時間：2023-12-16 16:17:01
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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 教學理念與改革思路
作為教育部和中國工程院共同實施的卓越工程師教育培養計劃項目的首批十所高校之一，天津大學非常重視實踐教學環節，重視國家級實驗教學示范中心的建設。2004年，天津大學投資3300萬元建成15000㎡的實踐教學大樓，將原來分散的實習中心和各基礎實驗室以及專業實驗室集中在一起，成立了機械工程實踐教學中心。
天津大學機械工程實踐教學中心圍繞國家級實驗教學中心的建設目標，明確了長期建設發展方向：
（1）圍繞學校人才培養目標“培養理論基礎厚、專業口徑寬、實踐能力強、綜合素質高，具有社會責任感、國際視野和創新精神的高層次人才”進行中心的規劃和建設。
（2）深化工程實踐教育改革，樹立以學生為主體，教師為主導，知識、能力和素質協調發展的教育理念；提升認知、動手、創新三個能力和整體綜合素質的培養。
（3）構建工程實踐教育體系，將實踐教學活動貫穿于現代工程教育的各個環節，用科研成果帶動系列課程和教學實踐環節創新。
（4）整合優化資源配置，與機械工程學科發展緊密結合，統籌規劃實驗室建設，以學科科研成果提升本科生實驗教學水平。
2 教學體系與教學內容
2.1 建立與理論教學有機結合，以能力培養為核心，分層次的實驗教學體系
配合工程實踐教育改革，中心建立層次化、模塊化實踐教學體系。將實踐教學內容劃分為基礎型實踐教學、綜合設計型實踐教學和研究創新型實驗教學三個層次。形成了包括實習、實驗、課程設計、畢業設計、課內外科技創新活動等主要教學環節，貫穿于本科教育人才培養全過程的綜合工程實踐教育的新體系。
（1）基礎型實踐教學：面向本科低年級學生，培養基本的工程實踐能力。學生根據實驗指導書的要求，在教師指導下，按照既定方法和儀器條件，完成全部實驗過程，以深化課堂理論教學，培養學生基本實驗能力。
（2）綜合設計型實驗教學：面向機械類和近機類學生，培養綜合應用知識能力和一定的系統集成能力。學生經過一個階段理論課和實驗課的學習，綜合運用所學知識和技能，完成一定的實驗內容。可以在一門課程的一個小循環之后安排綜合實驗，或在幾門課程之后安排較大規模的、較長時間的綜合實驗，在教師指導下，采用集設計與制作為一體的開放式教學模式進行，主要目標在于培養學生理論聯系實際和綜合設計與實驗能力。
（3）研究創新型實驗教學：面向機械類高年級學生。學生根據實驗題目，運用所學知識，開展創造性思維，確定實驗方案。獨立操作完成實驗，并進行綜合分析。培養學生的獨立思考（科學研究）能力、組織能力、實驗能力和創新能力。
以我校黃田教授科研成果——Diamond 高速并聯機械手為載體，以其技術創新過程為典型案例，將設計、制造和控制三大系列課程的主要內容貫穿于機電產品的研究、創新與開發流程中，是以培養學生綜合應用知識能力和系統集成能力，進一步提高學生的工程設計能力、工程實踐能力和科技創新能力。并聯機械手實驗室面積120平方米，可同時容納一個班學生開展實驗。實驗貫穿了包括概念設計、運動學/剛性動力學分析、結構設計、三維造型與運動仿真，工藝設計、數控編程、零件加工、裝配，機械手離線編程、控制系統搭建、程序網絡傳輸、運動控制等內容系列課程的堂上案例教學和實驗教學；使用同一載體，開設創新型綜合實驗，構建可重構的模組散件和控制系統。該實驗是以科研成果為引導的研究創新性教學——Research lead teaching，并實現了實驗教學的國際交流。這種基于“1+X”模式的教學改革與實踐，獲2009年第六屆高等教育天津市級教學成果一等獎。
基礎型實驗 28個，占54.9%；綜合設計型實驗20個，占39.2 %；研究創新型實驗3個，占5.9%。綜合設計型實驗和研究創新型實驗占總實驗的45.1%。更新實驗占總實驗的15.7%。
2.2 教學內容注重傳統與現代的結合，與科研、工程和社會應用實踐密切聯系，融入科技創新和實驗教學改革成果，實驗項目不斷更新
在實驗內容建設方面，著重開展以下三方面的工作：
（1）規范基礎實驗教學內容。對于傳統的基礎實驗，進行規范化管理，更新實驗手段，修訂實驗教程，完善實驗內容，提高教學效果。
（2）加強數控等新設備、新材料、新工藝等實踐教學內容。利用世行貸款、天南大共建、“985”項目等建設經費，采購一批數控車床、數控銑床、電火花加工等設備，加強數控技術實踐教學內容。
（3）采購快速原型、教學機器人、MPS模塊化制造系統、激光焊機、三坐標測量機等設備和儀器，用于實踐教學，籌建了金相實驗室和熔模鑄造實驗室，豐富了教學內容。
3 教學方法與教學手段
（1）實驗教學實施過程中，不斷引入現代技術，采用多媒體等教學手段，融合計算機輔助設計及制造等多種方式輔助實驗教學。例如：通過多媒體資料作為實習、實訓的輔助教學手段，擴充學生對機械加工全面知識的認識，開闊視野。在線切割實習環節，利用CAD、CAM軟件輔助教學，使學生對現代加工流程有直觀的認識與了解。
在實驗教學方案的設計中，中心注重啟迪學生思維，注重培養創新意識。通過開放實驗室建設和創新實驗的開發、開辟校外實踐教學基地，組織大學生工程訓練綜合能力競賽、全國大學生機械產品數字化設計大賽、機械產品創新設計大賽等科技競賽活動，有效地培養學生的創新意識和工程實踐能力。
（2）建立適應學生能力培養、鼓勵探索的多元實驗考核方法和實驗教學模式。中心采用命題實驗、自選實驗、開放實驗等多種方法，逐步形成以學生為中心的自主式、合作式、研究式實驗教學模式。所有試驗全部為學生親自動手完成，培養學生的創新、實踐能力。不同實踐教學模塊采用不同的考試制度和考試方法。對于獨立設課的綜合性、研究型、開放式實驗，重點考核學生的完成項目的思路、質量、工作態度、團隊合作精神和研究創新能力，并為此制定了詳細的評分標準，其中包括實驗操作、實驗報告和實驗總結等內容。改革考試制度和考核方法讓學生真正體會到：考試是手段，真正學到本事才是目的。
中心鼓勵學生自主設計實驗和多人共同設計大型實驗。例如：機器人創意設計及三維實體構型創新實驗旨在鍛煉學生自主創新能力以及熟練使用三維實體繪圖軟件的能力；實驗要求學生分組進行，在具備一定的知識背景后，融入創新理念和方法，鼓勵學生從生活中觀察、討論、研究并確定每組各自的機器人方案，完成從概念設計、功能設計到產品構型設計的過程。在成果展示階段，本組對各自機器人的名稱、功能、用途和傳動機構的特點等做詳細介紹，同學們自由提問與當堂解答的方式調動了課堂氣氛，最終成績為各組互評和教師打分相結合。為學生在機械原理與機械設計等后續課程的學習中奠定基礎。
4 教學效果與成果
一教學內容的改革與探索
1理論教學方面
應用型人才培養的理論教學應以社會需求為導向，以理論教學的基礎性和應用性為出發點，以培養學生技術應用能力為目標[2]。要精選、更新教學內容，在教學過程中要不斷地將一些最新的科研成果充實到教學內容中去，力求反映發展前沿，使機械設計課程的內容始終保持較強的時代性、前沿性。
2實踐教學方面
培養應用型人才必須突出能力本位的思想，實踐教學是應用型人才培養過程中重要的教學環節，它對培養學生的創新意識和實踐能力，提高他們的綜合素質有著理論教學不可替代的特殊作用[3]。
機械設計課程的實踐教學包括實驗及課程設計兩方面內容。根據工程專業的培養目標，以能力培養為主線，把提高學生綜合素質、培養創新精神和實踐能力作為實踐教學的主要目的，構建與理論教學相輔相成的實踐教學新體系。
在實驗教學內容上注意與相關課程關聯，根據社會發展與需求及時更新實驗內容，減少驗證性、演示性實驗，增加與工程實際聯系密切的綜合性、設計性、創新性實驗，并在實驗項目中盡可能地采用新技術、新方法、新設備。教學中，增加軸的測繪、減速器等機械的拆裝及機械創新實驗等實驗項目，有利于提高學生的動手能力，使學生對工藝方面的要求及結構設計有一定的了解，為提高學生整體設計能力打下基礎。
在課程設計選題上要改變以往題目的單一性，除保留減速器這一傳統的設計題目外，還要選取與工程實際關系密切的課題（如一些科研子課題）作為課程設計的課題，比如：各種簡單類型的行星齒輪傳動設計、汽車傳動系統中的減速器、減速器虛擬設計等。最大限度地調動學生的積極性，激發學生的創新意識。
