工程训练类课程教学质量标准(整合版本2.0)

高等学校工程训练类课程教学质量标准(整合版本2.0)（2014年12月30日）1概述工程训练教学是我国高校人才培养过程中重要的实践教学环节，是符合现阶段中国国情并独具特色的校内工程实践教学模式。工程训练教学以实际工业环境为背景，以产品全生命周期为主线，给学生以工程实践的教育、工业制造的了解和工程文化的体验。为了深化专业内涵，提高培养质量，增强学生工程实践能力，规范并促进工程训练教学，特制定本教学质量标准。工程训练类课程教学具有如下突出特点：在教学属性方面，具有实践性和通识性，具体表现在让学生在真实工程环境中，通过亲自动手和体验，达到提升基本工程实践能力和素养的目的；在教学内容方面，具有系统性和综合性，具体表现在实践过程强调将产品全生命周期的一系列相关活动与工作综合为系统，并注重多专业领域的知识与技能的交叉与融合；在教学方式方面，具有开放性和多样性，具体表现在实践教学资源的利用、管理运行的模式、教学内容的设置、教学手段的运用等方面具有更多的灵活性与自由度。根据学生知识、能力和素质培养的规律性，以及不同专业人才培养课程设置的阶段性，工程训练课程体系一般分为四个层次：工程认知训练、工程技能训练、工程综合训练、工程创新训练。其中，工程认知训练旨在使学生了解工程技术发展历程及工业生产过程与环境的相关知识；工程技能训练旨在使学生掌握基本的仪器、设备、工具等的使用方法以及相关工艺操作的基本技能；工程综合训练旨在使学生熟悉特定产品对象分析、设计、制造与实际运行的完整过程，培养初步的工程综合应用能力；工程创新训练旨在为学生的创意、创新与创业实践活动提供全方位的支持平台，并通过创新实践课程、创新实践项目、科技竞赛活动等培养学生工程创新能力。2本标准适用范围本标准适用于工科类专业工程训练教学要求，也适用于非工科类专业不同层次通识工程教育需求，其它有特殊要求的专业可参照本标准。各高校根据自身实际情况制定具有特色的工程训练课程教学实施细则。3能力目标工程训练类课程以“学习工艺知识，增强实践能力；提高综合素质，培养创新精神”为课程教学目标。通过工程训练，使学生具备以下能力：(1)了解工程技术发展历程及工业生产过程与环境的相关知识；(2)掌握基本的仪器、设备、工具等的使用方法以及相关工艺操作的基本技能；(3)熟悉特定产品对象分析、设计、制造与实际运行的完整过程，具备初步的工程综合应用能力；(4)具备初步的创新思维、创新精神和创新能力；(5)具有较好的工程文化素养、社会责任感、团队合作精神、工程职业道德、法律法规观念，建立质量、安全、效益、环境、服务等系统的工程意识。4工程训练课程学分工程训练类课程至少应安排1-6学分，各校根据不同专业合理配置。5培养内容及基本要求5.1工程认知训练工程认知训练特点是以产品制造过程为主线，让学生在一个真实的大制造环境中，了解制造过程，体验工程文化，培养基本工程意识和工程素质。学分不低于1学分。通过讲课、展示、多媒体、现场示范讲解等方式，结合实际操作体验，完成工程认知教学。5.1.1工程知识导论主要内容有：工程技术发展历史及在国民经济中的地位和作用、产品全生命周期，以及安全、质量、环保、成本管理等相关知识。5.1.2产品设计认知主要内容有：工程设计思想及方法，现代设计理念、产品设计流程和常用设计软件。5.1.3工程材料认知主要内容有：工程材料的分类、性能、特点、用途及发展趋势，一般包括：金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料。5.1.4仪器设备认知主要内容有：常用仪器设备的类型、名称、型号、结构、原理、功能和用途，以及设备性能提升对工业发展的推动作用。5.1.5制造技术认知主要内容有：(1)材料成型技术：铸造、焊接、锻造、热处理生产工艺过程特点、应用、安全规范、环境保护措施。(2)零件加工技术：常用切削加工、特种加工等工艺过程及工程应用。