机械设计制造专业工程素质培养模式探索

廖翠姣 胡纯蓉 张继红

摘要：本文以机械设计制造专业人才的工程素质培养为目标，课程教学改革为重点，从优化课程结构、梳理知识点的逻辑关系、探索新的教育教学手段、转变课堂教学模式等视角，打造了以“智能包装机械装备和智能精密制造”为专业特色的精品课程体系;提出“五个转变，一种教学模式”课堂模式改革方案;构建由基本技能、专业技能和综合技能“三层次”递进式实践教学基本项目平台，为本专业学生的工程素质培养提供了可行的解决方案。

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.

關键词：工程素质;课程教学;课程结构;课堂模式;实践教学

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

0  引言

为了使中国高等教育尤其工科教育教学质量获得可持续、内涵式发展，2018年到2019年间，举办了“新时代全国高等学校本科教育”等十次重要会议，发布了“新时代高教40条”、“六卓越一拔尖”、“一流本科建设双万计划”、“质量22条”和“一流本科课程建设”等六个重要文件[1]。

在中国“新工科运动”勃然兴起之时，将课程体系改革作为当前工科教育教学质量获得可持续、内涵式发展的重要内容和具体举措[2-3]。

因此，湖南工业大学机械设计制造及其自动化专业为提高教育教学质量，坚决树立以“学生为中心、产出为导向、持续改进”的新课程建设理念[4-6]，提高课程的高阶形性、创新性和挑战度，着力打造“金课”。

在理论学时严重压缩的大背景下，在“重基础、宽口径、多学科、强应用，显特色”的理念指引下，保证人文社会科学、数学和自然科学与工程基础类课程的课程内容完整和比例合理，理清各知识点之间的逻辑关系，使知识支撑学生能力培养和素养形成;为了实现多学科交融，将原有专业课程进行整合，添加其他学科课程，并凸显人才培养特色;为培养学生“解决复杂工程问题”能力的需要，将实践环节分成基本技能、专业技能和综合技能，构建“三位一体”的实践教学内容与模式;为了量化目标达成及加强过程管理，创新考核评价标准。

1  主要研究内容

为了在机械设计制造及其自动化专业课程体系方面更好地体现出以学生为主体、成果为导向和持续改进的OBE教育理念，针对旧培养方案的不足提出以下课程体系改革：

1.1 基于OBE理念探索机械专业人才培养模式，设计知识脉络清晰的课程体系。传统的人才培养模式通常是以学科为导向，通过课程设置来对学生应掌握的内容进行规范并以此为考核标准，并且存在因人设课的现象，导致学生所学知识与行业需求和社会经济发展脱轨。此外，现有的课程体系中，《金属切削原理及刀具》、《机械制造工艺学》和《机械制造装备技术》等核心课程之间存在知识点结构逻辑关系不够清晰，教学内容存在重复，与对能力培养支撑力度不够强，培养目标不够明确等现象。因此，在新的人才培养方案修订中，为了满足社会和行业发展需求，学生个人成才要求，本项目以学生学习成效为导向，设置能支撑目标达成的人才培养模式;充分注意课程内容与能力培养之间的对应关系和知识点脉络间的逻辑关系，打造精品课程体系。

1.2 基于创新思维能力培养探索新型的课堂教学模式

传统教学方法以教师和教材文本为课堂教学中心，忽视了学生的主体性、教学过程的复杂性和不确定性、教学效果的动态生成性，影响学生的学习兴趣，制约了学生创新思维的培养。不管是“新工科”建设要求还是工程教育专业认证要求的解决“复杂工程问题”的综合能力培养目标，激起学生的学习主动性，提升学生学习成效，都需要一些先进有效的教学手段和策略支撑。本项目依据创新思维形成原理，探索以创新能力培养为目标的新型课堂教学模式。

1.3 构建创新实践教学平台

实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识体系的管理与应用的有效途径，是应用工程原理分析、解决复杂问题的重要平台，是提升提出问题解决问题能力的关键环节。因此，本项目紧密结合机械学科特点，以分阶段培养基本技能、专业技能和综合技能为主线，构建共性与个性并举的多个层次创新实践平台。

2  主要研究成果

2.1 构建基于工程素质培养的人才培养模式

以工科教育教学质量提升为总方针，以包装机械行业发展和地域智能精密制造发展为契机，以学生工程综合素质培养为根本，构建以“智能包装装备+智能精密制造”为特色的机械设计制造及自动化专业的人才培养模式：“精准定位、重基础、跟前沿、校企等多维深度融合、项目化教学、素质提升全程化、师资队伍多元化”，具体参见图1。

“精准定位”为适应我国制造业转型升级需求，依托行业，立足湖南，面向“智能包装装备和智能精密制造”等特色鲜明的领域，在“新工科”建设的引领下，将信息、计算机科学与技术的知识与机械工程学科知识相结合，结合学校发展定位，培养具备机械设计制造基础知识及研究应用能力、工程实践能力、协作能力和较强创新意识的工程应用型高级专门人才。

“重基础”是重视数学、自然科学和人文社会类课程在人才培养中的重要地位和作用。

“跟前沿”是强调专业课程学习内容要紧跟行业发展需求和学科发展前沿、教学方法和教学理念要与时俱进。

“校企多维深度融合”学校不仅与企业合作深度融合，更要与地方经济发展建设同轨道，谋求专业更好的发展。合作企业不仅是简单的为人才培养的实践环节简单提供实习场所，更希望企业能为学生提供更多的毕业设计和科学研究项目提供素材等，同时加强校企职工的双向聘用，寻求一种真正资源共享，互利互惠共赢的深度融合合作模式。

