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智能装备制造的专业课程体系构建策略

发布时间:2019/2/20 8:57:47   阅读:

摘要:研究生教育是一个国家教育发展水平的重要标志,担负着培养高层次人才的重要任务。课程学习是研究生培养过程的重要部分,而课程建设对学习的质量起着较重要的促进作用。本文以印刷包装装备数字化与智能化制造方向为例,从不同视角分析与探讨研究生课程体系和课程建设的原则、方法以及实施策略等问题。

关键词:专业课程;课程设置;体系构建;策略

伴随工业化与信息化相融合的“中国制造2025”远景规划得以推进稳步实施,高端装备制造业已成为战略性新兴产业发展的重点领域。作为高端装备制造业重点方向之一,智能制造装备得到了社会各行业的普遍青睐,并已进入“高端发展、创新驱动、模式引领”的数字化和智能化制造时代。印刷包装装备制造业是国家制造业的组成部分,同样面临确定“数字化、智能化和网络化”发展方向、更好地满足出版印刷包装产业转型发展的迫切需求。鉴于此,北京印刷学院机械工程学科结合国家总体发展的现实,通过优化资源配置、整合学科结构,在研究生层次创设“印刷包装装备数字化与智能化制造”培养方向,并对其课程体系构建以及教学手段的运用等策略进行了有益尝试。

1合理创建适应学科发展的课程体系

优化研究生知识结构,增强其能力,首先要优化课程体系[1]。科学合理的课程体系在研究生教育培养过程中居于特殊位置:既是开展研究生教育的载体基础、也是实施研究生培养的先决条件、还是确保研究生培养质量的重要支撑,课程体系的质量优劣直接关系到培养对象知识结构的塑造、创新能力的提升与综合素质的完善,其关键地位与导向作用不容低估,必须给予特别的关注。

1.1固本强基、科学设置课程体系

“印刷包装装备数字化与智能化制造”隶属于机械工程学科。因而,其课程体系的创建理应立足于学科要求和特点,结合行业、国家发展形势,将机电一体化、机械信息化作为基本依托,对其课程体系进行调整和完善。课程体系按公共基础课、专业基础课、专业方向课和实验实践课进行多门类的拓展式设置,以保障学生可以在完成必修课程内容的同时,能够结合实际进行灵活选课的需求。在教学内容设计上,以强化工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力为核心,加强跨专业、跨学科的复合型人才的培养。研究创设在现有机械工程学科方向共同培养目标基础上的分方向的培养模式,并力图使其成为主要模式。

1.2确定目标、调整完善课程内容

在科学设置课程体系的基础上,结合培养目标的确立,灵活调整完善课程内容。一方面,充分考虑不同培养方向研究生的需求,增设具有针对性的课程内容,达到构建多维的实践教学体系;另一方面,为拓宽研究生的专业视野,补充开设具有适用性的跨学科课程并整合相关课程的知识体系,如“人工智能与机器人技术”课程。同时,采用讨论式、启发式等方法组织教学活动,达到重视研讨、彼此互动、拓展思维与“教学相长”协同共进的目的。

1.3科学施教、明晰教师主体责任

课程体系构建与教学活动实施的过程中,教师应该把握课程的整体结构、重点及教学内容之间的关系,并能够合理融合教学内容、教学重点和教学难点。通过这样的融会贯通,使整个教学过程去繁从简、逐步深入。通过教师自身条理清晰、重点明确、难点突出的讲述,使研究生能够从课程中轻松掌握重点难点,从而激发学习乐趣,提升钻研兴趣,并在教学过程与课后复习中不断加深理解与掌握,引导和培养更加自主的科研素质。

2灵活运用适应教学实际的方法手段

当今社会急需立足于现实又面向未来的创新人才,需要具有创新意识、创新精神、创新思维、创新能力并具有良好创新人格的人才。研究生教育也势必要顺应社会发展需要,综合运用各类教学方法,将培养学生创新意识、创新思维和创新能力为出发点,运用理论知识发现问题、解决问题的能力为着力点,结合实际,以确保实现教学目标的同时,最大限度调动研究生的学习积极性,不断提升学习能力与创新能力。

2.1启发、引导并重教学法

先进的教学理念是教学方法改革的指导,研究生教学应与时俱进。教师要改变教学理念,教学中以“启发”、“引导”为主,注重探究性学习,调动研究生自主学习的积极性,在学习中有创新,在教学中有变化[2]。启发、引导式教学主要根据研究生心理特点,着重培养独立思考意识、动机奖励机制以及灵感激发等,从而调动独立自主思考问题、发现问题、学而致用。

