基于工程教育認證目標定位的本科機械類課程改革與實踐

江小輝 甘屹 孫首群 錢煒

摘 要：新時期基于工程教育認證目標下不僅要讓學生掌握扎實的基礎知識，更要重視工程實踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在目前課程教學學時減少及課程教學內(nèi)容增多的普遍矛盾下，本科機械類課程的教學改革及教學建設面臨新的挑戰(zhàn)。本研究以工程教育認證為目標定位，通過引入創(chuàng)新大賽、基礎與科研項目融合、深入一線企業(yè)調(diào)研、綜合能力課程建設等課程教學改革及實踐，以培養(yǎng)出符合新時期人才需求的目標要求，并同時達到提高課程教學改革質(zhì)量的目的。從現(xiàn)有改革實踐的成效可見以上綜合改革的有效性，同時也為今后繼續(xù)開展相關課程的教學改革與實踐提供了新思路。

關鍵詞：工程教育認證;實踐性教學;本科;機械制造技術

中圖分類號：H191 ?文獻標識碼：A

一、概述

工程教育認證作為提升和推動當代高等教育質(zhì)量及培養(yǎng)具有國際工程能力大學生的重要途徑，目前越來越多的被國內(nèi)各大高校所認可和重視。上海理工大學歷來重視國際工程教育認證對于學科及專業(yè)發(fā)展的重要性，機械工程學院“機械設計制造及自動化專業(yè)”于2016年順利通過德國ASIIN和歐洲工程教育認證聯(lián)盟（ENAEE）的評估認證，于2017年10月18日，順利地完成了工程教育認證的進?？疾椋瑯酥局倚Ｒ怨こ探逃J證為目標下在高等教育本科教學課程改革方面取得良好的成果。

二、課程改革與實踐必要性和作用

隨著“中國制造2025”提出制造業(yè)不斷向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展的趨勢及上海全面推進科創(chuàng)中心建設，實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展轉型的新時期，對人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求。工程教育認證是新時期工程教育的改革與發(fā)展形勢下的必然要求，旨在通過多邊認可工程教育學歷，推動全球工程教育質(zhì)量的提升，促進工程技術人員跨國（境）流動[1]。在高等教育本科工科類課程中，機械類課程占據(jù)有重要的位置。

基于工程教育認證標準，審視原有機械類課程的教學設計，在原來以“教”為中心傳授知識教育的培養(yǎng)模式下，學生質(zhì)量的培養(yǎng)很難達到工程教育認證標準要求。尤其在現(xiàn)今信息科技急速發(fā)展的形勢下，新的科學技術不斷涌現(xiàn)導致學生獲取知識的渠道與方式都發(fā)生了劇烈的變化，當前機械類課程教學設計迫切需要開展以“學”為中心，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實踐能力的教學改革與實踐[2-4]，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力為核心，突出提高學生動手能力，同時保持濃厚的學習興趣[5]。在教學中融入實踐性教學，使學生在掌握基本理論知識的前提下，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與能力。按照培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求來強化機械類課程的實踐教學環(huán)節(jié)，通過實踐教學做到教學資源的開放，吸收現(xiàn)代工程技術發(fā)展的成果，強化學生創(chuàng)新思維，協(xié)調(diào)促進創(chuàng)新思維的發(fā)展，滿足學生未來職業(yè)發(fā)展和企業(yè)未來發(fā)展的要求。

三、當前教學現(xiàn)狀存在主要問題

使用工程教育認證考核標準來考核目前機械工程學院本科類機械課程的教學環(huán)節(jié)時發(fā)現(xiàn)存在許多不足之處，集中體現(xiàn)在：（1）當前的知識架構體系下人才培養(yǎng)的模式與社會經(jīng)濟發(fā)展對高素質(zhì)人才的需求目標不相適應。缺乏工程背景的介紹及學科間交叉的梳理。（2）教學環(huán)節(jié)中過多的重視理論而輕視實踐的課程體系與當前現(xiàn)代高新技術發(fā)展對人才的綜合實踐能力與創(chuàng)新性要求不相適應;（3）教學課程內(nèi)容仍沿用多年前的陳舊教學內(nèi)容，未能實現(xiàn)與學科技術的發(fā)展保持與時俱進，導致學生掌握的知識體系，與企業(yè)中的實際工程應用相脫節(jié)。

