緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇大學機械工程論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)08(a)-0208-02
“厚基礎、高素質、強能力”的高層次人才培養是當今高校研究生培養教育的主要目標定位。在我國高校研究生培養過程中,普遍存在著重學術理論、輕應用的現象,增強研究生適應崗位的能力,滿足企業對應用型或復合型人才的需求,一直是企業和高校共同面臨的問題[1]。
2009年之前我國高校研究生培養以學術型為主,隨著我國經濟社會的快速發展,社會在工程等專業領域對高層次、應用型專門人才的需求越來越強烈,學術型研究生不能完全滿足社會需求。為此,教育部于2009年推出了“全日制專業型碩士”,作為一種全新的研究生培養形式,并頒布了《關于做好全日制碩士專業學位研究生培養工作的若干意見》(教研【2009】1號),次年,國務院學位委員頒布了《碩士、博士專業學位研究生教育發展總體方案》(學位【2010】49號)。2011―2014年近4年來從我國碩士研究生招生情況來看,碩士研究生招生結構進一步優,專業型碩士研究生招生規模及比例逐步增大,學位類型結構日趨合理。
專業型碩士研究生的擴大招收,研究生的生源結構調整,需要重新定位碩士研究生的培養目標和培養方式,積極推進和發展具有鄭州大學特色的專業學位教育,使得專業型碩士研究生培養更加密切地滿足社會的需求。
1 專業型碩士校企聯合培養的涵義及意義
鄭州大學“機械工程”專業是在機械制造、電子工程和計算機科學等學科的基礎上建立起來的。“機械工程”專業培養具有機械工程專業基礎知識與專業技能,能在生產一線從事機械工程專業產品的設計制造、控制開發、應用研究和生產管理等工作的應用型高級專門人才。
針對“機械工程”專業型碩士研究生的特點,校企聯合培養模式是人才培養的有效途徑。校企聯合培養以國內高校為主導,在行業企業的支持下,科學預測行業企業人才資源的前瞻要求,校企雙方共同參與工程碩士培養方案設計、專業實踐課教學、實踐基地建設和管理、學位論文設計指導等,提高實踐訓練針對性,堅持把實踐創新能力作為實現人才培養目標的核心,堅持理論與實踐的相互融通,突出能力培養,專業型碩士研究生實行課程教學、實踐訓練和論文研究的三段式培養模式[2-3]。
校企聯合培養能夠向專業型碩士研究生教育提供良好的實踐機會、需求信息、政策支持和財政資源,為提高研究生的科研及實踐能力創造更多的機會;有利于校企資源共享,形成“產學研”結合,實現企業的產品、技術更新,優勢互補;通過校企合作采用雙導師制,有利于學生就業及企業引進高技術人才,可以同時滿足高校培養和企業需求的目標,實現“三贏”。
2 現有專業型研究生培養模式存在的問題
從目前專業型碩士生的培養來看,學生的實踐能力、創新能力及適應崗位的能力仍未達到滿足高校培養和企業需求的目的,存在的主要問題包括。
(1)受傳統研究生教育觀念和科研實驗條件的限制,專業型碩士研究生培養概念認同度較高但實際認同度較低,較多地照搬了學術學位研究生的培養模式,特別是在制訂培養方案、教學計劃、畢業論文選題、論文評價等方面,沒有進行培養模式的綜合改革,缺少一套偏重于應用性和實踐性的課程體系。以致專業型研究生教育人才培養的特色不能凸顯,未能達到培養高層次應用型人才的目的。(2)鄭州大學機械類學術型碩士研究生招生包括了機械制造及自動化、機械設計及理論等四個專業,每個專業下有4~6個研究方向。而機械類專業型碩士研究生僅有“機械工程”一個專業,一個研究方向,隨著專業型碩士研究生招生比例的快速增加,研究方向的細化問題日漸突出。(3)專業型碩士生培養過程的不完善,現有培養模式雖然采用校內、校外雙導師制,但在實際運行中校外導師的選聘方式、合作培養學生的過程及導師的管理等環節沒有系統化,統一化[4-5]。(4)現有培養模式雖然建立在校企雙方配合的基礎上,但由于各種客觀條件的影響,實際培養過程中校企未能緊密有機地配合,校外導師溝通和指導不足,學生不能保證至少一年的實習時間,未能有效地提高學生的應用性和綜合性能力。
綜上所述,調整優化專業型碩士研究生培養目標,積極推進校企聯合培養模式改革,建立高校、企業、學生“三贏”的培養實踐新模式,從而實現加強應用型高層次人才的培養力度,促進人才培養與社會需求的有效銜接,變得更為迫切。
3 校企聯合培養模式的改革與實踐
“機械工程”專業型碩士研究生校企聯合培養模式的改革,以培養機械工程領域高層次應用型專門人才為對象,改革全日制專業型碩士研究生的培養和管理方案,拓展研究方向,建立高校與企業聯合培養人才的新模式,使得專業型研究生成為具有堅實的基礎理論和寬廣的專業知識、具有較強的解決實際問題的能力,能夠承擔專業術或管理工作、具有良好的職業素養的高層次人才。通過專業型研究生校企聯合培養模式的改革,實現在符合高校培養目標的同時,又滿足企業對應用型人才的需求。
針對原有培養模式存在的問題,結合專業型研究生校企聯合培養改革的目標,校企聯合培養模式的實踐主要有以下幾個方面。
(1)校企建立雙方對口的管理部門,通過廣泛調研,收集意見和建議,了解企業對“機械工程”專業碩士研究生的人才需求,共同修改和制定機械工程的專業型碩士研究生培養方案和管理制度,其主要包括培養基本要求(素質要求、知識結構、能力結構)、學制與學位、學分要求、課程設置(根據企業技術需求開設特色課程)及學時分配、課外培養計劃、綜合性實踐教學及畢業要求等。這既保證了保持和加強校企間的聯系和溝通,也保證了培養方案的應用性和實踐性[6]。(2)“機械工程”專業型碩士研究生課程設置以“實際應用”為導向,以“企業需求”為目標,健全與培養方案相配套的課程體系建設和教學管理制度。在新的校企聯合培養方案中,更加注重實踐環節,在保證專業型碩士研究生掌握好學科基礎理論和系統專門知識的同時,保證至少有1年在企業實習實踐的時間,以促進實際應用能力的提高。校企雙方聯合實行三段式培養:第一階段在學校進行1.5學期的課程學習(入學年9月至第二年4月);第二階段在企業進行一年以上的工程實踐訓練(第二年5月至第三年9月);第三階段根據現場課題進展情況,可以返回學校或繼續在企業進行論文研究工作(第三年10月至第四年6月)。這種三段式培養可以實現理論學習與實踐訓練3年不斷線,學校與企業協同培養3年不斷線。(3)聯合設立專業型碩士研究生培養基地,把高校與企業聯合在一起,充分利用各方優勢,實現優勢互補,為研究生提高科研能力、創新能力等提供重要科研平臺。以校企合作項目、研究生科研實踐基地為依托建立新型專業型研究生培養模式,針對企業產品技術及創新需要提出研究課題和項目,雙方提供研究人員共同成立項目攻關小組,研究生直接參與。科研實踐基地由企業實踐經驗豐富的人員擔任企業導師,研究生培養基地為研究生提供大量具有實用性、適應企業技術攻關的論文選題,使研究生科研創新能力及實踐能力的培養得到保證。(4)面向“機械工程”專業型碩士研究生培養計劃,聘請合作企業人才到我校兼任碩士生導師,改善研究生導師隊伍。加強校內外導師聯合指導碩士學位論文負責制,共同完成學生學位論文選題、開題、評審和答辯。制定嚴格的導師考核標準和制度,對于考核不合格的人員,要給予警告或取消導師資格,對于優秀的校內外導師設立獎勵機制,促進校企之間人才的聯合培養,建立起校企聯合培養應用型研究生的新模式。(5)構建基于“訂制+聯合培養”協議的定向人才培養新模式。學校根據用人企業單位的職能和標準要求,與用人單位共同確立培養目標,供需雙方簽訂用人及人才培養協議,訂制并實施教學計劃,實現專業型碩士定向培養的教育模式,形成一種合乎法定的委托培養關系,保證了研究生就業的穩定性,提高了研究生學習的目標性。從信譽、業績、專業對口等多方面對參與“訂制+聯合培養”的企事業單位進行綜合考察,以保證“訂制+聯合培養”的質量和效益。同時,學校與企業根據訂制培養目標,協調落實教學計劃,檢查培養過程,及時作出修改和完善,保證碩士研究生的培養質量[7-8]。
4 校企聯合培養中的典型案例
鄭州大學機械工程學院與三門峽中原精密有限公司近來保持著密切的產學研合作關系,該公司作為鄭州大學研究生創新實踐基地,通過雙方在研究生培養模式、管理體制、運行模式等方面的創新,已順利聯合培養兩屆數名“機械工程”專業型碩士。專業型碩士研究生直接參與該公司磨加工主動量儀產品的研發和調試工作,解決了公司原量儀只能夠監控簡單的孔、軸和平面的加工過程等系列問題,通過開展大量面向不同特征工件的磨加工信息的采集與分析研究工作,積累了大量的信息數據庫資料,為完善的磨加工主動量儀功能提供了理論基礎,研究成果受到企業的好評,同時,研究生的創新思維、創新能力和綜合動手能力都得到了鍛煉和提高。
5 結語
創新能力、實踐能力是“機械工程”專業型碩士校企聯合培養模式的核心。該模式的改革將為全面提高研究生的實踐能力和社會能力提供更多的機會。相關建設成果亦可在院“機械工程及自動化”“機械設計及理論等學術型碩士研究生培養中得到共享。通過校企聯合培養新模式的實施和改進,“機械工程”專業培養模式將在相關專業型碩士研究生培養中起到示范性作用,為社會輸送高層次應用型的機械工程技術人才。
參考文獻
[1]王軼,何曉瓊,陳維榮.工科類研究生實踐階段校企聯合培養模式的探索[J].中國科教創新導刊,2009(26):180-182.
