基于工程教育认证的机械电子工程专业教学改革

魏航信 周莹

摘要：为满足工程教育认证的要求，对机械电子工程专业进行教学改革势在必行。首先，要分析机械电子工程专业的特点，通过对学生、本专业教师、企业专家、同行教师的调研，制定出合理的培养方案。其次，要修订课程教学大纲，加强对学生实践环节的培养。最后，要积极进行实验室建设，改革实验内容，鼓励学生参加学科竞赛等。实践证明，对机械电子工程专业进行综合教学改革，满足了工程教育认证的要求。提升了学生学习的积极性和教师教学效果。

关键词：机械电子工程;本科教学;工程教育认证

机械电子工程专业是教育部新增的目录外本科专业，西安石油大学于2012年申请并获批该专业。机械电子工程专业属于交叉性专业，包含机械、电子、自动控制、计算机、传感与检测技术等内容，主要培养学生对机电产品的设计与应用能力。当前，工程教育认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。在这样的背景下，为满足工程教育认证的要求，对本科机械电子工程专业进行教学改革势在必行。以国家工程教育认证的要求为基础，对本专业的培养方案、课程教学、实践教学等进行改革，具有极大的必要性和意义。

一、机械电子工程专业培养方案改革

培养方案是机械电子工程专业改革的基础，对专业建设具有指导性作用。工程教育认证的核心是以学生为中心.所有的教学活动都应该为学生服务，要按需施教。同时，工程教育认证突出了实践教学的重要性，要求学生在校期间通过足够的实践训练掌握本专业的基本技能。关于实践教学，学校需聘请企业专家参与教学活动。根据这些要求，本专业培养方案主要按照以下步骤制定。

（一）对学生进行调研

在制定和修改培养方案前，首先对本专业的学生进行充分调研。本专业教师组织学生召开研讨会，让学生谈论自己对专业课程设置、实验教学及其他环节的看法，以及对各个任课教师授课效果的评价，并让学生互相交流学习心得和体会。学生为专业培养方案的制定提供了很多有益的建议。比如，从学生学习的角度看，大一、大二课程数量虽然较多，但是课程难度不大，因此学生空闲时间较多。大三、大四课程数量虽然较少，但是由于课程专业性强、难度大，再加上学生需要为考研或者就业做准备，学生普遍反映时间太少，节奏太紧张，这些问题反映出本专业课程体系设置得不太合理。因此，学校在制定培养方案时，要充分考虑学生的学习规律，适当增加大一和大二阶段课程的数量和难度，给大三和大四学生留出更多的时间，让学生合理规划自己的学习与生活。

（二）动员本专业教师，听取授课教师的建议

教师是教学的主体，所有教学活动均由教师执行，因此学校组织本专业全体教师进行讨论。每位任课教师要畅所欲言，談论个人所讲授课程的特点以及对工程教育认证要求的理解，同时教师要对课程内容、课时安排、学生学习情况以及教学效果进行阐述。教师在讨论后发现，由于工程教育认证对总的学时数和课程课时数进行限制，致使教师普遍觉得自己所带的课程课时数偏少，不能完成规定的教学任务。针对这个矛盾，大家集体商讨对策，最后形成一致建议，即要对培养方案中的课程体系进行优化，课程体系既要满足专业认证对减少课时的要求，又要把知识给学生讲透彻，让学生掌握相应的知识点。

（三）走访相关企业和高校，听取专家和同行教师的建议

由于工程教育认证对学生毕业后的能力有具体要求，同时要求企业专家参与培养方案制定。因此，走访本行业的企业专家也是非常必要的。本专业教师要充分听取企业专家对机械电子工程专业毕业生的能力需求。在走访过程中，教师首先介绍本专业培养方案对毕业生提出的要求、课程体系、实践性环节等，然后介绍学生的学习情况。企业专家普遍反映，从工程实际应用出发，培养方案需要突出对毕业生机电产品设计能力、计算机制图（CAD）能力以及技术沟通能力的培养和提升等。此外，本专业教师也走访了相关高校机械电子工程专业的教师，听取他们对专业认证的看法和关于培养方案的修改意见。

