10.3969/j.issn.1671-489X.2022.05.117

摘 要 借助一流本科專業(yè)建設(shè)契機(jī)，從機(jī)械專業(yè)系列專

業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的需要出發(fā)，結(jié)合專業(yè)特色和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，以機(jī)械專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段為研究對象，以學(xué)生為中心，從促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的角度出發(fā)，對機(jī)械專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，對實踐教學(xué)諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行四階段遞進(jìn)式改革，并將思政元素融入系列課程中，既活躍了課堂氣氛，也落實了立德樹人根本任務(wù)，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能，增強(qiáng)創(chuàng)新精神。通過改革，在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得很好的效果。

關(guān)鍵詞 一流本科專業(yè)；機(jī)械專業(yè)；專業(yè)基礎(chǔ)課程；實踐

教學(xué)；課程思政；CCAI

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）05-0117-03

0 引言

2015年10月，國務(wù)院印發(fā)《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，開啟了我國高校進(jìn)行世界一流大學(xué)和世界一流學(xué)科建設(shè)的征程。政府及相關(guān)部門通過“雙萬計劃”來推動一流本科專業(yè)建設(shè)和一流課程建設(shè)，具有某種必然性[1]。長江大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)于2019年獲得國家首批一流專業(yè)建設(shè)資格。為了完成一流專業(yè)建設(shè)目標(biāo)任務(wù)，支撐專業(yè)建設(shè)的課程建設(shè)尤為重要，只有基石牢固了，金字塔才可能建得更高。

一流本科專業(yè)建設(shè)是推動本科人才培養(yǎng)模式改革的重要抓手，而系列課程教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革則是關(guān)鍵。因此，如何結(jié)合“新工科”“雙萬計劃”等系列質(zhì)量工程項目加強(qiáng)機(jī)械專業(yè)系列基礎(chǔ)課程建設(shè)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[2]，具有較高的研究創(chuàng)新價值和實踐意義。

1 構(gòu)建新的教學(xué)大綱和課程建設(shè)方案

機(jī)械專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要是C語言程序設(shè)計、畫法幾何與工程制圖、機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計這四門最能直接培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的課程，它們有著很強(qiáng)的工程實踐性。同時，四門課對應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)作為機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計中一個不可或缺的環(huán)節(jié)，已成為機(jī)械工程（創(chuàng)新）設(shè)計中的重要組成部分。

課程建設(shè)是個不斷更新、循序漸進(jìn)的過程。它不是一個短期工程項目，而是需要教學(xué)一線的教師在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗、完善建設(shè)。在一流本科專業(yè)建設(shè)新背景下，傳統(tǒng)的教學(xué)要求已經(jīng)不能滿足“新工科”的要求，因此，構(gòu)建新的教學(xué)大綱和課程建設(shè)方案勢在必行。教學(xué)大綱和課程建設(shè)方案的制定尤為重要，能夠保證課程建設(shè)有條不紊地進(jìn)行，同時為課程建設(shè)的實施提供依據(jù)。

2 “三結(jié)合”模式理論教學(xué)改革與實踐

筆者采用云計算輔助教學(xué)（Cloud Computing Assisted Instructions，簡稱CCAI[3]）平臺云班課進(jìn)行教學(xué)，利用云計算提供的服務(wù)，構(gòu)建個性化教學(xué)的信息化教學(xué)環(huán)境，輔助教師的教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量。云班課能滿足教師目前的迫切需求，能使學(xué)生自主學(xué)，提供隨時評價和反饋信息。另外，平臺上諸多的課堂表現(xiàn)功能可激勵學(xué)生學(xué)習(xí)。

同時結(jié)合一流本科專業(yè)建設(shè)進(jìn)行課程改革，充分體現(xiàn)實用性與發(fā)展性相統(tǒng)一的原則。針對C語言程序設(shè)計、畫法幾何與工程制圖兩門學(xué)科基礎(chǔ)課程和機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計這兩門專業(yè)基礎(chǔ)核心課程及它們對應(yīng)的課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)，在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程管理上進(jìn)行“三結(jié)合”模式理論教學(xué)改革，如圖1所示。

2.1 基于CCAI云班課平臺進(jìn)行理論教學(xué)

