“流体传动及控制”特色人才培养模式研究与实践

杨秀萍王收军陈 炜胡文华乔志峰

（1.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384；2.天津理工大学，天津 300384）

“流体传动及控制”特色人才培养模式研究与实践

杨秀萍1，2王收军2陈 炜2胡文华2乔志峰2

（1.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384；2.天津理工大学，天津 300384）

针对京津冀协同发展过程中对“流体传动及控制”专业人才的需求，分析了该方向“机-电-液”一体化的专业特色，研究人才培养的专业知识结构、专业能力结构和专业素质结构，对培养目标、课程体系、教学模式和师资队伍建设等方面进行探索，构建了特色专业人才的培养模式，经多年的实践，取得了很好的培养效果。

流体传动及控制；特色人才；培养模式；京津冀协同发展

一、津冀协同发展对特色专业人才需求

京津冀协同发展是推动我国区域经济发展的重要战略理论，已列入我国经济工作重点，“十三五”期间，随着区域经济的快速发展，三地共同面临产业结构调整和升级。高校作为高级人才的培养基地，要根据这一战略要求，及时调整人才培养模式，使人才培养适应社会需求，推进高等教育发展[1]。

京津冀是我国装备制造业的重要基地，在工业液压技术领域，不论是在全国同行业中处于排头兵地位的优势企业，还是传统产业结构升级企业，都急需流体传动及控制专业人才，特别是随着工业液压技术以及电子控制技术的发展，流体传动与电子、自动控制以及计算机网络技术的融合，企业对人才需求由单一的流体传动及控制专业变为“机-电-液”一体化特色的应用型技术人才。由于国内仅有十几所高校本科设立该专业方向，因此人才紧缺。

流体传动及控制是天津理工大学传统优势特色专业之一，目前为机械电子工程专业的一个方向，自2010年开始恢复招生。如何面对京津冀协同发展对“机-电-液”一体化特色人才的需求，培养具有宽厚的专业理论知识和突出的实践能力的应用型人才，是我们面临的重要课题。本文以京津冀协同发展过程中对“机-电-液”一体化特色人才的需求为导向，研究人才培养的专业知识结构、专业能力结构、专业素质结构的特点，从培养目标、课程体系、教学模式和师资队伍建设等方面进行探索和实践，构建应用型特色专业人才培养模式，以更好的服务于京津冀经济发展。

二、人才培养目标

人才培养目标是人才培养的总体要求，是设计人才培养方案及课程体系、实施全面发展教育的具体实践[2]。

流体传动及控制人才的培养目标是“机-电-液”跨学科特色的本科应用型人才，使学生具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力等多种能力。流体传动及控制技术涉及到液压、机械、电子、计算机、控制、通信等多方面知识，因此，在人才培养方案制定中，从构建合理的专业知识体系入手，建立了理论教学体系和实践教学体系。构建了由通识教育课程、专业课程和创新教育课程构成的“三位一体”课程体系；构建了网络数字化平台、校内实践创新平台、产学研合作平台，为特色人才培养模式创新提供平台保障。

三、课程体系制定

课程体系是本科教育教学体系的核心和载体，在人才培养工作中居于核心地位，是学校人才培养模式和规格得以落实的主要载体，必须保证课程体系的系统性和科学性[3-5]。

流体传动及控制是机械电子工程专业的一个方向，其培养目标是培养“机-电-液”一体化本科应用型人才，依据这一定位和特色，其课程体系通过通识教育课、学科基础课和专业发展核心课来培养学生的综合素质、拓宽学生的学科基础知识以及学生的专业适应能力，同时，按照综合型人才培养的要求，在课程体系中突出“机-电-液”跨学科的特色，因此在课程安排中既包括机械类课程，同时也包括控制工程基础、嵌入式控制技术、电液控制等控制类课程；既安排了微机原理及接口技术、模电、数电等一般的和基础的学科课程，又有针对性地安排了液压传动、液压系统分析与设计等针对液压领域的相关课程；加强工程实践教学环节，强化创新精神和实践能力的培养。

流体传动及控制专业方向课程由公共基础课程、学科基础课程、专业课程及实践教学构成。在学科基础课程和专业课程中划分出“机械基础”、“机电控制基础”和“液压”三个模块的相关课程。各模块所包含的课程如表1所示。