[2]左健民.產學研合作與高校創型人才培養[J].教育發展研究,2013(1):76-80.
[3]沈豫浙,王成軍,張瑞.機械專業卓越工程師校企聯合培養模式構建研究[J].技術與創新管理,2013(3):269-271.
[4]劉剛.全日制碩士專業學位研究生“雙導師制”培養模式探索[J].文教資料,2011(9):176-178.
[5]陳興文,趙丕錫,馬斌.全日制碩士專業學位研究生雙導師制建設對策[J].大連民族學院學報,2013(3):558-561.
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0131-02
一、引言
專業學位工程碩士從培養方式上分為非全日制在職工程碩士和全日制工程碩士兩種,在職工程碩士通常有實際工作經驗,而全日制工程碩士與工學碩士相似,其學生大多數為應屆本科畢業生,缺乏實際的工作經驗。全日制工程碩士雖然在招生對象上與工學碩士相似,但由于二者的培養目標不同,其培養模式、培養方法、教學體系、論文標準均有較大的區別。以往的非全日制工程碩士和工學碩士的培養模式、評估標準和保障體系已不能完全適用,必須構建出適合全日制工程碩士培養目標的各種體系和機制,以適應專業學位研究生教育的發展。
我校機械工程學科作為最具綜合性和工程實踐特征的學科之一,從1999年開始,在培養管理工作中積極探索、改革創新,通過學科建設、人才隊伍建設、實踐基地建設等有效措施,保持工程碩士教育的健康發展,取得較大進展。
二、全日制專業學位研究生培養存在的問題
(一)培養模式與定位不能全面體現工程特色
目前,許多機械類的研究生教育仍沿用學術型研究生的培養方式,無法突出專業學位研究生的工程特色和應用背景,達不到學術型研究生在理論與創新方面的要求。
(二)課程體系不能全面突出實踐性和應用性
大多數院校目前沒有專門用于培養專業學位研究生的課程教學體系,在必修課和選修課方面沿襲學術型研究生的課程體系,忽略對專業學位研究生工程實踐能力的培養。
(三)教學內容和教學方法與工程需求存在差距
專業學位研究生大多是應屆本科畢業生,目前教學內容存在“重理論、輕實踐、多灌輸、少研討”的現象,達不到豐富學生實踐經驗、提高工程實踐能力的要求,不符合企業需求。
(四)研究課題單一,不能全面體現工程實際
部分專業學位研究生在校期間從未參與過工程實際項目,學位論文幾乎是理論分析與公式推導,既不符合專業學位研究生的培養目標,也背離了國家設立專業學位研究生的初衷。
因此,在全日制專業學位研究生的培養過程中,探索出理論和實踐相結合的培養機制,研究出具有機械類行業特點、產學研結合的培養模式,制訂切實可行的培養方案、教學體系和教學方法,使機械類專業學位研究生具有綜合的專業知識和良好的實踐能力,具備較強的可持續發展能力,注重全面綜合發展,這無疑是一個重大的課題,對以大機械人才觀,培養更具特色與競爭力的高素質、實用復合型人才具有重要的意義。
三、改革思路
(一)創新培養模式
工程碩士的培養必須改革傳統的“重學術、輕實踐”的培養模式,明確培養工程實踐能力強、具有解決工程實踐問題和創新能力的應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才的培養目標,制訂符合現代化建設要求的專業學位研究生教學計劃、教學內容,堅持“強基礎、重實踐,求創新”的指導思想,以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線,對知識、能力、素質等方面進行合理安排,力求整體優化,培養具有工程背景的高素質工程技術人才。
(二)注重課程設置
制訂專業型工程碩士的培養計劃是保證人才培養的重要基礎。培養計劃中的課程設置應充分體現“厚理論基礎、重實際應用、拓前沿知識、強工程實踐”的特點,采用學分制和模塊化,將模塊分為必修模塊和選修模塊。減少公共必修課學時,增加能代表學科前沿、富有實用性的案例課和高水平選修課,增加實踐環節。針對專業學位研究生的工程實踐背景,在實踐環節方面要求學生深入企業,時間為0.5~1年,兩個學分,撰寫出實踐環節總結報告,由企業導師簽字認定,而且,其學位論文也可以此為背景展開,充分體現專業學位工程碩士的培養特色。
在教學過程中,要求教師采用主題式的教學模式,按工程項目、工程案例和工程問題組織教學內容,針對不同內容提出設計主題,注重課程內容的銜接,不斷激發學生的創新欲望,營造創新環境,培養創新意識、思維、方法和技能。通過淡化分析,加強綜合,強化學生對機械系統的綜合訓練。同時,要求教師針對課程內容,以企業實踐、實驗研究、參加科研、協助導師指導本科生實踐等方式強化實踐環節,為論文寫作奠定基礎。
(三)突出實踐環節
校內實踐環節。在選修課中,應規定每門課程必須有實踐操作,同時構建高水平的校內實踐基地,承擔與理論課程配套開設的實驗教學任務,并為研究生完成學位論文工作提供必要的工作場地和實驗設備。
企業實踐環節。企業實踐環節是機械工程專業學位研究生培養過程中的重要環節,充分的、高質量的企業實踐是專業學位研究生培養質量的重要保證。通過該環節,應達到基本熟悉本行業工作流程和相關職業及技術規范,培養實踐研究和技術創新能力,并結合實踐完成論文選題工作。
全日制專業學位研究生的實踐環節內容由校內外導師共同協商決定,認真組織開展相應的企業實踐活動,并進行必要的總結和考核評估,獲得相應的學分。
(四)體現工程特色
強化工程實踐的總體思路是:面向工程,建設基地,提升工程實踐能力;依托課程,融合課外,協調開展創新教育。在與相關企業建立研究生培養基地與社會實踐基地的同時,不斷豐富學位論文的選題來源,使其有明確的職業背景和應用價值。在指導方式上,以校內導師指導、校外導師參與為主,合理運用理論知識和技術解決實際問題。
培養過程采取課程學習、企業實踐和學位論文相結合的方式。注重對工程應用和創新能力的培養,增長工作經驗,縮短就業適應期。在研究生入學后,導師要從學生的實際和社會需求出發,為其制訂培養計劃。課程設置要以實際應用為導向,以職業需求為目標,以綜合素養和應用知識與能力的提高為核心。
對于企業實踐環節,可采取集中實踐與分段實踐相結合的方式。通過建立校企培養基地,共同培養專業學位研究生,改革創新實踐教學模式,積極探索人才培養機制。
四、實施效果
(一)建立具有科學性、實用性的培養模式及課程體系
機械工程專業學位碩士的課程內容要根據企業需求和近幾年畢業生的就業情況來設置。機械工程專業學位研究生開設《機械工程領域工程實踐問題案例分析》、《機械制造技術應用與實踐》、《機械工程實驗與分析》及《實踐環節》等工程實踐與案例課程;同時還開設了相關的選修課,充分體現培養特色。
(二)確立科學、系統、前后呼應的教學內容
機械工程專業將《現代制造技術》、《現代控制理論及應用(機械)》、《現代設計理論與方法》集設計、制造、控制于一體,與選修課《復雜表面制造技術》、《數控設備設計與分析》等制造、設計、測試、分析相呼應,形成完整的課程體系。同時,將教師的典型科研項目加入課堂教學,按工程項目、工程案例和工程問題組織教學內容,提高學生的學習興趣和綜合實踐能力。
(三)建立實踐教學基地,提高學生的工程實踐能力
注重吸納使用社會資源,加強合作辦學,建立聯合培養基地,充分發揮我校機械工程專業學位人才培養的優勢。從2000年開始,以機械工程領域為依托,先后與沈陽多家大型裝備制造業企業建立研究生聯合培養基地,并保持長期合作關系,邀請該領域實踐經驗豐富的專家參與專業學位研究生培養,參加學位論文評審、答辯等環節。2010年5月,由沈陽市政府牽頭,我校與沈陽六家企業共同組建“沈陽鐵西裝備制造業聚集區公共研發促進中心”,為機械專業型工程碩士的培養提供更大的平臺。
(四)穩步實施“雙導師”制,建設一只具有工程實踐背景的師資隊伍
建設一支專兼結合,既有較高學術水平又有豐富教學經驗,具有工程實踐背景的師資隊伍,是做好工程碩士培養工作的關鍵。為體現工程碩士的培養特點,積極探索校內外“雙導師”制,即以校內導師為主,企業導師為輔,共同指導實踐環節、項目研究與學位論文等多個培養環節,共同承擔專業學位研究生教育的培養工作。
通過聘任更多有著較高理論水平和豐富實踐經驗的企業單位專業人才做兼職導師,同時不斷提高校內師資隊伍的專業化水平,鼓勵教師參與橫向課題,加強內部培訓,參加專業技能培訓等方式,豐富教師的實踐經驗,不斷提高專業課教師的專業實踐能力,提升整個專業學位研究生教育師資隊伍的專業化水平。自開始招收機械工程工程碩士始,即要求其導師由學術造詣深、工程實踐能力強,且有企業橫向科研課題背景的教授擔任,保證工程碩士的培養質量。幾年來,有20余位校內教師及每年吸納10余名不同學科領域的專家、學者和實踐經驗豐富的人員做校外導師,參與實踐課程、項目研究與學位論文等多個培養環節,共同承擔專業學位研究生的培養工作,增加學生的實際工作經驗,縮短就業適應期,取得良好效果。
