IBL视阈下复合型人才工程设计能力培养的研究与实践

崔海蓉，杨超珍，朱旭霞，赵伟敏

（宁波工程学院，浙江 宁波 315211）

IBL视阈下复合型人才工程设计能力培养的研究与实践

崔海蓉，杨超珍，朱旭霞，赵伟敏

（宁波工程学院，浙江 宁波 315211）

IBL即Industry Based Learning，意为基于工业需要的学习，核心思想是从工业企业实际生产需求出发，培养企业工程师的工程实践能力。本文提出的工程师设计制造能力的提升立足于普通高校校内资源，通过自身软硬件建设满足教学要求，按照教学计划要求，根据教学大纲规定的内容和质量要求进行教学和考核，质量可控，满足现有招生学生全部的实践要求。

IBL学习法；工程设计能力；复合型人才

IBL为英文Industry Based Learning的缩写，中文意思是基于工业需要的学习。这是国外近年来出现的一种新式的人才培养模式，核心思想是从工业企业实际生产需求出发，培养企业工程师的工程实践能力。

近年来我国制造业发展突飞猛进，企业对高质量的机械类人才的需求日益增多。尤其是企业的发展，提升自主创新能力，创建品牌，提高质量，需要高素质复合型人才；企业健康稳步发展，解决用工荒问题，以机器换人，结合企业生产实际的自动化装备，更需要复合型人才制造去研制开发和应用。一线生产企业迫切需要能解决生产实际的复合型人才，对机械行业而言，既懂机械设计与制造又懂电气控制技术的工程复合型人才是企业的需要，也是机械专业人才培养的方向。工程师能力培养在国内具有影响力的模式，是5年前进行的CDIO培养模式的试点，和3年前启动的全国二批139所院校参与的“卓越工程师”培养试点。机械专业的CDIO教学试改，由燕山大学负责，每年组织两次相关参与学校交流试点经验，其基本思想是要求产品的设计制造全过程由学生自己完成，积累自己的经验，对于全面掌握机械设计制造的全过程非常有效，但受执行过程的制造成本制约，难以全面推行；卓越工程师的培养计划，在培养的课程体系和实践环节进行改革，针对工程师要求的各项能力要求展开教学，并密切结合企业实际，且有约一年时间实践在企业或结合企业进行，该项目目前尚处于试点阶段，与企业的结合度较高，存在依赖企业参与培养的倾向，推行过程中培养计划的执行受到时间、空间、质量、数量的制约。本文提出的工程师设计制造能力的提升立足于普通高校校内资源，通过自身软硬件建设满足教学要求，改革力度小，但可操作性强。可以按教学计划要求进行（不受企业项目时间上的影响），不因联系不到合适的实习企业而多方奔走（空间问题），按教学大纲规定的内容和质量要求进行教学和考核（质量可控），满足现有招生学生全部的实践要求（解决数量问题），实施过程中的经济性好（不制造而仅支出易耗品和折旧费）。不同于教学改革试点（如卓越工程师），对于非教学改革试点专业的培养计划、课程设置和实践环节的安排，各校大同小异，因此，对普通专业在现有基础上，加强工程师应用能力培养，提高教学质量，具有普遍意义。

一、基本思路与主要内容

（一）基本思路

1.改革综合设计（实训）环节内容。加强课程设计内容的综合，变“课程”设计为“阶段”设计，巩固各阶段的学习成果并加以应用；同时将各个设计环节与工程实际结合，作为一个整体进行研究，突破课程体系的界限，突出相关课程内容的综合，重点研究机械设计课程设计、工艺工装课程设计和机电液课程设计综合和质量标准。

2.提高设计（实训）环节质量。提升工程设计的质量，关键是保证工程设计训练的深度和广度。训练的本质是应用，是在理论知识的指导下，正确科学地应用于实际，提升质量要求达到学了就用，学会应用，分阶段组织，抓重点、分层次，逐步掌握和全面提升系统设计、结构设计、制造工艺设计和控制系统设计的等工程应用能力。

3.强化设计（实训）环节能力。设计能力培养的过程，经历从模仿到创新、从简单到复杂、从幼稚到成熟的成长阶段，需要在理论知识的指导下，理论知识联系、结合工程实际逐步形成正确的设计思想，科学的设计方法。强化设计能力要在设计过程中，形成在指导老师的指导下，通过自我设计－答辩－修改，这样一种闭环控制教学环节，杜绝设计环节走过场、设计内容形式化，应在设计环节教学和管理上形成良好的风气。

