《专业综合实践》课程面向解决复杂工程问题能力探索与实践

武向南 赵军 陈久川 王智 张丽桃 文全兴 张晗 张晓宇

摘要：工程教育专业认证引领着新时代大学专业教育教学，推动以学生为中心，产出导向，持续改进，《专业综合实践》课程是材料成型及控制工程专业的必修专业实践课，是学生在已完成所有专业基础课和和大部分专业课学习后的一个实践教学环节，是培养学生应用已学到的理论知识来解决实际复杂工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。因次，本文在工程教育专业认证指引下探索了应用型本科院校如何开展教学模式研究与实践，以供参考。

关键词：工程教育认证；复杂工程问题；CDIO；专业综合实践

0引言

工程教育专业认证引领着新时代材料成型及控制工程专业教育教学，材料成型及控制工程专业学生在学习完专业基础课、专业课后，对社会、经济、健康、安全法律以及文化等因素对工程问题的影响，缺乏深入应用，进而体现在学生解决复杂工程问题的能力不足等问题。如何运用新教育理念面向解决实际材料成型及控制工程专业复杂工程问题能力的培养是当下亟需解决的现实问题。

1教学设计

依据我校应用型本科高校的办学定位，材料成型及控制工程专业在专业人才培养方案中设置了《专业综合实践》。本课程是材料成型及控制工程专业的必修专业实践课，是学生在已完成所有专业基础课和和大部分专业课学习后的一个实践教学环节，是培养学生应用已学到的理论知识来解决实际复杂工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。

《专业综合实践》课程是在工程教育认证理念指导下的CDIO模式内进行，通过基于项目的学习，激发学生的积极性，增强学生解决复杂工程问题的能力，以及团队合作和沟通交流能力。按照CDIO模式构思一设计一实施一运行四个环节设置实训环节，通过学生分组、组内任务分配、组内协作、以及组间的互动交流，可使学生了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计与研发过程，培养学生的工程意识，锻炼学生实际操作技能，使学生更好地理解所学理论知识，并为将来走上工作岗位奠定基础。项目的设置以周边成型加工企业生产的实际零件作为项目任务，结合学校实训条件，通过项目设计将面向解决复杂工程问题所需的要素系统地结合起来，从而实现学生知识、能力和素质的共同发展。

2教学实践

《专业综合实践》课程一般开设在第十学期最后四周，是本专业毕业设计前最后一个教学环节。课程教学内容时间节点如下所示。

构思环节，需要1周，根据项目要求，选择适当的零件形式（冲压或塑料或焊接件）进行，确定零件结构，构思实现所需功能，制定项目总体实施方案。

设计环节，需要1周，对冲压件或塑料件或焊接件进行装备设计冲压工艺及模具设计，包括零件及模具三维建模、冲压或塑料成型工艺分析、成型工装设计、绘制模具工程图，板料冲压成型模拟分析或塑料件注塑成型分析等环节。

实施环节，需要1周，进行模具零部件加工制造。

运行环节，需要1周，成型相应零件，满足使用要求，撰写项目实习报告，总结项目成果，小组学生自评表，成本分析表，答辩PPT。

2.1设计—典型零件工艺与模具设计环节

设计环节主要是对构思环节确定的项目方案进行数字化设计，过程中涉及两个阶段，阶段一：全组师生讨论确定的产品的装配图；阶段二：装配图拆画零件图，组内讨论分配组员不同的任务，各画各自的。各个阶段都要保留过程性佐证资料，供后期撰写资料用。

项目组组长主导，指导老师协助，项目组集体制定本环节项目进度时间计划，项目组长根据每名组员特点，安排成型工艺的设计工作，明确每名组员的具体工作内容及时间节点，落实到每名组员。该环节不仅能够培养组员的团队合作精神，而且可以对学生学习的《机械制图》、《材料成型原理》、《冲压工艺与模具设计》、《塑料模具成型工艺及模具设计》等材料成型专业核心理论课程进行综合运用。

2.2实施—模具制造环节

实施环节注重按模具标准、技术规范，工程师精益求精的理念，学生动手加工或外协加工模具零部件。

实施环节主要培养学生动手实践能力，分为模具典型零部件CAM加工、零件的线切割加工，零件机加工、零件加工过程中热处理等主要环节。该环节工作量较重，指导老师协助项目组组长合理分配工作任务，保证每位组员加工环节工作都不相同，但又有相关。