二教學方式方法的改革與探索
1理論教學方面
（1）做好學生的思想政治教育工作，幫助學生明確職業化素質，提升職業適應能力，增強學生的應用創新意識，提高學生的應用創新能力，培養學生的應用創新人格。
（2）課堂講授突出重點，貫徹少而精的原則。培養工程應用型人才，要充分考慮各專業后續專業課程和學生就業后在實際工作和研究過程中對機械設計知識的需求，在保證基本的機械設計教學體系的情況下，專業需要的部分要多講，專業不需要的部分要少講或作簡單介紹。
（3）建立多元互動的課堂教學體系。在教學中充分發揮學生的主體作用，讓學生在課堂上有發言討論的機會。以教師為主導，開展提問式、啟發式、討論式等以學生思維訓練為主的教學方法，如：在教學中，引入工程設計中遇到的實際問題（帶傳動打滑、鏈傳動脫鏈等），教師引導思路，讓學生用相應理論去解決問題，并讓學生分組展開討論，充分發表自己的見解，對于學生既鍛煉了知識應用能力，又提高了學習的積極性和興趣，激發學生的創新欲望，有益于學生綜合應用能力的培養。
（4）淡化公式的推導過程，注重公式的實際應用。機械設計課程特點是公式多，盡管公式多，但除了一些定義性公式應在了解的基礎上記住外，其余得只要求正確使用不必硬記。教學中要淡化公式的推導過程，注重公式的應用，更多地注重實際問題的解決過程，減少講授理論的比例，加大練習和應用比例，這種理論聯系實際的教學有益于鍛煉學生解決實際問題的能力，培養學生的應用型思維。
（5）堅持共性與個性相結合，貫徹因材施教的思想，促進學生個性的發展。為了滿足不同的需求，我們在授課后增加課外輔導和答疑時間，針對不同生群因材施教。
2實踐教學方面
（1）改革實驗教學方法，提升實驗教學質量。在實驗教學環節中，要充分發揮學生的主體作用，給學生提供更多的參與動手的機會，讓學生多動手、多實踐，培養他們的實踐動手能力、運用所學知識的能力、解決問題的能力和創新意識，我們采用分階段、多層次的實驗教學方法，以滿足不同層次學生的需求并強化學生的實踐動手能力。
第1階段：感性認知階段，帶領學生參觀零件陳列室，掌握常用機構和通用零件的原理、結構及其基本功能，增加學生的感性認知。第2階段：驗證型實驗，要求學生掌握實驗原理及實驗設備的基本操作，運用所學理論知識，能進行相關數據的處理，培養學生的實驗基本操作能力。第3階段：綜合設計型，要求學生掌握機械設計課程所涉及的知識進行綜合設計型實驗，培養學生的綜合設計能力。第4階段：創新型自主性實驗，在機械創新實驗室，讓學生通過具體的工程實踐結合專業基礎知識自己動手創新機械，培養學生的綜合能力及創新能力。
（2）課程設計選題結合工程實際。根據學生各方面的綜合素質和表現分配題目，設計題目要與工程實際緊密聯系起來，可將一些科研子課題引入到課程設計中，將原先的二維繪圖轉變為三維設計，有利于對新產品的創新設計。
設計中要盡量采用現代設計方法，比如優化設計、可靠性設計等。實現設計手段現代化，設計中引入計算機技術手段，選用目前企業運用較廣的計算機輔助設計軟件Ansys、Pro/E、UG等，如：采用Pro/E對零件進行三維建模，并用建造好的虛擬模型進行CAE分析，然后修改模型，對滿足創新設計要求的產品進行虛擬制造。豐富了課程設計教學內容，調動了學生的學習積極性，也使所培養的學生更符合企業對設計人員的需求。
把機械設計課程設計當作一門必修獨立課程進行考核，具有單獨學分，這樣可增加學生的重視程度；對于設計答辯，應成立有效的課程設計答辯小組，不能流于形式，事先擬定多個答辯題目，保證課程設計學時，嚴格答辯考核是實現機械設計課程培養目標的最重要因素之一；采用綜合評價標準，全面評價學生課程設計質量，真實評價課程設計教學效果，把成績分成幾大塊，包括平時出勤，計算說明書，零件圖及裝配圖，答辯情況。
（3）科研與教學相結合。科研與教學相結合，是應用型創新人才培養的有效途經。人才的培養需要經歷漫長的實踐、學習、再實踐的過程，才能做出創新性業績。只有通過大量的實踐活動才能更有效地提高學生分析問題和解決問題的能力以及團隊意識。
組織學生參加教師的科學研究活動，在教學活動過程中，從形式、內容、方法等方面，體現科學研究的要素與精神，把獲取理論知識的學校教育與獲取實踐能力的科研實踐有機地結合在一起，可以培養學生的創新意識，提高學生創新能力。將教學與科研有機結合，通過引導和組織學生積極參加與課程相關的研究項目，強化實踐教學環節，可提高學生的實踐動手能力。
三教學手段的改革
1采用多媒體教學課件
機械設計課程的理論性及實踐性都比較強。而大多數學生對課程中遇到的一些工程實踐問題感性認識不足、難以想象和理解，因此，作為教師，我們應該充分利用多媒體技術，多制作一些具有個性化的多媒體教學課件，體現我們不同的教學風格。通過多媒體教學課件，將原有教學內容進行重新調整，來加強教學內容的層次性和概括性，使原有龐大和繁雜的教學內容縮減為若干個清晰明了的教學板塊，重點突出，層次鮮明，便于學生深入地理解和掌握重點內容，通過多媒體手段，極大地提高教學效果和質量，培養了學生的形象思維能力。
2采用直觀教具和適當的板書
多媒體教學雖然內容豐富、詳細，教學內容生動形象、具有較強的吸引力，課堂教學中可以實現教師與同學們的教學互動。但是，在課堂教學過程中，不能過多地、片面地追求多媒體教學，課程的某些內容在教學中還應輔以適當的教具、模型及板書。
因為課件信息量增大的同時播放速度較快，學生記筆記困難，印象不深，可以通過板書來彌補。對于理論性強的知識要利用板書進行講解，能充分發揮教師的口頭語言和身體語言的感染力；對于一些難度不大、較易理解的形象性知識，則利用多媒體課件講解，這樣教學效率高、效果好。
機械設計課程教學對工程應用型人才的培養有著十分重要的作用。對于機械設計課程，從教學內容、教學方法、教學手段及實踐教學等方面進行改革與探索是很有必要的，通過這些方面的改革，可激發學生學習興趣，提高教學效果，有利于加強學生創新能力及工程實踐能力、分析問題及解決問題能力的培養。對學生創新精神的培養和綜合素質的提高具有重要意義。
總之，在經濟、科學技術迅速發展的今天，作為高等學校的教師，我們不但要更新教育觀念，改變教學模式，建立教學新體系，更要積極鉆研業務知識，不斷完善自我，切實提高教學水平，以培養出滿足現代社會需求的高素質工程應用型人才。
參考文獻
20世紀90年代初期，我國在建設工程計價依據方面，首次提出了“量”、“價”分離的新思想，改變了國家對定額管理的方式。同時，提出了“控制量”、“指導價”、“競爭費”的改革思想。初步建立了“在國家宏觀調控下，以市場形成造價為主的價格機制，項目法人對建設項目的全過程負責，充分發揮協會和其他中介組織作用”的具有中國特色的工程造價管理體制。2003年，建設部推出了《建設工程工程量清單計價規范》（GB 50500-2003）。這是建設工程計價依據第一次以國家強制性標準的形式出現，同時也進一步確立了建設工程計價依據在法律上的地位，這標志著一個嶄新階段的開始。2008年，建設部在總結經驗的基礎上，通過進一步完善和補充，又了《建設工程工程量清單計價規范》（GB 50500-2008）。該標準自2008年12月1日起實施。
建設工程工程量清單計價模式是我國市場經濟體制下，工程管理與計價體制的發展。以適應我國加入世界貿易組織（WTO），融入世界大市場的需求，行業壁壘被打破，建設市場將進一步對外開放，逐步與國際接軌。
工程量清單計價實行“計量”與“計價”分離。招投標雙方各自承擔相應的風險。這種新的計算工程造價的方法，在被應用到工程招投標過程當中。工程計價必須分為兩部分：即“計量”、“計價”。由招標人或其委托的具有相應資質的中介機構，根據《計價規范》、設計文件和其他有關資料等進行計算，招標人承擔“計量”錯誤的風險；由投標人根據《計價規范》要求、設計文件、施工組織設計、企業內部定額、市場價格和有關其他資料進行計算，表達出一份參與投標競爭的投標文件，投標人承擔“計價”的錯誤的風險。而傳統的定額計價，招投標雙方均要依據擬建工程所在地建設行政主管部門的統一計價依據，采用同樣的計價方法計算工程造價。
