工程教育认证的机械制造技术教学改革

摘要：为了促进机械设计制造及自动化专业培养目标及毕业要求达成，以工程教育认证及“模块化”教学理念为指导，提出了从事机械制造领域工作所应具备的能力，并对教学内容进行模块重组。围绕某一工程能力，提出不同的学习目标及其权重值。根据权重值不同，设计不同的教学活动，并对如何评价教学效果进行探讨，并提出了持续改进的目标。

关键词：工程教育认证；模块；工程能力；权重

一、引言

我国高等院校培养出的工科技术人才总量居世界前列，但我国工程教育还没有使企业和学生满意，主要表现是，学生工程意识较弱，实践能力较差[1]。开展工程教育认证，一方面给我们带来新颖的育人理念，另一方面有助于我国未来工程专业毕业生获得国际执业资格。对于机械设计、制造及自动化专业来说，准备和通过工程认证，是学校培养合格机械工程师的有效保障，就是要以国家机械类工程教育专业认证标准为指针，对该专业的培养目标，教学理念、教学内容、教学方法、评价机制等方面进行相应的改革。

二、工程教育认证与“模块化”教学改革理念

工程教育专业认证就是工程技术行业的相关协会连同工程教育者对工程技术领域相关专业（如机械工程、土木工程）的高等教育质量加以控制，以保证工程技术的从业人员达到相应教育要求的过程[2]。工程教育认证是对工程教育最低标准的检查，保证未来工程师从业人员获得质量可靠的，与其职业发展密切联系在一起的专业教育，促进了工程教育的职业化和专业化，保证了工程教育与工程师职业密切联系，促进工程界与教育界密切联系[3]。其核心理念是，工程教育要以学生学习成果为目标导向，通过有力引导，确保工程专业毕业生达到专业认可的既定质量标准要求，这就需要将学生的培养目标和毕业出口导向要求放在极其重要的位置，以此做为合格性指标，推进工程教育工作。具体到专业课体系设置乃至每门课程安排，其要求和内容应把学生放在教学主体地位，围绕学生能力培养，以学生能力的全面提升为目标导向来组织和持续改进[4]。德国高等教学中“模块Module”通常由几个相关联的教学课程组成，一个模块构成一个相对独立的教学单元[5，6]。模块以培养学生的能力为目标，不过分强调学科的知识性和内在逻辑性。德国应用科技大学把能力分成三类，即专业能力（与专业相关的知识技能储备）、方法能力（用恰当方法解决实际问题的能力）、社会能力和自我能力（交际能力、团队精神、自学能力）。为了实现不同的能力可采取不同的教学活动，要有讲座课、研讨课、练习课、实验训练课、项目教学课、学生自学等。为了实现专业能力，多使用讲座课，而实现方法能力、社会能力和自我能力多采用研讨课、练习课、项目教学课等不同形式的教学活动。国际工程认证与德国高等教育“模块化”共同的教育理念是，把学生放在教学的主体地位，以学生的能力培养为主要目标，而专业认证更加注重学生的培养目标与学生学习成果的达成度，更加强调持续改进性。

三、面向工程认证的模块化教学改革探讨

（一）专业培养目标、毕业要求及课程模块化整合

通过走访用人单位，分析了机械行业对机械设计、制造及自动化专业人才的需求，及本地区的特殊需求，提出了本专业培养目标及毕业要求。其中，专业培养目标是学生经过五年的学习之后所达到的要求。该专业培养目标是，培养德、智、体、美全面发展，具有较高的思想道德、文化修养和较强的工程实践能力及创新精神，具备机械设计、制造、自动化基础知识及其应用能力，能在复杂的机械工程及相关领域从事机械设计、制造、技术开发、设备维护、生产管理等方面工作的工程应用型人才。针对培养目标，我们提出了学生毕业时达到的要求，即毕业要求。毕业要求共有7条，关于机械设计制造我们提出这样的毕业要求：能运用机械设计制造原理，正确理解和绘制复杂的机械加工零件图、产品装配图及加工工艺过程流程图，并综合分析经济、社会及相关工程因素，使用计算机进行复杂机械产品的辅助设计和制造。鉴于上述毕业要求，分析了从事机械制造领域工作的毕业生应具有如下几方面的能力。1.从事机械制造工艺规程编制与实施的工作能力。2.从事工艺工装的设计制造工作能力。3.对机械制造装备进行设计、维护、改造的能力。4.运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；运用计算机进行辅助设计、制造的能力。围绕上述能力，我们对教学内容进行了模块化重组，把切削原理与刀具的内容与数控技术中数控编程并入机械制造技术I模块，而把数控机床的电控内容并入机械制造装备及其控制模块内容。这样处理的好处是机械制造I、机械制造II模块以编制机械制造工艺规程为主线，系统介绍了编制工艺规程所需要的知识，包括数控加工知识，从而大大提高编制工艺规程能力[7]。

（二）细化可评测的学习目标

机械制造技术模块的学习，有助于学生具备从事机械制造方面工作的能力，对专业培养目标及毕业要求达成，做出自己应有的贡献。为了实现上述能力，比如能从事机械制造工艺规程的编制与实施的工作能力，提出了如下学习目标及其权重值，如表1所示。目标要求2、3对于学生提高从事机械制造工艺规程的编制与实施的工作能力含权值较高。另外，编制工艺规程所需的基本概念，主要指工艺过程及其组成，生产纲领、生产类型、零件结构工艺性等问题，目标的实现，不是死记硬背，主要体现在能在实践中灵活运用，因而学生的实践能力，分析问题和解决问题能力也是也是很重要的。

