工程教育專業(yè)下機械類課程體系改革

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

關(guān)鍵詞：工程教育認證；機械設(shè)計制造及其自動化；課程改革

引言

高等工程教育在我國經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展的潮流下也在快速發(fā)展，以滿足國內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。據(jù)統(tǒng)計，我國工科專業(yè)在校生占在校學(xué)生總數(shù)的30%，90%以上的本科高校設(shè)置了工科專業(yè)[1]。但是各高校存在教學(xué)水平參差不齊、人才培養(yǎng)質(zhì)量差距大等問題。

一、工程教育專業(yè)認證對機械類課程體系的要求

工程教育專業(yè)認證最核心的理念是以學(xué)生為中心和以成果為導(dǎo)向，通過持續(xù)改進，不斷優(yōu)化課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。認證標準明確規(guī)定了12條畢業(yè)要求，多次提到要求畢業(yè)生能夠基于人文、環(huán)境和法律背景下運用現(xiàn)代工具和專業(yè)知識解決復(fù)雜工程問題。機械設(shè)計制造及其自動化是一個融入信息技術(shù)、計算機科學(xué)、微電子科學(xué)和控制論，運用先進的設(shè)計制造技術(shù)和理論解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中的復(fù)雜技術(shù)問題，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與智能化制造的綜合性很強的專業(yè)。重慶理工大學(xué)根據(jù)自身的專業(yè)特點細化了畢業(yè)要求，其中在工程知識和問題分析方面，要求能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)理論與方法，以及工程基礎(chǔ)和機械工程專業(yè)等相關(guān)知識、技能，對機械設(shè)計、機械制造、工業(yè)自動化領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的提出解決方案，并能夠進行預(yù)測和模擬，在設(shè)計或開發(fā)過程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。

二、現(xiàn)行課程體系存在的主要問題

本專業(yè)的上一版人才培養(yǎng)方案制定過程中，按照“產(chǎn)品設(shè)計—產(chǎn)品制造—系統(tǒng)控制”的思路設(shè)計課程體系，并組織了課程負責人及相關(guān)的任課教師，對培養(yǎng)方案中的課程體系進行梳理，制定本專業(yè)基礎(chǔ)核心課程目錄。圍繞核心課程構(gòu)成幾個課程組，由課程負責人組織各課程組的課程建設(shè)。如以“機械設(shè)計”為核心的課程組，負責“機械設(shè)計”“機械原理”“機械制圖”等課程的建設(shè)；以“機械制造”為核心的課程組，負責“機械制造工藝學(xué)”“機械裝備設(shè)計”“精度設(shè)計”等課程建設(shè)。以“制造自動化”為核心的課程組，負責“數(shù)控加工工藝與編程”“液壓傳動與控制”等課程建設(shè)。但是該版人才培養(yǎng)方案在制定過程中沒有完全考慮工程認證標準體系，執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)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(xiàn)在以下幾個方面：（1）課程體系不夠完整。原版培養(yǎng)方案中本專業(yè)在數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程模塊缺少化學(xué)和工程數(shù)值分析課程，在工程基礎(chǔ)類課程缺少流體力學(xué)課程。（2）知識點結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系不夠清晰。原版培養(yǎng)方案中，“機械制造工藝學(xué)”“夾具設(shè)計”“數(shù)控加工工藝與編程”等課程存在內(nèi)容重復(fù)的情況，知識點結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系不夠清晰。（3）課程教學(xué)大綱存在結(jié)構(gòu)不合理的情況。比如教學(xué)內(nèi)容基本上按照教材的目錄編寫。教學(xué)方式、手段更多的依然是灌輸式的教學(xué)，缺少以培養(yǎng)學(xué)生能力為目的OBE（以學(xué)生成果導(dǎo)向）的授課方式。（4）實驗課程體系不夠嚴密。原版人才培養(yǎng)方案中，實踐課程雖然分了專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗等幾個模塊，但能力培養(yǎng)邏輯不夠嚴密，缺乏能力培養(yǎng)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(yè)針對學(xué)生能力鍛煉的環(huán)節(jié)太少，大多是針對某個問題進行計算和求解，解決復(fù)雜工程問題的訓(xùn)練不夠。

