【摘 要】针对机械类本科教育和当前机械产业发展现状，以培养符合社会需要、具有创新精神人才为目标，顶层设计人才培养方案，提出重构课程体系、建设立体化教材思路，创新教育教学方法，提出专业标准内容和专业认证方法。系统构建了信息化应用型本科机械类特色人才培养新模式，对机械类专业工程教育认证标准进行了有益的探索。
【关键词】机械类；信息化；本科；专业标准；专业认证
【Abstract】According to the development actuality of mechanical undergraduate education and industrial machinery， a personnel training program is designed from the top. The innovative talents are trained for the purpose of meeting the need of the society. The program puts into forward the ideas of restructuring its curricula system and three-dimensional teaching materials， innovates teaching methods. The content of professional criteria and the method of professional certifications are proposed in the program. A new mode of talents training of applied， mechanical， information undergraduate is structured systematically. Profitable trials are conducted on certification standards of mechanical engineering specialized education.
【Key words】Machinery； Information； Bachelor； Professional Standard； Professional Certification
机械类专业是“工业之母”，历史悠久且生机蓬勃，1998年教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》[1]将其统一命名为“机械设计制造及其自动化”，沿用至今已有16年之久。近年来，国内众多高校在机械类专业改革方面进行了积极探索，但基本仍立足于1998年的专业模式，鲜有重大改革成效，专业培养现状难以符合《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》[2]文件精神。自2000年来，国内机械行业经历了革命性的结构调整和技术升级，主要体现在两个方面：（1）以数控机床替代传统机床的制造技术革新；（2）以机器人替代人工作业的生产技术革新。产生这些革新的原因是信息技术在机械领域的高度融合，和国内人口红利的逐步消失。然而，国内大多高校的机械类本科培养方案中，数控技术及机器人技术没有得到应有的重视，传统机械技术仍占据了主导地位，与企业技术现状脱节，严重滞后企业对人才知识结构需求的变化。
遵循教育部高校开展专业建设综合改革试点，笔者结合近年来教改实践，以现代企业需求为导向，在人才培养模式、教师队伍、课程教材、教学方式、教学管理等影响本科专业发展的关键环节进行综合改革，强化内涵建设，构建彰显信息化特色的机械类应用型本科人才培养模式。
1 培养方案的构建
基于“为学生未来的发展和适应未来社会的发展奠定基础”的学生发展观，我校本专业确定“以数控装备为核心，以工业机器人为龙头，以CAD/CAM/CIMS为主线，拓宽基础，注重实践”为指导思想，坚持以优化应用型高级专门人才培养模式为目标，将机械、电子、计算机、自动控制等学科有机交叉、渗透、融合，凸现出应用型信息化高级人才的培养特色。
