機械電子工程專業(yè)課程體系建設(shè)思考
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摘要：對于應(yīng)用型本科高校而言，減少課程體系的科學(xué)性，增加工程性，更符合應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)的需要。本文從成果導(dǎo)向教育理念出發(fā)，以機械電子工程專業(yè)為例，對應(yīng)用型本科課程體系提出新的思考，建議對標(biāo)能力需求，反向設(shè)計課程體系，創(chuàng)新教學(xué)模式，以學(xué)生設(shè)計能力為中心，通過知識領(lǐng)域劃分課程，優(yōu)化課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合應(yīng)用性本科高校定位的工程人才。
關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向；反向設(shè)計；知識領(lǐng)域
引言
機械電子工程專業(yè)作為一個傳統(tǒng)的工科專業(yè)，在大部分的高校中均有開設(shè)，大部分高校的專業(yè)課程體系改革均為沿用原有課程體系的基礎(chǔ)上，加入新課程進行調(diào)整，這樣的調(diào)整方式無法適用于目前新技術(shù)、新業(yè)態(tài)下機電行業(yè)的深刻變革，從而使得教學(xué)脫離行業(yè)實際需求，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)與企業(yè)所需并不匹配、應(yīng)用型本科高校仍然以理論教學(xué)為主、技術(shù)應(yīng)用能力始終無法提升等一系列問題。武昌首義學(xué)院是一家以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才的本科高校，機械電子工程專業(yè)是該校的重點工科建設(shè)專業(yè)，其原有課程體系中存在強調(diào)理論分析，工程應(yīng)用性較差，其課程體系對應(yīng)的能力要求與學(xué)生畢業(yè)所需能力需求不匹配問題，自2018年開始，機械電子工程專業(yè)采用工程教育認證中成果導(dǎo)向理念，結(jié)合調(diào)研結(jié)果及學(xué)生能力的實際情況，重新確立專業(yè)人才培養(yǎng)能力需求，梳理學(xué)生的能力缺項，通過能力成果導(dǎo)向方式，反向設(shè)計并調(diào)整課程體系，增加實踐環(huán)節(jié)比例，建立從理論到綜合性實踐的一體化教學(xué)模式，通過梳理知識單元，強化機械基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容，探索了一條符合工程應(yīng)用能力需求的課程體系建設(shè)新模式。
1課程體系建設(shè)思路
針對原有課程體系中存在的問題，提出了課程體系建設(shè)的三個新思路。1）以“機械類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)”為基礎(chǔ)，“機械專業(yè)教育五大知識領(lǐng)域”為核心，梳理課程體系結(jié)構(gòu)。課程體系的建設(shè)應(yīng)以先進的理論為指導(dǎo)來進行，專業(yè)參考教學(xué)指導(dǎo)委員會的“機械類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)”，結(jié)合學(xué)生能力需求，以機械專業(yè)教育五大知識領(lǐng)域需求構(gòu)建專業(yè)課程體系。2）成果導(dǎo)向，對接行業(yè)需求，調(diào)整課程支撐，優(yōu)化實踐體系。通過舉辦行業(yè)專家座談、對畢業(yè)生訪談及企業(yè)調(diào)研等活動，確立專業(yè)學(xué)生能力需求，明確學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)。通過以上座談及調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，企業(yè)及學(xué)生均認為目前課程系統(tǒng)存在的問題有：一是學(xué)生工程設(shè)計能力缺乏；二是專業(yè)課程無法滿足現(xiàn)在先進制造產(chǎn)業(yè)的人才需求。