以成果為導(dǎo)向的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求達成解析

王紅軍 彭寶營 劉忠和

摘 要 分析我國工程教育人才培養(yǎng)歷程，給出國際工程師內(nèi)涵和要求。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)全面堅持以生為本、以成果為導(dǎo)向的原則，采用有效的方法和持續(xù)改進機制，對專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求達成度進行定性和定量評價。基于達成度評價結(jié)果對教學(xué)過程進行持續(xù)改進，提高機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 機械設(shè)計制造及其自動化；畢業(yè)要求；達成度評價

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）04-0076-04

Abstract The history of engineering education accreditation in our country is reviewed. The intension meaning and requirements of international engineers are presented. The graduation requirements and courses support matrix is built to follow the training objectives of mechanical design manufacturing and automation. Finally the achie-vement degree evaluation is valued with qualitative and quantitative for graduate students of mechanical design manufacturing and auto-mation. Based on the evaluation results， problems about teaching philosophy and teaching methods in the teaching process are dis-cussed based on OBE （outcome based on education） and the reco-mmendations for continuous improvement the quality of personnel training of the mechanical design manufacturing and automation are also suggested.

Key words mechanical design and manufacturing automation； gra-duate requirements； achievement degree evaluation；

1 前言

《中國制造2025》、“一帶一路”戰(zhàn)略以及智能制造項目的實施，為制造業(yè)的發(fā)展提供了新的歷史機遇。習(xí)總書記指出，實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興，必須大力培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才。我國從2005年開始開展工程教育專業(yè)認證，核心內(nèi)容是以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向（OBE，Outcome based

on Education）、質(zhì)量持續(xù)改進[1-5]。

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)是北京信息科技大學(xué)成立最早的專業(yè)之一，歷史悠久、實力雄厚，涵蓋了傳統(tǒng)的機械制造工藝與設(shè)備、機械設(shè)計及制造、機械電子工程等三個本科專業(yè)，幾十年來為北京市和機械工業(yè)培養(yǎng)和輸送了大批人才。本專業(yè)依托機械工程北京市重點建設(shè)學(xué)科，其中機械電子工程學(xué)科為北京市重點學(xué)科，早于2013年開展校內(nèi)教學(xué)評估，2015申請參加工程教育專業(yè)認證，于2016年10月通過中國工程教育專業(yè)認證。其間全面貫徹以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、質(zhì)量持續(xù)改進的教學(xué)理念，取得很好的效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2 以成果為導(dǎo)向的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的持續(xù)改進

培養(yǎng)目標(biāo)是對專業(yè)畢業(yè)要求達成度進行評價的依據(jù)。本專業(yè)注重突出計算機工程技術(shù)在機械及其系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用、機械制造及數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造過程中的應(yīng)用、光機電一體化技術(shù)在機電產(chǎn)品和系統(tǒng)中的應(yīng)用。先后進行與時俱進的三次專業(yè)改革轉(zhuǎn)向，在專業(yè)內(nèi)涵上，實行傳統(tǒng)機械向機電結(jié)合的轉(zhuǎn)變、機械工程與信息技術(shù)的融合；在人才定位上，實行從高級專業(yè)技術(shù)人才轉(zhuǎn)向?qū)嵺`能力強的實用型人才；在知識結(jié)構(gòu)上，加強現(xiàn)代先進設(shè)計制造理論與技術(shù)的更新。

在改革過程中，吸收來自企業(yè)、行業(yè)專家、同行專家、用人單位、畢業(yè)生、教師等各個層面的專業(yè)意見，結(jié)合國家戰(zhàn)略發(fā)展要求，進行培養(yǎng)目標(biāo)的持續(xù)改進和不斷優(yōu)化，確定本專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)在機械工程及相關(guān)領(lǐng)域從事機電產(chǎn)品及系統(tǒng)的工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)運行管理等相關(guān)工作的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。學(xué)生畢業(yè)五年后，預(yù)期能夠成為機械工程及相關(guān)行業(yè)的高素質(zhì)工程應(yīng)用型技術(shù)人才，熟悉本專業(yè)國內(nèi)外最新技術(shù)，能夠獨立解決復(fù)雜的工程技術(shù)問題；在機械工程或相關(guān)領(lǐng)域能獨立完成所負責(zé)的工作，具有在項目中擔(dān)任技術(shù)骨干的能力和水平。

