基于工程教育认证目标定位的本科机械类课程改革与实践

江小辉 甘屹 孙首群 钱炜

摘 要：新时期基于工程教育认证目标下不仅要让学生掌握扎实的基础知识，更要重视工程实践能力及创新能力的培养。在目前课程教学学时减少及课程教学内容增多的普遍矛盾下，本科机械类课程的教学改革及教学建设面临新的挑战。本研究以工程教育认证为目标定位，通过引入创新大赛、基础与科研项目融合、深入一线企业调研、综合能力课程建设等课程教学改革及实践，以培养出符合新时期人才需求的目标要求，并同时达到提高课程教学改革质量的目的。从现有改革实践的成效可见以上综合改革的有效性，同时也为今后继续开展相关课程的教学改革与实践提供了新思路。

关键词：工程教育认证;实践性教学;本科;机械制造技术

中图分类号：H191  文献标识码：A

一、概述

工程教育认证作为提升和推动当代高等教育质量及培养具有国际工程能力大学生的重要途径，目前越来越多的被国内各大高校所认可和重视。上海理工大学历来重视国际工程教育认证对于学科及专业发展的重要性，机械工程学院“机械设计制造及自动化专业”于2016年顺利通过德国ASIIN和欧洲工程教育认证联盟（ENAEE）的评估认证，于2017年10月18日，顺利地完成了工程教育认证的进校考查，标志着我校以工程教育认证为目标下在高等教育本科教学课程改革方面取得良好的成果。

二、课程改革与实践必要性和作用

随着“中国制造2025”提出制造业不断向数字化、网络化、智能化发展的趋势及上海全面推进科创中心建设，实现创新驱动发展转型的新时期，对人才的培养也提出了更高的要求。工程教育认证是新时期工程教育的改革与发展形势下的必然要求，旨在通过多边认可工程教育学历，推动全球工程教育质量的提升，促进工程技术人员跨国（境）流动[1]。在高等教育本科工科类课程中，机械类课程占据有重要的位置。

基于工程教育认证标准，审视原有机械类课程的教学设计，在原来以“教”为中心传授知识教育的培养模式下，学生质量的培养很难达到工程教育认证标准要求。尤其在现今信息科技急速发展的形势下，新的科学技术不断涌现导致学生获取知识的渠道与方式都发生了剧烈的变化，当前机械类课程教学设计迫切需要开展以“学”为中心，以培养具有创新精神与实践能力的教学改革与实践[2-4]，以培养学生创新精神和实践能力为核心，突出提高学生动手能力，同时保持浓厚的学习兴趣[5]。在教学中融入实践性教学，使学生在掌握基本理论知识的前提下，培养创新意识与能力。按照培养目标与毕业要求来强化机械类课程的实践教学环节，通过实践教学做到教学资源的开放，吸收现代工程技术发展的成果，强化学生创新思维，协调促进创新思维的发展，满足学生未来职业发展和企业未来发展的要求。

三、当前教学现状存在主要问题

使用工程教育认证考核标准来考核目前机械工程学院本科类机械课程的教学环节时发现存在许多不足之处，集中体现在：（1）当前的知识架构体系下人才培养的模式与社会经济发展对高素质人才的需求目标不相适应。缺乏工程背景的介绍及学科间交叉的梳理。（2）教学环节中过多的重视理论而轻视实践的课程体系与当前现代高新技术发展对人才的综合实践能力与创新性要求不相适应;（3）教学课程内容仍沿用多年前的陈旧教学内容，未能实现与学科技术的发展保持与时俱进，导致学生掌握的知识体系，与企业中的实际工程应用相脱节。

四、教学课程改革内容与实践方法

（一）基础与创新相结合，提升学生知识学习与创新能力素养

改变传统以教师为中心传授知识的教學观念，坚持培养学生的综合素质、实践动手能力，在教学环节中注重创新能力与实践能力相结合的教育教学观念。在机械基础课程改革中，建立了一套由理论教学、实践相结合的课程教学体系及以学生为主体的教学双向模式（如下图所示）。理论教学中加强基础理论知识，同时也注重创新思维和学生的能力教育，对于像工程图学、机械原理、机械设计、机械制造技术等机械类专业学生所必须掌握的基础类知识课程，在教学大纲中重点突出。在进行教学内容和教学体系改革的同时，还注重凝练及提出创新性教学方法，这样有利于达到学生参与和互动的效果，从整体角度明确教学改革目标，优化教学改革内容[6]。教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见指出，应“创新教育方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学”，而教学方法创新的根本目的在于提高教学质量[7]。

因此，每年学院均安排和组织相应的任课教师担任指导教师，通过积极指导学生组建创新团队，指导学生参加创新竞赛，获得“全国大学生机械创新设计大赛”等国家级一等奖6项目，省部级一等奖20余项，各类省部级奖项总计逾60项。同时，学院以机械制造系为例，联系大学生校外实习基地40余个，并积极指导实践教学。

