面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探討

王馨　李榮斌

摘 要：針對深化教育領(lǐng)域的綜合改革對職業(yè)化教育提出的要求，以適應(yīng)現(xiàn)代化教育對應(yīng)用型人才的需求，從教學(xué)目標、教學(xué)模式及考核方式三個方面對“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革進行了探討，提出了教學(xué)模式實現(xiàn)的目標、以教師、教學(xué)載體及信息技術(shù)的三維一體教學(xué)模式，并結(jié)合教學(xué)模式提出具體的課程考核指標、考核的檢查與改進、考核指標的頂層設(shè)計。這些建議結(jié)合新的形勢與背景基礎(chǔ)，符合大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的總體要求，為下一步深化地方院校職業(yè)教育改革提供參考。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ)；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；教學(xué)；改革；探討

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是機械類及能動類工科院校中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對學(xué)生后續(xù)深入扎實學(xué)習(xí)專業(yè)課程起著承上啟下的銜接和串聯(lián)作用。該課程的學(xué)習(xí)不僅需要前期的基礎(chǔ)理論知識，而且需要學(xué)生對課程中的實體對象具備感性認識[1]。該課程所采用的教材一般內(nèi)容繁雜、條目繁多；除涉及一些實際應(yīng)用相關(guān)的知識性的描述外，還涉及一些工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)數(shù)學(xué)公式計算，因此它要求學(xué)生不僅要掌握基礎(chǔ)理論知識，而且需要學(xué)生結(jié)合工程實踐的背景理解知識經(jīng)驗的來源和發(fā)展，其最終的目的是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于工程實踐的能力。該課程將“知識研究”與“應(yīng)用技能”結(jié)合在一起，對于未來指導(dǎo)職業(yè)化教育改革同樣具有重要意義。

黨的十八屆三中全會做出的《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》全文公布；其中，第42條對“深化教育領(lǐng)域綜合改革”進行了戰(zhàn)略部署，并明確提出要加快現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)，深化產(chǎn)教融合、校企合作，培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技能型人才[2]?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提到：到2020年，形成適應(yīng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整要求、體現(xiàn)終身教育理念、中等和高等職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代職業(yè)教育體系，滿足人民群眾接受職業(yè)教育的需求，滿足經(jīng)濟社會對高素質(zhì)勞動者和技能型人才的需要[3]。由此可見，面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的課程改革將進一步得到實踐，“十二五”階段，在中國發(fā)展高層論壇上，教育部副部長魯昕透露，教育部將做600多所地方本科高校向應(yīng)用技術(shù)、職業(yè)教育類型轉(zhuǎn)變的工作（新京報 3月23日）。按照企業(yè)的需要和崗位來對接對研究《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的改革提出了更高的要求?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》課程在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)著重基本知識、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)實踐能力方面應(yīng)著重設(shè)計構(gòu)思和設(shè)計技能的基本訓(xùn)練。因此，本門課程的講授需要處理好知識學(xué)習(xí)與技能培訓(xùn)的關(guān)系。一種觀點認為，應(yīng)用型人才無需或不必著重掌握基礎(chǔ)理論，甚至某些學(xué)者認為應(yīng)大量刪減公式理論，讓學(xué)生直接進入實戰(zhàn)訓(xùn)練；另一種觀點則認為基礎(chǔ)課程不必過早涉及應(yīng)用相關(guān)的案例，因為學(xué)生還沒有形象化具體化的培養(yǎng)基本的感性認識。本文認為這兩種觀點的提出的初衷雖有一定的現(xiàn)實背景，但是離課程設(shè)置的目標尚存在改進空間。

本文從教學(xué)模式、人才培養(yǎng)考核方式等角度探討在新時期教育改革的有利背景下如何將《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的講授提升至新的水平。