(五)強化結合工程實踐背景的學位論文選題
CHEN Sa MAI Yun fei LUO Yan jie
(School of mechanical engineering, university of shanghai for science and technology,Shanghai,200093,China)
Abstract:Theteaching objective of mechanical engineering englishis that undergraduate students should have plenty of professional English knowledge and practical application ability.So the method of teaching reform is put forward,in order to resolve the problem of single teaching mode、dated teaching content and no balancing teachers and so on.In teaching process some resource of network and some skill about how to write scientific englishpaper are introduced, which will enhance interest in learning english. The class is activity by using multimedia.It has been proved that teaching reform is effective.
Key words:Mechanical engineering Professional english Teaching reform
隨著我國機械行業的不斷發展,對外技術交流和合作的不斷加強,要求大學生不但具有一定的機械專業知識,還要具有一定的專業英語水平,以適應社會經濟發展的需求[1-2]。專業英語的教學目標是將英語語言學習上升到將英語作為應用工具,即把英語最為本專業服務的工具來學,而不是把英語作為語言專業來學,這也是公共英語語言教學和專業英語教學的本質區別[3]。
機械工程類專業涉及機械制造技術、機械設計、機械CAD/CAM、液壓與氣壓技術、電氣控制技術、數控技術等方面的基本課程,不但涉及的知識面很廣,而且知識更新快,這使得機械工程類專業英語的教學難度加大。傳統的專業英語教學模式已無法滿足當前對人才的需求,因此該文從機械工程專業自身特點出發,探討專業英語的教學改革方法。
1 機械工程專業英語的重要性
中國在大學教育中一直都實行英語考級制度,這種制度的延續使得當代大學生畢業后都基本掌握了一些基本的英語聽說讀寫能力[4]。但是機械工程專業英語除了具有基本語言的特點之外,還具有其獨特的語言特點,需要學生能夠用英語來組織表達機械工程、機械理論和實踐操作等等。
當前我國經濟和科技水平高速發展,與其他國家在科技領域的合作不斷加強,如何在專業方面對外交流,如何學習國外先進技術,都需要大學生具備一定的專業英語基礎。尤其是走上工作崗位以后,對專業英語的需求更顯得迫切。在機械行業中外合資及外商獨資企業比比皆是,,即使是國有企業也在走向國際化,會大量進口設備,引進先進的技術,這些都需要能夠讀懂大量英語原版資料,能夠和外國技術人員交流和合作,畢業后的大學生將來在工作崗位上能否勝任這些工作,就是一個嚴峻的問題。
專業英語也是進一步深造學習的需要。對于需要讀的學生,要了解本專業領域最新的研究成果,必須閱讀大量的外文文獻,文獻中會涉及到大量的專業詞匯和專業知識。所以機械工程類專業英語的掌握就顯得越來越重要。
2 專業英語教學中存在的問題
2.1 單一的教學模式抹殺了學習的積極性
專業英語教學內容本身比較枯燥,專業詞匯多邏輯性強,理論推導多,一般闡述的都是原理概念,而且英語文章中長句比較多,包含的信息量比較大,初接觸者比較難以適應,學生會感覺學起來有一定難度。但由于教學方式受到傳統英語長期教學的影響,老師在有限的教學時只是一味講課,每次課的教學就是聽寫單詞、翻譯文章、課下作業、最后測驗考試,周而復始一成不變形成了程序化的教學模式,甚至有的個別老師在專業英語課程教學過程中僅僅是將課本上的文章語句逐一進行翻譯,教學課堂沒有生機和活力,嚴重抹殺了學生的學習興趣已經想要學習的積極性。
2.2 專業英語教學中師資力量難以平衡
針對教授專業英語的教師而言,一些工作較早的老教師在專業知識方面非常豐富,專業基礎課、專業課的教學方式也科學有效,但是在英語方面可能由于工作年限過長平時接觸較少、使用頻率不高,使得在專業英語授課的方面有一定的困難。而年輕教師剛畢業不久,一直在進行英語方面的學習,大量外文文獻的閱讀,使其專業英語水平較高,但大多數沒有實際教學經驗,課堂組織能力和對學生的駕馭能力有所欠缺,同時由于缺少實際企業工作經驗,在專業知識熟練度和廣闊度方面,以及將專業知識與英語更好結合起來能力上都有待提高,因此在上述兩點之間找到一個平衡點是關系到專業英語教學效果的一個較為重要的問題。
3 機械工程專業英語的教學改革
3.1 教課內容的改革
充分利用網絡資源,尤其是學校圖書館中文和外文期刊全文數據庫網絡資源。常用的外文期刊數據庫包括Elsevier公司的Science Direct電子期刊、IEEE/IET Electronic Library數據庫、Springer Link全文電子期刊數據庫等,學校圖書館網站都有。通過教授學生如何使用這些數據庫,如何查找自己需要的外文文獻,來引導學生查找與每次上課內容相關的國外文獻閱讀,通過大量的閱讀英文原始專業文獻,擴大了學生在專業領域的知識面,同時通過循序漸進的學習逐步積累了一定量的專業詞語,潛移默化的鍛煉了學生的英語閱讀能力。
加入科技論文寫作知識。撰寫科技論文是科技工作者必須完成的工作之一,隨著當前各個大學參與國際交流的機會越來越多,學習用英語寫作科技論文已經成為當前大學生的迫切需要。科技論文寫作的課程內容主要包括科技論文寫作的目的、意義、特點、寫作方法及科技論文需要遵循的各種標準、規范和語言習慣等。在講解過程中需要以標準的學術期刊論文模式為基礎,詳細介紹論文的各個組成部分及各部分如何撰寫和相應的要求。使學生初步掌握論文相對固定的格式,包括提名、作者署名、摘要、關鍵詞、引言、正文、結論、致謝、參考文獻等。
講課過程中教師可以結合自己的寫作實踐進行實例分析,介紹寫作過程中的技巧運用,使學生感到教師講授的內容不是理論上的泛泛之談,而是能夠使其結合所學專業,有所啟發,并在寫作中加以實踐的。
3.2 提高專業英語教師素質
針對上述專業英語教師方面存在的問題,我學院積極探索出了行之有效的方法,即針對出國訪學的老師,回國后必須要擔當專業英語課的教課工作,這些做訪問學者的老師,本身已經具有豐富的教學經驗,教學能力強,通過一段時間的國外經歷英語水平也得到了很大的提升,由他們擔任專業英語的教學,不僅可以向學生介紹當前國外機械工程方面的發展和現狀,使學生能及時了解世界前沿技術、開拓視野,同時還可以引入國外先進的教學方式和教學經驗,提升教學質量。
3.3 改革教學方法,提升學生興趣
在教學實施環節還要做到合理利用多媒體教學。多媒體播放圖片、動畫、視頻等教學資料,增大了課堂的信息量,活躍了教學氛圍,能夠幫助學生理解教學內容,提高學習效果;比如在每次課文內容講解結束后,播放一些相關內容的科普性英語短片,比如介紹機床加工工藝、數控機床自動控制、切削加工工藝過程等。由于剛學完相關內容,所以學生表現出濃厚的興趣,通過看、聽、講,也鍛煉了學生的聽說能力。
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)48-0045-02
一、我國高校機械工程專業畢業設計存在的主要問題及原因分析