2.3运行—检验总结验收环节

运行环节注重学生各自按图纸要求加工的零部件进行装配调试，调试过程中出现问题反复沟通，进行修改。

在获得项目要求的模具后，按照项目组进行总结汇报，要求每名组员都必须到场，并且答辩过程中就自己负责的某一实践环节进行讲解。答辩老师对项目实习报告，总结项目成果，小组学生自评表，成本分析表，答辩PPT等进行检查和质疑。

3考核评价

  实训的考核体系是一个综合指标，是一种过程考核加最终产品质量考核的符合模式。每个环节完成后都要求对项目组每名组员对项目的贡献度进行量化考核，作为每个环节的成绩其中贡献度包括：考勤、小组讨论方案记录、分配任务的完成度以及时间节点的控制情况。最终产品质量考核以项目产品质量的优劣进行打分，打分过程采用学生互评和指导教师评定相结合的形式进行，充分调动学生的积极性和责任心。

课程考核方式：学生的成绩由项目成果（20%）、成本分析表（20%）、实践报告（20%）、小组学生自评（20%）、答辩（20%）。课程平考核评分标准如表1所示。

表1课程考核评分标准

考核方式	所占比重	优秀（20-18）	良好（17-15）	合格（14-12）	不合格（12-0）
项目成果	20%	设计、加工方案正确，实施能力强，图纸绘制规范准确，符合国家标准，模具设计与制造完全符合或超出任务要求的指标，工作正常、稳定，实物完整。	设计、加工方案确，实施能力强，图纸绘制规范较准确，符合国家标准，模具设计与制造较符合任务要求的指标，工作正常、稳定，实物较完整。	基本能制定设计、加工方案，图纸绘制规范基本准确，符合国家标准，模具设计与制造基本符合任务要求的指标，工作正常、稳定，实物基本完整。	不能制定设计、加工方案，图纸绘制不准确，不符合国家标准，模具设计与制造不符合任务要求的指标，工作不正常、不稳定，实物不完整。
成本分析表	20%	能将项目实施过程中设计、加工、材料、运输、税收、人力等涉及经济成本方面的因素考虑全面，全面的反映到成本分析表中。	能较好的将项目实施过程中设计、加工、材料、运输、税收、人力等涉及经济成本方面的因素考虑较全面，较全面的反映到成本分析表中。	基本能将项目实施过程中设计、加工、材料、运输、税收、人力等涉及经济成本方面的因素考虑基本全面，基本反映到成本分析表中。	不能将项目实施过程中设计、加工、材料、运输、税收、人力等涉及经济成本方面的因素，不能反映到成本分析表中。
实习报告	20%	格式正确，表达清晰，图表规范，分析、理解和归纳总结全面。	格式正确，表达较清晰，图表较规范，分析、理解和归纳总结较全面。	格式基本正确，表达基本清晰，图表规范，分析、理解和归纳总结基本全面。	未按格式规范要求完成设计报告，无分析、理解和归纳总结。
小组学生自评	20%	能主导参与项目构思、模具结构设计和制造工艺编制。	能积极参与项目构思、模具结构设计和制造工艺编制。	尚能参与项目构思、模具结构设计和制造工艺编制。	不能积极参与项目构思、模具结构设计和制造工艺编制。

4.结语

《专业综合实践》课程充分借鉴CDIO工程教育模式，重构该课程结构及教学内容，强化实践育人环节，提高学生综合运用各方面知识解决复杂工程问题的能力以及自我学习和创新能力；改革考试方法，建立注重学习过程考察和学生能力的评价体系。

参考文献：

[1]蒋宗礼，本科工程教育：聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养中国大学教学2016年第11期

[2]孟艳艳，贾长洪，刘萌新工科背景下基于CDIO工程教育理念的应用型本科院校人才培养研究高教学刊2021年3月

[3]陶勇仿，商存惠.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究。2006（11）.

基金项目：北华航天工业学院教研课题项目（JY-2020-26）；北华航天工业学院教研课题项目（JY-2021-13）