工程教育专业认证为导向的“流体机械”课程教学改革实践

摘 要：为了适应我国工程教育专业认证的大趋势，针对“流体机械”课程教学现状与不足，应紧扣课程支撑对应的毕业要求指标点，改革现有的教学模式，将专业认证的理念融入课堂教学，提出在课堂教学中采用“问题导引”的启发式教学构建积极的课堂氛围，并依据课程进度适时采用任务驱动的教学方法培养学生团队协作和学术交流的能力，探索以工程教育专业认证为导向的课堂教学组织新思路。其教学效果在实践中得到了初步检验。

关键词：教学改革；工程教育专业认证；“流体机械”课程

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）06-0013-02

中国高等教育事业的长足发展，为各行业提供了各级各类的专门人才，满足了国家经济发展的需求。在经济一体化，人才全球化的今天，中国作为一个制造业大国，工程人才的数量与质量还不能满足产业变革迅速发展的需要，所以各国之间工程教育学位互认也就显得至关重要[1]。1989年，美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰、爱尔兰六国的工程协会发起成立了《华盛顿协议》，约定成员国认可其他成员国经过认证的工程教育专业本科及以上学历达到了符合要求的工程师的学术资格，以推动工程教育质量提升、国际工程教育互认[2]。随着国际高等教育交流的快速发展，中国于2015年10月成立了中国工程教育专业认证协会，并于2016年6月正式加入了《华盛顿协议》。中国工程教育认证现行标准按照国际实质等效要求，以《华盛顿协议》提出的毕业生素质要求为基础，由通用标准和专业补充标准两部分构成。通用标准规定了专业培养在学生能力、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件七个方面的要求，专业补充标准規定相应专业在上述一个或多个方面的特殊要求和补充[3]。

在我国逐步推进工程教育专业认证的大背景下，西安科技大学机械工程学院机械设计制造及其自动化专业，于2016年9月接受了专家组进校实地考察，并最终通过了专业认证委员会的认证。针对专家组提出的反馈意见，机械设计制造及其自动化专业的部分相关课程还要深化改革，持续改进，逐步符合专业认证的要求。由此，我们“流体机械”课程组，结合自身对专业认证核心思想的理解和“流体机械”课程教学的现存问题，探讨如何改革课程教学模式，丰富理论教学内容，提升学生在现代工具应用、文献检索、实验验证、报告撰写、学术交流和团队协作等方面的专业技能，寻找解决复杂机械工程问题能力培养的新途径。

一、课程教学现状及不足

“流体机械”是西安科技大学机械工程学院机械设计制造及其自动化专业矿山机电方向的必修课程。教学内容以泵、风机和压缩机为教学对象，讲授煤矿井下给排水和通风设备的选型设计方法，涉及机械设计、流体力学和工程材料等多个领域的知识内容，是煤矿井下机电设备综合选型课程设计的重要组成部分。通过本课程的学习，学生应熟悉煤矿生产中各种流体机械的工作原理、构造及各组成部分的作用，掌握各流体机械的使用维护及故障处理的方法，能了解《煤矿安全规程》对于各流体设备的具体规定。

近年来“流体机械”课程主要采用“传递—接受式”教学，辅以多媒体授课的教学方式。这种教学方式的效果很不理想。整个教学过程以教师为中心，教与学相互独立，学生在短时间内要接受大量的信息，两者间没有互动。加之课程内容理论深度较大，学生对叶轮、流道等空间结构的认识能力有限，使传统的教学方法在课堂授课过程中有很大阻力，直接影响到课程的学习和知识的运用。虽然安排了实验课，但是少数几个有兴趣的学生几乎包揽了本班的实验任务，其余学生比较盲从，缺乏融入教学环节的积极性。所以，应革新教学思路，调动学生们的学习积极性，增强面对知识难点的勇气和思考的动力，这是学生综合素质培养的前提。

二、以毕业要求指标为培养目标推进教学创新改革

（一）本课程支撑的毕业要求指标点

在工程教育专业认证的12条通用毕业要求中，结合本课程的特点，西安科技大学机械设计制造及其自动化专业2016版课程大纲给出了本课程支撑的毕业要求指标点。

1.能够设计针对复杂机械工程问题的解决方案。体现在能综合运用流体静力学和动力学知识，分析流体输运和流体计量设备的工作性能；能针对实际工程问题，进行给排水和通风管路系统选型设计；能够对解决方案的可行性进行分析与论证方面。

2.能够基于科学原理并采用科学方法对工程问题

进行研究。体现在能够对流体机械运行中存在的各类物理现象、材料特性，基于科学原理和方法制定实验方案，构建实验系统，进行实验验证，从实验结果中综合得到合理有效的结论方面。

3.能够在本专业工程实践中合理使用现代工具。体现在能在机械领域工程实践中初步掌握并使用现代工程技术、方法和工具；熟悉文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；针对复杂工程问题，使用恰当的技术手段进行预测与模拟，得到有参考价值的结论方面。

