齊建家

摘要：本文基于工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，及其對機(jī)械類專業(yè)課程體系的要求， 分析了當(dāng)前機(jī)械類課程體系中存在的問題，提出了以“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”為中心的“集成化”課程群建設(shè)方案。為進(jìn)一步提高我國高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)課程教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生對產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的建造能力提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證;課程體系;集成化;課程群

0 ?引言

對于一個(gè)從業(yè)者整體素質(zhì)和能力而言，各門課程之間的從屬關(guān)系、相互聯(lián)系、都是有機(jī)相關(guān)的。“集成化”即通過工程項(xiàng)目將專業(yè)培養(yǎng)方案中的相關(guān)課程聯(lián)系起來，形成有機(jī)整體，通過項(xiàng)目的牽引，使學(xué)生突破課程之間的界限，與生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行無縫對接。

1 ?工程教育專業(yè)認(rèn)證對機(jī)械類課程體系的要求

工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循以學(xué)生為中心和以成果為導(dǎo)向的核心理念，通過持續(xù)改進(jìn)，不斷優(yōu)化課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。專業(yè)需針對認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的12項(xiàng)畢業(yè)要求建設(shè)師資隊(duì)伍，在培養(yǎng)方案實(shí)施過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，適時(shí)調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系，并以對培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的有效支撐為目的，明確各門課程之間的順序和進(jìn)度，優(yōu)化課程內(nèi)容，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，改革課程教學(xué)方式方法，既滿足畢業(yè)要求，又體現(xiàn)專業(yè)特色[1]。

2 ?機(jī)械類專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，機(jī)械類專業(yè)教學(xué)體系內(nèi)各門課程之間課程內(nèi)容相對獨(dú)立，教師不注重各門課之間的聯(lián)系，缺乏交流溝通，缺乏對各門課程內(nèi)容的系統(tǒng)整合。且教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)，生澀難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低。

授課方式上，多數(shù)專業(yè)課能將工程實(shí)例引入課堂，使學(xué)生對理論知識(shí)更好地理解。但基礎(chǔ)課及專業(yè)基礎(chǔ)課與工程實(shí)例結(jié)合較困難，往往只用工程問題中的一個(gè)環(huán)節(jié)代替整個(gè)系統(tǒng)的分析?；蚋鏖T課程所舉實(shí)例相互缺乏前后聯(lián)系，因而學(xué)生不能很好地將前后學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容與工程實(shí)際聯(lián)系起來。傳統(tǒng)授課方式下，課程多以教師講授為主，教學(xué)環(huán)節(jié)單一，評價(jià)方式單一，缺少學(xué)生獨(dú)立思考、實(shí)踐和發(fā)展興趣的空間，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。

從學(xué)生學(xué)習(xí)狀況來看，學(xué)生入學(xué)之初，帶著足夠的好奇、興趣和信心開始大學(xué)的學(xué)習(xí)生活。隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，課程從內(nèi)容到難度都發(fā)生變化，內(nèi)容越來越多，難度越來越大，且一門一門獨(dú)立的課程內(nèi)容堆積在一起，使學(xué)生迷失了學(xué)習(xí)的方向，學(xué)習(xí)興趣逐漸減弱。原因主要有二：一是課程本身理論性強(qiáng)，涉及的知識(shí)多，課堂上講授的內(nèi)容太抽象、且與現(xiàn)實(shí)生活脫節(jié)，以致產(chǎn)生心理落差，漸失學(xué)習(xí)信心;二是各門課程的教學(xué)內(nèi)容缺乏聯(lián)系，學(xué)生不能在腦子里將這些內(nèi)容系統(tǒng)地聯(lián)系起來，不知道課程學(xué)完了能做什么，與后續(xù)課程有什么關(guān)系，也就不知道如何將所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用。

從教學(xué)資源看，教學(xué)資源包括人的因素——師資，和物的因素——教學(xué)設(shè)備兩部分。

過去課程體系內(nèi)課程之間脫節(jié)，原因之一就是從基礎(chǔ)課到專業(yè)課教師之間互不通氣，各教各的，一教就是幾年甚至幾十年。教師只管教自己的課，對培養(yǎng)目標(biāo)以及其他課程不聞不問，最后形成課程的孤島。如果教師不明確并理解專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以及所教課程對培養(yǎng)目標(biāo)的支撐作用，只從課程自身的內(nèi)容出發(fā)，而不兼顧課程體系內(nèi)其他課程的需要，是無法使課程真正服務(wù)于專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，無法高效利用教學(xué)資源，保證對培養(yǎng)目標(biāo)的支撐的。而這個(gè)問題必須通過打破課程之間的界限，教師之間團(tuán)隊(duì)合作才能予以糾正。

