新工科背景下地方高校机械类创新人才培养体系重构与实践_蒙艳玫,陈远玲,李俚,王成勇,韦锦,耿葵花_9787568081849

本书内容由六部分组成。第一章从总体层面讨论新工科的内涵特征，建设目标、原则、思路，分类建设和建设重点。第二章讨论和分析新工科在地方高校改革现状、如何组织和有效实施新工科建设思路。第三章研究探讨基于新工科背景的地方高校教育教学体系的重构。第四章系统深入地研讨新工科建设中实验和实践教学体系的重构。第五部分针对新工科专业人才培养中学科交叉知识核心的两个环节即课程和教学，重点探讨多学科知识交叉融合的教学模式。第六章通过典型案例分析，全方位研讨新工科专业人才必须面对的理解、解决复杂工程问题的能力培养。

机械和汽车产业是广西优先重点发展的千亿元产业，需要大量高素质、高适应性专业人才。广西大学是具有90多年办学历史的地方综合性大学、广西唯一一所211工程学校，肩负着为这两大支柱产业培养高素质技术人才的使命。然而，地方大学机械类专业普遍存在人才培养与行业需求脱节，教学环节与工程实际脱节，学生学习与实际需要脱节的问题，导致学生综合工程素质偏低、人才适应性偏低。据此，课题组自2007年*实验教学示范中心建设以及2010年*特色专业建设开始，从建立机械工程专业的培养体系入手，以培养方案、培养目标、毕业要求、课程体系、师资队伍为抓手，进行了系统的改革和实践，对教学课程和实验体系进行优化整合，以产品解决方案为主线，将专业课程的知识体系贯穿于设计制造过程的知识构架之中，体现设计制造过程的交叉、并行、协同和有机联系。以教学课程实验技术先进制造设备及测试手段工程技术应用软件构筑完整的专业教学体系；以现代设计制造模式的全局形态向学生展示教学内容和实验内涵，为培养创新型制造业人才建造拓展性的学习和训练空间。课题组目2014年开始展开专业认证相关工作，对标国际认证标准，按照逆向设计，正向施工的流程修订专业培养方案，其制定与实施的流程为培养目标毕业要求课程体系课程教学大纲课程教学课程目标达成情况评价与反馈毕业要求达成情况评价与反馈培养目标达成情况评价与反馈持续改进，根据调查与评价结果不断优化人才培养方案，优化课程教学内容，改革教学方法，完善人才培养质量评价制度，形成了以培养质量为引领，以创新工程能力为导向的新型机械工程专业人才培养模式。教学改革主要特色如下：(1) 从地方高校的实际出发，致力于为地方产业服务，提出了数字赋能、项目驱动多学科交叉知识融会贯通的高素质、高适应性工程人才培养理念。针对机械行业发展新态势，构筑产业发展需求的协同育人体系，提高人才培养适应性；通过校内校外课内课外线上线下的深度融合，实现学校与企业相结合，教学与工程相结合，理论与实践相结合，从而提高学生工程素质，让人才培养与企业需求相适应。(2) 以能力培养为主线，打造基于新工科特点的课程体系，突出课程在毕业能力中的支撑作用，从基础课到专业课逐渐递进，*终使学生具备解决复杂工程问题的能力。为强化工程能力培养环节，建立虚实结合、线上线下、开放共享的实验教学体系，同时新增企业行业特色课程，动态地融入行业与企业新技术、新方法，使教学内容、知识结构与行业发展紧密结合。(3) 构建基于新工科背景下的虚实结合、线上线下的实验教学体系，以企业特色课程、虚拟结合的实验课程、项目驱动的第二课堂促进学生课内课外、校内校外全程协同培养，实践课程校企协同、真题实做；引导学生自主学习、自主动手；第二课堂以项目驱动引导学生积极参与科研项目和开展创新活动，促进学生自主学习、自主实践、自主创新。改革实践成效显著。基于*机械工程实验教学示范中心和虚拟仿真实验教学中心十多年的改革建设，构建了典型工程案例库，研发了近100项虚实结合创新实验项目，并将教师研究成果转化到教学中。以实验中心开放性实验室和本科生专业导师制为依托，以面向工程实际的产学研真实项目研发作为学习载体，将知识的拓展与项目研究过程的迭代相结合，用项目研发的渐进思想与知识构建的思路贯通主干课程知识体系，注重课内课外、线上线下和校内校外资源的优势互补，极大提升学生跨学科知识的综合运用与解决复杂工程问题的能力。基于新工科背景建设的机械设计制造及其自动化专业于2016年、2019年两次通过了中国工程教育专业认证，于2019年获*一流专业建设点，专业的国际影响和竞争力提升，毕业生解决复杂工程问题的能力得到用人单位好评。学生课外作品获奖和科研成果质量与数量显著提高，近5年学生参加各类大学生创新设计大赛获奖328项，本科生参与申请并获得授权专利97项，发表论文近100篇。同时，通过产学研合作平台，老师和学生先后为广西玉柴机器集团有限公司、东风柳州汽车有限公司等提供技术服务，完成项目125项，实现真正意义的校企全程协同育人。本书的出版得到了许多支持和帮助，首先感谢改革实践获得的项目资助：(1) *一流专业建设项目机械设计制造及其自动化建设点(教高厅函〔2019〕18号)；(2) *第二批新工科研究与实践项目基于机械行业产业联盟智能制造人才培养实践创新平台建设探索与实践(项目编号：EJX20201527)；(3) *工程训练教学指导委员会第三期金工与工训教育科学研究项目云上智造基于柔性制造系统的实验实训教学云平台(项目编号：JJGXJY202145)；(4) 广西高等教育本科教学改革工程项目面向科研素养的机械工程创新人才培养模式研究与实践(项目编号：2019JGA100)。其次感谢所有对改革实践做出贡献的老师，并对所引用参考文献的作者表示衷心感谢。由于我校新工科建设还处于探索实践阶段，加之作者水平有限，书中疏漏或不足之处在所难免，恳请各位专家、学者批评指正。蒙艳玫等2022年4月

