机械工程卓越计划: 以学生为中心的教学科研探讨

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1 机械工程卓越计划: 以学生为中心的教学科研探讨
第十四届全国机械工程学院院长系主任联席会议 2013年 JAC-Mentor 汽车电子技术研讨会 机械工程卓越计划: 以学生为中心的教学科研探讨 合肥工业大学 刘志峰 朱华炳

2 汇报内容 意义与需求 1 卓越计划实施过程与特色措施 2 卓越计划实施成效 3 存在的问题与下一步想法 4

3 意义与需求 1 1 3

4 机械与汽车工程学院基本情况 合肥工业大学机械工程学科始建于1946年，机械与汽车工程学院于1999年6月组建，学院大部分学科专业已有近70年的历史。 学院现有在校本科生3824人，硕士与博士研究生1677人。在职教学研究人员226人。现有实验用房24000余平方米。近3年：科研经费年均7000万；发明专利100余项；学术论文1000余篇，其中SCI收录160余篇。

5 卓越计划总体情况 2010年“机械设计制造及其自动化专业”被教育部认定为首批实施专业。 2010年-2014年学生人数达到1717人。
2014年第一批学生509人已经毕业。

6 卓越计划总体情况 卓越计划专业人数 年 级 机械设计制造及其自动化 机械制造 机械设计 机械电子 真 空 合 计 2010级 140 141
年 级 机械设计制造及其自动化 机械制造 机械设计 机械电子 真 空 合 计 2010级 140 141 139 89 509 2011级 143 147 161 95 546 2012级 97 99 98 49 343 2013级 81 84 78 76 319 6

7 卓越计划总体情况 实施卓越计划存在的困难 以教师为中心 以学生为中心 学生人数多 工程教育能力不足 知识更新快 科研与教学如何更好 衔接？
…… K – Knowledgement；T – Teacher；S - Student 以学生为中心

8 以学生为中心 1952年，卡尔•罗杰斯于哈佛大学教育学院“课 堂教学如何影响人的行为”学术研讨会首次提出 “以学生为中心”的观点，引起了极大的争议。 1997年美国 “教育新领域”研讨会上，西点军 校的两位教授提出：“宇宙观从地心说向日心说 的转变曾经导致了一场科学革命，而教育观从‘ 以教师为中心’向‘以学生为中心’的转变将给 工程教育带来同样巨大的冲击。” 1998年10月，联合国教科文组织在巴黎召开“ 世界高等教育大会”，通过了名为《21世纪的高 等教育：展望和行动》的大会宣言，宣言指出： “在当今日新月异的世界，高等教育显然需要‘ 以学生为中心’的新视角和新模式。” 卡尔·罗杰斯（Carl R.Rogers， ）

9 以学生为中心 动手创新 学术水平 教学能力 尖端科学 研究为主 教学为主 教师讲授 学生思考 流于形式 提升兴趣 师资建设 硬件建设
学术研究 课堂教学 实践环节 学科建设 学校排名 培育人才 人才是排名的根本，以人才带动排名上升 以教学为重点，以学术为根本，学术教学两手抓 追求实际，硬件带动软件，以设备带动学生动手创新 教学为主，予学于人，以研究带动教学，互相融合 教师讲授为主，引导学生思考，互动交流辅助学生自学 灵活多变，不拘形式，提升学生实习兴趣

10 以学生为中心 理性认识、更新观念 以学代教、转变思想 改变统一评价标准， 强化学生自我认知。 转变思想 与毕业要求紧密联系:
培养目标 转变思想 毕业要求 以学生为中心: 面向全体学生 教学模式 培养方案 育人理念 理性认识、更新观念 以学代教、转变思想 与毕业要求紧密联系: 科研与教学并重， 课程与课题互补。 基于人才需求； 结合逆向思路； 优化培养方案 。 突出学生地位，强调三维发展。 减少被动告知，鼓励创新发现。 突破内外“两个课堂”，构建“知识­能力­人格­价值”四位一体的育人模式。 改变统一评价标准， 强化学生自我认知。

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13 这里需进一步强调的是,教学计划中课程体系的知识不是罗列上去的,而是结构化的设计,即知识是有序而不是堆加的。这时候知识的作用一是使得专门人才具有专业知识,二是训练学生的思维力。所以对知识内容的选择需要特别讲究,有序的知识才有助于思维的开发。