工程量清單計價實行“綜合單價法”計價。綜合單價是指完成工程量清單項目規定的某個計量單位的合格產品所需的全部費用。主要包括人工費、材料費、機械使用費、管理費、利潤并考慮風險因素。工程量清單的項目名稱及特征，反映了工程內容，投標人認為工程清單給出的工程數量與實際施工不相符合時，需要進行工程數量的綜合，投標人計價，可依據市場價格，自行進行價格的綜合，并承擔合同范圍內價格上漲的風險。此外，還需考慮管理費、利潤及其他風險等。這是綜合單價法計價與傳統的定額計價的主要區別之一。
工程量清單計價實行工程“實體”與“非實體”分離。“非實體”項目即“措施項目”，規定工程實體項目與非實體項目必須分離，投標人根據《計價規范》的有關規定，對工程實體部分，可根據招標人在工程量清單中給出的各分部分項工程數量，投標人自行組合綜合單價計價；對工程非實體部分，則應參考工程量清單中給出的措施項目，根據投標人各自的施工組織設計或施工方案，參照綜合單價的組成計價報價。將工程實體項目與非實體項目分離，分別采用不同的計價方法計價，并參與市場競爭后形成工程價格，是工程量清單計價與傳統定額計價在計價方法上的主要區別之一。
培養具有影響力的國際工程界認可的工程師是我國工程教育改革與發展的方向。中國工程教育認證制定的標準與國際標準緊密對接，對工科畢業生所應具備的能力提出了具體要求。現階段專業課程教育教學模式、教學方法及教學效果評價存在局限性。隨著社會對工科畢業生能力要求的提高，建設和完善專業課程教學勢在必行。北京聯合大學（以下簡稱“我校”）機械工程專業是國家級特色專業，一直秉承將提高學生能力產出為教育目標的理念。該專業以工程教育認證標準為導向，突出專業特色和優勢，開展了規范化專業課程建設的教育教學工作。
1.專業課程教育教學存在的問題
目前專業課程教育存在以下幾個方面的問題：①課程教學與能力產出脫節，學習知識點和知識點應用不匹配。部分學生的學習成績很優異，但在專業實驗實踐環節中表現出了動手能力、獨立思考能力、團隊協作能力以及創新能力等方面的欠缺。對于工程教育來講，專業知識點學習一定要與知識點應用或者能力產出相互對應。②專業課程教學中往往出現學生學習目的性不強或學習意愿不強的現象，主要是因為學生沒有建立起專業基礎知識和知識應用之間的聯系。③學習效果考核方法過于籠統，用期末考試試卷成績來評價已經不具備科學性。④模具式復制畢業生的教育教學，無法真正實現以學生為中心，以學生興趣為導向的目標，不能充分發掘學生的潛力。
2.專業課程建設思路
針對專業課程教育教學存在的以上幾個方面的問題，依據工程教育認證標準，我校明確了專業課程建設的一般思路。以提高學生的能力產出為目標，強化師資隊伍教學理念，改革教學模式、教學方法及考核評價方法，培養具有綜合能力和工程師素養的應用型人才。
（1）在師資團隊建設過程中，通過教學研討、對外交流學習，最終達成以提高學生能力產出為導向的教育理念共識。教師在開展教學工作過程之前，將每次教學內容的知識點進行細化分解，并明確各知識點所對應的能力產出目標。
（2）以一個典型項目來貫穿課程教學，甚至銜接課程教學與實踐教學。讓學生明確學習的目的性，提高學習興趣。以單片機原理及接口技術課程為例，該課程選用單片機的LED燈控制項目，圍繞項目去學習單片機的工作原理、結構、接口方式、程序編程等，并讓學生完成自己的設計方案。然后在下次單片機課程設計實踐課上，要求學生完成實際的電路連接、軟硬件調試等， 最終完成設計作品。
（3）根據專業課程特點設置階段性考核方法。以PLC工業自動化課程為例，結合課程講授各種PLC元器件模塊，采用仿真軟件實現器件的功能化連接及對動作工程進行學習考核。有利于學生基礎學習的強化和學生學習效果的提高。
（4）在專業課堂學習和實踐課程學習基礎上，指導學生參加不同級別相關專業科技競賽，體現以學生興趣為主導，挖掘學生潛力，分層次分類培養。我校機械工程專業學生積極參加全國大學生西門子大賽、智能車競賽、挑戰杯等競賽，并取得了優異成績。
以工程教育認證標準為導向，突出專業特色和優勢，開展規范化專業課程建設的教育教學工作。通過學習研討和實踐，探索出機械工程專業課程建設的一般思路和方法。以學生的能力產出為教育教學目標；強調專業基礎知識學習，將教學內容的知識點細化，使知識點與產出能力對應；以項目貫穿課程教學，并通過項目緊密銜接課程教學與實踐實驗教學；強化階段性成果考核，多方面能力考核；通過各級別專業競賽促進分層次教學和興趣教學。北京聯合大學以單片機原理及接口技術、液壓與流體傳動和PLC工業自動化三門專業課程為試點，根據本文論述的一般思路，結合各專業課程自身特點，完成了專業課程建設，經過兩年的教學實踐表明，學生的綜合能力得到了顯著提升。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2013）33-0098-02
我國2010年開始實施的卓越工程師教育培養計劃（以下簡稱“卓越計劃”），其主要目標是培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的工程技術人才，對提升我國工程制造業總體實力和國際競爭力具有重要意義。目前，全國首批試點實施“卓越計劃”的已經有61所學校，第二批又有133所高校加入“卓越計劃”的具體實施，南華大學位列其中，這意味著高校將會培養出有工程專業技術能力、人文素養、協作精神、創新意識和組織能力的工程技術人員。
1 指導思想
圍繞國家《裝備制造業調整和振興計劃》，我國機械制造業正在增強自主創新能力、創建自主品牌、努力實現綠色制造，實現由“中國制造”到“中國創造”的歷史性跨越。目前全國很多高校響應積極“卓越計劃”，在國家卓越工程師培養通用標準的指導下，按照行業專業標準的基本要求，結合各自的辦學特色、辦學理念、人才培養定位和專業優勢，正在研究與探索各專業人才培養標準。
2012年，國家教育部頒布了新的《普通高等學校本科專業目錄（2012年）》，規定了各專業培養目標、培養要求、主干學科、核心課程、主要實踐性教學環節、主要專業實驗。因此，按照新目錄的要求，全面修訂本科專業人才培養方案是當前各高校教學工作中的重點。
南華大學是核行業所屬三所高等學校之一，機械設計制造及其自動化專業是南華大學實施卓越計劃的4個試點專業之一，是南華大學的優勢特色專業，于1997年、2002年先后成為湖南省教委和中國核工業總公司重點建設專業、湖南省重點專業，擁有機械工程一級學科碩士點以及機械類工程碩士點。
因此，南華大學機械專業以“卓越計劃”為創新載體，結合學校的辦學方針以及具體辦學情況，充分發揮學科優勢，突出行業和地方特色，構建建立在機械工程大類平臺上的卓越機械工程師的人才培養體系，進行有自己特色的機械專業應用型本科卓越計劃培養方案的研究，這是非常具有實際意義的。
2 對實施“卓越計劃”的幾點思考
培養模式 南華大學機械專業“卓越計劃”采用校企聯合培養模式，把卓越工程師培養分為校內學習和企業學習兩個培養階段。實施“3+1”四年制本科培養模式，即學生3年在校學習，最后1年在企業實習實踐和畢業設計。企業學習階段主要采取“輪崗實習”和“項目設計”相結合的培養方式，針對企業生產環節，對學生進行輪崗訓練，參與企業技術創新和工程開發，使學生掌握更加堅實的專業技能，進一步提升學生的實踐能力。
課程體系的改革 依據南華大學“卓越計劃”培養標準，實現了校企共同制訂培養方案、共同建設課程體系和教學內容、共同實施培養過程、評價培養質量。課程體系的設立和教學大綱的制定以工程職場對于工程人才所需的能力、素質、技能和知識為基礎來確定，貫穿“工程”這一主線，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，重構課程體系和教學內容。在現有教學計劃基礎上，逐步完善，修訂成新的教學計劃，如圖1所示。
教學方法的改革 “卓越計劃”更加強調學生對企業實際工作平臺上的經驗、體驗、技能、技術和知識的協調統一性。教學方法的改革更加注重理論課和實踐課相融合，注重綜合訓練以及創新意識與精神培養、創新能力訓練，并突出應用性。因此，將相關設計與制造類的課程整合，同時開設“基于工作的學習”實踐課程模塊——設計與制造項目：學生以團隊形式通過構思、設計、實現、運作，將客戶需求按工程項目規范要求來表述，掌握機械系統設計與制造過程的基本理論與知識，完成機械系統各模塊的構思、設計、制造和測試。