建立以成果為導(dǎo)向的培養(yǎng)目標(biāo)持續(xù)改進機制，召開用人單位座談會、校友座談會、機械類專業(yè)企業(yè)界顧問委員會、年度應(yīng)屆畢業(yè)生座談會、專業(yè)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組、學(xué)院督導(dǎo)組工作會議、學(xué)院教學(xué)工作委員會，對反饋信息、畢業(yè)生就業(yè)情況以及用人單位意見進行分析與評估。結(jié)合國際工程教育發(fā)展大趨勢和學(xué)校相關(guān)要求，由分管院長負責(zé)，成立專業(yè)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，提出培養(yǎng)目標(biāo)建議方案，交學(xué)院全體教師討論，召開系級論證會、院級論證會，由培養(yǎng)目標(biāo)修訂與評價小組對培養(yǎng)目標(biāo)進行評價并提出改進意見，進行進一步論證和反饋，形成定稿后，上報學(xué)校教務(wù)處。行業(yè)專家參與培養(yǎng)目標(biāo)的修訂，主要通過教學(xué)研討會、調(diào)查訪問等形式。企業(yè)行業(yè)專家和學(xué)院教學(xué)工作委員會每年召開學(xué)院教學(xué)研討會，集中評審、研討培養(yǎng)目標(biāo)的合理性與改進措施。同時定期開展培養(yǎng)目標(biāo)合理性評價：行業(yè)評價，包括畢業(yè)生跟蹤調(diào)查、用人單位問卷調(diào)查和行業(yè)專家座談，收集對畢業(yè)生質(zhì)量的反饋信息；社會評價；校內(nèi)評價，征求專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會對培養(yǎng)目標(biāo)合理性的評價意見。

通過該持續(xù)改進機制，使得專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位與學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)及定位高度契合，契合《中國制造2025》等未來重大發(fā)展規(guī)劃，不僅要求專業(yè)畢業(yè)生具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，更要求具備開闊的未來發(fā)展視野，能夠主動進行持續(xù)學(xué)習(xí)，追蹤科技發(fā)展方向，成為機械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域創(chuàng)新思想與工程實踐的實踐者，為國家社會、經(jīng)濟、科技、文化等領(lǐng)域的發(fā)展與進步做出貢獻。培養(yǎng)面向北京地區(qū)經(jīng)濟與科技發(fā)展，具有良好綜合素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力的一線工程技術(shù)人才。在掌握機械工程基本專業(yè)知識、機電產(chǎn)品開發(fā)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點突出信息技術(shù)、光機電一體化技術(shù)、計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，注重對學(xué)生工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強化先進制造技術(shù)的應(yīng)用型教學(xué)及實踐訓(xùn)練。本專業(yè)學(xué)生的就業(yè)率高，受到用人單位歡迎。

3 以成果為導(dǎo)向的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程體系和內(nèi)容的持續(xù)改進

基于工程教育專業(yè)認證的要求和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，按照可操作性與可評價性原則，對12條畢業(yè)要求進行分解，每個畢業(yè)要求分解為2～4個指標(biāo)點，每個指標(biāo)點分別由3～5門課程支撐，分別為強支撐、中度支撐和弱支撐。根據(jù)支撐課程授課內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、對應(yīng)指標(biāo)點的貢獻度及其所占學(xué)分比重合理確定其權(quán)重，每個指標(biāo)點相應(yīng)支撐課程權(quán)重值之和為1，并經(jīng)學(xué)院教學(xué)工作委員會討論審定。確定畢業(yè)要求指標(biāo)與課程支撐矩陣，各類課程的比例如圖1所示。

本專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃和課程體系以加強基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)視野、精專業(yè)方向為主線，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)、工程實踐能力、創(chuàng)新能力為目標(biāo)進行設(shè)計。在課程體系上，采用點面結(jié)合的課程配餐方式，在面上保證扎實的專業(yè)基礎(chǔ)課程，以機為主，機、電技術(shù)與信息技術(shù)有機融合；在點線上，設(shè)置專業(yè)方向課程模塊及專業(yè)選修課，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)特長，拓寬學(xué)生的專業(yè)視線，使學(xué)生在通識基礎(chǔ)上具有專才；在課程屬性上，加強課程實用性，強化實踐技能訓(xùn)練，增強學(xué)生的實踐動手能力；在創(chuàng)新精神培養(yǎng)方面，通過創(chuàng)新設(shè)計課程、機械創(chuàng)新課程設(shè)計及課外科技活動，使學(xué)生得到創(chuàng)新思維的啟蒙和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，形成人才培養(yǎng)特色和優(yōu)勢。

