面向工程教育認(rèn)證的機(jī)械制造技術(shù)模塊化教學(xué)改革的探討

徐強(qiáng)+姜海+朱愛(ài)華

摘要：為了促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求達(dá)成，以工程教育認(rèn)證及“模塊化”教學(xué)理念為指導(dǎo)，提出了從事機(jī)械制造領(lǐng)域工作所應(yīng)具備的能力，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊重組。圍繞某一工程能力，提出不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)及其權(quán)重值。根據(jù)權(quán)重值不同，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)活動(dòng)，并對(duì)如何評(píng)價(jià)教學(xué)效果進(jìn)行探討，并提出了持續(xù)改進(jìn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；模塊；工程能力；權(quán)重

中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）49-0123-03

一、引言

我國(guó)高等院校培養(yǎng)出的工科技術(shù)人才總量居世界前列，但我國(guó)工程教育還沒(méi)有使企業(yè)和學(xué)生滿意，主要表現(xiàn)是，學(xué)生工程意識(shí)較弱，實(shí)踐能力較差[1]。開(kāi)展工程教育認(rèn)證，一方面給我們帶來(lái)新穎的育人理念，另一方面有助于我國(guó)未來(lái)工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生獲得國(guó)際執(zhí)業(yè)資格。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)備和通過(guò)工程認(rèn)證，是學(xué)校培養(yǎng)合格機(jī)械工程師的有效保障，就是要以國(guó)家機(jī)械類(lèi)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為指針，對(duì)該專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)機(jī)制等方面進(jìn)行相應(yīng)的改革。

二、工程教育認(rèn)證與“模塊化”教學(xué)改革理念

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證就是工程技術(shù)行業(yè)的相關(guān)協(xié)會(huì)連同工程教育者對(duì)工程技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)（如機(jī)械工程、土木工程）的高等教育質(zhì)量加以控制，以保證工程技術(shù)的從業(yè)人員達(dá)到相應(yīng)教育要求的過(guò)程[2]。工程教育認(rèn)證是對(duì)工程教育最低標(biāo)準(zhǔn)的檢查，保證未來(lái)工程師從業(yè)人員獲得質(zhì)量可靠的，與其職業(yè)發(fā)展密切聯(lián)系在一起的專(zhuān)業(yè)教育，促進(jìn)了工程教育的職業(yè)化和專(zhuān)業(yè)化，保證了工程教育與工程師職業(yè)密切聯(lián)系，促進(jìn)工程界與教育界密切聯(lián)系[3]。其核心理念是，工程教育要以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)導(dǎo)向，通過(guò)有力引導(dǎo)，確保工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生達(dá)到專(zhuān)業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，這就需要將學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口導(dǎo)向要求放在極其重要的位置，以此做為合格性指標(biāo)，推進(jìn)工程教育工作。具體到專(zhuān)業(yè)課體系設(shè)置乃至每門(mén)課程安排，其要求和內(nèi)容應(yīng)把學(xué)生放在教學(xué)主體地位，圍繞學(xué)生能力培養(yǎng)，以學(xué)生能力的全面提升為目標(biāo)導(dǎo)向來(lái)組織和持續(xù)改進(jìn)[4]。

德國(guó)高等教學(xué)中“模塊Module”通常由幾個(gè)相關(guān)聯(lián)的教學(xué)課程組成，一個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的教學(xué)單元[5，6]。模塊以培養(yǎng)學(xué)生的能力為目標(biāo)，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科的知識(shí)性和內(nèi)在邏輯性。德國(guó)應(yīng)用科技大學(xué)把能力分成三類(lèi)，即專(zhuān)業(yè)能力（與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的知識(shí)技能儲(chǔ)備）、方法能力（用恰當(dāng)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力）、社會(huì)能力和自我能力（交際能力、團(tuán)隊(duì)精神、自學(xué)能力）。為了實(shí)現(xiàn)不同的能力可采取不同的教學(xué)活動(dòng)，要有講座課、研討課、練習(xí)課、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練課、項(xiàng)目教學(xué)課、學(xué)生自學(xué)等。為了實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)能力，多使用講座課，而實(shí)現(xiàn)方法能力、社會(huì)能力和自我能力多采用研討課、練習(xí)課、項(xiàng)目教學(xué)課等不同形式的教學(xué)活動(dòng)。

國(guó)際工程認(rèn)證與德國(guó)高等教育“模塊化”共同的教育理念是，把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)，而專(zhuān)業(yè)認(rèn)證更加注重學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)與學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達(dá)成度，更加強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)性。

