曹 賀，劉春生，孫月華，陳國(guó)晶

（黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150022）

卓越計(jì)劃背景下機(jī)械類(lèi)本科課程設(shè)計(jì)改革研究

曹 賀，劉春生，孫月華，陳國(guó)晶

（黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150022）

本文針對(duì)應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)，落實(shí)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，提出了面向“卓越工程師”培養(yǎng)的機(jī)械類(lèi)本科課程設(shè)計(jì)改革的基本思想，形成了以大工程、大實(shí)踐為理念，以校企合作為依托，以系統(tǒng)化設(shè)計(jì)為原則的課程設(shè)計(jì)改革模式，取得了較好效果。

卓越計(jì)劃；課程設(shè)計(jì)；校企合作；系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是教學(xué)中非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高實(shí)踐創(chuàng)新的能力［1］，而且是學(xué)生將所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的最佳途徑［2］。然而，目前針對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革實(shí)踐的研究并不多，大多集中在畢業(yè)設(shè)計(jì)改革上。課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中最為關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)中起到了承上啟下的作用，既是專(zhuān)業(yè)課程的綜合應(yīng)用，又是畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和鋪墊。因此，課程設(shè)計(jì)要具有綜合性強(qiáng)和接近工程實(shí)際的特點(diǎn)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)合作精神，實(shí)現(xiàn)符合產(chǎn)業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。因此，課程設(shè)計(jì)工程化改革已勢(shì)在必行，使其具有綜合性強(qiáng)和接近工程實(shí)際的特點(diǎn)。

一、“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)［3］?！白吭接?jì)劃”具有三個(gè)特點(diǎn)：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程；二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

在中國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，工科院校創(chuàng)建以培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)卓越工程師為導(dǎo)向的教育模式，更加強(qiáng)化了學(xué)生的服務(wù)企業(yè)的工程意識(shí)及工程素質(zhì)［4］。

二、教育理念的深刻變革

結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，我校在實(shí)踐中凝煉出“大德育、大工程、大實(shí)踐”（簡(jiǎn)稱“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先導(dǎo)，體現(xiàn)做人的素質(zhì)，“大工程”是背景，體現(xiàn)社會(huì)需求，“大實(shí)踐”是核心，體現(xiàn)做事的能力［5，6］。

“三大”教育理念要在課程設(shè)計(jì)中加以落實(shí)，使卓越工程師培養(yǎng)與課程設(shè)計(jì)更好地結(jié)合，是應(yīng)用型本科院校不可忽視的重要問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)要面向社會(huì)需求，核心是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力，確保知識(shí)、能力、素質(zhì)的綜合發(fā)展，把學(xué)生能力培養(yǎng)貫穿到課程設(shè)計(jì)的全過(guò)程中。

三、課程設(shè)計(jì)依托校企合作

目前多數(shù)學(xué)校都在一定規(guī)模進(jìn)行校企合作，且多集中在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。在近幾年畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生的機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)還比較扎實(shí)，但工程素質(zhì)較差，對(duì)性能指標(biāo)的要求、成本控制等沒(méi)有概念，僅僅局限于要求功能的實(shí)現(xiàn)，這是不滿足“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃要求的。

我校作為黑龍江省唯一一所以礦業(yè)工程為特色的本科院校，立足“大礦業(yè)”特色，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特色加強(qiáng)與煤礦企業(yè)的聯(lián)系，與黑龍江省四大礦業(yè)集團(tuán)都建立了多方位的人才培養(yǎng)基地。通過(guò)與雞西煤礦機(jī)械有限公司合作，成功申報(bào)了國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育基地。工程實(shí)踐教育基地的建設(shè)和發(fā)展為實(shí)踐教學(xué)改革提供有力的保障。在制定課程設(shè)計(jì)規(guī)范和要求時(shí)，聘請(qǐng)企業(yè)的專(zhuān)家和技術(shù)人員共同擬定符合社會(huì)需求的，體現(xiàn)應(yīng)用性和創(chuàng)新性的課程設(shè)計(jì)文件規(guī)范。

選擇和適當(dāng)簡(jiǎn)化企業(yè)的真實(shí)項(xiàng)目，引入課程設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出一系列與生產(chǎn)實(shí)際緊密相關(guān)的課程設(shè)計(jì)題目，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)接軌，要求學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)全面的調(diào)研和分析，確定設(shè)計(jì)方案。

四、系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)原則

課程設(shè)計(jì)采取小組分工形式，組內(nèi)成員分別調(diào)研后討論，確定總體設(shè)計(jì)方案，再由組長(zhǎng)根據(jù)組內(nèi)成員的特長(zhǎng)進(jìn)行局部計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等的分工，每個(gè)小組成員之間的工作都是相互關(guān)聯(lián)的，這樣達(dá)到互相監(jiān)督、共同進(jìn)步的目的。同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和互幫互助的工作作風(fēng)。