4.具有团队组织协作和沟通交流的能力。体现在分组成员能够协作沟通一起完成小组任务，并能够撰写报告、设计文稿、对业界同行及公众陈述发言、清晰表达，进行有效的沟通和交流方面。

（二）教学创新改革

工程教育专业认证的核心是大学教育要以成果为导向，必须具有明确的毕业要求，严格按照毕业要求安排和开展教学活动，并对毕业要求的达成度进行合理评价[4-5]。参加认证的专业必须证明所培养的毕业生达到本专业的毕业要求[6]。因此，课程教学要以毕业要求为培养目标开展教学活动。

1.教学内容革新。课程教学以教材内容为主，围绕工程实践进行适当展开，将最新的行业动态、国家行业指导意见及政策、国际国内发展趋势、国家或先进企业标准等适当穿插介绍，拓宽学生的视野，保持与行业发展同步。对已有的多媒体课件进行重新设计和整理，大量引入与课程内容相关的煤矿井下生产现场资料，促进学生了解煤矿井下不同种类、不同区域的给排水通风系统的特点、设备的特征和系统选型设计的方法。通过图片、视频、动画等形式，将课本内容与实际联系起来，增强课程的吸引力，让学生对课程充满期待。

2.教学模式变革。改变以“传递—接受”为主的讲授方式，把课程内容和生产实习内容相结合，实行启发式教学。根据课程章节内容设计课堂提问，以问题为导向，要求学生提前预习，积极思考，借助文献检索多方查阅资料，综合专业基础知识进行回答，并鼓励学生就本节课程中的重点和难点阐述自己的理解，培养学生在科学理论知识领域进行学术交流的能力。

3.教学方法创新。根据教学进度，选择恰当的章节内容，合理地设计研发对象或研究课题，以教师为导引，学生为主体，模拟产品设计或项目研发的过程。将任务驱动和情景模拟两种教学方法相结合引入到本课程教学过程中。实施时将学生划分为若干小组，小组人数基本保持均等，可自由组合成团队。教师下发研究任务或设计内容，各组自行分工完成任务后，组织课堂答辩。例如：在讲授《叶片式泵与风机的基本理论》一章时，将学生们划分为四个小组，各组学生利用课余时间分别完成轴流式通风机（两种工况）与离心式通风机（2种工况）叶片结构设計和三维建模，共耗时两周时间。各小组撰写计算说明书，并准备答辩报告，在第二周最后一次上课时进行答辩。

4.成绩评定改革。主张考核课程教学的全过程，弱化期末考试在考核中所占的比重，突出对复杂工程问题的解决能力、团队协作、学术交流和学习过程的考核，减轻学生在面对成绩评定时的心理负担，将学习的注意力引向平时的教学环节。依据教学过程全面评价的思想，将学生考勤（5%）、课堂师生互动（5%）、平时作业（20%）、团队表现（20%）和期末考试（50%）作为考核的组成元素。

三、教学改革实施效果

课程组通过与学生座谈的形式获得了学生对教学效果的反馈。学生认为新的教学方式授课过程紧凑，构建了一种积极的课堂氛围，每位学生在不同程度上都有了展示的机会。虽然课下需要大量的准备时间，但是收获颇多。总结教学组织过程和答辩的情况也发现了一些问题。如：学生们在查阅资料和检索文献中局限于几个关键词，缺乏扩展性思维；设计叶轮结构时只关注计算过程，忽略了其中存在的知识点，这与急于完成任务有关；从报告文档上看，学生答辩报告的质量整体偏低，撰写能力普遍较差。

参与工程教育专业认证，可以明确工程教育培养质量的国际标准和基本要求，对照自身发现现有院系教学管理的薄弱环节，细化课程教学的组织方式，促进建立科学规范的教学质量管理体系，强化对学生培养的责任意识，也可提高对教师队伍业务水平的要求。我们“流体机械”课程组将在实践中着眼于问题的发现、分析、综合、方案、执行、评估这六个方面持续改进，把专业认证的精神融入到课堂教学中。

参考文献：

[1]华尔天，计伟荣，吴向明.中国加入《华盛顿协议》背景下工程创新人才培养的探索与实践[J].中国高教研究，2017，（1）.

[2]周凌波，王芮.从《华盛顿协议》谈工程教育专业建设[J].高等工程教育研究，2014，（4）.

[3]董秀华.专业认证：高等教育质量保障的重要方法[J].复旦教育论坛，2008，（6）.

[4]蒋复量，李向阳，谭凯旋，等.专业认证背景下的安全工程专业特色教育研究与实践[J].中国安全科学学报，2010， （1）.

[5]姜海丽，孙秋华，赵言诚.工程教育专业认证背景下工程实例教学模式的探析[J]. 黑龙江高教研究，2017，（2）.

[6]李志义.适应认证要求推进工程教育教学改革[J].中国大 学教育，2014，（6）.

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