三、面向工程認(rèn)證的模塊化教學(xué)改革探討

（一）專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求及課程模塊化整合

通過(guò)走訪用人單位，分析了機(jī)械行業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才的需求，及本地區(qū)的特殊需求，提出了本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求。其中，專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生經(jīng)過(guò)五年的學(xué)習(xí)之后所達(dá)到的要求。該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是，培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有較高的思想道德、文化修養(yǎng)和較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新精神，具備機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力，能在復(fù)雜的機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)開(kāi)發(fā)、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)管理等方面工作的工程應(yīng)用型人才。針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)，我們提出了學(xué)生畢業(yè)時(shí)達(dá)到的要求，即畢業(yè)要求。畢業(yè)要求共有7條，關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造我們提出這樣的畢業(yè)要求：能運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造原理，正確理解和繪制復(fù)雜的機(jī)械加工零件圖、產(chǎn)品裝配圖及加工工藝過(guò)程流程圖，并綜合分析經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及相關(guān)工程因素，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)和制造。鑒于上述畢業(yè)要求，分析了從事機(jī)械制造領(lǐng)域工作的畢業(yè)生應(yīng)具有如下幾方面的能力。

1.從事機(jī)械制造工藝規(guī)程編制與實(shí)施的工作能力。

2.從事工藝工裝的設(shè)計(jì)制造工作能力。

3.對(duì)機(jī)械制造裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)、維護(hù)、改造的能力。

4.運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)、制造的能力。

圍繞上述能力，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了模塊化重組，把切削原理與刀具的內(nèi)容與數(shù)控技術(shù)中數(shù)控編程并入機(jī)械制造技術(shù)I模塊，而把數(shù)控機(jī)床的電控內(nèi)容并入機(jī)械制造裝備及其控制模塊內(nèi)容。這樣處理的好處是機(jī)械制造I、機(jī)械制造II模塊以編制機(jī)械制造工藝規(guī)程為主線，系統(tǒng)介紹了編制工藝規(guī)程所需要的知識(shí)，包括數(shù)控加工知識(shí)，從而大大提高編制工藝規(guī)程能力[7]。

（二）細(xì)化可評(píng)測(cè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)

機(jī)械制造技術(shù)模塊的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生具備從事機(jī)械制造方面工作的能力，對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求達(dá)成，做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)上述能力，比如能從事機(jī)械制造工藝規(guī)程的編制與實(shí)施的工作能力，提出了如下學(xué)習(xí)目標(biāo)及其權(quán)重值，如表1所示。

從表1可以看出，目標(biāo)要求2、3對(duì)于學(xué)生提高從事機(jī)械制造工藝規(guī)程的編制與實(shí)施的工作能力含權(quán)值較高。另外，編制工藝規(guī)程所需的基本概念，主要指工藝過(guò)程及其組成，生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類(lèi)型、零件結(jié)構(gòu)工藝性等問(wèn)題，目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不是死記硬背，主要體現(xiàn)在能在實(shí)踐中靈活運(yùn)用，因而學(xué)生的實(shí)踐能力，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力也是也是很重要的。

（三）圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動(dòng)

根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)的權(quán)重值，設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)活動(dòng)。對(duì)于權(quán)重值較高的學(xué)習(xí)目標(biāo)，可以通過(guò)講課、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)來(lái)達(dá)到目標(biāo)要求。endprint

對(duì)于表1中含權(quán)值較高的學(xué)習(xí)目標(biāo)，牽涉的概念較多，比如工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、限位基準(zhǔn)、粗精基準(zhǔn)選用原則及工藝路線安排原則等。這些概念，大多都是在實(shí)踐中進(jìn)行的總結(jié)及理論提升。學(xué)生大部分來(lái)自學(xué)校，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)上述概念原則無(wú)法理解，因此會(huì)感到枯燥乏味，只能死記硬背通過(guò)考試，達(dá)不到學(xué)習(xí)目標(biāo)要求。為了達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，除了講課、作業(yè)等正常教學(xué)活動(dòng)以外還可以通過(guò)以下教學(xué)活動(dòng)來(lái)解決。

1.夾具拆裝實(shí)驗(yàn)。夾具拆裝實(shí)驗(yàn)就是把學(xué)生分組對(duì)某個(gè)夾具及其工件進(jìn)行測(cè)繪、組裝，并畫(huà)成相應(yīng)的裝配圖。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)夾具的功能、組成有所了解。尤其對(duì)定位元件及其作用有了較強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、限位基準(zhǔn)概念的理解，同時(shí)對(duì)精基準(zhǔn)選擇原則中基準(zhǔn)重合原則有了直觀的了解，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，促進(jìn)了學(xué)習(xí)目標(biāo)2達(dá)成。