培养方案需立足于现有成熟经验，既要满足教育部对政治理论课、文化素质选修课、军事训练课等的基本要求[3]，又要结合学分收费改革规定的学分、学时，及实践性环节学分的总体要求；同时，还要适应国家战略和地方经济社会发展需求，符合教育部工程教育认证标准，创新人才培养模式。首先，所有课程按培养目标细分为：通识教育课、学科基础课、专业核心课、专业方向课、实践教学环节，及综合素质课，总体达到180学分，各类课程学分占比分别为29.0%、26.0%、6.5%、5.0%、32.0%、1.5%。为加强专业内涵建设，彰显信息化特色，增强数控技术和机器人技术科目和教学内容，将原“机床数控机床”（40学时）分解扩充为“数控加工工艺与编程”（30学时）和“数控系统与装备”（30学时）2门课程；将原“工业机器人”（40学时）分解扩充为“工业机器人机械本体设计”（30学时）和“工业机器人控制系统设计”（30学时）2门课程，扩大知识范围与掌握深度。压缩学科基础课时，将原“画法几何与机械制图”同“计算机辅助绘图”合并为“机械制图及CAD”，将原“理论力学”同“材料力学”合并为“工程力学”，研究合理的课程配置流程，确保总学时不超编。另外，在实践教学环节，探索全方位利用金工实习、认识实习、生产实习、课程实验和技能培训，充分扩展实践内容。增加“数控加工实训”和“工业机器人实训”课程，实施专业工程综合设计，提高学生实践能力和岗位能力。总之，培养方案秉持“厚基础、宽口径、信息化、重创新”为人才培养目标，形成以“产学研结合、理论教学与科研实践案例相结合、课内教学与课外辅导素质拓展相结合”的培养特色。
2 课程体系重构及立体化教材建设
以培养方案为指导，课程体系重构如下：“数控加工工艺与编程”侧重数控机床的工程应用，主要讲授零件的数控加工工艺分析、数控工艺规程制订、数控车削编程、数控铣削编程、加工中心编程；“数控系统与装备”侧重数控机床装备原理，主要讲授数控机床的工作原理、计算机数控装置、位置检测装置、数控机床伺服系统、数控机床机械结构等内容。“工业机器人机械本体设计”主要讲授工业机器人运动功能设计、工业机器人传动系统设计、工业机器人机械结构设计、典型机器人设计实例；“工业机器人控制系统设计”主要讲授机工业机器人感知技术、工业机器人控制系统、工业机器人编程技术、工业机器人集成系统。为避免课程知识点交叉才重复，将“机械制造学”课程中“数控加工工艺规程”部分、“机械制造装备设计”课程中“工业机器人设计”部分删除。基于信息化特征和知识结构优化，对“机械制造学”中当前企业已淘汰的传统机床压缩学时，仅讲授各种机械加工方法，而将传统机床的机械传动及结构作为选修内容。实践教学环节的“数控加工实训”课程中包含数控机床对刀方法；“工业机器人实训”包含机器人示教编程方法。
结合课程体系，制定课程说明、教学大纲，及授课计划；同时建设立体化教材，包括纸质教材、CAI课件、音像媒体、虚拟仿真系统、网络平台、电子教案、多媒体教学软件、实验指导书、实训指导书、习题试题库及考试系统等。纸质教材公开出版，电子教材上网推广，形成特色的立体化教学模式。充分利用包括微课在内的新型教学手段，顶层设计整体教学解决方案，加强对教师的应用培训，做好网络答疑与互助，将网络教学平台建设成为教师、学生、同行和出版社共享共用的交流互助平台，实现使用、更新和发展的实时交互。
3 教育教学方法创新
机械类课程理论与实践联系密切，内容覆盖面宽广。课程建设中，根据本科教育特点和学校资源情况，积极探索并灵活应用多种教育方法和教学手段。
讲练结合教学：将“教、学、练”融为一体，适于需要较强逻辑思维、在传统教学中较难进行的课程内容。教师在讲清基本概念、基本理论与方法后，布置学生进行实践训练。如在讲解“机器人编程指令”时，教师介绍了一类编程指令后，给出机器人运动轨迹，由学生应用编程模拟器编制机器人运动程序，通过软件仿真检验所编程序是否正确。这种即学即练的教学方式，可提高学习效率，增强学生学习的兴趣。
师生互动教学：教师授课中，善于提出问题，学生可进行讨论或争论，提出解决方案，教师适时引导，使学生从中领会教师思路，掌握分析解决问题的能力。这种方法体现了以学生为主体的教育理念。如在讲解“刀具补偿”时，教师可让学生思考使刀位点沿工件轮廓正确运动的方式有哪两种，并分别展开讨论，从而领会“刀具补偿”的作用。
案例剖析教学：工业机器人类别繁多，应用领域不甚枚举，我们通过介绍典型机器人的结构特征及控制方法，使学生能做到举一反三，重点培养学生解决问题的能力。如介绍“典型机器人设计实例”时，我们仅剖析“关节型机器人”、“并联机器人”、“直角坐标机器人”三个典型实例，使学生能做到对同类机器人的触类旁通。
现场实物教学：对概念抽象难懂的内容，可组织学生到现场看、听、思、悟，在体验中接受教育、解疑解惑、启发交流、开阔思路。有利于学生深刻理解理论知识，丰富教学效果，提高解决实际问题的能力。如“数控机床坐标系”、“对刀”、“换刀”等，可把教学地点选到“数控实训中心”，面对具体的数控机床进行讲解和操作，有利于抽象概念具体化，降低学习难度。
