工程教育专业认证下的高校机械专业的教学实践和探索

钱炜 丁晓红 刘婧峥 董汭琼

摘  要：首先介绍国际工程教育认证的发展，接着分析了国内工程教育认证发展应对的挑战和问题，阐明高校进行工程教育认证的必要性和迫切性，结合上海理工大学“机械设计及其自动化专业”开展中国工程教育认证的过程和实践，探索如何在在工程教育认证背景下实现机械专业教育教学改革，培养学生解决机械领域复杂工程问题的能力，持续改进，提升人才培养质量。

关键词：工程教育认证;培养目标;机械复杂工程问题;持续改进

中图分类号：G642        文献标志码：A         文章编号：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月中国以正式成员身份加入《华盛顿协议》以来，各大高等院校都对加入中国工程教育专业认证工作抱有很大热情。工程教育专业认证最早起源于西方发达国家，工程教育认证是专业认证机构对高等教育院校开设的教育计划和教学过程进行专门性的认证，目的在于确保高等教育工程质量达到预期目标，为相关工程技术从业人员提供进入社会市场前的教育质量提供保证。工程教育认證的推广，将改变我们的教学理念，会促进我国高等教育教学的改革，如何把工程教育认证的内涵和理念融入机械类专业教育教学改革中，需要探讨研究。

二、国际工程教育认证体系及主要机构

（一）国际工程教育认证体系

国际工程教育认证体系在全球范围内主要分为2类，一类是《华盛顿协议》为主的英语国家间工程教育互认体系[1][2]，另一类则是《欧洲工程教育项目认证计划（EUR-ACE）》以德法两国为主的欧洲工程教育互认体系[3]。两类不同的互认体系由于存在教育体制的不同，产生分歧在所难免。2007年在国际工程教育大会上，两种体系达成统一的互认体系。随着全球化不断加强，两种体系经过磨合会不断趋向融合。

《华盛顿协议》于1989年签署，最初协约方包括6个国家，他们分别是英国、美国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚和新西兰。所在国家的工程组织互相认可已被认证通过的工程专业点。以上6国均来自英语国家，教育系统及教育模式相似。后来日本及韩国的正式加入，标志着《华盛顿协议》进入非英语国家。

（二）国际主要工程教育认证机构

认证机构是一种评鉴机构，起着制定专业标准，推动学科专业的改革与创新，改善专业教学质量，指导专业发展的作用。对于认证机构的建立，各国倡导民间专业化组织，由第三方中介组织承担，不受任何行政干预，所以认证机构多数由具有信誉较高的行业协会来担任。美国和德国是世界上工程教育走在世界前列的两个国家，了解他们工程教育认证机构，对于建立完善我们国内的工程教育认证机构有借鉴作用。

在美国负责工程教育专业认证的机构是工程与技术认证委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology），简称ABET;在德国相应的认证机构是德国工科专业认证机构（Accreditation of Bachelors and Maser's Study Programs in Engineering， Informatics， Natural Sciences and Mathematics），简称ASIIN。二者都具有国际视野，与世界各国学术团体建立往来。在国际接轨方面，ABET更甚一筹，除了积极发起《华盛顿协议》，首创国际工程师互认体系，还推行“实质等效评估”和“教育学历评估”。

三、我国工程教育认证发展

（一）中国工程教育认证近况

中国工程教育专业认证工作最早开始于1992年建设部进行的建筑学等专业试点工程教育专业认证，到目前已有25年的发展历史。期间，全国工程教育专业认证专家委员会“中国工程教育认证协会CEEAA”，拥有了有关认证标准和程序等文件及认证工作的遵循的原则和指南。2016年4月，工程教育认证国际研讨会在北京召开。同年6月，我国工程教育认证机构正式成为了《华盛顿协议》的缔约国。表明我国工程教育认证工作取得了很大的成绩，逐渐获得国际上的认可。

我国高等工程教育目前的现状是：规模位居世界第一，但质量上不是工程教育强国;虽然是制造业大国，却不是世界范围内的制造强国。工程教育的认证作为改进工程教育的一种手段，为保障工程教育质量搭建平台，促使工程教育院校与外面企业更多的接触联系，为在中国建立专业工程师认证做重要的基础工作。

（二）认证的必要性和紧迫性

工程教育认证在我国还是新生事物，一直不断改进中，修订后的《工程教育认证标准（2015版）》更加全面、细致、具体。工程教育认证备受高等工程院校的关注，越来越多院校工程专业加入了认证申请的行列中，参与度不断在提升。尽快与国际工程教育接轨，才能紧跟国际步伐，这也是实现国内工程教育改革的最佳途径[4]。