存在問題:導師對本科畢業設計題目進行預先指定,給出具體實施步驟和解決方案,學生被動接受并完成,許多問題分別存在于選題、開題、設計或研究、論文撰寫、答辯、評價等環節中,表現在:無論是以軟件設計為主的計算機編程類題目,還是以工藝設計或以結構設計為主的工程設計類題目,綜合性不夠。選題環節中導師的課題題目大而空洞,畢業設計內容和要求不明確。
作者對北京科技大學機械工程專業2004級(2008年畢業)、2005級(2009年畢業)、2006級(2010年畢業)、2007級(2011年畢業)、2008級(2012年畢業)、2009級(2013年畢業)畢業設計的選題類型及來源進行統計分析,80%以上為自擬課題,務虛化嚴重。
設計類課題所占比例不足4成(2008年及2011年除外),有理科化的傾向。設計類選題(包括機電專業硬件設計、機械結構設計或工藝設計)較論文類(包括以軟件應用和程序編寫為主)題目比重所占比例過小。學生識別能力下降。
國內其他大學也有類似的情況:一人一題雖然可體現學生的工作能力和態度,但不利于培養合作精神,不利于設計成果的實物化和產品化;畢業設計任務書代替開題報告,設計環節學生得不到及時指導;低水平,重復多,創新能力不足;設計任務不明確,進度不合理;外文資料與設計內容相關性不強,綜述缺少整體感,文獻數量不夠;畢業答辯環節中提問簡單,學生回答隨意,成績評價不夠客觀;很少做出物理樣機或經過實驗驗證,不能反映學生的水平;畢業設計成績對就業和升學沒有太大影響,也是導致設計質量下要原因之一。
大學考核或排名主要依據的是科研而非教學水平,導致對教學不夠重視!高校擴招,教學和科研資源緊張,現有經費難以做出一定水平的研究。畢業設計是讓學生運用所學動手解決問題的良好契機,不良學術風氣造成粗制濫造現象嚴重!就業不容樂觀,設計與工作幾乎毫無關系,重視度不夠。畢業設計質量與指導教師有直接關系,選題深度廣度不夠。擴招后,師生比例呈放羊狀態。
二、國外高校工程專業畢業設計過程與要求
1.美國高校:許多研究型大學一般在大四開設頂峰(又譯尖峰)體驗課程,通過研究難度項目,把本科教育零碎知識整合,提高解決問題的能力,使學生獲得“頂峰體驗”。
美國工程頂峰體驗課程的采用,有利于學生接受新知識新技能。教學模式為:接受(Receive)―聯系(Relate)―反思(Reflect)―提煉(Refine)―建構(Reconstruct)。打通技能和知識間的壁壘,可使學生發現技能與技能、知識與知識、知識與技能之間的有機關系;反思過去改進不足;把學習經驗融會到知識和技能體系中。
(1)師資保障:ASEE2005年調查結果顯示,2005年所有工程類高校教師均參與了頂峰課程及項目。教師主要擔當指導(57%)、咨詢(34%)和評價(16%)等三種角色。
(2)經費保障:經費是保證課程質量的重要保障。成本在1000美元以上項目:硬件成本55%,物資成本63%,旅行成本26%,軟件成本36%,其他成本26%。
(3)項目保障:項目數量關乎質量。2005年,每個項目團隊有10個以上的項目的占4%,有7~9個項目占3%,有4~6個項目占10%,有1~3個項目占12%,有1個項目占71%。每門工程頂峰設計課程有16個項目的占12%,有11~15個項目的占11%,有6~10個項目的占23%,有2~5個項目的,所占比例是38%,有1個項目,所占比例是17%。
(4)設計流程保障:綜合考慮需求擬定科目,工程課程的主題定位為:首先要易于整合以往學生的學習知識和經驗,其次要易于學生在實際的工作中使用所學技能和知識。
專家經過評估后,編寫大綱,即課程目標、教學方法、教學內容、教學時間、考核方案等。
2.英國高校:有些專業要求寫畢業論文,有選修有必修,較多部分是以課題為主。以英國帝國理工學院(Imperial College,簡稱IC)為例,機械工程專業本科畢業設計過程可分為:(1)及接受畢業設計任務書;(2)依據畢業設計任務書的內容及要求進行考察、調研、查閱資料,并制定畢業設計任務進程表,進行總體方案設計;(3)詳細設計;(4)樣機制造及裝配;(5)樣機性能測試、實驗和綜合分析;(6)撰寫總結報告;(7)考核答辯。英國IC機械工程專業畢業設計過程時間為15周。
IC的畢業設計不是一人一題,而是四人組成團隊,題目一樣,但參數不同,成員共同完成。之后,將實驗與理論結果進行對比分析,成績評定由實驗測得實際效率決定,最后評定出最佳設計和最佳工藝獎。
由IC的畢業設計,可看出英國高校畢業設計的特點:選題綜合性強,熟練運用AUTOCAD、SOILDWORKS、FLUENT、ANSYS等各種CAD/CAE軟件包;3~5人組成小組,進行設計,培養加強團隊合作精神;成績評定基本基于對學生畢業設計成果的實際功效做出;對深造或就業影響重大,因此學生們一開始就投入最大的熱情和努力。
3.德國高校:德國工程應用型大學除必要外,不開純理論課程。學生畢業設計課題需自己到企業尋找。政府制定法規、優惠政策和提供經費。
(1)德國大學本科機械專業教育階段:德國本科生教育第一階段為兩年,學習各系共同基礎課程,進行選拔和淘汰。第二學習階段也是兩年,學生選擇專業方向,完成選修課、必修課和任選課程的學習任務,還需要完成學校規定的課程設計、專題報告、實驗、實習和畢業論文。第五學年,花3~6月時間寫畢業論文。
(2)畢業設計選題:大公司在本單位的報紙雜志上或網站課題信息,學生提出選題申請,企業對學生選擇錄取與否。小公司直接與學校聯系。
(3)畢業設計管理方式:如果申請畢業設計題目的學生被公司選中,公司會安排工程師來指導畢業設計,包括給出具體的課題名稱、任務內容及要求、課題時間進度、預期結果等。學生在公司做畢業設計課題一段時間(如2~3個月)后回到學校,導師進行審查。一旦導師和學生均認為能夠完成,該課題就可作為學生正式畢業論文課題。
(4)畢業設計基本要求:包括100頁左右的文字材料、需要的圖表及說明論文格式。論文以應用為本進行質量控制。課題未完成,但學生以科學的方法進行研究,一樣可獲得通過。
(5)畢業設計成績考核及評定:畢業論文與專業考試用五分制進行評定。畢業總分是由論文分數加上專業考試分數得出平均分數。考核評定畢業論文原則上一般由兩位考官完成,一位(教師或畢業設計單位工程師)由考試委員會主席委派,另一位是畢業論文題目的指定者。如果兩位考官在評定考核中有意見分歧時,則采用地方性考試的評分規則。成績由學校教師給出,畢業設計單位不參與成績評定。
4.法國高校:對應的課程設計:從題目到項目開展及檢查,都與企業聯系密切,等同于我國本科階段的“畢業設計”課程,但在形式與方法上有差距。
法國課程設計的特點:(1)法國的課程設計學分較多,為本科總學分的1/16,我國高校畢業設計平均占總學分的1/20;法國工程師學校與我國的工科院校畢業設計的時間都是16周,一個學期,但法國工程師課程設計每天2學時,一周5天,共16周,總計160學時,而我國畢業設計總學時數是640,畢業設計要求學生每周5天,每天必須保證8學時,總共16周,法國學生只需要每天2學時。(2)法國工程師院校工程師階段的第二年,即四年級的課程設計題目通常以公司題目為主,經過主題演講階段、題目選擇階段、演講階段。(3)組織形式:以團隊形式完成。為保證科學及結果上的正確性,每一個“項目設計”小組均配備相關專業教師。(4)指導方式及要求:主要集中在實驗、選材及答辯等方面。教師提供參考資料供學生查閱,提供方法和思路供學生開展實驗、表述過程及結果,定期報告,經過反復分析和實驗獲得結論,準備答辯。教師給予指導。(5)考核方式:在學期末,課題進行最后答辯,以此作為企業工程師第一年一項重要的考核指標。答辯考核既有企業教師,也有本學院教師。
法國課程設計的優缺點:強調團隊協作,課程設計及答辯各個環節均以團隊――組的形式進行。“項目設計”學時占學年全部課程的20%,學生每周有專門時間參觀公司、做項目。“項目設計”是考核學生的重要指標,占到3~6個學分。
三、對我國機械工程專業畢業設計改革的啟示
淡化專業方向,加強通才教育。選題綜合性強,不局限某一方面訓練,選題采用校企聯合形式。3~5人以組為單位進行畢業設計,培養加強合作精神、設計成果的實物化和產品化。研究經費籌備由學校、企業及教師共同分擔。畢業設計考核成果多樣化,圖紙、畢業論文、報告、實物及程序或視頻等多種形式成果,只要能反映創新成果,就可達到目的。畢業設計大四上學期或大三下學期開始,主要是基礎知識及研究(設計)工具熟悉、對設計項目進行理論知識及文獻準備。
參考文獻:
[1]夏伯乾,馮靜,郭紅.中外高校機械工程專業畢業設計的比較與思考[J].青島職業技術學院學報,2011,24(6):64-67.
