鄧文娟　李萍　高興軍

[摘 要]在“卓越計劃”和“工程認(rèn)證”大背景下，結(jié)合新時代學(xué)生的特點，為提高課程教學(xué)效果和質(zhì)量，實現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型機制工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，機械設(shè)計課程組對教學(xué)方法實施了改革。課程組指出了傳統(tǒng)課程教學(xué)方法的弊端，在此基礎(chǔ)上開展了以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和能力培養(yǎng)為主要內(nèi)容的教學(xué)改革，并對改革教學(xué)實施過程中存在的問題和建議進行了探討。

[關(guān)鍵詞]機械設(shè)計;教學(xué)方法;教學(xué)反思

[中圖分類號] G642 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）04-0057-03

當(dāng)前，社會急需工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才。在“卓越計劃”和“工程認(rèn)證”大背景下，各高校正面臨培養(yǎng)和造就具有創(chuàng)新能力、適應(yīng)國家經(jīng)濟發(fā)展需要的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的巨大挑戰(zhàn)[1-2]。機制專業(yè)作為重要的工業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，對實用型人才的培養(yǎng)尤為重要。機械設(shè)計作為機械類專業(yè)中一門綜合實踐性強、系統(tǒng)理論突出的重要課程，在機械類專業(yè)本科生的培養(yǎng)計劃中具有重要作用[3]。該課程是先修課程（理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械制圖、互換性測量技術(shù)等）的綜合應(yīng)用，同時是后期專業(yè)課的基礎(chǔ)和過渡，具有很強的基礎(chǔ)性、設(shè)計性、實踐性、嚴(yán)謹(jǐn)性和綜合性[4]。

一、 傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端

傳統(tǒng)教學(xué)方法難以調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，不利于學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)以教師講為主，學(xué)生被動接受知識，加上課程理論知識比較抽象，圖表公式繁多，在很大程度上限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，具體表現(xiàn)為重點內(nèi)容教師講授多次，學(xué)生還是記不住。加上教學(xué)學(xué)時不斷減少，對很多學(xué)生來說，直到課程結(jié)課他們還沒有真正理解課程的整體和實質(zhì)。此外，傳統(tǒng)教學(xué)方法基本上側(cè)重理論知識的傳授，不太重視學(xué)生從發(fā)現(xiàn)到問題到解決問題的理論應(yīng)用能力的培養(yǎng)，也忽視了學(xué)生的個性和優(yōu)勢，限制了學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)，因此課程的教學(xué)效果不佳。而以單純考試作為評判學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果的方式，會使學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)，采取在臨近期末考試時“死記硬背”的方式，這不能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，學(xué)生的創(chuàng)造性思維也受限。當(dāng)前社會對機制人才的需求是多樣化的，僅僅從考試結(jié)果無法選拔出適應(yīng)社會需求的人才，不能促進學(xué)生各方面能力的提高。

二、教學(xué)改革實施

“00后”機制專業(yè)大學(xué)生成長的時期，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的時期。這一代學(xué)生思想更加開放、包容，樂于嘗試新事物[5]。借助科技手段，學(xué)生獲得知識的途徑更廣，知識更新速度更快。學(xué)生對新事物充滿好奇心，他們的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和軟件技能較強，自我表現(xiàn)突出。如何根據(jù)學(xué)生的特點制訂適合他們的教學(xué)方法是本教學(xué)改革的重點。本文從以下幾方面對課程改革提出建議。

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)案例

課題組成員調(diào)研機械設(shè)計類企業(yè)用人需求，將其與機械設(shè)計教學(xué)大綱及機械設(shè)計先修課程的教學(xué)情況相結(jié)合來制訂合理的教學(xué)計劃，同時優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，進行模塊化教學(xué)。教學(xué)模塊的課堂具體實施按“教學(xué)案例”“問題引入”“知識點講授”“課程設(shè)計相關(guān)內(nèi)容講授”和“能力擴展”進行。根據(jù)教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容，課程組圍繞石油化工特色鮮明的課程要求選取具有代表性的典型工程案例，如運輸機、抽油機、油管提升測量機構(gòu)等，建立資源案例庫。如在減速器教學(xué)模塊，抽油機、輸運機構(gòu)、提升機構(gòu)的案例介紹和小組任務(wù)合作可以讓學(xué)生直觀理解減速器的作用和應(yīng)用。通過具體工程案例的介紹和分析，能將課程教學(xué)內(nèi)容和實踐緊密結(jié)合起來，讓學(xué)生全面認(rèn)識學(xué)習(xí)和設(shè)計的對象，大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計思想。

