工程教育认证背景下机械电子工程专业实践教学改革初探

王海洋，张重继，刘 岩，李 罡，万 腾

（白城师范学院机械与控制工程学院，吉林 白城 137000）

0 引言

机械电子工程专业是培养具备机械、电子、控制等学科的基本理论和专业知识，能在机械工程行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、设备调试与维护、运行管理等方面工作的高素质应用型工程技术人才.本专业注重学生实践技能的培养，因此，实践教学是整个教学环节中重要的组成部分.在我国大力推行工程教育认证的背景下，机械电子工程专业的实践教学显得尤为重要.工程教育认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础.引入工程教育理念势必会对我国高校培养与国际接轨的高质量应用型人才起到推动作用.工程教育认证的教育理念就是以学生为主、教师为辅，在教育过程中注重成果导向作用，不断改进教学方法和提高教学质量，设置完善的实践教学体系，并与企业合作，开展实习、实训，培养学生的实践能力和创新能力.2020版工程教育认证标准明确提出了实践教学与毕业设计（论文）所占学分的比例不少于20%，并给出了详细的考核标准和说明［1］.目前，众多专家学者面向工程教育认证提出了许多的专业教学改革思路.例如，张静婕等[2]基于工程教育认证标准，对机械专业实践教学模式改革进行了研究，提出了机械专业综合实践教学的新模式；李竹等［3］以工程教育认证标准为导向，提出了实验项目应遵循完备、互异、梯度、可选、开放和考核六个原则，旨在不断提高电子信息类学生的实践创新能力；魏航信等［4］提出机械电子工程专业如果想通过工程教育认证需要制定出合理的培养方案，修订课程教学大纲，加强对学生实践环节的培养；范文兵等［5］结合电子信息类工程教育认证标准与特点，以创新创业教育为核心，将个性化培养实践教学体系引入实验教学和实践环节.基于以上专家学者在工程教育认证的背景下，从不同的学科和角度研究了实践教学的改革，其内容和观点对我国推行工程教育认证起到很好的作用.但是，通过文献查找，在此背景下针对机械电子工程专业的实践教学改革研究得较少，因此，本文以此为方向进行探索，论述目前机械电子工程专业工程教育认证的具体情况，同时针对机械电子工程专业实践教学存在的问题提出可行性解决方案.

1 高校工程教育认证现状

目前，我国高校工程类专业通过工程教育认证的数量正在逐年增加，截至2021年，申请通过的专业有1 977个，涉及288所高校，包括机械类、材料类、计算机类等24个类别.参与工程教育认证的学校也由2017 年的198 个增加到2021 年的288 个.目前，很多高校都开设机械电子工程专业，它属于机械类二级学科，注重工程实践能力与综合能力培养，专业口径宽、适应性强.截至2021 年，我国机械类专业（属于一级学科）通过工程教育认证的学校数量达到了307所，而其中机械电子工程专业只有14个，占机械类通过认证高校的4.5%，相对通过率较低.

2 机械电子工程专业实践教学存在的问题

工程教育认证理念是国际通行的工程教育质量保障制度，这对于学生将来在国际上得到认可至关重要［6-8］.目前，我国很多高校机械电子工程专业还没有通过工程教育认证，其中实践教学的不完善是主要原因之一.该专业实践教学普遍存在以下几个问题：一是很多高校机械电子工程专业没有完善的实践教学大纲，即使有实践教学大纲也是沿用很多年没有进行修订，不符合工程教育认证标准；二是有很多高校机械电子工程专业开设的实践教学内容过于陈旧，偏向于认识性和验证性项目，缺少综合性和创新性项目［9-11］；三是很多高校该专业的实践教学考核标准不够完善，存在着随机性；四是教师本身素质不达标，很多教师具有很强的理论功底，但是实践能力不高，需要进一步培训与提高；五是实践教学管理不够完善，没有一套完整的规章制度；六是实践教学硬件不足，很多高校为了减少办学成本，仍以一些老旧设备为主，这严重制约了新技术新方法的运用，使学生创新思维的培养受到了制约.