四、工程教育认证的实践

上海理工大学机械设计及其自动化专业分别于1984年、1986年、1996年获得“机械设计及理论”、“机械制造及自动化”、“机械电子工程”硕士学位授予权，2005年获得“机械工程”一级学科硕士学位授予权，2011年获得“机械工程”一级学科博士学位授予权;同时本专业于2006年被确定为上海市教育委员会第二期本科教育高地和“国家级大学生创新创业训练计划”实施专业，2007年被教育部确定为“国家级特色专业”， 2012年在上海市教委专业选优评估获得优秀专业，2013年被确定为“教育部机械设计制造及其自动化专业综合改革试点专业”。

本专业拥有国家级装备制造虚拟仿真教学中心、机械工程基础实验中心、机械工程专业实验中心、机械工程实训中心、CAD中心、大学生机械工程创新基地，满足机械类基础课程实验、专业实验、毕业设计以及大学生创新创业课程等教学工作的需要。

机械设计制造及其自动化专业作为“制造业黄埔军校”的主要工科专业之一，是一个系统性和工程性很强的专业，包括机械设计、机械制造、机械测试与控制、数控技术、液压与气动技术和经济管理等知识，学生须具备系统思维能力和解决复杂工程问题能力。在目前中国工程教育认证的背景下，应当对照工程教育认证的标准，优化培养方案和课程体系，提高教学质量，为中国的制造业培养更多的专业人才。

2016年，本专业向中国工程教育专业认证协会提交了专业认证申请，并获得批准，2017年7月向中国工程教育专业认证协会提交了专业认证自评报告。2017年底通过了专家组的进校考查，2018年中国工程认证协会发布文件“机械设计制造及其自动化”专业通过中国工程教育认证，有效期6年。

（一）培养目标的修订

工程教育认证的核心理念是以学生为中心，以成果为导向，以持续改进为理念。以能力培养为宗旨，以能力达成为目标。中国工程教育认证协会制订的我国专业认证通用标准和补充标准中，在学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍等七个方面与国际标准紧密对接。其中培养目标的合理与否是制订培养方案的关键，培养目标是指本专业毕业生在毕业5年左右能够达到职业和专业成就的总体描述，还包括毕业要求。

上海理工大学是一所具有百年办学历史，以工为主，工、理、管、经、文、法和艺术等多学科协调发展的应用研究型大学。学校注重开放协同，致力于培养学生有思想的头脑、国际化的眼光，结合社会经济发展需求和上海市区域经济特征，提出“工程型、创新性、国际化”的办学定位，积极推进创新发展与内涵建设，制定了“立足上海，面向世界，育人为本，服务社会”的办学宗旨，以及“以社会经济需求为导向，培养高素质人才;以工程应用管理为特色，建设高水平大学”的办学理念。培养“具有国际视野和创新能力的工程型、应用型、管理型高素质人才”的总体培养目标。

本专业培养“工程型、创新性、国际化”的机械工程领域的专业工程师，可胜任机械及其相关工程领域的技术和管理工作。

本专业培养目标的制定立足国家和上海优先发展先进制造业的现实，面向先进制造业升级转型的需求，为先进制造业培养高素质创新型工程技术及管理人才，这是顺应国家和地区社会经济发展需要的客观体现。

（二）毕业要求和课程体系

本专业毕业要求紧密围绕专业培养目标的实现，在对用人单位、毕业生、企业行业专家、本专业教师以及社会需求充分调研的基础上，由培养计划修订小组制定。毕业要求有12条标准，根据培养目标，制订了具体专业毕业要求。

对毕业要求的每一个指标点进行合理分解，通常每个毕业要求分解3-5个二级指标，1为工程知识，2～4为工程能力，5、6、9、10、11为通用技能，7、8、12为工作态度，本专业共分解了33个二级指标点，既是为了适应社会的需要，也是为了学生的自我发展需要。每个指标点由3-5门课支撑。课程体系是落实毕业要求的载体，课程设置、课程内容、课程教学、课程评价等应能全面支撑毕业要求的达成。课程的达成度支撑毕业要求达成，毕业要求达成支撑培养目标达成。根据课程内容和学分等因素决定对毕业要求指标点的支撑强度和支撑系数。

本专业根据毕业要求设置课程体系，有明确的课程先后修读关系，学生应修满168学分方可毕业。其中数学与自然科学类课程为25学分，占总学分的15.2%，工程及专业相关课程60学分，占总学分的36.6%，工程实践与毕业设计39.5学分，占总学分的24.1%，人文社科类课程39.5学分，占总学分的24.1%，各类课程的学分均满足中国工程教育专业认证通用标准及补充标准。课程体系满足认证标准要求的学分比例，并覆盖专业补充标准对核心知识领域的要求，专业课程体系支撑本专业畢业要求，满足工程教育专业认证通用标准及补充标准的要求。为了满足知识、能力和素质的要求，增加了计算方法、大学化学、热工基础和流体力学等课程，优化和完善了课程体系。