（二）探索任務(wù)角色式驅(qū)動教學(xué)方式[6]

該教學(xué)方法是為了加深學(xué)生對課堂理論知識點的理解，激發(fā)學(xué)生的探究欲。任務(wù)角色式驅(qū)動教學(xué)法根據(jù)工程設(shè)計實際要求，從設(shè)計人員要求具備專業(yè)的素質(zhì)能力出發(fā)，結(jié)合學(xué)生自生的特點，以學(xué)生作為教學(xué)的中心進行教學(xué)活動設(shè)計。根據(jù)實驗班級設(shè)置項目角色組開展教學(xué)活動，具體如下。

1.根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程特點及機械設(shè)計人員應(yīng)具備的基本能力（檢索整合能力、理論計算和方案設(shè)計能力、三維結(jié)構(gòu)繪圖能力和文檔編排能力）要求，相應(yīng)地設(shè)置計算組、3D結(jié)構(gòu)繪圖組、解說組和圖文組等角色，在教學(xué)過程中建立角色類庫。

2.教師在教學(xué)過程中要全局把握各個教學(xué)活動環(huán)節(jié)，能隨時應(yīng)對突發(fā)狀況，以實現(xiàn)教學(xué)的有序進行。教師作為教學(xué)過程中的主導(dǎo)角色，應(yīng)該熟悉每次課的教學(xué)內(nèi)容，并將教學(xué)整體與各知識要素之間的關(guān)系和作用進行梳理與銜接，合理組織課程的教學(xué)、學(xué)生的交流，將課堂學(xué)習(xí)和課后學(xué)習(xí)相融合。教師應(yīng)制訂有效的工作計劃，根據(jù)各教學(xué)知識模塊內(nèi)容和任務(wù)設(shè)計模塊角色任務(wù)登記表，并根據(jù)學(xué)生的特長和意愿確定角色與分配任務(wù)。

3.教師闡述具體任務(wù)內(nèi)容，講授相關(guān)的理論知識點，明確任務(wù)內(nèi)容和計劃安排、任務(wù)截止時間，讓學(xué)生對任務(wù)有一個整體的認(rèn)識，并確保任務(wù)落實到個人。學(xué)生在明確角色及任務(wù)目標(biāo)后，教師指導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)知識學(xué)習(xí)的手段和方法，介紹相應(yīng)的新技術(shù)和新手段，讓學(xué)生以小組的形式互相交流合作，自主通過各種方法和途徑尋求解決問題的方法。教師要鼓勵學(xué)生勇于探索和創(chuàng)新。

4.教師制訂任務(wù)進度表，時刻掌握學(xué)生任務(wù)的完成情況，以確保學(xué)生及時完成任務(wù)和下一步教學(xué)的正常進行。角色任務(wù)教學(xué)實施中，教師還要注重學(xué)生的個性化特點，遞進式地開展教學(xué)。因為首次采用新的教學(xué)方式，很多學(xué)生不了解具體的流程，有時可能有抵觸情緒或處于觀望狀態(tài)，所以可采取由少數(shù)帶動多數(shù)參與的持續(xù)改進機制來進行教學(xué)，以靈活與多樣的形式使不同的教學(xué)對象慢慢適應(yīng)。

5.學(xué)生完成任務(wù)成果的展示。學(xué)生以解說、演示為主要形式，采用三維軟件、多媒體技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代化方法展示成果。任務(wù)角色式驅(qū)動教學(xué)過程中，教師不再是簡單地授課，而是以學(xué)生為中心，與參與角色任務(wù)的學(xué)生進行交流，讓學(xué)生在任務(wù)完成過程中成為引導(dǎo)者。

（三）加強實踐教學(xué)