實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)是學(xué)校給予學(xué)生的離開課堂，接觸工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)之一。實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否體現(xiàn)課程之間的融合是學(xué)生能否較好地理解課程對解決工程實(shí)際問題所起作用的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備多數(shù)是專門針對一門課程設(shè)計(jì)，只能開設(shè)某門課程的實(shí)驗(yàn)，不能兼顧多門課程之間的聯(lián)系開展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。這也是人的傳統(tǒng)觀念不能與現(xiàn)代教學(xué)理念接軌的結(jié)果。

3 ?以“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”為中心的“集成化”課程群建設(shè)

“集成化”就是要在使課程與課程之間，課程各環(huán)節(jié)之間關(guān)聯(lián)起來，形成有機(jī)整體，而非各自為戰(zhàn)。我校機(jī)械類專業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)及專業(yè)面向，在2019版人才培養(yǎng)方案修訂過程中，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為指導(dǎo)，對培養(yǎng)方案內(nèi)所有課程按照產(chǎn)品全生命周期的要求及職場能力需求進(jìn)行了課程群的劃分，打破課程之間的壁壘，形成不同于以往的，符合工程教育認(rèn)證對學(xué)生能力素質(zhì)培養(yǎng)要求的課程體系。具體做法如下：

3.1 根據(jù)產(chǎn)品全生命周期的要求組建課程群

學(xué)科知識(shí)是成體系的，而非獨(dú)立存在的，一門課程中是如此，課程模塊中的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課也是如此。工程實(shí)踐的問題多為多學(xué)科交叉綜合的問題，而單一學(xué)科只能解決較為單純的問題。因此，如何把課程群內(nèi)課程的各個(gè)模塊進(jìn)行集成才能達(dá)到優(yōu)化學(xué)科知識(shí)，最大限度地利用好課堂內(nèi)時(shí)間，達(dá)到工程教育對學(xué)生解決工程實(shí)際問題能力的要求，是我們需要研究與探討的一個(gè)重要課題[2]。

我們選擇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)工程控制基礎(chǔ)、機(jī)械工程測試技術(shù)、電氣控制與PLC技術(shù)、液壓與氣壓傳動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)器人技術(shù)等理論課程，以及機(jī)電系統(tǒng)項(xiàng)目化設(shè)計(jì)、可編程控制器仿真實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐類課程組成課程群。課程涵蓋理論課、實(shí)踐課，基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課，設(shè)計(jì)類課程、控制類課程。課程群的建設(shè)目標(biāo)是：

①學(xué)生通過課程群內(nèi)課程的學(xué)習(xí)，加深理解課程之間的聯(lián)系及其在實(shí)際中的綜合應(yīng)用，強(qiáng)化“機(jī)電一體化”及“產(chǎn)品全生命周期”理念;

②初步掌握文獻(xiàn)檢索、設(shè)計(jì)手冊和圖冊等資料查詢方法，能夠運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息;

③注重理論與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合，初步具備分析與解決復(fù)雜工程問題的能力。初步掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的方法;具備制造及自動(dòng)化設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力;熟悉機(jī)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制及相關(guān)技術(shù);

④鍛煉機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電信號(hào)檢測的能力;

⑤引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，鍛煉和提高交流溝通以及團(tuán)隊(duì)合作與競爭能力，培養(yǎng)責(zé)任感。

3.2 建設(shè)課程群教師團(tuán)隊(duì)

要使課程體系“集成化”，首先要使教師“團(tuán)隊(duì)化”。 團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)包括基礎(chǔ)課教師、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課教師、實(shí)驗(yàn)教師，以及負(fù)責(zé)學(xué)生工作的輔導(dǎo)員等課程群內(nèi)涉及的所有教師。教師參與課程群建設(shè)，深入研究和探討通過什么樣的教學(xué)環(huán)節(jié)去落實(shí)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求、各門課在培養(yǎng)方案中的作用、地位、貢獻(xiàn)及與其他課程的關(guān)系和關(guān)聯(lián)[2]。

從多名講授同一門課程的教師中選擇責(zé)任心強(qiáng)、有特長、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師組建團(tuán)隊(duì)。為了便于課程群建設(shè)的順利進(jìn)行，選擇的過程中要兼顧教師的專業(yè)特長，力爭使團(tuán)隊(duì)教師形成優(yōu)勢互補(bǔ)。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人定期組織開展教研活動(dòng)，討論課程群及課程建設(shè)相關(guān)問題。課程責(zé)任教師主持討論，并將討論結(jié)果應(yīng)用于教學(xué)當(dāng)中。并就實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)反饋，及時(shí)解決。

3.3 以“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”為中心的課程群建設(shè)

按照人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，遵循知識(shí)與能力素質(zhì)并重的原則，構(gòu)建基于教師團(tuán)隊(duì)的分級項(xiàng)目式課程體系。