在課程組教師的不懈努力下，目前已經(jīng)將機(jī)械設(shè)計專業(yè)的畫法幾何與工程制圖、機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計這三門最能直接培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的課程建設(shè)成為學(xué)校精品課程，特別是畫法幾何與工程制圖目前還是省級精品課程；對于機(jī)械原理課程，學(xué)校有漢語與雙語兩種教學(xué)模式，可以滿足不同學(xué)生的需求。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對精品課程這一網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)資源利用率不高，沒有真正突出其輔助教學(xué)作用，達(dá)不到應(yīng)有的輔助教學(xué)效果。究其原因，是教師無法監(jiān)管和控制這些網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。因此，教師可以基于CCAI云班課平臺進(jìn)行理論教學(xué)，提供學(xué)習(xí)反饋與評價，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，監(jiān)管學(xué)生對平臺資源的學(xué)習(xí)利用，加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，不斷增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)平臺輔助教學(xué)的效果。

2.2 結(jié)合CCAI平臺，精選教學(xué)內(nèi)容

鑒于目前教學(xué)學(xué)時進(jìn)一步縮減的實際情況，利用CCAI云教材平臺為課程教學(xué)提供相應(yīng)的云教材，可以幫助學(xué)生在線學(xué)習(xí)。針對多數(shù)教材教學(xué)內(nèi)容龐雜，章節(jié)彼此呼應(yīng)不夠等缺點，擬定新的教學(xué)內(nèi)容順序，對教材中陳舊的和喪失實用性的內(nèi)容予以剔除，將以往的一些選學(xué)內(nèi)容，根據(jù)實際社會人才需要升格為必講內(nèi)容。同時注重機(jī)械設(shè)計專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識銜接與知識拓展。

2.3 教學(xué)過程管理改革

教學(xué)過程管理改革以機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的分解指標(biāo)與課程關(guān)聯(lián)矩陣為導(dǎo)向，以課程教學(xué)大綱為基礎(chǔ)。教學(xué)過程和考核環(huán)節(jié)嚴(yán)格按關(guān)聯(lián)矩陣中的指標(biāo)分解值來執(zhí)行，考核環(huán)節(jié)逐步過渡到多權(quán)重系數(shù)控制的多目標(biāo)過程考核，盡量杜絕一張試卷決定學(xué)生合格與否的考核方式。并且多權(quán)重系數(shù)控制的多目標(biāo)過程考核的權(quán)重系數(shù)體現(xiàn)在教學(xué)課后作業(yè)、教學(xué)期間大作業(yè)、單元測試、線上學(xué)習(xí)測試和期末考試多個考核環(huán)節(jié)，為學(xué)生最后的綜合成績評定提供足夠的依據(jù)，也為學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力的培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)四階段遞進(jìn)式教學(xué)改革與

實踐

機(jī)械專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是指隨課堂教學(xué)而開展的實踐教學(xué)活動，目的是加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，使其掌握和應(yīng)用所學(xué)知識并在實踐中激發(fā)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和團(tuán)隊協(xié)作能力。課程組通過將機(jī)械專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)即課程實踐、課程設(shè)計、實驗教學(xué)等三個部分有機(jī)結(jié)合[4]，同時考慮課程之間知識的銜接性，提出四階段遞進(jìn)式實踐教學(xué)改革具體實施舉措：

第一階段為畫法幾何與工程制圖測繪實習(xí)認(rèn)知實踐階段；

第二階段為C語言程序設(shè)計軟件實踐階段；

第三階段為機(jī)械原理課程設(shè)計傳動方案選擇和運動分析綜合實踐階段；

第四階段為機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計傳動裝置的結(jié)構(gòu)與尺寸實踐階段。

四個階段實踐環(huán)節(jié)無論從專業(yè)知識應(yīng)用還是實踐任務(wù)深度、難度，都是逐步遞進(jìn)的，具體流程如圖2所示。本著“循序漸進(jìn)、兼顧特色、全面提高”的原則，進(jìn)一步提出在課程實踐、課程設(shè)計、實驗教學(xué)等環(huán)節(jié)更好地實施教學(xué)改革，并制定合理的實踐教學(xué)改革實施方案。本文在實施對象、實施步驟和實施方案上進(jìn)行研究分析。

首先在實施對象上，做到“全員參與，突出個體”；其次在實施步驟和實施方案上，分四階段實施，不斷鞏固教學(xué)改革成果。

在大學(xué)一年級的計算機(jī)制圖實習(xí)環(huán)節(jié)，結(jié)合零件測繪實踐，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)一些能培養(yǎng)工程實踐能力的Pro/E等系列相關(guān)軟件；

