新版机械电子工程专业培养方案的研究与实践王殿君, 焦向东, 王 伟, 陈 亚, 申爱明(北京石油化工学院机械工程学院,北京 102617)摘 要:介绍了本科机械电子工程专业的设置和分布情况,讨论了旧版机械电子工程专业培养方案存在的主要问题.在此基础上,分析了新版机械电子工程专业培养方案修改的必要性和基本思路,并深入讨论了新版机械电子工程专业培养方案解决的主要问题.关键词:机械电子工程;培养方案;实践教学中图分类号:G473 文献标识码:A 文章编号:1001-2443(2010)01-0039-04近年来世界各发达国家竞相发展机械电子工程,以提高制造技术水平,实现生产系统向柔性化、智能化、网络化发展.20世纪80年代初以来,我国也关注着机械电子工程的发展与应用,主要进行了用机械电子技术推动传统产业的改造及开发数字化、自动化、智能化、网络化的机电产品.机械电子工程是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势,也是我国机械工业发展的必由之路[1].机械电子工程专业是培养具有扎实的数学、物理、计算机及外语基础,掌握微电子技术、计算机控制和信息技术应用于机械工程领域的专业知识和技能,能够从事机电一体化技术、机电一体化产品的研究、设计、制造、开发的工程能力,具有创新精神的高级应用型工程技术与管理人才.从知识结构上来看,机械电子工程是机械技术、电子技术、信息技术、计算机技术和控制技术等技术有机结合的一门复合技术.由于是多学科的综合,机械电子工程专业所学课程都来自于以上几个学科,希望利用几个学科的知识交叉、渗透培养出知识面较全面、创新能力强、实践能力强的技术人才.1 机械电子工程专业的办学现状从人才培养层次上划分,机械电子工程专业人才培养在本科层次上分为二种情况,一种是学校独立设置了机械电子工程专业,由于机械电子工程本科专业属于普通高等学校本科专业目录外专业,申请较难.目前在全国本科高等院校中设置机械电子工程本科专业的只有三十多所,如北京石油化工学院、同济大学、上海大学、北京理工大学、武汉科技大学、华南理工大学、重庆大学、哈尔滨理工大学、江苏大学等高校.另一种是学校在机械设计制造及其自动化和机械工程及其自动化两个专业下开设的机械电子或机电一体化专业方向,这种学校数量众多[2-4].2 旧版培养方案存在的主要问题在通过与我校机械电子工程专业相关基础课、专业课教师、各年级学生(含毕业生)和用人单位座谈交流后发现了如下一些问题:2.1 毕业生和用人单位反馈,专业学习内容齐全,宽口径实现较好,但宽而不精,掌握的深度和力度不够;应用型人才培养目标体现不深入,在某种程度上理论性教学占据更主导的位置.2.2 与各年级同学座谈时,学生普遍反映课程科目较多,同类同性质科目存在,有重复之嫌疑,跟专业联系不是特别紧密的课程较多,应当做适当精简.2.3 在与任课教师交流的过程中我们发现,04版培养方案的某些课程的设置纯粹照顾了教学,与教师的科研关系不够紧密,兼顾不到科研.因此,从某种意义上来说,教师的教学激情得不到最彻底、最完全的释放和收稿日期:2009-11-06基金项目:北京石油化工学院校级教育教学改革和研究项目(200719、YB200808);机电类本科专业人才培养/回归工程0创新实验区项目;北京市属高等学校人才强教深化计划资助项目(PHR200907221).作者简介:王殿君(1973-),男,辽宁沈阳人,博士,副教授,主要研究方向:机器人技术、数控技术.第33卷1期2010年1月 安徽师范大学学报(自然科学版)Journal of Anhui Normal University (Natural S cience)Vol.33No.1Jan .201040安徽师范大学学报(自然科学版)2010年发挥;学生的钻研能力也得不到应有的提高.通过暴露出的问题我们发现如何能够做到在宽口径的同时能够有所精,确实是一个难题.综合其他院校同类专业的调研情况,我们认为,应该尽快明确一条贯穿专业学习的主线,主干课程的设置应该服从和服务于该主线,同时,该主线与任课教师的科研工作还能够紧密相连,不出现脱节和不相关现象.这样可以保证在提高了教师科研能力的同时也锻炼了学生参与研究的能力.3新版机械电子工程专业培养方案修改的几个思路3.1面向市场,培养合格人才.为了培养具有多学科知识的综合应用能力和较强的工程创新能力,能在机电工程领域从事机电一体化系统和产品的设计制造、科技开发、应用研究和工程管理的高级工程技术人才,机械电子工程培养方案必须进行改革,使学生掌握以下知识和能力:(1)掌握较扎实的自然科学基础知识,具有较好的人文社会科学基础和外语综合能力;(2)系统掌握本专业领域宽广的技术理论基础,具有某个专业方向所必需的专业知识;(3)具有机电一体化系统和产品的设计与制造、检测与诊断、控制与仿真的基本能力;(4)具有新型机、电、液、气等一体化产品和技术的研究与开发能力;(5)掌握计算机辅助设计、制造和测试的基本理论和技能;(6)具有机电产品的技术经济分析与生产组织管理的基本能力;(7)具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质[5,6].3.2厚基础,重实验,强能力.