企業課程教學體系建設 落實企業開設課程是實施“卓越計劃”過程中的一個重要環節。開設企業課程才能夠真正體現校企聯合培養，將“產學研用相結合”的思想融入工程教育整體培養過程中，通過邊教學、邊實踐、邊科研、邊應用，使工程教育更貼近社會、市場與生產實際，培養學生的實際工作能力。
本專業的教師和學生的企業實習實踐，將主要依托湖南省衡陽市的大中型企業，在企業建立了工程實踐教育中心；包括教育部“卓越計劃”校外實踐教育基地“南華大學—湖南天雁機械有限責任公司卓越工程師人才培養校外實踐教育基地”，湖南省優秀實習教學基地“衡陽華菱鋼管有限公司”，以及其他已簽約的校外實踐基地企業，保證學生在企業的學習或培養落到實處。
質量保障體系建設
1）組織和制度保障。成立了南華大學卓越人才教育培養計劃領導小組，負責組織申報、管理與實施工作。領導小組下設工作小組，主要職責是組織審定“卓越計劃”專業培養方案，制定校企合作、國際合作管理辦法，研究制定“卓越計劃”學籍管理等相關規定和文件，就“卓越計劃”實施過程中的各教學環節落實、教學條件建設、質量考核、學籍管理等方面開展工作；成立了專門的“卓越工程師培養教學工作指導委員會”，聘請教學、科研及工程經驗豐富的教授和企業高級工程技術人員擔任委員，指導學校參與“卓越計劃”專業建設工作。
2）經費保障。為了保障“卓越計劃”的順利實施，在學校的教學經費中設立專項經費，用于完善校內實踐教學基地建設，學生在企業進行實踐教學過程中發生的交通費、住宿費、實習費，以及聘請企業教師、支持相關的教學改革研究等費用。所資助的專業建設經費（不包含師資培訓和實驗設備購置經費）主要用于專業教學工作調研、人才需求情況及畢業生質量調研，主要課程建設及教材建設、現代化教學方法及手段的研究與應用，學生實踐能力與創新能力培養方案的研究，條件建設、教學研究與教學改革方案試驗等方面所需的調研費、資料費，教師短期進修培訓費、會議費、評估驗收費等。
3）“工程型”師資隊伍保障。學校制定了《南華大學聘請企業兼職教師的實施辦法（試行）》《南華大學教師取得企業工程經歷的實施辦法（試行）》等管理文件。一方面，建立教師隊伍工程素質提升機制，一是制定教師教學能力互補提升計劃，建設“理論教學與實踐教學一體化”的教師隊伍；二是從企業的工程實踐教育中心聘請具有中級以上技術職稱、業務精通的人員擔任兼職教師。另一方面，建立“工程型”教師培養機制，按一定比例選派骨干教師定期到示范性的院校和企業進行學習、進修、掛職鍛煉，不斷加強工程能力訓練，學習企業所需的技術，了解市場情況。
4）生源保障。南華大學機械專業實施“卓越計劃”按過渡期、正常招生兩個階段進行。過渡期確定了學生分流培養的遴選方案，目前按照自愿、優選的原則，已完成了兩屆機械專業卓越班的選拔工作。從2012年以后，根據招生響應度，在學校高考招生計劃中單列機械專業“卓越計劃”指標，進行正常招生。
3 結束語
南華大學機械專業將按照國家“卓越工程師培養計劃及工作方案”要求，借鑒學校工程教育實踐所積累的經驗，以正在探索和實踐中的卓越工程師試點班和校企合作平臺為基礎，與行業企業聯合培養機械類專業工程應用型創新人才，為提升我國工程制造業總體實力和國際競爭力作出貢獻。
參考文獻
[1]劉建強.德國應用科學大學模式對實施卓越工程師培養計劃的啟示[J].中國高教研究，2010（6）：50-52.
[2]郭秀穎.創新工程應用型本科院校學生綜合素質教育模式的研究[J].科教論叢，2010（4）：180.
1 cdio工程教育介紹：
cdio工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得knut and alice wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經過四年的探索研究，創立了 cdio 工程教育理念，并成立了以 cdio命名的國際合作組織。
cdio代表構思（conceive）、設計（design）、實現（implement）和運作（operate） ，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體 ，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。cdio培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。
2 cdio工程教育模式在機械電子工程專業人才培養中的應用：
機械電子工程專業培養目標是培養具有機械工程、電氣工程、控制科學與工程、計算機科學與技術等學科基礎理論和基本知識，具備現代科技理念、綜合人文素質、較強的創新精神和工程實踐能力，能夠從事機械和機電裝備與系統的設計制造、研究開發、設備維護和運行管理的復合型高級工程專門人才。
山東理工大學是一所以理工為主的多科性省屬重點大學，于2009年初加入cdio。機械電子工程專業2010年被教育部批準為新上專業，機械電子工程專業作為cdio培養模式的試點專業。我們的改革目標是通過注重培養學生系統工程技術能力，尤其是項目的構思、設計、開發和實施能力，以及較強的自學能力、組織溝通能力和協調能力，吸收世界先進的工程教育理念，建立符合國際工程師認證的課程體系。為此，我們選定國際上公認的cdio工程教育理念。將cdio項目按規模和范圍劃分為三個模塊，第i模塊為包含本專業主要基礎核心課程和能力要求的項目；第ii模塊為包含一組相關核心課程、能力要求的項目；第iii模塊為增強課程能力與理解而設的項目。
基于cdio工程教育理念而設計的人才培養模式中最重要的組成部分，是機電系統設計與制造i、機電系統設計與制造ii、機電系統設計與制造iii三個綜合項目的設計和實現。分別設置在不同的教學學期，每個綜合項目都是對學生某一方面知識和能力的鍛煉和考核，往往涉及到多門核心課程。選定移動機器人作為項目對象，貫穿于三個一級項目。具體內容包括如下幾個方面：
2.1 完成機械結構設計的概念設計。
機械電子工程專業學生培養過程中的機電系統設計與制造i項目訓練，開設在第四學期，時間安排2周。學生在教師指導下通過對移動機器人這一典型機電一體化產品的解剖，了解其各個關鍵部件（包括機械系統組件和控制系統組件）的具體結構和連接方式，從而提前了解本專業核心內容與實際產品的關系，以工程師的角度去面對即將開始的專業課程學習。通過早期項目的構思和設計，激發學生興趣，進行初步的創新思維與產品構思訓練，并在一定程度上建立起與專業相關的整體概念。
根據這一總體要求，需要綜合考慮在機械電子方向所必須的專業課程和基礎課程的相關要求，重點考察學生將所學知識點運用到實際工程項目的能力并同時達到對其進行鍛煉的目的。
2.2 完成機械構件運動原理綜合考察的規劃設計。
機械電子工程專業學生培養過程中的機電系統設計與制造ii項目訓練，開設在第六學期，時間安排2周。在第四學期一級項目的基礎上，本次二級項目進一步要求學生通過團隊合作的方法完成機器人整體結構的設計。通過具體給定不同的設計參數和機器人操作任務，由學生自由組成團隊，合作完成機器人各關本文由收集整理鍵部件的詳細設計，要求每個學生獨立完成給定的局部設計任務，并保證團隊內部學生設計的各個部件之間的良好連接。
在設計的工程設計中，滿足給定的輸出運動關系，并進行必要的運動分析是工程設計的最基本要求。結合學生在測繪環節對機器人總體結構和關鍵部件的認知，此環節需要給出機器人的運動關系，并在此基礎上進一步根據指導教師的設計要求進行修正，實現新的運動關系輸出，達到運動學設計的基本要求。
具體的機器人產品，要求整體上各關節運動靈活，能夠滿足一定的運動范圍和運動速度要求。因此必然在結構上具有特定的參數要求，對于關鍵的技術參數，需要進行整體規劃和論證，并提出具體的設計方法。
2.3 完成機器人控制系統設計。
機械電子工程專業學生培養過程中的機電系統設計與制造iii項目訓練，開設在第七學期，時間安排3周。在第四學期和第六學期兩個一級項目的基礎上，本次三級項目進一步要求學生通過團隊合作的方法完成機器人控制系統設計。通過單片機、工控機、plc等方案對第i、ii模塊確定的項目進行控制系統設計。培養學生綜合運用所學的基礎理論和專業知識，獨立進行機電產品設計工作，掌握機電產品中控制系統設計的一般程序和方法，并結合設計進一步鞏固和擴大知識領域。
