工程教育專業認證下的高校機械專業的教學實踐和探索

錢煒 丁曉紅 劉婧崢 董汭瓊

摘 ?要：首先介紹國際工程教育認證的發展，接著分析了國內工程教育認證發展應對的挑戰和問題，闡明高校進行工程教育認證的必要性和迫切性，結合上海理工大學“機械設計及其自動化專業”開展中國工程教育認證的過程和實踐，探索如何在在工程教育認證背景下實現機械專業教育教學改革，培養學生解決機械領域復雜工程問題的能力，持續改進，提升人才培養質量。

關鍵詞：工程教育認證;培養目標;機械復雜工程問題;持續改進

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）22-0109-04

Abstract： This paper introduces the development of international engineering education accreditation， discusses the challenges and problems of the engineering education accreditation in our country， and clarifies its necessity and urgency of the accreditation in the colleges and universities. Based on the practice of the accreditation of "mechanical design， manufacture and automation" in University of Shanghai for Science and Technology， the author explores how to implement the mechanical education reform in the context of engineering accreditation， cultivate students' ability to solve the complex problems in mechanical engineering and make continuous improvements in order to raise the quality of personnel training.

Keywords： engineering education accreditation; training aim; complex problems in mechanical engineering; continuous improvements

一、概述

自2016年6月中國以正式成員身份加入《華盛頓協議》以來，各大高等院校都對加入中國工程教育專業認證工作抱有很大熱情。工程教育專業認證最早起源于西方發達國家，工程教育認證是專業認證機構對高等教育院校開設的教育計劃和教學過程進行專門性的認證，目的在于確保高等教育工程質量達到預期目標，為相關工程技術從業人員提供進入社會市場前的教育質量提供保證。工程教育認證的推廣，將改變我們的教學理念，會促進我國高等教育教學的改革，如何把工程教育認證的內涵和理念融入機械類專業教育教學改革中，需要探討研究。

二、國際工程教育認證體系及主要機構

（一）國際工程教育認證體系

國際工程教育認證體系在全球范圍內主要分為2類，一類是《華盛頓協議》為主的英語國家間工程教育互認體系[1][2]，另一類則是《歐洲工程教育項目認證計劃（EUR-ACE）》以德法兩國為主的歐洲工程教育互認體系[3]。兩類不同的互認體系由于存在教育體制的不同，產生分歧在所難免。2007年在國際工程教育大會上，兩種體系達成統一的互認體系。隨著全球化不斷加強，兩種體系經過磨合會不斷趨向融合。

《華盛頓協議》于1989年簽署，最初協約方包括6個國家，他們分別是英國、美國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞和新西蘭。所在國家的工程組織互相認可已被認證通過的工程專業點。以上6國均來自英語國家，教育系統及教育模式相似。后來日本及韓國的正式加入，標志著《華盛頓協議》進入非英語國家。

（二）國際主要工程教育認證機構

認證機構是一種評鑒機構，起著制定專業標準，推動學科專業的改革與創新，改善專業教學質量，指導專業發展的作用。對于認證機構的建立，各國倡導民間專業化組織，由第三方中介組織承擔，不受任何行政干預，所以認證機構多數由具有信譽較高的行業協會來擔任。美國和德國是世界上工程教育走在世界前列的兩個國家，了解他們工程教育認證機構，對于建立完善我們國內的工程教育認證機構有借鑒作用。

在美國負責工程教育專業認證的機構是工程與技術認證委員會（Accreditation Board for Engineering and Technology），簡稱ABET;在德國相應的認證機構是德國工科專業認證機構（Accreditation of Bachelors and Maser's Study Programs in Engineering， Informatics， Natural Sciences and Mathematics），簡稱ASIIN。二者都具有國際視野，與世界各國學術團體建立往來。在國際接軌方面，ABET更甚一籌，除了積極發起《華盛頓協議》，首創國際工程師互認體系，還推行“實質等效評估”和“教育學歷評估”。