以認證標(biāo)準(zhǔn)的12條畢業(yè)要求的能力要求為準(zhǔn)則，對畢業(yè)要求進行進一步分解，并對本專業(yè)四個年級的學(xué)生的畢業(yè)要求達成度進行評價。根據(jù)畢業(yè)要求達成度評價結(jié)果，按照OBE理念，重新梳理教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計，開展進一步教學(xué)改革，持續(xù)改進，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

畢業(yè)要求達成度評價的依據(jù)，主要包括所有課程的教學(xué)環(huán)節(jié)所形成的教學(xué)文檔，如考試卷、成績單、平時作業(yè)、項目報告、大作業(yè)、實驗報告、設(shè)計等；通過所支撐課程對應(yīng)的考核合理性確認表進行，要求評價依據(jù)完整，如試題難度、分值、覆蓋面等，能完整體現(xiàn)對相應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點的考核；考核的形式合理，如除期末考試外，是否采用平時作業(yè)、實驗報告、項目報告、大作業(yè)的形式考核學(xué)生是否獲取該條指標(biāo)點所列能力；學(xué)院教學(xué)工作委員會判定課程評價材料是否合理，并給出是否合理的明確結(jié)論。

本專業(yè)畢業(yè)要求達成度評價的標(biāo)準(zhǔn)為0.70。指標(biāo)點的達成度評價值=Σ（支撐該指標(biāo)點的所有課程權(quán)重評價值）。取指標(biāo)點達成度評價值中的最低值，作為該畢業(yè)要求達成度的最終評價數(shù)據(jù)。若低于0.70，則表明該畢業(yè)要求達成度不合格；若達到0.70（包含）以上，則表明該畢業(yè)要求達成度合格。

抽取評價樣本，進行課程評價，給出課程對畢業(yè)要求達成度評價結(jié)果。為了保證更加合理準(zhǔn)確地對課程達成度進行評價，利用課程評價材料，采用多種方式對課程進行綜合評價，包括成績考核評價法、尺規(guī)評價法和問卷調(diào)查法。成績考核分析法系統(tǒng)規(guī)范，適用于全部課程；問卷調(diào)查法適用于調(diào)查畢業(yè)要求的重要程度、實現(xiàn)程度以及畢業(yè)生在工作后的發(fā)展?fàn)顩r，其中實現(xiàn)程度是指通過大學(xué)四年學(xué)習(xí)后，學(xué)生對各項指標(biāo)掌握或提高的程度；尺規(guī)評價法適用于實踐類課程的過程評價，如圖1所示為“畢業(yè)實習(xí)和設(shè)計”的畢業(yè)要求達成度評價結(jié)果。

圖2所示為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)12條畢業(yè)要求的達成度雷達圖，圖3所示為38個畢業(yè)要求指標(biāo)點的達成度雷達圖。

4 畢業(yè)要求達成度評價應(yīng)用

成績考核方法評價12條畢業(yè)要求38個指標(biāo)點 以畢業(yè)要求2為例，其細分為三個2級指標(biāo)點。畢業(yè)要求2問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和機械工程科學(xué)基本原理，并通過文獻研究，識別、表達、分析復(fù)雜機械工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標(biāo)點2-1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)和機械工程科學(xué)基本原理運用于機械工程問題的表述。指標(biāo)點2-2：能夠針對機械系統(tǒng)及過程進行數(shù)學(xué)建模、分析、論證和求解。指標(biāo)點2-3：能夠從數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、機械工程科學(xué)的角度，對多種解決方案的合理性和可行性進行分析和比較，獲得有效結(jié)論。確定支撐每個指標(biāo)點的2～3門課程，根據(jù)支撐強度賦予權(quán)重值，權(quán)重值之和等于1。對支撐該條畢業(yè)要求的課程通過合理性確認合格后，逐門、分年度進行達成度評價。

對畢業(yè)要求達成度的評價 依據(jù)《機電工程學(xué)院畢業(yè)要求達成度評價細則（試行）》，以最小值作為該項畢業(yè)要求的達成度評價結(jié)果值，畢業(yè)要求12條達成度雷達圖如圖2所示。本專業(yè)畢業(yè)要求評價結(jié)果均為“達成”，說明本專業(yè)畢業(yè)生經(jīng)過四年的培養(yǎng)后，具備在機械工程及相關(guān)領(lǐng)域從事機電產(chǎn)品及系統(tǒng)的工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)運行管理等相關(guān)工作的能力。