表1 课程体系各模块包含的课程

在专业课的设置上，围绕该课程体系，对相关课程的教学内容、方法及形式进行整合，减少重复课时，形成合理的课程群，不断优化课程体系的整体结构；系统考虑课堂理论教学与实践教学的知识能力培养要求，教学内容按必修课、选修课、实践教学体系构建，具体课程设置上实行模块化、系列化。

在实践教学环节建立了“基础技能实训、流体传动与控制工程实训”等多级实践教学环节。

基础技能实训包括专业认知实习、金工实习、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、微机原理及应用实验等教学环节。

专业实验、实训中，除了学习专业理论知识的专业课程实验外，重点强化跨课程专业知识有机联系的独立实验课程，增设课程综合性实验、专业综合性实验、自主设计性实验及科研创新性实践内容，通过专业设计、毕业设计等实践教学环节，达到训练和提高学生综合运用所学专业知识，分析、解决实际问题的能力。

四、教学内容、方法和手段改革

根据课程体系标准，更新重点课程的教学内容。根据各门课程的特点，在教学中引入了虚拟仿真技术等信息化手段。结合教师的科研成果，利用动态仿真分析软件，采用虚实结合的方法，化解教学难点，优化教学内容。教学信息化手段的应用，激发了学生的学习兴趣，并且也为学生参加教师科研和毕业后能应用现代化的技术手段，从事设计制造打下了基础。在实践教学中，加强基本技能训练，注重专业特色，建立开放式、研究性实践教学模式，提高学生动手能力和解决实际问题的能力。

1.更新教学内容，删除陈旧内容

将反映当代最新科学技术、以及多学科交叉与综合的研究成果融入到教学中去。优化、整合课程的教学内容，减少课程内容的重复，使学生所学知识系统化、前沿化。

2.计算机应用与教学相结合，提高学生的科研技能

将计算机辅助设计与分析技术应用的实例引入到课堂教学中，结合科研项目进行新理论、新工艺的讲授，拓展学生的知识面。充分利用商业建模和仿真软件，如将三维造型软件Pro/E等、有限元软件ANSYS、流体动力学软件Fluent以及工程系统高级建模和仿真软件AMESim等引入到课堂教学、专业设计和毕业设计实践教学环节中。进行可视化教学，强化工程实例、化抽象为具体，提高授课质量、培养学生的综合创新能力。采用实例教学方法，使学生能在短时间内掌握大型专业设计软件的使用方法，丰富教学内容。建立液压传动、控制工程基础精品课网上学习资源，编写电子教案，建立试题库，开发“流体力学”、“控制工程基础”仿真实验系统。

3.加大教材建设进度

适时编写本专业系列教材，引进和吸收国外教材的新思想、新内容，将科研成果以实例形式写入教材。先后出版了 《液压与气压传动》《机械控制工程基础》《机械工程控制基础》《液压技术手册》《液压元件与系统设计》等教材及专业技术手册。其中，《机械控制工程基础》教材从2011年出版至今已印刷5次，该教材被天津理工大学、河北联合大学、西南科技大学、天津理工大学中环信息学院等多所院校采用。教研室主编的《液压元件与系统设计》教材已应用到课堂教学及专业设计、毕业设计等实践教学环节。

4.构筑网络数字化平台、校内实践平台、产学研合作平台，为人才培养提供平台保障

利用学校提供的卓越课程中心，建成了液压传动、控制工程基础网络课程。建立了“机械电子工程专业网络数字化平台”。

购置了力士乐公司液压实验平台。该平台所有元器件均为工业生产中的主流产品，采用快换接头方式连接，柔性强。学生可利用该平台进行液压系统的设计验证，元件性能参数测试，还可以设计、开发出电液控制综合实验，通过实际设计系统、元件连接及调试，提高学生的动手实践能力，加深对知识的掌握和理解，培养学生的工程意识和创造性思维。

吸引企业、科研院所参与专业的教学活动与课程建设，共同承担课堂教学与实践教学，共建校外实习和实践基地，为学生提供参与工程实践的机会。目前，学校与天津工程机械研究院、德国西门子公司、博世力士乐公司、中国汽车工业工程有限公司等建立了长期稳定的合作，设立实践教学基地，为教学和学生的实践活动打造平台，其中西门子和博世力士乐公司还为该专业方向的在校生提供了奖学金。

