基于工程教育认证OBE理念的机械类生产实习教学改革
2022-06-16朱海东李虎吴敏杨凯迪陈曦
朱海东,李虎,吴敏,杨凯迪,陈曦
(桂林电子科技大学 机电工程学院,广西 桂林)
工程教育专业认证贯彻以人为本的评价理念,以需求为中心,以培养目标和毕业要求为导向,通过课程体系、师资队伍和支持条件支撑毕业要求的达成。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量的保障制度,因此以学生为中心、以成果为导向和持续改进理念成为工程教育专业认证的三个基本理念。生产实习是工科教育的重要实践课程,如何把本科实践教学与企业人才培养联系起来,一直是困扰高校教师的普遍问题。
一 基于工程教育认证OBE理念的机械类生产实习教学改革依据或现实问题
(一) 理论依据
2016年6月,我国正式加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议 《华盛顿协议》,因此工程专业毕业生学位得到《华盛顿协议》等其他组织的认可,极大地提高了我国工程教育的国际影响力。
工程教育是我国高等教育的重要组成部分,工程教育专业认证的核心就是要确保工科专业毕业生达到行业认可的质量标准要求;工程教育专业认证要求专业课程体系设置、办学条件配置、师资队伍配备等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开;工程教育在国家工业化进程中,对独立完整、门类齐全的国家工业体系的形成与发展,发挥了不可替代的作用。
(二) 现实问题
生产实习是工科教育的重要实践课程,如何把企业教育与平时教学联系起来,一直是困扰高校教师的普遍问题。生产实习时间为三周,相对短暂,而参加生产实习的学生数量多,基础参差不齐,生产实习的效果不理想,往往停留在走马观花而且实习报告应付了事的阶段,生产实习并没有从实际效果上提高学生的专业知识实践能力。本文从工程教育的基本理念出发,解决上述困扰生产实习教学的难题,对生产实习进行教学改革。
二 从工程教育角度对生产实习教学改革相关问题进行研究
(一) 研究的意义
在工程教育认证的大背景下,学校所有专业必须按照认证标准认真设计培养方案并且对所有教学课程进行重新理解和创新。其中对于工程教育认证的毕业指标点的理解,又是重中之重,因为该指标点是认证的纲领性文件。生产实习课程作为重要的实践课程,担负着如何把学校学到的知识应用于工厂实践的重要任务,工程教育认证的十二条指标点多处与生产实习的教学成果相关,因此生产实习的成果导向对到毕业指标点的达成有极其重大的影响。
(二) 国内外研究现状
英国在2003年发布了《高等教育的未来》白皮书,它强调具有良好的创新与实践能力是现代工程师的基本素质,着重提出产学研结合在工程教育中的作用。
桂林电子科技大学机械工程专业的生产实习,面对上述难题,采用了”内外结合,虚实结合,全程管理,科学评价”的改革措施,大大地提高了生产实习效果。紧扣成果导向和学生为中心的理念,通过评价方式促进持续改进,这样的理念已经应用到湘潭大学机械设计制造及其自动化专业的生产实习中,通过湖南华菱钢铁的生产实习实践使得学生的综合能力获得提高。西安交通大学工业工程专业的生产实习,采用新的教学模式,让学生带着一个专业所学的知识来到工厂完成一个完整的项目,结果显示其效果获得了学生、学校和工厂三方互赢,同时提高了学生的沟通能力和工程实践能力。
工程教育认证是生产实习改革的最佳契机,深入贯彻工程教育认证理念为解决生产实习面临的顽疾提供了解决途径。
(三) 生产实习教学中待解决的问题
生产实习是学生将所学的专业理论课程知识和工程实践相结合的主要方式,对今后的毕业设计乃至就业奠定必要的基础。但是由于生产实习受到诸如学校、社会、企业和学生本身之间的复杂关系和生产实习时间较短的影响,下面出现的顽疾很难从根本上解决。