工程实际要求我们的学生既要有扎实的基本功,又要有较强的适应性和动手能力.加强基础课的教学,为学生打下良好的数理基础、工程基础十分必要和迫切.机械电子工程这个学科是一个工程应用型学科,要求学生具有扎实的基础理论知识,更重要的是通过实验真正掌握所学知识,形成较强的工程实践能力.因此,重视实验和实践教学是本次修改培养方案的一个主要出发点和前提,加强设计型实验的比重,使学生利用所学知识解决实际问题的能力得到加强.我们的课程设置为两大模块:通识教育和专业教育.通识教育分为:数学与自然科学(31学分,516学时),外国语言文化(13学分,256学时),艺术与人文学科(2学分,36学时),哲学与社会科学(15学分,232学时),科学技术与社会(2学分,32学时),基本技能训练(3学分,72学时).在总学分和总学时都有较大幅度压缩的情况下,数学与自然科学基础课模块得到加强.专业教育分为:相关学科基础(12学分,240学时),机械工程基础(25学分,460学时),计算机与控制基础(17学分,312学时),专业课(9学分,160学时),集中实践环节(54学分,58周).专业教育部分总学分由04版的81学分调整为88学分(不包括毕业设计环节).其中理论课学分由04版的54学分调整为62学分,增加8学分;集中实践学分由04版的27学分调整为26学分,减少1学分.专业教育部分总学时由04版的1072学时调整为882学时.其中必修课学时由04版的700学时调整为680学时,减少20学时;选修课学时由04版的372学时调整为202学时,减少170学时;集中实践环节由04版的27周调整为26周,减少1周.3.3进一步强化实践教学环节.机械电子工程专业作为一门实践性很强的学科,实践课程在人才培养中担任着十分重要的角色.实践教学环节的技能训练应由浅入深,理论课与实践课交互安排贯穿整个教学过程,分层次进行,形成立体式的实践教学体系.在集中实践环节安排上主要考虑了以下因素:1)基础专业知识的认识.对于初学者而言,认识自己所学专业十分必要,它影响到学生学习的积极性和兴趣.在第2-4学期安排了工程训练A、计算机绘图实习、工程训练B、认识实习、电工电子实习,让学生能对机械电子工程专业有一个初步认识,并掌握本专业必备的实践技能.2)资料查阅和提炼能力的培养.为了让学生能顺利完成大学期间各种专业论文写作,在以后的工作中能以文字等形式表达自己的观点,在第5学期安排科学研究训练,重点教会学生如何进行实地调研、收集、整理和分析相关资料,并掌握科学研究方法和论文写作方法.3)机械电子工程专业专门知识的掌握.企业在培养学生综合素质中具有独特的不可替代的作用,在第6学期安排学生到企业进行专业实习,能让学生在实习企业的工作岗位上体会理论与实际结合的作用,并在实践中锻炼、提高学生的综合素质和适应能力以及分析问题、解决问题的能力.4)机械电子工程知识的综合运用.当学生对专业理论知识和技能的掌握达到一定的程度,在第7学期安排基于工程项目的专业综合训练-数控技术专业综合训练和机器人技术专业综合训练.通过专业综合训练,使学生全面、深入、综合地将所学各科理论和技能融会贯通,熟练掌握,灵活运用.基于以上认识,机械电子工程专业的集中实践环节主要有:工程训练A 、计算机绘图实习、工程训练B 、认识实习、电工电子实习、科学研究训练、创新设计、专业实习、专业综合训练、毕业论文等环节.机械电子工程专业集中实践环节主要采取如下方式进行:1)建立校内专业实验室和实习基地进行实训.在校内实习的机械电子工程专业课程,要求学生全面、深入学习专业知识和掌握专业技能,培养运用知识能力和创新能力.为了让学生真正掌握好专业技能,我们重点在校内专业实验室、工程实践部、计算机实验中心开展实践,为学生实训提供的实习环境,并指定教师进行实践课程的计划制定、实践动员、过程指导、总结、成绩评定等工作.2)建立校外实习基地进行认识实习和专业实习.校内实训,虽然能在一定程度上提高学生的业务感性认识,有着一定的优势,但仍不能取代校外实习基地.学生只有到企业实习,才能身临其境,才能真正接触相关企业的实际生产过程.因此,我们将逐步建立机械电子工程的校外实习基地,让学生进入企业实习.3)进行定期讲座、辅导等方式完成研究性实习.如科学研究训练,主要采取讲座、调研、撰写文献综述等形式进行,主要采取导师指导的形式.综上所述,实践性教学在机械电子工程专业的各环节、各方面应是相互联系、相互衔接、相互补充、有机结合的,只有这样才能起到培养学生的实践能力、提高学生综合素质的作用,才能实现应用型人才的培养、实践育人的目标,满足社会对机械电子工程人才的需要[7,8].4 新版机械电子工程专业培养方案解决的主要问题培养方案修订总体思路是完善教学内容与体系,体现出机械电子工程专业在机械与电子跨学科之间的结合的特色,加强在机械制造、控制工程基础和工业控制技术的研究、学习.