三、我國工程教育認證發展

（一）中國工程教育認證近況

中國工程教育專業認證工作最早開始于1992年建設部進行的建筑學等專業試點工程教育專業認證，到目前已有25年的發展歷史。期間，全國工程教育專業認證專家委員會“中國工程教育認證協會CEEAA”，擁有了有關認證標準和程序等文件及認證工作的遵循的原則和指南。2016年4月，工程教育認證國際研討會在北京召開。同年6月，我國工程教育認證機構正式成為了《華盛頓協議》的締約國。表明我國工程教育認證工作取得了很大的成績，逐漸獲得國際上的認可。

我國高等工程教育目前的現狀是：規模位居世界第一，但質量上不是工程教育強國;雖然是制造業大國，卻不是世界范圍內的制造強國。工程教育的認證作為改進工程教育的一種手段，為保障工程教育質量搭建平臺，促使工程教育院校與外面企業更多的接觸聯系，為在中國建立專業工程師認證做重要的基礎工作。

（二）認證的必要性和緊迫性

工程教育認證在我國還是新生事物，一直不斷改進中，修訂后的《工程教育認證標準（2015版）》更加全面、細致、具體。工程教育認證備受高等工程院校的關注，越來越多院校工程專業加入了認證申請的行列中，參與度不斷在提升。盡快與國際工程教育接軌，才能緊跟國際步伐，這也是實現國內工程教育改革的最佳途徑[4]。

四、工程教育認證的實踐

上海理工大學機械設計及其自動化專業分別于1984年、1986年、1996年獲得“機械設計及理論”、“機械制造及自動化”、“機械電子工程”碩士學位授予權，2005年獲得“機械工程”一級學科碩士學位授予權，2011年獲得“機械工程”一級學科博士學位授予權;同時本專業于2006年被確定為上海市教育委員會第二期本科教育高地和“國家級大學生創新創業訓練計劃”實施專業，2007年被教育部確定為“國家級特色專業”， 2012年在上海市教委專業選優評估獲得優秀專業，2013年被確定為“教育部機械設計制造及其自動化專業綜合改革試點專業”。

本專業擁有國家級裝備制造虛擬仿真教學中心、機械工程基礎實驗中心、機械工程專業實驗中心、機械工程實訓中心、CAD中心、大學生機械工程創新基地，滿足機械類基礎課程實驗、專業實驗、畢業設計以及大學生創新創業課程等教學工作的需要。

機械設計制造及其自動化專業作為“制造業黃埔軍校”的主要工科專業之一，是一個系統性和工程性很強的專業，包括機械設計、機械制造、機械測試與控制、數控技術、液壓與氣動技術和經濟管理等知識，學生須具備系統思維能力和解決復雜工程問題能力。在目前中國工程教育認證的背景下，應當對照工程教育認證的標準，優化培養方案和課程體系，提高教學質量，為中國的制造業培養更多的專業人才。

2016年，本專業向中國工程教育專業認證協會提交了專業認證申請，并獲得批準，2017年7月向中國工程教育專業認證協會提交了專業認證自評報告。2017年底通過了專家組的進校考查，2018年中國工程認證協會發布文件“機械設計制造及其自動化”專業通過中國工程教育認證，有效期6年。

（一）培養目標的修訂

工程教育認證的核心理念是以學生為中心，以成果為導向，以持續改進為理念。以能力培養為宗旨，以能力達成為目標。中國工程教育認證協會制訂的我國專業認證通用標準和補充標準中，在學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍等七個方面與國際標準緊密對接。其中培養目標的合理與否是制訂培養方案的關鍵，培養目標是指本專業畢業生在畢業5年左右能夠達到職業和專業成就的總體描述，還包括畢業要求。