針對學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)的成果需求，反向梳理課程體系對應(yīng)的能力需求，在課程體系中增加綜合性實踐環(huán)節(jié)，并結(jié)合學(xué)生已有條件，融入先進制造相關(guān)課程內(nèi)容，提升課程系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的匹配度。3）以專業(yè)建設(shè)成果為基石，強化專業(yè)特色。在前期的專業(yè)建設(shè)中，機械電子工程專業(yè)擁有模具和數(shù)控技術(shù)專業(yè)方向，具備完整的實驗室和課程體系。除此之外，機械電子工程專業(yè)在2016年初通過產(chǎn)教融合項目建設(shè)完成機器人綜合實驗室。自2016年起，專業(yè)兩次申報工程教育專業(yè)認證，建立了完善的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系?；谝陨蠗l件，后續(xù)課程體系建設(shè)中，專業(yè)以傳統(tǒng)制造類體系為基礎(chǔ)，結(jié)合校企合作資源，以學(xué)生能力需求為中心，結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求，構(gòu)建融合先進控制技術(shù)、智能裝備技術(shù)的先進制造課程體系新方向。
2修訂培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)知識領(lǐng)域梳理課程內(nèi)容，建立課程體系
按照調(diào)研數(shù)據(jù)，重新確立人才培養(yǎng)目標(biāo)，機電專業(yè)的人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)目標(biāo)定位為：緊密結(jié)合先進制造技術(shù)、信息技術(shù)，培養(yǎng)具備人文社會科學(xué)素養(yǎng)，數(shù)學(xué)、外語、物理及計算機基礎(chǔ)理論扎實，全面掌握機械電子工程專業(yè)知識和工程實踐能力，具備創(chuàng)新能力、團隊合作能力，適應(yīng)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中從事數(shù)控、模具及先進制造領(lǐng)域的機械零部件設(shè)計與制造、設(shè)備設(shè)計與維修維護、企業(yè)運行管理等方面的寬口徑、復(fù)合型、技能型、應(yīng)用型本科人才。以修訂后培養(yǎng)目標(biāo)中的能力需求為導(dǎo)向，結(jié)合機械電子工程專業(yè)教育五大知識領(lǐng)域需求反向構(gòu)建專業(yè)課程體系。修訂中按照該項知識領(lǐng)域知識點需求，對課程內(nèi)容進行梳理，確定該專業(yè)知識體系需求下課程內(nèi)容及課程安排。五大知識領(lǐng)域包括：機械設(shè)計的原理與方法，機械制造工程原理與技術(shù)，機械系統(tǒng)中的傳動和控制，計算機應(yīng)用技術(shù)，熱流體[1]。五大知識領(lǐng)域中包含的知識點涵蓋了新國家標(biāo)準(zhǔn)中對機械電子工程專業(yè)的課程體系內(nèi)容需求。本次課程體系的梳理中強調(diào)每部分知識領(lǐng)域包含課程內(nèi)容的銜接關(guān)系，課程內(nèi)容的依次遞進，建立從理論課程到實踐環(huán)節(jié)的完整培養(yǎng)體系，全面提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。機械設(shè)計的原理與方法知識領(lǐng)域部分課程體系：補充“現(xiàn)代設(shè)計方法”課程，建立從機械原理方案設(shè)計到結(jié)構(gòu)設(shè)計，最終到優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計的完整設(shè)計能力培養(yǎng)體系。機械制造工程原理與技術(shù)知識領(lǐng)域部分課程體系：結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求及校企共建資源，在原有的制造類課程體系基礎(chǔ)上，補充先進產(chǎn)線設(shè)計、物流技術(shù)、先進制造技術(shù)，建立從傳統(tǒng)制造理論到先進制造技術(shù)及裝備的特色制造類課程體系。