1．专业认知学习阶段
在第一学年第一学期开设的“机械专业导论”为所有机械专业本科生的必修课(32学时)。该课程保证有8学时的关于纺织机械的授课内容，重点介绍纺织机械行业的情况、纺织机械的分类、纺织机械的主要设备，使学生对纺织机械有初步的感性认识。
2．专业基础课学习阶段
纺织机械门类繁多、性能各异，有纺纱机械、织造机械、化纤机械、针织机械、非织造机械、染整机械、服装机械、纺织器材与仪器8大类，分别对应8个纺织机械子行业，仅纺织机械的主流机型就超过200种。这些门类繁多的纺织机械几乎涵盖了所有的机械结构、光机电控制系统及工程材料。因此，在通用机械类课程教学中，以纺织机械为载体，将纺织机械的案例融入到如“机械原理”“机械设计”“机械工程材料”“机械制造技术基础”“微机原理及应用”“测试技术”“液压气动技术”等相关课程中，尽可能以纺织机械为案例进行授课。
3．专业课学习阶段
对于实行学分制的高校来说，学生有一定的选课自由，但由于专业课的学时有限，因此，纺织机械类选修课不宜开设太多，以免因选课人数太少而导致课程设置流产。我校(东华大学)机械工程学院机械工程及自动化专业设有4个专业方向:机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、幕墙工程与机械。在机械设计及理论专业方向开设3门纺织机械类课程:(1)“纺织机械概论”，64学时，基于大纺织范畴，涉及纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械等内容，使学生了解纺织机械的工作原理、基本构成。(2)“纺织机械设计(1)”，48学时，使学生掌握纺纱机械、织造机械、针织机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。(3)“纺织机械设计(2)”，48学时，使学生掌握化纤机械、染整机械、非织造机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。机械设计及理论专业方向的选修课设置如表1所示。要求学生至少选修12学分。选课组合方案如下:(1)偏“通用机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、机械优化设计、机械动力学基础、机械噪声控制。(2)偏“纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、纺织机械设计(2)。(3)“通用机械+经典纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。(4)“通用机械+新型纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(2)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。
4．实践教学
在机械类实验教学、工程实践教学、课程设计、毕业设计中，以纺织机械为载体，设计相关题目或课题;在专业实习(实验)阶段，确保有4个学时的参观实习，要求撰写参观实习报告。
二、编写适应新形势的纺织机械类教材
(1)首次出版“十二五”省部级规划教材《纺织机械概论》(陈革、杨建成主编，中国纺织出版社，2011年5月出版)。该教材基于“大纺织”的概念，介绍纺织机械的分类，分析纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械的基本工艺原理、核心技术、关键设备、产品分类等;还简要介绍了国内外纺织机械制造业的现状、光机电一体化技术在各类纺织机械上的应用情况及现代纺织机械设计的发展趋势。
(2)出版“十二五”省部级规划教材《织造机械》(陈革主编，中国纺织出版社)，获2011年中国纺织服装教育学会优秀教材奖、2012年中国纺织工业联合会科技进步二等奖。
(3)出版“十二五”省部级规划教材《纺纱机械》(毛立民、裴泽光主编，中国纺织出版社)。教材介绍了纺纱机械的分类、机构组成、工艺过程和工作原理，以及近年来纺纱机械的新装备和新技术，特别是机电一体化技术在纺纱机械上的应用。
