[摘 要] 介紹燕山大學(xué)機(jī)電控制工程專業(yè)機(jī)電液一體化綜合課程設(shè)計(jì)，依據(jù)新時(shí)期對(duì)機(jī)電液控一體化工程技術(shù)人才的需求，引進(jìn)CDIO教育理念，制定課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)目標(biāo)，確立綜合課程設(shè)計(jì)改革理念，從課程設(shè)計(jì)選題、考核和師資培養(yǎng)三方面詳細(xì)闡述了其改革方案，并給出了綜合課程設(shè)計(jì)的成功案例，對(duì)大學(xué)工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革具有參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞] 課程設(shè)計(jì)；機(jī)電液一體化；CDIO；人才培養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1005-4634（2013）02-0053-03

機(jī)電液一體化綜合專業(yè)課程設(shè)計(jì)是針對(duì)機(jī)電控制工程專業(yè)課程設(shè)置的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生面向工程、理論聯(lián)系實(shí)際的重要專業(yè)實(shí)踐與訓(xùn)練，其效果是檢驗(yàn)專業(yè)課程體系及知識(shí)體系科學(xué)性和完善性的有效途徑，同時(shí)也是能力型學(xué)生培養(yǎng)的一個(gè)重要平臺(tái)。燕山大學(xué)機(jī)電控制工程專業(yè)引進(jìn)CDIO教學(xué)模式[1，2]，立足專業(yè)特色，充實(shí)實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)主導(dǎo)型課程設(shè)計(jì)進(jìn)行革新，借助于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，通過(guò)不斷實(shí)踐和完善，逐步形成了“理論+實(shí)踐+學(xué)生團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)”型的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式，取得了一定效果。

1 綜合課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)目標(biāo)

流體傳動(dòng)與控制是燕山大學(xué)傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)之一，創(chuàng)辦于1977年。30多年來(lái)，堅(jiān)持“液壓”專業(yè)特色，緊跟社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技文化發(fā)展對(duì)人才的需求以及人才自身發(fā)展的需要，培養(yǎng)目標(biāo)由單一的液壓專業(yè)技術(shù)工程人才轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩I(yè)素質(zhì)+綜合素質(zhì)”的高級(jí)工程技術(shù)人才。綜合課程設(shè)計(jì)也順應(yīng)這一大的目標(biāo)，重視專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，同時(shí)也加強(qiáng)機(jī)、電、液、控四大知識(shí)群的綜合運(yùn)用，如圖1所示。突出實(shí)踐環(huán)節(jié)，挖掘?qū)W生個(gè)人能力，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作精神，注重培養(yǎng)學(xué)生交流與表達(dá)能力，力爭(zhēng)通過(guò)課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2 綜合課程設(shè)計(jì)改革方案

2.1 綜合課程設(shè)計(jì)改革理念

為培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、綜合素質(zhì)高、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)的應(yīng)用型、復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才，打破傳統(tǒng)以個(gè)人為主進(jìn)行的基于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的工程題目，建立基于團(tuán)隊(duì)的“設(shè)計(jì)+仿真+實(shí)施+測(cè)試+分析”的工程項(xiàng)目系統(tǒng)化設(shè)計(jì)體系，創(chuàng)立基于過(guò)程管理監(jiān)督的考核細(xì)則，培養(yǎng)打造綜合素質(zhì)過(guò)硬的師資團(tuán)隊(duì)，為課程設(shè)計(jì)的高質(zhì)量實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

2.2 綜合課程設(shè)計(jì)改革方案

1）綜合課程設(shè)計(jì)選題。良好的開(kāi)端是成功的一半，綜合課程設(shè)計(jì)選題直接決定了課程設(shè)計(jì)的實(shí)施效果。機(jī)電液一體化綜合課程設(shè)計(jì)要求教師必須明確團(tuán)隊(duì)每個(gè)工程項(xiàng)目的選題依據(jù)、科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值，合理設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容和進(jìn)度，事先完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐。鼓勵(lì)教師從橫縱向科研抽取題目，讓學(xué)生去實(shí)踐，要求必須有實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)室條件不能實(shí)現(xiàn)的要借助于計(jì)算機(jī)模擬，此類項(xiàng)目需加大分析工作量。2011年機(jī)電液一體化課程設(shè)計(jì)選題情況為：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占90%，模擬項(xiàng)目（無(wú)實(shí)踐環(huán)節(jié)）僅占10%；源于工程實(shí)踐項(xiàng)目的占84%，自擬項(xiàng)目占26%；通過(guò)相似實(shí)驗(yàn)方案實(shí)現(xiàn)的占70%，真實(shí)實(shí)驗(yàn)方案占30%。