上海理工大學是一所具有百年辦學歷史，以工為主，工、理、管、經、文、法和藝術等多學科協調發展的應用研究型大學。學校注重開放協同，致力于培養學生有思想的頭腦、國際化的眼光，結合社會經濟發展需求和上海市區域經濟特征，提出“工程型、創新性、國際化”的辦學定位，積極推進創新發展與內涵建設，制定了“立足上海，面向世界，育人為本，服務社會”的辦學宗旨，以及“以社會經濟需求為導向，培養高素質人才;以工程應用管理為特色，建設高水平大學”的辦學理念。培養“具有國際視野和創新能力的工程型、應用型、管理型高素質人才”的總體培養目標。

本專業培養“工程型、創新性、國際化”的機械工程領域的專業工程師，可勝任機械及其相關工程領域的技術和管理工作。

本專業培養目標的制定立足國家和上海優先發展先進制造業的現實，面向先進制造業升級轉型的需求，為先進制造業培養高素質創新型工程技術及管理人才，這是順應國家和地區社會經濟發展需要的客觀體現。

（二）畢業要求和課程體系

本專業畢業要求緊密圍繞專業培養目標的實現，在對用人單位、畢業生、企業行業專家、本專業教師以及社會需求充分調研的基礎上，由培養計劃修訂小組制定。畢業要求有12條標準，根據培養目標，制訂了具體專業畢業要求。

對畢業要求的每一個指標點進行合理分解，通常每個畢業要求分解3-5個二級指標，1為工程知識，2～4為工程能力，5、6、9、10、11為通用技能，7、8、12為工作態度，本專業共分解了33個二級指標點，既是為了適應社會的需要，也是為了學生的自我發展需要。每個指標點由3-5門課支撐。課程體系是落實畢業要求的載體，課程設置、課程內容、課程教學、課程評價等應能全面支撐畢業要求的達成。課程的達成度支撐畢業要求達成，畢業要求達成支撐培養目標達成。根據課程內容和學分等因素決定對畢業要求指標點的支撐強度和支撐系數。

本專業根據畢業要求設置課程體系，有明確的課程先后修讀關系，學生應修滿168學分方可畢業。其中數學與自然科學類課程為25學分，占總學分的15.2%，工程及專業相關課程60學分，占總學分的36.6%，工程實踐與畢業設計39.5學分，占總學分的24.1%，人文社科類課程39.5學分，占總學分的24.1%，各類課程的學分均滿足中國工程教育專業認證通用標準及補充標準。課程體系滿足認證標準要求的學分比例，并覆蓋專業補充標準對核心知識領域的要求，專業課程體系支撐本專業畢業要求，滿足工程教育專業認證通用標準及補充標準的要求。為了滿足知識、能力和素質的要求，增加了計算方法、大學化學、熱工基礎和流體力學等課程，優化和完善了課程體系。

（三）培養學生解決復雜工程問題的能力

工程教育認證的理念是以學生為中心，是關注學生“學”，而不是關注“教”，關注學生是否取得了應有的學習成果（知識、能力、素質），獲得了學業發展，而且是幫助每一個學生都獲得學業發展，教學設計的起點是預期的學生學習結果，教學實施的目標是幫助學生獲得學習結果，現有課程體系中，學生具有較強的專業基礎知識，但工程思維能力，解決復雜機械工程問題能力，以及團隊合作，溝通與交流能力弱，缺乏撰寫研究報告、專利訓練等。

培養畢業生解決復雜工程問題的能力，從而提高工程教育質量。把培養解決復雜工程問題能力貫穿于四年本科教育中。教學中，復雜工程問題在各個教學環節中都存在，在課程設計、課程作業、科技創新等教學環節中，主動將工程問題的復雜性融入到教學內容中，對解決復雜工程問題進行教學設計、實施。