(4)正在编写“十二五”部委级规划教材《机械专业导论》。该书为面向纺织特色高校机械工程及自动化专业的概论性教材，其中包含纺织机械概论的相关内容。主要内容有:机械工程概述、机械工程中的力学、机械设计、机械制造基础、机电一体化技术、新材料及其工程应用、纺织机械导论。
(5)正在编写“十二五”部委级规划教材《纺织机械设计》。教材从各类纺织机械中提炼出关键共性机构(装置或系统)，强调对机构(装置或系统)的综合设计。主要内容有:梳理机构的设计、牵伸机构的设计、卷绕机构的设计、往复运动机构的设计、同步传动机构的设计、烘干装置的设计、纺丝成型装置的设计、自调匀整系统的设计、针织成圈机构的设计、立体织物编织机构的设计。
三、编写《机械类课程的纺织机械案例集》
《机械类课程的纺织机械案例集》拟收集各类纺织机械的典型机构(装置或系统)案例，可用于“机械原理”“机械设计”“机械制造技术基础”“液压与气动技术”“测试技术”“机电控制系统”“机械工程材料”等机械类课程的教材编写、课件制作、授课举例等，从而将纺织机械的案例融入到相关课程中。表2为机械类课程的知识点与纺织机械典型机构(装置或系统)的对照表。
四、编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》
从以往的毕业设计或课程设计题目中，精选出包括各类纺织机械典型机构、典型系统的题目，在此基础上修改、扩展，设计新的课程设计或毕业设计题目;从所承担的纺织机械类科研项目中，提炼出一些典型机构或共性技术，设计出适合本科生毕业设计或课程设计的选题，同时编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》。
五、结语
江西理工大学应用科学学院是一所三本性质的独立学院,经过多年的办学实践,培养“应用型”和“创新型”人才已成为学院培养目标[3-4]。依托学科开展多种科技竞赛活动进行创新人才和应用人才的培养是一种行之有效的办法[5]。我院于2008年首次参加了第三届机械创新设计大赛,作品“全自动计量售饭机”获得江西省赛区一等奖,这是江西赛区唯一独立学院获奖作品。改进后的第二代作品代表江西赛区参加全国大赛,荣获二等奖。该作品已申请专利,并有一些企业对此作品很感兴趣,计划进行市场开发。在首次参加比赛就取得较好成绩的基础上,我们积极备战,2010年携3项作品参加了全国第四届机械创新设计大赛江西赛区选拔赛,作品“机械手式机井救援机”获江西省一等奖,“土壤灭火器”获三等奖,“球型抗风暴救生艇”获优胜奖。“机械手式机井救援机”作为江西省选送项目参加全国比赛,并获二等奖。成绩的取得,来源于学生、教师、学校各方面的努力和坚持。在参赛过程中,我们分析问题,总结经验,制定出一套行之有效的操作模式。
一、以赛促学,调动学生学习积极性,激励学生创新欲望
独立学院的学生整体素质与重点高校相比有较大的差距,与省属本科院校相比也有一定的差距。学生的学习兴趣不高,厌学情绪较大,部分学习较主动的学生也容易被大环境同化。在课堂教学过程中,学生总是处于被动状态,很难发挥主观能动性,学习兴趣提不起来。为了更好将大赛融入到学生的学习生活中,以赛促学,我们进行了如下举措:
(一)成立机械创新协会当今大学生对学习兴趣不浓厚,但对社团活动却情有独钟。在机械创新设计大赛组织实施过程中,学院利用学生心理作用于2008年成立了机械创新协会,吸引了一批对机械创新有兴趣的学生,在课余时间以科研兴趣小组为单位开展课外实践活动,包括创新课题讨论、校外实习基地参观、小产品制作、基本加工技能培训、学术报告等。实践活动中,教师以创新理念引导学生,为学生提供了足够的思维发展空间,放手让学生大胆尝试,充分培养学生的创新思维能力、自学能力和动手能力。学生通过课外实践活动,加强了团队合作意识,拓宽了机械创新基础知识面。