（二）基础与案例相结合，培养学生知识学习与实践能力素养

推进教学改革中要转变以往在基础教学中只注重基础性内容的观念，做到既注重基础性的教学内容又重视教学理念的先进性与时代性。学生打好基础理论知识的同时，对前沿科技的最新发展和成果做到了解，开阔视野、散发思维、培养创新意识，适应现代化产品设计、生产的需求。比如在《机械制造技术C》课程教学中课程教学过程中直接拿出企业目前在生产的一个薄壁件，从理论仿真、实验装夹、切削加工等流程进行分小组讨论，并最后交流项目经验。学生从传统的概念学习到了解针对一个复杂工程问题上有了一个质的转变，也激发了极大的课程学习兴趣。结合本科课程教学与科研项目相结合的改革模式，发现越来越多的同学都对继续深造读研表示了极大的兴趣，也充分证明了案例导向、学生为中心的课程改革带来的成果是有效和积极的，能够在其他相关课程中推广。极大的培养了学生的知识学习与实践能力的基本素养。

（三）理论教学与企业实践相结合，稳步提高学生工程认知与应用素质

现有的学生培养大多数时间在学校，对于综合能力的培养中，对于知识的工程认知与应用亟需进一步扩展。因此，坚持基于成果导向的机械基础系列课程设计，基于工程教育认证要求，在培养目标中，目前，在机械基础系列课程的教学设计，通过将课程的教学设计模块化，区分成机械结构分析能力、零部件结构设计、机械制造工艺设计能力等类别，分类成不同能力学习和调研的板块，通过采用将学生及指导老师分成不同的小组，收集企业和实习基地单位、毕业生、专业课老师的意见和建议，同时也开展区域经济发展的人才需求进行调研[8]。

此外，课程专业课教师积极组织学生参加各类社会实践，比如在2017年上海暑期社会实践中，拟定了《企业对应届生知识技能的刚性需求分析与探究—关于企业需求与高校课程契合度的调研》，并荣获2017年上海理工大学暑期社会实践优秀项目三等奖。学生在企业调研及学习的过程中，通过结合课堂学习的知识及积累，充分体验及了解一线机械企业对于未来毕业生的能力期许，大大激发了学生对于课程理论知识的兴趣，同时也加深了教师课程教学中工程教育认证对于学生培养要求的理解。

（四）综合课程建设与教学改革，全面培养学生解决复杂工程问题能力

通过基础与实践相结合的知识学习法、学生逐步提升了包括创新与工程应用能力及素质。然而，未来工程实际问题的复杂化、多样化及苛刻化将对人才培养的要求提出新的调整。“十三五规划”出台以来，上海顺应时代发展的要求，着手对上海经济发展进行改革，对高技能人才的培养重视是适应新技术、新业态、新模式、新产业的人才培养需求[9-10]。

面对日益复杂的工程应用环境，为了提升学生解决复杂工程问题的能力，在前期改革的基础上，针对现有机械类课程各模块教学，提出了综合的三维课程视频教学内容系统规划及课程改革，形成了“复杂机电系统综合设计”的视频教学系统，该课程改革针对现有机械类企业的发展方向，分别从功能原理、结构设计、制造工艺及电气控制等方面，就教学内容和教学手段等方面制作一套完整的视频教学系统，该系统将集中突出解决复杂工程问题所需熟练掌握的知识点，其目在于使学生能够高效、准确掌握所需知识点。

综上，工程教育认证对毕业生的培养要求，重点体现在对学生能力的培养上。理论及基础积累是高等教育的优势，但如何将企业应用过程中学生应具备的能力培养、或者将该方面的思维和意识置于学校教育阶段进行，是构建工程能力培养体系应考虑的主要因素之一[12]。因此在教学改革与实践中坚持以需求及工程能力培养为导向，通过学校与企业的沟通交流融合，根据对毕业学生的调查跟踪、信息反馈，来达到对课程教学内容不断调整的目的。坚持以成果为导向，开展制定可持续发展的人才教育培养模式和方案，将培养目标的各项指标要求与课程教学内容的知识架构相呼应，体现出成果导向、持续不断改进的教育理念、以可持续发展、创新思维、工程实践能力等方面开展教学设计。由此可见，将综合应用知识能力、创新思维教育、工程实践能力与机械基础系列课程的教学改革和实践相结合，毕业生能力在毕业时及毕业若干年后将达到工程教育认证对于培养目标的详细要求，更好的为国家、社会及行业服务，也能实现本科生个人的社会价值。

五、结论

通过开展以面向机械工程创新驱动发展、以学生的知识学习、能力培养和素质全面提高等为当代工程教育的目标，结果现有的创新大赛、教研互长、深入企业、综合教改等多项实践内容，创新性的改进目前的教学环节及培养模式，在“以学生为中心，产出导向教育，持续改进”的工程教育认证核心理念指导下，将实际科研及工程案例教学引入至相关知识点，结合区域经济发展要求对人才的需求目标，同时注重基础性的教学内容和实践内容相结合的教学理念，教师的教学能力也得到了极大的改善，毕业生也能够较好的达到课程学习目标及毕业要求，但基于工程教育认证目标定位的本科机械类课程改革与实践仍将继续砥砺前行。

参考文献：

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基金项目：上海理工大学教师教学发展研究项目（CFTD194019）资助

作者简介：江小辉（1986-），男，硕士导师，副教授，研究方向：精密加工技术研究。