孫佳悅,王占英,朱春華,高曉剛,陳立偉,王 爍

(河北建筑工程學(xué)院 機械工程學(xué)院,河北 張家口 075000)

2017 年,教育部依次在復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)、北京召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會,全面部署新工科建設(shè),形成了復(fù)旦共識、天大行動和北京指南,構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”,這為我國新時代人才培養(yǎng)指明了前進的方向,開拓了工程教育改革的新路徑。新工科的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng),以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念,以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑,培養(yǎng)未來多元化、全方位、創(chuàng)新型卓越工程人才[1-2]。新工科的提出對我國主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,抓住新工業(yè)革命帶來的時代新機遇具有非常重要的意義。新工科的人才培養(yǎng)要求以互聯(lián)網(wǎng)+和人工智能為核心,通過將智能制造、云計算、虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造,培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。因此,本科院校對于工科人才的培養(yǎng)也應(yīng)全面升級,應(yīng)更加注重提升學(xué)生的全面綜合素質(zhì)。在新工科建設(shè)過程中,離不開課程建設(shè)的理念引領(lǐng)、模式創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文針對《機械制造基礎(chǔ)》課程展開教學(xué)改革方法的探索,旨在為地方院校培養(yǎng)全面發(fā)展、具有良好人文素養(yǎng)和社會責(zé)任感的新工科人才擴寬思路。

1 機械制造基礎(chǔ)的課程性質(zhì)及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程性質(zhì)

《機械制造基礎(chǔ)》課程是機械類、近機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程[3],它研究機器零件的制造方法,即從常用工程材料的選擇、成形、加工制造、直到生產(chǎn)出合格零件或產(chǎn)品的綜合性課程,具有很強的理論性和實踐性。通過本門課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解和掌握工程材料組織與性能的關(guān)系、熱處理基本原理;掌握毛坯或零件的成形方法、原理及工藝特點;具備綜合運用各種工藝知識分析、設(shè)計零件結(jié)構(gòu)工藝性的能力;為以后深入學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程及解決機械化領(lǐng)域復(fù)雜工程問題打下堅實的基礎(chǔ)。這門課程在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識、專業(yè)技能與素養(yǎng)、實踐應(yīng)用能力、技術(shù)創(chuàng)新等方面發(fā)揮著重要作用[4]。

1.2 教學(xué)現(xiàn)狀

目前,《機械制造基礎(chǔ)》課程教學(xué)過程中主要存在以下幾方面的問題:

1)知識傳授與課程育人脫節(jié)。以前,我國對大學(xué)生的思想政治教育主要集中在一些專業(yè)的思政課程中,而且這些思政課程也多集中在低年級開設(shè),這導(dǎo)致無法將思想政治教育貫穿大學(xué)階段的始終,造成知識傳授與課程育人相脫節(jié),不利于新工科人才的培養(yǎng)。

2)課程的理論內(nèi)容較多,但授課學(xué)時大幅壓縮,目前我校只有36 個授課學(xué)時,大多數(shù)教師為了完成授課任務(wù),采取的教學(xué)方法仍以課堂講授法為主,學(xué)生參與度較低,以至于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效果不理想。而且,這種授課方式無法很好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,這導(dǎo)致學(xué)生在碰到實際工程問題時,大多只記得一些基本概念,卻不知該如何分析、解決問題。

3)課程考核評價體系不完善。該課程在我校目前評分方式采用期末筆試+日常考核的方式,日?？己酥饕煽记诤驼n后作業(yè)組成,評價方式單一。其中期末成績占總成績的比例較多,約70%～80%,故存在部分同學(xué)平時不努力學(xué)習(xí),臨近期末才緊急突擊的情況,導(dǎo)致成績不理想,也沒有形成分析解決材料加工成形問題的能力。由于平時作業(yè)是由學(xué)生課下完成,存在相互抄襲現(xiàn)象,很難判斷學(xué)生平時真實的學(xué)習(xí)水平和對知識的掌握程度。