機械系統(tǒng)中的傳動和控制知識領(lǐng)域部分課程體系：將機械電子學(xué)知識模塊補充完整，加入“工程測試與信號處理”課程，擴充機電控制類實踐環(huán)節(jié)，實現(xiàn)測控模塊由理論到實踐的完整課程體系。通過以上課程體系構(gòu)建，可以看出本次建設(shè)突出實用性、實踐性、先進性和綜合性的原則。使畢業(yè)生既具備專業(yè)必須的機械、電工電子等技術(shù)應(yīng)用能力，數(shù)控技術(shù)原理和先進制造技術(shù)知識與技能，又具有繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)、獲取信息和技術(shù)交流、創(chuàng)新的方法能力和協(xié)調(diào)人際關(guān)系以及團隊合作的社會能力。
3實踐環(huán)節(jié)課程體系建設(shè)
實踐環(huán)節(jié)課程改革要在科學(xué)分析社會經(jīng)濟需求和學(xué)生能力需求的基礎(chǔ)上，反向設(shè)計實踐環(huán)節(jié)，為學(xué)生建立完整的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。
3.1以提升實際工程設(shè)計能力為需求，更新內(nèi)容，構(gòu)建實踐教學(xué)體系
根據(jù)企業(yè)調(diào)研結(jié)果及畢業(yè)生反饋，企業(yè)希望學(xué)生就業(yè)前了解工程設(shè)計方法，具備相關(guān)設(shè)計能力；畢業(yè)生則希望在校期間，學(xué)校增加實踐性強的，與實際課題緊密相關(guān)的工程設(shè)計類實踐課程，提升自我項目設(shè)計能力，為就業(yè)創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。往屆畢業(yè)生認為自身解決復(fù)雜工程問題的能力與企業(yè)需求存在一定的差距[2]。根據(jù)以上調(diào)研結(jié)果，調(diào)整實踐環(huán)節(jié)課程是本次人才培養(yǎng)方案修訂的重要工作之一。在專業(yè)學(xué)分不大動的基礎(chǔ)上，要增強學(xué)生實際工程設(shè)計能力，需從原有的課程設(shè)計入手。在本次實踐環(huán)節(jié)修訂中，將原有的面向理論課程的課程設(shè)計環(huán)節(jié)調(diào)整為面向?qū)I(yè)某項知識領(lǐng)域的綜合性實踐環(huán)節(jié)，例如在機械系統(tǒng)中的傳動和控制知識領(lǐng)域中，將原有的機電類課程設(shè)計“機電傳動課程設(shè)計”調(diào)整為“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合實踐”，在此項綜合實踐中，要求學(xué)生基于前期傳動控制的相關(guān)理論知識，結(jié)合指導(dǎo)教師提供的來源于科研項目的課題，完成機電一體化產(chǎn)品或設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計，并完成產(chǎn)品項目模擬申報及專利模擬申報工作，實現(xiàn)了傳動控制類知識內(nèi)容從理論過渡到綜合實踐，將書本知識轉(zhuǎn)化為實際項目的教學(xué)過程，從而提升學(xué)生機電產(chǎn)品設(shè)計能力。
3.2拓展實習(xí)基地，增加實習(xí)項目
在課程體系建設(shè)中，專業(yè)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟特色，拓展實習(xí)基地，在課程體系中增加實習(xí)項目。由于學(xué)校地處湖北省，湖北是我國重要的工業(yè)基地，目前，該省先進制造裝備產(chǎn)業(yè)體系已基本形成。全省高檔數(shù)控機床、智能專用裝備、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件等制造裝備產(chǎn)品特色鮮明，部分產(chǎn)品在細分領(lǐng)域處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。因此在實習(xí)基地建設(shè)中，拓展武漢市內(nèi)實習(xí)基地，增設(shè)企業(yè)實習(xí)參觀教學(xué)項目。