淺析新工科背景下機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的教學(xué)模式和考核體系

摘要：為應(yīng)對未來的科技革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多不確定性，和“新工科”建設(shè)背景下國家戰(zhàn)略需要對專業(yè)建設(shè)的要求，本文以機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科為例，圍繞機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的教學(xué)模式和考核體系進(jìn)行探討，列舉出目前課堂教學(xué)和課程考核中所存在的問題，并提出相應(yīng)的改革措施以滿足“新工科”背景下機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科的課程要求。

Abstract： In order to cope with the many uncertainties of the future scientific and technological revolution and industrial development， as well as the requirements of the national strategy for professional construction in the context of "new engineering" construction， this article takes the discipline of mechanical design as an example， and focuses on the teaching model and reform of the teaching reform of mechanical design courses. The assessment system is discussed， and the problems existing in classroom teaching and curriculum assessment are enumerated， and corresponding reform measures are proposed to meet the curriculum requirements of the mechanical design discipline in the context of "new engineering".

關(guān)鍵詞：新工科;教學(xué)模式;考核體系;教學(xué)改革

Key words： new engineering;teaching mode;assessment system;teaching reform

0 ?引言

隨著21世紀(jì)科技革命到來，一些新興產(chǎn)業(yè)逐漸涌現(xiàn)。李克強(qiáng)總理指出，當(dāng)前新一輪世界科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的孕育興起，正在對人類社會帶來難以估量的作用和影響[1]。如何在第四次工業(yè)革命中更好地把握發(fā)展的主動權(quán)，是目前現(xiàn)實(shí)情況下我們需要聚焦的問題。習(xí)近平主席強(qiáng)調(diào)，制造業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的重要一環(huán)。為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，打造世界工程創(chuàng)新中心和人才高地，教育部提出建設(shè)“新工科”，以培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[2]。

機(jī)械工程學(xué)科是“新工科”建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)，同時(shí)也是機(jī)械專業(yè)學(xué)生從基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)到后續(xù)深入研究專業(yè)技能的過渡，其主要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性和實(shí)操性，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)與考核顯得尤為重要。

1 ?機(jī)械設(shè)計(jì)課程原有教學(xué)模式

在現(xiàn)行的機(jī)械課程教學(xué)方案中，機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容包含理論教學(xué)和實(shí)踐操作兩大部分，其中，理論教學(xué)以課本中間抽象的概念和繁瑣的公式為核心教學(xué)內(nèi)容，實(shí)踐操作部分只起到錦上添花的作用，在理論教學(xué)結(jié)束后和整個(gè)學(xué)期將近尾聲之時(shí)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。總的來說，現(xiàn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系中，仍以書本理論教學(xué)為主，以實(shí)踐操作為輔，從某種意義上來說，這一點(diǎn)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的初衷是背道而馳的。

在機(jī)械設(shè)計(jì)課程的課堂上，老師傳授給學(xué)生的知識較為淺顯，局限于對機(jī)械設(shè)計(jì)的認(rèn)知以及機(jī)械體系框架的構(gòu)建，其中包括概念的理解和重要公式的瞬時(shí)記憶，缺乏形象描述，未能深入到機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)里部分[4]。另外，許多高校選取的教材較為陳舊，版本略微落后，甚至授課課件也已年代久遠(yuǎn)，雖然機(jī)械設(shè)計(jì)的核心理論是大體相似的，但在筆者看來，機(jī)械工程及其相關(guān)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展變化迅速，若能及時(shí)地將這些改變體現(xiàn)在授課老師的課件和教學(xué)中，或從當(dāng)前最新穎的前沿科技的角度入手來引出課本內(nèi)容，不失為一種更佳的選擇，這樣學(xué)生能夠在書本的基礎(chǔ)上拓寬專業(yè)面，加以更多思考，更易理解，達(dá)到事半功倍的效果。

2 ?機(jī)械設(shè)計(jì)課程現(xiàn)有考核體系

在現(xiàn)行的考核評價(jià)體系中，考核方案大致由三個(gè)部分構(gòu)成，即上課的到課率，作業(yè)的完成情況以及期末考試，但是課堂考勤和作業(yè)情況所占比例可能不到四成，期末考試部分的權(quán)重卻不斷加強(qiáng)，“唯分?jǐn)?shù)論”的現(xiàn)象在國內(nèi)高校里盛行，也讓學(xué)生認(rèn)為臨時(shí)突擊就能通過考試，甚至老師所給的重點(diǎn)比書本更重要。但是，這樣一種考核體系是否能夠滿足新工科背景下機(jī)械設(shè)計(jì)課程的要求，是否能夠達(dá)到培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[2]的目的？