（三）培养学生解决复杂工程问题的能力

工程教育认证的理念是以学生为中心，是关注学生“学”，而不是关注“教”，关注学生是否取得了应有的学习成果（知识、能力、素质），获得了学业发展，而且是帮助每一个学生都获得学业发展，教学设计的起点是预期的学生学习结果，教学实施的目标是帮助学生获得学习结果，现有课程体系中，学生具有较强的专业基础知识，但工程思维能力，解决复杂机械工程问题能力，以及团队合作，沟通与交流能力弱，缺乏撰写研究报告、专利训练等。

培养毕业生解决复杂工程问题的能力，从而提高工程教育质量。把培养解决复杂工程问题能力贯穿于四年本科教育中。教学中，复杂工程问题在各个教学环节中都存在，在课程设计、课程作业、科技创新等教学环节中，主动将工程问题的复杂性融入到教学内容中，对解决复杂工程问题进行教学设计、实施。

根据企业对创新人才需求及解决复杂工程问题的要求，通过对学生的问卷调查，我们对评价结果进行有效落实及持续改进，对本专业在2018级培养计划中增设《复杂机电系统综合设计（1）》《复杂机电系统综合设计（2）》两门课程，对解决复杂工程问题能力的培养采用专业基础课到专业课的能力培养纵向驱动模式，旨在综合应用《理论力学》《材料力学》《机械原理》《机械设计》等课程的相关知识，以案例教学、问题导向和实践为主的教学方法，培养学生解决复杂机电工程问题的综合能力。

从机器/机构功能实现及原理设计能力→机械结构分析能力→零部件结构设计能力→机械制造工艺设计能力→机械测試控制设计能力→项目组织管理能力，对应工程认证中的问题表达描述能力→分析能力→解决方案设计能力→现代工程工具和信息技术应用能力→对环境社会等影响分析能力→有效沟通和交流能力→协同创新能力→自主学习和终身学习能力。

《复杂机电系统综合设计》课程教学特点：问题导向，案例教学：学生分成5-8人一组，每组一个设计题目，分4个模块：功能原理、结构设计、制造工艺、传动控制;讨论为主，讲课为辅：除了课堂时间外，每周3次以上一对一答疑辅导;加强过程考核：每个模块均需完成设计图纸或分析报告，每个模块结束时采用答辩方式考核。

（四）建立持续改进的机制

本专业建立完善的教学质量监控体系，包括备课、教学（包括课堂教学、实践教学、实验教学、毕业设计）、课外辅导等各主要教学环节明确的质量要求和评价标准。以学生为中心、成果为导向的持续改进教育理念引导各主要教学环节。通过定期对课程体系、教学质量的评价，持续改进各教学环节，提高教学质量，保证毕业要求的达成，保障与培养目标相符合;建立了培养目标达成评价机制，成立“培养目标达成评价小组”。根据学校办学定位和社会对人才培养的需求，及时查找专业培养过程中存在的不足，提出培养方案和课程体系的修改建议，对专业培养目标进行持续改进，以符合社会不断发展的需要。

本专业以学生学习成果为导向，实行校、院、系“三级管理”和学生、督导、领导及同行“三维评价”反馈的教学过程质量监控机制，并制定了相应的教学管理规范，明确了教学管理框架及各个教学环节质量控制标准。每学期开展督导评学评教、领导及同行评学评教和学生评学评教，每年听取用人单位对毕业生的反馈，听取毕业生的反馈，并根据评学评教和反馈意见对专业培养目标及课程体系进行相应的调整和改进。

五、结束语

上海理工大学机械设计及其自动化专业以学生为中心，成果为导向，引导教师按照以成果为导向理念开展教学工作，对照毕业要求指标点和课程矩阵全部重新修订教学大纲，完善教学方案。大学回归本源，培养高素质的人才始终是大学的根本任务，而专业教育回归工程是我国工程教育由大变强的必由之路。一流的大学需要有一流的专业，而只有经过工程教育认证的专业才是一流的专业，与我国目前的工程教育体制相比，专业认证为培养人才带来了新的教学理念，新的教学思考，以工程教育认证工作为契机，以工程教育认证要求为原则，指导教学改革，形成一整套质量保障体系，为社会培养出高质量的并适合新工业化道路的高端人才。

参考文献：

[1]王孙禺，孔钢城，雷环.《华盛顿协议》及其对我国工程教育的借鉴意义[J].高等工程教育研究，2007（1）：10-15.

[2]李茂国.中国工程教育全球战略研究[J].高等工程教育研究，2008（6）：124-127.

[3]周红坊，朱正伟，李茂国.工程教育认证的发展与创新及其对我国工程教育的启示——2016年工程教育认证国际研讨会综述[J].中国大学教学，2017（1）：88-95.

[4]丁晓红，李郝林，钱炜.基于成果导向的机械工程创新人才培养模式[J].高等工程教育研究，2017（1）：119-144.