基于工程教育認證的機械電子工程專業教學改革

魏航信 周瑩

摘要：為滿足工程教育認證的要求，對機械電子工程專業進行教學改革勢在必行。首先，要分析機械電子工程專業的特點，通過對學生、本專業教師、企業專家、同行教師的調研，制定出合理的培養方案。其次，要修訂課程教學大綱，加強對學生實踐環節的培養。最后，要積極進行實驗室建設，改革實驗內容，鼓勵學生參加學科競賽等。實踐證明，對機械電子工程專業進行綜合教學改革，滿足了工程教育認證的要求。提升了學生學習的積極性和教師教學效果。

關鍵詞：機械電子工程;本科教學;工程教育認證

機械電子工程專業是教育部新增的目錄外本科專業，西安石油大學于2012年申請并獲批該專業。機械電子工程專業屬于交叉性專業，包含機械、電子、自動控制、計算機、傳感與檢測技術等內容，主要培養學生對機電產品的設計與應用能力。當前，工程教育認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。在這樣的背景下，為滿足工程教育認證的要求，對本科機械電子工程專業進行教學改革勢在必行。以國家工程教育認證的要求為基礎，對本專業的培養方案、課程教學、實踐教學等進行改革，具有極大的必要性和意義。

一、機械電子工程專業培養方案改革

培養方案是機械電子工程專業改革的基礎，對專業建設具有指導性作用。工程教育認證的核心是以學生為中心.所有的教學活動都應該為學生服務，要按需施教。同時，工程教育認證突出了實踐教學的重要性，要求學生在校期間通過足夠的實踐訓練掌握本專業的基本技能。關于實踐教學，學校需聘請企業專家參與教學活動。根據這些要求，本專業培養方案主要按照以下步驟制定。

（一）對學生進行調研

在制定和修改培養方案前，首先對本專業的學生進行充分調研。本專業教師組織學生召開研討會，讓學生談論自己對專業課程設置、實驗教學及其他環節的看法，以及對各個任課教師授課效果的評價，并讓學生互相交流學習心得和體會。學生為專業培養方案的制定提供了很多有益的建議。比如，從學生學習的角度看，大一、大二課程數量雖然較多，但是課程難度不大，因此學生空閑時間較多。大三、大四課程數量雖然較少，但是由于課程專業性強、難度大，再加上學生需要為考研或者就業做準備，學生普遍反映時間太少，節奏太緊張，這些問題反映出本專業課程體系設置得不太合理。因此，學校在制定培養方案時，要充分考慮學生的學習規律，適當增加大一和大二階段課程的數量和難度，給大三和大四學生留出更多的時間，讓學生合理規劃自己的學習與生活。

（二）動員本專業教師，聽取授課教師的建議

教師是教學的主體，所有教學活動均由教師執行，因此學校組織本專業全體教師進行討論。每位任課教師要暢所欲言，談論個人所講授課程的特點以及對工程教育認證要求的理解，同時教師要對課程內容、課時安排、學生學習情況以及教學效果進行闡述。教師在討論后發現，由于工程教育認證對總的學時數和課程課時數進行限制，致使教師普遍覺得自己所帶的課程課時數偏少，不能完成規定的教學任務。針對這個矛盾，大家集體商討對策，最后形成一致建議，即要對培養方案中的課程體系進行優化，課程體系既要滿足專業認證對減少課時的要求，又要把知識給學生講透徹，讓學生掌握相應的知識點。

（三）走訪相關企業和高校，聽取專家和同行教師的建議

由于工程教育認證對學生畢業后的能力有具體要求，同時要求企業專家參與培養方案制定。因此，走訪本行業的企業專家也是非常必要的。本專業教師要充分聽取企業專家對機械電子工程專業畢業生的能力需求。在走訪過程中，教師首先介紹本專業培養方案對畢業生提出的要求、課程體系、實踐性環節等，然后介紹學生的學習情況。企業專家普遍反映，從工程實際應用出發，培養方案需要突出對畢業生機電產品設計能力、計算機制圖（CAD）能力以及技術溝通能力的培養和提升等。此外，本專業教師也走訪了相關高校機械電子工程專業的教師，聽取他們對專業認證的看法和關于培養方案的修改意見。

