工程教育環(huán)境下機械類專業(yè)課程體系優(yōu)化

趙時璐，吳精誠，張 震，孫翠萍

（1.沈陽大學(xué)機械工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110044；2.華晨寶馬汽車有限公司涂裝車間，遼寧 沈陽 110143）

1 引言

近年來，教育部提出了新工科建設(shè)，至2030年高校要形成世界一流的具有中國特色的教育新體系；至2050年高校要形成能引領(lǐng)全世界工程教育的中國模式，要成為全球的工程創(chuàng)新中心，要實現(xiàn)高質(zhì)量人才的培養(yǎng)高地[1-4]。目前，國內(nèi)各大高校均以通過工程教育認(rèn)證的專業(yè)數(shù)量作為衡量高素質(zhì)人才培養(yǎng)的一項重要評價指標(biāo)。該工程教育認(rèn)證是以培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)出口作為專業(yè)性導(dǎo)向的評價，其核心任務(wù)是保證工科專業(yè)的畢業(yè)生能達(dá)到本行業(yè)認(rèn)可的能力標(biāo)準(zhǔn)要求[5-6]，通過面向產(chǎn)出導(dǎo)向、多主體為中心以及持續(xù)性改進(jìn)三大渠道，保證工程專業(yè)教育質(zhì)量[7-9]。因此，基于OBE理念，遵循目標(biāo)性、效率性及漸進(jìn)性原則，針對機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程進(jìn)行了體系優(yōu)化，詳細(xì)分析了面向產(chǎn)出的畢業(yè)要求達(dá)成的課程體系，多主體評價的教學(xué)模式，持續(xù)改進(jìn)的考核反饋機制，其可為相關(guān)專業(yè)課程體系的修訂提供重要參考。

2 構(gòu)建面向產(chǎn)出的機械類專業(yè)課程評價體系

2.1 制定面向產(chǎn)出的機械類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

工程教育環(huán)境下的機械類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該體現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)五年左右能夠達(dá)到的技術(shù)能力與操作水平，同時必須符合機械類專業(yè)體系的定位、順應(yīng)國內(nèi)外科技發(fā)展的步伐、滿足內(nèi)外部多主體的需求。

自從2017年，機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程開始采用了OBE評價體系，并于（2018～2019）學(xué)年，對照工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)和材料學(xué)科分委會補充標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)行了課程體系調(diào)整，形成了2019版的最新培養(yǎng)方案，構(gòu)建了滿足內(nèi)外需求的培養(yǎng)目標(biāo)，要求系統(tǒng)掌握機械設(shè)計與制造相關(guān)技術(shù)理論，熟練應(yīng)用相關(guān)設(shè)備實踐技能，并能分析解決復(fù)雜工程問題的能力，以適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需求的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。學(xué)生在畢業(yè)五年后，將在裝備業(yè)、冶金業(yè)、新能源業(yè)、航空航天業(yè)等領(lǐng)域，從事先進(jìn)機械制造工藝與設(shè)備設(shè)計、金屬材料表面改性設(shè)計、金屬材料的質(zhì)量控制與檢驗等方面工作，并具有創(chuàng)新意識與實踐能力。

2.2 機械類專業(yè)的畢業(yè)要求

在《工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)》中，專業(yè)培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求清楚明確地反映了學(xué)生畢業(yè)五年左右甚至畢業(yè)時，能夠具有廣泛的理論知識、達(dá)到熟練的應(yīng)用技能以及展現(xiàn)優(yōu)良的社會協(xié)調(diào)素質(zhì)[10]。

針對沈陽大學(xué)機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程體系的設(shè)置，可操作可衡量的畢業(yè)要求是能夠利用基礎(chǔ)專業(yè)知識分析并解決機械制造領(lǐng)域等復(fù)雜工程問題；能夠設(shè)計滿足特定需求的機械設(shè)計與制造工藝流程等系統(tǒng)方案問題；能夠?qū)嵺`研究機械制造工藝及設(shè)備等創(chuàng)新項目問題；能夠利用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)、模擬、預(yù)測機械設(shè)計與制造等前沿技術(shù)問題；能夠合理評價機械設(shè)計與制造技術(shù)等對社會可持續(xù)發(fā)展的影響問題；能夠撰寫機械類及相關(guān)領(lǐng)域文稿報告的能力；能夠自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新、自主應(yīng)用的能力。

畢業(yè)要求達(dá)成情況可以通過調(diào)查問卷等形式間接評價，2016級機械專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)要求達(dá)成情況，如表1所示，評價結(jié)果為達(dá)成。

表1 畢業(yè)要求達(dá)成情況表Tab.1 Graduation Requirements Completion

2.3 優(yōu)化支撐畢業(yè)要求的課程體系

根據(jù)“反向設(shè)計，正向?qū)嵤钡脑瓌t，沈陽大學(xué)機械設(shè)計與制造系列專業(yè)根據(jù)培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求指標(biāo)點的要求，科學(xué)設(shè)置了面向“產(chǎn)出”的創(chuàng)新應(yīng)用型專業(yè)課程體系。