第1章新工科背景下的教育模式和特征(1)

1.1新工科提出的背景(1)

1.2新工科的内涵(2)

1.3新工科的建设要求(2)

1.4新工科的培养模式(3)

第2章新工科背景下地方高校机械类教育教学现状

和改革思路(5)

2.1新工科环境下的工程教育教学现状(5)

2.2新工科环境下地方高校机械类教育教学改革(6)

2.2.1改革目标(7)

2.2.2改革思路(7)

第3章新工科背景下地方高校机械类理论教学体系重构(15)

3.1新工科背景下重构地方高校机械类专业教学体系的

必要性(15)

3.2新工科背景下地方高校机械工程创新人才培养模式

改革与实施路径(18)

3.2.1改革思路(18)

3.2.2实施路径(19)

3.3新工科背景下广西大学机械专业创新人才培养模式

改革与实践(25)

3.3.1培养方案制定过程(26)

3.3.2培养目标(28)

3.3.3课程体系(30)

第4章新工科背景下机械类实验和实践教学体系重构(46)

4.1概述(46)

4.2虚实结合、开放共享实验教学体系的重构(47)

4.3系统建设虚实结合、开放共享的实验和实践

教学平台(51)

4.3.1实验平台总体架构(51)

4.3.2课程虚拟实验教学平台(51)

4.4虚实结合、开放共享、校企共赢的实验和实践

教学环节的实施(57)

4.4.1校内实验和实践教学的实现(57)

4.4.2校外实习和实践环节的实施(57)

4.4.3制定多元化考核评价方法(58)

第5章虚实结合、开放共享典型实验教学案例(60)

5.1机械制造教学平台典型案例(60)

5.1.1船用曲轴制造过程仿真实验(60)

5.1.2数字化车间仿真实验(62)

5.2机械设计虚拟仿真教学平台典型实验(66)

5.2.1典型零件虚拟装配仿真实验(66)

5.2.2小型多功能绿篱苗木修剪机整车越障仿真实验(69)

5.3机械电子网络化远程实验教学平台典型案例(74)

5.3.1网络化远程振动分析实验(74)

5.3.2网络化远程车辆行驶仿真监控实验(80)

5.4典型学科交叉知识综合实训案例网络化远程

汽车防抱死制动系统(84)

5.4.1实验背景(84)

5.4.2实验的目(85)

5.4.3实验原理(86)

5.4.4教学方式与实施(89)

5.4.5综合实训的方法与步骤要求(92)

5.4.6教学实施效果(114)

第6章新工科背景下机械类学科交叉知识教育教学研究(116)

6.1引言(116)

6.2解决的教学问题(117)

6.3改革的目标和思路(117)

6.3.1改革的目标(117)

6.3.2改革的思路(118)

6.4改革的举措(118)

6.4.1跨学科知识综合运用与创新能力培养的

新架构(118)

6.4.2跨学科知识综合运用的项目式教学内容构建(119)

6.4.3基于项目驱动教学的组织实施(122)

6.5项目式教学支撑平台和保障措施(123)

6.5.1教学支撑平台建设(123)

6.5.2金字塔形导师队伍建设(124)

6.5.3质量保障制度建设(124)

6.6成果的推广应用(125)

6.6.1改革成果(125)

6.6.2改革实践成效(126)

6.6.3跨学科知识交叉融合的综合实验平台研发(127)

6.6.4总结(135)

第7章全方位质量保障与反馈机制建立(137)

7.1构建三级全链条教学质量保障机制和持续

改进机制(137)

7.1.1校院系三级教学质量的制度建设(137)

7.1.2校院系三级教学质量管理的组织建设(137)

7.1.3线上线下、校内校外的教学质量监控和

反馈机制(142)

7.1.4建立以产出为导向的课程质量的评价机制(142)

7.1.5构建全面、全过程、全员参与的质量

保证体系(143)

7.2建立学生培养过程评价机制(144)

7.2.1学校制度保障及评价(144)

7.2.2机械类专业规章制度保障(145)

7.3建立健全用人单位反馈机制(152)

7.3.1建立了社会评价机制(152)

7.3.2评价结果被用于专业的持续改进(153)

参考文献(164)

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