五、师资队伍建设

坚持“教学-科研-实践”相互渗透，促进教师自身的专业知识更新和创新能力提升，对具有机电控制专业背景的青年教师进行培养，提升专业知识，保障“机-电-液”一体化特色人才培养所需的师资。

1.开展教学法研究，提高教师的教学能力

教师在教学过程中，积极申报各级教学研究项目，以课程建设、教材建设为重点，以改革教学方法、教学手段以及专业建设等为议题设立教研项目，不断提高教师的教学能力和水平。已完成市级教研重点项目和校级教改项目8项，其中2项获校级教学成果奖，发表教研论文10余篇。

2.开展教学活动，提高教学水平

组织青年教师对教学经验丰富、教学成果优秀的授课教师进行教学观摩和研讨。聘请优秀教师、学校督导组专家、教授向青年教师传授教学方法，利用“多媒体工作坊”介绍如何结合课程的特点，提高多媒体教学的有效性等等。鼓励青年教师参加教学基本功竞赛，先后有3名教师获奖。

3.鼓励教师结合自身专业特点，加强学习深造

“机-电-液”一体化具有明显的工程应用背景，专业课教师依托天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，通过参加国家、省市级的科研项目、与企业的产学研合作、天津市科技特派员工作等途径，提高自身的科研能力。根据需要到相关企业或生产第一线进行实际工作，积累实践经历和背景知识，接受企业的培训、研发、生产等，加强教师自身的实践能力。

六、结束语

自2010年开始恢复招生以来，通过多年的教学改革与实践，收到了很好的教学效果，学生掌握了流体传动及控制基础知识、机械基础知识以及电气控制知识，实现了“机-电-液”跨学科知识相互融合，并且在实践及动手能力上得到了训练和提高。共计有20多名学生参加了国家级、校级大学生创新设计项目，把课堂学到的知识运用到实际设计中，使知识得到升华。先后获机械创新设计大赛国家级一等奖2项，天津市一等奖1项；全国大学生“挑战杯”竞赛二等奖1项，特等奖1项等；华北五省大学生机器人大赛二等奖、三等奖若干项；2名同学获得天津市本科生优秀毕业设计，9名同学分获“广数杯”京津冀本科毕业设计大赛一、二、三等奖。毕业生三年毕业率达92.7%，就业率达90%，得到了企业的重用，为企业输送了高级液压人才。教研室在2015年被评为天津市市级教学团队。

参考文献：

[1]赵宇.京津冀一体化背景下高校人才培养模式改革探析[J].广西社会科学，2014（12）：213-216.

[2]龙志军，訾琨，朱涛.应用型车辆工程专业人才培养方案的研究[J].中国现代教育装备，2010（11）：134-136.

[3]陈新民.应用型本科的课程改革：培养目标、课程体系与教学方法[J].中国大学教学，2011（7）：27-30.

[4]赵中岳.试论应用型本科专业设置和课程体系构建[J].吉林省经济管理干部学院学报，2010，24（6）：94-97.

[5]吴松，夏建国.应用型本科人才培养目标下课程体系构建研究综述[J].当代职业教育，2016（8）：10-14.

（责任编辑：张华凡）

Training Model for“Fluid Transmission&Control”Talents

YANG Xiuping1,2,WANG Shoujun2,CHEN Wei2,HU Wenhua2,QIAO Zhifeng2
（1.Tianjin Key Laboratory of the Design and Intelligent Control of the Advanced Mechatronical System, Tianjin 300384,China;2.Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China）

Aimed at the demand for“fluid transmission and control”professionals according to Beijing-Tianjin-Hebei coordinated development,the professional characteristics of“mechanics-electrics-hydraulics”were analyzed.The talent training system and the professional knowledge,ability and quality needed were studied.The training objectives,curriculum system,teaching mode,faculty team construction and other aspects were explored.Based on all this,a characteristic talent training model was established,which has got a good training effect in the past few years of practice.

fluid transmission and control;characteristic talent;training model;Beijing-Tianjin-Hebei coordinated development

G642.0

杨秀萍（1962—），女，教授，研究方向：流体传动及控制、机械电子工程。

天津理工大学教学改革项目（YB15-17）；天津市普通高等学校本科教学改革研究计划重点项目（C03-0802）。