四、教學課程改革內(nèi)容與實踐方法

（一）基礎與創(chuàng)新相結合，提升學生知識學習與創(chuàng)新能力素養(yǎng)

改變傳統(tǒng)以教師為中心傳授知識的教學觀念，堅持培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)、實踐動手能力，在教學環(huán)節(jié)中注重創(chuàng)新能力與實踐能力相結合的教育教學觀念。在機械基礎課程改革中，建立了一套由理論教學、實踐相結合的課程教學體系及以學生為主體的教學雙向模式（如下圖所示）。理論教學中加強基礎理論知識，同時也注重創(chuàng)新思維和學生的能力教育，對于像工程圖學、機械原理、機械設計、機械制造技術等機械類專業(yè)學生所必須掌握的基礎類知識課程，在教學大綱中重點突出。在進行教學內(nèi)容和教學體系改革的同時，還注重凝練及提出創(chuàng)新性教學方法，這樣有利于達到學生參與和互動的效果，從整體角度明確教學改革目標，優(yōu)化教學改革內(nèi)容[6]。教育部關于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見指出，應“創(chuàng)新教育方法，倡導啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學”，而教學方法創(chuàng)新的根本目的在于提高教學質(zhì)量[7]。

因此，每年學院均安排和組織相應的任課教師擔任指導教師，通過積極指導學生組建創(chuàng)新團隊，指導學生參加創(chuàng)新競賽，獲得“全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽”等國家級一等獎6項目，省部級一等獎20余項，各類省部級獎項總計逾60項。同時，學院以機械制造系為例，聯(lián)系大學生校外實習基地40余個，并積極指導實踐教學。

（二）基礎與案例相結合，培養(yǎng)學生知識學習與實踐能力素養(yǎng)

推進教學改革中要轉變以往在基礎教學中只注重基礎性內(nèi)容的觀念，做到既注重基礎性的教學內(nèi)容又重視教學理念的先進性與時代性。學生打好基礎理論知識的同時，對前沿科技的最新發(fā)展和成果做到了解，開闊視野、散發(fā)思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識，適應現(xiàn)代化產(chǎn)品設計、生產(chǎn)的需求。比如在《機械制造技術C》課程教學中課程教學過程中直接拿出企業(yè)目前在生產(chǎn)的一個薄壁件，從理論仿真、實驗裝夾、切削加工等流程進行分小組討論，并最后交流項目經(jīng)驗。學生從傳統(tǒng)的概念學習到了解針對一個復雜工程問題上有了一個質(zhì)的轉變，也激發(fā)了極大的課程學習興趣。結合本科課程教學與科研項目相結合的改革模式，發(fā)現(xiàn)越來越多的同學都對繼續(xù)深造讀研表示了極大的興趣，也充分證明了案例導向、學生為中心的課程改革帶來的成果是有效和積極的，能夠在其他相關課程中推廣。極大的培養(yǎng)了學生的知識學習與實踐能力的基本素養(yǎng)。

（三）理論教學與企業(yè)實踐相結合，穩(wěn)步提高學生工程認知與應用素質(zhì)

現(xiàn)有的學生培養(yǎng)大多數(shù)時間在學校，對于綜合能力的培養(yǎng)中，對于知識的工程認知與應用亟需進一步擴展。因此，堅持基于成果導向的機械基礎系列課程設計，基于工程教育認證要求，在培養(yǎng)目標中，目前，在機械基礎系列課程的教學設計，通過將課程的教學設計模塊化，區(qū)分成機械結構分析能力、零部件結構設計、機械制造工藝設計能力等類別，分類成不同能力學習和調(diào)研的板塊，通過采用將學生及指導老師分成不同的小組，收集企業(yè)和實習基地單位、畢業(yè)生、專業(yè)課老師的意見和建議，同時也開展區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的人才需求進行調(diào)研[8]。

此外，課程專業(yè)課教師積極組織學生參加各類社會實踐，比如在2017年上海暑期社會實踐中，擬定了《企業(yè)對應屆生知識技能的剛性需求分析與探究—關于企業(yè)需求與高校課程契合度的調(diào)研》，并榮獲2017年上海理工大學暑期社會實踐優(yōu)秀項目三等獎。學生在企業(yè)調(diào)研及學習的過程中，通過結合課堂學習的知識及積累，充分體驗及了解一線機械企業(yè)對于未來畢業(yè)生的能力期許，大大激發(fā)了學生對于課程理論知識的興趣，同時也加深了教師課程教學中工程教育認證對于學生培養(yǎng)要求的理解。