中圖分類號:G642.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)04-0036-02
一、引言
目前,我國機械工程研究生的培養方向一直以學術型為主,學術型研究生基礎理論知識較扎實,但解決工程實際問題的能力相對不足的矛盾逐漸凸顯出來,當前研究生培養模式就是造成這種現象的主要原因之一。因此,探討一種行之有效的機械工程專業學位研究生工程培養模式,成為了當前研究生教育的重點內容之一。
自恢復研究生教育以來,我國機械工程研究生的培養方向一直以學術型為主。每年畢業的機械工程研究生主要為高等院校和科研單位培養,從事科學研究及高等教育工作。而學術型機械工程研究生主要以基礎理論為主,存在工程實踐方面不足等問題。目前,以市場化為主導的國家經濟模式使機械工程研究生的數量在不斷增加,機械工程畢業研究生數量使高校和科研單位飽和,多數研究生將以大中型企業等單位為就業的主體。因此,為了適應當前大中型企業及國家經濟發展的需求,對研究生工程能力的要求越來越高,并成為當前研究生教育的重點內容。
綜上所述,在研究生工程能力的培養中,存在一些不足之處,制約了研究生的培養效果,達不到社會對研究生的期望值。因此,很有必要對機械工程專業學位研究生的創新素質和科研工程能力的培養模式進行研究,為機械工程專業學位研究生的教育提供一種有效地、可行的教育模式。
本文主要對基于工程項目的機械工程專業學位研究生工程實訓模式進行研究,結合本人所指導的機械工程專業學位研究生的培養,以企業項目案例為平臺,對其科研工程意識、科研工程知識及科研工程能力等方面進行培養,使其具有較強的創新素質和科研工程能力,為其他研究生的培養模式研究提供理論依據。
二、科研能力和創新能力的基礎培養
科研基礎知識和科研意識是科研能力和創新能力的基礎。科研基礎知識主要包括與研究方向相關的機械和電氣控制方面的理論基礎知識和應用軟件方面的知識,如機械原理、高等數學、理論力學、現代控制理論、二維和三維工程繪圖軟件等基礎知識和應用軟件;科研意識主要是指科研工程項目的前瞻性能力和創新欲望。
(一)基于實際機械系統的學習模式
課堂教學的理論知識僅僅是工程項目實施的基礎知識,將這些基礎理論知識應用于工程項目的實施,還需要不斷提高科研工程知識。本項目以6-DOF串聯機械臂系統為例,指導和加強研究生學習與機器人相關的理論知識以及工程項目實施方面的知識,了解國內外機器臂的發展動態,加強掌握科研基礎知識,增強研究生的科研工程項目實施的意識。
以首鋼莫托曼機器人有限公司研制的6-DOF串聯機器人系統為例,啟發和誘導研究生掌握該機械人研制的關鍵科學問題和工程實施中關鍵工程工藝問題等,包括運動學、動力學和機械系統設計等方面。針對每部分關鍵科學問題和工程實施中關鍵工程工藝問題等,發揮研究生的主觀能動性,對機械臂進行系統的研究,進一步完善研究生的科研能力和創新能力。
這種通過實際案例的學習方法可以理論聯系實際,使理論學習內容可視化,直接驗證理論學習的可行性,加深了學生對課程內容的理解,促進了理論知識在工程方面的應用,同時也增加了學生的學習興趣。
(二)基于已實施的科研工程項目,探索性實踐教學模式
基于已實施的國家基金項目“串并混聯擬人機械腿的力約束及動載協調分配問題研究”,指導學生探索性學習機械工程項目實施方面的知識。首先,引導學生掌握該項目立項的依據,即項目實施的工程和科學意義,同時使學生了解該項目的研究內容以及研究內容及創新點提出的工程科學意義。然后,針對研究內容,引導學生展開研究,啟發誘導研究分組進行運動學、動力學、機械系統設計等方面的實踐,進一步提高科研工程實施能力。最后,研制串并混聯擬人機械腿樣機。
(三)科研工程培訓總結
對已進行的工程案例進行總結,發現自身的不足之處,提高相關科研理論知識和工程項目實施方面的能力,寫成科研工程論文,以提高研究生的總結能力,對研究生今后的工作奠定基礎。
通過上述學習方式,鞏固了研究生的科研基礎知識,增強了研究生的團隊協作意識、科研動力及興趣,有利于研究生激發出創新思維,也有利于營造一種和諧向上的學術氛圍。
三、科研專業知識及科研能力的培養
科研工程專業方面的能力主要是指在項目實施過程中,理論知識及工程實踐經驗等的運用能力。本文主要通過探索性實踐的方式,來檢驗研究生科研能力的掌握程度。以一種新型雙軸顎式破碎機的設計為例,增強研究生的科研和創新能力。首先,對目前顎式破碎機進行調研,發現現有破碎機的不足之處以及需要改進的地方;其次,基于現有破碎機的不足之處,提出新型顎式破碎機方案,解決現有存在的問題;然后,對新型顎式破碎機進行性能研究并進行設計方法研究;最后,研制樣機并進行實驗研究。
通過對當前顎式破碎機的調研,發現當前顎式破碎機存在破碎物料不均勻、破碎效率低、顎板磨損厲害、很難實現超細破碎以及耗能大等缺點。為克服傳統顎式破碎機的不足之處,提出了一種新型的雙軸復擺顎式破碎機。
對這種新型雙軸復擺顎式破碎機的行程特征值、運動學、動力學等性能進行研究,給出各性能的分布規律。首先,應用遺傳基因方法對新型雙軸復擺顎式破碎機的結構參數進行優化,給出合理的結構參數,同時考慮加工與裝配工藝性,設計了一種雙軸復擺顎式破碎機樣機;其次,對這種樣機進行試驗研究,結果表明,同樣破碎500kg的物料,單軸機需要269s,而雙軸機只需要52s,只占單軸機破碎物料所需時間的五分之一;然后,在細料占總成品的比例上,雙軸是單軸的2.5倍,在每小時的生產能力上雙軸是單軸的5.2倍;最后,在衡量破碎機產能的指標值S上,雙軸是單軸的2.5倍。因此,綜合上述的分析和數據認為,新型雙軸復擺顎式破碎機的性能明顯優于單軸破碎機,具有很好的工程應用價值。
四、結論
本文基于實際工程項目的機械工程專業學位研究生培養模式的研究,提高了研究生的科研素質及創新能力等,研究生獲得了一定的成績。在這個過程中,研究生研制了擬人機械腿、顎式破碎機等樣機,提高了工程能力。同時,還撰寫和發表了多篇學術論文,授權了多項發明專利和實用新型專利。
參考文獻:
[1]張紅,張翼宙.培養研究生創新能力全面提高科研素質[J].中醫教育,2007,26(3):54-57.
[2]林秀英,楊炳鈞,劉邦凡.試論研究生素質教育與英語教學[J].西南師范大學學報,1999,(1):57-60.