14 好说，难做--系统工程！ 观念、方法改变是基础！！ 体制机制创新是保障！！！ 回归教育教学的本质是目标！！

15 卓越计划实施过程与 特色措施 2 1 15

16 以学生为中心的机械工程专业卓越计划培养模式
研究开发型卓越工程师培养 采用“3+1”模式 累计3年在校学习，1年在企业学习工作或采用项目参与或企业合作的方式参加科研项目，进行研发工作。

17 具体实施措施1：平台+模块化 实行“平台+模块化”的培养模式 设置四个模块：设计模块、制造模块、机电模块、真空模块
各模块由专门系分别负责，院教学指导委员会负责统筹、协调和督导 各模块共享校级公共课平台、学科课程平台(专业基础课、学科主干课) 各课程模块具有自身模块主干课、相关模块选修课 17

18 具体实施措施1：平台+模块化 整合学院科研平台，夯实科研工程训练基地
面向学生科研素质培养，整合学院现有的优势科研条件与资源，打造科研工程实训综合性大平台，形成硬件条件支撑； 遴选“学科带头人-责任教授-博士+工程师”多层次科研工程训练指导教师梯队，形成师资条件支撑； 制订相关规定，规范仪器设备等硬件资源的共享使用，推进教学活动流程的网络化、信息化，形成软件条件支撑； 从教师科研项目中拆分、析出科研工程训练课题，结合各类学生创新项目，形成目标任务支撑。

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20 具体实施措施1：平台+模块化 课 程 体 系

21 具体实施措施1：平台+模块化 各模块的学科课程平台

22 具体实施措施1：平台+模块化 相关课程及学分分布 课程分类 实践教学环节

23 具体实施措施1：平台+模块化 不同模块的主干课 23

24 具体实施措施1：平台+模块化 企业培养环节

25 具体实施措施1：平台+模块化 2010级毕业设计选题 专业及学科方向 结合企事业 科研数及比例 结合企业 生产数及比例 自拟 课题数及比例
机设专业-机制 41 29.9% 79 57.7% 17 12.4% 机设专业-机设 81 56% 46 32% 12% 机设专业-机电 80 62 44% 0% 机设专业-真空 44％ 35 38％ 16 18％ 25

26 具体实施措施1：平台+模块化 实践证明“平台+模块化”具有如下优点 满足学生不同专业兴趣，有利于学生个性化的工程能力培养
有利于教学资源的合理分配，可以部分缓解实践类教学资源的不足 分模块组织教学，简化教学管理，有利于卓越计划的实施 满足企业的多样性人才需求，有利于学生的就业

27 机械工程专业如何以学生为中心，实现“传统教学”与“三大主题”深度融合？
具体实施措施2：科研促进教学 新一轮科技和产业革命正在兴起，制造业发展态势和竞争格局正在调整。 “绿色”是制造业可持续的关键 智能制造 绿色制造 创新设计 “智能”是制造业由大到强的根本 “创新”是制造业由大到强的关键 ★ 《中国制造 2025》 新态势下的人才需求 ★ 中国 美国 德国 “工业4.0”计划 《重振美国制造业框架》、《制造业促进法案》、《先进制造业伙伴计划》等 以科研项目为支撑，促进教、研、学的协调发展 机械工程的专业教学应与三大主题保持一致 机械工程专业如何以学生为中心，实现“传统教学”与“三大主题”深度融合？

28 具体实施措施2：科研促进教学 基础研究 技术开发 服务社会 学院主要科研领域 六个主要研究方向
振动及噪声测量理论与技术研究 摩擦磨损及耐磨材料研究 智能制造技术与装备 现代设计理论及数字化设计 绿色设计与制造 制造过程监测、控制与管理 节能环保汽车设计方法及其关键技术 高效节能环保发动机关键技术 汽车成套制造技术与装备 制冷与低温工程 环保装备及环境监测工程 真空工程与装备 其它研究方向 基础研究 技术开发 服务社会 六个主要研究方向 主要包括：大数据时代产品智能设计、数控技术及智能制造装备、智能机器人装备及集成应用、绿色设计与制造、现代装备节能与低噪声设计、制造过程智能化。