二年級上學(xué)期C語言程序設(shè)計課程階段熟悉基礎(chǔ)的C語言編程軟件，掌握編程技巧；

二年級下學(xué)期機(jī)械原理課程設(shè)計階段進(jìn)行產(chǎn)品方案設(shè)計，重在論證及構(gòu)思產(chǎn)品的可行性方案；

三年級機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計階段進(jìn)行基于強(qiáng)度理論的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計，再利用畫法幾何與工程制圖課程理論知識進(jìn)行圖紙繪制工作；

最后借助學(xué)生第一階段自學(xué)的造型軟件完成產(chǎn)品三維模型設(shè)計工作。

課程實踐整套工作下來，時間上橫跨兩個學(xué)期，大約一年時間，CCAI平臺可以記錄整個教學(xué)過程數(shù)據(jù)，保留每位學(xué)生的階段成果，方便學(xué)生和教師保持整個教學(xué)環(huán)節(jié)的連貫性。另外，在學(xué)生大四階段，根據(jù)國家及湖北省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽指定的選題范圍，對每個創(chuàng)新興趣小組提出任務(wù)，強(qiáng)調(diào)用工程軟件進(jìn)行三維設(shè)計和強(qiáng)度校核，完善和優(yōu)化小組設(shè)計，完成包括工程圖在內(nèi)的詳細(xì)機(jī)械設(shè)計，并依托學(xué)校的創(chuàng)新實踐基地制造出實物，參加大賽。這部分學(xué)生由于制作出自己的創(chuàng)新實物甚至獲獎，會給所有學(xué)生帶來強(qiáng)烈的示范作用，推動更多學(xué)生積極參與實踐教學(xué)改革和進(jìn)行創(chuàng)新實踐活動，形成良性循環(huán)。

4 課程思政與系列改革有機(jī)融合

近年來，各高校熱烈響應(yīng)黨中央號召，按照教育部有關(guān)要求，積極開展課程思政改革。機(jī)械專業(yè)系列課程教師結(jié)合各課程的特點，深挖各課程知識點背后的思政元素，抓住課堂教學(xué)主渠道，一方面把課程思政融入課堂教學(xué)，另一方面綜合運用理論教學(xué)與實踐教學(xué)的改革成效，并將兩者有機(jī)結(jié)合起來。目前，機(jī)械專業(yè)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程中的畫法幾何與工程制圖和機(jī)械設(shè)計兩門課程已經(jīng)獲批學(xué)校立項的課程思政建設(shè)課程。

5 結(jié)束語

課程組借助云計算輔助教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，將機(jī)械專業(yè)四門專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，使得四門課程內(nèi)容相互滲透、相互促進(jìn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際，重點培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力。實踐教學(xué)改革方面，通過將課程實踐、課程設(shè)計、實驗教學(xué)等三個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有效串聯(lián)，分四個階段實施實踐教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)并進(jìn)一步提高其綜合能力；結(jié)合一流本科專業(yè)建設(shè)，推行導(dǎo)師制，構(gòu)建學(xué)生自主實踐的教學(xué)模式，深化實踐教學(xué)內(nèi)容改革，增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。正是由于多門課程實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練的不斷線，從而促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的不斷提高。同時，課程組結(jié)合系列教學(xué)改革與實踐，推進(jìn)課程思政建設(shè)，認(rèn)真貫徹落實立德樹人根本任務(wù)。

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*項目來源：教育部第二批新工科研究與實踐項目“石油石化裝備智能制造產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)探索與實踐”（項目編號：E-ZNZZ20201215）；2020年湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項目“基于‘一流本科專業(yè)’建設(shè)的機(jī)械類系列專業(yè)基礎(chǔ)課程改革的研究與實踐”（項目編號：2020427）；2021產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“基于‘云平臺’的機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實踐”（項目編號：202101354011）；長江大學(xué)2021課程思政示范建設(shè)項目。

作者：周傳喜，長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，副教授，主要從事機(jī)械設(shè)計及理論教學(xué)與研究工作；管鋒，長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，教授，工學(xué)博士，主要從事石油機(jī)械教學(xué)與研究工作（434023）。