应用型本科卓越工程师实践教学的改革与实践

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  [摘 要] 卓越工程师是培养具有创新精神及较强工程动手能力的现场工程师,是中国工程教育的终极目标,也是中国进行现代化建设的迫切需要。本文将结合南京工程学院模具卓越工程师的总体培养目标及工程能力需要,介绍在实践教学环节的改革内容、培养途径、校企合作、平台建设等方面的一些做法和实践。
  [关键词] 卓越工程师;模具;实践教学
  [中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2013)03-0092-03
  南京工程学院材料成型及控制工程(模具设计)是“卓越计划”首批改革试点专业,在原锻压、模具等专科专业基础上发展起来,拥有几十年的办学积淀。为实现材料成型及控制工程专业(模具设计)卓越工程师培养目标,在现有专业实践教学基础上,以长三角地区模具企业需求为导向,优化实践教学体系,提高实践教学比例,创新实践教学模式,拓展实践教学平台,构建实践教学考评体系。
  1 传统的实践环节设置存在的问题
  南京工程学院材料成型及控制工程专业(模具设计)传统实践环节由校内实践与校外实践组成,其中校内实践包括专业课程实验、课程设计、校内毕业设计等环节,校外实践包括企业生产实习、校外毕业设计、大学生社会实践等环节。见表1。
  表1 传统的专业实践环节
  序号 课程设计内容 时间 组织形式
  1 金工实习 4周 车、铣、刨、磨、铸造、锻压 等环节实践
  2 电工电子实习 2周 电工、数电模电等环节实践
  3 机械测绘 1周 机械零件的测量及图纸绘制
  4 机械设计 2周 机械结构设计
  5 CAX课程设计 2周 零件3D造型、分模、CAM 模拟加工等
  6 冲压工艺及 2周 冲压工艺分析、绘制模具结构
  模具设计
  7 塑料成型工艺与 2周 注塑工艺分析、绘制模具结构
  模具设计
  8 毕业设计 16周 校内指导为主,课题自拟较多
  9 生产实习 2周 以企业参观为主
  针对上述模具专业(方向)传统的实践环节,不难发现存在如下问题:(1)实践环节主要依托专业理论课程开设,在专业知识点上不够系统,在实践教学的内容及形式上不能满足模具卓越工程师的培养目标需求;(2)实践教学的校企合作平台不能保证模具卓越工程师的能力训练。由于没有建立校企合作的长效机制,企业参与人才培养的热情有限,如企业生产实习环节以车间走马观花为主,曾经出现企业只安排1名工程师负责指导3个班级,出现每批学生只能参观20分钟就出车间的现象。这些直接影响到模具专业学生工程实践环节的效果;(3)专业教师的工程素养不能很好的满足卓越工程师培养的实践指导。统计表明,我国高等教育的毛入学率已经由2003年的9.8%上升到了2009年的24%[1]。南京工程学院模具专业(方向)扩招后每届有4~5个班级,专业教师在数量、工程素养等方面不能很好的满足学生的工程能力培养要求,毕业设计指导教师的工程经验不足,课题来源没有针对性。同时实验员人数及素质也满足不了实践教学的指导要求;(4)实践教学管理及考评体系不适应模具卓越工程师的培养。目前的实践教学考核方式比较粗放,在成绩核定、实践效果考核、实践过程管理等方面都不够系统科学,实践教学环节的意义没有引起足够重视。
  2 模具卓越工程师的培养思路及目标
  模具卓越工程师将以长三角模具企业人才需求为导向,培养专业基础扎实、有较强工程素养和动手能力、富有创新精神,掌握金属塑性成形、高分子塑料成型以及现代模具设计与制造的基础理论与应用技术,具备实验、检测、应用计算机进行成形及工艺分析的基本技能,能在模具领域从事设计制造、技术开发、生产及经营管理的模具现场工程师。在上述培养目标的基础上,贯彻“学以致用”的办学理念和“卓越计划”的实施精神,充分利用校企合作平台,以“资源共建、全程参与、构建机制、深度融合”为指导进行校企联合培养。将以模具现场工程师的能力培养为主线,依托校企两个支撑,通过学校培养、企业培养、自身培养三个维度,搭建技术资质培训认证、大学生创新创业、大学生自主学习,综合素质培养四个平台,形成高质量的应用型模具卓越工程师培养的实践教学体系[2]。
  3 模具卓越工程师实践教学的改革措施
  1)优化人才培养方案,提高实践环节比例。按照模具卓越工程师“受到现代工程师的基本训练,具有实践能力和创新精神的高级应用型工程技术人才”的培养目标,充分挖掘现有实验设备的潜力,变验证型实验为设计性、综合性实验,优化后的人才培养方案中实践教学的比例达到45%,较之前有很大的提高。