（三）围绕学习目标设计学习任务和学习活动

根据学习目标的权重值，设计不同的学习任务及学习活动。对于权重值较高的学习目标，可以通过讲课、作业、实验、实习、项目驱动来达到目标要求。对于表1中含权值较高的学习目标，牵涉的概念较多，比如工序基准、定位基准、限位基准、粗精基准选用原则及工艺路线安排原则等。这些概念，大多都是在实践中进行的总结及理论提升。学生大部分来自学校，实践经验不足，对上述概念原则无法理解，因此会感到枯燥乏味，只能死记硬背通过考试，达不到学习目标要求。为了达到学习目标，除了讲课、作业等正常教学活动以外还可以通过以下教学活动来解决。1.夹具拆装实验。夹具拆装实验就是把学生分组对某个夹具及其工件进行测绘、组装，并画成相应的装配图。通过该实验，学生对夹具的功能、组成有所了解。尤其对定位元件及其作用有了较强的感性认识，加深对工序基准、定位基准、限位基准概念的理解，同时对精基准选择原则中基准重合原则有了直观的了解，锻炼学生的实践能力，促进了学习目标2达成。2.实习，项目驱动教学。机械制造技术模块中的工艺规程编制这一章的内容，大部分是如何编制的规则，如果在教学中照本宣科，学生无法理解，只能死记硬背通过考试，无助于提高学生的工程能力。因此，我们以项目驱动方法来完成教学。所谓项目驱动教学法，是指在教学过程中，以项目的展开为主线，将相关知识点融入到各个项目环节中去，进行层层推进，安排学生分小组围绕工程项目进行讨论，协作学习，最后通过共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种教和学的模式。为了达到使学生具有编制工艺规程的能力这一教学目的，使学生置身于工作现场中，以一个典型零件的工艺规程编制为项目，通过学生自主、互动学习编制工艺规程有关的理论知识，例如，加工零件粗、精基准的选择，加工工艺路线制定等理论，在老师的指导下，以学生为主，来完成该项目。通过教学实践，发现该种教学方法的特点是，由以教师为中心转变为以学生中心，由以教材为中心转变为以项目为中心，学生能真正理解编制规则，提高编制工艺规程能力。

（四）评估实际学习效果

通过不同的学习任务和学习活动，来促进学习目标达成。要想合理评估学生的学习效果，必须有一个正确的学习效果评价标准。过去只是以考试或者项目报告书作为评价标准，而不考核全过程，导致学生项目报告互相抄袭，考前重视背诵讲义内容，没有达到提高学生工程能力的目的。我们以考核学生的全过程作为学习效果评价标准，现推出一种n+2考核方法，n里面包括项目、论文、测验等多种考核方式，占总成绩的50%，平时笔记占10%，考试成绩占40%，考试成绩不超过50分或过程考试不及格，最终成绩均不及格。这样，不是以考试成绩作为最终成绩，使学生对过程更加重视，有助于提高学生的工程能力，考试中围绕学习目标及含权值出题目，题目源于各个教学环节，很多试题答案并不唯一，重点考查学生的工程能力及迁移能力。

（五）反思与持续改进

通过一学期的教学实践，学生对机械加工路线拟定掌握并不十分理想，平均得分较低，未达到预期的教学效果。究其原因，该部分内容是教学难点，学生在对口工厂实习机会较少，对加工手段认知较少，另外，学生的识图能力较差。下学期准备增加加工手段视频播放，以弥补学生的现场经验不足；和机械制图老师沟通，多进行识图方面的训练。

四、结语

通过上述面向国际工程认证和模块化教学改革的研究，我们得到如下结论。1.以工程教育认证及“模块化”教学理念，分析了机械设计制造及自动化专业培养目标及毕业要求，提出了从事机械制造领域工作所应具备的能力，并对教学内容进行模块重组，打破了学科的界限，突出学生工程应用能力培养，从而更容易促进培养目标及毕业要求达成。2.围绕某一工程能力的提高，提出了不同的学习目标及权重值，根据权重值不同，设计不同的教学活动，以加强学习目标达成；围绕不同的学习活动，提出了过程考核的考核标准，考试题目源于各个教学活动，以考查学生是否达到相应的毕业要求。3.围绕着工程认证所进行的教学改革，虽取得一定成绩，但也存在一些问题，学生的实践认知能力有待进一步提高，学生的识图能力较差，学习主动性有待进一步加强。在以后的教学中，我应继续深入研究，持续改进。

参考文献：

[1]曹小宇,幸继红,谢方平等.机械设计及自动化专业工程教育认证实践[J].农业工程,2014,4(5):93-95.

[2]陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响[J].高教论坛,2011,(7):29-32.

[3]韩晓燕,张彦通.工程教育专业认证制度及其对工程教育的影响[J].大学研究与评价,2008,(1):86-89.

[4]万林林,伍俏平,郑朝晖.工程教育认证下机械制造装备设计课程改革[J].当代教育理论与实践,2015,(4):40-42.

[5]宿静瑶,汪木兰,曹雪虹等.德中应用高校机械类本科专业模块化教学体系比较研究[J].中国现代教育装备,2013,179(19):89-92.

[6]张鸣放,窦力军,于雷.中德应用型大学课程设置比较分析[J].高教研究,2011,(6):50-55.

[7]徐强,许泽银,朱爱华.机械制造技术模块化教学改革研究[J].中国教育技术装备.2015,(10):111-112.

作者:徐强 姜海 朱爱华 单位:合肥学院机械工程系 华东交通大学机电工程学院