工作過程系統(tǒng)化的機械工程專業(yè)課程體系研究

趙建平，王力，馬竹樵，費葉琦

[摘 要] 系統(tǒng)化建設專業(yè)課程體系，對提升學生素質和專業(yè)技能具有重要意義。研究基于工作過程系統(tǒng)化的方法在機械工程專業(yè)課程體系改革中的應用，通過對工作過程的典型工作任務進行分析并歸納為相關的行動領域，將行動領域轉換為學習領域，將學習領域具體化為專業(yè)課程，根據技能難易程度及認知學習規(guī)律構建專業(yè)課程體系，對課程體系構建的思路、過程、體系構建、實施進行探索，為同類別專業(yè)應用技術型人才培養(yǎng)的課程建設提供參考。

[關鍵詞] 工作過程;系統(tǒng)化;機械工程專業(yè)課程體系

[基金項目] 2018年度南京理工大學紫金學院教育教學改革與研究課題項目“基于工作過程系統(tǒng)化專業(yè)課程體系構建研究——以機械工程專業(yè)為例”（20180101001）

[作者簡介] 趙建平（1981—），女，江蘇句容人，碩士，南京理工大學紫金學院智能制造學院副教授，主要從事機械產品虛擬開發(fā)、工程圖形學及模具CAD/CAE/CAM研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）44-0138-04? ? [收稿日期] 2021-08-12

隨著工業(yè)化進程加速、經濟轉型升級，區(qū)域經濟對不同層次與類型的應用型人才需求量增大，特別是高水平、高素質的應用型人才。課程體系建設是針對社會需求及專業(yè)定位將課程進行排列、整合、篩選得到的，具有較強的目標性。工作過程系統(tǒng)化是以典型工作任務為載體，將行動領域轉化為學習領域，進一步設定學習情境。在學習情境中，學生可以明確崗位所需的工作內容并熟練掌握，實現與社會需求人才的對接[1]。

一、工作過程系統(tǒng)化課程體系的構建思路

工作過程系統(tǒng)化課程體系的構建是在遵循工作過程完整性、學習漸進性、職業(yè)持續(xù)發(fā)展性的前提下，重構與崗位需求相融合的新課程體系[1，2]。工作過程系統(tǒng)的構建有6個步驟：第一步，針對專業(yè)領域開展行業(yè)企業(yè)調研，得出企業(yè)對人才培養(yǎng)的崗位需要，根據人才崗位需求，準確進行專業(yè)定位，明確本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標;第二步，深入分析職業(yè)領域內人才崗位需要的工作邏輯或工作特征，進行工作任務分析，提煉出典型工作任務的工作邏輯、突出特征、基本框架、工作對象、工作方法和工作要求等;第三步，根據典型工作任務分析，綜合考慮對應職業(yè)領域的工作邏輯、工作特征和目標崗位，提煉出專業(yè)學習領域的認知規(guī)律、教學規(guī)律和可行性;第四步，根據專業(yè)學習領域的確立原則，確定學習領域內課程的設置并排序;第五步，針對學習課程內容設計學習情境，充分考慮學生的實際情況、學習設施情況，把理論知識、實踐技能與實際工作環(huán)境相結合，將學習領域項目化、案例化、邏輯化;第六步，開始實施，按照職業(yè)特性的六要素，即資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價進行教學實施。

二、工作過程系統(tǒng)化機械工程專業(yè)課程體系的建設

（一）開展專業(yè)調研

通過發(fā)放調查問卷、企業(yè)走訪等多種形式，對機械工程專業(yè)的實習基地單位及一些機械制造業(yè)企業(yè)進行調研，對往屆畢業(yè)生進行回訪，并與一線工程師及企業(yè)技術專家進行交流座談。通過開展專業(yè)調研，深入了解制造業(yè)企業(yè)對本專業(yè)人才應具備的基本能力、專業(yè)知識、職業(yè)技能及素質等方面的要求，以及企業(yè)用人單位和機械專業(yè)畢業(yè)生對目前專業(yè)的教學安排、教學內容、教學方法等的意見和建議，從而為課程體系的構建提供重要依據[3]。

