实施“四位一体”教学改革，培养学生工程意识

王贵成　符永宏　卢章平　杨继昌　薛宏丽

摘 要： 针对地方高等院校机械设计制造及其自动化专业人才培养中存在的基础共性问题，以“大工程教育”理念为指导，按照“四位一体”综合教学改革的思路，通过系统集成教学资源、创新课程和实践教学体系、建设高水平教学团队等方式，可开辟出优化教学资源配置的新途径、确立“三年共平台”开放型人才培养新方案、创立出提高学生工程意识和创新能力的新模式。

关键词： 教学改革； 机械专业； 人才培养； 工程意识

中图分类号： G642.0 文献标识码： A 文章编号： 1673-8381（2009）03-0090-03

随着机械制造科学与技术的迅速发展，对传统机械专业人才培养提出了新的要求。尤其是江苏乃至“长三角”地区国际制造中心的形成及发展，以及由“江苏制造”向“江苏创造”经济发展方式的重大战略转变，对人才培养也提出了新的更高要求。但机械专业人才培养的基础共性问题“学生的培养模式、特别是创新意识和工程能力培养与创新型国家建设需要还存在着很大的差距”［1］ 。地方高等院校如何在经济全球化和教育国际化的新形势下，采取科学的方法和有效的途径进一步优化教学资源，实现 “大众化教育”与“精英教育”有机统一，主动担负起为地方经济或区域经济发展输送大批高素质的创新人才，为创新型省份乃至创新型国家建设多作贡献等，已成为我国高等工程教育专家和学者们研究和探索的重要问题之一。因此，系统开展地方院校机械专业创新人才培养模式研究具有重要意义和价值。

一、实施“四位一体”，综合教学改革

“四位一体”综合教学改革是以“大工程教育”理念为指导，以精品课程建设为基础，以品牌特色专业创建为核心，以优势特色学科打造为关键，以实验教学资源系统集成为保障，融课程建设、专业建设、学科建设和实验室建设于一体（简称为“四位一体”）。

近年来，由于种种原因，以工科为主的综合性大学本科教学资源无法适应人才培养规模的显著增大和社会对人才质量期待更高的新需求。为此， 1997年江苏大学率先提出了“四位一体”综合改革思路［2］，创新了机械学院教学管理体制机制，变传统的以课程或专业设置教学组织为“系管教学、所管科研”，实施了“实验室中心化工程”，将传统“三级制”（基础课程、技术基础课程和专业课程）实验室整合成学科专业资源共享平台机械工程中心实验室，实现了理论与实践相结合、科研与教学相交融、学科与专业相支撑，教学资源的优化配置，显著提升了本科教学平台。实验室中心化的推进，教学资源和管理效率显著提高：（1）实验室管理人员减少了75%,提高了管理的工作效率;(2)综合性、选修性教学实验项目显著增加,为学生拓宽视野,提高专业技术水平创造了条件;(3)开设出设计性、研究性实验项目，为创新创业型人才培养奠定了基础。[JP]

“系管教学、所管科研”教学管理体制的确立及“实验室中心化工程”的推进，极大地丰富了本科人才培养的实验教学资源，显著地提升了人才培养的基础教学平台，有效解决了制约人才培养质量提高的瓶颈。新组建的机械工程中心实验室新增研究创新型实验32项，在学生实践能力提高中发挥了重要作用。

通过“四位一体”综合教学改革，江苏大学机械工程专业建设、课程建设、学科建设和实验室建设都迈上了新台阶：1998年机械制造及其自动化学科获博士学位授予权；2001年机械工程一级学科获博士学位授予权；2003年机械设计制造及其自动化专业被评为江苏省首批品牌专业；《工程图学》等7门课程获江苏省优秀（精品）课程，“机械制造课程群”和“机械设计系列技术基础课程群”分别于2002年和2004年获省优秀课程群奖；2003年机械工程中心实验室被列入江苏省首批示范中心建设；2007年机械制造及其自动化学科被列为国家重点（培育）学科；2007年校面向机械动力工程学科专业人才培养的工业中心获批国家工程训练示范中心建设点。由此，机械工程专业人才培养的基础教学平台大幅度提高，培养人才的优质教学资源显著增强。本成果在江苏大学材料工程、动力工程、电气信息工程类等专业中应用取得了良好效果，并成为学校引导教学改革与实践的指导性文件：1999年，原江苏理工大学下发了《关于实施“四位一体”综合教学改革的意见》（苏工校1999字［162］号）；2002年12月，江苏大学又下发了《关于进一步推进“四位一体”综合教学改革的意见》（江苏大校2002［304］号）；2005年学校召开实施“四位一体”综合教学改革的经验推广与应用专题会议等。光明日报（2004.10）和江苏电视台（2007.9）等媒体相继对江苏大学开展“四位一体”综合教学改革及其成效予以报道，产生了良好的社会效益。