(二)建立专用实验室固定的实验场所是顺利开展课外实践活动的基本保障。江西理工大学应用科学学院在实验楼建立专门实验室供学生使用。此实验室由机械创新协会管理,配备专门指导教师和常用加工工具如老虎钳、扳手、电锯、小型钻床等,并与学院实训中心建立联系,利用实训中心现有设备进行机械零部件加工并完成创新小产品的制作。这样学生可以充分利用课余时间,有计划地开展实践活动,避免了受常规实践教学的干扰,提高了学生参与课外实践活动的自觉性和主动性。
(三)定期开展学术报告和专业讲座针对机械爱好者定期开设系列讲座如:机械设计与创新能力培养、机械制造技术现状与发展趋势、传感检测技术在机电产品中的应用、单片机技术应用现状与发展趋势等,涉及设计方法、先进制造技术、测试技术、控制理论等专业技术方面知识。通过启发式、讨论式等多种方式,调动学生的积极性,引导学生思考,激发学生的创造性思维。还有一类报告是由学生自己主持的,由已毕业返校的校友和参加过往届比赛的学生讲述自己的经验,并对学弟学妹提出期望和告诫。系列讲座和学术报告的开设,拓宽了学生的基础,扩大了学生的知识面,培养了学生的创新思维,激励了学生的创新欲望。
二、以赛促教,加强教师队伍建设
教师是培养学生的关键,优秀的指导教师不仅应有较高的理论水平,更需具备较强的动手能力和丰富的实践经验。江西理工大学应用科学学院是2001年组建的独立学院,师资队伍结构不太合理,年轻教师居多,这些教师大多是毕业后直接进入学校参加教学和管理工作,动手能力和实践经验都有欠缺。机械创新设计比赛周期很长,从项目创意、立项、方案设计、具体零部件设计、加工制作、试验调试到参赛答辩准备等工作,需要指导教师长时间关注指导项目,并对指导教师的综合能力提出较高的要求。针对以上问题,学院在教师培养和提高教师综合素质方面做了很多工作。
(一)加强教师培训江西理工大学历来重视对青年教师的培训工作,通过多种途径来提高教师的水平。针对机械创新设计大赛,安排《机械设计》《机械加工工艺》《机电传动控制》《液压传动》等课程教师参加了教育部高等教育司举办的高校教师网络培训,通过学习先进教学理念和教学技法,借鉴其他院校的教学经验来改变教学观念,提高教学水平。鉴于青年教师实践经验欠缺、动手能力较差等因素,每年利用寒暑假时间,联系实习单位,送教师到工厂和企业进行实地培训,专门针对加工工艺、数控加工等专业操作进行培训。另外,还与本地的多家机械加工企业建立校企合作,定期派教师到生产一线去进行实践,并在合作单位与工人师傅共同指导完成《机械加工工艺课程设计》等实践环节。
(二)丰富课堂教学内容,创新实验教学现如今大学教育还是以课堂教学为主的教育模式,因此课堂教学水平的高低反映了学校的建设水平。江西理工大学应用科学学院针对机械创新设计大赛,丰富《机械原理》《机械设计》等基础课程的教学内容[6-7]。利用校内实训基地、功能实验室和机械创新设计大赛,形成有较强工程背景的教学环境,使直观式教学、现场式教学方式的采用如鱼得水。在这样的教学环境下,通过一系列以机械产品为对象的实训项目,以及采用大量的源于生活、源于生产一线的案例,使教学内容注入更多的工程因素,达到基本知识、基本理论与工程实际紧密结合的目的。为了培养学生的创新设计能力,在课程建设中对实验室进行扩充,在原有传统机械零件模型和机构模型基础上,进行机构创新、轴系创新、机械系统创意组合和慧鱼创新设备的购进,在试验内容上,增加机构创意设计、组合式轴系结构设计、机械传动综合实验等。
(三)建立教师工人相结合指导模式鉴于教师、学生动手能力较差,参赛模型或实物制作过程比较困难这一问题,结合江西理工大学实际情况,制定了教师工人相结合的指导模式。学院的目标是培养应用型人才,因此在实习环境的投入上比较大。学院有完整的金工实习工厂,其中包含了机加工的全部工种:钳、车、焊、热处理和数控机床加工,并配备经验丰富的生产工人进行实习指导。利用学院现有优势,在参赛初期的选题和方案设计阶段由教师指导完成,在模型或样机的加工制作阶段,由教师和工人共同指导,学生具体操作完成零部件的加工和参赛样机的装配。
三、以赛促改,制定科学的教学计划
