工程教育認證的機械制造技術教學改革

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摘要：為了促進機械設計制造及自動化專業培養目標及畢業要求達成，以工程教育認證及“模塊化”教學理念為指導，提出了從事機械制造領域工作所應具備的能力，并對教學內容進行模塊重組。圍繞某一工程能力，提出不同的學習目標及其權重值。根據權重值不同，設計不同的教學活動，并對如何評價教學效果進行探討，并提出了持續改進的目標。

關鍵詞：工程教育認證；模塊；工程能力；權重

一、引言

我國高等院校培養出的工科技術人才總量居世界前列，但我國工程教育還沒有使企業和學生滿意，主要表現是，學生工程意識較弱，實踐能力較差[1]。開展工程教育認證，一方面給我們帶來新穎的育人理念，另一方面有助于我國未來工程專業畢業生獲得國際執業資格。對于機械設計、制造及自動化專業來說，準備和通過工程認證，是學校培養合格機械工程師的有效保障，就是要以國家機械類工程教育專業認證標準為指針，對該專業的培養目標，教學理念、教學內容、教學方法、評價機制等方面進行相應的改革。

二、工程教育認證與“模塊化”教學改革理念

工程教育專業認證就是工程技術行業的相關協會連同工程教育者對工程技術領域相關專業（如機械工程、土木工程）的高等教育質量加以控制，以保證工程技術的從業人員達到相應教育要求的過程[2]。工程教育認證是對工程教育最低標準的檢查，保證未來工程師從業人員獲得質量可靠的，與其職業發展密切聯系在一起的專業教育，促進了工程教育的職業化和專業化，保證了工程教育與工程師職業密切聯系，促進工程界與教育界密切聯系[3]。其核心理念是，工程教育要以學生學習成果為目標導向，通過有力引導，確保工程專業畢業生達到專業認可的既定質量標準要求，這就需要將學生的培養目標和畢業出口導向要求放在極其重要的位置，以此做為合格性指標，推進工程教育工作。具體到專業課體系設置乃至每門課程安排，其要求和內容應把學生放在教學主體地位，圍繞學生能力培養，以學生能力的全面提升為目標導向來組織和持續改進[4]。德國高等教學中“模塊Module”通常由幾個相關聯的教學課程組成，一個模塊構成一個相對獨立的教學單元[5，6]。模塊以培養學生的能力為目標，不過分強調學科的知識性和內在邏輯性。德國應用科技大學把能力分成三類，即專業能力（與專業相關的知識技能儲備）、方法能力（用恰當方法解決實際問題的能力）、社會能力和自我能力（交際能力、團隊精神、自學能力）。為了實現不同的能力可采取不同的教學活動，要有講座課、研討課、練習課、實驗訓練課、項目教學課、學生自學等。為了實現專業能力，多使用講座課，而實現方法能力、社會能力和自我能力多采用研討課、練習課、項目教學課等不同形式的教學活動。國際工程認證與德國高等教育“模塊化”共同的教育理念是，把學生放在教學的主體地位，以學生的能力培養為主要目標，而專業認證更加注重學生的培養目標與學生學習成果的達成度，更加強調持續改進性。

三、面向工程認證的模塊化教學改革探討

（一）專業培養目標、畢業要求及課程模塊化整合

通過走訪用人單位，分析了機械行業對機械設計、制造及自動化專業人才的需求，及本地區的特殊需求，提出了本專業培養目標及畢業要求。其中，專業培養目標是學生經過五年的學習之后所達到的要求。該專業培養目標是，培養德、智、體、美全面發展，具有較高的思想道德、文化修養和較強的工程實踐能力及創新精神，具備機械設計、制造、自動化基礎知識及其應用能力，能在復雜的機械工程及相關領域從事機械設計、制造、技術開發、設備維護、生產管理等方面工作的工程應用型人才。針對培養目標，我們提出了學生畢業時達到的要求，即畢業要求。畢業要求共有7條，關于機械設計制造我們提出這樣的畢業要求：能運用機械設計制造原理，正確理解和繪制復雜的機械加工零件圖、產品裝配圖及加工工藝過程流程圖，并綜合分析經濟、社會及相關工程因素，使用計算機進行復雜機械產品的輔助設計和制造。鑒于上述畢業要求，分析了從事機械制造領域工作的畢業生應具有如下幾方面的能力。1.從事機械制造工藝規程編制與實施的工作能力。2.從事工藝工裝的設計制造工作能力。3.對機械制造裝備進行設計、維護、改造的能力。4.運用標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料的能力；運用計算機進行輔助設計、制造的能力。圍繞上述能力，我們對教學內容進行了模塊化重組，把切削原理與刀具的內容與數控技術中數控編程并入機械制造技術I模塊，而把數控機床的電控內容并入機械制造裝備及其控制模塊內容。這樣處理的好處是機械制造I、機械制造II模塊以編制機械制造工藝規程為主線，系統介紹了編制工藝規程所需要的知識，包括數控加工知識，從而大大提高編制工藝規程能力[7]。