29 具体实施措施2：科研促进教学 | 绿色/可持续发展
教学内容 柔性化 全生命周期为主线， 针对机械工程专业不同的课程有针对性的选择不同的绿色制造内容融入点 融入绿色制造的教学原则 教学手段 多样化 邀请绿色制造方面的专家开展系列讲座 提高学生对绿色制造发展的认识水平 理解绿色制造的理论和方法在生产实践中的应用过程 教学内容 多样化 融入绿色制造的教学内容一定要遵循即时性原则 在教学实践过程中及时给学生展现最新的理论成果和方法 教学内容与绿色制造的发展步伐保持一致 课程设置 多样化 开展针对绿色制造教学内容的专业选修课程 环境意识下的设计、无损检测、生命周期工程等

30 具体实施措施2：科研促进教学 | 绿色/可持续发展
绿色制造的技术体系与机 械工程的三大主题相结合 以全生命周期为主线 形成以绿色化为核心的机 械工程教学体系 融入绿色制造的教学实践体系构成 基础性实验：增加材料利用率和资源消耗率的分析实验，引导认识融入的重要性；设计综合实验：将绿色设计理论和方法与创新设计方法结合，进行绿色产品开发；研究创新实验：充分体现绿色制造的最新理论和成果，如制造过程的绿色化、少无冷却液集成加工装置的设计等。

31 具体实施措施2：科研促进教学 | 绿色/可持续发展
以科研成果促教学改革 绿色制造方面科研成果的引入，可以使教学内容与时代发展要求一致 绿色制造引入到课程设计和毕业设计中 绿色制造引入到科研项目中，提高学生对绿色制造的认知能力 加强教师队伍建设 教师应该了解和掌握绿色制造的国内外研究现状和发展趋势 学习绿色制造方面的理论、技术和方法 加强与实施绿色制造的企业的联系 参加绿色创新实践活动 将融入绿色制造的机械工程知识体系进行创新性的应用 创新实践活动是一个应用融入绿色制造理论与方法的有效途径

32 具体实施措施2：科研促进教学 | 绿色/可持续发展
1998年首次为合肥工业大学研究生开设《绿色设计与绿色制造》课程；1999年出版了国内第一本《绿色设计与绿色制造》专著；2001年在国内率先设立绿色制造研究生培养方向，并为该校本科生、研究生建立了一整套 “绿色设计与制造”的教学课程体系。

33 具体实施措施2：实践教学基地 打造校内与企业互补的实践教学基地
依托校内机械工程国家级教学示范中心、现代汽车制造技术国家 级实验教学示范中心实现部分基础平台课程的实践教学活动 加大校内准工业化的国家级工程实训中心投入，打造类似企业现 场的教学环境，实现工程训练和部分设计类环节的教学基地 与20几家企业建立了学生创新实习基地等关系，实现校内不具备 条件的实践环节的教学

34 具体实施措施2：实践教学基地 深化改革，加强管理，做好校内实验室建设 实验室机构整合：建立院级实验教学与研究中心。
网络化管理：“基于互联网的本科教学实验开放预约系统”实现实验课程管理的信息化。 实验室师资建设：青年教师进实验室工作[30余人，自进校1年时间]及博士生进实验室工作。 大型仪器设备开放共享：建立大型仪器设备虚拟管理平台。

35 具体实施措施3：实践教学基地

36 具体实施措施2：实践教学基地 校外共建基地 合肥金工轴承有限股份公司 江淮汽车有限公司 中国一拖集团有限公司 洛阳铜加工集团 河南柴油机集团
洛阳轴承集团有限公司 洛阳中信重型机械有限公司 合肥美菱股份有限公司 合肥卷烟厂 无锡工装自控有限公司 无锡机床厂 中科院常州先进制造技术研究所 安徽奇瑞汽车有限公司 安徽省合肥小汽车维修服务有限责任公司 安徽叉车集团公司 安徽安凯福田曙光有限公司 美的荣事达合资公司 合肥三益电机电泵有限公司 合肥钢铁股份有限公司 合肥恒兴轧钢有限公司合肥中建工程机械有限责任公司 安徽江南机械股份有限公司 合肥锻压机床有限公司 安徽江淮银联重型工程机械有限公司

