機械設計制造專業工程素質培養模式探索

廖翠姣 胡純蓉 張繼紅

摘要：本文以機械設計制造專業人才的工程素質培養為目標，課程教學改革為重點，從優化課程結構、梳理知識點的邏輯關系、探索新的教育教學手段、轉變課堂教學模式等視角，打造了以“智能包裝機械裝備和智能精密制造”為專業特色的精品課程體系;提出“五個轉變，一種教學模式”課堂模式改革方案;構建由基本技能、專業技能和綜合技能“三層次”遞進式實踐教學基本項目平臺，為本專業學生的工程素質培養提供了可行的解決方案。

Abstract： The aim of the article is to cultivate the engineering quality of the mechanical design and manufacturing professionals focusing on the reform of curriculum teaching. The perspective of optimizing the curriculum structure， arranging the logical relationship of knowledge points， exploring new education and teaching methods and changing classroom teaching models was represented. A fine curriculum system featuring "smart packaging machinery and equipment and intelligent precision manufacturing" was built， a "five transformations， one teaching mode" classroom model reforming plan was proposed and a "three levels" progressive practical teaching basic project platform， which is composed of basic， professional and comprehensive skills， was also established. The curriculum system provides a feasible solution for the cultivation of engineering qualities of the professional students.

關鍵詞：工程素質;課程教學;課程結構;課堂模式;實踐教學

Key words： Engineering quality;curriculum teaching;curriculum structure;classroom model;practical teaching

0 ?引言

為了使中國高等教育尤其工科教育教學質量獲得可持續、內涵式發展，2018年到2019年間，舉辦了“新時代全國高等學校本科教育”等十次重要會議，發布了“新時代高教40條”、“六卓越一拔尖”、“一流本科建設雙萬計劃”、“質量22條”和“一流本科課程建設”等六個重要文件[1]。

在中國“新工科運動”勃然興起之時，將課程體系改革作為當前工科教育教學質量獲得可持續、內涵式發展的重要內容和具體舉措[2-3]。

因此，湖南工業大學機械設計制造及其自動化專業為提高教育教學質量，堅決樹立以“學生為中心、產出為導向、持續改進”的新課程建設理念[4-6]，提高課程的高階形性、創新性和挑戰度，著力打造“金課”。

在理論學時嚴重壓縮的大背景下，在“重基礎、寬口徑、多學科、強應用，顯特色”的理念指引下，保證人文社會科學、數學和自然科學與工程基礎類課程的課程內容完整和比例合理，理清各知識點之間的邏輯關系，使知識支撐學生能力培養和素養形成;為了實現多學科交融，將原有專業課程進行整合，添加其他學科課程，并凸顯人才培養特色;為培養學生“解決復雜工程問題”能力的需要，將實踐環節分成基本技能、專業技能和綜合技能，構建“三位一體”的實踐教學內容與模式;為了量化目標達成及加強過程管理，創新考核評價標準。

1 ?主要研究內容

為了在機械設計制造及其自動化專業課程體系方面更好地體現出以學生為主體、成果為導向和持續改進的OBE教育理念，針對舊培養方案的不足提出以下課程體系改革：

1.1 基于OBE理念探索機械專業人才培養模式，設計知識脈絡清晰的課程體系。傳統的人才培養模式通常是以學科為導向，通過課程設置來對學生應掌握的內容進行規范并以此為考核標準，并且存在因人設課的現象，導致學生所學知識與行業需求和社會經濟發展脫軌。此外，現有的課程體系中，《金屬切削原理及刀具》、《機械制造工藝學》和《機械制造裝備技術》等核心課程之間存在知識點結構邏輯關系不夠清晰，教學內容存在重復，與對能力培養支撐力度不夠強，培養目標不夠明確等現象。因此，在新的人才培養方案修訂中，為了滿足社會和行業發展需求，學生個人成才要求，本項目以學生學習成效為導向，設置能支撐目標達成的人才培養模式;充分注意課程內容與能力培養之間的對應關系和知識點脈絡間的邏輯關系，打造精品課程體系。