机械创新设计大赛每两年一次,不利于学校教学计划的安排,难以保证每届学生都有机会参加;比赛筹备时间太长,从题目的公布到参加地区预赛要一年多时间,容易与正常的课程教学相冲突;大赛没有纳入教学计划,作品的设计、制作场地易与教学相冲突;大赛对学生知识面要求很广,涉及的课程多,包括力学系列课程、机械设计基础系列课程、电工电子、计算机控制、程序设计系列课程、机械加工工艺等,学生在低年级没有掌握好大赛需要的一些基本知识和技能,为了完成比赛任务临时抱佛脚,却又耽误了新课程的学习,高年级学生又忙于考研和找工作没有充足的时间参加大赛。针对这一问题,杨叔子院士在《再论机械创新大赛很重要》的报告中已经提出“:这一大赛不是可有可无,建议纳入个性化教学计划,并从体制上加以保证。”鉴于此问题,江西理工大学应用科学学院进行了系列教学改革。
(一)优化课程体系针对机械创新设计大赛我们已完成省教改课题“培养高素质应用型机械专业人才的综合课程设计改革”(课题编号:JXJG-06-84-1)和校级教改课题“以创新设计大赛为切入点的《机械原理》教学改革”的研究工作。通过两课题的研究在原有教学计划基础上,针对机械创新设计大赛和综合课程设计改革[8],将机械专业09级教学计划中的机械原理课程设计、机械设计课程设计和专业课程设计分别改为机械创新设计(一)、(二)、(三),使之成为连续的实践教学环节,并在课题的设置上,增加创新专题,培养学生的创新意识。在课程设置上,增加了《机械创新设计》选修课程,开设互动式和讨论式教学环节,通过参与课堂教学提高学生学习兴趣、培养学生创新思维、掌握创新方法。在10级教学计划中增加了为期一周的《机械创新实训》实践环节,该实训是基于慧鱼创意组合模型和机构创新组合平台开展的,意在培养学生的创新意识和动手能力。
(二)提供政策保障、建立激励措施学院教学改革的重点是放在实践教学改革方面,因此在实验室建设和开展课题研究上给予大力支持。江西理工大学立足学院实际,专门成立了由分管科研的副院长任组长,由教务办公室主任、各系教学主任组成的大学生科技创新领导小组,对不同渠道、不同学科、不同类型、不同级别的赛事,进行策划、组织和管理,统一协调参赛学生、指导教师、方案评审、作品制作、组织参赛、动员宣传等各项工作,有计划有组织地开展学生课外科技创新活动,参与各类科技竞赛。学校投资140万,正在筹建机械创新实验室、机器人实验室和液压测控试验系统(含机械手等设备)。另外学院每年对大赛设立专项资金支持,保证大赛顺利进行,对参赛老师和学生给予充分的支持和一定的奖励。
【关键词】卓越人才实验班教学改革实践
【中图分类号】G424.1【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2014）7-0064-03
一、“卓越计划”与卓越人才培养
高等工程教育是高等教育的重要部分，为国家培养各类工程技术人才。随着社会的不断发展，经济结构的转变，走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家等一系列战略部署对高等工程教育改革发展提出了迫切的要求。2010年6月，教育部在天津召开了“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）启动会。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2022）》的重大计划，旨在培养和造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型的工程技术人才，通过工程教育改革和创新提高工程人才培养质量，促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。
“卓越计划”启动后，全国高校纷纷响应，目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越计划”中。许多高校根据自身定位与特色，以实施“卓越计划”为契机，开展形式多样的卓越人才培养工作。清华大学确立了建设“研究型、管理型、创新型、国际型”卓越工程人才的培养体系。同济大学开展了“卓越生源行动计划”、“卓越课程行动计划”和“卓越实践行动计划”等卓越系列计划。天津科技大学是教育部第二批“卓越计划”高校，包装工程、食品科学与工程、生物工程三个专业为卓越计划实施专业。2010年，学校提出实施“行业卓越人才培养计划”，遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则，将卓越工程师培养纳入卓越人才培养体系之中。“行业卓越人才培养计划”分为三个层次，第一层次便是组建“行业卓越人才实验班”。