三、課程體系改革的具體方案和措施

為了在本專業(yè)課程體系方面更好地體現(xiàn)出以學(xué)生為主體、成果為導(dǎo)向的OBE教育理念，本專業(yè)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(xiàn)課程體系對本專業(yè)畢業(yè)要求的全覆蓋、全支撐。按照工程教育專業(yè)認證標準的要求，根據(jù)“厚基礎(chǔ)，寬口徑，有特色”的人才培養(yǎng)模式，重視學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)，強化數(shù)理和力學(xué)課程，為學(xué)生打下堅實的工科背景知識。為此，在數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程中增補化學(xué)和工程數(shù)值計算課程，在工程基礎(chǔ)類課程中增補流體力學(xué)課程。（2）整合課程內(nèi)容，避免教學(xué)內(nèi)容交叉。對“機械制圖”“機械制造工藝學(xué)”“機床夾具設(shè)計”“數(shù)控加工工藝與編程”“刀具設(shè)計”“機械精度設(shè)計”等課程內(nèi)容進行整合，具體思路為（圖1）：從第一學(xué)期開始，在機械制圖課程中鍛煉學(xué)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(shè)計課程中重點針對類似零件鍛煉學(xué)生對幾何精度標注符號和內(nèi)容的理解，使學(xué)生能夠根據(jù)零件的工作條件設(shè)計相應(yīng)的尺寸和幾何公差，以此為基礎(chǔ)，能夠設(shè)計零件的加工工序，并設(shè)計對應(yīng)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(yīng)工序的數(shù)控加工程序，并在計算上進行準確模擬，所編制的數(shù)控程序能夠驅(qū)動數(shù)控機床刀具按照預(yù)定的軌跡對零件進行加工。（3）重新撰寫課程教學(xué)大綱，注意課程內(nèi)容對畢業(yè)要求的支撐。根據(jù)工程認證的要求重新撰寫所有課程的教學(xué)大綱，要求在教學(xué)大綱中充分體現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)的思想，教學(xué)內(nèi)容必須圍繞學(xué)生知識的學(xué)習(xí)和能力的培養(yǎng)展開，每門課程需要對應(yīng)支撐畢業(yè)能力要求的3-5點，并形成達成度標準和評價機制，為持續(xù)改進方向提供思路。教師課題組統(tǒng)一備課，在授課過程中嚴格按照大綱要求執(zhí)行。（4）以O(shè)BE教育理念導(dǎo)向，改革教學(xué)方式和手段。原課程教學(xué)大綱中的教學(xué)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(xué)大綱其教學(xué)方式和手段除課堂講授外，在課堂教學(xué)中增加了課程項目設(shè)計環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生邊學(xué)知識邊實踐的能力，并把課程項目設(shè)計環(huán)節(jié)的分數(shù)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(xué)生能力的練習(xí)作業(yè)，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(yè)中遇到的問題課上互動討論，主動引導(dǎo)學(xué)生主動完成教學(xué)活動，讓學(xué)生充分參與其中，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中的自主性、能動性和創(chuàng)造性，改變枯燥的單方面授課方式。

結(jié)論

基于工程專業(yè)認證標準，從課程結(jié)構(gòu)、知識點的邏輯關(guān)系、教學(xué)大綱和評價機制等方面總結(jié)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(xiàn)以學(xué)生為主體的OBE理念，對進一步提高機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)建設(shè)質(zhì)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(fā)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(huán)節(jié)教學(xué)方法與評價方式改革[J].高教學(xué)刊,2018,(1):13-14.

作者：劉志芳 陳世平 袁冬梅單位：重慶理工大學(xué)機械工程學(xué)院