2）綜合課程設(shè)計(jì)考核。根據(jù)CDIO教學(xué)模式的需要，綜合課程設(shè)計(jì)考核改變“指導(dǎo)教師評(píng)分+答辯評(píng)分”的傳統(tǒng)模式，建立了“組內(nèi)互評(píng)+指導(dǎo)教師評(píng)分+現(xiàn)場(chǎng)答辯+結(jié)題答辯”四位一體的基于過(guò)程的考核模式。對(duì)于二級(jí)項(xiàng)目考核內(nèi)容主要分為學(xué)生組內(nèi)互評(píng)（20分）、指導(dǎo)教師評(píng)分（30分）、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)答辯（30分）以及結(jié)題答辯（20分）四大部分。每組學(xué)生平均分不超過(guò)16分，最高分與最低分的分差不小于5分。重點(diǎn)考察學(xué)生在整個(gè)項(xiàng)目完成過(guò)程中貢獻(xiàn)的大小。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)答辯重點(diǎn)考察項(xiàng)目完成的質(zhì)量、項(xiàng)目講解清晰度以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作能力等。結(jié)題答辯從提交報(bào)告質(zhì)量、設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量以及回答問(wèn)題準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行考評(píng)。為防止組內(nèi)學(xué)生有“搭車”現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)答辯和結(jié)題答辯的答辯人采取臨時(shí)抽簽方式?jīng)Q定。最高與最低分差的限制不僅建立了團(tuán)隊(duì)內(nèi)“趕學(xué)幫超”的學(xué)習(xí)氛圍，而且激發(fā)了教師的責(zé)任感，同時(shí)也有助于提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和處理問(wèn)題的能力。

3）綜合課程設(shè)計(jì)師資培養(yǎng)?；贑DIO教學(xué)模式的機(jī)電液一體化綜合課程設(shè)計(jì)改革，不僅是對(duì)傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法和教學(xué)模式的挑戰(zhàn)，更是對(duì)專業(yè)教師綜合素質(zhì)的一次挑戰(zhàn)。機(jī)電液一體化課程設(shè)計(jì)體現(xiàn)了機(jī)、電、液、控四大知識(shí)群綜合運(yùn)用，這就要求教師不僅專業(yè)知識(shí)過(guò)硬，還要具備較好的機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣傳動(dòng)和控制理論等領(lǐng)域的知識(shí)，同時(shí)還要有一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能順利地指導(dǎo)學(xué)生。所以，綜合素質(zhì)過(guò)硬的師資隊(duì)伍是高質(zhì)量完成CDIO模式下課程設(shè)計(jì)的保證，加強(qiáng)教師的培養(yǎng)以及不斷提高教師自主學(xué)習(xí)意識(shí)是有效進(jìn)行教學(xué)改革的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。

為全方位提升教師教學(xué)能力，實(shí)行青年教師導(dǎo)師制，為新開(kāi)授或新開(kāi)課的青年教師配備一年的導(dǎo)師，使青年教師盡快成長(zhǎng)為教學(xué)骨干；堅(jiān)持崗位培訓(xùn)制，要求每位青年教師都要到機(jī)械學(xué)院的所有實(shí)驗(yàn)室定崗工作一個(gè)教學(xué)周期，并且到工程訓(xùn)練中心頂崗實(shí)習(xí)3個(gè)月或到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)，使得本專業(yè)100%的青年教師均具有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)實(shí)踐能力；設(shè)立開(kāi)放基金，利用國(guó)家級(jí)和省級(jí)精品課撥入經(jīng)費(fèi)，設(shè)立“液壓控制系統(tǒng)”專項(xiàng)開(kāi)放基金，每項(xiàng)金額2000～5000元，用于資助教師進(jìn)行教改立項(xiàng)，使各教師的教改新思想得到發(fā)揮并實(shí)踐；設(shè)立出國(guó)培訓(xùn)基金，用于資助副教授以上職稱的青年教師到國(guó)（境）外大學(xué)、科研院所等進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問(wèn)促進(jìn)學(xué)術(shù)創(chuàng)新；鼓勵(lì)并資助課程組所有教師參加國(guó)際、國(guó)內(nèi)流體傳動(dòng)與控制會(huì)議，使教師了解本領(lǐng)域的最新成果及發(fā)展動(dòng)態(tài)；加強(qiáng)和本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)的交流和合作，對(duì)教師進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐技能培訓(xùn)。通過(guò)以老帶新、政策激勵(lì)和提供良好平臺(tái)的方式，滿足了老師更新儲(chǔ)備知識(shí)和技能的需求，使老師的整體水平適應(yīng)教學(xué)發(fā)展的需要。