（二）確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標

企業(yè)調研發(fā)現，制造業(yè)企業(yè)由于轉型升級的需要，需要能夠進行產品設計、工藝編制與質量控制、數字化制造的人才，要熟悉先進制造技術，能操作相關現代設備并進行相關維護工作，并且是具備一定管理和組織能力的高素質、應用型人才。

結合學校機械工程專業(yè)的具體情況，將本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標確定為：培養(yǎng)具備 “扎實的理論知識、實用的專業(yè)工程技術、創(chuàng)新的實踐能力”，培養(yǎng)具備機械工程及自動化基礎知識與應用能力，能在科研院所、企業(yè)、高新技術公司利用計算機輔助設計、制造及技術分析方法，從事各種機械零部件的數字化生產設計與智能制造，生產系統(tǒng)的規(guī)劃與設計，機電產品及系統(tǒng)、設備、裝置的研究，設備的裝配、維護、制造，計算機輔助編制工藝等工作，以及現場運行生產管理、經營銷售的高素質應用工程技術人才。

（三）確定本專業(yè)主要就業(yè)崗位及能力要求

通過對專業(yè)調研進行分析和總結，結合本專業(yè)人才培養(yǎng)目標，確定本專業(yè)的主要就業(yè)崗位為產品設計助理、產品工藝規(guī)劃、產品質量檢測、技術服務、數字化制造，進階崗位為產品研發(fā)、生產線設計規(guī)劃、項目管理等，工作崗位的典型工作任務及能力要求，見表1。

（四）確定行動領域并轉換學習領域

針對機械工程專業(yè)的典型工作崗位，分析典型工作任務，歸納整合典型工作任務，將工作性質、行動維度一致的工作任務歸納為11個行動領域，即計算機操作與應用、圖樣的識讀與繪制、典型機械零件生產制造、機械設計分析與實踐、產品設計、零件的工藝編制、產品模型制作、產品檢驗、產品生產線設計、生產項目管理、整體項目說明介紹。依據認知學習規(guī)律，從崗位工作任務和所需能力分析入手，將行動領域轉換為學習領域，見表2。

（五）構建機械工程專業(yè)課程體系

對課程教學內容進行整合，形成工作過程導向的專業(yè)課程體系，如圖1所示。每門專業(yè)課程還須進行深化設計，即學習情境設計。

對照工作過程導向的專業(yè)課程體系，在現有課程結構的基礎上，增開Delmia智能生產線建模與仿真、工業(yè)物聯網技術課程，調整工程力學課程內容。Delmia智能生產線建模與仿真為專業(yè)課程，旨在讓學生了解Delmia在機器人生產線仿真中的應用情況，并對整條生產線進行建模及動態(tài)仿真，分析設備間的動態(tài)干涉性，優(yōu)化布局及生產節(jié)拍，同時引入人機工程概念。工業(yè)物聯網技術課程為專業(yè)課，旨在讓學生了解該技術在機械設計及發(fā)展方面的應用，同時為制造向智能化轉型提供技術支撐。工程力學將理論力學和材料力學合并，秉承適度夠用的原則，從原來的8學分調至6學分。

在已構建的工作過程導向的專業(yè)課程體系基礎上，結合綜合能力需要，將機械工程專業(yè)課程劃分為5個模塊，分別是公共必修課程、學科基礎課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程及綜合實踐，構建完整的機械工程專業(yè)課程體系，如圖2所示。

公共必修課涵蓋思想政治理論、大學英語、體育、軍事理論、大學計算機基礎、大學生心理健康等課程;學科基礎課程包括數學、大學物理、電工學、電子技術基礎、語言類程序設計及機械工程專業(yè)導論課程等;專業(yè)課程即為工作過程導向的專業(yè)課程;專業(yè)選修課為機械設計、機械制造及工程管理的擴展課;綜合實踐課程是根據崗位要求，開設課程設計/實驗課程、校內外實習以及畢業(yè)設計等。