從圖3可以看出，38個畢業(yè)要求指標(biāo)點達成度評價，最高值為0.859，最低值為0.702，每個指標(biāo)點的評價值高低不同，需要重點關(guān)注0.702的指標(biāo)點1。

5 基于成果導(dǎo)向理念的畢業(yè)要求達成度評價分析與持續(xù)改進

如圖3所示，本專業(yè)畢業(yè)要求1（工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決機械工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，并了解機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)和機械行業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢）、畢業(yè)要求10（溝通：具有在機械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程活動中與他人和社會進行有效溝通的能力，包括能夠理解和撰寫效果良好的報告和設(shè)計文件，進行有效的陳述發(fā)言；具有一定的國際視野和跨文化交流的能力）的達成度只有0.702、0.708，需要加強相關(guān)課程的教育教學(xué)改革，改善教學(xué)手段，改進教學(xué)方法，加強實踐環(huán)節(jié)建設(shè)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在這兩個方面的畢業(yè)要求能力得到進一步提高。從成績考核評價結(jié)果看，不同課程達成度評價值差別較大。為了確保畢業(yè)要求的達成穩(wěn)定性，以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，需要在持續(xù)改進中注重以下方面的工作。

轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，從以教為主到以學(xué)為主，重視學(xué)生的獲得感 以成果為導(dǎo)向關(guān)注的是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，把學(xué)生的獲得作為教學(xué)的最終目的。從以教師為中心轉(zhuǎn)化為以學(xué)生為中心，從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)化為成果導(dǎo)向。“教得怎么樣”要通過“學(xué)得怎么樣”來評價。評價教師的教學(xué)質(zhì)量和效果，要通過學(xué)生知識的獲得、能力的獲得、素質(zhì)的獲得開展評價，重視過程的管理、項目的實施過程指導(dǎo)，在基礎(chǔ)課上開展微課和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革；在專業(yè)課中推廣CDIO教學(xué)改革，引導(dǎo)項目進課程、進課堂，帶著問題學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

更加明確成果導(dǎo)向教育與培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系 培養(yǎng)目標(biāo)是確定畢業(yè)要求的依據(jù)，不斷根據(jù)畢業(yè)要求達成評價的結(jié)果，梳理課程體系，針對畢業(yè)要求達成度評價的不足之處，確定所支撐課程需要改進和完善的地方，進行具體分析和反向設(shè)計，通過改進教學(xué)手段和優(yōu)化教學(xué)方法確保課程的達成，進而實現(xiàn)畢業(yè)要求的達成。特別是智能制造需要機械+控制+信息技術(shù)+智能技術(shù)的復(fù)合人才，需要在今后的課程體系中進一步加強和體現(xiàn)。

利用學(xué)科競賽等多維度實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 從畢業(yè)生以及用人單位的調(diào)查問卷分析結(jié)果看，畢業(yè)生和用人單位對實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)有更高的期待，期望提高學(xué)生在專業(yè)實踐能力、項目管理能力、團隊合作能力、表達能力以及人際交往能力等。在2016版培養(yǎng)方案中，更加強調(diào)實踐能力的培養(yǎng)，通過課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、大學(xué)生科技創(chuàng)新項目、學(xué)科競賽、“第二課堂”，以及各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動、社會實踐和愛心公益活動，著重培養(yǎng)學(xué)生知識、信念、價值觀及學(xué)習(xí)能力等。

增設(shè)自主實踐環(huán)節(jié)，設(shè)立大學(xué)生科技創(chuàng)新團隊等，提高學(xué)生項目管理能力；增加綜合性、設(shè)計性實驗和開放性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新及獨立思考能力；以團隊和討論組的形式開展課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和專業(yè)綜合實踐，就機械工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題展開討論，分工合作，在潛移默化的引導(dǎo)中使學(xué)生具備一定的語言表達能力、國際視野和團隊合作能力；進一步加強國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)，加強校企合作，實現(xiàn)校內(nèi)校外實訓(xùn)基地互補，豐富實踐教學(xué)資源，為學(xué)生工程意識培養(yǎng)和專業(yè)實踐能力提高奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

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