新工科背景下的机械电子工程专业教学改革

    马天兵 杜菲 王小兵

    

    摘? 要 目前,安徽理工大学机械电子工程专业存在教学中新技术融入、质量评价体系不够完善的问题,对培养目标的达成产生一定的影响。根据国家提出的新工科理念,立足行业需求,结合专业特色,借助产学研共建平台,全方位地进行基于新工科背景的机械电子工程专业人才教学模式探索、研究,并进行改革实践,对于该专业的工程教育认证和审核评估工作开展起到促进作用。

    关键词 新工科;机械电子工程;工程教育认证;教学改革;创新实验室;实践教学

    中图分类号:G642.0? ? 文献标识码:B

    文章编号:1671-489X(2020)14-0080-03

    Teaching Reform of Mechatronic Engineering Specialty under Background of New Engineering//MA Tianbing, DU Fei, WANG Xiaobing

    Abstract At present, the mechatronic engineering major in our uni-versity has the phenomenon of new teaching technology integration, quality evaluation system is not perfect, which has a certain impact on the realization of the training objective. According to the new engineering concept put forward by the country, based on the needs of the industry, combined with professional characteristics, with the

    help of industry-university-research co-construction platform, the

    teaching mode of mechatronic engineering talents is explored and

    studied comprehensively based on the new engineering, and reform

    practice is carried out, which plays a promoting role in the develop-ment of engineering education certification and audit evaluation of this specialty.

    Key words new engineering; mechatronic engineering; engineering education certification; teaching reform; innovation lab; practice tea-

    ching

    1 前言

    第四次工业革命的浪潮迎面而来,催生了“中国制造2025”“工业4.0”等国家重要战略。我国高等教育需与时俱进,满足新时代发展需求。工科专业迎来新机遇、新挑战,新工科建设成为当务之急和长远之策,及时更新教学理念,培养高素质的新人才,是迎合时代发展的需要[1]。目前,安徽理工大学机械电子工程专业在教学中新技术的融入、质量评价体系不够完善,考核方式也比较单一[2],导致部分学生创新能力较差,对培养目标的达成产生一定的影响。本专业以高素质专门人才的培养为目标,借助产学研共建平台,全方位地进行基于新工科和工程教育认证背景的机械电子工程专业人才教学模式探索与改革实践,可为该专业工程教育认证的实施和审核评估工作的开展奠定良好的基础。

    2 集合需求与特色,确定符合新工科的卓越人才培养目标

    根据国内工业发展对机械电子工程专业卓越人才的要求,进一步完善机械电子工程专业培养目标。通过制订完整的本科生培养计划,规定完成该计划所需要进行的各个教学环节、教学实践活动和其他有助于达到目标要求的课外训练,建立科学的管理制度和运行机制对各个环节进行过程控制,保证培养目标得以顺利实现。注重专业课程的相互衔接,注重理论联系实际,大力提高实践环节所占比重。在教学内容安排上,以矿山智能机械电子工程装备、工业自动化流水線为主线,合理整合专业课程群;借助省内外知名企业的共建基地,开展认识实习、生产实习、工程案例实训等形式的工程实践,提高学生专业素质和团队协作精神,使学生的理论知识、工程实践能力、职业素养等综合素质得到提高。

    3 结合人工智能,构建基于新工科的卓越人才培养教学体系

    安徽理工大学机械工程学院已经建立了微型智慧工厂创新实验室、机器人与电子创新实验室等,给学生提供校内实践实习基地。新建的智慧工厂创新实验室拥有自动化立体仓库、AGV小车、RFID、数控机床系统、安川加工机器人、智能视觉检测系统、YAMAHA机器人装配系统、MES控制系统等,可以实现工件的自动搬运、自动加工、自动检测、自动装配、自动分拣、自动仓储等操作,自动化程度很高,将新工科中提倡的人工智能、智能制造、机器人、云计算等新兴技术融于课程和综合实训实践教学中。