3 綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)踐

3.1 實(shí)踐支撐

實(shí)踐是工程項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，建立項(xiàng)目式工程教育模式就是希望學(xué)生能夠?qū)W中做、做中學(xué)，把理論和實(shí)踐緊密結(jié)合。要想達(dá)到這個(gè)效果就要有過(guò)硬的實(shí)驗(yàn)條件。為了解決此問(wèn)題，燕山大學(xué)與博士力士樂(lè)中國(guó)公司建立了知識(shí)合作伙伴關(guān)系，共同建設(shè)了液壓氣動(dòng)技術(shù)培訓(xùn)基地，作為綜合課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為學(xué)生提供了液壓電控系統(tǒng)搭建及測(cè)試、控制器編程、系統(tǒng)調(diào)試、元件測(cè)試等全面的實(shí)驗(yàn)條件，能夠滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需求。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)解決了本專業(yè)方向的學(xué)生只有在工廠實(shí)習(xí)階段才能全面了解元件和系統(tǒng)的問(wèn)題，使基礎(chǔ)教學(xué)言之有物，提高了教學(xué)效率。

3.2 典型案例

本專業(yè)課程設(shè)計(jì)主要是以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓伺服與比例控制系統(tǒng)、氣壓傳動(dòng)及控制三門專業(yè)主干課為主的專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)。主要項(xiàng)目分液壓元件三維虛擬設(shè)計(jì)、液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及氣壓傳動(dòng)及控制四大類。下面以液壓元件三維虛擬設(shè)計(jì)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例來(lái)展示CDIO教學(xué)模式下機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)的實(shí)施案例。

1）液壓元件三維虛擬設(shè)計(jì)。圖2所示為“液壓泵性能實(shí)驗(yàn)”課程設(shè)計(jì)，通過(guò)“元件拆裝-測(cè)繪-三維設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)測(cè)試”項(xiàng)目體系訓(xùn)練，使學(xué)生能夠深入理解和掌握液壓主要元件的原理、結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)，掌握液壓泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算以及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)三維設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建既能培養(yǎng)學(xué)生液壓元件的三維設(shè)計(jì)能力還能提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力和工程實(shí)踐能力。

2）油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。“油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)”課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生完成油氣潤(rùn)滑機(jī)電液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、選型、購(gòu)件、組裝以及實(shí)驗(yàn)，還要求學(xué)生利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)模擬手段進(jìn)行油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)流場(chǎng)模擬，從而指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置。學(xué)生實(shí)施過(guò)程見(jiàn)圖3。

本課程設(shè)計(jì)特色是指導(dǎo)教師將在研的企業(yè)項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)很好地結(jié)合，通過(guò)此課程設(shè)計(jì)不僅讓學(xué)生掌握典型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，更重要的是讓學(xué)生直面實(shí)際工程要求，鞏固學(xué)生專業(yè)知識(shí)，拓展工程實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生從事工程的自信心，提高分析解決問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生端正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度、高度的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和能力以及刻苦鉆研的精神。

課程設(shè)計(jì)是高等工程教育的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，對(duì)培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才發(fā)揮著不可忽視的作用。在充分研究與吸收CDIO國(guó)際工程教育理念的基礎(chǔ)上，運(yùn)用CDIO教育理念對(duì)機(jī)電液控一體化綜合課程設(shè)計(jì)改革方案及實(shí)踐情況進(jìn)行了歸納，對(duì)大學(xué)工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革具有參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[2]王偉廉.論人才培養(yǎng)模式——教育質(zhì)量的首要問(wèn)題[J].中國(guó)高等教育，2009，（8）：24-26.