三個綜合項目的完成，標志著學生基本掌握了機器人的總體方案設計、機械結構設計、控制算法設計、控制系統硬件和軟件設計等關鍵技術，同時這些技術可以觸類旁通的用于其它相關產品的設計與制造。在每一屆學生中選擇設計較為出色的部分產品，進行實際加工制作，一方面是對學生的激勵，同時也可以作為以后學生的研究對象。由于三個綜合項目依次承接，最終的產品完全是學生自己設計，因此，更利于學生掌握機電產品的整個設計、制造、控制和維護的流程，更能激發學生的學習興趣。
一、石煤機公司ERP項目背景分析
石煤機公司1939年建廠,原直屬煤炭工業部。為中國煤炭工業優秀企業、河北省明星企業,是一家集生產、研發、制造、銷售為一體、多元化經營的大型裝備制造企業。2008年,被中國機械工業管理協會評為中國機械500強企業,綜合實力在全國機械工業中排名第383名。
石煤機公司屬離散型制造業,生產工藝過程齊全。生產方式屬單件小批類型,加工過程非連續。在生產組織劃分上,主要是按生產工藝及設備能力劃分,車間內設備分布是按設備類型和工藝特點布局。全部生產、物流過程、成本核算都是以成本號為聯系進行生產組織。產品生產周期一般為兩至三個月以上,影響周期的主要因素是:物料品種、零部件品種繁多,計劃投放以及批量既無規律又無規模,產能不均衡等因素均能對產品配套及交貨造成影響。此外,企業難于精確核算產品成本,其核算結果難于反映產品真實成本。原始的管理手段根本無法實現精細化管理和科學管理,直接影響市場競爭能力和盈利能力。企業管理信息化建設勢在必行。通過信息化建設,旨在促使企業管理實現革命性的轉變。
二、石煤機公司ERP項目的選型及方案
1.ERP項目選型
能否應用于機械裝備制造業,選擇適用且成熟的ERP軟件非常重要。公司用了兩年多時間對國內多家知名ERP軟件供應商及其機械制造業成熟應用者進行了細致考察調研,選擇了北京科希盟軟件有限公司的HCERP VER 8.2系統。該公司的ERP系統在煤機制造業中的成功案例多于其他任何軟件公司。
2.石煤機公司ERP模塊介紹
石煤機公司實施的HCERP系統是以管理會計為核心、以物流管理為基礎、以信息流為主線,全方位覆蓋企業產、供、銷、人、財、物各項資源和各項生產經營活動全過程的信息管理系統,通過實施ERP實現物流、信息流、資金流“三流”的統一。
石煤機公司的ERP系統涵蓋了以下方面:
(1)基礎數據管理系統:包括系統管理子系統、物料清單及工藝管理。
(2)物流管理系統:包括庫存管理、采購管理、銷售管理。
(3)人力資源系統:包括人事管理、績效考核。
(4)財務管理系統:包括存貨核算、采購核算、銷售核算、成本管理、應收應付、資金管理、財務分析等。
(5)生產管理系統:包括主生產計劃管理、物料需求計劃、能力需求計劃、質量管理、設備能源管理等。
(6)決策支持系統:包括產品分析、市場分析、資金分析、盈虧分析。
(7)辦公自動化系統:包括收發文管理、事務交辦、BBS等。
三、石煤機公司ERP項目實施經驗
石煤機公司一期進銷存模塊上線運行僅用2個多月的時間。據了解,沒有任何一家類似石煤機公司這樣管理復雜的企業能夠做到。經驗是:
1.重視對ERP項目的領導。總經理親自掛帥項目領導小組,常務副總經理親自掛帥項目實施小組,為項目順利實施和有效協調提供了組織保證。
2.廣大員工對企業上ERP項目認識統一報以期待。一期進銷存模塊上線的2個多月的時間里,廣大干部員工夜以繼日,連續奮戰,累計加班1800多天,研討和培訓120多次,上機操作培訓1300多次,編制了各種編碼93000多條,對全部庫存物資進行了詳細盤點,對客戶和供應商的往來賬全部進行了核對,核實了暫估物資和賒銷物資,完成了所有必須錄入的數據。
3.組建實施小組是扎實和快速推進ERP項目實施的保證。實施小組負責制定實施計劃,指導、檢查計劃的落實,制定各項流程管理規定;負責各項操作培訓、數據的審核和錄入,與軟件公司有效溝通和合作,及時協調、解決實施過程中出現的各種疑難問題等。
4.科學的實施方法是ERP項目順利推進的重要因素。公司在實施過程中建立了順暢的溝通渠道和議事方式。在每個模塊上線前,都要制定實施方案。實施小組根據實施方案制定實施計劃。在項目實施的關鍵時刻則天天召開ERP工作例會,安排、協調和現場解決各項問題。制定了REP工作考核獎懲制度,獎罰分明,保證ERP項目順利實施。
5.做好持續的培訓是ERP系統有效運用的關鍵。在ERP實施過程中,從三個層面進行培訓:一是對實施小組成員進行業務流程的培訓以支持項目的實施和今后系統的維護;二是對終端人員的系統操作培訓;三是對公司領導層的培訓。持續培訓提高了員工操作技能。
四、實施效果
石煤機公司通過實施ERP系統,把公司的采購、庫存、銷售、生產、財務、成本、OA辦公自動化等相關業務實現了高度的集成和共享,管理流程更加科學合理,管理效率大大提高。
1.ERP系統編碼對企業標準化起到了重要的推動作用
石煤機公司REP編碼涉及物料編碼、部門編碼、員工編碼、庫房編碼等。通過編碼規則的制定以及對物料名稱型號的規范,使得各部門使用的物料名稱型號寫法統一,編碼成為唯一的數據源頭。由于有了“共同語言”,信息的傳遞更加順暢、快捷、明晰、準確;通過對客戶、供應商的梳理,使往來賬管理更加清晰;通過部門職能的合理定位和授權,使公司組織架構更加合理,職責、權限更加明確;通過對工作中心的劃分,使公司產能實現真正意義上的平衡。
2.各項管理流程得以進一步再造和優化
在ERP每一個模塊的實施過程中,公司領導和ERP實施人員都要對ERP軟件的管理流程、管理理論、管理方法進行深入的研究,融入企業的管理實踐,固化為新的管理制度。石煤機公司的某些先進、科學的管理方式已經吸收進ERP軟件中。在ERP實施過程中,企業各種管理審批流程、生產組織方式、成本核算方式、責任制考核體系都發生了質的變化,為今后的跨越式發展奠定了重要的管理基礎。
3.摸清了家底,為企業的物流、財務管理提供了準確的數據依據
在實施ERP的過程中摸清了家底。原來采購計劃、生產計劃的凈需求的不準確導致形成積壓庫存,無法充分利用。經過MRP的精確運算,真正做到按需采購,按需生產。企業的負債管理也更加完善。
4.提高了財務管理水平
通過實施ERP系統,財務管理真正實現了財務業務無縫集成,不再只是從報表數字看問題,而是從報表數字可一直追溯到業務單據,使得企業決策層可從問題的表面深入到本質。財務人員從繁忙的核算、匯總統計工作中解放出來,將更多的精力投入到分析、評價的管理會計中,為企業經營者出謀劃策,提高企業的運營效率和質量。
通過實施ERP系統,石煤機公司的管理理念更加清晰,管理職責更加明確,管理制度更加固化,管理效率大大提高,公司整體運作更加規范化、程序化、制度化。企業管理水平上了一個大臺階。
參考文獻:
隨著我國經濟的快速發展，以及基礎設施建設的不斷推進，港口機械作為助力我國基礎設施建設的重要力量，在基礎設施的建設當中發揮的力量越來越大。由于港口機械的特殊性，要求設計者在對于港口機械相關的操作裝置，室內燈光、工作平臺以及駕駛空間等一些列相關設施的設計的時候，要更加注重對于港口機械駕駛員的操作方便性、安全性以及工作效率等方面進行較為綜合的考量。
一、港口機械駕駛室的人機工程布置
1.座椅的布置
在港口機械的駕駛室當中，駕駛員通常是采用坐姿在駕駛室內將操作，而座椅就成為連接駕駛員與港口機械之間的一個重要的連接點，而且我們對于座椅的布置和設計在很大程度上關系到了駕駛員的操作舒適度以及駕駛室內其他的相關設施的布置，對座椅采用合適的安置，對于改善人和座椅之間的關系并且為駕駛員的工作創造一個安全舒適的工作環境都有十分重要的作用。
我們在對座椅的位置確定時，第一步就是對座椅上的髖點進行確定（支撐點）作為人體的大腿與軀干的連接點，支撐點的設定在很大程度上關系著，駕駛員在駕駛室內的舒適度。而駕駛員在駕駛室內可以按照自己的意愿來對駕駛室內的座椅進行調整并在合適的位置進行入座。而駕駛員入座之后自身髖點的垂直以及水平的移動之間的關系，直接決定著駕駛員座椅的調節量。因此我們在進行支撐點的設定時首要考慮的就是駕駛員的身體舒適度。從而確保駕駛員在駕駛室內無論怎么動都能獲得舒適的駕駛環境。
2.眼橢圓位置的確定以及橢圓位置對于駕駛室布置的作用
