基于应用型工程科研项目驱动的高职高专机电类专业人才培养途径探索

熊长炜 毛峰 范四立 杨福祥 舒雨锋

摘 要：从高职高专教学现状入手，提出了以应用型科研项目为载体驱动机电类专业人才培养的途径，阐述了这种途径的基本思想。讨论了机电产品的知识结构与专业课程的衔接关系，认为可以通过科研项目完成实践课程教学；通过科研项目驱动人才培养途径实践，发现学生参与科研项目的积极性提高了，时间久了以后教师的积极性却降低了。

关键词：项目驱动；高职高专；人才培养途径；机电类专业

中图分类号：G961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）19-0167-03

Abstract： From teaching status in higher vocational colleges，mechatronic specialty talent cultivation approaches based on applied scientific project-driven was established，and the basic thought was introduced. The paper discusses cohesive relations between knowledge structure of mechatronic products and specialization courses， then it is suggested that practical course teaching was finished in scientific research project. This practice increases the students' enthusiasm， but decreases teacher enthusiasm after a period of time.

Keywords： project-driven； higher vocational colleges； talent cultivation approaches； mechatronic specialty

一、概述

随着电子计算机技术和通信技术的迅猛发展，人类社会获得了巨大的进步。人们获取知识的途径越来越多，获得知识信息的速度越来越快，获取知识的内容越来越多。知识更新速度也在加快，出现了一些新技术、新工艺和新理论，部分传统的知识也将面临着淘汰，然而高校的教学内容远远落后于科技进步和市场的需求。不仅如此，高校的人才培养模式也比较传统，大部分的高校理论教学的课时比重还是比较高，实践教育课时还不到总课时的一半；高校特别是高职高专院校的传统的教学手法和教学方法已经不适应高职高专学生。相对于理论教学，学生喜欢上实践性课程；而教师还是按照传统的方式在教室里讲课，学生积极性不高；因此在媒体上出现了“沉睡中的大学生，你不失业，天理难容！”的批判性报道。

我国教育改革方兴未艾，日渐深入。自上世纪80年代以来，人才培养模式改革一直进行到今天，改革受到了社会文化理念、高校制度、资源及经济因素的影响。人才培养模式按照组成要素分为广义、中义和狭义三种，广义的人才培养模式是指全校性的整体人才培养模式；中义的人才培养模式是指某一具体专业的人才培养模式；狭义的人才培养模式是指某一具体专业人才培养途径的选择方式[1]。

来源于企业应用型的科研项目最贴近市场，反应目前技术发展的阶段和需要，通过科研项目实践提高学生学习的积极性，提高教学质量，因此本文研究以应用型工程科研项目为载体驱动机电类人才培养的途径。

二、应用型工程科研项目驱动的高职高专机电类人才培养途径探索

以东莞职业技术学院为例，学院大力支持教师密切联系珠三角产业，大力开展技术支持和服务企业产业升级与转型；学院设置六个研发与服务中心机构从事基础性应用技术研究和成果转化，设置政校行企项目、横向课题项目和质量工程项目并配套经费，以具体抓手支持教师和技术服务于社会与企业。本文研究基于东莞职业技术学院机电工程学院机电一体化技术研发与服务中心应用型科研项目驱动机电类专业人才培养途径。

（一）高职高专机电类人才培养途径的基本思路

高职高专学生完成一年级的必修课和专业基础课的学习后，学生在后续的两年专业课学习的同时利用课余时间参与到应用型工程科研项目中去，先动手实践操作，进而理解专业理论知识的应用，从应用中掌握技能，总结相关理论知识；学生自主选择参与项目的一个或几个部分工作，中途可以申请调整参与项目中的具体内容；学生在教师指导下参与研发中心和实验室的耗材与零部件购买和管理，项目资料保存管理、参加与企业交流和参加产品与技术交流会；每周进行技术流总结，总结技术困难与取得的进步；学生参与专利申请和论文撰写；目标是以科研项目为载体，通过实践手段，运用专业技能知识，交流和总结理论知识，提高学生专业学习的兴趣。

（二）应用型科研项目的知识结构与机电类专业人才培养课程衔接

机器如果没有电，就是一部死机；如果没有控制系统就不是自动化，更不是智能化。机器就是机电一体化技术系统，大多数的机器包含机械系统、机器视觉系统（传感器及自动检测）、控制器及控制系统、执行器和软件系统等五大部分[2]，涉及机械、液压气动、电工电子、通讯和计算机应用等技术。一个稍微复杂的机电一体化产品几乎涉及到并超过机电类专业绝大部分知识和技能，因此通过科研项目可以运用几乎所有专业课程的知识和技能，可以在实践中学习，掌握知識的程度更加深刻。见表1。

（三）科研项目驱动的人才培养的组织形式

1.组织架构

由2～3位教师承担起总工程师的角色，按照机器的五大组成结构将学生分成5个小组，执行器组任务相对少些，需要参加机械系统组的工作。见图1。

2.组织制度

（1）五个小组各设定组长一名负责组织小组任务计划制定、实施、交流讨论和总结，每周五下午2：30或周日晚上7：30汇报一次任务进度情况及下周任务进度修改计划。

（2）对于科研项目中疑难问题，由指导教师组织实施专题讲座解决问题。

（3）每天都有指导教师现场指导，及时指导学生解决现场问题。

（4）高年级和低年级学生形成梯队，团队循环。

3.学生参与项目的成绩评定与学分

制定学生签到制度，考核出勤率，占总成绩15%；学生互评成绩占25%；组长评定成绩占15%；教师根据学生参与项目的出勤、工作表现和业绩评定一个成绩占45%，总成绩决定学生成绩是否合格和等级，是否记入学生学分。