课程体系设置时加大了基础课程和工程技术基础课程以及专业方向主修课程量.以机械制造基础和控制工程的内容设置为主线,通过设置专门的理论基础知识和宽广的专业技术知识(如机械制造基础、控制工程基础、PLC 等),使学生既具备坚实的基础知识,又具有宽广的专业知识面及专业知识的应用能力,同时通过工程制图、机械设计基础、计算机基础、程序设计和外语等课程,培养学生掌握本专业必需的制图、计算机和外语等基本技能.新版机械电子工程培养方案解决的主要问题:4.1 专业方向进一步明确,并与教师科研方向结合为了加强学生实际应用能力的培养,加强了机械电子工程专业的公共基础课控制工程基础与其他课程的联系,明确机械电子工程专业方向为机电一体化专业,并将其具有代表性的数控技术和机器人技术在培养方案得到落实和强化;同时,机械电子工程专业的部分教师的研究方向为机器人技术方向和数控技术方向,将相关课教师科研工作与专业方向主线紧密相连,不出现脱节和不相关现象.结合教师相关科学研究方向的成果开设实践课程,这样可以保证在提高了教师科研能力同时也在专业相关实践教学活动中锻炼了学生解决工程问题能力,为学生的就业和进一步学习深造奠定良好的基础.4.2 突出体现专业方向的基础课和方向课核心地位专业基础课中核心课程为:控制工程基础A 、微机原理及接口技术、机电系统设计;专业方向课中的核心课程为:数控技术、机器人技术A.4.3 必要课程整合根据机械电子工程专业方向的设置,将相关课程进行整合,主要包括04版培养方案中的机电传动与控制(2/40)和机电系统设计(2/50)整合为机电系统设计(3/56)等.4.4 强化学生的计算机应用能力为增强本专业学生的计算机应用能力的训练,在学校计算机基础课的基础上开设了计算机辅助设计与制造、机电系统仿真技术、专业综合训练等教学课程,提高学生利用计算机解决机电工程中的运动学仿真、动力学仿真、机电系统控制等问题的能力.4.5 进一步强化实践教学环节基于CDIO 理念,增加实践教学学时,强化专业综合训练等实践类课程的教学内容,以工程项目为导向,4133卷第1期 王殿君,焦向东,王 伟,等: 新版机械电子工程专业培养方案的研究与实践42安徽师范大学学报(自然科学版)2010年重点培养学生解决问题的能力.参考文献:[1]姚小群,王卫平,钟守炎,等.机械电子工程办学特色的研究[J].广东交通职业技术学院学报,2007,(8):50.[2]王福元,倪骁骅.机械电子工程专业本科办学现状与分析[J].内江科技,2007,(11):5.[3]王怀奥,徐智跃.机电一体化专业人才培养方向的探讨[J].浙江工商职业技术学院学报,2007,(3):12.[4]袁健,封峰.对机械电子工程专业课程设置的探讨[J].中国教育技术装备.2008,(4):27.[5]王淑文.机械自动化专业实现/订单式0培养的探索与实践[J].天津成人高等学校联合学报,2005,(5):61-63.[6]卢宝岩.机电工程专业实践教学改革与创新型人才的培养[J].白城师范学院学报,2006,20(6):95-97.[7]陈建.机电专业项目课程体系的构建[J].机械职业教育,2007,(9):40-42.[8]苏文平,薛永毅.加强实践教学培养应用型人才研究[J].实验技术与管理,2006,(11):55.Research and Practice on New Training Scheme of Mechatronics EngineeringWANG Dian-jun,JIAO Xiang-dong,WANG Wei,CHEN Ya,SH EN A-i m ing (M echanical Engi neering Academy,Beiji ng Institute of Petro-Chemical T echnology,Beijing102617,China)Abstract:In this paper,the setting and distribution of undergraduate mechatronics eng ineering are introduced and the main problems of old training scheme of mechatronics engineering are discussed.On this basis,the basic ideas and necessity to modify new training scheme of mechatronics eng ineering are analyzed and the main problems resolved by the new training scheme of mechatronics engineering are thoroughly discussed.Key words:mechatronics engineering;training scheme;practice teaching。