①课程实习内容不够丰富,实习基地类型单一;②学生重视程度不够,指导老师工程实践能力不足;③实习时间有限,实习效率偏低;④考核方式单一,教学管理混乱。
本项目期待通过工程教育认证基本理念在生产实习中的应用,从根本上改善生产实习效果低下的问题。
三 基于工程教育认证OBE理念的机械类生产实习教学改革的内容
(一) 改革目标
在专业生产实习过程全面贯彻工程教育认证理念,从成果导向、以学生为中心和评价方式改革三个方面入手,全面促进持续改进机制形成,使得学生具备分析和解决复杂工程问题的能力。从根本上改善生产实习过程中出现的各种顽疾。
(二) 改革具备的基础和环境
桂林电子科技大学图书馆有丰富的图书资源和网络资源,方便学生针对工程问题随时查阅文献和跟随国际最新期刊进展。机电工程学院拥有智能制造系统虚拟仿真实验教学中心。该智能制造系统虚拟仿真实验教学中心主要由申请负责人所在的机电工程学院管理和使用。
桂林电子科技大学机电工程学院生产实习课程教学团队,与生产实习基地紧密配合并不断与知名企业完成校企合作协议签订,并圆满完成了历年该课程的教学任务,获得校内外的一致好评。该团队常年实行以老带新的制度,每一年都有新引进的具有工程背景的博士加入团队,使得团队不断壮大。
(三) 主要改革方向和内容
1.以成果为导向的生产实习课程目标制定。
首先,机械专业教学指导小组根据社会需求和学校定位确定了专业培养方案,根据培养方案确定了毕业要求并对工程教育认证通用标准中的12个毕业要求进行分解,其中通用标准中的毕业要求6,7,8,9,11这五点都可以从生产实习教学中获取,通过对上述五点进行拆分设定了生产实习教学的六个课程目标,拆分的毕业要求指标点与各项课程目标对应关系如下:
根据毕业指标点6.1设定课程目标1:能够正确认识机械工程和客观世界的相互关系和相互影响,熟悉机械工程相关的历史和文化背景以及研发、生产、环境保护和可持续发展方面的方针、法规和政策。
根据毕业指标点7.2设定课程目标2:树立绿色制造的理念,正确评估机械工程领域复杂工程问题的工程实践对环境和社会可持续发展的影响。
根据毕业指标点8.2设定课程目标3:理解机械工程技术的社会价值以及机械工程师的职业性质和责任,具有法律意识。能够在工程实践中自觉遵守工程师职业道德和规范,履行责任。
根据毕业指标点9.2设定课程目标4:充分理解多学科背景下团队成员的作用,能按照明确的需求独立完成团队成员工作、胜任团队成员角色和责任。
根据毕业指标点9.3设定课程目标5:能够制订合理工作计划,根据团队成员的知识和能力特征分配任务,并组织团队成员开展工作。
根据毕业指标点11.1设定课程目标6:掌握技术方案的经济分析与决策方法、环境保护的经济评价方法和技术创新理论和方法等相关知识。
对于毕业指标点的达成贯穿生产实习始终,生产实习所包括的各项环节与上述毕业指标点的对应矩阵见表1。从矩阵关系上可以看见,毕业指标点达成与生产实习全过程高度覆盖,合理完成生产实习各环节即完成了毕业指标点,达到了对专业课程的支撑。
表1 生产实习各环节与毕业指标点的支撑关系
2.以学生为中心的生产实习教学过程的形成。
以学生为中心贯穿到生产实习的始终,具体体现在以下三个方面:
(1)通过生产实习宣讲会和企业专家专题讲座让学生熟悉课程目标。在生产实习初始阶段,安排了专门为学生解答困惑的生产实习宣讲会,并要求学生全员参加,不参加者取消生产实习成绩。生产实习宣讲会的讲座人为本专业历年带队实习的有丰富企业经验的教师组。在生产实习宣讲会上系统地讲解基于工程教育认证理念的生产实习课程目标和考核方式,让学生真正带着问题去开始实习,通过实习反过来掌握了解决复杂工程问题的方法。