二、課程教學改革

制定好培養方案后，按照培養方案體系，學校組織教師對每門課程都進行了教學改革，主要包括制定理論課程教學大綱以及課程設計、生產實習、畢業設計等實踐環節教學大綱。

（一）理論課程教學大綱

理論課程主要包括通識教育課程、專業基礎課程、專業課程三部分。通識教育課程主要包括大學語文、大學物理、大學英語、思想政治理論課、大學體育等課程，其目的是使學生掌握自然科學知識與人文素養，以及培養學生良好的職業道德。專業基礎課程主要包括模擬電子技術、數字電子技術、機械設計基礎、自動控制原理、計算機編程等基礎性專業課程，主要是使學生掌握本專業的基本技能。專業課程主要包括數控系統及編程、傳感器與檢測技術、機電系統故障診斷技術、機電專業英語、機械制造技術等專業性質課程。此外，專業課程還包括不同方向的課程以供學生選修，如通用機電方向的機器人技術、機械CAD技術等課程，石油生產自動化方向的數字化采油裝備、鉆機自動化技術等課程。學校在制定課程教學大綱時參照專業教育認證的要求，增加了課程性質和目的、課程的畢業要求及課程教學目標、課程教學內容、學時分配與教學方法、考核及成績評定方式、課程教學目標達成度評價等內容。修訂過的課程教學大綱能夠滿足專業教育認證的要求，能形成一個合理的課程教學體系。

（二）實踐環節教學大綱

由于工程教育認證強調對學生實踐能力的培養，因此學校對課程實驗、課程設計、生產實習、畢業設計（論文）等實踐環節教學大綱進行了修訂。實踐性環節教學大綱主要強調學生的參與性和對學生動手能力的培養。教學大綱主要包括課程實驗（課程設計、實習等）的性質和目的、課程的畢業要求及課程教學目標、教學內容要求的學時分配與教學方法、考核及成績評定方式、教學目標達成度評價等內容。此外，學生在做課程實驗時還需要寫清楚每項實驗的名稱、所在實驗室名稱、位置等信息。課程實驗一定要與相應的理論內容相結合，即課程實驗教學目標應該與理論課程教學目標相一致，這需要實驗員與理論課任課教師互相協商、互相配合。

（三）其他輔助教學工作

由于工程教育認證自評報告的支持條件強調了實驗設備在數量和功能上應該滿足教學的需求，因此針對本專業實驗設備現狀，學校新增了機電類專業實驗設備，以滿足工程教育認證的需求。比如，學校購置了六自由度工業機器人實驗平臺，自行設計了鉆機自動送鉆實驗平臺、抽油機綜合性能測試實驗平臺等。教師也改進了相應的實驗教學內容，以往的實驗主要為演示性實驗，但工程教育認證強調學生的參與性和對學生動手能力的培養，因此教師重新規劃了大部分實驗，增加設計型、綜合型實驗，減少演示性實驗。比如：教師新增鉆機自動送鉆編程及控制實驗，讓學生自行編程并進行實驗調試、數據記錄和分析：新增工業機器人編程，給學生分配任務，讓學生通過編程.實現工業機器人機械手抓取物體，從一個位置移動到另一個指定位置上。這些實驗極大地提升了學生參與實驗的積極性和教師實驗教學效果。此外，對于有危險的實驗項目，教師要積極探索虛擬仿真實驗教學。筆者所在學校的該專業2018年申請并獲批省級虛擬仿真實驗中心項目，讓學生通過電腦進行虛擬仿真實驗操作，這樣既能保證人人參與實驗，實現不可逆實驗的可重復性操作，又能激發學生的興趣，符合工程教育認證的發展方向，更能保證學生的安全。同時，為了進一步提高學生的創新能力，教師要積極動員學生參加課外科技競賽，以提高實踐動手能力。

三、結語

機械電子工程專業屬于國家新增目錄外專業，設立時間比較短，且需要參加工程教育認證，因此學校需要按照要求對本專業進行改革。以“學生中心，強調學生能力的獲得，提高學生的參與性和動手能力”為目標，學校制定培養方案時需充分聽取本專業學生、本專業教師、企業專家、其他高校同行教師的意見和建議，以制定出合理的培養方案。以培養方案為依據，學校對理論課程、實踐環節課程的教學大綱進行修訂，同時積極建設實驗室，增加實驗設備。教師也對實驗教學內容進行改革，積極動員學生參加課外科技競賽，以提高學生的實踐能力和動手能力。實踐證明，這些綜合措施極大地提升了教師的教學效果，滿足了專業教育認證的要求。