极参与工程实践的有效手段。
综上，通过内涵建设创立了高校与企业联合培养人才的新机制，建立了科学合理的实践教学体系、促进了“双师型”师资队伍建设建立了学生实践能力评价标准和办法。
从1991年开展专业学位教育至今，我国专业学位硕士研究生的培养规模逐年扩大，在培养高层次复合型应用人才方面日益发挥着重要的作用。2009年，为进一步加快研究生教育结构调整步伐，增强研究生教育服务国家经济社会发展的能力，教育部决定自2009年起，扩大招收以应届本科毕业生为主的全日制专业硕士范围，大力推行将硕士研究生教育从以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主的转变政策，拟在“十二五”期间，实现研究生教育结构的历史性转型和战略性调整，将专业硕士和学术性硕士的数量控制在1：1的比例[1]。
一、全日制专业学位研究生培养的必要性
全日制专业学位硕士研究生培养作为我国研究生培养的重要组成部分，迎合了我国经济建设和社会发展对高层次复合型应用人才的迫切需要，缓解了人才培养模式单一化与社会人才需求多样化之间的矛盾，加强了人才培养院校与社会用人单位之间的联系，对于完善我国专业学位教育制度、增强专业学位研究生的综合能力、加快培养高层次复合型应用人才具有重要意义。目前，全日制专业学位硕士研究生的招生刚实施了两年，全国各高校均无成熟的培养模式和经验可借鉴，如何积极发展全日制专业学位硕士研究生教育，使以应届本科毕业生为主的全日制专业学位研究生掌握坚实的专业理论基础，具备良好的综合素养和实践能力，成为满足培养质量标准的高层次应用型专门人才，并探索出一套全日制专业学位研究生的创新型培养模式，已成为相关培养院校的一个亟需深入研究的课题。
二、培养具有石油特色机械工程全日制专业学位研究生的重要性
1.石油石化行业的发展要求石油高等教育培养高层次应用型专门人才。随着我国经济的快速发展和世界能源供应形势的日趋紧张，我国石油石化行业面临着前所未有的良好发展机遇，同时也面临着在全球范围内激烈竞争的严峻挑战。为抓住机遇，迎接挑战，石油企业近年来迅速扩张，大量引进人才，对人才质量的要求也不断提高。这不仅反映了石油石化行业和石油科技高度综合和高度分化对人才复合型的要求，也体现了石油石化行业对人才适应性和服务能力的期望。因此，石油石化行业的发展要求石油高等教育必须迅速改革创新人才培养模式，重视复合式、创新型的高层次应用型专门人才的培养，主动适应并积极引导石油石化行业的发展趋势，在新的能源经济形式下制定出一套科学的石油人才培养机制，为国家“十二五”和中长期石油规划和发展提供人才保障。
2.机械工程专业的特点要求高等教育培养高层次应用型专门人才。机械工业作为国民经济的重要支柱产业，为国民经济建设和社会发展提供了各类机械装备和生产制造技术。对机械工程学科来说，它既是与工业发展相适应的传统学科，又是与高新技术同步发展的新兴学科，具有学科交叉性强、行业覆盖面广、人才需求量大、专业适应能力强的特点[2]。为了满足国家制造业和装备制造行业对复合型、应用型人才的需求，各类机械工程专业硕士研究生的培养都应以全面素质良好、专业基础扎实的技能型、复合型、应用型工程技术人才为目标，注重工程实践能力、技术研发能力和团队创新能力的培养，使其能较快地适应机械装备制造行业不同岗位的需求，能在实际工作中灵活地、富有创造性地运用各种知识和技能，有效地解决现场实际工程问题。
三、当前石油机械专业学位研究生培养中存在的问题
1.课程设置不科学。为拓宽知识结构，石油院校大批增设课程门数，但由于师资力量有限，无形中缩减了课程本身的学时和内容，使教学知识面过窄，课程内容浅显。同时，大多数选修课较为传统，不能及时反映学科前沿动态和最新研究成果，不能适应社会发展的需要。
2.学术信息匮乏。机械学科是同高新技术同步发展的新兴学科，受信息技术和高新技术的影响显著。目前，机械工程研究生的信息技术应用能力普遍较低，多数学生不能及时了解所研究领域的战略目标和科研动态，难以掌握学科的最前沿信息，严重阻碍了研究生科研成果的创新与突破[3]。
3.师资力量薄弱。近年来，虽然各石油院校都在加强师资队伍建设，但随着研究生招生规模的扩大，师资队伍建设远远赶不上研究生的发展速度。另外，从专业硕士研究生培养情况来看，新增的导师大多具有较高的学历，但缺乏实践经验，难以培养出高层次应用型专门人才，不能满足机械类硕士研究生教育面向社会、面向经济主战场的要求[4]。
四、石油石化背景下机械工程全日制专业学位研究生培养模式。