根據企業對創新人才需求及解決復雜工程問題的要求，通過對學生的問卷調查，我們對評價結果進行有效落實及持續改進，對本專業在2018級培養計劃中增設《復雜機電系統綜合設計（1）》《復雜機電系統綜合設計（2）》兩門課程，對解決復雜工程問題能力的培養采用專業基礎課到專業課的能力培養縱向驅動模式，旨在綜合應用《理論力學》《材料力學》《機械原理》《機械設計》等課程的相關知識，以案例教學、問題導向和實踐為主的教學方法，培養學生解決復雜機電工程問題的綜合能力。

從機器/機構功能實現及原理設計能力→機械結構分析能力→零部件結構設計能力→機械制造工藝設計能力→機械測試控制設計能力→項目組織管理能力，對應工程認證中的問題表達描述能力→分析能力→解決方案設計能力→現代工程工具和信息技術應用能力→對環境社會等影響分析能力→有效溝通和交流能力→協同創新能力→自主學習和終身學習能力。

《復雜機電系統綜合設計》課程教學特點：問題導向，案例教學：學生分成5-8人一組，每組一個設計題目，分4個模塊：功能原理、結構設計、制造工藝、傳動控制;討論為主，講課為輔：除了課堂時間外，每周3次以上一對一答疑輔導;加強過程考核：每個模塊均需完成設計圖紙或分析報告，每個模塊結束時采用答辯方式考核。

（四）建立持續改進的機制

本專業建立完善的教學質量監控體系，包括備課、教學（包括課堂教學、實踐教學、實驗教學、畢業設計）、課外輔導等各主要教學環節明確的質量要求和評價標準。以學生為中心、成果為導向的持續改進教育理念引導各主要教學環節。通過定期對課程體系、教學質量的評價，持續改進各教學環節，提高教學質量，保證畢業要求的達成，保障與培養目標相符合;建立了培養目標達成評價機制，成立“培養目標達成評價小組”。根據學校辦學定位和社會對人才培養的需求，及時查找專業培養過程中存在的不足，提出培養方案和課程體系的修改建議，對專業培養目標進行持續改進，以符合社會不斷發展的需要。

本專業以學生學習成果為導向，實行校、院、系“三級管理”和學生、督導、領導及同行“三維評價”反饋的教學過程質量監控機制，并制定了相應的教學管理規范，明確了教學管理框架及各個教學環節質量控制標準。每學期開展督導評學評教、領導及同行評學評教和學生評學評教，每年聽取用人單位對畢業生的反饋，聽取畢業生的反饋，并根據評學評教和反饋意見對專業培養目標及課程體系進行相應的調整和改進。

五、結束語

上海理工大學機械設計及其自動化專業以學生為中心，成果為導向，引導教師按照以成果為導向理念開展教學工作，對照畢業要求指標點和課程矩陣全部重新修訂教學大綱，完善教學方案。大學回歸本源，培養高素質的人才始終是大學的根本任務，而專業教育回歸工程是我國工程教育由大變強的必由之路。一流的大學需要有一流的專業，而只有經過工程教育認證的專業才是一流的專業，與我國目前的工程教育體制相比，專業認證為培養人才帶來了新的教學理念，新的教學思考，以工程教育認證工作為契機，以工程教育認證要求為原則，指導教學改革，形成一整套質量保障體系，為社會培養出高質量的并適合新工業化道路的高端人才。

參考文獻：

[1]王孫禺，孔鋼城，雷環.《華盛頓協議》及其對我國工程教育的借鑒意義[J].高等工程教育研究，2007（1）：10-15.

[2]李茂國.中國工程教育全球戰略研究[J].高等工程教育研究，2008（6）：124-127.

[3]周紅坊，朱正偉，李茂國.工程教育認證的發展與創新及其對我國工程教育的啟示——2016年工程教育認證國際研討會綜述[J].中國大學教學，2017（1）：88-95.

[4]丁曉紅，李郝林，錢煒.基于成果導向的機械工程創新人才培養模式[J].高等工程教育研究，2017（1）：119-144.