中国工程教育专业认证标准下机械工程实践教学模式的研究

李晓晖，许悦，张艳芹，孙孟辉，许坤波，高佩川

（南京工程学院，江苏 南京 211167）

本文将结合国际工程认证和卓越工程师计划两方面的标准，以南京工程学院流体传动与控制专业卓越工程师计划实施以来取得的成效为切入点，探索新工科背景下如何提高学生的工程实践能力和实践教学效果，以及如何满足国际工程教育认证和企业要求，探索并改进中国工程教育专业认证背景下工程实践教学的新模式。

1 现行实践教学的背景与模式剖析

我国于2016 年成为《华盛顿协议》第18 个正式成员国以来，为体现其宗旨和贯彻其基本理念，我国工程教育认证坚持以学生为中心理念、产品导出理念和持续改进理念等三个基本理念，以达到解决复杂工程问题能力这一目的。解决“复杂工程问题”是工程教育本科专业认证区别于其他类型工程教育认证的重要特征,这也是我国高等院校本科工程专业达成工程教育认证的重点和难点；其中，良好的校企合作实习基地建设可借鉴企业的技术创新方法和最佳实践思路,对工程教育中的“复杂工程问题”中的难点问题提出一种解决思路，为工程专业实践教育提供参考。

工程实践与协作创新是机械设计制造及其自动化专业人才培养的出发点和落脚点，其主要包括学生工程意识、实践能力、协作精神和创新思维的培养，目前，国内大多数高等院校已将认知实习、生产实习和毕业实习作为机械工程专业实践教学课程的主要环节和固有模式。实践教学经历了卓越工程师计划的人才培养模式，在企业实践过程中，形成了工程设计、工程制造、工程应用的三段式工程训练模式，更多地强调在加强校企合作基础上构建面向工程一线的工程教育体系，形成了一套特有的教学环节。因此，卓越工程师计划更多的是强化学生在工程实践方面的创新能力和创新思维的培养，通过“学习+企业”的实践教学模式培养学生的工程实践能力，达到卓越工程师的培养目标。而在当前进行的国际工程认证背景下，工程教育培养学生解决“复杂工程问题”能力的教学模式可以借鉴企业在技术创新中用到的方法论。从企业需求视角来看，只有真正既掌握集成产品开发模式又掌握专业技术知识的毕业生，才具备解决“复杂工程问题”的能力。“复杂工程问题”在涉及工程技术问题的同时还涉及大量非技术性的问题，因此，工程教育院校在国际工程认证背景下卓越工程师计划的实践教学可以借鉴企业界多年来在技术创新探索历程中的经验教训，吸收诸如集成产品开发模式（IPD）等适用于解决“复杂工程问题”的方法论和最佳实践，从而培养具备解决企业实际工程问题综合素质的高水平工程师。

2 实践教学“四层六度”模式的改革举措

在国际工程认证背景下南京工程学院机械制造及其自动化专业本科生工程实践教学体系分为基础实践层、工程认知层、综合实践层和创新实践层四个层次，即基础层、主干层、专业层和核心层；具体实施措施分为计划内必修实践环节和课外选修实践环节两部分，工程实践环节和毕业设计构成了实践教学综合体系。以计划内必修实践环节为主的专业实践能力培养课程体系，包括独立设课实验、课程设计、实习教学、项目训练、毕业设计（论文）以及其他实践环节等。此外，本专业还增加了课外选修实践环节，相对应计划内各层次实践环节配套开展了数学建模、大学生创业设计、UG ( Pro/E、SolidWorks ) CAD 证书、博世力士乐行业资格证书等多种学科竞赛、科技创新及社会实践活动的创新实践层体系，为本专业培养高素质创新人才的目标的实现进一步提供保障。

为了进一步加强应用型本科院校建设的进程，在机械制造及其自动化通过工程认证后，提升卓越工程师计划取得的前期成果上，面向“中国制造2025”，在实践教学环节和改进中采取“六度”模式即（B-D-H-V-D-P 模式）,以进一步提高实践教学的效果。

拓宽独立设课实验的广度（Breadth）：随着当代人工智能技术的发展，理论知识间的学科交叉融合已经成为新工科的必然趋势，因此，必须拓宽独立设课实验的广度，增加生物仿生学、光学等基础学科的独立设课实验范畴，强化学生在交叉学科之间的感性认识。

提高课程教学实验的难度(Difficulty)：课程教学实验是设置在相关专业课程教学过程中，为了提升学生理论知识与实践能力相结合的重要教学环节，从单一的验证型实验过渡到设计型实验的模式，增加一定的难度，满足专业认证通用标准和机械类补充标准的要求，使学生积累解决复杂工程问题的基本经验。

提升课程设计水平的高度(High)：课程设计的项目化训练不仅可以加强学生对所修理论课程的理解和掌握，而且充分利用博世力士乐机电一体化实验中心等现有的实验设施，增加了搭建实验系统或使用仿真手段验证自身设计回路正确性的环节，不仅使学生通过课程设计加强理论知识的理解和应用，而且将理论知识和工程实践应用结合，进一步强化了学生对工程实践的感性认识。

加深校内实习教学的远度(Vision)：实习教学充分发挥校内实验室博世力士乐机电一体化实验中心及仿真中心等实验室建立的可视化机械零件、液压元件等专用模型供学生观摩教学，同时，采用计算机虚拟现实技术进行零部件和机械工程设备的三维动画建模，实现了虚实结合的教学模式。

强化专业综合实践的深度(Depth)：专业综合实践通过与校企合作建设了稳定的实践基地，实行校企双导师制度，将校方老师的理论知识和企业导师的生产实践经验融合，保证项目训练的顺利进行和训练质量的提高。选题既要符合本阶段课程的教学要求和结合人工智能、机器人等时代特征，又要注意选题内容的先进性、综合性、实践性，具有一定的工程实用价值，训练学生综合运用所学的理论知识独立分析、解决复杂工程实际问题的综合能力。

促进团队形式实践教学活动的力度(Power)：团队实践是现代高等教育对学生培养必不可少的一个环节和关键，从课程实验、专业认识实践、课程设计到毕业设计均采用团队形式进行，促进学生在学校实践教学活动过程中的团队合作精神和集体观念，为走向社会积累一定的经验。

3 结语

本文针对工程实践教学环节和模式存在的问题，在深化实践教学改革的过程中，对独立课程设计实验、课程教学实验、课程设计、校内生产实习和校外专业综合实践等实践教学环节进行探索，实施了一系列的改进措施，提出了“四层递进，六度支撑”的模式体系，并取得了一定成效。伴随着我校机械制造及其自动化专业成功通过工程教育认证，专业将继续以提高学生实践能力为中心，与时俱进地持续改进理念，不断完善实践教学体系和实践教学培养方案的建设。在学生实践教学环节的培养方面，不应该处于简单的模仿阶段，而必须走出一条适合我国工程大国相匹配的有中国工程特色的独特道路，为支撑新时代中国工程教育的发展战略，实施“融合创新”范式和构建新的知识体系、专业设置逻辑和管理办法、人才培养模式，以真正提高高校毕业生解决“复杂工程问题”的实践能力，走出一条能反映中国应用型大学独特水平的工程教育之路。