4)學(xué)生學(xué)習(xí)能動性較差,教學(xué)效果不理想。我校屬于省屬地方本科院校,生源多數(shù)為各省份本科二批學(xué)生,這些學(xué)生中大部分學(xué)習(xí)能動性及自制力相對較弱。本課程的授課對象為機械類、近機械類大二年級學(xué)生,他們多為00 后,思想新潮,傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式很難完全吸引他們。加之本課程教學(xué)內(nèi)容較多,但學(xué)時有限,教師很難抽出過多時間開展課堂互動環(huán)節(jié)來提高學(xué)生的注意力,因此教學(xué)效果不理想。

2 機械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方法及策略

2.1 融入思政元素,落實立德樹人

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程,各類課程都應(yīng)與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng),把“立德樹人”作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念[5]。長期以來,工科專業(yè)課教師主要注重專業(yè)知識傳授,忽視了對大學(xué)生進行思想政治教育,造成知識傳授與課程育人相脫節(jié)。實際上,大學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè),與專業(yè)課老師聯(lián)系更為緊密,從實習(xí)到課程設(shè)計,再到畢業(yè)設(shè)計,基本都是專業(yè)課教師在指導(dǎo),學(xué)生與專業(yè)課教師聯(lián)系的時間要比與專任思政課教師的聯(lián)系時間多。所以在工科類專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課課堂開展思政教育應(yīng)該成為一種新趨勢,這樣一來可以落實“立德樹人”的根本任務(wù),二來可以豐富專業(yè)課課堂內(nèi)容,增添趣味。

《機械制造基礎(chǔ)》作為機械類、近機械類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程,具有開課專業(yè)廣、學(xué)生人數(shù)多的特點[6],在本課程中融入思政元素,開展思想政治教育,不僅能將思想政治教育覆蓋到較多學(xué)生,又能解決專業(yè)的思政課程中思想政治教育理論化的問題,還能使本課程中枯燥的機械制造知識點變得豐富多彩,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)習(xí)效果,最終達到高校培養(yǎng)德才兼?zhèn)淙姘l(fā)展的新工科人才的目的。

比如在講授焊接知識點前,可將“嫦娥5 號”、“蛟龍?zhí)枴睗撍?、“?fù)興號”動車組、港珠澳大橋等作為引入案例,介紹其中包含的焊接知識,同時將我國在焊接領(lǐng)域涌現(xiàn)出的技能報國的“大國工匠”介紹給學(xué)生,增強學(xué)生的民族自豪感與責(zé)任擔(dān)當(dāng),從而激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。與此同時,學(xué)生也更加渴望對焊接專業(yè)知識的學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)興趣。

2.2 線上線下混合式教學(xué),優(yōu)化考核評價體系

如前文所提到,《機械制造基礎(chǔ)》課程內(nèi)容較多,但授課學(xué)時較少,造成目前的授課方式單一,教學(xué)效果不理想。本課程授課對象為00 后,他們是伴隨著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成長起來的一代,他們對新穎的授課方式更感興趣,也更容易接受。因此,在本課程中采用線上線下混合式教學(xué),能充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)和多媒體教學(xué)相互融合教學(xué)的優(yōu)勢,也能很好地解決上述授課方式單一、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、教學(xué)效果不理想等問題。因此,筆者依托雨課堂、MOOC 等教學(xué)平臺,在車輛工程專業(yè)、機械電子工程專業(yè)2019 級針對本課程開展混合式教學(xué),并通過改進評價機制,將學(xué)生的線上學(xué)習(xí)、線下表現(xiàn)、平時測驗等都進行了量化,即考核評價貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)的整個過程,極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)習(xí)效果較好。

對于線上教學(xué)內(nèi)容,筆者采用雨課堂平臺提前兩天發(fā)布與課程相關(guān)的視頻資料和有針對性的PPT預(yù)習(xí)課件,內(nèi)容主要是一些相對簡單的知識點,并結(jié)合MOOC 上合適的教學(xué)資源制定適合本教學(xué)班級的SPOC 課程,便于學(xué)生自學(xué)。學(xué)生在線上自主學(xué)習(xí)過程中,遇到不懂的PPT 可以點選“不懂”做標(biāo)記,并主動完成預(yù)習(xí)自測題,將有疑問的知識點帶到線下課堂中與老師同學(xué)交流討論。筆者從后臺可以看出學(xué)生線上學(xué)習(xí)各環(huán)節(jié)的完成情況,結(jié)合預(yù)習(xí)自測題得分來評定線上學(xué)習(xí)成績。