（四）綜合課程建設與教學改革，全面培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力

通過基礎與實踐相結合的知識學習法、學生逐步提升了包括創(chuàng)新與工程應用能力及素質(zhì)。然而，未來工程實際問題的復雜化、多樣化及苛刻化將對人才培養(yǎng)的要求提出新的調(diào)整?！笆逡?guī)劃”出臺以來，上海順應時代發(fā)展的要求，著手對上海經(jīng)濟發(fā)展進行改革，對高技能人才的培養(yǎng)重視是適應新技術、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)需求[9-10]。

面對日益復雜的工程應用環(huán)境，為了提升學生解決復雜工程問題的能力，在前期改革的基礎上，針對現(xiàn)有機械類課程各模塊教學，提出了綜合的三維課程視頻教學內(nèi)容系統(tǒng)規(guī)劃及課程改革，形成了“復雜機電系統(tǒng)綜合設計”的視頻教學系統(tǒng)，該課程改革針對現(xiàn)有機械類企業(yè)的發(fā)展方向，分別從功能原理、結構設計、制造工藝及電氣控制等方面，就教學內(nèi)容和教學手段等方面制作一套完整的視頻教學系統(tǒng)，該系統(tǒng)將集中突出解決復雜工程問題所需熟練掌握的知識點，其目在于使學生能夠高效、準確掌握所需知識點。

綜上，工程教育認證對畢業(yè)生的培養(yǎng)要求，重點體現(xiàn)在對學生能力的培養(yǎng)上。理論及基礎積累是高等教育的優(yōu)勢，但如何將企業(yè)應用過程中學生應具備的能力培養(yǎng)、或者將該方面的思維和意識置于學校教育階段進行，是構建工程能力培養(yǎng)體系應考慮的主要因素之一[12]。因此在教學改革與實踐中堅持以需求及工程能力培養(yǎng)為導向，通過學校與企業(yè)的溝通交流融合，根據(jù)對畢業(yè)學生的調(diào)查跟蹤、信息反饋，來達到對課程教學內(nèi)容不斷調(diào)整的目的。堅持以成果為導向，開展制定可持續(xù)發(fā)展的人才教育培養(yǎng)模式和方案，將培養(yǎng)目標的各項指標要求與課程教學內(nèi)容的知識架構相呼應，體現(xiàn)出成果導向、持續(xù)不斷改進的教育理念、以可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)新思維、工程實踐能力等方面開展教學設計。由此可見，將綜合應用知識能力、創(chuàng)新思維教育、工程實踐能力與機械基礎系列課程的教學改革和實踐相結合，畢業(yè)生能力在畢業(yè)時及畢業(yè)若干年后將達到工程教育認證對于培養(yǎng)目標的詳細要求，更好的為國家、社會及行業(yè)服務，也能實現(xiàn)本科生個人的社會價值。

五、結論

通過開展以面向機械工程創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、以學生的知識學習、能力培養(yǎng)和素質(zhì)全面提高等為當代工程教育的目標，結果現(xiàn)有的創(chuàng)新大賽、教研互長、深入企業(yè)、綜合教改等多項實踐內(nèi)容，創(chuàng)新性的改進目前的教學環(huán)節(jié)及培養(yǎng)模式，在“以學生為中心，產(chǎn)出導向教育，持續(xù)改進”的工程教育認證核心理念指導下，將實際科研及工程案例教學引入至相關知識點，結合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展要求對人才的需求目標，同時注重基礎性的教學內(nèi)容和實踐內(nèi)容相結合的教學理念，教師的教學能力也得到了極大的改善，畢業(yè)生也能夠較好的達到課程學習目標及畢業(yè)要求，但基于工程教育認證目標定位的本科機械類課程改革與實踐仍將繼續(xù)砥礪前行。

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基金項目：上海理工大學教師教學發(fā)展研究項目（CFTD194019）資助

作者簡介：江小輝（1986-），男，碩士導師，副教授，研究方向：精密加工技術研究。