考核評價(jià)方案的另外兩個(gè)部分：上課到課率和作業(yè)完成情況，盡管所占權(quán)重不高但同樣能決定學(xué)生能否拿到學(xué)分。這兩部分的強(qiáng)調(diào)導(dǎo)致學(xué)生存在平時(shí)抄作業(yè)，上課人在心不在的現(xiàn)象，甚至花錢請人“幫忙答到”[5]，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大打折扣，對于課程任務(wù)敷衍了事。除此之外，現(xiàn)行的考核體系只注重于理論知識的灌輸，忽略了學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，違背了開設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的初衷，并沒有達(dá)到課程要求。

3 ?機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式改革探索

3.1 形象描述，加強(qiáng)興趣

本科生作為剛剛開始接觸機(jī)械學(xué)科的新生，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的起步階段，對于一些抽象概念和繁瑣公式的理解是艱難的，而且老師僅通過板書或課件的形式來教學(xué)，讓學(xué)生無法深刻理解。筆者認(rèn)為，在本科生的課堂教學(xué)過程中，老師可以從日常事物入手，從而引入機(jī)械學(xué)科的相關(guān)概念，這樣能加深學(xué)生的形象記憶[8]。例如，在教學(xué)到“軸的用途及分類”這一章節(jié)時(shí)，若我們只是按照課本的字面意思來介紹，即“根據(jù)軸所受載荷性質(zhì)將軸分類”，學(xué)生只會記住心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動軸的書面定義，這種學(xué)習(xí)僅停留在表層，是淺顯的。但是，如果我們舉例介紹自行車的前軸、中軸和后軸，并將其與書本分別對應(yīng)，這樣學(xué)生可以將兩者串聯(lián)和對比記憶，從而達(dá)到將機(jī)械學(xué)科的理論知識與日常生活結(jié)合的目的。

3.2 轉(zhuǎn)換師生關(guān)系

長久以來，中國各大高校是以“老師主動輸送，學(xué)生被動接受”的講授形式為主。老師長期扮演著輸出者的角色，站在講臺上講解課件，希望將課本中的精華全部灌輸給學(xué)生，但沒能考慮學(xué)生的理解能力和接受范圍;學(xué)生只能一味地接受，效果是囫圇吞棗的，機(jī)械地在書本上標(biāo)記重點(diǎn)以應(yīng)付期末的測驗(yàn)。針對這一問題，筆者認(rèn)為，我們可以把課堂交還給學(xué)生，大學(xué)課堂理應(yīng)充斥著自由嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)氛圍，讓學(xué)生擁有課堂的主動權(quán)，讓老師回歸傾聽者和引路人的身份。例如，老師安排學(xué)習(xí)任務(wù)后，把具體的內(nèi)容交給學(xué)生，讓學(xué)生自身發(fā)掘理論知識的重點(diǎn)[9]，并且以presentation的形式講述給其他同學(xué)聽，一來一往的過程能使學(xué)習(xí)效率加倍。如果出現(xiàn)難以解決的問題，我們和學(xué)生一起思考，運(yùn)用提出問題、分析問題、解決問題的方法與學(xué)生一同探討[7]，各抒己見，集思廣益，從而得出結(jié)論。

另外，一個(gè)學(xué)期的課時(shí)往往是不夠的，經(jīng)常出現(xiàn)期末臨近教學(xué)還未結(jié)束便進(jìn)入期末復(fù)習(xí)。因此，我們可以利用好課余的時(shí)間。例如，我們在課前將教學(xué)資料發(fā)放給學(xué)生[7]，讓學(xué)生先自學(xué)，再帶著問題進(jìn)入課堂，有重點(diǎn)地聽課，學(xué)生也能更好地就自己存在的問題向老師提問。

