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超越科学与技术的工程创新人才培养———记教育部高等学校特色专业“机械工程及自动化”





  □本报记者 徐文英机械工程及自动化专业是以机械工程、自动控制和信息技术等多学科集成为基础的知识复合型专业,是机械学院6个专业中的“老大哥”,拥有专职教师101人,年平均招生数约250人;其前身可上溯至1977年设立的机械制造与工艺专业,也是我校历史较悠久的专业之一。
  继2002年被列入校首批重点建设专业、2003年被列入浙江省重点建设专业之后,2008年10月,机械工程及自动化专业又被立项为教育部第三批高等学校特色专业。这一成果的获得,离不开机械学院10多年来围绕机械工程创新型人才培养模式所做出的不懈努力和探索。
  紧跟时代需求的步伐近10年来,我国高等教育无论在质还是量上都有了巨大的发展,但是高素质工程创新人才仍存在较大缺口,无法满足社会经济发展的需求。
  为了适应社会经济发展的人才需求,早在1996年,机械学院就在机械工程及自动化专业中实施两段制多样化人才培养模式改革。学生在一、二年级获得宽厚的科学和机械工程基础理论知识的基础上,在导师的指导下,根据个人志向,可选择机械设计、数字化制造等模块发展。
  2000年,“机械工程及自动化大专业招生、二段式培养方案及实施”教学改革项目获浙江省教学成果一等奖。随后,项目“适应多样化人才培养的教学管理模式改革”2005年获国家级教学成果二等奖。
  1999年,第三次全国教育工作会议召开,全国掀起“深化教育改革,全面实施素质教育”的热潮。学院开始创办工程创新学校,每年在机械工程大类专业学生中招收200名学员,开展机械工程创新方法论教育和科研训练,并构建了本科创新教育模式的体系结构。教学改革项目“工程创新学校———大学生创新教育模式研究与探索实践”2005年获得国家级教学成果二等奖。
  2005年,浙江省政府提出“打造先进制造业基地”战略部署,鼓励浙江省的制造业以科技创新为龙头,带动浙江省经济从“加工产品”向“创造产品”转移。2008年10月,浙江省政府又正式发布《自主创新能力提升行动计划 (2008-2012)》,以尽快提升自主创新能力,推动浙江经济转型升级。
  产业的创新、经济的转型,都离不开创新人才的培养;反过来说,高校要提升自己的地位和作为,也必须依据产业提升、经济发展的人才需求创新人才培养模式,从而对接区域经济乃至全国经济发展需求。几十年来,我校始终坚持“立足浙江、服务浙江、面向全国”的办学宗旨,并努力建设成为浙江省高级人才的培养基地和科学研究开发基地。
  “我校作为国内百强的省属重点高校,如果只是培养单一的应用型技术人才,那显然不是我们学校的办学宗旨。”机械工程及自动化特色专业主持人、校长张立彬教授说,“机械工程及自动化专业创新人才培养模式改革不仅是适应浙江经济转型升级的时代要求,也是教育部实施本科教学质量工程、我校培养精英人才目标的必然要求。”
  “机械工程及自动化专业近些年生源质量好,毕业后大多为浙江制造业发展服务。另外,我们已具备充分的教学、科研共享资源和平台,如机械制造及自动化教育部重点实验室、机械电子工程和先进制造技术与装备省重中之重学科平台等。所以,把学生培养成为创新型研发工程师,已不是纸上谈兵。”机械学院副院长潘柏松教授补充道。
  与此同时,人才培养模式改革创新的步伐从未在机械学院停止。2007年,由张立彬教授主持的以工程实践教学改革为核心的 “适应地方制造业的机械工程创新型人才培养模式创新实验区”成为国家人才培养模式创新实验区。
  作为机械学院主导专业,机械工程及自动化专业人才培养模式改革多年来依托学院,积累了大量丰富的教学改革经验。然而,专业内部本身如何进行管理体制改革、师资队伍建设、课程与教材建设、实践教学优化、学习效果评价机制厘定等等一系列问题仍亟待解决。
  突显“大工程观”教育理念由美国麻省理工学院工学院院长乔尔·莫西斯等工程教育专家提出的 “大工程观”与传统的“工程观”虽然只相差一个“大”字,但工程教育理念却大有不同。这里的“大”,不是简单的大小之“大”,而是指工程不再是狭窄的科学与技术涵义,而应该是建立在科学与技术之上的包括社会经济、文化、艺术、管理、道德、环境等多元素的“大工程”涵义。
