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关于机械电子工程专业人才培养模式的改革讨究与创新
摘要： 针对机械电子工程办学模式及特点，结合就业岗位群工作范围和技术领域及人才知识、能力和素质结构分析，在借鉴德国高职教育教学经验的基础上，以社会人才市场现实与未来发展对人才的有效需求为导向、以职业岗位(群)能力需求为依据，确定了机械电子工程毕业生综合技术应用能力结构和应有的知识、能力、素质结构，形成了“四层两段一贯穿”的课程结构体系，构建了“相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系”，创建了“核心技术一体化”教学模式，对机械电子工程专业及人才培养模式进行了改革与创新。
关键词： 机械电子工程; 课程结构; 人才培养模式; 教学模式
机械电子工程是机械、电子、计算机和自动控制等技术有机结合的一门复合技术，常被称为机电一体化技术，它代表着机械工程技术革命的前沿方向。作为高等教育的一个学科，应面向行业需求，建设机电模具人才培养基地，培养应用性技术人才，力图以强大的应用潜力培养出一大批高技术人才。¨ 然而它所要求的人才及人才知识结构、技术素养等明显不同于传统的机械工程人员，其培养模式及课程群优化设置与建设是一个急待研究的问题。 因此，机械电子工程作为机械设计制造及其自动化专业的主要专业方向之一，研究其办学模式和人才培养模式的改革与创新具有重大意义。
一、机械电子工程办学模式及特点
国外的高等工科教育，十分重视微电技术与机械工程的结合，在高等院校中正式建立机械电子专业的大致有两种类型，一种以机械制造过程机电一体化为方向，如日本的丰桥技术科技大学的生产系统工程系和英国勃莱德福的制造系统工程系，另一种以产品机电一体化为方向，如日本的静岗大学的光电机械学科。
我国高校机械电子工程专业的设置始于20世纪80年代。最初机电工程专业是依据各校归口行业应急的需要，对原有相关专业进行调整而设置的，教学计划的制定明显带有“机靠电”或“电靠机”的倾向。而课程设置，尤其是体现机电一体化新技术的专业课程设置远跟不上技术发展的速度。尽管如此，由于微电子技术、计算机技术的率先渗透，这一时期系统性教育结合进修性教育培养出的机电一体化人才，在生产实践中，对改造企业的老产品、旧设备和生产线，提高自动化水平和经济效益还是起到了一定的推动作用。
进入2O世纪90年代以后，机电一体化人才的培养为了适应经济体制逐步转轨以及学科迅猛发展所带来的变化，许多高校对机械电子工程的专业结构、课程设置、教学内容均进行了大幅度的调整，机械电子工程最终形成了具有以下特点办学模式：一是基于机械电子学从理论到实践的不断延伸和扩展，基于机械电子工程综合性人才培养的需要，遵循“宽口径、广适应”的原则，专业方向以机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化两个大方向来划分;二是站在市场经济对专业知识结构的总体高度上来权衡课程设置、教学内容与教学时数，摒弃以往单纯强调课程自身完整性的作法，对专业基础课，要削枝强干、精心搭配;对专业课，要反应现代科技水平，突出新、简明、实用;三是加强实践性教学环节，探索适应经济新机制的管理方法，提倡“三结合”—— 即理论与实践相结合、教学实践与生产实践相结合、实践环节要体现机与电的结合。
二、机械电子工程专业及人才培养模式的改革与创新
针对机械电子工程办学模式及特点，近年来中北大学围绕机械电子工程专业建设，通过广泛调研就业岗位群工作范围和技术领域，分析人才知识、能力和素质结构，在借鉴德国高职教育教学经验的基础上，以社会人才市场现实与未来发展对人才的有效需求为导向、以职业岗位(群)能力需求为依据，从而确定毕业生综合技术应用能力结构和应有的知识、能力、素质结构，形成了“四层两段一贯穿”的课程结构体系，构建了“相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系”，创建了“核心技术一体化”的教学模式。
1.“四层两段一贯穿”的课程结构
机械电子学科是基于机械、电子、计算机技术发展起来的新学科，所以加强理论体系和教学体系的研究具有重大的现实意义。 在借鉴德国教学模式的基础上，结合自身办学的经验和条件，采用分段教学、模块训练型课程模式，逐渐由基础向专业发展课程结构体系。课程结构体系分为基础教学、专业教学、专长教学、毕业设计与专业实习4个层面;基础学习和主体学习2个阶段。在整个3年教学时间内，专业技能实践培训模块贯穿始终。