1.2 基于創新思維能力培養探索新型的課堂教學模式

傳統教學方法以教師和教材文本為課堂教學中心，忽視了學生的主體性、教學過程的復雜性和不確定性、教學效果的動態生成性，影響學生的學習興趣，制約了學生創新思維的培養。不管是“新工科”建設要求還是工程教育專業認證要求的解決“復雜工程問題”的綜合能力培養目標，激起學生的學習主動性，提升學生學習成效，都需要一些先進有效的教學手段和策略支撐。本項目依據創新思維形成原理，探索以創新能力培養為目標的新型課堂教學模式。

1.3 構建創新實踐教學平臺

實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識體系的管理與應用的有效途徑，是應用工程原理分析、解決復雜問題的重要平臺，是提升提出問題解決問題能力的關鍵環節。因此，本項目緊密結合機械學科特點，以分階段培養基本技能、專業技能和綜合技能為主線，構建共性與個性并舉的多個層次創新實踐平臺。

2 ?主要研究成果

2.1 構建基于工程素質培養的人才培養模式

以工科教育教學質量提升為總方針，以包裝機械行業發展和地域智能精密制造發展為契機，以學生工程綜合素質培養為根本，構建以“智能包裝裝備+智能精密制造”為特色的機械設計制造及自動化專業的人才培養模式：“精準定位、重基礎、跟前沿、校企等多維深度融合、項目化教學、素質提升全程化、師資隊伍多元化”，具體參見圖1。

“精準定位”為適應我國制造業轉型升級需求，依托行業，立足湖南，面向“智能包裝裝備和智能精密制造”等特色鮮明的領域，在“新工科”建設的引領下，將信息、計算機科學與技術的知識與機械工程學科知識相結合，結合學校發展定位，培養具備機械設計制造基礎知識及研究應用能力、工程實踐能力、協作能力和較強創新意識的工程應用型高級專門人才。

“重基礎”是重視數學、自然科學和人文社會類課程在人才培養中的重要地位和作用。

“跟前沿”是強調專業課程學習內容要緊跟行業發展需求和學科發展前沿、教學方法和教學理念要與時俱進。

“校企多維深度融合”學校不僅與企業合作深度融合，更要與地方經濟發展建設同軌道，謀求專業更好的發展。合作企業不僅是簡單的為人才培養的實踐環節簡單提供實習場所，更希望企業能為學生提供更多的畢業設計和科學研究項目提供素材等，同時加強校企職工的雙向聘用，尋求一種真正資源共享，互利互惠共贏的深度融合合作模式。

“項目化教學”基于OBE理念，以解決“復雜工程問題”綜合能力培養為核心，以項目教學為主要教學策略，對部分課程設計有效實施知識、能力、素質深度融合的項目化理論教學。

“素質教育全程化”，利用專業基礎課、專業課、實驗課、實訓、綜合訓練和貫穿大學四年的職業素養系列課程，堅持培養立德樹人，德智體美勞全面發展，具有堅定的理想信念、深厚的愛國情懷和人文底蘊，具備較強的創新意識與較高的職業素質的創新應用型高級專門人才，完善專業與職業深度融合的全程化素質教育。

“師資隊伍多元化”，其一，引進創新能力強的年輕博士或具有博士學位的高層次人才，建設國內一流、規模適度、結構優化、作用突出的高校人才隊伍;其二，利用學校柔性人才引進政策，聘請高水平專家、高技能人才開展中長期教學;其三，學校共性培養和學院“傳幫帶”個性培養，切實幫助教師在教學水平和科研能力上全面發展;其四，選派教師到對口企事業單位掛職鍛煉，提升工程實踐能力，將實踐問題及成果轉化為研究課題、教學案例。

2.2 構建突出專業特色的課程體系

為幫助學生構建有機知識體系，培養學生較強工程實踐能力，本專業打造以“智能包裝機械裝備和智能精密制造”為特色專業的精品課程體系，該課程體系由理論課程和具有特色的實踐課程組成。理論課程依據專業方向進行設置，每個方向有四門專業方向課;實踐課程有專業綜合課程設計和綜合實訓兩門課，兩個方向均以實物展示為考核依據，具體如圖2所示。