二、卓越人才实验班
在教育部“卓越计划”和天津科技大学“行业卓越人才培养计划”背景下，我校于2011年9月实施了《天津科技大学行业卓越人才实验班计划》，组建了“机械电子工程实验班”、“材料科学与化学工程实验班”、“食品与生物工程实验班”、“工商管理实验班”四个卓越人才实验班。
学校成立“卓越人才培养管理中心”专门负责实验班学生的统筹管理工作，各相关学院成立卓越人才培养工作领导小组，实行校院两级管理。实验班实行导师制，各相关学院制定导师制方案，导师主要负责学生专业选择、学习进程规划，并对学生研究内容和方法等进行指导。
实验班采取2+2的培养模式，学生在一、二年级不分专业，按照大类培养，进入三年级由学生自主确定专业。学生选拨由最初的新生报道后申请报名、经初试和面试合格后录取拓展为在部分省份采用高考直招方式按大类录取一定比例选拔与新生入校后选拔相结合的方式。为激励学生，保障人才培养质量，实验班实行滚动机制，根据平均学分绩点对学生进行预警、分流与增补。
为加强建设卓越人才实验班，学校给予了政策上的多方面支持。学校集中优秀师资，进行了多方面的教学改革，实行资源优化配置，为卓越人才实验班提供优越条件，通过因材施教地制定培养方案、组建优秀的基础教学团队和专业导师团队、建设专业核心课与双语课等方式提高人才培养质量。
三、卓越人才实验班的教学改革实践
（一）因材施教制定培养方案
培养方案是培养学生的一套计划，学生依据培养方案中所要求的内容逐步完成学业从而达到培养目标。培养方案是否科学合理直接影响人才培养质量。依据“宽口径、厚基础、强实践”的要求，确定“卓越”的培养目标和要求，建构合理课程体系，因材施教地制定培养方案是卓越人才培养的前提，也是卓越人才实验班追求卓越的基础。下面就以天津科技大学2013级机械电子工程卓越人才实验班培养方案为例进行分析。
机械电子工程卓越人才实验班依托机械工程学院和电子信息与自动化学院按照大类招生，学生在大一、大二年级主要学习校通识课程和学科基础课程，大三开始学生自主选择学习方向，分为“机械电子工程”方向和“自动化”方向，分别在机械工程学院和电子信息与自动化学院学习专业领域课程。机械电子工程卓越人才实验班的培养方案由机械工程学院和电子信息与自动化学院联合制定，培养方案不是机械电子工程专业与自动化专业培养方案的简单叠加，而是根据对卓越人才的要求，因材施教地制定培养目标、培养要求和课程体系。
1.培养目标
实验班以培养卓越人才为目标，其培养方案对学生需要掌握的知识技能以及需要具备的能力都做出了详细的说明。通过表一的对比可以发现，非实验班学生的培养目标是培养高素质的应用型人才，而实验班无论是在知识学习的范围上还是在能力培养的广度和深度上，其目标都区别于非实验班的学生，更强调扎实的基础，创新能力、工程实践能力的培养以及人文素养的提升。
2.培养要求
为了实现培养目标，实验班的培养方案对学生提出了明确具体的要求。要求学生在毕业时能获得9个方面的知识能力：①具有较扎实的数学、自然科学基础和机械工程、电气工程等科学知识的应用能力，以及独立试验并进行数据分析的能力。②系统地掌握专业领域的理论知识，具有设计机电系统、部件的能力。③具有对机械及电气工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。④具有新工艺、新设备、新技术研发的初步能力。⑤具有较强的动手能力、创新能力和独立工作的能力。⑥较好地掌握生产过程控制、自动化仪表、信息处理及计算机控制技术等方面的专业知识，了解运动控制等方面的专业知识及学科前沿和发展趋势。⑦获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练。⑧具备一定的科研和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。⑨知识面宽广，具有终身教育的意识和继续学习的能力。