以机电一体化专业为例，“四层两段一贯穿”的课程结构的基础学习阶段为第一、二两个学期，学生除进行公共课学习之外，主要学习专业基础理论课程。主体学习阶段分4个学期，完成专业学习、专长学习、毕业设计与专业实习。其中，在主体学习阶段中规定有两个实习期，第一个实习期在第三学期的相关专业课和实训课中安排学生到企业和校内车间实习;第二个实习期为最后一学期，学生在完成毕业考试后，主要进行毕业设计和企业实习工作。毕业设计一般采用实习企业或校内实践中的真实课题，为实习企业和学院解决技术上的实际问题。
专长学习是专业能力培养的深化，学生将学习到该专业中最新、最具特色的专业知识和技能。专业学习和专长学习中，学生将利用相关的实训设备进行专门化技能实训模块的培训，这些模块包含了机电一体化领域内的最新应用技术，大量采用“实例”和“真实环境”方式培训。学生动手、动脑相结合，专业能力培养和素质培养相结合，独立思考、独立探索能力培养同集体协作、共同交流能力培养相结合。为了保障实训模块的有效进行，一般采用“分组实施、小班教学”的方法进行，尽量保证每位学生独自使用一个工位、一个机台，一名教师指导12位学生。所以，实训模块课时利用率高、实效性强，从而保证了实训质量。
2.相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系
开展课外制作活动是培养大学生创新精神和实践能力的最佳实践活动之一，特别是对机电专业学生来说，是开展专业知识综合应用能力训练的最佳平台。 将课程进行有机整合，形成了上下贯通的理论和实践教学体系，两个教学体系相互平行，融合交叉，把技术的综合应用能力、实践能力和创新能力培养作为交叉点和教学重点。为相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系示意图。
相互平行，是指两套体系的教学计划相互平行，课程流程相互平行;相互融合，是指课程知识内容与技术、技能培养相互融合，理论和实践教学场所相互融合;相互交叉，是指两套体系的功能相互交叉，知识、技术和技能培养的落脚点相互交叉。
例如，“电气安装”实训模块课主要对学生进行各种实际照明电路和电器机床控制电路的布线方法、安装工艺维修技巧和控制布线图等方面进行培训，其中涉及常用低压电器、电机、可编程控制器、机床电器和故障诊断方面的内容，但是电机、可编程控制器及各种电器只是作为被连接对象让学生获得感性了解，并不涉及原理方面的内容。此实训课程对于“电机与拖动技术”、“可编程控制技术”、“机床电器和工厂供电”以及“故障诊断技术”专业课的学习进行了前期铺垫和准备，第3学期的企业实习对于学生了解工业现场，并获得电气控制经验也起到了相关铺垫和扩展作用。
3.“核心技术一体化”教学模式
“核心技术一体化”教学模式包括两个一体化，即“核心技术课程设置一体化”和“核心技术教学环境一体化”，它是以技术应用能力培养为中心，以核心技术综合应用能力培养为重点，将理论与实验、实训相结合，以课堂与实验(实训)室、实习车间、工厂车间四点为交叉网络的一体化教学模式。
在本专业的课程体系中，尝试构建“可编程控制技术”、“驱动技术”、“传感技术”等核心技术。为了突出对学生在这些反映工业自动化技术最具代表性和先进性的技术综合应用能力培养，我们构建了针对这些核心技术的一体化教学模式。为可编程控制技术课程“核心技术一体化”教学模式。“可编程控制技术”是自动化相关专业中的核心技术之一，它开设有42学时的专业理论和42学时的专业实训;理论教学与学生上机编程、调试相结合，动脑与动手相结合，使学生能够较完整地掌握PLC的基本原理、程序编制、程序操作和故障诊断技术。
该课程设置使学生既掌握了PLC基本知识和程序操作，同时在相关专业课中又涉及到PLC在不同场合的应用，而在相关实训模块课中学生将PLC技术综合应用到各种不同的生产环境中去。在每个实训室都有一种主要技术单元，同时，还有其它技术单元出现，宾主相拥，多次重复，但角度不同，强调的应用领域和水平不同。
三、结语
21世纪，中国将发展成为世界现代制造中心，先进制造技术和机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。21世纪的中国将需要一大批掌握先进制造技术，能从事数控机床、加工中心、工业机器人以及其他机电一体化设备和产品的设计、开发、编程和操作的高级应用型创新技术人才。要紧紧抓住人才需求变化的大趋势，准确定位，严谨制定人才培养计划，使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势，为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才而不懈努力。
参考文献
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