劉江，崔昭霞，那日蘇，李宗學(xué)，張楠

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

隨著第四次工業(yè)革命的到來，學(xué)科交叉融合日益深入，對我國現(xiàn)有高等工程教育提出了新挑戰(zhàn)、新要求。2017年6月9日，教育部審議了《新工科研究與實踐項目指南》，提出新工科建設(shè)指導(dǎo)意見， 以主動適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求[1,2]。為使工程技術(shù)人才與國際接軌，滿足人才國際化需求，國內(nèi)各高校都開展了工程教育認(rèn)證，建立持續(xù)的專業(yè)改進(jìn)機(jī)制和文化，使學(xué)生能夠達(dá)到畢業(yè)能力要求[3,4]。2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，要求把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，發(fā)揮好每門課程的育人作用，以培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者與接班人[5-7]。專業(yè)課作為培養(yǎng)人才的首要因素和核心教學(xué)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的課程目標(biāo)和教學(xué)模式已滿足不了社會、企業(yè)和學(xué)生發(fā)展的要求，課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革勢在必行。

機(jī)電裝備設(shè)計是面向機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的實踐性和綜合性較強(qiáng)的專業(yè)必修課，需將機(jī)械系統(tǒng)、液壓氣動系統(tǒng)、檢測部件、微電子自動控制系統(tǒng)和驅(qū)動裝置以及信息處理技術(shù)，按系統(tǒng)工程和整體優(yōu)化的方法集成，以解決復(fù)雜機(jī)電工程問題，是對所學(xué)知識的綜合和升華，是學(xué)生專業(yè)實踐能力提升的重要環(huán)節(jié)，為后續(xù)的綜合設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)，所以提升教學(xué)質(zhì)量對于機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生來說至關(guān)重要。在教學(xué)過程中，課程組注重理論與實踐相結(jié)合，通過恰當(dāng)?shù)墓こ虒嵗v解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力， 但在對用人單位、學(xué)生調(diào)研反饋的問題來看，學(xué)生雖然專業(yè)知識較扎實，但是設(shè)計小型機(jī)電裝備和解決實際工程問題的能力不足，設(shè)計的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)理想化，與實際生產(chǎn)過程脫節(jié)，沒有將專業(yè)知識很好地轉(zhuǎn)化為設(shè)計能力。基于以上原因，機(jī)電裝備設(shè)計需要從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、思政元素融合等方面進(jìn)行改革，以滿足社會、企業(yè)和學(xué)生自身發(fā)展的新要求。

1 擬解決的主要教學(xué)問題

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，結(jié)合新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議對新時代人才培養(yǎng)提出的新要求，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院對專業(yè)目標(biāo)和畢業(yè)指標(biāo)點進(jìn)行了全面修訂，機(jī)電裝備設(shè)計課程擬解決的主要問題如下：

1.1 課程目標(biāo)的確定

根據(jù)畢業(yè)要求分解的指標(biāo)點，機(jī)電裝備設(shè)計需要達(dá)成5 個二級指標(biāo)點，即需要學(xué)生掌握機(jī)電裝備基礎(chǔ)知識，提出合理可行的設(shè)計方案；能夠進(jìn)行理論分析、設(shè)計計算及實驗驗證，并能按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)等要求進(jìn)行合理評價。所以確定的課程目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力，對專業(yè)活動做到心有敬畏、行有所止；關(guān)注科學(xué)前沿動態(tài)，通過“機(jī)械設(shè)備”“機(jī)電裝備”“智能設(shè)備”的發(fā)展趨勢分析，激發(fā)學(xué)生的進(jìn)取心；要勇?lián)鷷r代使命，學(xué)好專業(yè)知識，提升小型復(fù)雜機(jī)電裝備設(shè)計能力和工程素養(yǎng)，努力成為德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。

1.2 教學(xué)內(nèi)容的選擇與凝練

機(jī)電裝備設(shè)計是典型的跨專業(yè)融合課程，內(nèi)容體現(xiàn)以機(jī)為主、機(jī)電結(jié)合的特色，包括傳動系統(tǒng)與部件、支承件、導(dǎo)軌的設(shè)計理論和選型方法、伺服系統(tǒng)的動力學(xué)設(shè)計方法及典型機(jī)電裝備設(shè)計等，內(nèi)容點多面廣，實踐性較強(qiáng)，學(xué)生不易掌握。在教學(xué)課時減少的大趨勢下，需要按照畢業(yè)指標(biāo)點對課程內(nèi)容進(jìn)行重新梳理與凝練，合理劃分課程單元和知識點，使教學(xué)內(nèi)容對畢業(yè)指標(biāo)點具有較強(qiáng)的支撐作用?？紤]到機(jī)電裝備的特點，將課程內(nèi)容按照各功能部件重新組織，使每節(jié)課都能解決一個小的工程問題。