眼橢圓是駕駛員采用正常的駕駛姿態在駕駛員的座椅上面眼睛位置的一個相關的統計分布圖形。我們通過對于駕駛員駕駛時的眼睛位置進行攝影，并且對所得的相關數據進行分析和探討，最終發現他們是呈現二維正態的分布的，而此時等分位的分布圖形呈現出橢圓的形狀。
在駕駛的過程當中，隨著駕駛員的座椅靠背的不斷變化，眼橢圓也是在不斷的進行著變化的，我們通常采用定位線的方法來進行確定。
假設駕駛員的眼橢圓定位線為L，以垂直工作線上的支撐點作為定點，水平工作線離最后支撐點的高度為635mm。當座椅的靠背角為25°時，眼橢圓自身坐標中心正好與水平或者是垂直的工作線進行交點和重合。靠背角小于25°時，眼橢圓的位置偏向前上方；大于25°時，偏向后下方。眼橢圓及其定位線在車身側視圖中的位置。眼橢圓的建立為司機室的布置和設計提供了基礎。
3.各種手操縱件的布置
在機械進行作業或者是行駛的過程當中，駕駛員眼前的工況和視野始終處于不斷的變化當中，而且駕駛員本身也始終處于精神較為緊張的狀態。這就要求駕駛員在操作的過程當中上半身在幾乎不用往前傾的前提之下，就可以對于駕駛室中的各種手柄和操作按鈕進行較為方便的操作，這對于減輕駕駛過程中的疲勞也具有十分重要的作用，而且對于駕駛員在操作過程中的作業和行駛的安全也起到了一定的保護作用。也正是基于此，國際化標準組織對于駕駛員的界面和手伸做了相關的規定（具體見ISO3958）。
駕駛員在駕駛過程中的界面和手伸都要以較為正常的姿勢來進行分布，腳則要在合適的踵點上面進行支撐，此時駕駛員的一只手應握住操作桿，另外的一只手應伸及自己所能達到的最大空間界面，以此依據來對操縱件和各種的操縱按鈕等進行合理的分布。
4.顯示裝置
人機系統中，顯示裝置按其顯示方式分為模擬式、數字式和屏幕式三類，其功能是通過可視化的數值、文字、符號、標志、圖形、可聽的聲波以及其它人體可感知的刺激信號向“人”傳遞“機”的各種運行信息。視覺顯示裝置的人機工程學問題，要根據人體相關測量參數，確定駕駛員與顯示裝置間的觀察距離，并且根據操作者所處的位置，確定顯示裝置相對于操作者的最優布置區域，選擇有利于傳遞和顯示的信息、易于準確快速認讀的顯示器型式、字符表達形式及與其相關的匹配條件，如顏色、照明條件等。
二、人體工程學在港口機械的乘坐及設計方面的基本要求
設計人員在進行駕駛室的座椅設計時，首先需要考慮的就是人體的生理特點以及身體各部位體壓的分布合理性。在進行相關參數的選擇時，應該對于操縱的輕便性和舒適性之間的矛盾進行良好的協調，并且對于駕駛員在駕駛中的視覺效應和舒適性之間的矛盾也予以解決。
1.駕駛員的坐姿
座椅舒適程度的是由人體的基本生理特點和坐姿來決定的，而且這其中最為需要引起注意的就是頸椎。頸椎是人在坐立時整個人體重量的一個重要支撐，由于脊柱由上而下所承受的重量會越來越大，而且隨著重量的變大，腰曲的變形也會更加的嚴重。如果在人坐姿時不能保持一個正確的姿勢就很容易引起腰痛以及腰酸等不適癥狀。因此我們在進行座椅的設計時首先需要保證的就是能夠讓駕駛員在操作時保持正確的姿勢，臀部首先應該離開座椅的靠背并稍微的前移，此時小腿應該同時往前移動最終使得小腿與大腿之間的夾角保持在110°左右。而且，對于在港口機械上進行操作的駕駛員來說，為了能夠具有良好的視覺效應和較好的操縱性。駕駛員在行駛的過程中應該適當地減小大腿和小腿之間的夾角，而且肩部要保持微垂的合理姿勢。操作員在進行操作時首先應該注意的就是前方視野的開闊性以及操控的便利性，為此有的時候操作者要在一定的程度上犧牲乘坐的舒適性。
2.身體壓力的分布
人體在座椅上的壓力，應考慮臀部不同部位在產生不舒適感之前所能承受的。座墊上的體壓分布應是坐骨部分的壓力最高，然后由坐骨周圍向臀部逐步降低，直到與座墊前緣接觸的大腿下面趨于最低值；靠背上的體壓分布應該是肩胛骨和腰椎骨兩個部分壓力最高，即以肩胛骨（相當于第5～6胸椎之間的高度）和腰墊（相當于4～5腰椎之間的高度）作為支撐，以保持正常的腰曲弧形和保護腰椎不易損傷。
結論
對港口機械駕駛室進行人機工程學的設計，能夠讓駕駛員在更加方便舒適的工作環境中進行工作，對于更好的發揮港口機械的作用和減少駕駛員的疲勞度都有較好的作用，并且對港口機械的實用性和安全性獲得了大幅度的提升，具有較高的理論和現實意義。
參考文獻
[1]楊英，張國忠，馮麗敏.用因子分析法確定工程機械駕駛室尺寸因子G.東北大學學報21（3），2000 .
一方面，隨著我國制造業迅速發展，中國已成為世界制造大國，但遠不是制造強國。要真正成為“世界制造中心”，必須有先進的制造技術和一大批掌握先進制造技術的應用型本科人才作為支撐。培養大批適應制造業發展所需的機械類專業人才，對中國機械工程高等教育既是嚴峻的挑戰，又是難得的機遇。[1]另一方面，當前，廣東的經濟社會正進入一個新的發展時期。2008年7月，廣東出臺了《關于加快建設現代產業體系的決定》，明確提出要轉變經濟發展方式，推動產業結構優化升級，實現“廣東制造”向“廣東創造”、“廣東服務”轉型，提升產業國際競爭力；面對經濟結構轉型和發展方式轉變，廣東對機械類及其相關專業的應用型人才需求更加旺盛。而且，目前廣東主體產業群之一的“先進制造業”已經逐漸形成了微電子制造、汽車零部件、輕工裝備、模具、家電等支柱產業，形成了“大制造”的格局；面對更為寬泛的應用領域，要求機械類專業學生必須具備相應的能力和素質以適應廣東的地方經濟發展。因此，緊緊圍繞廣東省珠三角洲地區打造若干規模和水平居世界前列的先進制造產業基地的目標，培養一批能夠熟練掌握與應用先進制造技術和設備的高技能人才，更好地服務廣東省經濟建設，已經成為廣東省地方工科院校面臨的重要任務。
2適應現代教育模式的要求
當前高等院校本科人才培養實踐在新形勢下表現出新的特征。一是多樣化特征：主要表現在高校的培養目標、培養規格、培養模式等呈現多樣化；它源于社會對人才需求的多樣化，要求改變以往我國高校存在強調統一、規范，造成培養模式單一、人才類型單一等問題的缺陷。二是個性化特征：包含保護個性、尊重個性、培育個性；具體表現在學校給教師和學生個性發展空間的趨勢明顯。三是現代化特征：包括教育觀念、理念、制度、手段的現代化等。四是國際化特征：表現在學生國際化、教師國際化、教學內容和教材國際化、工程教育與專業認證國際化等；國際合作辦學越來越多，國家與國家、地區與地區之間協作越來越多。
3學校自身發展定位的要求
廣東工業大學經過50多年的辦學，沉淀了地方經濟社會發展急需的優勢學科，具備了培養應用型和創新型人才的基礎及基本條件。依據聯合國教科文組織1997年編制的《國際教育標準分類法》（ISCED），學校辦學定位確定為教學研究型；服務面向定位是面向和服務廣東，為廣東全省的經濟社會發展服務；在學科專業設置上堅持以工為主、工理經管文法結合、多科性協調發展。學校的機械類專業具有較強的辦學實力。機械類學科在數字化、網絡化設計制造技術，高端電子精密制造裝備技術，工業機器人技術，高性能陶瓷材料加工及工具制造技術，高能束與特種能場微納制造技術，先進設計與智能化檢測技術，產品創新設計方法及制造系統建模、控制和優化技術等方向已形成鮮明的特色和優勢；培養了大批機械及相關行業和社會發展需要的工程技術人才，為廣東地方經濟發展做出了巨大貢獻。近幾年，學校在廣泛調研國內外應用型本科人才培養體系改革與實踐的基礎上，從學校自身的辦學定位出發，根據社會對人才的多樣化需求，以工程應用能力培養為目標，整合優化人才的知識、能力和素質結構，構建了多樣化的機械類應用型本科人才培養方案，并在實踐中驗證和完善。
二機械類專業“3+1”人才培養課程體系的構建
1課程體系構建的總體思路
第一，滿足培養目標的需要。專業人才培養理念、培養目標和培養規格是課程體系構建的基礎。“重視能力培養，是本科教育的共性要求，更是工程應用型本科教育的要求。”[2]在研究需要什么樣的人才方面，各國都有各自的特色和特殊情況，但在工程技術人才培養上卻有著共識：強調工程師強烈的社會責任感；培養工程師的國際視野和跨文化交流能力；實施領導力培養計劃，培養工科學生引領本國和世界工程科技發展的能力；加強工程師的綜合素質培養。廣東工業大學機械類專業以“理論-實踐-創新”為主線、以“學生主動學習”為方式、以“能力與素質的嵌入”為手段、以就業競爭力為導向、以“知識-能力-品格全面協調發展”為目標、探索和構建具有區域特色的機械類本科人才培養體系的培養理念；緊緊圍繞面向工業界、面向未來培養工程師為目標，主動適應廣東省區域經濟建設、機械及其相關行業和社會的發展需要，確立以知識傳授為基礎，以能力培育為重點，以道德養成為根本，注重知識、能力、素質的全面協調發展，注重為學生搭建發展平臺，培養具有較強的實踐創新能力和職業技能的可持續發展的高級應用型人才。機械類專業培養規格主要建立在應用型工程師培養的國家通用標準和應用型機械工程師培養的行業專業標準之上。
