工程教育專業下機械類課程體系改革

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摘要：工程教育專業認證為高等教育提出了明確的發展方向，是提高教育質量的重要方法和途徑。本文基于工程教育專業認證標準，分析了重慶理工大學機械類課程體系中存在的問題，從課程設置和質量閉環控制等方面提出主要改革措施，并進行持續改進，對進一步提高本校機械設計制造及其自動化專業建設起到積極促進作用。

關鍵詞：工程教育認證；機械設計制造及其自動化；課程改革

引言

高等工程教育在我國經濟社會的飛速發展的潮流下也在快速發展，以滿足國內經濟社會發展的需要。據統計，我國工科專業在校生占在校學生總數的30%，90%以上的本科高校設置了工科專業[1]。但是各高校存在教學水平參差不齊、人才培養質量差距大等問題。

一、工程教育專業認證對機械類課程體系的要求

工程教育專業認證最核心的理念是以學生為中心和以成果為導向，通過持續改進，不斷優化課程體系、教學內容和教學方法。認證標準明確規定了12條畢業要求，多次提到要求畢業生能夠基于人文、環境和法律背景下運用現代工具和專業知識解決復雜工程問題。機械設計制造及其自動化是一個融入信息技術、計算機科學、微電子科學和控制論，運用先進的設計制造技術和理論解決現代工程領域中的復雜技術問題，從而實現產品設計與智能化制造的綜合性很強的專業。重慶理工大學根據自身的專業特點細化了畢業要求，其中在工程知識和問題分析方面，要求能夠應用數學、自然科學理論與方法，以及工程基礎和機械工程專業等相關知識、技能，對機械設計、機械制造、工業自動化領域復雜工程問題的提出解決方案，并能夠進行預測和模擬，在設計或開發過程中體現創新意識。

二、現行課程體系存在的主要問題

本專業的上一版人才培養方案制定過程中，按照“產品設計—產品制造—系統控制”的思路設計課程體系，并組織了課程負責人及相關的任課教師，對培養方案中的課程體系進行梳理，制定本專業基礎核心課程目錄。圍繞核心課程構成幾個課程組，由課程負責人組織各課程組的課程建設。如以“機械設計”為核心的課程組，負責“機械設計”“機械原理”“機械制圖”等課程的建設；以“機械制造”為核心的課程組，負責“機械制造工藝學”“機械裝備設計”“精度設計”等課程建設。以“制造自動化”為核心的課程組，負責“數控加工工藝與編程”“液壓傳動與控制”等課程建設。但是該版人才培養方案在制定過程中沒有完全考慮工程認證標準體系，執行過程中發現課程體系中存在諸多與工程認證標準沖突和需要補充、改進的地方，存在的主要問題表現在以下幾個方面：（1）課程體系不夠完整。原版培養方案中本專業在數學與自然科學類課程模塊缺少化學和工程數值分析課程，在工程基礎類課程缺少流體力學課程。（2）知識點結構邏輯關系不夠清晰。原版培養方案中，“機械制造工藝學”“夾具設計”“數控加工工藝與編程”等課程存在內容重復的情況，知識點結構邏輯關系不夠清晰。（3）課程教學大綱存在結構不合理的情況。比如教學內容基本上按照教材的目錄編寫。教學方式、手段更多的依然是灌輸式的教學，缺少以培養學生能力為目的OBE（以學生成果導向）的授課方式。（4）實驗課程體系不夠嚴密。原版人才培養方案中，實踐課程雖然分了專業基礎實驗、專業實驗等幾個模塊，但能力培養邏輯不夠嚴密，缺乏能力培養的一條主線。（5）考察方式仍然采用以考試為主的方式，平時作業針對學生能力鍛煉的環節太少，大多是針對某個問題進行計算和求解，解決復雜工程問題的訓練不夠。

三、課程體系改革的具體方案和措施

為了在本專業課程體系方面更好地體現出以學生為主體、成果為導向的OBE教育理念，本專業針對上述存在的問題提出以下課程體系改革方法和措施：（1）完善課程體系，實現課程體系對本專業畢業要求的全覆蓋、全支撐。按照工程教育專業認證標準的要求，根據“厚基礎，寬口徑，有特色”的人才培養模式，重視學科基礎課程教學，強化數理和力學課程，為學生打下堅實的工科背景知識。為此，在數學與自然科學類課程中增補化學和工程數值計算課程，在工程基礎類課程中增補流體力學課程。（2）整合課程內容，避免教學內容交叉。對“機械制圖”“機械制造工藝學”“機床夾具設計”“數控加工工藝與編程”“刀具設計”“機械精度設計”等課程內容進行整合，具體思路為（圖1）：從第一學期開始，在機械制圖課程中鍛煉學生對軸類和箱體類等零件的識圖和繪圖能力，在機械精度設計課程中重點針對類似零件鍛煉學生對幾何精度標注符號和內容的理解，使學生能夠根據零件的工作條件設計相應的尺寸和幾何公差，以此為基礎，能夠設計零件的加工工序，并設計對應加工工序的夾具，準確標注滿足加工精度要求的尺寸，能夠編制對應工序的數控加工程序，并在計算上進行準確模擬，所編制的數控程序能夠驅動數控機床刀具按照預定的軌跡對零件進行加工。（3）重新撰寫課程教學大綱，注意課程內容對畢業要求的支撐。根據工程認證的要求重新撰寫所有課程的教學大綱，要求在教學大綱中充分體現學生能力培養的思想，教學內容必須圍繞學生知識的學習和能力的培養展開，每門課程需要對應支撐畢業能力要求的3-5點，并形成達成度標準和評價機制，為持續改進方向提供思路。教師課題組統一備課，在授課過程中嚴格按照大綱要求執行。（4）以OBE教育理念導向，改革教學方式和手段。原課程教學大綱中的教學方式和手段主要是教師課堂講授，實施滿堂灌，缺乏OBE教育理念。改革后的課程教學大綱其教學方式和手段除課堂講授外，在課堂教學中增加了課程項目設計環節，培養學生邊學知識邊實踐的能力，并把課程項目設計環節的分數計入該課程考核總分中。（5）改革課程考核及成績評定方式。課程成績評定方面，減少試卷考試所占比例，增加多種考核方式和平時成績所占比例，平時多分組布置鍛煉學生能力的練習作業，課堂上少講授知識點，注重鍛煉運用知識解決實際工程問題的能力，針對作業中遇到的問題課上互動討論，主動引導學生主動完成教學活動，讓學生充分參與其中，充分發揮學生在教學環節中的自主性、能動性和創造性，改變枯燥的單方面授課方式。

結論

基于工程專業認證標準，從課程結構、知識點的邏輯關系、教學大綱和評價機制等方面總結了本校機械類課程體系中存在的不足，并提出明確的改革措施，充分體現以學生為主體的OBE理念，對進一步提高機械設計制造及其自動化專業建設質量起到積極推動作用。

參考文獻：

[1]吳啟迪.我國工程教育的改革與發展[J].中國高等教育評估,2007,(4):3-7.

[2]王紅軍,常城,鐘建琳,等.基于工程教育認證理念的機械類實踐環節教學方法與評價方式改革[J].高教學刊,2018,(1):13-14.

作者：劉志芳 陳世平 袁冬梅單位：重慶理工大學機械工程學院