1.3 教學(xué)策略的選擇與優(yōu)化

隨著教育教學(xué)的信息化和智能化發(fā)展，以“黑板+粉筆+PPT”的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前學(xué)習(xí)的需求，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高、動力不足、效果不好，不愿意被動接受教師對知識的灌輸[8]。教師需要重新審視自己的教學(xué)策略，根據(jù)課程特點和學(xué)情，探索行之有效的課堂教學(xué)新模式，讓教學(xué)回歸教學(xué)的本質(zhì)，即以學(xué)生為中心，產(chǎn)出導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生對機(jī)電裝備設(shè)計學(xué)習(xí)的積極性和自主性，提升學(xué)生的機(jī)電裝備設(shè)計能力。

1.4 思政元素的有機(jī)融合

機(jī)電裝備設(shè)計教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人等高端機(jī)電裝備的設(shè)計及零部件的選型，適合將大國工匠精神、家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)人颊厝谌胫R點、案例教學(xué)、課堂討論等教學(xué)環(huán)節(jié)，真正起到 “思政入課堂，育人細(xì)無聲”的效果，以構(gòu)建科學(xué)合理的課程思政教學(xué)模式。

2 課程改革策略與方法

2.1 混合課程實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

根據(jù)課程畢業(yè)指標(biāo)點的要求，重新組織教學(xué)內(nèi)容，以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)優(yōu)慕課平臺為依托，合理安排線上線下教學(xué)內(nèi)容，簡單內(nèi)容和平時考核線上進(jìn)行，疑難點和交流討論線下完成，留出更多時間解決學(xué)習(xí)中遇到的問題，實現(xiàn)從教師傳授到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變?？紤]到機(jī)電裝備的特點，將課程內(nèi)容按照主傳動系統(tǒng)，電伺服傳動系統(tǒng)、機(jī)架等部件重新組織，對每個功能部件進(jìn)行設(shè)計分析，對課程內(nèi)容進(jìn)行單元設(shè)計，完成教學(xué)目標(biāo)、單元導(dǎo)學(xué)、教學(xué)資源設(shè)計及學(xué)習(xí)評價設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)單元設(shè)計中的知識點進(jìn)行微課設(shè)計和制作。教學(xué)資源的甄選十分關(guān)鍵也十分耗時的，需要課程組教師分工協(xié)助完成。

2.2 問題導(dǎo)向，案例教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容的選擇與凝練，設(shè)計案例的層次性、邏輯關(guān)聯(lián)性是以問題為導(dǎo)向的課堂教學(xué)模式的前提和基礎(chǔ)。課程中的案例來源于教學(xué)團(tuán)隊的科研項目，與生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密，授課教師既熟悉項目立項背景，又可提供設(shè)計方案構(gòu)思、設(shè)計計算的難點、加工制造裝配及設(shè)備使用等過程，學(xué)生可獲得設(shè)計案例的全部資料，能夠體驗到機(jī)電裝備設(shè)計的全過程。課前教師線上布置設(shè)計問題，課中以設(shè)計問題為導(dǎo)向，學(xué)生小組討論提出設(shè)計思路和方案，教師以設(shè)計案例為主線講解新知識，解決課前線上布置的設(shè)計任務(wù)，課后學(xué)生按照新知識點完成最終的設(shè)計方案，實現(xiàn)閉環(huán)教學(xué)，以更好地提升學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題—形成設(shè)計方案”的能力[9]。

