应用型本科院校机械类专业基础课课程群建设探索

李玉梅，梅华平，盛继群，徐 刚

（湖北工程学院机械工程学院，湖北 孝感432000）

0 引言

机械类专业具有多学科交叉融合的特点，它以机械设计与制造为核心，以高等数学、工程力学、大学物理为理论基础，融入计算机科学、自动控制、通信与传感等多个学科知识。机械类专业教学体系具有明确的知识体系，包含基础理论、基本技能、专业基础及工程实践四条知识主线[1]。每条知识主线对应一个课程群。课程群容纳的课程之间具有内在联系，它们在知识结构与内容上具有相承、相关与互补关系。在组建课程群的过程中，需要对课程的知识结构和内容进行重组与优化，适当删减重叠知识和过时授课内容，引进新知识与新技术，形成知识点分布合理、知识衔接顺畅、内容精炼实用的连环式关系的群体[2-3]。以机械原理为核心的专业基础课程群对机械工程技术应用型人才的工程能力的培养起决定作用，因此面对区域经济新发展与新需求，地方性应用型本科院校必须快速构建精致实用与新颖性共存的机械类专业基础课课程群，以驱动其实现机械工程技术应用型人才的培养目标。

在新工科与新经济发展背景下，地方高校在工程教育改革中应找准定位，办出特色[4]。湖北工程学院机械类专业是面向孝感区域新经济发展需求而设立的，具有汽车零部件、智能农机及航空航天装备的鲜明特色。学校经过大量企业需求调研及横向对比多所地方本科院校的专业培养方案，决定直面孝感区域制造业转型升级新需求，以学生工程能力为导向，适应和引领岗位新要求，探索我校机械类专业工程人才培养模式。我校高度重视工程技术应用型课程体系建设，以学校获批教育部“互联网+中国制造2025”产教融合促进计划试点院校项目为依托，探索校地企协同育人新机制，实现多层次、个性化工程技术人才培养新模式。在机械类专业应用型人才培养过程中，确定以“知识-能力-素质”三位一体的教学理念，运用互联网+思维重构核心知识，构建课程教学新体系。在构建机械类专业基础课程群过程中，合理重组知识内容，融合贯通知识结构，形成理论教学，实验教学、课程综合设计及工程项目创新四大模块，课程间互为依托、独立设课、综合协调，而且教学体系完整，教学内容精炼，以体现学校创新培养工程技术类应用型人才的目标。

1 机械类专业基础课存在的主要问题

机械类专业是一个古老而又发展成熟的专业。近年来，为了适应新经济的发展，多所高校都对机械类专业基础课和专业课进行了课程建设与改革。通过比较发现，这些改革的终极目的是保障新体系下课程教学目标的实现，因此它主要是围绕具体课程教学内容而展开的，通过实施有力措施，对课程体系结构、授课诶荣、教师教法与课程评价方法等方面进行完善。但是在机械专业基础课程群的视野下看各门课程的内容，就会发现存在较多不合理的地方。

以湖北工程学院机械设计制造及其自动化专业为例，其专业基础课程的核心是机械原理与机械设计，并涵盖机械制图、C语言程序设计、理论力学、材料力学、互换性与测量技术、电工与电子技术、机械工程控制基础等课程。上述课程之间在教学内容上有一定重复性，如机械制图课包括了互换性与测量技术课程的“公差”内容；同时它们在知识结构上是相互衔接的，且互补性较强，如机械原理的运动学和力学分析章节需要用到理论力学的核心内容；机械原理各章节的解析法内容需要用到C语言程序设计及制图软件中的仿真分析模块等。在各高校传统教学中，上述机械类专业基础课程存在于大学第一至第四学期，有独立的学时及学分，并由不同的教师独立授课。各授课老师之间没有相应交流，没有有效整合、优化和衔接相关教学内容和知识模块。因此这些课程之间没有融合贯通知识体系，存在着欠呼应、少配合、多重复等问题。这既浪费了教学资源，也没有体现机械类专业基础课之间的层次性、逻辑性及系统性。学生在学完这些课后，既不知道它们在培养学生知识、能力与素质方面的作用，也不清楚课程之间的联系。另外，机械专业基础课程体系较少从课程内容的调整来适应新工科背景下我国机械制造业对人才需求的新要求，和我校地方性应用型工程技术人才培养目标有一定的偏差。

