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工程教育认证背景下“机械工程”一流本科专业建设探索与研究
——以广西科技大学为例
摘 要:基于工程教育认证背景下,阐述机械工程一流本科建设及人才培养模式改革的意义,分析当前机械工程专业建设及人才培养存在的问题,结合广西科技大学机械工程专业建设的定位与特色,提出了以产出为导向的机械工程一流本科建设方案,通过课程体系改革、教学方法创新、实践环节强化、产学研合作和创新创业教育等措施推进一流本科专业的建设。
关键词:工程认证;机械工程;一流本科;人才培养
DOI:10.12417/2705-1358.24.06.083
1 引言
随着全球化和技术进步的加速发展,工程领域对高素质、创新型人才的需求日益迫切。工程认证作为提升工程教育质量和保障工程实践能力的重要手段,已经在全球范围内得到广泛应用。为了迎合国家发展战略及区域经济发展对机械工程创新型人才的需求,本文从工程教育认证的视角出发,结合我校在省内机械工程领域的特色和优势,对机械工程一流本科专业建设及人才培养模式进行探索和改革。以此推动一流本科专业建设和地方高校创新人才培养具有重要现实意义。
2 地方高校一流本科专业建设面临的问题
工程教育认证的两大核心要素是:“以学生为中心”和“成果导向(OBE)”教育目标、教学设计围绕着学生的能力培养,评价的标准是学生的毕业要求的每一个指标项,学生的毕业要求应能支撑培养目标的达成。工程教育认证对机械工程教育提出了更高的要求。机械工程专业的建设面临着一些问题和挑战。
2.1跨学科融合问题
现代的机械工程问题需要多学科的知识来解决,而长期以来,各学科形成了相对独立的学术体系和话语体系,传统的教育模式往往注重单一的学科知识传授,缺乏跨学科综合能力的培养,阻碍了跨学科的融合进程。目前机械工程专业正逐步向电子信息工程、自动化、材料科学等其他领域进行交叉融合,形成更加综合的专业方向。因此课程设置应强调跨学科学习,开展跨学科融合的教育模式迫在眉睫。跨学科的教育模式开展可有助于学生,未来解决多学科综合性问题打下基础。
2.2产教融合问题
随着科技的飞速发展,工业界的需求也在不断变化,对人才的技能要求越来越高。然而,现行的教育模式却未能及时跟上这一变化的步伐。许多学校的课程内容更新速度远远跟不上技术更新的速度,这导致了毕业生所掌握的技能与企业的实际需求存在较大的差距。当前许多高校都在尝试推进产教融合,但实际效果并不理想。教育模式与产业需求的脱节现象愈发严重。一方面,由于企业与高校之间的利益诉求不同,双方的合作往往难以深入;另一方面,高校在产教融合方面的政策和措施还不够完善,导致合作效果不佳。
2.3实践与创新相结合问题
当前的机械工程教育中,创新能力和研发技能的培养显得尤为缺失。这不仅对学生的个人职业发展构成了阻碍,也对行业的整体进步产生了制约。许多高校都设有机械工程实验室,但由于经费、设备等因素的限制,实践平台和实训基地等实践教学资源不能满足学生的需求,导致学生们缺少工程实践能力和创新意识,难以适应日新月异的工程技术需求,更难以在未来的工作中展现出足够的竞争力。
2.4教育体系改革问题
当前的教学体系中,我们常常发现理论与实践的结合并不尽如人意。课堂上,教师们往往过于强调理论知识的传授,而忽视了学生实际操作能力的培养。目前机械工程专业课程设置比较偏重理论,课程设置仍然停留在传统的机械设计、制造等领域,而缺乏对新兴技术如智能制造、机器人技术等的深入教学。这导致学生理论知识与实际技能之间的脱节,这种现象在一定程度上削弱了教育的实效性,因为理论知识虽然重要,但如果不能将其应用于实际,那么这些知识就会变得空洞无力。学生能够在真实的环境中应用所学,这样的教育才能真正达到其应有的效果。