3 机械电子工程专业实践教学改革方案

3.1 修订实践教学大纲

部分高校只注重理论教学大纲，没有把实践教学大纲进行单列，仅是在理论教学大纲中简要规定了实践教学标准.由于机械电子工程专业更注重学生实践能力培养，而且工程教育认证标准要求工程实践与毕业设计（论文）至少占总学分的20%，因此，部分课程不仅要有理论教学大纲，还要有实践教学大纲（包括课程实验大纲、课程实习（设计）大纲、毕业设计（论文）大纲等）.修订实践教学大纲不能照搬其他院校，一定要符合本校自然状况及学生实际情况，同时体现工程认证理念.因此，修订实践教学大纲应该遵循以下原则：一是在设置工程实践与毕业设计（论文）学分时，要统筹安排各个科目的实践教学环节，总学分不低于20%；二是实践项目内容要“与时俱进”，既要体现本专业课程的工程实际问题，还要设置更多综合性和创新性项目，并配备管理规范；三是实践项目要考虑到本校学生基础，避免盲目跟从、做大不做小，充分体现因材施教的原则；四是在修定实践教学大纲中，要充分地显现出实践教学在本课程中的支撑作用，对学生实践表现和学习效果要有明确的评分标准；五是在修订大纲时要考虑到现有大纲在实施中所遇到的问题，同时取其优点，做到承上启下.

3.2 更新实践项目内容

在实践教学大纲中，重要问题就是怎样确定实践项目内容，它既要体现工程认证理念又要符合学科特点和本校学生具体情况，因此，在整个实践教学环节中，确定实践项目内容是重中之重.如何确定实践项目内容，本文给出如下几点建议：一是实践项目内容能够支持工程教育认证标准中的“学生掌握本专业工程设计和工程实践所需的知识和能力”，提高学生知识运用能力；二是实践教学内容能够加强学生的工程意识，同时培养学生的实践创新能力；三是实践内容能够体现综合性知识运用，特别要体现培养学生解决复杂工程问题的意识和能力.例如，在可编程控制器（PLC）原理及应用课程实习中就可以结合变频器原理及应用课程等相关内容，设计PLC 控制变频器的相关实习项目，如电梯优化控制、楼宇恒压给水控制等等；四是在毕业设计（论文）中，选题尤为重要，选题时应该结合本专业工程实际问题，设计一些有实际意义并且具有时代特征的题目，同时选题还要能够体现培养学生工程意识、协作精神和综合运用所学知识解决实际问题的能力；五是实践项目内容要体现“时代节奏”，即体现新技术、新方法；六是鼓励学生自己设计实践项目内容，教师要严格审核，符合一定标准才可以采用.

3.3 制定实践教学考核标准

实践教学考核和评分标准是保证实践教学质量的重要环节，在工程教育认证标准中要求“考核方式和评分标准要体现对课程目标和相关毕业要求达成情况的合理评价”，因此，制定考核标准应该遵循以下几个原则：一是实践教学（如实验、实习、课程设计、社会实践等）考核标准应针对课程目标设计，考核结果要对毕业要求指标点的达成提供有力支撑；二是实践教学特别是毕业设计（论文）指导和考核中要有企业或行业专家参与；三是实践教学考核中应对学生的出勤率、学习态度、实物作品质量、设计报告（论文）等制定出详细的评分规则和标准；四是在完善上述通常考核标准的同时，还应该完成工程认证标准考核中“从事工程设计时是否能够有意识考虑经济、环境、法律、伦理等制约因素的考查与评价”.

3.4 培养教师的实践教学能力

虽然实践教学中学生是主体，但教师却是引领者和参与者，因此在实践教学改革中要充分重视教师实践能力和素质的培养.目前，机电行业朝着信息化、集成化、智能化方向发展，人工智能已经成为主导力量.在这种背景下，要想培养出合格的学生，教师能力和素质提高尤为重要，在教师能力培养方面应该做到：一是选派优秀教师特别是青年教师去一些国内外顶尖高校进行培训、学习和借鉴，使其掌握更新的教学理念、更优质的教学方法和更尖端的前沿科学；二是积极与企业进行对接，选派教师去大型企业，进行生产实践锻炼和学习，提高实践技能；三是组织教师定期进行实践教学研讨，发现问题、解决问题，互相借鉴、共同提高；四是对于一些新设备和新方法，学校可以聘请相关企事业专家对教师进行集中培训，并对培训效果给予客观考核.

4 结语

在我国大力推行高等学校工程教育认证背景下，本文探讨机械电子工程专业实践教学存在的问题，并给出改革思路，同时从修订实践教学大纲、更新实践项目内容、制定实践教学考核标准和培养教师的实践教学能力等几个方面进行研究.在工程教育认证推行过程中，希望可以对高校机械电子工程专业实践教学改革起到积极作用，对学生的知识运用能力、实践创新能力、工程意识、解决复杂工程问题的能力以及协作精神的培养有一定帮助.