机械电子工程专业课程体系建设思考

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摘要：对于应用型本科高校而言，减少课程体系的科学性，增加工程性，更符合应用型高校人才培养的需要。本文从成果导向教育理念出发，以机械电子工程专业为例，对应用型本科课程体系提出新的思考，建议对标能力需求，反向设计课程体系，创新教学模式，以学生设计能力为中心，通过知识领域划分课程，优化课程内容，培养学生工程应用能力及创新能力，培养符合应用性本科高校定位的工程人才。

关键词：成果导向；反向设计；知识领域

引言

机械电子工程专业作为一个传统的工科专业，在大部分的高校中均有开设，大部分高校的专业课程体系改革均为沿用原有课程体系的基础上，加入新课程进行调整，这样的调整方式无法适用于目前新技术、新业态下机电行业的深刻变革，从而使得教学脱离行业实际需求，导致学生所学与企业所需并不匹配、应用型本科高校仍然以理论教学为主、技术应用能力始终无法提升等一系列问题。武昌首义学院是一家以培养高素质应用型本科人才的本科高校，机械电子工程专业是该校的重点工科建设专业，其原有课程体系中存在强调理论分析，工程应用性较差，其课程体系对应的能力要求与学生毕业所需能力需求不匹配问题，自2018年开始，机械电子工程专业采用工程教育认证中成果导向理念，结合调研结果及学生能力的实际情况，重新确立专业人才培养能力需求，梳理学生的能力缺项，通过能力成果导向方式，反向设计并调整课程体系，增加实践环节比例，建立从理论到综合性实践的一体化教学模式，通过梳理知识单元，强化机械基础课程教学内容，探索了一条符合工程应用能力需求的课程体系建设新模式。

1课程体系建设思路

针对原有课程体系中存在的问题，提出了课程体系建设的三个新思路。1）以“机械类教学质量国家标准”为基础，“机械专业教育五大知识领域”为核心，梳理课程体系结构。课程体系的建设应以先进的理论为指导来进行，专业参考教学指导委员会的“机械类教学质量国家标准”，结合学生能力需求，以机械专业教育五大知识领域需求构建专业课程体系。2）成果导向，对接行业需求，调整课程支撑，优化实践体系。通过举办行业专家座谈、对毕业生访谈及企业调研等活动，确立专业学生能力需求，明确学生能力培养目标。通过以上座谈及调研数据统计中发现，企业及学生均认为目前课程系统存在的问题有：一是学生工程设计能力缺乏；二是专业课程无法满足现在先进制造产业的人才需求。针对学生能力培养目标的成果需求，反向梳理课程体系对应的能力需求，在课程体系中增加综合性实践环节，并结合学生已有条件，融入先进制造相关课程内容，提升课程系统与产业发展现状的匹配度。3）以专业建设成果为基石，强化专业特色。在前期的专业建设中，机械电子工程专业拥有模具和数控技术专业方向，具备完整的实验室和课程体系。除此之外，机械电子工程专业在2016年初通过产教融合项目建设完成机器人综合实验室。自2016年起，专业两次申报工程教育专业认证，建立了完善的教学质量监控体系。基于以上条件，后续课程体系建设中，专业以传统制造类体系为基础，结合校企合作资源，以学生能力需求为中心，结合行业发展需求，构建融合先进控制技术、智能装备技术的先进制造课程体系新方向。

2修订培养目标，依据知识领域梳理课程内容，建立课程体系

按照调研数据，重新确立人才培养目标，机电专业的人才培养方案培养目标定位为：紧密结合先进制造技术、信息技术，培养具备人文社会科学素养，数学、外语、物理及计算机基础理论扎实，全面掌握机械电子工程专业知识和工程实践能力，具备创新能力、团队合作能力，适应在现代工业生产中从事数控、模具及先进制造领域的机械零部件设计与制造、设备设计与维修维护、企业运行管理等方面的宽口径、复合型、技能型、应用型本科人才。以修订后培养目标中的能力需求为导向，结合机械电子工程专业教育五大知识领域需求反向构建专业课程体系。修订中按照该项知识领域知识点需求，对课程内容进行梳理，确定该专业知识体系需求下课程内容及课程安排。五大知识领域包括：机械设计的原理与方法，机械制造工程原理与技术，机械系统中的传动和控制，计算机应用技术，热流体[1]。五大知识领域中包含的知识点涵盖了新国家标准中对机械电子工程专业的课程体系内容需求。本次课程体系的梳理中强调每部分知识领域包含课程内容的衔接关系，课程内容的依次递进，建立从理论课程到实践环节的完整培养体系，全面提升学生解决复杂工程问题的能力。机械设计的原理与方法知识领域部分课程体系：补充“现代设计方法”课程，建立从机械原理方案设计到结构设计，最终到优化设计、可靠性设计的完整设计能力培养体系。机械制造工程原理与技术知识领域部分课程体系：结合行业发展需求及校企共建资源，在原有的制造类课程体系基础上，补充先进产线设计、物流技术、先进制造技术，建立从传统制造理论到先进制造技术及装备的特色制造类课程体系。机械系统中的传动和控制知识领域部分课程体系：将机械电子学知识模块补充完整，加入“工程测试与信号处理”课程，扩充机电控制类实践环节，实现测控模块由理论到实践的完整课程体系。通过以上课程体系构建，可以看出本次建设突出实用性、实践性、先进性和综合性的原则。使毕业生既具备专业必须的机械、电工电子等技术应用能力，数控技术原理和先进制造技术知识与技能，又具有继续学习和终身学习的基础、获取信息和技术交流、创新的方法能力和协调人际关系以及团队合作的社会能力。