機械類專業(yè)課程具有內(nèi)容豐富、知識點眾多等特點，在有限的課堂教學(xué)中，機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程體系的優(yōu)化建設(shè)遵循了以下模式：（1）注重教學(xué)內(nèi)容的前沿性。為適應(yīng)社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，根據(jù)學(xué)科發(fā)展的最新動態(tài)，緊跟機械設(shè)計與制造技術(shù)發(fā)展的前沿，結(jié)合教師的科研項目，培養(yǎng)并激發(fā)學(xué)生們的實踐應(yīng)用能力。（2）注重教學(xué)形式的合理性。課堂教學(xué)的時間是有限的，教師應(yīng)該采用有效的教學(xué)形式，在教學(xué)中合理分配重點與難點，快速地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與效果。（3）注重教學(xué)資源的共享性。培養(yǎng)方案中大量開設(shè)了機械設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)精品課程，并實現(xiàn)了課程資源的開放共享。通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，能夠加強學(xué)生對課堂內(nèi)容的深刻理解，拓寬學(xué)生的專業(yè)視角與廣度。（4）注重實驗教學(xué)的模擬性。機械類專業(yè)實驗教學(xué)采用了實地操作與模擬仿真的并行混合方式，其明顯降低了購置與維護(hù)實驗設(shè)備的費用，也減少了教師的教學(xué)工作量，同時更利于提高學(xué)生全面認(rèn)識和操作儀器設(shè)備的能力，大幅度改善了實驗教學(xué)質(zhì)量。

2.4 評價機械類專業(yè)的教學(xué)體系

該課程體系采用了多主體評價模式，形成了高效高能、面向產(chǎn)出、持續(xù)改進(jìn)的機械設(shè)計與制造專業(yè)課程優(yōu)化體系?；凇爱a(chǎn)出”的能力培養(yǎng)和評價的合理性，確定了課程教學(xué)大綱及指標(biāo)點能力的課程目標(biāo)，設(shè)計了有效高能的教學(xué)任務(wù)，大幅度增加了實踐教學(xué)與項目設(shè)計環(huán)節(jié)的比重，確定了考核方式和考核內(nèi)容的覆蓋面，這為機械類專業(yè)教學(xué)體系的合理化評價奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。以其中的考試環(huán)節(jié)為例，各個階段考核內(nèi)容及方式的數(shù)據(jù)合理性審查過程，如表2所示。

表2 考試環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)合理性審查Tab.2 Examination Data Rationality Review

3 構(gòu)建多主體評價的教學(xué)模式

由于傳統(tǒng)的畢業(yè)要求達(dá)成度評價是基于課程考核成績而進(jìn)行的分析，其單一形式固然存在很大的弊端。沈陽大學(xué)機械設(shè)計與制造系列專業(yè)將學(xué)生主體、教師主體、畢業(yè)生主體以及用人單位主體等均作為了評價對象，從而構(gòu)建出全面客觀評價的機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程優(yōu)化體系。

3.1 學(xué)生主體自評

在教學(xué)新模式下，使用了基于慕課網(wǎng)絡(luò)與課堂面授相結(jié)合的新型混合式教學(xué)模式，徹底擺脫了以教師為主體的填鴨式教學(xué)模式，體現(xiàn)了“學(xué)生主體自評”的特點，大大地激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。

同時，教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺依托“超星學(xué)習(xí)通”、“學(xué)堂在線”、“中國大學(xué)慕課”等精品課程，并自建了大量的網(wǎng)絡(luò)精品課程。教師們通過網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行高效高質(zhì)的線上教學(xué)，并能快捷便利地提供24h課程難點答疑。同時教師能夠根據(jù)系統(tǒng)后臺的數(shù)據(jù)分析，即時了解學(xué)生們對重點內(nèi)容的掌握情況。學(xué)生可以進(jìn)行網(wǎng)上作業(yè)、測驗、討論，充分利用教學(xué)資源進(jìn)行課后自學(xué)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容具有可重播的優(yōu)勢，因此學(xué)生可以對重難點內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)鉆研。另外，學(xué)生也可以利用網(wǎng)絡(luò)對課堂未展開的復(fù)雜工程問題領(lǐng)域知識進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，了解學(xué)科發(fā)展趨勢，提升知識的應(yīng)用能力。

面授課堂教學(xué)是以教師講授為主體環(huán)節(jié)，其良好的教學(xué)氛圍體現(xiàn)為教師的有效激勵、課堂的激烈討論以及學(xué)生的自主探索。機械類專業(yè)課程除了要求學(xué)生掌握較強的理論知識外，更重要的是要求學(xué)生們熟練應(yīng)用相關(guān)工程技術(shù)。因此，教師應(yīng)該合理調(diào)整面授課堂的教學(xué)形式，將理論知識適時有效地融入實際工程應(yīng)用中。教師也可以結(jié)合自己相關(guān)的科研工作，向?qū)W生們介紹科研前沿成果，并鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生們加入科研項目的研究中，以提高其創(chuàng)新應(yīng)用能力。