3.课程体系
根据卓越人才的培养目标和要求，实验班的课程体系强调厚基础、强实践。①基础课程围绕机械电子工程和自动化两个方向开设，无论必修课还是选修课都旨在夯实学生基础，为专业课程的学习做好铺垫。部分课程是专门为实验班学生开设的，其他专业不开设，例如大一第一学期开设的《机械导论》是实验班两个方向学生的必修课，这在2013级机械电子工程专业的培养方案中是没有的。②实验班培养方案中选修课数量较多，是为了给学生多一些选择，让他们能根据自己的实际需要选择课程，为他们提供了更加优良的条件。《工程伦理学》是实验班培养方案中的一门选修课，在夯实学生基础知识的同时，还注重对学生健康人格的塑造。③理论环节与实践环节紧密结合，每学期都有实践环节，各种实习、实验、课程设计、毕业设计与理论课相得益彰，大大加强了学生的创新能力和工程实践能力。
（二）组建优秀的教学团队
1.基础教学团队
优秀的师资是培养卓越人才的重要条件。为了实现资源的优化配置，学校为卓越人才实验班优先选派有丰富教学经验的教学名师授课，并组建了《高等数学》和《大学英语》两门课的教学团队，以团队建设促进教学质量的提高。教学团队进行教学改革，教学方法研究，提高学生学习兴趣和学习水平。
两个教学团队为实验班专门开设了《数学分析》、《数学建模与实验》和《英语口语》等通识选修课，并引导实验班学生优先选择专设的这些课程。在日常授课时，教学团队的老师们不仅注重知识的传授，还十分注重能力的培养，实验班学生在优秀教学团队的带领下，还积极参加全国或天津市的数学、英语竞赛并取得了较好的成绩。
2.专业导师团队
为了加强实验班学生专业实践能力和创新能力的培养，学校在基础教学团队的基础上要求各相关学院组建导师团队。导师团队由1名负责人和6-8名成员组成，帮助学生进行学业规划、指导学生参与科研实践，引导学生开展创新性活动，开拓学生视野。其主要职责有：指导专业核心课任课教师进行教学内容的改革与优化；指导学生进行学业规划和职业规划；帮助学生提早进入实验室参与科研实践，指导学生撰写科技论文、申报各类创新性的科研项目，鼓励学生参与各类学科竞赛，培养学生创新能力；对有研究潜质并准备攻读研究生的学生进行指导，帮助学生提早开展科学研究活动。
（三）专业核心课与双语课建设
为推动实验班课程教学改革，学校在《天津科技大学关于加强行业卓越人才实验班工作的若干措施》中提出了建设专业核心课与双语课。各相关学院已经开始有计划、有重点、逐步地展开对专业核心课和双语课的建设。
目前已有理论力学、机械设计、机电一体化系统设计、自动机械设计、机械制造技术基础（一）、自动控制原理、电路（一）、高分子化学、高分子物理、化工热力学、化学反应工程、生物反应工程、食品工艺学、食品技术原理、管理学等几十门核心课程，其中自动控制原理、化学反应工程、食品工艺学等多门课程既是专业核心课程又是双语课程。
核心课是整个课程体系中的精髓与重点，核心课程建设的重要性不言而喻。各相关学院发动优秀教师对核心课程进行教学内容、教学方法上的改革，选用权威教材，采用多种教学方式，改进教学效果、提高教学质量。
在双语课建设方面，鼓励教师选用国外高质量原版教材开展教学。这对实验班学生外语水平提出了较高的要求，也在潜移默化地推动实验班学生努力学习外语。利于让学生养成翻阅外文文献资料的习惯，及时掌握学术前沿动态，也为以后深入地学习打下良好的基础。
结语
卓越人才实验班的教学改革涉及方方面面，本文仅结合天津科技大学的实际情况对目前主要实施的改革实践进行了梳理，如何进一步加强卓越人才实验班学生的工程实践能力与创新能力、提升学生的科研能力等诸多方面还有待研究。总之，根据学校的定位与专业的特色，不断推进教学改革探索，逐步地完善政策制度，将有利于卓越人才实验班的建设，提升工程人才的培养质量。
参考文献：
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