二、课程教学改革

制定好培养方案后，按照培养方案体系，学校组织教师对每门课程都进行了教学改革，主要包括制定理论课程教学大纲以及课程设计、生产实习、毕业设计等实践环节教学大纲。

（一）理论课程教学大纲

理论课程主要包括通识教育课程、专业基础课程、专业课程三部分。通识教育课程主要包括大学语文、大学物理、大学英语、思想政治理论课、大学体育等课程，其目的是使学生掌握自然科学知识与人文素养，以及培养学生良好的职业道德。专业基础课程主要包括模拟电子技术、数字电子技术、机械设计基础、自动控制原理、计算机编程等基础性专业课程，主要是使学生掌握本专业的基本技能。专业课程主要包括数控系统及编程、传感器与检测技术、机电系统故障诊断技术、机电专业英语、机械制造技术等专业性质课程。此外，专业课程还包括不同方向的课程以供学生选修，如通用机电方向的机器人技术、机械CAD技术等课程，石油生产自动化方向的数字化采油装备、钻机自动化技术等课程。学校在制定课程教学大纲时参照专业教育认证的要求，增加了课程性质和目的、课程的毕业要求及课程教学目标、课程教学内容、学时分配与教学方法、考核及成绩评定方式、课程教学目标达成度评价等内容。修订过的课程教学大纲能够满足专业教育认证的要求，能形成一个合理的课程教学体系。

（二）实践环节教学大纲

由于工程教育认证强调对学生实践能力的培养，因此学校对课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计（论文）等实践环节教学大纲进行了修订。实践性环节教学大纲主要强调学生的参与性和对学生动手能力的培养。教学大纲主要包括课程实验（课程设计、实习等）的性质和目的、课程的毕业要求及课程教学目标、教学内容要求的学时分配与教学方法、考核及成绩评定方式、教学目标达成度评价等内容。此外，学生在做课程实验时还需要写清楚每项实验的名称、所在实验室名称、位置等信息。课程实验一定要与相应的理论内容相结合，即课程实验教学目标应该与理论课程教学目标相一致，这需要实验员与理论课任课教师互相协商、互相配合。

（三）其他辅助教学工作

由于工程教育认证自评报告的支持条件强调了实验设备在数量和功能上应该满足教学的需求，因此针对本专业实验设备现状，学校新增了机电类专业实验设备，以满足工程教育认证的需求。比如，学校购置了六自由度工业机器人实验平台，自行设计了钻机自动送钻实验平台、抽油机综合性能测试实验平台等。教师也改进了相应的实验教学内容，以往的实验主要为演示性实验，但工程教育认证强调学生的参与性和对学生动手能力的培养，因此教师重新规划了大部分实验，增加设计型、综合型实验，减少演示性实验。比如：教师新增钻机自动送钻编程及控制实验，让学生自行编程并进行实验调试、数据记录和分析：新增工业机器人编程，给学生分配任务，让学生通过编程.实现工业机器人机械手抓取物体，从一个位置移动到另一个指定位置上。这些实验极大地提升了学生参与实验的积极性和教师实验教学效果。此外，对于有危险的实验项目，教师要积极探索虚拟仿真实验教学。笔者所在学校的该专业2018年申请并获批省级虚拟仿真实验中心项目，让学生通过电脑进行虚拟仿真实验操作，这样既能保证人人参与实验，实现不可逆实验的可重复性操作，又能激发学生的兴趣，符合工程教育认证的发展方向，更能保证学生的安全。同时，为了进一步提高学生的创新能力，教师要积极动员学生参加课外科技竞赛，以提高实践动手能力。

三、结语

机械电子工程专业属于国家新增目录外专业，设立时间比较短，且需要参加工程教育认证，因此学校需要按照要求对本专业进行改革。以“学生中心，强调学生能力的获得，提高学生的参与性和动手能力”为目标，学校制定培养方案时需充分听取本专业学生、本专业教师、企业专家、其他高校同行教师的意见和建议，以制定出合理的培养方案。以培养方案为依据，学校对理论课程、实践环节课程的教学大纲进行修订，同时积极建设实验室，增加实验设备。教师也对实验教学内容进行改革，积极动员学生参加课外科技竞赛，以提高学生的实践能力和动手能力。实践证明，这些综合措施极大地提升了教师的教学效果，满足了专业教育认证的要求。