關鍵詞:項目教學法;計算機仿真;創新;實踐
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)24-0144-02
一、前言
研究生教學有其突出的特點,他們中多數人理論基礎扎實,獲取書本知識能力強。但同時也存在創新意識和創新能力不足、工程應用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學的實踐,結合本學院研究生專業方向、課程內容針對性強等特點,對如何在研究生教學改革中突出培養學生的自學能力、創新能力,增強學生的創新意識與工程應用能力等問題進行了一些改革創新。
二、課程定位及課程特點
隨著現代工業的發展,科學研究的深入與計算機軟、硬件的發展,計算機仿真技術已成為分析、綜合各類系統,特別是大系統的一種有效研究方法和有力的研究工具,計算機仿真技術已經廣泛應用在各技術領域、各學科內容和各工程部門。仿真技術已經在國防軍事、國民經濟、社會生活的眾多領域發揮了重要的作用,國內外眾多學者認為,仿真技術“正在成為與理論、實驗并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段”,因此仿真技術
被認為是“使能”技術。計算機仿真技術是仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分,具有綜合性、多學科交叉等特點。
為了拓寬機械工程專業基礎,提高培養對象的整體素質,更好地適應社會對機械工程專業人才的需求,高校工科專業的研究生應掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術課程是我校機械工程學院面向所有研究生各專業方向的研究生開設的一門專業基礎課程,考慮專業應用需求并結合教學實踐情況,課程目的是通過本課程的學習,要求學生掌握計算機仿真技術方面的基本理論,基本知識和基本技能,培養學生分析問題和解決問題的能力,為今后分析、綜合各類工程系統或非工程系統提供一種有力的工具,以便能靈活應用所學的計算機仿真技術為本專業工作服務。
一方面,基于仿真技術課程的內容方法較多,實踐性強的特點;另一方面,授課對象專業方向較多、授課學時有限等特點,如何解決在有限的教學課時內講授內容繁多的仿真內容、對計算機仿真技術課程進行教學方法和手段的改革探索和實踐,以達到計算機仿真技術教學目標。
三、教學內容的設置和教學方法的選擇
課程開設初期,由于只是機械電子工程專業方向的同學選修,所以所講內容基本針對該專業方向進行設置。隨著選修人數的不斷增加,以及選修學生所屬專業方向的擴大,專業方向包括:機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、機械工程(專業學位)等,基本涵蓋了機械工程學院的所有專業方向。
計算機仿真技術課程涉及多個交叉學科,緊密相關的課程包括數值計算方法、計算機編程、計算機圖形學、高等數學、自動控制原理、現代控制理論、優化設計等課程。如何講出本課程的特點,并充分結合相關課程內容,必須在教學內容的選排上下功夫。
項目教學法是一種以任務驅動、以項目為基本教學單元,將理論教學和實踐教學有機融合在一起,強調綜合能力的培養在研究生教育中的重要性,突出學生在整個教學過程中的主體地位。因此,為了滿足各個專業方向學生的要求,使他們能夠掌握一門工程分析技術,為后續的學術論文和碩士學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段,本人在講授該門課程的過程中,逐年對教學內容、教學手段和教學考核方法等不斷進行調整和完善。
1.采取項目專題方式進行教學內容的講授,調整授課內容,采用專題教學方法使課程主題內容分明,有利于將仿真方法講深、講透。
2.擴展所授課程內容涵蓋的范圍,包括數值計算、優化設計、圖形可視化、控制系統特性仿真、控制系統設計以及與外部軟件的接口等內容,以滿足各專業方向學生的需求。
3.增加與課程相結合的實驗教學內容。計算機仿真技術本來是實踐性很強的綜合性技術,仿真技術本身是在對控制系統分析的過程中不斷完善和發展起來的。因此并結合各個專業研究生的不同研究方向,靈活設計若干個專題實驗,使學生學以致用,培養學生將該門課程應用于實際工程的能力。
4.采用多個工程應用實例進行教學,從系統應用、數學建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使學生從生產實際認知的研究對象,提升到理論高度的學習,應用所學的各科理論知識和技術手段,進行數學建模、仿真建模的建立,并對模型求解以及特性進行分析,獲得直觀結果,提高學生學習興趣,最終解決實際工程問題,培養學生解決工程實例問題的能力。
5.結合學科前沿,進行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統的模型、仿真算法設計、仿真及結果分析這一流程后,為強化計算機仿真在實際工程的應用概念,在此基礎上,以項目形式,開展課程學科前沿以及⒏妹趴緯逃胂執技術融合等專題討論。
6.增加實驗環節,培養研究生工程實際應用能力。利用各種平臺,擴充計算機仿真技術資料,提供最新的仿真案例,結合教學團隊的科研課題,設計實驗項目,培養研究生工程實際應用能力。
四、項目教學法的教學效果
基于項目教學法計算機仿真技術課程的教學方法改革與實踐,滿足機械工程學院各個專業方向研究生的需求,教學方法和手段的完善,使研究生自主學習能力、創新能力和工程應用能力等得到了進一步的提高。
計算機仿真技術作為工科研究生的必備研究手段和技術,使學生掌握一門工程分析技術,為后續的課題研究、學術論文和學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。
主管單位:黑龍江省教育廳
主辦單位:佳木斯大學
出版周期:雙月刊
出版地址:黑龍江省佳木斯市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1008-1402
國內刊號:23-1434/T
郵發代號:14-176
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1983
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)03-0162-02
建設國際一流的學科是創建國際一流大學的基礎,堅持以一流為目標,以機械工程學科為基礎,優化課程結構體系,培養創新型人才。機械工程學科課程結構建設是研究生培養的重要特征,也是創新型人才培養的重要載體和平臺。本文以大學排名為依托,選取全球范圍內認可度較高的大學排名――國際高等教育研究機構Quacquarelli Symonds(簡稱QS)世界大學工程技術類排名的各項參數作為依據。設計人工神經網絡模型,將眾多復雜的指標綜合起來,并予以量化。
一、課程結構與創新型人才培養的關系
培養創新型人才既是當前中國高校教育改革與發展的一個重要課題,也是中國經濟社會發展的迫切需要,對知識的學習和積累也提出了更高的要求。任何課程體系都必須圍繞并服務于創新人才各方面素質的全面發展以及個性培養而設計,不能顧此失彼,從各門課程的組成要素看,也必須注意進行整體設計,兼顧各要素之間的聯系,才能起到相互促進的作用[1]。人們在社會科學、自然科學和技術科學等各學科內,通過多門學科相結合,運用各種方法、技巧等,使其相互結合,形成新的學科,提高研究生的創新能力。
二、基于BP神經網絡的機械工程研究生課程結構分析
BP神經網絡是被廣泛應用的一種重要網絡形式,主要用來進行非線性系統的輸入輸出映射關系建模。本文采用的是隱含層為一層的三層BP神經網絡模型,該模型為有監督的多層前向網絡,由三層神經元組成:輸入層、隱含層和輸出層,其不同層之間用網絡權值進行連接,同層內部神經元之間沒有連接關系[2]。
通過對QS世界大學排名中工程技術類排名前400的部分院校進行排名指標數據整理和匯總,以及對其機械工程學科研究生課程進行搜集和分類,參考部分典型的課程結構分類標準,將機械工程學科的研究生課程分為自然科學基礎、工程技術基礎、機械設計、機械制造、機電一體化、生物方面、能源環保方面、微納尺度、管理九類課程,作為九個指標,將其每類課程所占百分比,作為BP神經網絡輸入層的神經元;輸出層有四個神經元,數據來源于QS世界大學排名中工程技術類排名,包括總體得分、學術聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用數。通常我們要根據網絡收斂性能的好壞來確定隱含層神經元個數,通過對大量網絡模型結構的分析研究,得到以下經驗公式[3]:
S=■+a 1≤a≤10 (2.1)其中S為隱含層節點數,m為輸入層節點數,n為輸出層節點數。根據公式(2.1),我們首先將隱含層神經元數目設置為10,然后逐步增加到15和20。進行多次實驗,通過誤差的對比,發現在隱含層神經元個數為25時,該BP神經網絡的性能最好。因此,該BP神經網絡模型隱含層神經元數目設為25。將輸入數據的70%作為訓練數據,15%作為測試數據,15%作為驗證數據,通過對訓練結果進行測試,誤差達到所要求的范圍內則說明網絡模型良好[4]。利用MATLAB訓練及測試后的網絡誤差情況如下頁圖1所示,訓練和測試誤差均達到預期效果,大多集中在零誤差附近,該模型滿足實際的應用要求。
三、中國高校與國際一流學科大學的對比分析
列舉中國某“211工程”、“985工程”高校,對其研究生院機械工程學科課程結構進行調查與統計,將其課程分布的9個參量輸入到訓練好的BP神經網絡,推測出其總體得分、學術聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用數4個參量。
輸入x=[9.76 13.82 39.84 11.38 21.95 0.00 0.81 0.81 1.63];
輸出ans=57.8018 28.9101 38.9170 72.6147
中國某高校總體得分為57.8018,學術聲譽28.9101,全球雇主評價38.9170,單位教職的論文引用情況72.6147。從推測出的數據看,在QS排名中,中國某高校主要落后在學術聲譽、全球雇主評價等指標上,相比于國際一流學科高校還是有很大的差距,差距最大的主要是科研水平和國際化方面,尤其是在科研水平方面。對比來看,在課程設置中,國際一流大學一流學科都有著豐富的課程設置,強調多學科融合以及新興領域的學習,注重課程設置,推進創新型人才的培養。中國高校要創建國際一流學科,加大培養創新型人才的力度,應強化基礎知識的學習,多開設工程技術基礎類課程;在此基礎上,加強專業知識的拓寬,不同專業方向專業課程供開放選擇,增設新興領域的課程學習[5]。另外,要強化多學科知識的融合,設置大量交叉學科課程,提高實踐能力,鍛煉和提高學生的實踐和創新能力。
四、結論
本文研究了國際一流大學機械工程學科的課程體系結構,利用QS世界大學排名相關參數指標,建立了三層BP神經網絡分析模型,對國際一流高校的機械工程學科課程結構進行了分析。基于所建數學模型,求出了中國某高校的QS總體得分、學術聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用情況等。選用QS排名中的29所高校作為系統樣本,其中25組作為訓練樣本,4組作為測試樣本,通過MATLAB完成網絡的訓練和測試,使用訓練好的BP網絡模型,推測QS排名系統未列出的中國某高校的QS相關參數,將其與國際一流學科的數據進行了比較分析。結果表明,中國某高校機械工程學科在課程結構設置上需要整體優化,強調多學科融合,拓寬知識面,鞏固基礎知識學習,加大創新型人才培養力度。
參考文獻:
[1]郭叢斌,孫啟明.中國內地高校與世界一流大學的比較分析――從大學排名的視角[J].教育研究,2015,(02):147-157.