近幾年基于國家提出的“互聯網+”理念，本項目組人員跟緊時代浪潮與時俱進，充分利用互聯網的便捷開展教育教學創新探索，借助網絡共享平臺、MOOC網絡課堂、藍墨云班課等形式多樣的精品課程教學手段，努力提升學生學習成效，培養大學生的自主學習能力、創新能力和社會實踐能力。

能力與素質的培養是難以通過簡單的知識傳授獲得，需要設計更多“以學生為中心、以實際工程問題為導向”的教學環節，引發學生自我思考、自我培養。在教學策略上，多以特定產品、案例驅動、問題驅動及項目驅動等方式為主，激發學生自主學習及研究的主動性及興趣，從而達到更好的學習效果。

2.3 “五個轉變，一教學模式”的課堂教學模式探索

基于新工科具有智能化、交叉化、創新性等專業特色和新工科的多元化、實踐性與國際化的教育方式特色，本專業緊扣人才創新思維能力培養，探索學科思維導圖、知識地圖、思維地圖等實現思維可視化教學模式的四種手段，培養學生思維能力;通過實現“五個轉變”幫助學生“求知、增能、成才”，提高學生學習效能和能力培養，最終達成 “解決復雜工程實際問題”這一目標（具體見圖3）。

2.4 構建“三層次”與“個性化”共融實踐教學課程體系

利用湖南省普通高校示范基礎實驗室、湖南省優秀金工實訓中心等校內優質實踐資源;借力湖南及周邊地區對口企業的優勢資源，以學生創新實踐能力培養為核心，課上課下相結合、校內校外產教研結合，針對全體學生構建由基本技能、專業技能和綜合技能“三層次”遞進式實踐教學基本項目平臺。以培養學生的創新精神、創業意識、創新創業能力為目標，以國家、行業組織的各種形式學科競賽和創新研究項目為主要載體，教研相結合，為少數優秀的或學有潛力的學生構建了“個性化”項目平臺。通過兩個實踐平臺支撐達成共性與個性的能力培養目標——解決復雜工程實際問題（見圖4）。

3 ?結束語

機械設計制造及其自動化專業結合地方經濟和行業發展需求，突出人才培養特色，制定有效可行課程體系，強調以“學生為主體，教師為主導”的探究式、討論式的教學模式;提出轉變課堂教學模式;加強課程設計、專業綜合課程設計、綜合實訓等實踐教學的過程考核，為本專業學生的工程素質培養提供了可行的解決方案。

參考文獻：

[1]http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/gjs_left/s5664/.

[2] 劉志芳，陳世平，袁冬梅.工程教育專業認證背景下的機械類課程體系改革探討——以重慶理工大學為例[J].教育教學論壇，2019，402（08）：161-162.

[3]陶吉利，李林功，蔡衛明，等.基于復雜工程問題能力培養的嵌入式課程群體系改革[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2018，17（06）：52-55.

[4]王紅軍，常城，鐘建琳，等.基于工程教育認證理念的機械類實踐環節教學方法與評價方式改革[J].高教學刊，2018，73（01）：19-20，23.

[5]戚曉利，汪永明，王孝義，等.基于工程教育認證體系的機械設計制造及其自動化專業人才培養方案研究[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2018，35（03）：85-87.

[6]韓興國，趙耐麗，張棟梁.基于能力本位的機械設計制造及其自動化專業人才培養模式研究[J].教育界：高等教育研究（下），2018（6）：123-124.

基金項目：基于OBE理念的機械專業人才綜合能力培養實踐研究（教通〔2019〕291號），基于獨立學院學生的雨課堂混合式教學模式應用研究——以《數控加工技術》課程為例（教通〔2019〕291號）。

作者簡介：廖翠姣（1977-），女，副教授，博士，從事機械設計制造專業的教學與研究。