“项目化教学”基于OBE理念，以解决“复杂工程问题”综合能力培养为核心，以项目教学为主要教学策略，对部分课程设计有效实施知识、能力、素质深度融合的项目化理论教学。

“素质教育全程化”，利用专业基础课、专业课、实验课、实训、综合训练和贯穿大学四年的职业素养系列课程，坚持培养立德树人，德智体美劳全面发展，具有坚定的理想信念、深厚的爱国情怀和人文底蕴，具备较强的创新意识与较高的职业素质的创新应用型高级专门人才，完善专业与职业深度融合的全程化素质教育。

“师资队伍多元化”，其一，引进创新能力强的年轻博士或具有博士学位的高层次人才，建设国内一流、规模适度、结构优化、作用突出的高校人才队伍;其二，利用学校柔性人才引进政策，聘请高水平专家、高技能人才开展中长期教学;其三，学校共性培养和学院“传帮带”个性培养，切实帮助教师在教学水平和科研能力上全面发展;其四，选派教师到对口企事业单位挂职锻炼，提升工程实践能力，将实践问题及成果转化为研究课题、教学案例。

2.2 构建突出专业特色的课程体系

为帮助学生构建有机知识体系，培养学生较强工程实践能力，本专业打造以“智能包装机械装备和智能精密制造”为特色专业的精品课程体系，该课程体系由理论课程和具有特色的实践课程组成。理论课程依据专业方向进行设置，每个方向有四门专业方向课;实践课程有专业综合课程设计和综合实训两门课，两个方向均以实物展示为考核依据，具体如图2所示。

近几年基于国家提出的“互联网+”理念，本项目组人员跟紧时代浪潮与时俱进，充分利用互联网的便捷开展教育教学创新探索，借助网络共享平台、MOOC网络课堂、蓝墨云班课等形式多样的精品课程教学手段，努力提升学生学习成效，培养大学生的自主学习能力、创新能力和社会实践能力。

能力与素质的培养是难以通过简单的知识传授获得，需要设计更多“以学生为中心、以实际工程问题为导向”的教学环节，引发学生自我思考、自我培养。在教学策略上，多以特定产品、案例驱动、问题驱动及项目驱动等方式为主，激发学生自主学习及研究的主动性及兴趣，从而达到更好的学习效果。

2.3 “五个转变，一教学模式”的课堂教学模式探索

基于新工科具有智能化、交叉化、创新性等专业特色和新工科的多元化、实践性与国际化的教育方式特色，本专业紧扣人才创新思维能力培养，探索学科思维导图、知识地图、思维地图等实现思维可视化教学模式的四种手段，培养学生思维能力;通过实现“五个转变”帮助学生“求知、增能、成才”，提高学生学习效能和能力培养，最终达成 “解决复杂工程实际问题”这一目标（具体见图3）。

2.4 构建“三层次”与“个性化”共融实践教学课程体系

利用湖南省普通高校示范基础实验室、湖南省优秀金工实训中心等校内优质实践资源;借力湖南及周边地区对口企业的优势资源，以学生创新实践能力培养为核心，课上课下相结合、校内校外产教研结合，针对全体学生构建由基本技能、专业技能和综合技能“三层次”递进式实践教学基本项目平台。以培养学生的创新精神、创业意识、创新创业能力为目标，以国家、行业组织的各种形式学科竞赛和创新研究项目为主要载体，教研相结合，为少数优秀的或学有潜力的学生构建了“个性化”项目平台。通过两个实践平台支撑达成共性与个性的能力培养目标——解决复杂工程实际问题（见图4）。

3  結束语

机械设计制造及其自动化专业结合地方经济和行业发展需求，突出人才培养特色，制定有效可行课程体系，强调以“学生为主体，教师为主导”的探究式、讨论式的教学模式;提出转变课堂教学模式;加强课程设计、专业综合课程设计、综合实训等实践教学的过程考核，为本专业学生的工程素质培养提供了可行的解决方案。

参考文献：

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

[2] 刘志芳，陈世平，袁冬梅.工程教育专业认证背景下的机械类课程体系改革探讨——以重庆理工大学为例[J].教育教学论坛，2019，402（08）：161-162.

[3]陶吉利，李林功，蔡卫明，等.基于复杂工程问题能力培养的嵌入式课程群体系改革[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2018，17（06）：52-55.

[4]王红军，常城，钟建琳，等.基于工程教育认证理念的机械类实践环节教学方法与评价方式改革[J].高教学刊，2018，73（01）：19-20，23.

[5]戚晓利，汪永明，王孝义，等.基于工程教育认证体系的机械设计制造及其自动化专业人才培养方案研究[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2018，35（03）：85-87.

[6]韩兴国，赵耐丽，张栋梁.基于能力本位的机械设计制造及其自动化专业人才培养模式研究[J].教育界：高等教育研究（下），2018（6）：123-124.

基金项目：基于OBE理念的机械专业人才综合能力培养实践研究（教通〔2019〕291号），基于独立学院学生的雨课堂混合式教学模式应用研究——以《数控加工技术》课程为例（教通〔2019〕291号）。

作者简介：廖翠姣（1977-），女，副教授，博士，从事机械设计制造专业的教学与研究。