多年来，中国石油大学机械工程专业作为国家制造业和石油装备制造业人才培养的主要基地，培养了大批掌握机械专业理论和技术的优秀人才。与此同时，也逐渐暴露出工程研究能力、工程素养和创新能力的高层次应用型人才培养不足的问题。全日制专业学位硕士研究生的招生，给我校研究生教育带来了全新的机遇。为了适应国家中长期人才需求，立足于学校“强特色、求卓越，加快建设石油石化学科领域世界一流研究型大学”的科学发展主题，在现有条件下，应积极地依托校内基地，联合行业共建，寻求企业支撑，从培养计划、课程体系、学位论文、实践环节等培养过程上，对原有专业学位研究生教育方式进行了改革，构建符合全日制专业学位研究生培养要求的培养模式，进一步提高全日制专业学位硕士研究生的培养质量。
1.以行业需求为导向，确定专业学位研究生培养目标。培养目标是人才培养的总原则和总方向，设置全日制专业学位研究生教育的目标培养从事非学术研究的、知识和技术应用部门的从业人才，以满足社会对特定社会高层次应用型人才的需要。基于石油高校的行业背景和石油机械装备产业对复合式、创新型、国际化人才的需求，我国石油高校研究生人才培养必须以行业需求为导向，在分析石油工业面临挑战、发展趋势和要求的基础上，结合学校实际，创新培养理念，改革培养方式。培养过程应注重基础、增强能力、提高素质，使学生掌握专业领域坚实的理论基础，具有较强的解决实际问题的能力，能够承担管理工作和专业技术，成为具有良好的、综合素质的高层次复合型应用人才，从而适应现代石油装备制造产业的发展和石油机械装备特色应用型人才培养计划的总体设计要求。
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2.以能力培养为核心，创新专业学位研究生培养方案。培养方案是对一种专业学位的界定，体现其性质和特点，一般包括课程设置、教学方式、论文标准等内容[5]。石油机械类专业学位硕士培养在组织形式上应着眼于“实用、创新、复合”的培养目标，积极摆脱学术型学位硕士突出理论学习的影响，深化专业领域基础理论和专业知识的学习。理论学习主要在校内完成，夯实专业基础，实习、实践主要在现场或实习单位完成，提高实践能力，在学位论文内容要求和实习实践基地建设方面，实施改革创新，以提升专业学位硕士培养的整体质量。
3.以实际应用为主线，构建科学的课程培养体系。课程设置是研究生掌握专业领域基础理论和专业知识、具备科学研究和实践工作所需要的知识结构的主要环节，只有拥有一个新颖的适用面宽广的课程体系，才能培养出具有新时代知识结构特征的研究生。机械工程专业具有学科交叉性强、行业覆盖面广、专业适应能力强的特点。因此，机械工程硕士研究生课程既要有一定的专业性和基础性，又要有一定的综合性、交叉性和前沿性。其课程体系应以实际应用为主线，以职业需求为目标，从增强知识结构的合理性和知识体系的完整性出发，加强基础课的宽广性、综合性和专业课的先进性、实用性，突出研究方向。同时，增加选修课门数，尤其是设置边缘学科、新兴学科的相关课程和反映石油机械专业领域最新知识、最新技术、最新成果的前沿性课程，以此体现对实际工作的指导作用。
4.以协作培养为突破，构建高素质复合型师资队伍。研究生受教育的过程最主要依靠导师知识的传授，科研活动的指导、学术问题的探讨等。因此，导师的自身素质、导师的言传身教不仅影响研究生的学术研究，而且影响研究生的世界观和科学学风[6]。目前，针对高校全日制专业硕士研究生“校企合作”、“工学结合”、“订单培养”等人才培养理念，“双导师制”为多方协作培养、构建高素质复合型师资队伍提供了一种思路。这种研究生培养模式是在充分利用校内导师学术理论指导的基础上，大力引进既有理论水平、又有实践经验的专家、企业家和工程技术人员，为学生配备两个导师，共同承担课程实践过程、项目技术研究、课程与论文等多个环节的指导工作[7]。在人才培养过程中，校内导师侧重在理论知识和技术方法上的指导，校外导师则侧重于职业道德、专业技能等实践工作能力的培养。“双导师制”充分利用学校、社会两种教育资源和教育环境，解决“双师型”教师力量不足的同时，体现出了专业硕士研究生教育的特色，构建了学校与社会协作培养人才的一系列载体，切实提高了人才培养质量。
机械工程测试技术是机械类专业的一门重要的专业基础课，该课程综合了许多新技术、新知识，内容抽象，理论性和实践性很强。长期以来，课程教学内容分散、杂乱，新内容新知识不能被及时扩充，总的教学学时不断被缩减，教学方式单一，实验和实践教学环节非常薄弱，学生普遍反映该课程较难掌握。然而，面对测试技术在机械工程领域中的广泛应用，为使学生能够更好学好该门课程，适应高等教育培养创新型高素质工程应用人才的教学目标，进行《机械工程测试技术》课程的教学改革尤为必要。
二、存在问题