    在单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计中围绕复杂工程问题,充分结合机械电子创新设计开放实验室平台,让学生经历“构思—设计—实现—运行”四个完整的阶段完成实训[3]。另一方面,让学生到如埃夫特智能装备股份有限公司的实习基地顶岗实习,使学生真正了解机器人等相关热点领域,进一步锻炼学生的工程实践能力,缩小学生综合能力与企业要求的差距。

    4 通过国际交流,提升学生国际视野

    安徽理工大学机械工程学院机械电子工程专业已在2017年被教育部批准为与韩国东西大学联合办学专业,并与2018年开始招生,通过双方国际交流,有利于学生探讨专业新技术、新业态、新产业、新模式。另外,2017年12月28日、2018年7月12日、2019年7月9日与韩国的韩南大学成功举办三届以学生为主体的机械电子工程创新作品交流会,未来将会每年举办一场交流会,进一步拓展学生国际视野。

    5 建设符合新工科和工程教育标准的机械电子工程专业教师队伍

    安徽理工大学制定了较完善的教师队伍发展规划,通过委托培养+引才策略,确保机械电子工程专业教学团队向着工程实践能力强、高学历比例高、年龄结构合理、职称结构好、知识结构优化的方向发展;并且招聘经验丰富的高新企业高职称人员作为兼职教师,2018年已从中科院系统、天津大学引进博士人才三人,拓展了机械电子工程新技术教研方向,逐步完善新工科和工程教育标准对教师队伍的要求。

    6 评建结合,健全实践教学评价机制

    实践教学是培养学生实际操作、解决实际问题能力的关键环节,健全的评价体系可以优化实践环节教学效果,提高实践环节教学质量。

    学生实践教学成绩考核指标的构建? 实验课程考核主要以培养学生的动手能力和思考能力为出发点,着重对实验预习、实验过程操作、实验结果与分析报告和实验出勤情况进行全方位考核;实践过程考核专业技能、职业技能、综合技能等各方面,着重考核学生解决复杂工程问题的能力,体现专业基础知识的掌握和应用、前沿知识的领悟、写作、职业道德、业务操作、职业判断、沟通交流和团队合作能力;实习环节主要根据学生的实习表现、实习日记、实习报告、实习问题回答情况等方面进行评价,着重体现学生的独立思考和解决问题能力;毕业论文环节主要根据学生的设计态度、工作量、论文的规范性、汇报和答辩情况进行评价,着重体现文献检索、新技术应用、复杂工程问题解决、非技术要素分析能力。

    教师实践教学考核指标的构建? 针对实验教师,主要从课前各种仪器、教育规章制度、实验指导书等的准备情况、教学中实验讲解与指导情况、课后实验报告的批改情况、实验教学模式和方法的改革等方面进行评价。

    建立实践教学质量评价监控和反馈制度? 制定“实践教学质量监控制度”“实践指导教师工作规范”等制度,利用督察组督查、领导期中检查、期末检查、学生座谈会等方式,探讨实践教学中存在的问题,并及时反馈给各位教师,让他们整改,并将个人教学效果与最终绩效考核挂钩,从而形成一套持续改进的闭环评价与反馈机制。

    7 结语

    安徽理工大学机械工程学院紧密围绕学校定位和专业特色,将新工科与工程教育理念融于机械电子工程专业卓越人才培养方案中,以校企产学研合作、国际交流、先进智能实验设备为平台,制定符合新工科和工程教育理念的培养目标、实践课程体系、教师队伍建设规划和评价机制,做到新工科、新专业、新起点,进一步提高学生的工程实践能力,有利于复合工程技术人才的培养,符合新工科背景下新兴工程科技人才的需求,為未来学校机械电子工程专业的审核评估和专业认证工作开展奠定良好的基础。■

    参考文献

    [1]教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知

    [EB/OL].[2017-02-20].http://www.moe.gov.cn/s78/A08/

    A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html?auth

    key=3lbrf3.

    [2]杜菲.基于CDIO模式的机械电子工程专业教学体系改革[J].考试周刊,2016(84):8-9.

    [3]王海,裴九芳,许德章.产学研一体化CDIO工程教育模式在测控专业的改革与实践[J].中国电力教育,2013(22):

    77-78.