二、坚持分类指导，培养开放型人才

按照“加强学科基础、拓宽服务面向、提高工程素质、突出专业特色”的改革思路，强调知识素质能力协调发展。以机械工程一级学科为基础，以培养和提高学生能力为核心，江苏大学于1999年将重新设置的工程科学基础、计算机能力、外语能力、机械设计、机械制造等五条线，构成了“三年共平台”课程新体系。即前6学期要求统一，第7学期进行专业方向分流，每个学生修读一个主（方向）模块和一个辅（方向）模块，柔性专业方向的设置满足了学生增强适应性和个性发展的需求。同时，增加了学科前沿类课程，也增加了多学科知识复合类课程，有效地实现了 “通才”与“专才”培养、“大众化教育”与“精英教育”的有机统一，将“分类指导”和“因材施教”落到实处。“三年共平台”人才培养方案先后在2003年和2007年修订，已完整地在7届学生培养中实施。该人才培养方案先后被国内10余所高校借鉴和参考，发挥了良好的引导作用，取得了显著的社会效益。1999年通过课程优化重组及“五条线”（基础科学线、计算机应用线、外语能力线、机械设计线、机械制造线）重构，创立了具有先进性、系统性和完整性特点的开放型课程体系，确立出“模块化、组合式、开放型”本科人才培养新方案并进行了实施。又经过2003年和2007年的进一步修订和完善，现已完整地培养了7届本科生。教学实践表明，学生的知识结构、工程能力和创新意识得到了明显提升，创新能力显著增强。2007年，机械动力创新人才培养模式创新区成为国家首批人才培养模式创新区；2008年，机械设计制造及其自动化专业成为国家级特色专业建设点，进一步提升了机械工程专业创新人才培养的示范性和影响力。人才培养方案及成果在2000年以来，先后被中国民航大学、集美大学、江苏科技大学、温州大学等省内外高校借鉴或参考，为我国地方高校机械人才培养起到了示范和引领作用。

三、重组教学内容，建设系列精品教材

遵循“整体优化与系统集成”的原则，我们先后将《理论力学》和《材料力学》整合成《工程力学》，《画法几何与机械制图》和《计算机绘图》整合为《工程图学》，《机械原理》和《机械设计》整合为《机械原理及设计》，《金属切削机床》、《金属切削刀具》和《机械制造工艺学》整合为《机械制造技术基础》，《精密加工》和《特种加工》整合成为《精密与特种加工》等，成功地完成了课程重组。同时，根据发展学生个性需要，打破传统的“老三段”（基础课-专业基础课-专业课）模式，将设计制造检测等贯穿于理论教学、实验实习、课程设计、毕业设计（论文）等所有环节，消除了有关教学环节相脱节、相重叠的现象。

近几年来，该专业团队主持并完成国家、部省级及以上教学研究项目10余项，在研部省级及国家级教学研究项目近20项。先后在《中国高等教育》等期刊或会议上发表论文70余篇，《工程图学》、《机械原理与设计》和《精密与特种加工》等5门课程获省精品课程，“机械制造课程群”和“机械设计系列技术基础课程群”分别于2002年和2004年获省优秀课程群，出版专著教材40余部，其中，《精密与特种加工》和《大工程概论》于2004年被评为省首批精品教材。《精密与特种加工》教材先后被武汉大学、湖南大学、东北大学、合肥工业大学等20余所院校选用，受到学生和学术同行们的肯定，2002年7月被教育部列入高等教育“面向21世纪课程教材”，累计发行近20 000册，2004年在江苏省首批精品教材评选中被评为精品教材。《数控机床故障诊断技术》、《图学基础教程》和《机械原理与设计》3部特色教材被评为国家级“十一五”规划教材。

四、提高创新能力，培养学生工程意识

通过实施“四位一体”综合教学改革所形成的人才培养方案及提升学生能力的有关举措，使学生的知识结构、能力素质显著改善，创新意识、工程能力和创新能力显著增强。近5年来，该专业学生申报或获批国家专利10余项，部分项目已应用于工程实际并产生了一定的经济效益；学生在正式学术刊物或会议上发表论文30余篇；参加全国大学生“挑战杯”系列科技竞赛、全国大学生数学建模、国际数学建模、全国大学生机械创新设计大赛等活动并获奖共20余项。其中，王权同学等完成的《通用型分体式耐高温微型压力传感器研制及产业化》项目获第十届全国大学生“挑战杯”竞赛特等奖；在江苏省组织的普通高校力学竞赛、工科院校先进制造技术教学与创新比赛、机械创新设计等竞赛中获奖20余项；沈元锡、徐燕云等同学完成的《管外自动清理及保护多功能机器人》获江苏省大学生机械创新设计大赛一等奖（2008年），获奖数量和等第居同类高校前列。毕业生的创新意识和工程能力还得到了中国第一拖拉机、中国南车集团和扬州柴油机有限公司等企业（集团）的高度评价。

参考文献

［1］ 殷翔文，陈云棠.创新人才培养的理念与实践［M］.北京：高等教育出版社，2005：1.

［2］ 王贵成，卢章平，刘会霞.基于大工程理念创新人才培养的探索［J］.中国高等教育,2007（12）:26-27.

(责任编辑 朱漪云)