(3)检验检测技术：零件和产品制造精度、表面质量的常用检验检测方法，典型检验检测工具的名称、规格、用途和使用方法。(4)产品装配技术：钳工基本操作方法及工具使用，安全操作规程。公差、配合和装配概念，典型装配方法，产品装配过程的复杂性和系统性。5.1.6工业控制技术认知主要内容有：工业控制的基本概念、原理，控制技术在制造工程中的应用和重要性。数控机床、工业机器人、自动化工厂等典型现代制造装备中的机电控制技术、发展趋势和应用。5.2工程技能训练工程技能训练使学生在掌握基本制造知识的基础上具有一定的操作技能，了解新工艺、新技术在现代制造中的地位和应用，初步建立起现代制造工程的概念。具备对简单零件进行工艺分析和选择加工方法的能力，具备一定的应用先进制造技术进行设计、制造、测量和检验的工程实践能力，加深对制造技术的体验和理解，有利于后续课程的学习。本部分训练内容建议3-5学分。工程技能训练一般以实际产品为载体。根据高校条件或专业偏重，选择一个或若干典型零件（或产品），制定合理的加工工序路线和加工工艺方法，使学生理解工程制造的过程，并初步具备相关工业设备的基本操作技能。以下工程技能训练内容为典型工程技能训练项目，各校可根据自身特点和人才培养需要进行项目选择、新设及学时分配。在项目设置过程中应坚持“通过典型零件（产品）的制造工艺流程将不同训练项目有机组合”的基本原则。5.2.1工程材料及热处理技能训练主要内容有：(1)了解工程材料的分类与性能特点，熟悉钢铁材料的化学成分和机械性能。(2)了解金属热处理作用及常用热处理方法和设备，了解常用热处理方法、作用和工艺过程，能进行45钢的淬火操作。(3)了解金相观察及硬度测试的设备及应用，能操作光学显微镜进行金相观察，能使用洛氏硬度计。(4)了解表面处理概念、工艺和方法,能进行一种工艺方法的表面处理操作。5.2.2材料成形技能训练主要内容有：(1)了解铸造、焊接、锻造、冲压等材料成形工艺的设备、原理、特点、应用、安全规范、环境保护措施以及简单的经济成本分析；(2)熟悉常见的铸造、焊接、锻造、冲压等材料成形工艺方法；就所给零件（或产品），能对其毛坯进行初步的工艺分析，并初步具备相关设备或工具的操作技能。5.2.3普通切削技能训练主要内容有：(1)了解普通金属切削加工的基本知识；了解相关安全技术、环境保护，并能进行简单经济分析。(2)了解普通金属切削加工机床的型号、结构、原理、运动、传动系统及用途；(3)熟悉常用切削加工工艺方法，就所给零件（或产品），能选择适当的加工方法及装夹方法，并完成加工操作；(4)熟悉常用切削刀具的组成、结构、原理及性能；(5)了解常用切削加工方法能达到的尺寸公差等级、表面粗糙度Ra值的范围及其测量方法；(6)熟悉常用的手工切削工具，能独立完成手工切削操作。5.2.4数控加工技能训练主要内容有：(1)了解数控车床、数控铣床、加工中心等数控设备的原理和结构，了解数控程序的基本编程方法；了解相关的安全技术、环境保护，并能进行简单经济分析；(2)能根据具体零件结构及批量，选择适当的加工方法；能独立编制简单零件的数控加工程序，并能正确操作数控设备进行加工；5.2.5特种加工技能训练主要内容有：(1)了解电火花加工、激光加工、快速成形等特种加工的基本原理、设备、工艺应用特点、安全技术和环境保护，能进行简单经济分析；(2)了解特种加工方法中采用的编程方法，能完成设备的基本加工操作。5.2.6产品装拆技能训练主要内容有：(1)了解典型机电产品的基本构成，了解相关标准件、基础件、功能部件的机械装配和拆卸要求；(2)了解产品装配和拆卸过程中的安全技术、环境保护知识；(3)熟悉典型产品的维护保养方法；(4)独立完成装配和拆卸工艺流程的制定；(5)熟悉常用的装配和拆卸工具使用方法，独立完成典型产品的装配和拆卸操作。5.2.7测控技能训练主要内容有：(1)了解零件尺寸精度、形状精度和位置精度的测量方法及测量数据的处理方法；(2)了解三坐标测量的基本原理，了解三坐标测量机的结构及基本操作方法；主要内容有：(3)了解机电控制的基本原理、基本电路和典型控制方式；了解传感器的种类、基本结构和工作原理；了解PLC的基本结构、工作原理；掌握传感器的数据采集与处理方法。