3 机械工程一流专业建设改革的探索
我校作为地方性本科院校,有鲜明的地方特点。因此,我校立足于服务地方经济,尊重本科教育规律、“以本为本”开展一流本科专业建设,强调“以学生为中心”探索提高人才培养质量的有效途径。
3.1立足地方,服务地方,构建通专结合、应用创新能力培养和专业教育融合的人才培养新模式
从培养目标、地方机械行业背景和人才能力需求等基准出发,按照机械工程专业大平台培养要求,以培养学生扎实的基础理论和较强的应用创新意识为目标,构建以通识教育课程和学科(专业)基础课程、专业课程为主体的通专结合、应用创新能力培养和专业教育融合的机械工程专业人才培养新模式,如图1所示。
根据我校自身的办学定位与办学特色,紧跟机械专业的专业特性,将应用创新的理念从通识教育阶段即根植于学生心中,开展应用创新意识、创新思维的培育,开展理论知识应用于工程实际的应用创新工程实践训练。在整个大学四年专业教育期间,实现专业教育和创新能力培养的深度融合。
根据地方机械及相关领域行业人才需求,构建和完善机械工程专业课程体系,课程设置分为两大类:理论体系和实践体系,通过开设通识教育类创新创业课程、拓宽类应用创新课程、专业类应用创新课程、创新创业专题报告等四类课程,全面提升学生应用创新能力。
在理论体系课程教学中,逐步把应用创新教学内容融入到通识必修课、专业必修课、专业选修课等专业课程中。达到应用创新能力培养的目的。同时在整个大学四年期间的专业学习中,循序渐进的融入四类创新课程。
在实践教学中,在完成课程综合性实验、验证性实验、课程设计和工程实训练的过程中,鼓励学生积极参加互联网+,机械创新设计大赛等各种学科竞赛和创新创业项目,鼓励学生积极参与教师的科研项目,逐步进行应用创新工程实践活动,增强学生应用创新意识,形成应用创新能力。
3.2发挥地方特色优势,开展深层次校企协同育人,开展应用创新实践育人
以工程应用为主线,紧密结合地方产业需求,校企联合制定人才培养方案,共建实验室和实训实习基地,邀请地方行业骨干企业参与到实践教学各个环节。
通过校企合作,争取地方行业内的企业对机械工程专业实验室提供的实验实训设备与技术支持,共同建设和改造校内实训基地、实践教学平台,改善校内实训条件,为学生实践教学提供环境,为实践育人提供保障。
通过校企合作,共建校企合作的应用创新基地,邀请企业派出高级技术人员作为专业学科竞赛和毕业设计指导老师。让企业指导老师选取一些实践性较强且有实际应用、开发的题目,作为毕业设计和课程设计等实践环节的题目,培养学生在实践中解决一线工程实际问题的能力。
引入教师科研,产学研合作,利用校企合作创新基地,结合地方实际,建设多学科交叉的,硕士生-本科生为主体的技术服务中心,提升学校服务地方的科技创新能力。依托校企合作基地,围绕广西机械、汽车千亿元产业群,积极开展面向智能装备、智能制造、大规模定制化生产等应用开发,打破本硕壁垒,服务地方经济和社会发展。
4 机械工程一流专业建设的措施
我校机械工程专业建设经过不断地探索,取得了一些成绩。2014年被批准为广西区高校“优势特色专业”建设点;2020年本校首个“国家级一流本科专业”建设点。
4.1深化教学改革
4.1.1打造金课,持续改进教学内容
根据新工科建设与专业认证要求,打造专业课程群,优化教学内容。打造制图与计算机绘图、机械设计、机械原理等专业基础课及相关专业课成为金课。课程内容注重培养学生的沟通能力、合作能力、专业知识技能和终生学习能力;通过不断跟踪毕业生就业单位对学生的反馈建议,持续改进教学内容。
4.1.2开发三门具备线上线下开展混合教学的优质课程
《工程材料及成型基础I》、《机械制图/工程图学》、《机械原理》在智慧树教学平台已开展线上开放教学。其中《工程材料及成型基础I》获得2021年广西壮族自治区级一流课程。