本專業(yè)原有的企業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)只有生產(chǎn)實習(xí)一項，且在大三下學(xué)期，而學(xué)生盡早進入企業(yè)參觀可幫助學(xué)生了解企業(yè)運行狀態(tài)，掌握專業(yè)未來就業(yè)崗位情況，對于加強學(xué)生專業(yè)認同感，明確學(xué)習(xí)方向，具體深入了解專業(yè)課程有著積極的作用，因此在課程體系中，增加了“認識實習(xí)”，此項實習(xí)任務(wù)設(shè)置在大二下學(xué)期開設(shè)，可以幫助學(xué)生建立專業(yè)方向認知并提高對后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。在認識實習(xí)基地建設(shè)上，在原有的武漢市汽車零部件制造企業(yè)基礎(chǔ)上，擬增加國有大型企業(yè)作為實習(xí)參觀基地，豐富了實習(xí)參觀內(nèi)容[3]。
3.3完成實驗教學(xué)調(diào)整，設(shè)立獨立綜合性實驗課程
為了適應(yīng)新形勢下對人才創(chuàng)新思維和綜合能力培養(yǎng)的需要，本次建設(shè)中增設(shè)了“機械基礎(chǔ)綜合實驗”課程，此課程按實驗自身系統(tǒng)優(yōu)化整合、單獨設(shè)置機械工程基礎(chǔ)實驗課程，采用模塊結(jié)構(gòu)分層次安排實驗教學(xué)。旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握機械工程基礎(chǔ)實驗的基本原理和知識、基本技能和方法，以先進性、創(chuàng)造性、實踐性作為準(zhǔn)則擬定課程教學(xué)內(nèi)容。重視實驗內(nèi)容由“單一型”“局部型”向“綜合型”“整體型”拓展；實驗方法由“驗證性”向“設(shè)計性”拓展；重視實驗教學(xué)與科研、生產(chǎn)相結(jié)合。增加實驗內(nèi)容和選題的柔性和開放性，從而培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力，提升學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力，實踐動手能力。
4實施成果
該課程體系已在機械電子工程專業(yè)實施，通過對各類課程知識內(nèi)容的梳理，實現(xiàn)了課程知識體系的完整與統(tǒng)一。目前已完成對應(yīng)理論及實際實踐環(huán)節(jié)教學(xué)大綱，在課程體系中融入的新工科內(nèi)容已初顯成效，其中“制造裝備及機器人技術(shù)”課程中實踐環(huán)節(jié)均在產(chǎn)教融合創(chuàng)新基地中開展教學(xué)，進一步豐富并提升了教學(xué)內(nèi)容的先進性。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程中，將專業(yè)原有的學(xué)科競賽成果引入其中，以創(chuàng)新設(shè)計競賽題目作為實踐環(huán)節(jié)選題，采用方案論證、方案實施及答辯的方式完成，極大提升了學(xué)生創(chuàng)新實踐能力[4-5]。機械基礎(chǔ)綜合實驗室目前已進入實驗室建設(shè)階段，已明確實驗室建設(shè)方案及對應(yīng)設(shè)備數(shù)據(jù)。在實習(xí)實踐環(huán)節(jié)中，增加認識實習(xí)環(huán)節(jié)，并建立了寶武鋼鐵作為新的實習(xí)基地，并已完成實習(xí)工作。實習(xí)內(nèi)容及參觀廠區(qū)極大拓寬了學(xué)生的專業(yè)視野，提升了學(xué)習(xí)興趣及動力。目前就執(zhí)行初步效果而言，該課程體系的修訂與調(diào)整符合專業(yè)學(xué)生能力需求，新設(shè)置的各類創(chuàng)新類及實踐類課程獲得了學(xué)生的歡迎與好評。
5結(jié)論
綜上，該課程體系的建設(shè)將原有的著重強調(diào)理論分析的體系構(gòu)架打破，引入成果導(dǎo)向的理念，基于學(xué)生能力需求進行調(diào)研，基于調(diào)研結(jié)果，反向設(shè)計課程體系，結(jié)合知識領(lǐng)域重新梳理課程體系，增設(shè)符合專業(yè)發(fā)展需求先進制造的課程內(nèi)容，建設(shè)綜合性實踐環(huán)節(jié)，增大實習(xí)學(xué)時，探索出了工程應(yīng)用型本科工科專業(yè)課程體系改革的新途徑，對于同類型的高校工科專業(yè)課程體系建設(shè)具有一定的推廣及應(yīng)用價值。
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作者：趙燕 單位：武昌首義學(xué)院