  为保证教学效果,构建了“以工程能力训练为核心”的实践教学体系,开设模具综合实训周、模具失效分析周、创业与创新实验周、材料信息资源检索等综合性实践环节,强化学生的分析能力、动手能力与创新意识。以模具失效分析周为例,主要目标是帮助学生了解长三角地区常用的塑料注塑模、冷冲模、冷热锻模等模具类型的失效形式,并通过这个环节把模具选材、热处理、模具结构、模具制造等环节的内容串联起来,达到综合训练的目的。为了保证教学效果,构建了模具陈列及失效分析实验室,从企业收集了一批注塑模、冷冲模、冷热锻模等方面的失效模具供学生观测;同时,综合实训环节还安排学生去模具企业,熟悉模具设计、制造、装配等各个环节,帮助学生树立工程意识。
  在完善实验室硬件建设基础上,健全实验室各项管理制度,探索实验室的开放制度及青年教师下实验室制度。同时,以实验室设备为载体,构建大学生科技创新平台,结合大学生科技创新项目和教师科研课题,培养学生的创新意识和工程能力。
  2)完善模块化课程体系及部分综合实践环节。如锻造模具设计模块,原有人才培养方案中只有《锻造工艺学》等专业理论课程,近年来毕业生有不少已经进入锻造企业从事热模锻、冷精锻方向的设计工作,因此在原有理论课程的基础上,增加了1周课时的《锻造工艺与模具课程设计》,综合系统的开展锻模的设计。   3)紧密把握校企联合培养人才,探索“3+1”的校企联合培养途径。传统的模具人才培养不能很好适应企业需求,有市场定位、培养模式、观念等方面的问题,也与模具企业对人才培养的参与度不够有关。模具卓越工程师的培养,迫切需要模具企业参与人才培养全过程,校企合作完成人才培养方案制定、课程大纲修订、落实学生的企业综合实践等。
  根据模具技术方向,学生按照冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、锻造工艺与模具设计、模具数字化(CAD/CAE/CAM)设计实训,兼顾熟悉模具制造方法、模具选材与失效分析等内容,结合各个模具企业的生产方向及特点,有针对性的去企业进行实习。考虑地域和交通等因素,企业专业实习尽可能安排在南京相关企业,具体安排如表2。
  模具企业实践时间安排在第7、8学期,共14周。实习地点选择南京及临近地区板材冲压成形、塑料注塑成型、体积锻造成型等方向的现代模具企业,每80名学生配2名导师,其中1人为模具专业教师,1人为模具企业一线工程师。为了达到预期效果,需要强化实习基地平台与内涵建设,探索建立校企合作的长效机制。
  企业实践环节将安排学生在模具企业的工艺设计、模具设计、模具制造、质量管理、技术服务等相关部门进行体验式顶岗实习,通过参加企业技术培训,担任生产人员、工艺人员、技术员助理、现场工程师助理、项目经理助理等方式,使学生作为企业的普通生产、技术人员参与各项工作,深入了解企业,学习相关工程技术和管理知识,逐步实现由传统的“参观型”向“顶岗型”、“准员工型”的转变。
  为了防止出现企业实践与专业理论课程两层皮现象,要不断探索解决专业理论课程体系与企业实践教学模块的衔接互动。以《冲压工艺与模具设计》课程为例,总学时是56学时(含4个学时的实验),准备按照“44+12”模式,即44学时的理论课程在校内完成,剩余的12学时将以柔性方式在企业按照项目式教学实施(由企业工程师担任主讲教师)。
  鼓励学生在企业完成毕业设计,推进教师与企业工程技术人员对学生进行联合指导,选择企业实际生产项目,真题真做,增强课题的实际应用价值,为学生提供真实的工程训练平台与环境。
  4)深化校企联合培养,构建企业实践平台。从培养“卓越工程师”工程实践能力的目标出发,卓越工程师培养须改变实践教学长久以来的附属地位,以强化培养学生综合应用和解决实际问题的能力为中心,建设工程实践能力培养平台[3]。
  近年来,南京工程学院模具专业(方向)十分注重校企合作平台的建设,先后与企业合作成立了“江苏省模具工程技术研究中心”、“江苏省汽车冲压模具工程技术研究中心”、“MOLDFLOW材料成型CAE数值模拟实验室”等产学研合作平台。下一步将根据模具卓越工程师培养的要求,挖掘现有的“产学研”合作平台的潜力,探索与模具企业合作申报国家级“工程实践中心”,推进企业工程实践环节的模块化、项目式教学,在如何充分发挥企业师资优势的问题、企业实践环节中的管理问题、学生企业实践期间所产生的成果知识产权界定问题、企业实践长效运行及保障机制等问题上开展深入研究,建立“模具卓越工程师”校企联合培养的长效机制。