2 机械类专业基础课程群建设的基本思路

湖北工程学院应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养目标是坚持育人为本、德育为先的原则，围绕国家经济发展对工程技术人才的新需求，着力培养具有良好团队协作能力和创新能力，具备机械设计制造及其自动化专业知识、基本理论和工程应用能力，能够从事机械工程及自动化领域内的设计、研发、制造、销售和运行管理等领域的应用型高级专门人才。机械类专业基础课程群在构建学生机械基础知识理论、素质能力和工程能力方面起着重要作用。以“学生工程能力培养为本位”，要求学生掌握基本知识、加强应用能力、培养创新意识、拥有工程思维，构建机械类基础课程教学新体系。

在构建“知识-能力-素质”三位一体的教学新体系时，必须突破目前机械类专业基础课程各成体系的传统设课模式，适应机械系统创新设计新需求对学生在知识、能力需求方面的变化，以汽车零部件、智能农机及精密装备系统为讲授对象，构建具有区域经济性、系统性、工程化特色和综合性的机械类专业基础课程群，加入新知识、新内容，删除过时内容，调整各课程间的重叠内容，优化知识模块，重构课程体系和教学内容，实现应用型课程改革目标，获得机电测控类课程体系的整体优化与完善。

3 机械工程类专业基础课程群的构建与实施

结合湖北工程学院“地方性应用型”高校定位，在机械类专业基础课程群建设中，围绕机械原理与机械设计核心内容，以系统论观点梳理、重组与优化相关专业基础课程的知识内容，以培养学生工程应用能力为导向，开展机械类专业基础课程群的顶层设计：以汽车零部件、智能农机和精密装备系统的设计为背景，以系统方案设计、整体结构设计与零部件详细设计为目标，以功能模块-方案设计-结构设计-电气与电子控制装备设计为主线，根据知识点的层次推进及学生的专业认知规律，提出了“机电系统基础知识理论-机电系统运动方案-机电系统控制方案-机电系统创新设计”四大知识结构模块，构建机械类专业基础课程群的新体系，并将其纳入我校机械类专业人才培养新方案中。

如前所述，机械类专业基础课程的知识点相互联系、承接与影响，它们之间的知识点联系及影响如下：

机械制图、互换性与测量技术两门课的知识点有交叉部分，同时也是构成机械零件图和装配图的完备体系[5]；理论力学、材料力学是学习机械原理的知识基础，在速度瞬心、运动和力分析方面在机械原理中有重要的应用；机械制图、材料力学、机械原理是学习机械设计课程的理论基础；同时在进行机械结构设计分析时，需要具备这几门课的综合知识；电工与电子技术、机械工程控制基础是机电产品设计必备的专业基础知识，与机械原理、机械设计课程结合在一起，构成机械复杂系统的基础知识点；C语言程序设计为机械原理、机械设计课程中的辅助设计部分提供编程技术知识基础。

根据上述四大知识模块，将“C语言程序设计”、“理论力学”和“机械原理”三门课程重组教学内容、分配教学课时，涵盖理论教学与实验教学。将“机械制图”、“互换性与测量技术”、“材料力学”与“机械设计”按照基本概念、分析方法、工程应用和设计案例的体系组织教学。以设计一个机电系统为案例，把上述各课程知识点紧密衔接、有效呼应，有利于培养学生创新意识及工程思维能力。在培养学生对机电系统设计需要的基本概念、原理和方法的同时，强化与突出对机电系统设计与创新的工程实践。机械类专业基础课程群具有四大知识模块，具体如下：

（1）机电系统方案设计基本理论：在学习相关数学、力学及机械制图后，以汽车零部件、智能农机与精密装备为实例，阐述机电系统的概念、基本结构、发展现状及趋势；（2）机电系统的数学模型描述：以智能农机与精密装备系统为实例对象，围绕机电系统的稳定性与精确性，学习静态建模、动态建模及控制系统建模等知识内容；（3）机电系统功能及结构设计：以机电系统创新设计为目标，学习系统建模、力学及材料分析、计算及结构设计；（4）机电系统测控模块设计：以机电系统控制模块设计与校正为实例，学习内容主要包括控制系统的设计与校正等测控知识，并通过实例给予进一步阐述。

4 结语

根据新工科背景下应用型地方本科院校工程类人才培养定位与目标的要求，结合我校机械类专业基础课程传统教学情况，以培养学生工程能力为主线，开展以机械原理和机械设计为核心的专业基础课程群建设的研究与实践。通过研究各专业基础课之间内在逻辑及知识关联性、层次性，优化与重组机械类专业基础课程间的知识体系结构，并融合和更新教学内容，改变传统教学方法，整合分离的实践模块，促使应用型机械类专业基础课教学改革，实现应用型机械类专业基础课程体系的优化与完善，获得我校对工程技术应用型人才的培养目标。