37 具体实施措施2：实践教学基地

38 具体实施措施3：加强师资建设 加强工程教育师资建设 鼓励青年教师积极参与在国内名校、国外学习、企业工作的“三种经历” 。
大力推进青年教师博士化工程，目前35周岁以下的教师均为博士或正在攻读博士学位。 在各种教学环节中引进企业兼职教师（已聘50多位）。

39 具体实施措施4：加强师资建设 以优秀教师为带头人，建设结构合理、教学质量高的专业核心课程教学团队。
健全团队运行机制和激励机制，实现中青年教师培训机制。

40 具体实施措施4：实施教改项目 开展卓越计划专项教改项目 鼓励教师针对卓越计划中问题展开教学研究 累计支持教改项目24项，投入经费约60万元。
涉及课程体系、实验平台、教学方法等方面。 鼓励教师针对卓越计划中问题展开教学研究 累计获批省级及国家级教改项目10项 一些教改成果已经应用到教学中

41 卓越计划实施成效 3 1 41

42 实施成效1：工程实践能力明显增强 项目来源企业实际比例增大 企业文化熏陶 团队合作完成

43 实施成效1：工程实践能力明显增强 真空获得设备设计制造 涡轮分子泵 涡旋泵 螺杆泵

44 实施成效1：工程实践能力明显增强 直排大气 高真空干泵研发

45 实施成效1：工程实践能力明显增强 低温泵快速再生系统 现场采集调试 模拟温度分布结果

46 工程比赛获奖 实施成效2：创新创业能力提升 卓越计划同学踊跃参加各类工程大赛，并多次获奖。
与前几届机械类学生相比，卓越计划下学生的获奖数目有较大增加。 卓越计划下学生工程实践能力和工程创新能力提升。 年机械类学生工程类比赛获奖 46

47 实施成效2：创新创业能力提升

48 实施成效3：就业竞争力强 由于工程实践能力和工程创新能力较强，能够较好适应企业需求，‘卓越’毕业生开始引起各类企业关注。
更多毕业生被企业接受，目前2014届毕业生近70%进入到装备制造业、汽车设计制造、电子制造等企业单位。

49 实施成效3：就业竞争力强 2013届学生(非卓越) 2014届学生(卓越) 毕业生就业情况

50 实施成效3：就业竞争力强 接收毕业生企业分布情况 接收毕业生的各类企业数目不断增加 外资与民营企业对卓越计划学生能力的认可度也不断增加
相对去年，今年企业数目新增近16%。 外资与民营企业对卓越计划学生能力的认可度也不断增加 今年接收毕业生的该类企业数目增加了近41%。 接收毕业生企业分布情况

51 存在的问题与下一步想法 4 1

52 实施中存在的突出问题1 师资队伍的工程教育能力不足
教师特别是年轻教师虽然有良好的学历教育背景，但是缺乏在企业和工厂的系统工程训练，工程教育指导能力较弱。 聘请企业技术人员为兼职教师虽可以暂时补充师资不足，但是该类人员缺乏系统的人才培养经验，教学效果难以保证。

53 实施中存在的突出问题2 企业难以完全参与培养，实践环节难以保证 学生数量较大，而企业能提供岗位有限，无法成为大规模学生工程实践训练基地。
出于对学生安全考虑以及核心技术保护，企业不愿意让学生长时间在企业中进行工程实践 由于工作繁杂，企业工程人员没有足够精力投入到学生工程能力培养工作。

54 以学生为中心的教学相长如何促进科研，需要机制创新
实施中存在的突出问题3 以学生为中心的教学相长如何促进科研，需要机制创新 以学生为中心的教学模式鼓励教师从教学方式、方法、手段上创新，如何在以学生为中心的开放式教学模式中，通过教学相长促进学院科研工作提升，需要机制上的创新。

55 谢 谢！ E-mail:lzf@hfut.edu.cn zhfliuhfut@126.com 第十四届全国机械工程学院院长系主任联席会议
2013年 JAC-Mentor 汽车电子技术研讨会 谢 谢！ 2015年08月21日