(2)加强实习基地建设,丰富生产实习内容。生产实习基地作为工程教育认证标准中的支持条件被体现,因此,必须得到有效的满足和保障。本专业生产实习基地的数量和质量决定了生产实习质量的好坏,学校与实习基地的良好沟通和互动并提供产学研结合的模式,调动了双方的积极性,实习时与企业互相密切配合,共同指导学生完成生产实习课程目标。
(3)带着问题进行有深度的进岗学习。在生产实习宣讲会阶段明确了必须提交一篇专题报告,无故不提交的生产实习成绩取消,专题报告就是解决复杂工程问题的全部过程。在生产实习宣讲会后安排了数日的资料查阅工作,让学生广泛了解即将进入的十几家企业的情况,最终目的是为了让学生发现复杂工程问题。真正生产实习进岗阶段,学生是带着如何解决某一个复杂工程问题的状态进入企业。学生在企业实习阶段,将要进入班组实习,生产实习带队教师将安排企业的主要技术骨干带领学生参观,并且通过现场对学生提出的工程问题进行解读,企业技术骨干也会提出各种实际工程问题来对学生进行考察,经过这样的交流使得学生对复杂工程问题得到解决的途径,通过后续的资料查询和进一步交流已达到解决复杂工程问题的最终目的。
3.全面改革考核成绩评定方式。
本专业生产实习的成绩评定包括三项内容,即生产实习平时日记、总结报告和专题报告。这三项资料呈现了金字塔型关系,学生在生产实习过程中注意细节的观察,多提出问题并获得专家的解答,这一系列的过程最终写出内容丰富的生产实习日记。在这些日记的基础上提高凝练出生产实习总结,然后将自己提出的复杂工程问题和解决方案凝练成专题报告,层层推进形成内容丰富的生产实习答卷。另一方面,生产实习带队教师也需具备丰富的工程实践能力,才能客观科学地评阅学生交来的各项资料且反馈给学生相应的批改意见,以达到进一步提高和持续改进。
让学生获得解决复杂工程问题的能力贯穿于本项目的始终,学生在整个实习过程中,发现问题并解决难题以达成课程目标。
四 基于工程教育认证OBE理念的机械类生产实习教学改革的成效
(一) 创新之处
本项目针对生产实习教学过程中出现的各种顽疾,基于工程教育认证的基本理念出发,以成果为导向制订新的课程目标并对应相应的毕业指标点;以学生为中心让学生带着工程问题进入企业并将解决复杂工程问题的途径整理成考核所要提交的资料;全面改革考核方式,形成金字塔型考核评价体系,以生产实习日记为基础完成总结报告,将复杂工程问题的提出和解决形成专题报告。通过这样的改革促进持续改进,最终达成生产实习课程目标。
(二) 改革预期成果和效果
在生产实习开始前半年进行广泛调研,包括学生问卷调查和企业情况梳理。将每一个团队成员一年要联系一家优质企业作为团队成员的考核目标,以新加入校企合作的制造业企业为例,必须具备先进智能制造能力,让学生在参观时切实体验先进制造企业的生产模式。企业不局限在桂林地区,要在广西区内广泛挖掘希望与学校建立实习合作意向的优质企业,甚至实现学生按照所在城市进行分流实习的目标。该项工作已经取得前期进展,本专业在党委书记的带领下,与多家贵港市优质企业签订或拟签订生产实习合作意向,在该项目进展中这样的工作必将常态化进行下去。
五 结语
基于工程教育认证OBE理念的机械类生产实习教学改革以桂林电子科技大学机械类生产实习课程为研究对象,对到毕业指标点的达成有极其重大的影响,为所有教学课程进行重新理解和创新提供了思路和经验。
基于工程教育认证OBE理念的机械类生产实习教学改革,优化了现有的机械类生产实习课程教学内容和实践模式,以需求为中心和持续改进理念,以培养目标和毕业要求为导向,以学生为中心让学生带着工程问题进入企业并将解决复杂工程问题为途径 ,以培养素质化高等人才为目标,为后续其他专业毕业生的生产实习教学课程的改革奠定了基础。