2.3 “體驗式”項目大作業(yè)，搭建設(shè)計案例庫

以前的作業(yè)都是以知識點為基礎(chǔ)進(jìn)行小部件設(shè)計，作業(yè)之間沒有相互聯(lián)系，設(shè)計成果未體現(xiàn)出機(jī)電裝備是一個有機(jī)結(jié)合整體的特點。而項目式大作業(yè)鼓勵學(xué)生結(jié)合課程要求，以小組為單位開展設(shè)計，需要完成項目方案設(shè)計、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、圖紙繪制、成果展示等產(chǎn)品開發(fā)的全部環(huán)節(jié)，讓學(xué)生真正參與整個設(shè)計過程，有效提升學(xué)生的設(shè)計實踐能力。在項目式大作業(yè)環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生結(jié)合課程特點選擇具有前沿性的項目，教師幫助學(xué)生甄別項目的可行性和可達(dá)性，分階段檢查項目的完成質(zhì)量，及時修正學(xué)生設(shè)計中存在的問題，保證其能夠順利完成項目大作業(yè)。將完成質(zhì)量好、體現(xiàn)課程特點的項目大作業(yè)，發(fā)布在線上優(yōu)慕課平臺，與教師的項目一起構(gòu)建設(shè)計案例庫，讓學(xué)生更好地體驗設(shè)計方法和過程，提升學(xué)生設(shè)計小型機(jī)電裝備的能力[10-12]。

2.4 聚焦國家需求，實現(xiàn)思政元素與課程內(nèi)容有機(jī)融合

根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程目標(biāo)，在講授機(jī)電裝備發(fā)展過程時，介紹相關(guān)的歷史背景，引導(dǎo)學(xué)生了解機(jī)電裝備[13-14]。關(guān)鍵零部件的設(shè)計選型是本課程的核心內(nèi)容，通過分析國內(nèi)外產(chǎn)品性能的差別，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。在講解設(shè)計案例的立項背景時，注重理論與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力，使學(xué)生具備創(chuàng)新精神、社會責(zé)任感、人文修養(yǎng)和職業(yè)道德。如在講解固體火箭發(fā)動機(jī)安全脫模裝置設(shè)計時，采用五星教學(xué)法進(jìn)行內(nèi)容組織，用兩分鐘講述國內(nèi)外固定火箭發(fā)動機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹我國在運(yùn)載火箭領(lǐng)域所取得的輝煌成就，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

3 評價方法和改革成效

為緊緊圍繞國家和區(qū)域發(fā)展需求，全面貫徹落實全員、全過程、全方位的質(zhì)量考核評價理念，結(jié)合發(fā)展定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)校建立了校、院、專業(yè)三級教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控保障體系及相應(yīng)的考核評價制度，規(guī)范了教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，對教學(xué)過程進(jìn)行組織、指揮、調(diào)控、監(jiān)督、評價與反饋，從制度上保障了閉環(huán)監(jiān)控保障體系的落實與協(xié)調(diào)運(yùn)行。

機(jī)電裝備設(shè)計直接評價項目及權(quán)重為：課堂表現(xiàn)（10%）、項目大作業(yè)（30%）、實驗（10%）、考試（50%），共4 項。本課程每年進(jìn)行一次課程質(zhì)量評價，由學(xué)院本科教學(xué)工作委員會領(lǐng)導(dǎo)，由教學(xué)團(tuán)隊負(fù)責(zé)實施，對上課學(xué)生和教學(xué)團(tuán)隊專業(yè)教師，采用教學(xué)研討會、問卷調(diào)查、座談、走訪等形式完成課程的考核與評價，對教學(xué)中存在的問題，分析原因，找出應(yīng)對策略，持續(xù)改進(jìn)。經(jīng)過兩輪的持續(xù)改進(jìn)和迭代，課程直接性評價和間接性評價的達(dá)成度都在0.71 以上，課程在培養(yǎng)學(xué)生復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計能力、學(xué)習(xí)能力和綜合素養(yǎng)方面得到了企業(yè)和師生的認(rèn)可。

4 結(jié)語

課程建設(shè)是一個不斷迭代、優(yōu)化的過程，需要根據(jù)社會發(fā)展需求和趨勢，以機(jī)電裝備的現(xiàn)代化、自動化、智能化需求為導(dǎo)向，完善和凝練教學(xué)內(nèi)容，更新教學(xué)策略和手段，充實設(shè)計案例庫，完善混合式教學(xué)平臺建設(shè)，提升教師團(tuán)隊的科研及教研水平，充分激發(fā)學(xué)生的熱情和自主性，培養(yǎng)能夠在機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域從事設(shè)計開發(fā)、自動控制、應(yīng)用研究、技術(shù)管理及運(yùn)行維護(hù)等工作的德智體美勞全面發(fā)展的高級應(yīng)用型人才。