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新工科的內涵(2)

1.3新工科的建設要求(2)

1.4新工科的培養模式(3)

第2章新工科背景下地方高校機械類教育教學現狀

和改革思路(5)

2.1新工科環境下的工程教育教學現狀(5)

2.2新工科環境下地方高校機械類教育教學改革(6)

2.2.1改革目標(7)

2.2.2改革思路(7)

第3章新工科背景下地方高校機械類理論教學體繫重構(15)

3.1新工科背景下重構地方高校機械類專業教學體繫的

必要性(15)

3.2新工科背景下地方高校機械工程創新人纔培養模式

改革與實施路徑(18)

3.2.1改革思路(18)

3.2.2實施路徑(19)

3.3新工科背景下廣西大學機械專業創新人纔培養模式

改革與實踐(25)

3.3.1培養方案制定過程(26)

3.3.2培養目標(28)

3.3.3課程體繫(30)

第4章新工科背景下機械類實驗和實踐教學體繫重構(46)

4.1概述(46)

4.2虛實結合、開放共享實驗教學體繫的重構(47)

4.3繫統建設虛實結合、開放共享的實驗和實踐

教學平臺(51)

4.3.1實驗平臺總體架構(51)

4.3.2課程虛擬實驗教學平臺(51)

4.4虛實結合、開放共享、校企共贏的實驗和實踐

教學環節的實施(57)

4.4.1校內實驗和實踐教學的實現(57)

4.4.2校外實習和實踐環節的實施(57)

4.4.3化考核評價方法(58)

第5章虛實結合、開放共享典型實驗教學案例(60)

5.1機械制造教學平臺典型案例(60)

5.1.1船用曲軸制造過程仿真實驗(60)

5.1.2數字化車間仿真實驗(62)

5.2機械設計虛擬仿真教學平臺典型實驗(66)

5.2.1典型零件虛擬裝配仿真實驗(66)

5.2.2小型多功能綠籬苗木修剪機整車越障仿真實驗(69)

5.3機械電子網絡化遠程實驗教學平臺典型案例(74)

5.3.1網絡化遠程振動分析實驗(74)

5.3.2網絡化遠程車輛行駛仿真監控實驗(80)

5.4典型學科交叉知識綜合實訓案例——網絡化遠程

汽車防抱死制動繫統(84)

5.4.1實驗背景(84)

5.4.2實驗的目(85)

5.4.3實驗原理(86)

5.4.4教學方式與實施(89)

5.4.5綜合實訓的方法與步驟要求(92)

5.4.6教學實施效果(114)

第6章新工科背景下機械類學科交叉知識教育教學研究(116)

6.1引言(116)

6.2解決的教學問題(117)

6.3改革的目標和思路(117)

6.3.1改革的目標(117)

6.3.2改革的思路(118)

6.4改革的舉措(118)

6.4.1跨學科知識綜合運用與創新能力培養的

新架構(118)

6.4.2跨學科知識綜合運用的項目式教學內容構建(119)

6.4.3基於項目驅動教學的組織實施(122)

6.5項目式教學支撐平臺和保障措施(123)

6.5.1教學支撐平臺建設(123)

6.5.2金字塔形導師隊伍建設(124)

6.5.3質量保障制度建設(124)

6.6成果的推廣應用(125)

6.6.1改革成果(125)

6.6.2改革實踐成效(126)

6.6.3跨學科知識交叉融合的綜合實驗平臺研發(127)

6.6.4總結(135)

第7章全方位質量保障與反饋機制建立(137)

7.1構建三級全鏈條教學質量保障機制和持續

改進機制(137)

7.1.1校院繫三級教學質量的制度建設(137)

7.1.2校院繫三級教學質量管理的組織建設(137)

7.1.3線上線下、校內校外的教學質量監控和

反饋機制(142)

7.1.4建立以產出為導向的課程質量的評價機制(142)

7.1.5構建“全面、全過程、全員參與”的質量

保證體繫(143)

7.2建立學生培養過程評價機制(144)

7.2.1學校制度保障及評價(144)

7.2.2機械類專業規章制度保障(145)

7.3建立健全用人單位反饋機制(152)

7.3.1建立了社會評價機制(152)

7.3.2評價結果被用於專業的持續改進(153)

參考文獻(164)