2.2案例教学法

案例教学是提高研究生理论联系实际的重要方法和途径,可以快速获得理论知识体系。因此,教师可以利用案例教学中的教学理念提高研究生参与的主动性、积极性,促进教学质量水平得到整体提升[3]。案例教学法既可以促进研究生积极性的提高、强化合作意识,又可以带动研究生思维能力的拓展、增强创新意识。尤其是采用案例教学法的同时,也必然要求教师不断吸收借鉴新知识、新技术达到提高自身教学水平,并及时总结经验以更好适应新形势的教育发展要求。案例教学法具有客观、准确的特点,尤其是在研究生专业课程教学中,教师必须注重案例教学法的应用,注重与工程实际的结合,收集、积累案例资源,通过实际的教学案例,培养、引导,不断提高实际问题的分析和解决能力。

2.3研讨式教学法

研讨式教学法有利于师生之间、学生之间的切磋互动。这既可以被看作为是一种集体讨论、头脑风暴,又能够形成师生间良好的互动循环。对导师而言,通过研讨式的教学方法能够让导师掌握研究生对于教学内容的掌握程度,对学生未能理解的问题难点,导师能够从自身的教学方法与手段中探寻不足,敦促导师勤于治学、善于施教。对研究生而言,研讨式教学是积极反馈导师的一种方式,同时通过与其他学生的讨论与研究,也是营造优良学术氛围、相互鼓励创新的教学模式。在研讨式教学的和谐氛围中,研究生能够掌握更多理论研究的方法,在自主选题能力、问题分析能力、综合判断能力、逻辑思维能力及设计创新能力上均能得以提升。通过这种有机结合的师、生之间双向互动与交流,可以促使教师在研究生教育培养过程中得到较大的提高,使教师的作用得到合理实现。同时,有助于研究生对知识理论的渐次展开与深化,实现对于知识理论深度的有效链接,形成专深、精博的知识结构。

2.4专题研讨教学法

专题教学主要是结合课程的教学内容和机械学科的发展前沿问题,选择适合课堂讨论的教学内容,利用文献检索、文献综述、课堂讨论及课外实践等方法进行的探讨式教学模式。在教学过程中研究生可以就感兴趣的问题展开讨论甚至争鸣,据此加深对教学内容的理解,拓宽知识理论的应用范围,并为其实际课题的研究奠定基础。

3着力营造适于能力提升的环境氛围

教学是一种师生的双边互动过程。教师在教学过程中既应该注重理论知识的讲解、分析,还应该充分调动研究生参与的积极性、主动性及参与热情,使教学过程成为师生之间智慧博弈的过程。

3.1建立自主学习激励机制

研究生教育应以自主学习为主,自学能力是研究生获取知识的基础,而导师的引导则居于辅助位置。研究生学习是一种创新性学习,即学习中能够发现问题,解决问题。因此,导师应加强引导,形成鼓励研究生自主学习、研究探索的长效机制,培养研究生具有较强的自学能力,注重知识积累、提高素质和创新能力,使其能够适应快速发展的社会需求。

3.2定期举办学术讲座

学术讲座是对研究生的知识和能力提高最有效的学习方式之一。在现场听取学术报告的形式外,还可以在教学实践过程中聘请业界名师进入课堂、聘请机械制造、包装工程等领域的知名专家和企业工程技术“工匠”来校讲学,针对包装、印刷智能化制造、人工智能和机器人研究领域技术的发展历史、现状、发展趋势并结合自身的科研情况,展示包装、印刷智能化制造领域的科研成果,介绍学科前沿知识、发展前景等情况。以此达到提高研究生的参与热情和关注度,并为师生间建立良好的沟通渠道营造空间。

3.3实地参观前沿技术展览活动等

培养研究生具有较强的自学能力,注重知识积累、提高素质和创新能力,还应多方筹措、协调联系,努力为研究生创造形势多样的机会和条件。如组织研究生实地考察业界内著名的智能化工厂、智慧车间和机器人工厂;参观智能化制造、印刷包装智能化制造以及人工智能或机器人技术方面的展览、博览、体验活动,让研究生有更多机会和条件接触到智能制造、人工智能发展的前沿技术和产品,拓展视野和知识领域,认识到自身知识的差距和能力的不足,从而激发渴求知识的主动性和自觉性。

4结论

研究生教育是一个国家教育发展水平的重要标志,是培养创新型人才的重要途径和手段。而课程学习是研究生培养过程的重要部分,课程建设和教学改革是一个永恒的主题,对学习的质量起着较重要的促进作用[4]。在研究生培养、课程建设和改革的过程中,应探索形成各具特色的培养模式,完善不同的课程体系,持续不断地赋予课程新的内容和活力,培养研究生的创新能力,使其成为对社会有突出贡献的群体。

作者:张晓桂 单位:北京印刷学院

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