4.健全设计（实训）指导过程。要提高学生的设计能力，指导过程是关键，树立良好的指导观，面对学生，随时为学生服务，保证及时、准确地解决学生设计过程中发现的问题；为学生着想，加强指导过程中的督促、检查和指导。

5.优化设计（实训）指导力量。注重生产一线的应用型人才培养，师资是关键。在综合设计过程中，根据设计内容，应合理地配置指导教师，形成多人合作共同指导的格局，并使其在合作过程中相互学习共同提高。

6.培养双师型教师的研究。目前高学历教师的比例增加，科学研究的整体实力明显增强，但是工程能力的总体水平反而存在下降的趋势。探讨高效优质的双师型教师的培养方法和措施的研究是保证应用型人才设计能力培养项目实施的关键。

（二）主要内容

（1）核心课程群教学内容，在设计实训中的融合；（2）实践环节的改革，提高设计能力和工程意识；（3）建设一支强劲的指导教师队伍。

二、实践方法

（一）强化核心课程教学，重视课程设计

在机械设计制造专业中，对工程设计能力影响最大的核心课程有：工程图学、工程力学、机械设计、机械制造基础、互换性和检测技术、机械制造技术。核心课程是工程师必须具备的知识，是现代技术的理论指导。强化核心课程的教学，提高教学质量，为学生应用理论知识解决工程实际问题打下扎实深厚的基础，是提高设计制造能力的关键。

1.课堂教学上。系统把握教学内容，准确的认识各相关课程之间的相互关系。本项目组成员主讲课程几乎涵盖所有核心课程，对自己和其他成员所讲授的课程内容，以及与设计（实训）环节的内在联系易于沟通、把握，达成共识。在课堂讲授过程中，注重对相关知识之间的联系加以说明和强调，并针对典型的工程实例，应用相关知识解决问题，启发学生对前后课程的联系与连贯性有初步的认识，并培养学生联系相关课程知识去思考、解决问题的意识和能力，养成良好的思维习惯。

2.课程设计指导上。明确课程设计不仅仅是该课程的设计，而是学习阶段的课程设计，是一种综合的课程设计。在指导过程中，注重知识的综合和应用。比如，机械设计课程设计注重把机械制造基础、公差与技术测量、工程力学等课程的知识综合应用，并体现在设计计算书和设计图样中。其次，尽量选用来自企业工程实际的设计题目，在设计过程中加强引导和指导学生全面、综合运用各类知识，及时发现和解决学生在设计中存在的问题，从图样设计和计算书撰写中提高学生分析和解决工程实际问题的能力。再者，重视课程设计答辩，充分发挥答辩对学生应用知识解决工程实际问题的改进、提高作用。值得指出的是，指导老师与学生共同面对设计资料，边交流边批阅设计资料是一种值得提倡的充满人性化的、和谐有效的答辩方式。

（二）强化设计与相关课程的联系，提高知识的综合运用能力

由于核心课程的教学学时非常有限，处理好核心课程中的核心内容的教学，培养学生自我学习、分析、综合和掌握同类知识的能力，加强课程间的联系，融会贯通，可以更好的提高学生的综合应用能力。在整个理论教学体系中，课程设计是应用理论知识解决实际问题的训练过程，是体现课程间有机联系的重要环节，应充分发挥课程设计训练学生综合应用理论知识解决实际问题的功能，切实提高设计制造能力。

1.突破课程设计界限，贯通核心课程。影响设计能力的实践环节包括金工实习（数控实习）、生产实习、工程图学测绘实习、机械设计、工艺工装课程设计、毕业设计。每一环节事实上都是机械专业核心知识的综合应用。课程设计在不同阶段解决不同问题，要求掌握不同内容。设计内容不断充实，设计质量和能力不断提高，才能为毕业设计和今后的工程应用打下扎实基础。本科阶段机械专业设计能力递进关系如下图所示。

因此，从三年级机械设计制造及其自动化专业开始，随机抽取两个班作为试点，重点通过改革机械设计综合课程设计、机械制造技术综合课程设计和毕业设计三个环节的实践，培养和提升学生工程设计能力。在三个环节的实践内容的设计安排上有目的地做到综合、连贯，例如，前两个环节可以是同一个机构、机器的某个或某些部分的设计、制造，在毕业设计环节则可以要求学生完成这个机构或机器主要功能结构部分或全部的设计与制造。这样可以使学生对课程设计所涉及的前后知识有综合连贯的认识，使他们具备较为完整的工程意识，也有利于对所要求掌握的知识和所要求达到的能力有循序渐近的认识、理解和提高。