1.結(jié)合現(xiàn)實目標優(yōu)化設(shè)置教學(xué)模式

對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，教學(xué)模式設(shè)置的優(yōu)劣完全取決于目標的實現(xiàn)，目標得到實現(xiàn)的關(guān)鍵在于目標本身設(shè)置的深度和廣度。從我國發(fā)展的總體規(guī)劃與戰(zhàn)略角度，我國企業(yè)仍然處于勞動密集型和技術(shù)創(chuàng)新型的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，培養(yǎng)具備創(chuàng)新知識和應(yīng)用技能是現(xiàn)代應(yīng)用型人才的內(nèi)在要求。從未來發(fā)展趨勢來看，僅僅機械的讓學(xué)生掌握技術(shù)將等同于傳統(tǒng)的“學(xué)徒制”，要突破這種思維，需要結(jié)合企業(yè)需求來細化教學(xué)目標。從上世紀90年代開始，德國職教界開始新一輪的課程改革，明確提出培養(yǎng)學(xué)生社會能力、方法能力和專業(yè)能力的教育目標[4]，但是這些能力是針對不同課程所提出的，實際上三者可以有機結(jié)合在一起。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)置的一般目標主要有三點：一是培養(yǎng)學(xué)生具有分析選用和設(shè)計常用機構(gòu)、機械傳動裝置和簡單機械的能力；二是為學(xué)生深入學(xué)習(xí)具體機械設(shè)計打下必要的基礎(chǔ)；三是培養(yǎng)學(xué)生從事機械研發(fā)的創(chuàng)新能力。從學(xué)生角度來說，這三點是逐步提升的過程，任何一環(huán)不可丟棄也不可跳躍，整個過程實際是以“技能提升”為根本目的而展開?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門綜合學(xué)生學(xué)習(xí)培養(yǎng)知識與技能的課程，具體而言，要實現(xiàn)以下教學(xué)目標：

（1）機械設(shè)計的本質(zhì)和基本要求是概念設(shè)計，概念設(shè)計是對基礎(chǔ)知識的理解，而學(xué)習(xí)這些知識可以結(jié)合社會實踐來理解，重點在實現(xiàn)學(xué)生能以實踐來闡述知識原理。

（2）以歷史項目工程背景為依托進行機構(gòu)任務(wù)的簡單設(shè)計、拆解和維護，以工作組為團隊完成項目的要求，并提交產(chǎn)品和項目分析報告[5-6]。這一部分重點培養(yǎng)團隊合作、溝通協(xié)調(diào)及應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

（3）到實際企業(yè)現(xiàn)場參與班組、車間及工廠內(nèi)部的實際工程項目，學(xué)生在企業(yè)接受職業(yè)技能培訓(xùn)；由于《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程并不是純粹的專業(yè)課程，因此該課程的目標是通過短期培訓(xùn)建立學(xué)生企業(yè)工作的基本技能，要求是熟悉未來所學(xué)專業(yè)的工作導(dǎo)向和建立對工種的興趣。對于未來工作選擇適應(yīng)自身的崗位提供初步的判斷。

2.三維一體的教學(xué)模式

所謂三維一體的教學(xué)模式，可以稱為一項教學(xué)工程，這項工程的目標實現(xiàn)需要控制三個方面的主要因素，分別是教師、教學(xué)載體和信息技術(shù)。

2.1教師角色的主體性

機械工程屬于具有實踐背景較強的學(xué)科，工業(yè)化程度高的發(fā)達國家其機械工程技術(shù)都比較強。我國處于發(fā)展階段，幾乎所有的工程行業(yè)都有機械設(shè)計的身影。大學(xué)教師雖然具備機械設(shè)計的系統(tǒng)知識，但是大學(xué)教師主體缺乏深厚的機械工程實戰(zhàn)經(jīng)驗，更無法做到具備涉及所有課程內(nèi)容的工程經(jīng)驗?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)置通常是以傳統(tǒng)考試為需要進行講授，而并不考慮工程背景和技術(shù)的發(fā)展，往往導(dǎo)致學(xué)生理論與實踐結(jié)合不緊密。工程背景需要行業(yè)人員或資深工程師擔(dān)當(dāng)教學(xué)顧問；而技術(shù)發(fā)展則應(yīng)以目前工程中的技術(shù)瓶頸為關(guān)鍵點進行引入。在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面，教師是直接主體，屬于重要的實踐者。大學(xué)教師大部分都承擔(dān)科研工作，具備工程問題的國際視角，也知道某個工程問題所處的發(fā)展階段，但是對于行業(yè)需求的工程問題知之甚少或缺乏創(chuàng)新實踐的渠道。行業(yè)需求相比理論研究注重實用，而且技術(shù)革新往往需要資金和時間投入，因此將行業(yè)企業(yè)的資深專家擔(dān)當(dāng)課程開發(fā)顧問；開設(shè)與行業(yè)相關(guān)的實踐課程；建立企業(yè)資深工程師與學(xué)校教師雙向回流的教學(xué)模式具有示范意義，在教學(xué)模式中本文將兩者分別稱為“學(xué)理講授”和“實理講授”。以國家級規(guī)劃教材《機械設(shè)計基礎(chǔ)》為例，全書共18章，其中連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、傳動機構(gòu)、軸承等章應(yīng)各自安排一次資深工程師介紹相關(guān)工程應(yīng)用的情況以增強學(xué)生的興趣，其中本書考試非考點但工程應(yīng)用及技術(shù)處于發(fā)展階段的內(nèi)容更應(yīng)重點進行實理講授。在客觀條件容許情況下，應(yīng)設(shè)置1/5以上的課時進行實理講授，大學(xué)教師應(yīng)輔助總結(jié)實理講授的理論本質(zhì)，以達到理論與實踐的有機結(jié)合。