  5)打造多维训练平台,大力开展岗位技能认证。受扩招及实践教学软硬件条件的限制,仅仅依靠课内固定的实践环节,学生仍然很难得到充分的工程意识培养及实践训练,这就需要制订出一个柔性方案,让在课内学有余力的学生能根据自己的专业兴趣及能力培养要求,在课外选择一些岗位技能项目,强化工程意识和岗位技能培养。
  在此背景下,对兄弟院校及长三角模具行业进行了全面的调研和充分的论证,掌握了模具用人单位对人才需求的第一手资料,申报了江苏省教育科学“十一五”规划课题“应用型本科材料大类专业学历学位证书与职业资格证书相结合的研究”及教育部教改子课题“地方应用型材料成型及控制工程人才培养目标、模式和方法的研究与实践”,开展了模具应用型人才“学历学位教育+职业资格证书”培养模式的探索与实践,如表3所示为各岗位技能认证项目情况,初步建立了模具卓越工程师的职业资格和课外技能培训体系,实现了高等工程教育与职业岗位能力需要的软衔接。
  表3 岗位技能认证项目
  项目名称 培训时数 学分 开设学期
  AutoCAD证书 1周 1 3
  PRO/E证书 2周 2 4、5
  UG证书 2周 2 4、5
  CATIA证书 2周 2 5、6
  数控车、铣床高级工 4周 2 4、5
  ISO资格认证 2周 2 6、7
  DYNAFORM板料CAE模拟证书 2周 2 6、7
  MOLDFLOW塑料CAE模拟证书 2周 2 6、7
  DEFORM体积CAE模拟证书 2周 2 6、7
  ANYCASTING压铸CAE模拟证书 2周 2 6、7
  长三角模具专业技术岗位能力认证 2周 2 7、8
  4 建设一支工程实践能力强的师资队伍
  一支具有丰富工程经验的师资队伍是实现模具卓越工程师培养目标的重要保证,通过校内校外相结合、专职兼职相结合,采取“外引内培共享”的方式,逐步建设一支结构合理、工程经验丰富、胜任模具卓越工程师培养的“双师型”师资队伍:(1)充分利用“南京工程学院高层次人才引进工作实施办法”的政策支持,利用模具卓越工程师及专业综合改革专项经费,积极引进高层次的带头人和青年骨干教师,其中博士引进要考察工程实践背景;(2)通过教授、博士进企业等途径安排专业教
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  师到模具企业挂职锻炼,充分利用“江苏省模具工程技术研究中心”、“江苏省汽车冲压模具工程技术研究中心”等产学研合作平台,积极承接企业课题,通过“在做中学、在学中做”,不断提高教师的工程素养和业务水平;(3)新进青年教师必须参加一年的企业实践;落实导师制,帮助青年教师尽快通过教学关;(4)推进与企业间的人才合理流动,聘请企业优秀人才作为专业建设顾问及兼职教师。
  5 逐步建立实践教学质量的考核评价机 制,确保实践环节的教学效果
  针对模具卓越工程师培养中工程实践环节的特点,改变传统的以掌握“知识点”为主的评价体系,形成以包含工程素养、创新能力、协作能力等在内的综合素质评价体系并使之渗入整个培养过程。以企业实践环节为例,其考核评价将由“平时表现(30%)+实习报告(30%)+答辩(40%)”三部分组成。学生在企业中不同岗位轮流实践,在进入下一岗位之前必须完成一篇岗位实习总结。学生应根据对该岗位的认识与体会,分析和讨论生产过程中的主要问题,进而提出自己的看法和合理化建议。企业实习结束后撰写实习报告,并由校企双方指导教师分别审阅,并进行实习答辩。平时表现、实习报告、答辩的成绩由校企实习导师分别给定,其中企业指导教师占70%,专业指导教师占30%。
  在此基础上,将探索建立模具卓越工程师培养质量的企业评价、反馈体系,及时修正改革措施,构建学院、教研室及学生三级教学督导与评价体系,保证模具卓越工程师教学改革的顺利进行。
  参考文献
  [1]查建中,冯磊,Lambda Verdonck,等.中国工科生源的需求分析[J].高等工程教育,2008,(2):9-20.
  [2]张荣沂,须莹,付彦虹,等.应用型本科院校培养卓越工程师应具备的素质[J].交通科技与经济,2010,(6):126-128.
  [3]徐祗坤,刘媛媛,高雅斌,等. 强化应用型高校实践教学环节的探索[J].中国成人教育,2010,(19):31-32.
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