機械和汽車產業是廣西優先重點發展產業，需要大量高素質、高適應性專業人纔。廣西大學是具有90多年辦學歷史的地方綜合性大學、廣西唯一一所“211工程”學校，肩負著為這兩大支柱產業培養高素質技術人纔的使命。然而，地方大學機械類專業普遍存在人纔培養與行業需求脫節，教學環節與工程實際脫節，學生學習與實際需要脫節的問題，導致學生綜合工程素質偏低、人纔適應性偏低。據此，課題組自2007年*實驗教學示範中心建設以及2010年*特色專業建設開始，從建立機械工程專業的培養體繫入手，以培養方案、培養目標、畢業要求、課程體繫、師資隊伍為抓手，進行了繫統的改革和實踐，對教學課程和實驗體繫進行優化整合，以產品解決方案為主線，將專業課程的知識體繫貫穿於設計制造過程的知識構架之中，體現設計制造過程的交叉、並行、協同和有機聯繫。以教學課程—實驗技術—先進制造設備及測試手段—工程技術應用軟件構築完整的專業教學體繫；以現代設計制造模式的全局形態向學生展示教學內容和實驗內涵，為培養創新型制造業人纔建造拓展性的學習和訓練空間。課題組目2014年開始展開專業認證相關工作，對標國際認證標準，按照“逆向設計，正向施工”的流程修訂專業培養方案，其制定與實施的流程為“培養目標→畢業要求→課程體繫→課程教學大綱→課程教學→課程目標達成情況評價與反饋→畢業要求達成情況評價與反饋→培養目標達成情況評價與反饋→持續改進”，根據調查與評價結果不斷優化人纔培養方案，優化課程教學內容，改革教學方法，完善人纔培養質量評價制度，形成了以培養質量為引領，以創新工程能力為導向的新型機械工程專業人纔培養模式。教學改革主要特色如下：(1) 從地方高校的實際出發，致力於為地方產業服務，提出了“數字賦能、項目驅動”多學科交叉知識融會貫通的高素質、高適應性工程人纔培養理念。針對機械行業發展新態勢，構築產業發展需求的協同育人體繫，提高人纔培養適應性；通過校內校外—課內課外—線上線下的深度融合，實現學校與企業相結合，教學與工程相結合，理論與實踐相結合，從而提高學生工程素質，讓人纔培養與企業需求相適應。(2) 以能力培養為主線，打造基於新工科特點的課程體繫，突出課程在畢業能力中的支撐作用，從基礎課到專業課逐漸遞進，*終使學生具備解決復雜工程問題的能力。為強化工程能力培養環節，建立虛實結合、線上線下、開放共享的實驗教學體繫，同時新增企業行業特色課程，動態地融入行業與企業新技術、新方法，使教學內容、知識結構與行業發展緊密結合。(3) 構建基於新工科背景下的虛實結合、線上線下的實驗教學體繫，以企業特色課程、虛擬結合的實驗課程、項目驅動的第二課堂促進學生課內課外、校內校外全程協同培養，實踐課程校企協同、真題實做；引導學生自主學習、自主動手；第二課堂以項目驅動引導學生積極參與科研項目和開展創新活動，促進學生自主學習、自主實踐、自主創新。改革實踐成效顯著。基於*機械工程實驗教學示範中心和虛擬仿真實驗教學中心十多年的改革建設，構建了典型工程案例庫，研發了近100項“虛實結合”創新實驗項目，並將教師研究成果轉化到教學中。以實驗中心開放性實驗室和本科生專業導師制為依托，以面向工程實際的產學研真實項目研發作為學習載體，將知識的拓展與項目研究過程的迭代相結合，用項目研發的漸進思想與知識構建的思路貫通主干課程知識體繫，注重課內課外、線上線下和校內校外資源的優勢互補，極大提升學生跨學科知識的綜合運用與解決復雜工程問題的能力。基於新工科背景建設的機械設計制造及其自動化專業於2016年、2019年兩次通過了中國工程教育專業認證，於2019年獲*一流專業建設點，專業的國際影響和競爭力提升，畢業生解決復雜工程問題的能力得到用人單位好評。學生課外作品獲獎和科研成果質量與數量顯著提高，近5年學生參加各類大學生創新設計大賽獲獎328項，本科生參與申請並獲得授權專利97項，發表論文近100篇。同時，通過產學研合作平臺，老師和學生先後為廣西玉柴機器集團有限公司、東風柳州汽車有限公司等提供技術服務，完成項目125項，實現真正意義的校企全程協同育人。本書的出版得到了許多支持和幫助，首先感謝改革實踐獲得的項目資助：(1) *一流專業建設項目“機械設計制造及其自動化建設點(教高廳函〔2019〕18號)”；(2) *第二批新工科研究與實踐項目“基於機械行業產業聯盟智能制造人纔培養實踐創新平臺建設探索與實踐(項目編號：EJX20201527)”；(3) *工程訓練教學指導委員會第三期金工與工訓教育科學研究項目“雲上智造——基於柔性制造繫統的實驗實訓教學雲平臺(項目編號：JJGXJY202145)”；(4) 廣西高等教育本科教學改革工程項目“面向科研素養的機械工程創新人纔培養模式研究與實踐(項目編號：2019JGA100)”。其次感謝所有對改革實踐做出貢獻的老師，並對所引用參考文獻的作者表示衷心感謝。由於我校新工科建設還處於探索實踐階段，加之作者水平有限，書中疏漏或不足之處在所難免，懇請各位專家、學者批評指正。蒙艷玫等2022年4月