4.学生活动经费

经指导教师许可，学生参与科研活动的交通费从项目经费里报销，学生周末参与科研项目可以获得伙食补贴，从培养经费报销。

（四）科研项目驱动的人才培养途径实践

1.学生参加与企业的需求洽谈

学生由教师引导参观企业生产线，了解企业生产工艺，开拓专业视野，参加与企业的洽谈，了解市场的需求，做好洽谈记录。

2.学生参与总体方案讨论与设计的辅助作用

重要的讨论会安排在晚上进行，以方便科研团队大多数教师和学生有时间参与；在方案的总体设计讨论阶段，学生主要参与了解情况，提出有决策性的想法还是有困难的；项目总体方案由负责的教师完成。

3.学生在详细设计中主力作用

项目的总体方案设计完成后，进行方案的详细设计，学生参与到各个部分中去。

（1）机械结构设计

教师只对总体结构和复杂零件进行3D建模设计，由高年级学生完成大部分零件3D建模设计及其運动仿真，教师检查装配和运动仿真是否干涉问题，再由低年级学生导出零件的二维平面三视图并对三视图进行尺寸公差标注；低年级学生对简单的常见零件进行3D建模，导出二维平面三视图并对三视图进行尺寸公差标注。鼓励掌握标准件和外购件选用，零部件的3D图纸、二维图纸，加工件清单和外购件清单均需存档保存。

所有二维平面图的比例必须1：1，所有零件的三视图图纸上必须加上一个轴测图，所有二维平面图能直接用于后续的机械加工。

（2）控制系统设计

高年级学生在教师指导下，完成电气系统原理图设计和气动系统设计；低年级学生在教师指导下完成运动控制器、运动控制卡和元件选型购买，完成电气系统接线图绘制和气动系统图的绘制并存档。

（3）执行系统设计

低年级的学生在教师带领下，购买气缸、步进电机及步进驱动器、伺服电机及伺服驱动器等执行件；掌握步进电机、步进驱动器、伺服电机和伺服驱动器接线原理以及驱动器的参数设置，设置参数存档。

（4）机器视觉系统设计

高年级的学生在教师带领下，购买传感器、CDD和工业光源等外购件，参与教师主导的工业相机数据调用，对接软件设计，参数设置和资料存档。

（5）软件系统设计

教师指导高年级学生编写PLC控制程序、触摸屏程序，教师编写运动控制程序、软件的人机界面和工业相机数据调用等程序，高年级学生参与编写和软件调试；所有程序均应存档。

4.零件加工、机器装配及调试

（1）学生要了解零件材料和表面处理工艺，急需零件和简单零件由部分学生使用数控机床直接完成加工。

（2）了解冷轧板和不锈钢钣金加工工艺，掌握铝型材件选用和装配方法。

（3）学生完成全部电气系统和气动系统连接，控制柜与机器之间使用航空接头连接，修改完善电气系统和气动系统接线图。

5.开发资料整理归档保存

（1）各组学生负责电子资料经过教师审核后方可存档。

（2）各组学生撰写专利申请电子材料、撰写论文电子材料和各类项目申报电子材料存档。

（3）各个小组出现问题及解决方法资料存档。

三、结束语

（一）实施科研项目驱动的专业人才培养途径的效果

通过智能分拣包装系统和激光打标机两个项目的实践，发现在项目开始的时候学生积极性并不高，随着项目的进展，学生的主动性和积极性都提高了；学生参加科研项目的人数增加了，参与科研项目的意愿也增强了；总之，学生学习的兴趣确实提高了，达到了科研项目驱动专业人才培养的目的。

（二）实施科研项目驱动的人才培养途径的制约因素

应用型科研项目的实施需要高校政策支持，需要高校鼓励教师科研教学一体化模式，还需要充足的经费支持；需要教师密切联系企业和行业、了解行业、企业和社会的需求，校企合作展开应用型科研项目，解决企业实际技术问题。

目前的科研项目驱动专业人才培养途径遇到一些困难。小规模科研项目驱动专业人才培养是可行的，而大规模实施将面临经费的问题，面临场地有限的问题；面临教师工作量衡量问题，关于教师额外劳动报酬的问题，高校还没有明确政策予以支持，时间久了，教师的积极性降低了；怎样提高教师的积极性是急需解决的问题。

参考文献：

[1]曾冬梅，黄国勋.人才培养模式改革的动因、层次与涵义[J].高等工程教育研究，2003，1：23.

[2]熊长炜，唐方红，唐先军.高职高专机电一体化技术专业能力综合考核体系现状与构建3[J].产业与科技论坛，2015，13，14（15）：81.

[3]李国利，周洪.机电类应用型本科人才课外培养实践[J].高教学刊，2015（13）：136-137.

[4]朱黎，谭建军，郑明辉，等.基于创新创业素质的应用型人才培养模式改革探索[J].高教学刊，2017（2）：7-9.

[5]张义俊，吴慧敏，高展.高职高专机电一体化应用型专门人才培养探究[J].教育教学论坛，2014（42）：131-133.

[6]范进桢，郑卫东，袁豪杰.高职高专机电类人才创新能力的培养与探索[J].职业技术，2006（14）：29.