3实践环节课程体系建设

实践环节课程改革要在科学分析社会经济需求和学生能力需求的基础上，反向设计实践环节，为学生建立完整的知识结构和能力结构。

3.1以提升实际工程设计能力为需求，更新内容，构建实践教学体系

根据企业调研结果及毕业生反馈，企业希望学生就业前了解工程设计方法，具备相关设计能力；毕业生则希望在校期间，学校增加实践性强的，与实际课题紧密相关的工程设计类实践课程，提升自我项目设计能力，为就业创造竞争优势。往届毕业生认为自身解决复杂工程问题的能力与企业需求存在一定的差距[2]。根据以上调研结果，调整实践环节课程是本次人才培养方案修订的重要工作之一。在专业学分不大动的基础上，要增强学生实际工程设计能力，需从原有的课程设计入手。在本次实践环节修订中，将原有的面向理论课程的课程设计环节调整为面向专业某项知识领域的综合性实践环节，例如在机械系统中的传动和控制知识领域中，将原有的机电类课程设计“机电传动课程设计”调整为“创新创业综合实践”，在此项综合实践中，要求学生基于前期传动控制的相关理论知识，结合指导教师提供的来源于科研项目的课题，完成机电一体化产品或设备的系统设计，并完成产品项目模拟申报及专利模拟申报工作，实现了传动控制类知识内容从理论过渡到综合实践，将书本知识转化为实际项目的教学过程，从而提升学生机电产品设计能力。

3.2拓展实习基地，增加实习项目

在课程体系建设中，专业结合区域经济特色，拓展实习基地，在课程体系中增加实习项目。由于学校地处湖北省，湖北是我国重要的工业基地，目前，该省先进制造装备产业体系已基本形成。全省高档数控机床、智能专用装备、关键基础零部件等制造装备产品特色鲜明，部分产品在细分领域处于国内领先地位。因此在实习基地建设中，拓展武汉市内实习基地，增设企业实习参观教学项目。本专业原有的企业实习环节只有生产实习一项，且在大三下学期，而学生尽早进入企业参观可帮助学生了解企业运行状态，掌握专业未来就业岗位情况，对于加强学生专业认同感，明确学习方向，具体深入了解专业课程有着积极的作用，因此在课程体系中，增加了“认识实习”，此项实习任务设置在大二下学期开设，可以帮助学生建立专业方向认知并提高对后续专业学习的兴趣。在认识实习基地建设上，在原有的武汉市汽车零部件制造企业基础上，拟增加国有大型企业作为实习参观基地，丰富了实习参观内容[3]。

3.3完成实验教学调整，设立独立综合性实验课程

为了适应新形势下对人才创新思维和综合能力培养的需要，本次建设中增设了“机械基础综合实验”课程，此课程按实验自身系统优化整合、单独设置机械工程基础实验课程，采用模块结构分层次安排实验教学。旨在培养学生掌握机械工程基础实验的基本原理和知识、基本技能和方法，以先进性、创造性、实践性作为准则拟定课程教学内容。重视实验内容由“单一型”“局部型”向“综合型”“整体型”拓展；实验方法由“验证性”向“设计性”拓展；重视实验教学与科研、生产相结合。增加实验内容和选题的柔性和开放性，从而培养学生实验设计能力，提升学生设计创新能力，实践动手能力。

4实施成果

该课程体系已在机械电子工程专业实施，通过对各类课程知识内容的梳理，实现了课程知识体系的完整与统一。目前已完成对应理论及实际实践环节教学大纲，在课程体系中融入的新工科内容已初显成效，其中“制造装备及机器人技术”课程中实践环节均在产教融合创新基地中开展教学，进一步丰富并提升了教学内容的先进性。创新创业类课程中，将专业原有的学科竞赛成果引入其中，以创新设计竞赛题目作为实践环节选题，采用方案论证、方案实施及答辩的方式完成，极大提升了学生创新实践能力[4-5]。机械基础综合实验室目前已进入实验室建设阶段，已明确实验室建设方案及对应设备数据。在实习实践环节中，增加认识实习环节，并建立了宝武钢铁作为新的实习基地，并已完成实习工作。实习内容及参观厂区极大拓宽了学生的专业视野，提升了学习兴趣及动力。目前就执行初步效果而言，该课程体系的修订与调整符合专业学生能力需求，新设置的各类创新类及实践类课程获得了学生的欢迎与好评。

5结论

综上，该课程体系的建设将原有的着重强调理论分析的体系构架打破，引入成果导向的理念，基于学生能力需求进行调研，基于调研结果，反向设计课程体系，结合知识领域重新梳理课程体系，增设符合专业发展需求先进制造的课程内容，建设综合性实践环节，增大实习学时，探索出了工程应用型本科工科专业课程体系改革的新途径，对于同类型的高校工科专业课程体系建设具有一定的推广及应用价值。

参考文献：

[1]中国机械工程学科教程研究组．中国机械工程学科教程[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2]韩雁，冯兴杰，梁志星.基于学生学习成果的国际工程教育专业认证[J].高教发展与评估，2014，30（4）：77-83+119.

[3]范守信.试析高校课程群建设[J].扬州大学学报（高教研究版），2003，7(3)：25-27.

[4]邵辉，葛秀坤，毕海普，等．工程教育认证在专业建设中的引领与改革思考［J］．常州大学学报(社会科学版)，2014(15)：104-107．

[5]刘宝，李贞刚，阮伯兴.基于工程教育专业认证的大学课堂教学模式改革[J].黑龙江高教研究，2017，276（4）：157-160.

作者：赵燕 单位：武昌首义学院