4.1.3建设虚拟仿真实验教学平台
在平台上共计布置二级减速器拆装虚拟仿真实验、机构运动参数虚拟仿真实验、轴系结构设计与分析虚拟仿真实验、机械加工工艺规程设计虚拟仿真实验4套实验。大大提高了学生的时间学习效果和机械类人才培养质量。
4.1.4建设教研一体化虚拟仿真课程资源研发平台
在此平台上布置基于Solidworks系统的《机械制图》、《机械设计》、《机械原理》、《公差配合与测量技术》、《机械类基础实训课程》共计5门45套虚拟仿真课程资源。庞大丰富的课程资源库为教师开展教学教改构建了扎实的数据环境。
4.2实践环节强化
结合地方产业需求,校企联合制定人才培养方案、共建课程和实验室、实训实习基地,柳工机械、广西汽车集团、东风柳汽等地方行业骨干企业参与到实践教学各个环节,产教融合,实现教育与生产实践的密切结合;注重知识的应用,构建以解决一线工程实际问题为主的综合性实践课程体系并持续改进。
强调学生实践动手与知识应用能力的培养,与企业合作建立应用创新实践平台和校外实习基地、校外专业实验室。在毕业实践环节上,由教师和企业技术人员联合指导学生,形成实习、毕业设计、就业“三位一体”,实现校门与就业岗位零距离对接,企业、学校、学生三方共赢。
4.3产学研深度合作
机械工程专业坚持以“校市相融,校企合作”办学特色为指导,不断深化与广西柳工机械股份有限公司、东风柳州汽车有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司等企业的合作,校企共建了教育部首批现代产业学院1个,国家级大学生校外实践教育基地1个,省级教学平台或基地3个,人才联合培养基地15个。逐渐形成了“专业与产业呼应,教学与生产融合,实践与就业贯通”的人才培养模式。
4.4地方特色的课程体系改革
结合工程认证要求和行业需求,优化课程结构,增设跨学科课程和实践性课程,构建以核心课程为基础、选修课程为补充的课程体系。围绕“立足地方,服务地方,构建通专结合、应用创新能力培养和专业教育融合的人才培养新模式”、“发挥地方特色优势,开展深层次校企协同育人,开展应用创新实践育人”、“根据专业课程群,建设基层教学组织”、“以机械工程博士点建设为契机,建设结构合理、高素质的专业教师队伍”、“健全教学管理制度,建设教学质量监控及评价体系、毕业生用人单位持续跟踪的校外评价机制”五个方面做了详细的方案设计,并给出了具体任务和建设措施。
5 结语
基于工程教育认证背景下,结合我校机械工程专业建设的定位与特色,探讨了如何构建机械工程一流本科专业建设模式。提出通过课程体系改革、教学方法创新、实践环节强化、产学研合作和创新创业教育等措施的实施,可培养出具备创新精神和实践能力的机械工程复合型人才,满足社会和经济发展的需求。同时,针对实施过程中可能遇到的困难,提出了相应的策略和建议。对高等院校完善机械工程本科专业教学模式和加强学科建设具有一定的参考意义。
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基金项目:广西高等教育本科教学改革工程项目“地方高校机械工程一流本科专业建设探索”(2020JGA219);
作者简介:尹辉俊(1972-),男,广西科技大学教授、硕士生导师,研究方向:机械结构有限元分析优化、智能装备设计制造、机器视觉及工业化应用。
梁志达(1973-),女,广西科技大学高级工程师,研究方向:教育信息化,一流本科创新教育。本文通讯作者:梁志达
罗玉军(1965-),男,广西科技大学副教授、研究生导师,研究方向:机械振动与噪声控制技术。
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