3.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的比重

建設(shè)“新工科”的要求提出之后，機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)操性顯得愈發(fā)重要。目前，實(shí)驗(yàn)部分在整個(gè)教學(xué)體系中僅起著點(diǎn)綴的作用，且存在著嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在時(shí)間和內(nèi)容上不配套的問題。例如，理論部分的教學(xué)占到64個(gè)學(xué)時(shí)或以上，但與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不到8個(gè)課時(shí)，甚至更低;另外，相關(guān)知識點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可能會安排在對應(yīng)理論教學(xué)的幾周之后，以至于學(xué)生無法在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用學(xué)習(xí)過的知識點(diǎn)，導(dǎo)致知識斷層。筆者認(rèn)為，諸如機(jī)械設(shè)計(jì)課程等此類機(jī)械專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)性課程應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)比重，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和知識應(yīng)用能力[6]，學(xué)會自主學(xué)習(xí)和思考，從而達(dá)到“新工科”背景下機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式的改革目標(biāo)。

3.4 重視實(shí)習(xí)教學(xué)

機(jī)械專業(yè)作為一門實(shí)踐與理論并重的專業(yè)，理論學(xué)習(xí)終歸需要應(yīng)用到實(shí)際中。學(xué)院應(yīng)當(dāng)建立良好的實(shí)習(xí)教學(xué)評估制度和實(shí)習(xí)教學(xué)日常檢查制度，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的重要性，并做好課堂與實(shí)習(xí)基地的內(nèi)容與時(shí)間銜接[10]。

對于非畢業(yè)年級學(xué)生，學(xué)院應(yīng)強(qiáng)化學(xué)校工程訓(xùn)練中心的管理，保證學(xué)生能在實(shí)習(xí)期間得到足夠的鍛煉，充分了解機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)應(yīng)用知識。對于畢業(yè)年級學(xué)生，學(xué)院需要及時(shí)聯(lián)系適合畢業(yè)年級學(xué)生的企業(yè)，加強(qiáng)校企溝通，使學(xué)生在企業(yè)中能培養(yǎng)動手能力，熟悉工作流程，積攢實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)的應(yīng)用型人才。

4 ?機(jī)械設(shè)計(jì)課程考核體系改革探索

判斷一個(gè)學(xué)生對于機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)狀況，不應(yīng)僅由“期末考試”一項(xiàng)來決定，同時(shí)，我們應(yīng)打消“一考定乾坤”、“60分平安”的念頭。一個(gè)恰當(dāng)合理的考核評價(jià)體系需要有多元化的評定標(biāo)準(zhǔn)，到課情況、作業(yè)情況、presentation的完成情況以及實(shí)驗(yàn)操作的完成情況都應(yīng)納入考核評價(jià)體系，并且適度設(shè)定各項(xiàng)考核指標(biāo)所占權(quán)重。

弱化考試的權(quán)重，并非讓學(xué)生不看重期末考試。考試應(yīng)理解為測驗(yàn)，一張?jiān)嚲淼膸资李}目不能全面地評價(jià)學(xué)生課業(yè)的完成情況，另外，全面客觀的機(jī)械設(shè)計(jì)考試試卷應(yīng)該包含多種題型，例如選擇判斷題、名詞解釋題、畫圖改錯(cuò)題和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論述題等，甚至可以加入平常實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的內(nèi)容考查。我們需要加強(qiáng)與學(xué)生的溝通，從學(xué)生處了解機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的重難點(diǎn)。做好學(xué)生期末考試的卷面分析，總結(jié)往屆學(xué)生出現(xiàn)的問題，讓考核評價(jià)體系更加完善。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比重，突出對實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的重視，符合“新工科”背景下對于機(jī)械設(shè)計(jì)課程基礎(chǔ)性和實(shí)操性的改革要求。從簡單理論到動手做實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對于機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[6]。

5 ?總結(jié)

國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度都與機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度密切相關(guān)[3]，而且機(jī)械學(xué)科是工科高等教育的重要組成部分，所以，我們必須對機(jī)械專業(yè)進(jìn)行改造升級，精準(zhǔn)把握國家對于“新工科”建設(shè)的新要求。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過程中，我們可以在逐步提高學(xué)生理論水平的同時(shí)，有意識地加強(qiáng)學(xué)生的構(gòu)思能力和動手能力，尤其是增強(qiáng)提出問題、分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)生占據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課堂的主動權(quán)，進(jìn)而為順利過渡到專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

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