  “‘大工程观’要求学生知识的复合型和能力的多样性,不仅仅强调专业知识体系内的知识要素和单元,更强调知识之间的关联性、系统性和完整性。用‘大工程观’培养的学生,将具备从事复杂系统的设计、制造、应用、管理等较宽领域的能力。”机械学院院长柴国钟教授解释“大工程观”时说,“‘大工程观’之‘大’就是说,除了要求学生要具备良好的技术水平,还要同时具备良好的人文素养,这包括团队领导组织能力、协调沟通能力、语言文字表达能力等等。”
  “大工程观”教育理念引起工程教育界的广泛关注和思考。2007年,机械学院在浙江省制造企业的人才需求调查与模型研究的基础上,通过国际著名大学机械工程专业的培养模式和国际高等(工程)教育组织的教育大纲的比较研究,确定了以CDIO(“Conceive-Design-Implement-Operate”的缩写)为机械工程及自动化专业人才培养模式的目标模型,开始实施“大工程观”素质教育。
  同年10月,机械工程实验班创办,“大工程观”素质教育由此开始步入边摸索边运行的阶段。“目前实验班同学共有130人,分三批招入,而且已经不全是机械工程及自动化专业的学生,全院有5个专业学生参加了实验班的招考。”潘柏松教授说,“由于这次人才培养模式改革涉及的面广,很多做法都是第一次实施,所以我们并未马上在所有学生中普及,而是选择了开设实验班。但我们会将一些成功的、好的做法,比如课程设置、实践教学环节等及时在面上推广应用。”
  在2008级机械工程实验班研究型教学课程和主题项目实践教学计划一览表中,我们可以发现,大学4年每一个学期都有研究型教学课程和主题项目实践配套开设,如学生在学习了《工程创新设计方法学》理论知识后,就要相应参加一项主题项目实践———“工程创新设计项目”。实验班学员、机自专业0601班郑元态同学反映,即使是同样一门课程,实验班的教学模式也与传统的大大不同:“以前一门基础理论知识课上满一个学期,实践动手能力锻炼一般要到大三才开始,而现在基础理论知识学习时间大大缩短,剩余的时间全是让我们动手做项目。”
  除了开设一系列理论与实践配套的实践教学课程,实验班为了突显“大工程观”之“大”,还专门开设了《工程与人文主题设计项目》、《主题设计与制造项目I》、《主题设计与制造项目 II》等以项目为载体、以学生为主体的渐进式主动实践模式课程,培养学生在现代大工程环境下的创新构思、设计、实施、运作的能力,同时熏陶学生的人文素养。
  先进制造技术与现代设计研究所副所长董星涛老师给实验班同学上的第一门课程 《工程设计基础》让学生耳目一新、印象深刻。“喜欢这门课不仅仅是因为董老师授课风格幽默风趣,更重要的是上课内容不再是纯理论,而是通过他本人亲身经历的一个个实际案例的剖析讲解,教我们如何在设计过程中与他人沟通协作。”上学期刚刚进入实验班学习的机自专业 0708班王芳华同学如是说。
  谈及工程设计教育,董星涛老师深有感触:“设计是为别人服务的,所以70%是做人,然后30%才是专业。综合素质高的人才有可能从事领导工作和管理工作。如果人文素质很差,又不能与他人沟通协作,那么,恐怕连最起码的技术工作都会很难开展。所以,我上这门课的宗旨就是为了转变学生们的观念,告诉他们设计不仅仅是学技术,更重要的是学做人。”
  在 《基于CDIO工程教育大纲的学生多维评价考核表》中,我们可以看到考核内容极为详尽细致,在人文素养与思想政治素质、技术知识与推理、个人职业能力与素养、人际能力、在企业与社会环境下CDIO能力等5大块考核内容下,均有限定最高分值的3到5条细化考核内容。比如“热爱人文科学知识,有较高的人文素养;一学年内能阅读文学作品、社科文章等专业以外的书籍2部以上,并撰写读后感、随笔等;对音乐、歌舞、美术等艺术(作品)有兴趣……”都是评分标准之一。另外,具备一项特长或省级及以上文艺、体育获奖等还可获附加分等等。所有这些,都突显了机械工程及自动化专业“大工程观”素质教育之“大”的特点。
  谈起对导入CDIO的人才培养模式的感受时,郑元态同学兴致勃勃地说:“如果没有进这个实验班接受新的教学模式的训练,我们不可能获全国大学机械创新设计竞赛二等奖、省机械创新设计大赛一等奖。实验班对我们的动手能力和实践能力培养是传统教学模式无法比拟的。无论是简单的口语表达、查阅资料写论文,还是参加训练创新思维和团队协作能力的项目,都让我们提前得到了系统、完整的工程实践能力的锻炼。”
  “谁拥有高级技术蓝领,谁就拥有中国制造业的明天。”亚洲战略投资公司董事长杰克在预见“中国制造”的未来时曾这样说。那么,我们可以说,“谁拥有高级技术白领,谁就拥有引领国际制造业的一片天。”