第二，采用“平臺+模塊”[3]的課程體系結構。廣東工業大學機械類專業“3+1”課程體系采用“平臺+模塊”的模式。在這種課程體系中，必修課程是由幾個相互關聯、逐層提升的平臺構成的，而選修課程是由多個相互獨立的專業方向模塊和跨學科課程模塊組成的。平臺中的課程主要包括公共基礎、學科基礎和專業基礎等方面，反映了人才培養的基本規格和全面發展的共性要求。模塊則是可以由學生根據自己的興趣、愛好和特長自由選修的專業層面的課程，體現了人才培養的多元化和學生個性發展的要求。“平臺+模塊”課程體系實際上是分別按照對學生的共性和個性要求進行設計和構建的一種模塊化課程體系，它適用于有多個目標、多項功能要求的復雜課程體系的構建，是一種能夠較好地協調和滿足機械類專業“3+1”人才培養的課程體系結構。
2課程體系構建的具體做法
基于“3+1”模式的機械類專業課程體系的構建，從整個模塊化課程體系設計開始，到各個課程模塊中具體課程的確定，再到每一門課程教學內容的選擇，都要考慮面向工業界、面向地方培養機械類本科應用型人才的需要，構建的著眼點主要是專業培養方案設計、實踐課程模塊建設和教學內容充實等。
三機械類專業“3+1”人才培養模式的運行
1師資隊伍建設機制創新
開展機械類專業“3+1”人才培養，師資隊伍是關鍵。機械類專業要培養與社會經濟發展相適應的高素質工程應用型人才，就必須有一支既具有較深理論教學功底又具有較強實踐指導能力的“雙師型”師資隊伍。廣東工業大學不斷強化機械類專業教師的工程經歷和實踐能力，并設置準入門檻。例如，通過制定政策，規定一定比例的年輕教師在工業界進行1～2年的博士后工作，并選派一批青年教師走出校門，到世界500強或行業領軍企業進行實地工作1～2年，增強解決實際問題的能力。學校還制定和規范教師的兼職辦法，引導和規范教師到企業兼職，同時，設立面向企業創新人才的客座教授和研究員崗位，選聘實踐經驗豐富的行業或企業高級專家到學校任教或兼職，建立穩定的兼職教師隊伍。通過建立高校專職教師與企業兼職教師的合作機制，使兩者之間取長補短、相互學習、共同提高[7]，為機械類專業“3+1”人才培養提供了一支知識結構合理、富有活力和發展趨勢良好的高素質“雙師型”師資隊伍。
2實踐教學平臺運行機制創新
各級各類實驗室、實踐基地、訓練中心是培養學生實踐能力和工程綜合素質，培養其創新意識的重要實踐教學平臺。廣東工業大學充分發揮工程訓練等國家實驗教學示范中心和機械設計省級實驗教學示范中心的實踐教學平臺作用，不斷完善工程實踐條件，積極拓展工程訓練內涵，建立起分階段、多層次、模塊化、綜合性、開放式的工程訓練教學模式，完成傳統實習方式向全面工程訓練的轉換，實現“工程訓練四年不斷線”。另外，學校積極推進校內、校外人才培養實踐基地的建設。在校內嘗試以企業為依托，通過與各大企業合作，建立基于企業的校內實踐基地；以相關企業為依托，選擇一批生產規模大、管理規范、技術先進、用工需求量大和社會聲譽好的企業作為長期合作伙伴，使之真正成為培養高技能人才的穩定校外實習實訓基地。這些基地緊緊圍繞機械及相關專業的培養目標，貼合企業需求，為學生提供了模擬仿真與真實職業崗位環境相結合的實踐環境。學校還積極推進校外實習和畢業設計實戰計劃，強化以項目驅動實踐教學為手段，以實踐創新能力培養為主線的實踐課程體系，在時間分配、項目實踐、流程環節等方面給予全力保證；學生通過在教學實踐基地的學習，實現了企業與學校之間的無縫對接。
3產學研合作機制創新
堅持產學研深度合作是機械類專業“3+1”人才培養模式有效運行的重要保障。廣東工業大學通過加強學校與產業緊密結合，調查廣東產業界對機械類本科人才素質的需求，創新和優化“3+1”人才培養方案以及課程體系結構。通過完善校內專任教師到相關產業和領域一線學習交流、相關產業和領域的人員到學校兼職授課的制度和機制，提高機械類專業師資水平。通過發揮學校機械類學科及科研優勢，與廣東省大型企業密切合作，進一步增加和改進校外校內實踐教學基地/平臺的建設。通過增設企業家專業系列講座課程，使學生通過更多的與企業家的接觸，學習到產業界的最新知識。還有，依托機械類學科優勢，進一步促進科研和教學工作相結合，將科研實驗室部分向本科生進行開放，鼓勵引導教師將科研成果引入本科生教學中，鼓勵學生積極參與導師科研項目和投身各類科技創新競賽，不斷提高其綜合能力和創新精神。
參考文獻
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[2]章躍.關于工程應用型本科教育的思考[J].江蘇高教， 2009（2）：92-94.
[3]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）：1-9.
[4]王穎，陸.本科課程設置與改革的關鍵因素分析[J].復旦教育論壇，2010（6）：51-55.
實踐教學是應用型本科院校機械類專業學生實踐能力培養的重要環節。工程教育認證下人才培養觀的核心理念是以產出作為導向，就是要從“教師能教什么”轉變成“學生應達到什么”，大學階段受到的工程教育作為未來相關職業工作的準備，以社會需求和學科發展內涵來確定合理的培養目標，明確支撐培養目標的畢業要求，以產出的產品“學生”為中心設計、實施教學活動，從工程技術知識傳授轉變到職業所需能力培養，是目前高等工程教育培養觀的重要轉變。同時不同的地域差異、學校差異以及專業差異都會對培養質量和要求有很大影響。目前圍繞“學生中心、產出導向、持續改進”的工程專業認證理念已逐步在各大高校中深入，不斷加強專業建設，提高人才培養質量也成為高校教育界的追求目標，如何將工程教育專業認證和西部應用型機械類人才實踐能力培養結合起來就需要認真探討和研究，本文根據國際和國內工程教育的發展趨勢以及西部高校的特殊情況，結合機械類應用型本科人才的培養特點，研究探索了工程教育專業認證背景下西部高校工程實踐能力培養模式的新途徑。
2工程實踐能力培養體系的構建和實施
工程實踐教學體系對課程體系、教學內容、教學方法、實踐教學、人才個性化培養等方面提出了新的要求，制定了通識教育和專業教育相結合、深化教學方法和考試方法改革、加強實踐教學與創新能力培養、促進本科教育國際化的指導原則，對課程設置進行了細化，包括重視學生數理基礎和科學素養的培養；加強人文社會科學等基礎課程的社會實踐環節，課內外互補，增強實效性；進一步加強和規范了實踐教學環節。
機電工程學院實驗中心立足于本科教學，服務于科研研究，以“培養現代工程應用型人才”為目標，圍繞學院的實驗教學與學科建設，已形成7大實驗平臺：（1）先進制造技術綜合訓練平臺；（2）測試與控制綜合實驗平臺；（3）機械傳動平臺；（4）創新設計平臺；（5） 機電一體化綜合實驗平臺；（6）紡織工程綜合實驗平臺；（7）工業生產綜合實驗平臺。目前的7大實驗平臺、實習基地、實驗中心的總體建設規劃和專業認證的持續改進工作為工程能力培養體系的順利構建和實施提供了良好的硬件支持和理論導向，同時體系的深入研究和探討也必將為我校的機械設計制造及其自動化專業人才培養提供強大的支撐和保障。工程實踐教學體系以工程素質教育和創新能力培養為核心，以實踐（實驗）課程為主，理論教學與實踐（實驗）教學相互統一，進一步豐富實驗教學內容，加大綜合設計型和創新型實驗比例，構建“4+1”的創新實踐教學體系，即由工程基礎實踐訓練教學平臺、機械基礎實踐教學平臺、專業綜合實踐教學平臺、綜合創新與科學研究實踐平臺和學生科技創新實踐平臺組成。為滿足西部應用型機械類復合型應用人才的培養，在實踐教學課程體系設置時充分考慮對學生綜合能力的全面培養，構建多維實踐課程體系。該體系由不同層次、不同類型、不同形式的實踐環節組成，實踐層次和類型通過不同的形式交叉進行。
3基于工程教育認證的創新實踐教學體系的特點
中圖分類號：TU992.3
文獻標識碼：B
文章編號：1008-0422（2013）06-0117-03
1 序言