国外各高校非常重视《机械工程测试技术》课程教学，课堂教学与实验教学同等重要，实验环境比较开放，研究性和综合性实验比例较大，很好地培养了学生的动手能力。目前，我国的《机械工程测试技术》以课堂教学为主，实验教学为辅，而且在教学内容、方式和实验方面存在着一系列的问题。教学内容方面，教材老化，新知识和新技术难以及时扩充到教学中，使教学内容不能得到及时更新；目前课堂教学时间课时偏少，体现最新科技的章节内容部分没有多余的课时进行讲解。教学方式以多媒体、口述和板书为主，课堂上以教师为中心，学生被动的学习知识，很难培养出学生的创造思维和创新能力；考核方式单一，学生的考核以期末考试成绩为主，基于非知识性因素平时成绩为辅，学生的创新思维和动手能力得不到有效考核和体现。实验教学方面，实验设备陈旧，实验手段落后，实验内容偏少，多以原理验证性实验为主，研究性和综合设计性实验较少，不能很好地锻炼学生的实践能力和创新思维；考评方面，一直沿着讲解、指导、批改实验报告的模式，轻动手能力和创新思维的培养。面对机械工程测试技术快速发展，传统的教学内容和教学模式很难适应时展的潮流。因此，以特色名校建设为契机，有必要对我校机械工程测试技术课程在教学内容、方式和实验方面加大教学改革力度，进一步提高我校人才培养质量，强化特色名校工程内涵建设。
三、课程教学改革
本文针对该课程教学中存在的上述问题，拟在教学内容、教学方式和实验教学三个方面开展如下改革。
（一）机械工程测试技术教学内容的优化与完善
本课程教学内容比较分散，学习中不利于掌握整个知识体系，需要在教学中应尽量淡化各知识点的分界，注重教学内容的层次性和系统性。因此，以基本理论和方法为基础，以信号流程为主线，以测试系统框图为骨架，将各个模块课程内容贯穿起来，使学生建立起完整的测试系统概念。教学过程中正确处理理论知识与实践技术的关系，对教学内容进行优化与完善，课堂教学重点放在课程的基本概念、原理和方法上，同时通过穿插讲解工程应用案例，并适当介绍本学科领域的新成果和新应用，既可以使学生打下坚实的基础又可以开阔眼界，将会大大提高学生的学习兴趣和积极性。
（二）机械工程测试技术教学方法改革
目前机械工程测试技术教学方法上以“教师”为主体，学生则被动吸收知识，该模式不利于培养学生的创造性思维和创新能力，已经不能完全适应新形势下课程教学任务。为此，需要改变灌输式的传统教学模式，建立以“教师”为主导和以“学生”为主体的新型教学模式，充分发挥了教师的引导作用和学生的主观能动性。在新型教学模式指导下，采用多元化教学手段，将多媒体教学、板书、演示和实物结合起来，应用文字、图形、声音、动画等多种媒体素材使抽象和枯燥的理论形象化和生动化。针对不同的内容可以采用启发式、参与式、基于问题、工程案例剖析与课堂讨论相结合的方法，在教师的引导下，注重以生活实例和工程案例设疑式地启发学生，教师创设问题情境，提出问题，以学生为主体对实例中所涉及到的基本原理和方法展开积极课堂讨论，以此调动学生的学习积极性和主动性，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，激发学生独立思考和创造性思维能力。有条件的情况下，也可以结合虚拟仪器教学平台，在课堂上综合运用多媒体教学系统，建立一个理论与实践一体的网络化教学环境，加强教师与学生的互动，提高学生的学习兴趣。此外，为了使学生能够在课后可以及时温习和回顾课堂知识，做到融会贯通和综合应用，在每节理论课后，为学生留出适当的作业，在规定时间内完成学习报告，教师在课堂上对学习成果进行答辩，对出现的问题及时解答，使学生对学习内容进一步的深化和提高。在理论考核方面通过出勤、作业、课堂讨论和期末考试进行综合考评，改变传统一考定结论的弊端。
（三）机械工程测试技术实验教学改革与创新实践能力培养
由于机械工程测试技术课程理论性强，应用过程抽象，实验教学是深化本课程学习的必有途径。目前国外将机械工程测试技术定位为实验课，实验教学尤为重要，主要通过实验环节提高学生的综合素质，国内实验教学方便有所欠缺。为培养学生的实践动手能力，应建立以学生为中心的多层次、应用型实验模式，将开设实验分为基础性实验、验证性、研究性和综合性四个不同的层次，增加研究性实验和综合性实验的比例，满足学生对该课程各阶段学习的不同要求，以此提高学生的综合素质、工程实践能力和创新精神。有条件的情况下可以组织成立研究型学习小组，在课题组教师指导和帮助下，积极参与研究项目中的一些工作，完成项目研究报告，教师对项目成果给予评定。充分利用现代计算机技术和多媒体技术，开发网上虚拟实验系统，为学生提供开放性实验环境，在教师指导下由学生独立完成自主实验。基于该自主开放式研究性实验平台，可以扩展课堂教学内容，开阔学生的视野，全面提升学生的动手能力和创新精神。为学生构建基于虚拟仪器的创新设计平台，开展虚拟仪器案例教学，将虚拟实验与理论教学有机融合在一起，激发学生的学习积极性和主动性，培养学生动手能力和解决实际问题的能力。
四、结束语
