工程教育专业下机械类课程体系改革

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摘要：工程教育专业认证为高等教育提出了明确的发展方向，是提高教育质量的重要方法和途径。本文基于工程教育专业认证标准，分析了重庆理工大学机械类课程体系中存在的问题，从课程设置和质量闭环控制等方面提出主要改革措施，并进行持续改进，对进一步提高本校机械设计制造及其自动化专业建设起到积极促进作用。

关键词：工程教育认证；机械设计制造及其自动化；课程改革

引言

高等工程教育在我国经济社会的飞速发展的潮流下也在快速发展，以满足国内经济社会发展的需要。据统计，我国工科专业在校生占在校学生总数的30%，90%以上的本科高校设置了工科专业[1]。但是各高校存在教学水平参差不齐、人才培养质量差距大等问题。

一、工程教育专业认证对机械类课程体系的要求

工程教育专业认证最核心的理念是以学生为中心和以成果为导向，通过持续改进，不断优化课程体系、教学内容和教学方法。认证标准明确规定了12条毕业要求，多次提到要求毕业生能够基于人文、环境和法律背景下运用现代工具和专业知识解决复杂工程问题。机械设计制造及其自动化是一个融入信息技术、计算机科学、微电子科学和控制论，运用先进的设计制造技术和理论解决现代工程领域中的复杂技术问题，从而实现产品设计与智能化制造的综合性很强的专业。重庆理工大学根据自身的专业特点细化了毕业要求，其中在工程知识和问题分析方面，要求能够应用数学、自然科学理论与方法，以及工程基础和机械工程专业等相关知识、技能，对机械设计、机械制造、工业自动化领域复杂工程问题的提出解决方案，并能够进行预测和模拟，在设计或开发过程中体现创新意识。

二、现行课程体系存在的主要问题

本专业的上一版人才培养方案制定过程中，按照“产品设计—产品制造—系统控制”的思路设计课程体系，并组织了课程负责人及相关的任课教师，对培养方案中的课程体系进行梳理，制定本专业基础核心课程目录。围绕核心课程构成几个课程组，由课程负责人组织各课程组的课程建设。如以“机械设计”为核心的课程组，负责“机械设计”“机械原理”“机械制图”等课程的建设；以“机械制造”为核心的课程组，负责“机械制造工艺学”“机械装备设计”“精度设计”等课程建设。以“制造自动化”为核心的课程组，负责“数控加工工艺与编程”“液压传动与控制”等课程建设。但是该版人才培养方案在制定过程中没有完全考虑工程认证标准体系，执行过程中发现课程体系中存在诸多与工程认证标准冲突和需要补充、改进的地方，存在的主要问题表现在以下几个方面：（1）课程体系不够完整。原版培养方案中本专业在数学与自然科学类课程模块缺少化学和工程数值分析课程，在工程基础类课程缺少流体力学课程。（2）知识点结构逻辑关系不够清晰。原版培养方案中，“机械制造工艺学”“夹具设计”“数控加工工艺与编程”等课程存在内容重复的情况，知识点结构逻辑关系不够清晰。（3）课程教学大纲存在结构不合理的情况。比如教学内容基本上按照教材的目录编写。教学方式、手段更多的依然是灌输式的教学，缺少以培养学生能力为目的OBE（以学生成果导向）的授课方式。（4）实验课程体系不够严密。原版人才培养方案中，实践课程虽然分了专业基础实验、专业实验等几个模块，但能力培养逻辑不够严密，缺乏能力培养的一条主线。（5）考察方式仍然采用以考试为主的方式，平时作业针对学生能力锻炼的环节太少，大多是针对某个问题进行计算和求解，解决复杂工程问题的训练不够。

三、课程体系改革的具体方案和措施

为了在本专业课程体系方面更好地体现出以学生为主体、成果为导向的OBE教育理念，本专业针对上述存在的问题提出以下课程体系改革方法和措施：（1）完善课程体系，实现课程体系对本专业毕业要求的全覆盖、全支撑。按照工程教育专业认证标准的要求，根据“厚基础，宽口径，有特色”的人才培养模式，重视学科基础课程教学，强化数理和力学课程，为学生打下坚实的工科背景知识。为此，在数学与自然科学类课程中增补化学和工程数值计算课程，在工程基础类课程中增补流体力学课程。（2）整合课程内容，避免教学内容交叉。对“机械制图”“机械制造工艺学”“机床夹具设计”“数控加工工艺与编程”“刀具设计”“机械精度设计”等课程内容进行整合，具体思路为（图1）：从第一学期开始，在机械制图课程中锻炼学生对轴类和箱体类等零件的识图和绘图能力，在机械精度设计课程中重点针对类似零件锻炼学生对几何精度标注符号和内容的理解，使学生能够根据零件的工作条件设计相应的尺寸和几何公差，以此为基础，能够设计零件的加工工序，并设计对应加工工序的夹具，准确标注满足加工精度要求的尺寸，能够编制对应工序的数控加工程序，并在计算上进行准确模拟，所编制的数控程序能够驱动数控机床刀具按照预定的轨迹对零件进行加工。（3）重新撰写课程教学大纲，注意课程内容对毕业要求的支撑。根据工程认证的要求重新撰写所有课程的教学大纲，要求在教学大纲中充分体现学生能力培养的思想，教学内容必须围绕学生知识的学习和能力的培养展开，每门课程需要对应支撑毕业能力要求的3-5点，并形成达成度标准和评价机制，为持续改进方向提供思路。教师课题组统一备课，在授课过程中严格按照大纲要求执行。（4）以OBE教育理念导向，改革教学方式和手段。原课程教学大纲中的教学方式和手段主要是教师课堂讲授，实施满堂灌，缺乏OBE教育理念。改革后的课程教学大纲其教学方式和手段除课堂讲授外，在课堂教学中增加了课程项目设计环节，培养学生边学知识边实践的能力，并把课程项目设计环节的分数计入该课程考核总分中。（5）改革课程考核及成绩评定方式。课程成绩评定方面，减少试卷考试所占比例，增加多种考核方式和平时成绩所占比例，平时多分组布置锻炼学生能力的练习作业，课堂上少讲授知识点，注重锻炼运用知识解决实际工程问题的能力，针对作业中遇到的问题课上互动讨论，主动引导学生主动完成教学活动，让学生充分参与其中，充分发挥学生在教学环节中的自主性、能动性和创造性，改变枯燥的单方面授课方式。

结论

基于工程专业认证标准，从课程结构、知识点的逻辑关系、教学大纲和评价机制等方面总结了本校机械类课程体系中存在的不足，并提出明确的改革措施，充分体现以学生为主体的OBE理念，对进一步提高机械设计制造及其自动化专业建设质量起到积极推动作用。

参考文献：

[1]吴启迪.我国工程教育的改革与发展[J].中国高等教育评估,2007,(4):3-7.

[2]王红军,常城,钟建琳,等.基于工程教育认证理念的机械类实践环节教学方法与评价方式改革[J].高教学刊,2018,(1):13-14.

作者：刘志芳 陈世平 袁冬梅单位：重庆理工大学机械工程学院