在機械設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容改革中，實踐教學(xué)應(yīng)成為重要環(huán)節(jié)，應(yīng)重視對學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，以此促進他們綜合能力的提升。因為減速器包含的各部分結(jié)構(gòu)綜合反映了機械設(shè)計的各個主要知識模塊，減速器仍然是大多數(shù)學(xué)校選擇的課程設(shè)計題目。課題組也將減速器這一傳統(tǒng)的設(shè)計題目作為大多數(shù)學(xué)生的選題，同時也考慮把與石油特色結(jié)合緊密的抽油機工程設(shè)計作為設(shè)計能力強的學(xué)生選題。將課程設(shè)計安排在減速器教學(xué)模塊中，一方面是因為學(xué)生在螺紋連接教學(xué)模塊、齒輪傳動教學(xué)模塊、帶和鏈傳動教學(xué)模塊的學(xué)習(xí)中已對減速器結(jié)構(gòu)原理有了較深刻的認(rèn)識，另一方面是因為可以將減速器模塊中涉及的設(shè)計理論教學(xué)與課程設(shè)計實踐相結(jié)合，實現(xiàn)理論和實踐相貫通，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和實踐應(yīng)用能力。因在角色任務(wù)的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)熟悉了三維繪圖軟件的使用，所以實踐環(huán)節(jié)可安排學(xué)生采用SolidWorks三維繪圖新技術(shù)完成課程設(shè)計，繪制相應(yīng)的零件設(shè)計和裝配圖。直觀的減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。結(jié)合三維繪圖新技術(shù)和3D打印技術(shù)把自己的設(shè)計變成看得見摸得著的東西，學(xué)生學(xué)起來就會充滿興趣與動力。另外，課程理論在競賽中得到進一步實踐。學(xué)生運用機械設(shè)計課程理論知識參加相關(guān)競賽，可以使學(xué)生機械設(shè)計方案構(gòu)思、方案改進、方案實施等的能力得到進一步的鍛煉和提高。將機械設(shè)計理論知識與學(xué)科競賽相結(jié)合，是有效提升學(xué)生的機械設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和實踐能力的手段。

（四）建立多重考核方法

增大平時成績比重，突出課程的過程化考核，實時把握學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)狀況及對知識點的理解和應(yīng)用，避免學(xué)生對知識死記硬背。除采用課堂測試，期中、期末考核，試驗實踐環(huán)節(jié)考核外，增加了強化過程考核的角色任務(wù)小組大作業(yè)考核等方式，形成多重考核機制。小組大作業(yè)考核方式分兩部分完成。

1.教師評價。教師對作業(yè)（PPT、視頻、三維圖等）內(nèi)容的完整性、可行性、創(chuàng)新性進行考核，同時結(jié)合學(xué)生的課堂演說和答疑情況給予評分。

2.小組成員評價。小組成員對自己的角色及任務(wù)的理解和自己小組作業(yè)完成情況進行自我總結(jié)、評價。教師設(shè)置問題讓學(xué)生結(jié)合大作業(yè)情況回答，根據(jù)對作業(yè)內(nèi)容的熟悉程度、回答的條理性及貢獻度評分。自評主要圍繞自己對角色及任務(wù)的理解、任務(wù)成果描述、小組合作問題及解決的思路方法、小組合作的重要因素及收獲等方面展開。

從反饋的結(jié)果來看，靈活多樣的考核方式普遍被學(xué)生所接受，這在很大程度激發(fā)了學(xué)生上課的熱情和自我深層學(xué)習(xí)的需要。

三、教學(xué)實施過程中的反思

對機制1604-06班級學(xué)生實施教學(xué)改革，改革效果主要體現(xiàn)在讓學(xué)生更愛學(xué)習(xí)、提高學(xué)生的自覺學(xué)習(xí)能力、活躍課堂氣氛等方面。本次課程考試，學(xué)生的整體成績有所提高，卷面不及格人數(shù)與去年相比下降了14.1%，80分以上人數(shù)與去年相比提高了10.2%。從學(xué)生的總體反饋可以看出，機械設(shè)計課程教學(xué)改革普遍被學(xué)生接受并獲得學(xué)生的支持，但改革教學(xué)實施過程中仍有以下一些問題需要解決。

1.由于學(xué)時限制，課堂任務(wù)角色安排不能兼顧全部學(xué)生。一些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生完成不了復(fù)雜的任務(wù);而有些任務(wù)較簡單，能力強的學(xué)生完成后不能得到充分的鍛煉。

2.由于初次接受這種教學(xué)方式，很多學(xué)生在初期比較被動，使教學(xué)活動開展不是太緊湊。另外，學(xué)生準(zhǔn)備環(huán)節(jié)耽誤了一些時間，影響了整個課堂進度。