2.以学生自主设计项目为原则，改革实践方法。学生按照课程设计、毕业设计给定的任务，自行选择设计方法、结构、元件。教师给出的任务书可以只给出必要的参数，而不规定具体细节，发挥学生主观能动性，培养学生创新能力。在机电液综合实践环节上，打破按实验指导书或指导教师的要求的模式，在教师制定便于操作和评估的实验原则、管理制度和评估体系的基础上，不规定项目细则，不提供完整的实验系统，仅提供零部件，由学生自主设计实训项目内容与计划，综合运用所学习的相关知识，对原有实践装备的模块化结构进行拓展，动手组装机械、液压传动系统。在教师指导下自主完成图样设计、零件制造、电气控制设计与接线、以及装配、调试等各项任务。重视培养动手能力和解决实际工程问题的能力。

（三）强化双师型指导教师的培养

设计能力是理论知识与工程应用的结合，其层次和难度远大于操作技能的训练和理论知识的拓宽与加深，是学以致用和学用结合的体现。在学生设计能力的培养和提高环节，教师起着关键的作用。增强指导老师的工程能力，培养双师型教师，对学生设计能力的培养将起到事半功倍的作用。教师应正确认识自己的不足之处，可以选择自我提升、相互对比、共同进步等方式，逐步提高自身工程应用能力。首先，对影响设计能力的核心课程与实践环节的内容，及其相互间紧密的联系有明确的认识，查漏补缺。另外，在指导学生课程设计、毕业设计前，教师自己按照任务要求、规范亲自做一遍，可以更清楚的掌握在设计过程中可能遇到的问题，从而更好的指导学生进行设计，解答学生的可能疑问，提高教学水平。再者，可以通过考核平行班级的课程成绩、设计成绩，比较平行班级任课教师教学成果，促进教师相互之间的交流、了解、取长补短，共同进步。第四，教师积极参与产学研合作，解决企业实际生产问题，是提升自身工程应用能力的有效途径。

三、难点分析与解决方法

本研究的重点是通过核心课程群的综合教学，强化设计实践环节，提高学生工程设计能力。实施过程中的难点，其一是切实体现综合核心课程群内容，贯穿各个设计过程；其二是建立评估、反馈机制，完善质量评价标准。针对上述两个难点，解决方法如下：

其一，项目组成员主讲核心课程群各课程内容，项目组成员定期开展教学交流，把握进度，掌握学生学习情况，共同设计各个设计实践环节内容，便于做到教学、设计内容的相互贯穿和有机融合。项目组所有成员同时参与重点专业建设和产学研专业教改的大部分工作，有深厚的理论基础和实践经验，对参与改革和设计的内容熟悉，对学生的现状清楚，同时其中一半教师具有企业的工作经历，具有双师教师资格，为项目的顺利开展奠定基础。其二，质量评价标准的制定可以参照其他院校的先进经验，结合本学院实际情况，逐步完善。评价标准应注重过程评价，不能只看学生成绩或结果，对学生在实践过程中各阶段、各方面的实际能力应做出客观评价，真实反映学生设计能力与存在的问题。

四、结束语

本文提出的在IBL视阈下复合型人才工程设计能力培养的研究与实践方法，目的是在大众化教育的背景下，实施精英教育，切实加强本科毕业生的工程应用能力培养，为社会输送高质量的、受企业欢迎的工程技术人才，有效地解决机械专业本科毕业生的就业困难，适应现代化建设的需要。通过研究与实践，探索机械专业学生在校切实提高技术素质、动手能力、工程实践能力的途径和具体措施；构建机械专业复合型人才工程设计能力培养的质量评价体系；在培养机械专业复合型人才工程设计能力的同时，教学相长，强化双师型教师的培养，提高教学水平，建立更好地提高机械本科学生的工程设计能力培养的教学环境。

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G642.0

A

1674-9324（2014）30-0198-03

宁波工程学院高教研究课题（NG14012）。

崔海蓉（1974—），女，河北邯郸人，博士，讲师，研究方向：机械设计及理论。