三、工作過程系統(tǒng)化課程體系的實施

工作過程系統(tǒng)化的課程教學是按照職業(yè)成長認知規(guī)律，以實際工作任務為載體進行教學設計，采用“工作過程不變、學習復雜度逐步遞增、教師講授內容逐步遞減、學生自主能力逐步增加”的方法，對專業(yè)學習領域進行分析，設計學習情境[4]。

以專業(yè)基礎課程“機械三維繪圖”教學為例，依據典型工作任務及過程設計了三個主線學習情境，每個主線情境以若干子情境任務為支撐，將新的知識融入其中，循序漸進、由淺入深，逐步擴展知識面[5]。每個學習情境分別對應一個具體的學習載體，每個載體分別包含圖形分析、工具選擇、設計方法、對象創(chuàng)建等典型工作任務。通過對學習情境的對比學習，學生對機械三維繪圖的設計有了深刻的認識，提高了知識應用能力及實踐技能。在教學過程中，充分發(fā)揮學生為主體、教師為主導的作用，采用任務式教學法，學生分組討論并確定繪制方法。繪制過程中，遇到問題及時討論并進行相應的調整，做好記錄，直到工作任務完成，之后保存文檔。在這一學習過程中，不斷提升學生的自主學習能力、實踐動手能力、溝通能力、團隊協作能力等。

四、結論

課程體系構建是實施人才培養(yǎng)的關鍵。本文基于工作過程系統(tǒng)化，以專業(yè)調研為起點，以專業(yè)崗位工作任務及能力要求分析為基礎，根據社會需求及專業(yè)人才培養(yǎng)要求構建課程體系，并介紹了課程體系中具體課程的教學實施，為機械類其他專業(yè)的課程體系構建提供了一定的理論指導?；诠ぷ鬟^程系統(tǒng)化的課程設置可以讓學生了解其所學課程在以后工作崗位中的作用以及對應的工作行動領域，為以后進入工作崗位打下良好的基礎。課程的設置及內容還需要專業(yè)教師根據社會企業(yè)的需求，共同討論而調整與優(yōu)化。課程體系改革與課程的全面改革相輔相成，共同促進專業(yè)和學生的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]姚江云，梁維銘.工作過程系統(tǒng)化理念下應用型本科課程開發(fā)與實踐[J].輕工科技，2019，35（1）：150-153.

[2]姜大源.工作過程系統(tǒng)化：中國特色的現代職業(yè)教育課程開發(fā)[J].順德職業(yè)技術學院學報，2014，12（3）：1-11.

[3]劉芬.基于工作過程系統(tǒng)化的高職機械類專業(yè)課程體系開發(fā)研究[J].當代教育實踐與教學研究，2016（6）：37-38.

[4]姜大源.工作過程系統(tǒng)化課程的結構邏輯[J].教育與職業(yè)，2017（13）：5-12.

[5]趙建平，王力，費葉琦，等.基于工作過程的機械三維繪圖課程設計[J].大學教育，2019（6）：65-67.

Research on the Curriculum System of Mechanical Engineering Major Based on Working

Process Systematization

ZHAO Jian-ping， WANG Li， MA Zhu-qiao， FEI Ye-qi

（School of Intelligent Manufacturing， Nanjing University of Science and Technology Zijin College， Nanjing， Jiangsu 210023， China）

Abstract： The systematic construction of a professional curriculum system is of great significance to improving students quality and professional skills. This paper studies the application of the methods based on working process systematization in the curriculum system reform of the mechanical engineering major. Through analyzing the typical work tasks in the working process and summarizing them into related action fields， transforming action fields into learning fields， and changing the learning fields into professional curriculum， a professional curriculum system can be constructed according to the degree of difficulties in skills and cognitive learning rules. This paper explores the ideas， the process， the system construction and implementation of the curriculum system， so as to provide a reference for the curriculum construction of the applied technical talents training of similar majors.

Key words： working process; systematization; curriculum system of mechanical engineering major