2.實(shí)習(xí)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)。機(jī)械制造技術(shù)模塊中的工藝規(guī)程編制這一章的內(nèi)容，大部分是如何編制的規(guī)則，如果在教學(xué)中照本宣科，學(xué)生無(wú)法理解，只能死記硬背通過(guò)考試，無(wú)助于提高學(xué)生的工程能力。因此，我們以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方法來(lái)完成教學(xué)。所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，是指在教學(xué)過(guò)程中，以項(xiàng)目的展開(kāi)為主線，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入到各個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)中去，進(jìn)行層層推進(jìn)，安排學(xué)生分小組圍繞工程項(xiàng)目進(jìn)行討論，協(xié)作學(xué)習(xí)，最后通過(guò)共同完成項(xiàng)目的情況來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目的的一種教和學(xué)的模式。為了達(dá)到使學(xué)生具有編制工藝規(guī)程的能力這一教學(xué)目的，使學(xué)生置身于工作現(xiàn)場(chǎng)中，以一個(gè)典型零件的工藝規(guī)程編制為項(xiàng)目，通過(guò)學(xué)生自主、互動(dòng)學(xué)習(xí)編制工藝規(guī)程有關(guān)的理論知識(shí)，例如，加工零件粗、精基準(zhǔn)的選擇，加工工藝路線制定等理論，在老師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主，來(lái)完成該項(xiàng)目。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該種教學(xué)方法的特點(diǎn)是，由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生中心，由以教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目為中心，學(xué)生能真正理解編制規(guī)則，提高編制工藝規(guī)程能力。

（四）評(píng)估實(shí)際學(xué)習(xí)效果

通過(guò)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成。要想合理評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，必須有一個(gè)正確的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)去只是以考試或者項(xiàng)目報(bào)告書(shū)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而不考核全過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生項(xiàng)目報(bào)告互相抄襲，考前重視背誦講義內(nèi)容，沒(méi)有達(dá)到提高學(xué)生工程能力的目的。我們以考核學(xué)生的全過(guò)程作為學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)推出一種n+2考核方法，n里面包括項(xiàng)目、論文、測(cè)驗(yàn)等多種考核方式，占總成績(jī)的50%，平時(shí)筆記占10%，考試成績(jī)占40%，考試成績(jī)不超過(guò)50分或過(guò)程考試不及格，最終成績(jī)均不及格。這樣，不是以考試成績(jī)作為最終成績(jī)，使學(xué)生對(duì)過(guò)程更加重視，有助于提高學(xué)生的工程能力，考試中圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)及含權(quán)值出題目，題目源于各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，很多試題答案并不唯一，重點(diǎn)考查學(xué)生的工程能力及遷移能力。

（五）反思與持續(xù)改進(jìn)

通過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生對(duì)機(jī)械加工路線擬定掌握并不十分理想，平均得分較低，未達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。究其原因，該部分內(nèi)容是教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生在對(duì)口工廠實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)較少，對(duì)加工手段認(rèn)知較少，另外，學(xué)生的識(shí)圖能力較差。下學(xué)期準(zhǔn)備增加加工手段視頻播放，以彌補(bǔ)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足；和機(jī)械制圖老師溝通，多進(jìn)行識(shí)圖方面的訓(xùn)練。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述面向國(guó)際工程認(rèn)證和模塊化教學(xué)改革的研究，我們得到如下結(jié)論。

1.以工程教育認(rèn)證及“模塊化”教學(xué)理念，分析了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，提出了從事機(jī)械制造領(lǐng)域工作所應(yīng)具備的能力，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊重組，打破了學(xué)科的界限，突出學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，從而更容易促進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求達(dá)成。

2.圍繞某一工程能力的提高，提出了不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)及權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重值不同，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)活動(dòng)，以加強(qiáng)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成；圍繞不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)，提出了過(guò)程考核的考核標(biāo)準(zhǔn)，考試題目源于各個(gè)教學(xué)活動(dòng)，以考查學(xué)生是否達(dá)到相應(yīng)的畢業(yè)要求。

3.圍繞著工程認(rèn)證所進(jìn)行的教學(xué)改革，雖取得一定成績(jī)，但也存在一些問(wèn)題，學(xué)生的實(shí)踐認(rèn)知能力有待進(jìn)一步提高，學(xué)生的識(shí)圖能力較差，學(xué)習(xí)主動(dòng)性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。在以后的教學(xué)中，我應(yīng)繼續(xù)深入研究，持續(xù)改進(jìn)。

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