機械電子工程專業(yè)課程體系建設思考

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摘要：對于應用型本科高校而言，減少課程體系的科學性，增加工程性，更符合應用型高校人才培養(yǎng)的需要。本文從成果導向教育理念出發(fā)，以機械電子工程專業(yè)為例，對應用型本科課程體系提出新的思考，建議對標能力需求，反向設計課程體系，創(chuàng)新教學模式，以學生設計能力為中心，通過知識領域劃分課程，優(yōu)化課程內容，培養(yǎng)學生工程應用能力及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合應用性本科高校定位的工程人才。

關鍵詞：成果導向；反向設計；知識領域

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，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上，加入新課程進行調整，這樣的調整方式無法適用于目前新技術、新業(yè)態(tài)下機電行業(yè)的深刻變革，從而使得教學脫離行業(yè)實際需求，導致學生所學與企業(yè)所需并不匹配、應用型本科高校仍然以理論教學為主、技術應用能力始終無法提升等一系列問題。武昌首義學院是一家以培養(yǎng)高素質應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專業(yè)，其原有課程體系中存在強調理論分析，工程應用性較差，其課程體系對應的能力要求與學生畢業(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向理念，結合調研結果及學生能力的實際情況，重新確立專業(yè)人才培養(yǎng)能力需求，梳理學生的能力缺項，通過能力成果導向方式，反向設計并調整課程體系，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模式，通過梳理知識單元，強化機械基礎課程教學內容，探索了一條符合工程應用能力需求的課程體系建設新模式。

1課程體系建設思路

針對原有課程體系中存在的問題，提出了課程體系建設的三個新思路。1）以“機械類教學質量國家標準”為基礎，“機械專業(yè)教育五大知識領域”為核心，梳理課程體系結構。課程體系的建設應以先進的理論為指導來進行，專業(yè)參考教學指導委員會的“機械類教學質量國家標準”，結合學生能力需求，以機械專業(yè)教育五大知識領域需求構建專業(yè)課程體系。2）成果導向，對接行業(yè)需求，調整課程支撐，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)調研等活動，確立專業(yè)學生能力需求，明確學生能力培養(yǎng)目標。通過以上座談及調研數據統(tǒng)計中發(fā)現，企業(yè)及學生均認為目前課程系統(tǒng)存在的問題有：一是學生工程設計能力缺乏；二是專業(yè)課程無法滿足現在先進制造產業(yè)的人才需求。針對學生能力培養(yǎng)目標的成果需求，反向梳理課程體系對應的能力需求，在課程體系中增加綜合性實踐環(huán)節(jié)，并結合學生已有條件，融入先進制造相關課程內容，提升課程系統(tǒng)與產業(yè)發(fā)展現狀的匹配度。3）以專業(yè)建設成果為基石，強化專業(yè)特色。在前期的專業(yè)建設中，機械電子工程專業(yè)擁有模具和數控技術專業(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年初通過產教融合項目建設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，建立了完善的教學質量監(jiān)控體系。基于以上條件，后續(xù)課程體系建設中，專業(yè)以傳統(tǒng)制造類體系為基礎，結合校企合作資源，以學生能力需求為中心，結合行業(yè)發(fā)展需求，構建融合先進控制技術、智能裝備技術的先進制造課程體系新方向。

2修訂培養(yǎng)目標，依據知識領域梳理課程內容，建立課程體系

按照調研數據，重新確立人才培養(yǎng)目標，機電專業(yè)的人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)目標定位為：緊密結合先進制造技術、信息技術，培養(yǎng)具備人文社會科學素養(yǎng)，數學、外語、物理及計算機基礎理論扎實，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，適應在現代工業(yè)生產中從事數控、模具及先進制造領域的機械零部件設計與制造、設備設計與維修維護、企業(yè)運行管理等方面的寬口徑、復合型、技能型、應用型本科人才。以修訂后培養(yǎng)目標中的能力需求為導向，結合機械電子工程專業(yè)教育五大知識領域需求反向構建專業(yè)課程體系。修訂中按照該項知識領域知識點需求，對課程內容進行梳理，確定該專業(yè)知識體系需求下課程內容及課程安排。五大知識領域包括：機械設計的原理與方法，機械制造工程原理與技術，機械系統(tǒng)中的傳動和控制，計算機應用技術，熱流體[1]。五大知識領域中包含的知識點涵蓋了新國家標準中對機械電子工程專業(yè)的課程體系內容需求。本次課程體系的梳理中強調每部分知識領域包含課程內容的銜接關系，課程內容的依次遞進，建立從理論課程到實踐環(huán)節(jié)的完整培養(yǎng)體系，全面提升學生解決復雜工程問題的能力。機械設計的原理與方法知識領域部分課程體系：補充“現代設計方法”課程，建立從機械原理方案設計到結構設計，最終到優(yōu)化設計、可靠性設計的完整設計能力培養(yǎng)體系。機械制造工程原理與技術知識領域部分課程體系：結合行業(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上，補充先進產線設計、物流技術、先進制造技術，建立從傳統(tǒng)制造理論到先進制造技術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域部分課程體系：將機械電子學知識模塊補充完整，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建，可以看出本次建設突出實用性、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、電工電子等技術應用能力，數控技術原理和先進制造技術知識與技能，又具有繼續(xù)學習和終身學習的基礎、獲取信息和技術交流、創(chuàng)新的方法能力和協(xié)調人際關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