因此，互動式線上教學(xué)與啟發(fā)式線下教學(xué)的有效結(jié)合，使學(xué)生真正成為了教學(xué)與評價的主體，有效地培養(yǎng)了學(xué)生們自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣與熱情。

3.2 教師主體他評

在傳統(tǒng)教學(xué)體系下，從教師的角度分析，教師主要關(guān)注“教”，而較少關(guān)注“學(xué)”；從學(xué)生的角度分析，在以“教”為核心的導(dǎo)向下，機械類專業(yè)的學(xué)生按照“教”的模式完成“學(xué)”，難以獲得滿足目前畢業(yè)要求的創(chuàng)新應(yīng)用能力。但在優(yōu)化的教學(xué)體系中，“教”與“學(xué)”不是獨立存在的，而應(yīng)是相輔相成、互相促進(jìn)的關(guān)系，教學(xué)目的就是要培養(yǎng)出高素質(zhì)高水平的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

因此，沈陽大學(xué)機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程構(gòu)建了以學(xué)生為主體，同時兼顧以教師為主體的高人性化教學(xué)體系。教師處于主導(dǎo)地位，圍繞教學(xué)效果的提升，提出了一系列改革措施，如工程案例[11]、項目制[12]、行動導(dǎo)向[13]、翻轉(zhuǎn)課堂[14]、工學(xué)結(jié)合[15]、成果導(dǎo)向[16]等。在教學(xué)方式上，課程體系體現(xiàn)了探索性和開放性，使學(xué)生通過與教師的探討，主動掌握理論知識，主動應(yīng)用實踐技能，主動了解最新發(fā)展動態(tài)，主動提高分析解決問題能力。

3.3 畢業(yè)生與用人單位廣評

在教學(xué)模式上，首先分析機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程所需的職業(yè)崗位必備知識、職業(yè)素質(zhì)能力要求，以此構(gòu)建機械類系列專業(yè)課程內(nèi)容體系框架；其次分析確定崗位核心能力，設(shè)計課程的理論教學(xué)與實踐教學(xué)方案；最后根據(jù)實踐教學(xué)需求，采用多形式的實踐教學(xué)方式，使教學(xué)體系模塊化融入課程教學(xué)過程中，與理論模塊相對應(yīng)。

認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生要有較高的工程技術(shù)能力、社會能力及個人素質(zhì)，因此新的教學(xué)體系設(shè)計要加強各種專業(yè)證書教育、專項培訓(xùn)、綜合競賽、科技與文化活動教育，以提高學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練和專業(yè)外延知識的拓展，全面陶冶與提升學(xué)生的精神氣質(zhì)和身心品質(zhì)。圍繞崗位核心能力設(shè)計的教學(xué)模式，在內(nèi)容上體現(xiàn)基礎(chǔ)、專業(yè)、職業(yè)、綜合、創(chuàng)新等依次遞進(jìn)；在能力上體現(xiàn)基本技能、專業(yè)技能、職業(yè)技能、創(chuàng)新技能等逐步提高。

4 構(gòu)建以持續(xù)改進(jìn)為目的的考核反饋機制

在機械設(shè)計與制造系列專業(yè)課程教學(xué)活動中，衡量教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)情況不僅要利用過程化考核與評價的方式，更應(yīng)該利用課程質(zhì)量的持續(xù)性評價機制，其優(yōu)化過程應(yīng)該是一個不斷分析、評價、反饋、修正、改善的動態(tài)過程。通過定期開展調(diào)查問卷形式，尤其是向用人單位索要畢業(yè)五年左右甚至剛畢業(yè)學(xué)生的應(yīng)用能力調(diào)查、創(chuàng)新能力檢測及綜合素養(yǎng)分析。其形式可以充分分析教學(xué)目標(biāo)的準(zhǔn)確性、具體性與合理性、教學(xué)內(nèi)容的難易性、容量性與興趣性，教學(xué)過程的主動性、生動性與多元性，從而進(jìn)行課程體系的修正與改進(jìn)。課程體系還應(yīng)該根據(jù)過程化考核和評價結(jié)果進(jìn)行反饋，及時改進(jìn)教學(xué)過程中的不足方面，并提出持續(xù)性改進(jìn)意見，確保相應(yīng)課程指標(biāo)點的達(dá)成。通過建立合理的反饋機制，可以及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量問題，從而提高學(xué)生的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力。因此，“分析—評價—反饋—修正—改善”成為閉環(huán)的教學(xué)體系反饋系統(tǒng)，而持續(xù)改進(jìn)已成為一項必須堅持的教學(xué)任務(wù)。

5 結(jié)語

在工程教育認(rèn)證的“面向產(chǎn)出”、“以多主體為中心”和“持續(xù)改進(jìn)”的理念指導(dǎo)下，按照能夠解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了開放式、多元化、多維度、任務(wù)驅(qū)動、自主實踐的機械類專業(yè)工程教育課程體系，這從根本上解決了傳統(tǒng)教學(xué)體系與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力相脫節(jié)的問題。理論基礎(chǔ)實、專業(yè)技能精、綜合能力強、發(fā)展后勁足的創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式，能有助于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與升級。