[2]饒海琴,雷良海.重點課程建設對創新人才培養的思考[J].課程教育研究,2013,(32):255-256.
[3]盧錚松,李珂珂.基于人工神經網絡的研究生課程評價模型[J].現代教育技術,2009,(10):53-57.
[4]聶勇,馬其平.國際一流高校創新型人才培養模式建構的思考[J].內蒙古農業大學學報(社會科學版),2011,(06):126-127.
[5]劉強,潘鵬飛,王玉清.變革中的大學學科排名――QS世界大學學科排名最新進展與反思[J].比較教育研究,2015,(12):35-41.
Research on the Course Structure of International First-Class Mechanical Engineering Using Neural Network
YANG Yang,WANG Hong,HUA Cheng-cheng,YIN Chang-hao,LI Kai-yuan
主管單位:國家教育部
主辦單位:浙江大學;中國機械工程學會
出版周期:雙月刊
出版地址:浙江省杭州市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1006-754X
國內刊號:33-1288/TH
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1994
期刊收錄:
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)06-0184-02
隨著科技不斷進步,構建機械行業終身教育體系,培養專業技術人員的學習能力、實踐能力和創新能力,提高專業技術人員隊伍的整體素質,是我國由制造大國變為制造強國的需要。[1]由權威的學術機構對專業工程師進行資格認證是國際慣例。機械工程師資格認證考試是由中國機械工程學會與教育部考試中心聯合開展的機械工程師資格認證項目。在工程領域的研究生教育環節增設機械工程師資格認證技術基礎課程(下文簡稱本課程)并組織實施在校研究生參加機械工程師資格認證工作,既能夯實學生的專業知識基礎,又能綜合提升學生的綜合素質,為他們的科研實踐活動提供助力。
一、工程類研究生培養目標及本課程設置的思考
掌握學科或專業領域的基礎理論和專門知識,具備運用專業知識分析解決實際問題的能力,是工程類碩士研究生培養的基本目標。在我國工程類研究生的培養過程中,受工學研究生培養模式的影響,大都還是強調理論知識體系的創建,強調論文的發表,忽視其他能力的培養。而工程領域涉及面廣并且具有跨學科的特點,在工程類研究生課程內容的組織上應該緊跟學科專業領域發展的動態, 而不應該只拘泥于現成教材的講授。[2][3][4]本課程的教學及考核內容最大限度地順應了工程類碩士生的培養目標。
二、本課程的教學目標及教學內容
本課程是以培養具有創新實踐能力的優秀機械工程技術人員為教學目標。通過在機械工程專業工程類研究生中開設本課程以及組織實施在校研究生參加機械工程師資格認證工作,使專業學位碩士研究生的培養既滿足行業需求,又達到專業學會對人才工程技術能力要求的標準。
本課程以機械工程學會馮敬之編寫的《機械工程師資格認證考試指導書》為主要教材。課程教學內容涵蓋7大部分:一是工程制圖、極限與配合,機械工程相關標準;二是工程材料;三是機械產品設計;四是機械制造工藝;五是企業管理、工程經濟;六是機械產品質量控制;七是數字控制技術及機械制造自動化。
本課程教學內容豐富,其中的企業管理,工程經濟,產品質量控制及制造工藝中的工藝裝備的設計與制造,機械加工車間平面設計及裝配等教學內容對于傳統的工科在校生來說是陌生的,主要是因為在他們的傳統課程設置中基本見不到這樣的教學內容。傳統的工科學生對于上述知識基本都是在工作實踐中片面地了解一點,既不系統又不全面。但工程類研究生教育不是脫離實際的高雅教育,而是關注社會經濟發展的務實教育,是與社會生產緊密相關的教育。[2]在機械工程專業工程類碩士研究生中開設本課程既對其已有的知識理論進行了綜合提升,又最大限度地拓寬了其知識范圍,提升了其實踐能力。
三、機械工程師資格認證的考試內容及考查方式
機械工程師資格認證考試由中國機械工程學會聯合教育部考試中心組織實施,一年一次,屬于全國范圍的國考。這個考試在1天之內完成,上午下午各3個小時,教學內容的7大部分在考題中均有涉及,基本做到了考試內容的均衡性。上午考試為閉卷考試,滿分120分,考試題型分為80分的選擇題和40分的簡答題,其中簡答題每小題5分,所有題目均為必答題。下午考試為開卷考試,滿分80分,考試題型分10分的綜合題和20分的綜合題2種,每種均為6道考題,其中10分題6選4必答,20分題6選2必答。開卷考試題目綜合實踐性非常強,重點考核考生對知識的實際運用及解決實際生產問題的綜合能力。
四、本課程的教學實施
本課程自設立之初各位教學相關人員就樹立了明確的目標,以全面豐富學生工程理論,打造工程領域專業人才為己任,以通過機械工程師資格認證考試為動力,以機械工程師技能要求為標尺,為達到最佳教學效果進行了教學研討,并制定了下述相關措施。
(一)專家組團授課
由于本課程以通過機械工程師資格認證考試為目標,教學內容的設置參照了機械工程師資格認證考試大綱,教學內容豐富,考核范圍廣,為了達到最佳教學效果,采取開展專家專題講座及各專業教師組團授課的教學模式。教學中邀請的專家有的來自中國機械工程學會,有的來自科研院所,他們既有較強的工程實踐經驗,又有較高的理論水平。授課過程中他們引用的各種實踐案例極大地開闊了學生的思路,所采取的解決問題的方法對學生的思維訓練起到很好的點撥和引導作用。接受授課任務的專業教師都是相關專業的教學骨干,他們知識基礎扎實,教學經驗豐富,對教學內容的把握精準全面,能最大限度地保證各部分教學內容的教學效果。
(二)理論與實踐相結合
本課程的授課對象是在校研究生,這些學生在讀研之前來自不同的院校或企業,他們的認知能力千差萬別,而本課程的教學內容很多,學時又短,如何讓他們在短時間內掌握所學內容,豐富實踐經驗,成為擺在任課教師面前的艱巨任務。本課程結合課程組的優勢,最終采用理論與實踐相結合的方式,在相關理論授課過程中,相關實驗室全面對學生開放,并有專業教師負責答疑講解,讓學生最大限度地做到對理論與實踐的相互驗證。
(三)開展專題訓練
學生在解決實際問題中往往能反映出他們對知識的理解掌握程度,機械工程師資格認證考試的目的也是考查考生處理實際問題的綜合能力。為進一步夯實學生理論基礎,增強學生自信心,提高機械工程師資格認證考試通過率,課程組研讀了機械工程師資格認證考試大綱,以及歷年機械工程師資格認證考試試卷,結合一些典型題目給學生講解,并組織一些項目研討來對學生進行工程思維訓練。
(四)開設學生研討課
由于學生的實踐經歷互不相同,即使接受的是相同的教學,學生對知識的吸收和掌握總會存在一定差異。為了整體提升學生對知識的理解掌握程度,教師專門針對學生開設了研討課,并在課程中期和末期分兩次進行,這樣做克服了時間跨度長、知識遺忘多的弊病。為了增強研討課的針對性及效果,教師在課程進行過程中陸續收集學生問題,對問題進行記錄并按其難易程度進行分類,找出學生學習的疑惑點,形成研討課的研討內容。同時把要研討的內容分解成若干層進式的小問題交給學生課下討論,要求學生以小組的形式寫出討論結果并在上課前交給老師。教師在上課前對學生的討論結果進行梳理并反饋給學生,同時對學生的討論結果進行補充并帶領學生一起進行總結,最后結合工程背景及相關案例給學生出一些相關的題目繼續在課上討論,要求學生辨別討論題目的共性及差異性,形成思維要點。
五、本課程的教學效果及今后努力的方向
本課程自開課以來,經過多方努力,得到了廣大學生的認可,參與選修的學生都在用對待必修課的勁頭在用心學。2014年參加機械工程師資格認證考試的學生有34%多順利通過考試,與全國平均30%左右的通過率相比,這樣的成績是喜人的。2015年參加考試的人員與2014年持平,通過率也差不多。
大部分考生都感覺到,本課程的學習不僅是對以前學的機械基礎課程做了一次大的知識梳理,而且所了解到的很多工程案例為解決綜合實際問題提供了很好的思路。更重要的是他們學到了在以前的課程中根本學不到的知識,諸如設計中要有人本思想,設計的產品既要美觀實用又要站在使用者的角度考慮安全便捷等因素。
在聽取學生反饋意見的同時,課程組也詢問了各位碩士生導師對本課程設置的看法,大家也都表示學生學習了本課程之后,知識系統性明顯增強,知識理論基礎越來越扎實,碰到實際問題時思路更廣,解決問題的能力增強。總之,學生的綜合能力都有了一定提升。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 張士兵,包志華,徐晨,等.“卓越計劃”背景下研究生培養模式的改革與實踐[J].淮海工學院學報(社會科學版),2011(22):21-23.