在線下教學(xué)過程中,筆者結(jié)合線上學(xué)習(xí)的后臺數(shù)據(jù),把同學(xué)們在線上標(biāo)注出的不懂、預(yù)習(xí)自測題中出錯較多以及課程的重難點內(nèi)容作為重點講解,使課堂知識點的傳授變得有針對性,解決了學(xué)時縮減的問題。由于部分知識點學(xué)生在線上已完成自學(xué),課堂時間則能充分利用起來,在線下課堂中筆者采用雨課堂授課,增加了隨機點名提問、隨堂小練等互動環(huán)節(jié),提高學(xué)生注意力。為了激勵學(xué)生積極參與進課堂,對于隨機點到的同學(xué)筆者在平時成績考核中加1 分,并進一步根據(jù)回答問題的情況加上相應(yīng)得分。課后針對每章節(jié)內(nèi)容,筆者在雨課堂發(fā)布測試題,鞏固學(xué)習(xí)效果,并將測試題成績納入平時成績考核。

大部分學(xué)生對這種新穎的教學(xué)形式很有好感,表現(xiàn)出很高的積極性,并且由于考核評價貫穿整個課程學(xué)習(xí)的始終,學(xué)生更愿意積極主動參與到各環(huán)節(jié)當(dāng)中來“賺取”平時成績,避免了到期末才臨時抱佛腳的情況。而且在整個課程線上線下學(xué)習(xí)的過程中,很多知識點學(xué)生已經(jīng)潛移默化地掌握,教學(xué)效果得以提高。2020—2021 學(xué)年第一學(xué)期我校2019 級車輛專業(yè)本課程的平均分較2018 級高出6.26 分,2019級機械電子專業(yè)本課程平均分較2018 級高出9.62 分,說明混合式教學(xué)形式起到了良好效果。

2.3 以工程教育認(rèn)證為引領(lǐng),培養(yǎng)學(xué)生實踐能力

工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心思想是以成果導(dǎo)向引領(lǐng)、以學(xué)生發(fā)展為中心及持續(xù)改進機制,注重學(xué)生的實踐能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。新工科的建設(shè)也需要加強實踐與研究?！稒C械制造基礎(chǔ)》作為機械類、近機械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,包含著多項實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),我校在本課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和對知識的理解應(yīng)用能力。

目前我校本課程設(shè)置的實踐環(huán)節(jié)有兩類:一類是課內(nèi)穿插的實驗課程,總計6 學(xué)時;第二類是金工實習(xí),總計教學(xué)時長3 個教學(xué)周。在這兩類實踐環(huán)節(jié)中,教師主動弱化自身作用,學(xué)生動手為主,教師講授為輔。學(xué)生參與其中,加深了對知識的理解,也提高了動手能力,并且一些同學(xué)積極主動思考,結(jié)合所學(xué)理論知識和教師討論實驗原理。在此基礎(chǔ)上,我院教師充分發(fā)揮各項學(xué)科競賽的作用,吸納學(xué)生積極參與到學(xué)科競賽活動中,鼓勵學(xué)生走入車間工廠動手實操,培養(yǎng)學(xué)生在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。目前我院在全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽、河北省工程訓(xùn)練綜合能力競賽、全國無人機創(chuàng)新技能大賽、中國智能制造挑戰(zhàn)賽及中國智能機器人格斗大賽等學(xué)科競賽中均取得了不錯的成績。

3 總結(jié)

在新工科建設(shè)過程中,本科院校對于工科人才的培養(yǎng)應(yīng)更全面,應(yīng)更加注重提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐能力。在機械類、近機械類專業(yè)基礎(chǔ)課程《機械制造基礎(chǔ)》中開展教學(xué)改革,通過在課程中融入思政元素、運用混合式教學(xué)形式、完善考核評價體系及增加實踐環(huán)節(jié),解決傳統(tǒng)課堂中出現(xiàn)的問題和弊端,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)習(xí)效果,為地方院校培養(yǎng)全面發(fā)展、人文素養(yǎng)良好和充滿社會責(zé)任感的新工科人才提供借鑒。