（二）細化可評測的學習目標

機械制造技術模塊的學習，有助于學生具備從事機械制造方面工作的能力，對專業培養目標及畢業要求達成，做出自己應有的貢獻。為了實現上述能力，比如能從事機械制造工藝規程的編制與實施的工作能力，提出了如下學習目標及其權重值，如表1所示。目標要求2、3對于學生提高從事機械制造工藝規程的編制與實施的工作能力含權值較高。另外，編制工藝規程所需的基本概念，主要指工藝過程及其組成，生產綱領、生產類型、零件結構工藝性等問題，目標的實現，不是死記硬背，主要體現在能在實踐中靈活運用，因而學生的實踐能力，分析問題和解決問題能力也是也是很重要的。

（三）圍繞學習目標設計學習任務和學習活動

根據學習目標的權重值，設計不同的學習任務及學習活動。對于權重值較高的學習目標，可以通過講課、作業、實驗、實習、項目驅動來達到目標要求。對于表1中含權值較高的學習目標，牽涉的概念較多，比如工序基準、定位基準、限位基準、粗精基準選用原則及工藝路線安排原則等。這些概念，大多都是在實踐中進行的總結及理論提升。學生大部分來自學校，實踐經驗不足，對上述概念原則無法理解，因此會感到枯燥乏味，只能死記硬背通過考試，達不到學習目標要求。為了達到學習目標，除了講課、作業等正常教學活動以外還可以通過以下教學活動來解決。1.夾具拆裝實驗。夾具拆裝實驗就是把學生分組對某個夾具及其工件進行測繪、組裝，并畫成相應的裝配圖。通過該實驗，學生對夾具的功能、組成有所了解。尤其對定位元件及其作用有了較強的感性認識，加深對工序基準、定位基準、限位基準概念的理解，同時對精基準選擇原則中基準重合原則有了直觀的了解，鍛煉學生的實踐能力，促進了學習目標2達成。2.實習，項目驅動教學。機械制造技術模塊中的工藝規程編制這一章的內容，大部分是如何編制的規則，如果在教學中照本宣科，學生無法理解，只能死記硬背通過考試，無助于提高學生的工程能力。因此，我們以項目驅動方法來完成教學。所謂項目驅動教學法，是指在教學過程中，以項目的展開為主線，將相關知識點融入到各個項目環節中去，進行層層推進，安排學生分小組圍繞工程項目進行討論，協作學習，最后通過共同完成項目的情況來評價學生是否達到教學目的的一種教和學的模式。為了達到使學生具有編制工藝規程的能力這一教學目的，使學生置身于工作現場中，以一個典型零件的工藝規程編制為項目，通過學生自主、互動學習編制工藝規程有關的理論知識，例如，加工零件粗、精基準的選擇，加工工藝路線制定等理論，在老師的指導下，以學生為主，來完成該項目。通過教學實踐，發現該種教學方法的特點是，由以教師為中心轉變為以學生中心，由以教材為中心轉變為以項目為中心，學生能真正理解編制規則，提高編制工藝規程能力。

（四）評估實際學習效果

通過不同的學習任務和學習活動，來促進學習目標達成。要想合理評估學生的學習效果，必須有一個正確的學習效果評價標準。過去只是以考試或者項目報告書作為評價標準，而不考核全過程，導致學生項目報告互相抄襲，考前重視背誦講義內容，沒有達到提高學生工程能力的目的。我們以考核學生的全過程作為學習效果評價標準，現推出一種n+2考核方法，n里面包括項目、論文、測驗等多種考核方式，占總成績的50%，平時筆記占10%，考試成績占40%，考試成績不超過50分或過程考試不及格，最終成績均不及格。這樣，不是以考試成績作為最終成績，使學生對過程更加重視，有助于提高學生的工程能力，考試中圍繞學習目標及含權值出題目，題目源于各個教學環節，很多試題答案并不唯一，重點考查學生的工程能力及遷移能力。

（五）反思與持續改進

通過一學期的教學實踐，學生對機械加工路線擬定掌握并不十分理想，平均得分較低，未達到預期的教學效果。究其原因，該部分內容是教學難點，學生在對口工廠實習機會較少，對加工手段認知較少，另外，學生的識圖能力較差。下學期準備增加加工手段視頻播放，以彌補學生的現場經驗不足；和機械制圖老師溝通，多進行識圖方面的訓練。

四、結語

通過上述面向國際工程認證和模塊化教學改革的研究，我們得到如下結論。1.以工程教育認證及“模塊化”教學理念，分析了機械設計制造及自動化專業培養目標及畢業要求，提出了從事機械制造領域工作所應具備的能力，并對教學內容進行模塊重組，打破了學科的界限，突出學生工程應用能力培養，從而更容易促進培養目標及畢業要求達成。2.圍繞某一工程能力的提高，提出了不同的學習目標及權重值，根據權重值不同，設計不同的教學活動，以加強學習目標達成；圍繞不同的學習活動，提出了過程考核的考核標準，考試題目源于各個教學活動，以考查學生是否達到相應的畢業要求。3.圍繞著工程認證所進行的教學改革，雖取得一定成績，但也存在一些問題，學生的實踐認知能力有待進一步提高，學生的識圖能力較差，學習主動性有待進一步加強。在以后的教學中，我應繼續深入研究，持續改進。

參考文獻：

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[7]徐強,許澤銀,朱愛華.機械制造技術模塊化教學改革研究[J].中國教育技術裝備.2015,(10):111-112.

作者:徐強 姜海 朱愛華 單位:合肥學院機械工程系 華東交通大學機電工程學院