課程群建設(shè)初期，首先從機(jī)械類專業(yè)所需的專業(yè)技能入手，選取相關(guān)課程組建課程群，并建立技能知識(shí)庫[3]。其次，將課程群內(nèi)的所有課程內(nèi)容按功能模塊進(jìn)行拆分，重新進(jìn)行優(yōu)化組合，對不同課程中相同的知識(shí)模塊進(jìn)行刪減。經(jīng)過優(yōu)化后的知識(shí)模塊全部放入知識(shí)庫，課程按照優(yōu)先級別從知識(shí)庫中選取知識(shí)模塊，已選過的模塊將不能被二次選取，這樣首先解決了課程間部分內(nèi)容重復(fù)的問題。老師有更多的時(shí)間可以用來引入工程實(shí)例，并與學(xué)生一起展開討論。

知識(shí)模塊整合完成，課程重新確定了教學(xué)內(nèi)容。接下來進(jìn)行以工程能力為導(dǎo)向的項(xiàng)目式教學(xué)模式改革，在課程體系框架內(nèi)建立三級項(xiàng)目體系，項(xiàng)目間相互關(guān)聯(lián)，各級項(xiàng)目與各教學(xué)環(huán)節(jié)緊密銜接，項(xiàng)目內(nèi)容從易到難、從基礎(chǔ)到專業(yè)分層次進(jìn)行，項(xiàng)目實(shí)施貫穿課內(nèi)外，涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能。并充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，利用課程之間的聯(lián)系開發(fā)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。圖1為按照三級項(xiàng)目體系來構(gòu)建的課程群組織框圖（圖1）。

三級項(xiàng)目體系為：

①三級項(xiàng)目以加強(qiáng)對課程重點(diǎn)內(nèi)容的理解與應(yīng)用為目的，設(shè)置于課程內(nèi)。是一級或二級項(xiàng)目的子項(xiàng)目;

②二級項(xiàng)目是包含產(chǎn)品生命周期全過程的項(xiàng)目，有機(jī)融合多門課程專業(yè)知識(shí)。旨在提高學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力;

③一級項(xiàng)目是綜合性最強(qiáng)、難度最大的項(xiàng)目。處于整個(gè)項(xiàng)目體系的最頂層。旨在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

一級項(xiàng)目包括畢業(yè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)一級項(xiàng)目主要是讓學(xué)生參與教師承擔(dān)的企業(yè)研究課題、技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，以及實(shí)物制作類項(xiàng)目，以此提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力與素質(zhì);創(chuàng)新設(shè)計(jì)以具有一定創(chuàng)意的機(jī)電產(chǎn)品研制為主，可以是國家、省、校不同層次的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，也可以是參加各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽期間的設(shè)計(jì)作品，旨在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。

各級項(xiàng)目與教學(xué)環(huán)節(jié)緊密銜接，項(xiàng)目內(nèi)容和實(shí)施貫穿課內(nèi)與課外，項(xiàng)目間相互關(guān)聯(lián)，從易到難[4]。

項(xiàng)目教師團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞技能要求，精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容，力爭將項(xiàng)目貫穿于課程群的所有課程之中。通過項(xiàng)目在課與課之間建立起學(xué)生對生產(chǎn)實(shí)際認(rèn)知的橋梁。為了讓學(xué)生了解課程之間的聯(lián)系，使學(xué)習(xí)更具針對性，按照最初項(xiàng)目設(shè)置原則，課程內(nèi)的三級項(xiàng)目均采用機(jī)床作為典型項(xiàng)目實(shí)例，課程不同，側(cè)重的點(diǎn)不同[4]。如：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程選取機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目[5]，機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程中選取的項(xiàng)目是機(jī)床控制系統(tǒng)性能的分析與校正，液壓與氣壓傳動(dòng)控制技術(shù)課程選取的項(xiàng)目是機(jī)床的液壓回路分析與設(shè)計(jì)，電氣控制與PLC技術(shù)課程選取的項(xiàng)目是機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[6]，機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程中選取的項(xiàng)目是機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每門課程內(nèi)容通過項(xiàng)目式的實(shí)際工程任務(wù)導(dǎo)入，全部教學(xué)內(nèi)容以工程項(xiàng)目貫穿始終。課程間的二級項(xiàng)目以機(jī)電系統(tǒng)項(xiàng)目化設(shè)計(jì)和可編程控制器仿真實(shí)習(xí)為載體，在三級項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，綜合各門課程內(nèi)容，完成車床的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。至此，學(xué)生已初步具備了進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。進(jìn)一步通過創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、科技競賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)等一級項(xiàng)目歷練，學(xué)生可初步具備解決復(fù)雜工程問題的能力。

4 ?結(jié)論

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生能力的要求，以“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”為中心，選擇課程群內(nèi)的項(xiàng)目及內(nèi)容，打破課程之間的界限，力求使課程間通過項(xiàng)目建立起聯(lián)系，一個(gè)項(xiàng)目的不同階段在不同課程中引用，使學(xué)生清晰了課程之間的聯(lián)系。充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心的OBE理念，對進(jìn)一步提高機(jī)械類專業(yè)建設(shè)質(zhì)量起到積極推動(dòng)作用。

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