某市城市水系環境的破壞和水質的惡化與作為旅游城市的定位極不協調。2006年某市的決策者通過考察，決定引進德國漢諾威水協的治污理念對城市水系進行綜合治理。隨后德國漢諾威水協對某市的管網、水文、氣候、地理、人口、人們生活習慣進行了詳細的普查，并查閱了大量的歷史資料，針對某市的情況制定了水敏性城市發展和可持續性水資源利用框架，設計了對結合管網模擬的機埠改造及配套的人工生態濕地的治污工程綜合治理方案，且已陸續開始施工建設，部分工程已經接近尾聲，筆者通過對某機埠改造和人工生態濕地配套建設，領略到德國漢諾威水協針對城市治污理念一些特點。
2 通過對現有管網進行普查和建立水力/水文數學模型模擬后，對現有機埠的運行方式的改變及對調蓄池的改造，實現了截污和對不明污水及初期雨水進行預處理
2.1 機埠現狀及改造前后的運行情況：目前接近完工的機埠改造工程機埠總匯水面積為415hm2，城市硬化徑流面積為290hm2，機埠有兩個進水口，一個9712m2的調蓄池，非降雨期來水量平均約0.5m3/S，原機埠的總抽排能力為12.6m3/S，調蓄池的水排向一條長17.3km的城市水系，由于某市的雨、污排水管道存在錯接、漏接現象，形成雨污合流現象，由于雨、污水未有效的分離，兩個進入機埠污水口CoD濃度最高僅296mg/L和154mg/L，最低時還只有93mg兒和53mg/L，所以送往污水處理廠的污水COD濃度過低造成污水處理廠負荷過重，有時機埠在應急時污水未經任何處理就直接排入了城市水系，且隨著城市的發展該水系已經逐漸成為某市城市中心的水系，近年來由于沿岸機埠排污形成了水體惡臭、水生植物消失、棲息動物絕跡的臭水溝，與某市旅游城市的定位極不協調，在短時間內解決雨、污排水管道錯接、漏接短期難以實現，針對雨、污合流及水系污染的實際情況，漢諾威水協提出了終端治污的理念，即改造現有的排水機埠和調蓄沉淀池，對來水進行預處理，然后對預處理的水進行分流。首先將原敞開式調蓄池改造成為兩個調蓄池，一個為封閉式，一個為敞開式。在非降雨情況下，不明污水在封閉式調蓄池內沉淀、隔離污染物，然后將COD濃度較高的污水直接送往污水處理廠，溢流后COD濃度較低的污水通過人工生態濕地進行生態處理后再排向城市水系，在降雨情況下，從沉淀池溢流的未水進入敞開式調蓄池，再通過排洪渠排入水系內，這種根據來水水質和水量進行區別對待的處理方式，最大限度的解決了雨、污水合流的問題，城市管網中的來水不再是只經過簡單的沉淀就直接排入城市水系，同時因送往污水處理廠的污水濃度提高、水量減少而使污水處理效益更佳，且這種終端治污的方式也為很多老城區未雨污分離的城市提供了一個示范。
2.1.1 機埠改造前后平面布置對比（圖1、圖2）
2.1.2 排水機埠改造前后運行流程對比（圖3、圖4）
2.2 調蓄池和泵房改造后的運行原理
此次設計將原來全部敞開的調蓄池分封閉式和敞開式兩個調蓄池，來水首先進入封閉式調蓄池，在非降雨期，來水的COD濃度平均約為140mg/L，在進水渠初步沉淀，通過閘門和水位標高的控制，新建的非降雨期泵房以300L/S送往污水處理廠進行處理，這時抽往污水處理廠的都是來水沉淀下來的污水，上層COD濃度較低的污水通過底板較高的閘門進入封閉式調蓄池沉淀池，封閉式調蓄池沉淀池分為A、B池，來水首先到達A池，在A池沉淀且達到一定水位后通過設置在A池上部三根設有滲水孔的滲透管溢流到B池，（滲透管起到隔離漂浮物及控制水位的作用）再次進行沉淀調蓄，（通過實踐證明污水在沉淀池沉淀一小時污水的COD濃度可以減少20%），然后以每兩天一次，每次3000m3的頻率通過非降雨期泵房抽向人工生態濕地進行生態處理過濾，最后排入城市水系，當B池及人工生態濕地全部注滿后，如水位繼續上漲，沉淀后的污水通過設置在A、B池尾端的溢流堰溢流到敞開式調蓄池，然后通過降雨期泵房排向人工生態濕地及城市水系，溢流堰能夠阻隔污水中的漂浮物及雜物。在小雨時，未水混雜著雨水，COD濃度較低，水位持續上升后開啟進水渠通往B池的兩個閘門，水流在A、B池沉淀后通過A、B池尾端的溢流堰溢流到敞開式調蓄池。如果在暴雨期，水位上漲過快，在進水渠還設置了一道45m長的溢流堰，污水通過溢流堰溢流至敞開式調蓄池，保證了封閉式調蓄池的安全，這時來水的COD濃度已經很低了，在敞開式調蓄池蓄滿后可直接通過排洪渠排入城市水系。降雨結束后，為了清理A、B池廊道內沉淀下來的污泥及雜物，在清空A、B池后，通過設置在A、B池尾端溢流區的沖洗水收集池蓄滿的水，開啟沖洗門產生一股很強的水浪將封閉式調蓄池沉淀池廊道內淤積物及雜物沖往非降雨期泵房，經過自動格柵隔離較大的沉淀物和漂浮物后抽往污水處理廠進行處理。封閉式調蓄池內產生的臭氣則由生態處理裝置進行凈化后再排出。圖5、圖6是調蓄池示意圖。
3 通過配套人工生態濕地的建設，對預處理后的污水實現生態凈化
此次把人工生態濕地建設在原有的河道上，分為六個分區，為垂直潛流式人工生態濕地，面積約為8300m2，改造后泵房把經過調蓄池沉淀、雜物隔離的不明污水及初期雨水通過管道輸送到人工生態濕地的配水渠，配水渠采用溢流的方式把來水集中、均勻的一次性分配到每個分區（配水渠的作用是均勻的分配污水，且在進水口設置了消力裝置，避免損傷人工生態濕地內的水生植物），在人工生態濕地的池床上層由一米厚過濾砂組成過濾層，過濾砂下面則是根據不同級配鋪設卵石層，以防過濾砂滲入卵石層內的帶孔過濾水收集管網，所選的過濾砂必須按照級配鋪設，其含鈣量、孔隙率、陽離子含量都有明確規定，達不到要求則需進行相應的調配，如含鈣量達不到要求則需鋪設石灰石等措施，在過濾砂上根據特定的間隔種植蘆葦等水生植物，可有效吸附、攔截懸浮物。同時其發達的根系能使過濾砂內產生空隙，補給氧氣，避免產生厭氧環境，使過濾砂發臭板結。將污水投放到人工建造的類似于沼澤的濕地上。當以富營養化為主的污水流過一定長寬比及底面有坡度的生態濾池時，經石英砂填料床過濾，污水可以在床體的過濾砂縫隙中曲折流動，或在床體表面流動，最后通過收集管網排向城市水系，污水的BOD5（生物5日需氧量）去除率為85%，SS（固體懸浮物）去除率為87%，T-P去除率為85%，氨氮去除率為54%，污水中的無機污染物（重金屬）和有機物也很大限度的被濕地蘆葦吸收，且水生植物根際的多種微生物活動，增加了濕地基質的透水性，與周圍環境的原生動物、微生物等形成各種小環境，通過氧的傳遞，更加增強了凈化廢水的能力。生態濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力，因此更適用于處理生活污水以及城市污水一類。生態濾池可分別處理廢水中的不溶性有機物與可溶性物質。不溶性有機物通過濕地構造中的過濾砂層被沉淀、過濾、截留，進而被微生物利用，而可溶性有機物則可直接通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解、去除。每天向生態濕地輸送3000m3污水，可在24小時內處理完畢，全部排向城市水系，出水COD可以達到約30mg/L至40mg/L。人工生態濕地放空后通過水生植物根系重新補氧，然后再次注水使用。當城市水系水位連續三天高出人工生態濕地水位而無法排出時，配水渠還設置了緊急排空裝置，通過開啟閘門，人工生態濕地的水可以經過一根輸送管回流到敞開式調蓄池，再通過水泵排出。人工生態濕地的結構示意圖如圖7。
4 通過對河床斷面結構的改造及對已經破壞了的河道生態系統進行修復，達到進一步凈化水質的作用
原有河道堤岸較陡，駁岸風光帶建設在堤岸的外面，采用剛性護坡的方式進行護坡，對河床生態系統有較大的破壞，河道內淤泥較多，河道內的沉水植物已經消失。德國漢諾威水協通過這次改造把堤岸后移，這樣一來，緩坡式柔性河岸同時也成為了駁岸風光帶，解決了市民休閑的時候無法親水的問題，同時也增大河床的調蓄容積，發揮防洪功效，河岸浸水區鋪設椰棕植物墊及椰棕植物輥進行護坡，防止波浪沖刷堤岸，同時在河灘和植物墊上栽種水生植物，河道內進行清淤后栽種沉水植物，還在水上安裝若干人工浮游島，上面栽種浮水植物，通過這些水生植物根系的吸收，不同的水生植物對水體中各種污染物有吸收、富集效果，達到進一步凈化水質的作用。河道堤岸改造前后斷面對比示意圖如圖8、圖9。
5 通過駁岸景觀與凈水系統的一體化的建設，做到了既留住了雨水又凈化了初期雨水，同時也美化和改善了環境