5.2.8电工电子技能训练主要内容有：(1)了解电网基本概念；了解用电和配电装置的原理及功用；(2)了解机床电气控制线路的组成；掌握电工常用工具的使用方法；能进行电机和控制主回路的线路连接操作；(3)了解无线电常识，了解基本电子元器件的型号、种类、性能等相关知识；(4)掌握收音机各种元器件组装和焊接技能，能在老师指导下组装晶体管收音机或某类典型电子产品。5.3工程综合训练工程综合训练是以项目或产品为载体，结合工程实际提出问题、分析问题并解决问题，将多学科的基础知识、专业知识融汇到工程实践，针对特定对象进行分析、设计、制造、实际运行的工程教学活动，同时培养团队合作与沟通、工程管理和工程总结等工程能力。本训练环节是工程类专业大学生提高型工程实践项目，可采用实践课程、实践项目等教学方式灵活设置。学生在进入该训练环节前，应已经完成工程认知、工程技能训练环节。本环节可安排1-2学分。本训练环节的教学特征是学科知识的综合性和实现过程的系统性，同时也是工程认知、工程技能训练两个教学环节的训练目标指向。通过实施CDIO的教学模式，将构思-设计-实施-运行的产品全生命周期贯穿在整个教学过程中。项目或产品具备真实的工程背景，主要包括以下内容。5.3.1工程项目基础训练(1)主要内容项目的定义、项目的特征与分类、项目团队与利益相关者和工作任务分解。项目进度管理、费用与人力资源管理、质量管理、沟通管理。项目开发与研究案例分析。(2)训练方法和考评课堂讲授与案例讨论相结合，一定的文献阅读量，撰写相应的读书报告。成绩占总成绩20%。5.3.2工程项目综合训练(1)知识和能力要求主要通过典型项目或产品的构思、设计、制作、运行和测试等环节的教学活动，培养学生的机、电类工程综合能力，包括已学科学与专业知识的综合运用、多学科团队合作与沟通能力、图形与计算机程序设计能力、制作工艺技术应用能力、问题与故障排除与修正能力。(2)训练方法和考评以项目为载体，三个及以上学生组成一个项目团队，采取开放式教学方法，通过阶段检查与项目总评确保在规定时间内完成项目任务。其中包括一定的设计图纸量（含控制原理与PCB设计图纸）、三维装配图及动画模拟文件、工程设计与工艺说明书（含程序设计）、自主加工零件（含控制板卡等）、整机样机。成绩占总成绩80%。5.4工程创新实践根据大学生创意、创新和创业实践的需要，设置创新实践课程，支持大学生创新实验计划项目、大学生科研活动和科技竞赛项目、校企合作项目、国际合作项目、大学生创业实验计划项目等创新实践活动。学生可提出项目建议书、组成项目团队、进行概念设计、详细设计、实验研究、论文与报告撰写、专利申报、样机制造与调试、进行大学生科技竞赛等教学环节，培养学生的创新意识与能力，包括发现问题与解决问题能力、多学科团队合作与沟通能力、建模与求解能力、科技写作能力、职业道德与知识产权责任与意识。本训练环节为附加学分，体现工程训练教学的多样性和开放性，采取课内与课外相结合的形式，贯彻工程训练教学四个层次的一般要求。通过项目文档质量、功能实现程度、论文发表、专利授权、比赛成绩等给予相应的学分和成绩。6课程教学质量保障与评价体系为评价教学效果，并保障教学质量不断提升，高校需建立工程训练类课程教学质量保障与评价体系。主要包括教学文件、教学管理、教学效果、师资队伍、制度建设、设备与环境等项目。表6.1教学质量保障与评价体系评价项目评价内容教学文件1.教材编写和选用2.教学文件完整性(实训大纲、课件、实训报告、教学日历、习题库、试题库）教学过程1.教师执行教学文件的能力与程度2.教学方法与教学手段3.成绩评定教学效果1.教学覆盖面及学生评价2.教研成果及学生获奖3.教学成果的辐射作用4.各种技能性创新制作竞赛完成情况师资队伍1.师资引进与保障的措施2．师资队伍结构合理、稳定制度建设1.制定学生实习纪律管理制度。2.制定教师及学生的安全管理条