3.角色任務(wù)小組合作的過程和實踐的過程中存在溝通難與低效問題。在實際教學(xué)中，有些小組合作學(xué)習(xí)的開展往往很艱難，因為小組成員的構(gòu)成往往具有一定的隨意性和臨時性，合作學(xué)習(xí)小組之間水平差距較大。學(xué)生之間熟悉程度不同、主動性不同、觀點不同、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和層次不同，往往會導(dǎo)致任務(wù)完成停滯不前或任務(wù)完成不理想。

學(xué)生的反饋意見中，對課程的主要建議有：（1）很多學(xué)生不敢主動接受任務(wù)，有些學(xué)生就失去了做任務(wù)的機會，希望進一步調(diào)動學(xué)生的積極性;（2）課程任務(wù)題目可以更豐富，以激勵更多的學(xué)生參與;（3）教師提前用充足的時間檢查作業(yè)的完成情況，讓更多學(xué)生展示高質(zhì)量的成果;（4）增加課堂評分;（5）多提問，教師往往較多關(guān)注參與活動的學(xué)生，建議加強與后排學(xué)生的互動;（6）增加課時;（7）希望將設(shè)計的東西實物化等。

結(jié)合以上教學(xué)環(huán)節(jié)的問題和意見，建議課程教學(xué)在以下幾方面加強建設(shè)。

1.增加角色任務(wù)項目。進一步合理規(guī)劃角色任務(wù)內(nèi)容，從深度和廣度上考慮設(shè)置適合不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的大多數(shù)學(xué)生能完成的任務(wù)，根據(jù)個體情況盡量使每一個層次的學(xué)生能參與到角色任務(wù)中，并享受其中的學(xué)習(xí)樂趣。充分鼓勵學(xué)習(xí)能力強、基礎(chǔ)扎實的學(xué)生挑戰(zhàn)難度大的任務(wù)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中勇于創(chuàng)新和挑戰(zhàn)自我。對于任務(wù)的各個過程要從時間和質(zhì)量上嚴(yán)格把關(guān)，細化進度管理。另外，需要探索靈活多樣的方式方法來引導(dǎo)學(xué)生和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.進一步提升教師的教學(xué)能力，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計方面，希望豐富選題的多樣性，將課題設(shè)計的理論教學(xué)與實踐教學(xué)進一步結(jié)合，把教材的知識體系結(jié)構(gòu)和分布與課程設(shè)計內(nèi)容糅合在一起。這就要求進一步提升教師的教學(xué)能力，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)，增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。

3.進一步探尋小組高效合作的方法。有效溝通能解決小組合作中的低效問題。有效溝通要求教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生保持緊密、高效的線上線下交流。同時，任務(wù)布置后要設(shè)置進程監(jiān)督、任務(wù)考核機制，使角色協(xié)作順暢，促進小組合作高效化。

4.線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。為解決課程學(xué)時少的問題，可以靈活利用多種教學(xué)平臺。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源平臺、交流平臺（雨課堂、騰訊會議、QQ課堂）以及課程學(xué)習(xí)平臺（中國MOOC）等，將學(xué)生課前、課中和課后的自主學(xué)習(xí)緊密有機地聯(lián)系起來。

四、結(jié)束語

為了適應(yīng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求，本文分析了學(xué)校機械專業(yè)機械設(shè)計課程實踐教學(xué)中面臨的諸多問題，開展了以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和能力培養(yǎng)為主要內(nèi)容的教學(xué)改革，并對教學(xué)改革進行了反思。課程組以機制1604-06班級為課程教改對象，取得了較好的效果。課程改革提高了學(xué)生的資料檢索、語言表達、繪圖、合作等工程實踐能力，以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李學(xué)光，王淑坤，高藝，等.機械類專業(yè)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”運行機制研究[J].高教學(xué)刊，2020（23）：84-86，89.

[2] 周龍，景大雷.工程教育認(rèn)證背景下機械專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)[J].實驗室科學(xué)，2020（1）：71-74.

[3] 濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4] 丁凱，徐鴻翔，李奇林，等. 基于青年教師認(rèn)知的“機械設(shè)計”課程教學(xué)效果提升途徑探究[J].職教通訊，2017（27）：34-37.

[5] 施曉燕，劉海泉.淺析“00后”大學(xué)生新特點及育人策略[J].教育教學(xué)論壇，2020（22）：52-53.

[6] 鄧文娟，高興軍，柳青. 工程教育認(rèn)證下機械設(shè)計課程教學(xué)模式探討[J].大學(xué)教育，2018（9）：58-60.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]