對(duì)于礦山機(jī)械課程設(shè)計(jì)，分為提升運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)、采掘機(jī)械設(shè)計(jì)和礦井通風(fēng)機(jī)械設(shè)計(jì)三部分，學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣和就業(yè)意向選擇其中的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如進(jìn)行礦井提升設(shè)備選型時(shí)，要求學(xué)生對(duì)當(dāng)前礦井所用的提升設(shè)備進(jìn)行調(diào)查，吸取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以改進(jìn)設(shè)計(jì)工作。做設(shè)計(jì)要有發(fā)展的觀點(diǎn)，既要考慮到當(dāng)前，也要考慮到長(zhǎng)遠(yuǎn)。對(duì)于主提升設(shè)備，一般對(duì)第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在選型設(shè)計(jì)時(shí)往往要提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較。再如順槽帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)，首先應(yīng)清楚順槽運(yùn)輸多為幾臺(tái)帶式輸送機(jī)搭接運(yùn)輸，所以必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，即按要求的輸送能力并考慮各臺(tái)設(shè)備之間搭接轉(zhuǎn)載運(yùn)輸時(shí)結(jié)構(gòu)及尺寸上的要求，合理地確定每臺(tái)帶式輸送機(jī)的形式及鋪設(shè)長(zhǎng)度。原則是設(shè)備投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用最少，即最經(jīng)濟(jì)同時(shí)也要便于管理。井下電機(jī)車(chē)運(yùn)輸選型設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮運(yùn)輸量、采煤方法，裝煤點(diǎn)集中、貯煤量大和運(yùn)距較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)選用較大噸位的機(jī)車(chē)，否則選用小噸位機(jī)車(chē)。另外還考慮運(yùn)輸人員、材料和線路維修等業(yè)務(wù)配備小噸位機(jī)車(chē)。本課程設(shè)計(jì)包括選型計(jì)算和繪圖兩部分，學(xué)生可按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。繪圖部分，如提升機(jī)房布置圖、機(jī)房布置形式及帶式輸送機(jī)裝置圖可參考相關(guān)手冊(cè)選用，并結(jié)合調(diào)研情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)及計(jì)算步驟力爭(zhēng)完整、清晰、簡(jiǎn)潔，圖紙繪制符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)要求。

對(duì)于液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)，考慮學(xué)時(shí)及設(shè)計(jì)工作量，將典型液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分解為總體設(shè)計(jì)和典型的液壓元件的選型和設(shè)計(jì)。將學(xué)生分成幾個(gè)小組，組內(nèi)成員協(xié)作完成整個(gè)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。其中液壓缸是液壓傳動(dòng)中的典型的應(yīng)用最廣泛的元件，因此每組內(nèi)都要求有液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖。液壓缸是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件，它與主機(jī)及主機(jī)的工作結(jié)構(gòu)有著直接的聯(lián)系。不同的機(jī)型和工作機(jī)構(gòu)對(duì)液壓缸則有不同的工作要求。因此在設(shè)計(jì)液壓缸之前，首先應(yīng)了解主機(jī)的用途和工作條件、工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、負(fù)載值、速度、行程大小和動(dòng)作要求、液壓系統(tǒng)所選定的工作壓力和流量等作為設(shè)計(jì)原始依據(jù)的主要內(nèi)容，這就要求學(xué)生在設(shè)計(jì)前充分到企業(yè)和生產(chǎn)實(shí)際中了解和分析總結(jié)。

五、課程設(shè)計(jì)改革實(shí)踐效果

經(jīng)過(guò)對(duì)我校機(jī)械工程學(xué)院兩屆學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)改革試點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)多數(shù)同學(xué)能夠按照指導(dǎo)教師要求深入企業(yè)，詳細(xì)調(diào)研，全面分析，確定出合理的設(shè)計(jì)方案。計(jì)算內(nèi)容完整，圖紙繪制規(guī)范。這期間，企業(yè)教師的指導(dǎo)起到了非常關(guān)鍵的作用，他們將設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)無(wú)私地告訴學(xué)生，使學(xué)生少走了許多彎路。學(xué)生由循序漸進(jìn)地完成一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，掌握了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，大大提高學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力。

［1］曹賀，孫月華，趙存友等.機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練體系的構(gòu)建與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，7：171～173.

［2］劉波粒，劉澤軍.淺析本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量滑坡的原因及其對(duì)策［J］.中國(guó)高教研究，2007，7：89～90.

［3］教育部啟動(dòng)實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”——面向工業(yè)界、面向世界、面向未來(lái)，培養(yǎng)卓越工程師后備人才［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010，7：4～5.

［4］吳雪峰，薛銅龍.基于卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)改革［J］.中國(guó)電力教育，2013，13：107～108.

［5］趙國(guó)剛.樹(shù)立“三大”教育理念，改善應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)［J］.中國(guó)高等教育，2006，23：18～19.

［6］趙國(guó)剛.突出大礦業(yè)特色，實(shí)現(xiàn)辦學(xué)大作為［J］.中國(guó)高等教育，2009，11：58～59.

編輯∕岳鳳

曹賀（1978－），女，遼寧昌圖人，副教授，碩士，從事機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究。

黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目“全程工程化實(shí)踐教學(xué)模式探索與實(shí)踐”（JG2013010498）；黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于卓越工程師培養(yǎng)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的研究與實(shí)踐”（GBC1211109）；黑龍江科技大學(xué)優(yōu)秀青年才俊培養(yǎng)計(jì)劃資助