實踐環(huán)節(jié)課程改革要在科學分析社會經濟需求和學生能力需求的基礎上，反向設計實踐環(huán)節(jié)，為學生建立完整的知識結構和能力結構。

3.1以提升實際工程設計能力為需求，更新內容，構建實踐教學體系

根據企業(yè)調研結果及畢業(yè)生反饋，企業(yè)希望學生就業(yè)前了解工程設計方法，具備相關設計能力；畢業(yè)生則希望在校期間，學校增加實踐性強的，與實際課題緊密相關的工程設計類實踐課程，提升自我項目設計能力，為就業(yè)創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。往屆畢業(yè)生認為自身解決復雜工程問題的能力與企業(yè)需求存在一定的差距[2]。根據以上調研結果，調整實踐環(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)學分不大動的基礎上，要增強學生實際工程設計能力，需從原有的課程設計入手。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計環(huán)節(jié)調整為面向專業(yè)某項知識領域的綜合性實踐環(huán)節(jié)，例如在機械系統(tǒng)中的傳動和控制知識領域中，將原有的機電類課程設計“機電傳動課程設計”調整為“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合實踐”，在此項綜合實踐中，要求學生基于前期傳動控制的相關理論知識，結合指導教師提供的來源于科研項目的課題，完成機電一體化產品或設備的系統(tǒng)設計，并完成產品項目模擬申報及專利模擬申報工作，實現了傳動控制類知識內容從理論過渡到綜合實踐，將書本知識轉化為實際項目的教學過程，從而提升學生機電產品設計能力。

3.2拓展實習基地，增加實習項目

在課程體系建設中，專業(yè)結合區(qū)域經濟特色，拓展實習基地，在課程體系中增加實習項目。由于學校地處湖北省，湖北是我國重要的工業(yè)基地，目前，該省先進制造裝備產業(yè)體系已基本形成。全省高檔數控機床、智能專用裝備、關鍵基礎零部件等制造裝備產品特色鮮明，部分產品在細分領域處于國內領先地位。因此在實習基地建設中，拓展武漢市內實習基地，增設企業(yè)實習參觀教學項目。本專業(yè)原有的企業(yè)實習環(huán)節(jié)只有生產實習一項，且在大三下學期，而學生盡早進入企業(yè)參觀可幫助學生了解企業(yè)運行狀態(tài)，掌握專業(yè)未來就業(yè)崗位情況，對于加強學生專業(yè)認同感，明確學習方向，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”，此項實習任務設置在大二下學期開設，可以幫助學生建立專業(yè)方向認知并提高對后續(xù)專業(yè)學習的興趣。在認識實習基地建設上，在原有的武漢市汽車零部件制造企業(yè)基礎上，擬增加國有大型企業(yè)作為實習參觀基地，豐富了實習參觀內容[3]。

3.3完成實驗教學調整，設立獨立綜合性實驗課程

為了適應新形勢下對人才創(chuàng)新思維和綜合能力培養(yǎng)的需要，本次建設中增設了“機械基礎綜合實驗”課程，此課程按實驗自身系統(tǒng)優(yōu)化整合、單獨設置機械工程基礎實驗課程，采用模塊結構分層次安排實驗教學。旨在培養(yǎng)學生掌握機械工程基礎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、實踐性作為準則擬定課程教學內容。重視實驗內容由“單一型”“局部型”向“綜合型”“整體型”拓展；實驗方法由“驗證性”向“設計性”拓展；重視實驗教學與科研、生產相結合。增加實驗內容和選題的柔性和開放性，從而培養(yǎng)學生實驗設計能力，提升學生設計創(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容的梳理，實現了課程知識體系的完整與統(tǒng)一。目前已完成對應理論及實際實踐環(huán)節(jié)教學大綱，在課程體系中融入的新工科內容已初顯成效，其中“制造裝備及機器人技術”課程中實踐環(huán)節(jié)均在產教融合創(chuàng)新基地中開展教學，進一步豐富并提升了教學內容的先進性。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程中，將專業(yè)原有的學科競賽成果引入其中，以創(chuàng)新設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，極大提升了學生創(chuàng)新實踐能力[4-5]。機械基礎綜合實驗室目前已進入實驗室建設階段，已明確實驗室建設方案及對應設備數據。在實習實踐環(huán)節(jié)中，增加認識實習環(huán)節(jié)，并建立了寶武鋼鐵作為新的實習基地，并已完成實習工作。實習內容及參觀廠區(qū)極大拓寬了學生的專業(yè)視野，提升了學習興趣及動力。目前就執(zhí)行初步效果而言，該課程體系的修訂與調整符合專業(yè)學生能力需求，新設置的各類創(chuàng)新類及實踐類課程獲得了學生的歡迎與好評。

5結論

綜上，該課程體系的建設將原有的著重強調理論分析的體系構架打破，引入成果導向的理念，基于學生能力需求進行調研，基于調研結果，反向設計課程體系，結合知識領域重新梳理課程體系，增設符合專業(yè)發(fā)展需求先進制造的課程內容，建設綜合性實踐環(huán)節(jié)，增大實習學時，探索出了工程應用型本科工科專業(yè)課程體系改革的新途徑，對于同類型的高校工科專業(yè)課程體系建設具有一定的推廣及應用價值。

參考文獻：

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[5]劉寶，李貞剛，阮伯興.基于工程教育專業(yè)認證的大學課堂教學模式改革[J].黑龍江高教研究，2017，276（4）：157-160.

作者：趙燕 單位：武昌首義學院