機械和汽車產業是廣西優先重點發展產業，需要大量高素質、高適應性專業人纔。廣西大學是具有90多年辦學歷史的地方綜合性大學、廣西唯一一所“211工程”學校，肩負著為這兩大支柱產業培養高素質技術人纔的使命。然而，地方大學機械類專業普遍存在人纔培養與行業需求脫節，教學環節與工程實際脫節，學生學習與實際需要脫節的問題，導致學生綜合工程素質偏低、人纔適應性偏低。

據此，課題組自2007年國家級實驗教學示範中心建設以及2010年國家級特色專業建設開始，從建立機械工程專業的培養體繫入手，以培養方案、培養目標、畢業要求、課程體繫、師資隊伍為抓手，進行了繫統的改革和實踐，對教學課程和實驗體繫進行優化整合，以產品解決方案為主線，將專業課程的知識體繫貫穿於設計制造過程的知識構架之中，體現設計制造過程的交叉、並行、協同和有機聯繫。以教學課程—實驗技術—先進制造設備及測試手段—工程技術應用軟件構築完整的專業教學體繫；以現代設計制造模式的全局形態向學生展示教學內容和實驗內涵，為培養創新型制造業人纔建造拓展性的學習和訓練空間。課題組目2014年開始展開專業認證相關工作，對標國際認證標準，按照“逆向設計，正向施工”的流程修訂專業培養方案，其制定與實施的流程為“培養目標→畢業要求→課程體繫→課程教學大綱→課程教學→課程目標達成情況評價與反饋→畢業要求達成情況評價與反饋→培養目標達成情況評價與反饋→持續改進”，根據調查與評價結果不斷優化人纔培養方案，優化課程教學內容，改革教學方法，完善人纔培養質量評價制度，形成了以培養質量為引領，以創新工程能力為導向的新型機械工程專業人纔培養模式。教學改革主要特色如下：

(1) 從地方高校的實際出發，致力於為地方產業服務，提出了“數字賦能、項目驅動”多學科交叉知識融會貫通的高素質、高適應性工程人纔培養理念。針對機械行業發展新態勢，構築產業發展需求的協同育人體繫，提高人纔培養適應性；通過校內校外—課內課外—線上線下的深度融合，實現學校與企業相結合，教學與工程相結合，理論與實踐相結合，從而提高學生工程素質，讓人纔培養與企業需求相適應。

(2) 以能力培養為主線，打造基於新工科特點的課程體繫，突出課程在畢業能力中的支撐作用，從基礎課到專業課逐漸遞進，最終使學生具備解決復雜工程問題的能力。為強化工程能力培養環節，建立虛實結合、線上線下、開放共享的實驗教學體繫，同時新增企業行業特色課程，動態地融入行業與企業新技術、新方法，使教學內容、知識結構與行業發展緊密結合。

(3) 構建基於新工科背景下的虛實結合、線上線下的實驗教學體繫，以企業特色課程、虛擬結合的實驗課程、項目驅動的第二課堂促進學生課內課外、校內校外全程協同培養，實踐課程校企協同、真題實做；引導學生自主學習、自主動手；第二課堂以項目驅動引導學生積極參與科研項目和開展創新活動，促進學生自主學習、自主實踐、自主創新。

改革實踐成效顯著。基於國家級機械工程實驗教學示範中心和虛擬仿真實驗教學中心十多年的改革建設，構建了典型工程案例庫，研發了近100項“虛實結合”創新實驗項目，並將教師研究成果轉化到教學中。以實驗中心開放性實驗室和本科生專業導師制為依托，以面向工程實際的產學研真實項目研發作為學習載體，將知識的拓展與項目研究過程的迭代相結合，用項目研發的漸進思想與知識構建的思路貫通主干課程知識體繫，注重課內課外、線上線下和校內校外資源的優勢互補，極大提升學生跨學科知識的綜合運用與解決復雜工程問題的能力。基於新工科背景建設的機械設計制造及其自動化專業於2016年、2019年兩次通過了中國工程教育專業認證，於2019年獲國家級一流專業建設點，專業的國際影響和競爭力提升，畢業生解決復雜工程問題的能力得到用人單位好評。學生課外作品獲獎和科研成果質量與數量顯著提高，近5年學生參加各類大學生創新設計大賽獲獎328項，本科生參與申請並獲得授權專利97項，發表論文近100篇。同時，通過產學研合作平臺，老師和學生先後為廣西玉柴機器集團有限公司、東風柳州汽車有限公司等提供技術服務，完成項目125項，實現真正意義的校企全程協同育人。