1.培養條件差異化較大對于地方高校而言,一方面,相當于國內一流高校和各種強大資源,其硬件條件(如實驗條件、經費支持、信息資源等)和軟件環境(師資力量、管理體系、研究氛圍、校企合作、公共關系等)處于相對劣勢。但另一方面,與重點大學相比,地方高校更為重視工程碩士培養,在導師選聘、學生待遇、學習環境上或能提供更有優越的條件,且政策層面更加靈活。以某地方高校2009屆機械工程領域工程碩士為例,共29人,學院在授課方式、生活學習條件等方面實行政策傾斜,并為每位研究生配備雙導師,研究生論文全部來源于企業生產實踐。因此,地方高校工程碩士培養條件往往呈現很大的差異性。
2.生員質量參差不齊(1)知識背景各異:由于機械行業是一個技術密集型行業,涉及材料、機制、電氣、測控、管理等諸多學科,生員專業差異性大、畢業院校也各自不同,因此該領域的生員背景知識差異較大。(2)文化基礎較為薄弱。工程碩士研究生大多來自地方大中型企業的產品研發、生產一線及管理部門,具有極為豐富的產品開發設計、生產、管理經驗,但絕大部分人員離開高校較長時間,加之工作繁忙,沒有時間、精力學習本領域的前沿理論,存在一定知識陳舊現象,且英語、計算機等文化課基礎較為薄弱。(3)學習積極性高但往往“心有余而力不足”,參加工程碩士學習的學員絕大多數都是是單位的技術骨干和中層管理干部,甚至有些擔任重要的行政職務,往往很難保證充分的學習時間和精力。
3.培養目標難以實現協調一致地方高校機械領域工程碩士培養目標的實現需要高校、企業、研究生本人三方通力協作才能得以實現。然而,在具體實踐過程中往往會出現一些問題。(1)企業迫切需要學校培養出創新能力強、能夠理論聯系實際、為企業創造大量經濟效益的應用型人才,但是往往很難將上述目標轉化為具體的培養方案并落實在具體的培養過程中。(2)大多高校在工程碩士的培養過程中受以往慣性影響,往往會傾向于更為重視研究生的理論及學術水準提升,未能有效與企業溝通,協調一致,從而難以滿足企業對于人才的要求。(3)絕大多數學員都是抱著很強的求知欲來學習的,但是往往低估了學習過程的艱苦性,加之家庭、工作方面的影響,往往會降低自己的要求,演變成為僅僅為了畢業證和學位證而學習,把獲得更高層次的學位而有利于自身發展作為學習目的。
4.過程管理不夠建全和完善工程碩士研究生往往是企業的技術、管理骨干,承擔著繁重的科研、生產、管理任務,而工程碩士培養過程又是“進校不離崗”,因此在碩士生培養階段的學員往往在學習時間、學習地點、投入精力上會出現工作與學習之間的沖突;此外,學習內容與學員自己的知識背景差距大,學習難度大;同時,導師往往在學校承擔有其他教學科研任務,難以全身心投入。其次,在實際培養中往往沿用學術型培養模式,學院負責研究生的理論課教學、論文開題、中期檢查、答辯等工作,企業很少能參與人才培養的各個環節,往往造成企業對人才的質量要求與研究生的培養脫節。另外,“雙導師制”是針對工程碩士特點而實施的,但由于學員是在職學習,大部分時間在企業,學校導師往往很難像指導學術型研究生那樣細致指導,企業導師則往往是業務骨干或高層管理人員,難以抽出有效時間進行科學指導,從而使得工程碩士指導過程出現空檔。
5.評價標準難以把握工程碩士培養是為工業企業培養具有創新能力的應用型人才,內容側重于應用能力和工程實踐能力。因此畢業論文中應強化解決工程問題的新思路、新設想、新工藝、新方法、新技術,而不一定要求具有較高的理論研究水平。而校內指導老師往往沿襲以往慣例,重學術水平輕工程應用、重理論輕實踐,如何客觀科學地評價工程碩士論文質量仍需要進一步厘清,因此對工程碩士論文客觀評價有一定難度。
二、提高機械工程領域工程碩士質量的探討
針對機械工程領域工程碩士培養的現狀和區域內產業發展趨勢,結合師情、生情、校情,湖南科技大學在機械工程領域工程碩士的培養過程中主要做了以下幾個方面的工作:
1.完善培養體系,強調實用性和可操作性針對省情、校情、生情,依照“突出實踐能力”、“強化應用能力”、“提高綜合能力”及“夯實基本素質”原則,學校、企業單位、學員(導師)三方面結合協商制訂了具有學校特色的機械工程領域工程碩士培養方案。在具體實踐中,開學前邀請研究生院主管領導、企業專家、部分導師和學員代表進行溝通,根據生產、開發、制造過程中的具體問題,經現場專家、導師的交流和學員的面談后,學員可以結合自己從事的具體工作,選擇合適的課程滿足自身需要。
2.改革授課方式,強調靈活性和實用性湖南科技大學工程碩士大都來源于本地大型工業企業,生產任務繁重,學員無法脫產學習。針對這一情況,學校采取了以下措施:(1)確立班主任責任制,每個班級配備1名碩士生導師為固定班主任,負責日常管理和聯系。(2)多時段集中授課。由班主任提前調研,確定合適授課時間,然后提前通知各位學員。對于因特殊情況未能參加授課的學生則利用周末、節假日進行單獨補課。(3)現場授課。對于部分距離較遠的學員,湖南科技大學采用教師現場授課。如學校多次組織相關教師到學生較為集中的企業等進行集中授課,取得了較好的教學效果。
3.強化校企合作,深化“雙導師制”湖南科技大學針對“雙導師制”進行了以下改進:(1)師生雙向選擇:入學前組織師生見面會,加強交流,保證學員、校內導師、現場導師研究方向的一致性。(2)重視論文開題。由學位分委員會統一組織、集中管理、集中審核、嚴格把關。(3)加強中期考核。由校內導師和現場導師組成評議組,互相檢查監督,保證論文質量。4.加強管理,保證質量為保證工程碩士研究生的培養質量,湖南科技大學建立了研究生院、學院、導師三級管理體制,主要包括:(1)研究生院嚴把生源質量。在招生中全面考核學生理論水平、科研能力、綜合素質,嚴把招生質量關。(2)學院負責日常教學管理。課程教學是工程碩士教育的核心環節,課程設置、內容選擇、教學方式上有效結合學員實際工作內容、突出個性,實行學分制和選修制相結合的考評體系,充分調動學生的積極性;考核方式采取讀書筆記、筆試、研究報告、綜合分析等多種方式。(3)導師負責督促研究生學習、培養過程。由專家組集中組織學生開題、期中檢查,答辯過程由導師初審、預答辯、匿名評審等環節組成,確保研究生論文質量。