项目教学法：在教师的指导下，将独立完整的项目交由学生自己设计研究。信息的收集、方案的设计、项目的实施及最终评价，都由学生自己实施。学生通过项目的实施，了解并把握整个过程及每一环节的具体要求。先练后讲，先学后教，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。
双语教学：根据课程内容采用中英文双语教学，打破过去沿用的单门课程双语教学惯例。如“数控加工编程”和“机器人编程”，内容相对简单易懂，可结合相关英文操作系统进行教学。既不会造成学生理解上的困难，也有利于培养学生阅读最新英文资料的能力。
企业应用技术讲座：现代数控技术和机器人技术发展迅猛，课程教学内容与生产技术应用水平之间存在着滞后性。课程组每年定期从“奇瑞汽车有限责任公司”、“安徽埃夫特智能装备有限公司”等技术先进企业邀请专家来校举行“企业数控技术应用讲座”，以适应技术的快速发展。
4 专业标准及专业认证
教育部在2014年工作要点中[4]，要求研究制订本科专业类教学质量国家标准，推动省、行业部门（协会）和高校联合制订专业人才评价标准，促进高校根据经济社会发展需要和学校实际制订各专业人才培养标准。我们认为专业标准是培养高素质的具有国际竞争力人才的保障体系，能使培养的机械工程师获得国际认可的。专业标准制订中，我们充分发挥行业协会、专业学会等中介机构的作用，设立专门的专业认证委员会，吸收领域专家和高校管理人员、宏观管理专家、企业技术人员等参加，基本原则是：全面贯彻党的教育方针，坚持育人为本，德育为先；以学生为主体，以教师为主导，注重学生个性发展；知识、能力、素质协调发展，促进课程体系整体优化；加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力培养；遵循专业发展规律，发挥专业特色和优势。制订的专业标准内涵包括：
（1）掌握一般性和专门的机械工程技术知识，立足现有技术，了解新兴技术；
（2）应用适当的理论和实践方法，解决机械工程实际问题的初步能力；
（3）具有参与项目及工程管理的能力；
（4）具有有效沟通与交流的能力；
（5）具有职业道德、职业素养与社会责任。
按照《工程教育专业认证标准（试行）》[5]的规定，引入先进的工程教育模式及专业认证理念，适应地方产业布局与结构调整需要，我们逐步建立完整的教学质量管理体系和专业认证标准体系。机械类专业认证内容主要包括：适用范围、培养目标与要求、课程体系、师资队伍、支持条件、学生发展、管理制度、质量评价。全方位规范教育教学过程。
5 结语
机械类专业历史悠久且生机蓬勃，机械类行业面临重大技术升级及结构调整。针对本科教育改革要求和当前机械产业结构调整现状，以培养信息化应用型本科机械类特色人才为目标，本文构建人才培养方案，重构课程体系并建设立体化教材，创新教育教学方法，制定专业标准，进行专业认证。达到主动适应国家战略和地方经济社会发展需求，主动符合教育部工程教育认证标准，主动配合学分制人才培养模式改革，加强专业内涵建设，创新人才培养模式，提升本科教育教学质量。相关研究成果及实践经验可为工科其他专业的教学改革提供有益借鉴。
【参考文献】
[1]教育部.普通高等学校本科专业目录（1998年颁布）[EB/OL]. [1998-07-06]. http：///publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3882/201010/xxgk_109699.html.
[2]顾明远，石中英.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）解读[M].北京：北京师范大学出版社，2010.
[3]教育部.教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见 [EB/OL]. [2012-03-16].http：///publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6920/201301/xxgk_ 146673.html.
[4]教育部. 教育部关于印发《教育部2014年工作要点》的通知 [EB/OL]. [2014-05-14]. http：///publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7049/201402/xxgk_ 163889.html.
[5]教育部.工程教育专业认证标准（试行）[EB/OL]. [2011-10-08]. http：///publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3861/201110/125419.html.
[责任编辑：汤静]