實理講授沒有固定的課程藍本，可能導(dǎo)致學(xué)生比較盲目，因此需要校企合作出版相應(yīng)的教學(xué)指南以提示資深工程師講授的主題；學(xué)生則根據(jù)實理講授過程加深對課本知識進一步理解。本文建議以地區(qū)職業(yè)化高校為聯(lián)盟進行實理講授的教學(xué)指南教材編寫，突出實踐，緊扣課本主題。

2.2教學(xué)載體的多樣性

傳統(tǒng)教學(xué)的空間是課堂教室，對于從未接觸過機械實體的學(xué)生而言，某些專業(yè)性較強的術(shù)語如蝸輪、減速器、軸承等，由于感性認識不足造成學(xué)生學(xué)習(xí)掌握其概念存在困難。因此，豐富教學(xué)載體非常重要。本文將教學(xué)載體分為：課堂、課外、實驗室、企業(yè)現(xiàn)場。

課堂教學(xué)主要承擔(dān)基礎(chǔ)理論課的講授，因此對于類似機構(gòu)自由度計算、齒輪受力分析、齒輪傳動分析、蝸桿受力分析、輪系傳動、軸的強度計算、螺栓強度計算等涉及計算分析的內(nèi)容建議設(shè)置新課和習(xí)題課等兩種課程，特別是習(xí)題課應(yīng)結(jié)合實例進行分析講授以使學(xué)生對理論有更深的理解。課堂教學(xué)除對學(xué)生理論知識進行引導(dǎo)外，還需要借助實物和模型對學(xué)生的感性認識進行強化。

課外訓(xùn)練的目的是使學(xué)生發(fā)揮特長對感興趣的知識進行挖掘延伸，一方面鞏固知識，另一方面需要理解知識的應(yīng)用。課外訓(xùn)練由于不屬于大學(xué)課程的要求，許多院校往往忽視或無法科學(xué)規(guī)劃實施。對于研究型大學(xué)強調(diào)論文、專利等難度較大的內(nèi)容，而對于應(yīng)用型大學(xué)這些要求雖然重要但是偏離應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標。應(yīng)用型人才培養(yǎng)重在“如何用”，那么設(shè)置課外訓(xùn)練則緊扣關(guān)鍵點設(shè)置訓(xùn)練內(nèi)容。建議根據(jù)教材內(nèi)容指定學(xué)習(xí)任務(wù)，將學(xué)生組成小組，使其分工協(xié)作，團隊作戰(zhàn)，查閱資料和自學(xué)，運用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料設(shè)計一般通用零部件和簡單機械裝置。

設(shè)置實驗課有兩個目的，一個是輔助理解理論知識，特別是實物認知程度；另一個是符合應(yīng)用型人才對于動手操作的能力培養(yǎng)?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》課程中一般可以安排實驗課程的內(nèi)容可根據(jù)實驗?zāi)康倪M行許多實驗，如驗證性實驗、設(shè)計型實驗、探索性實驗及綜合型實驗等類別，該課程則一般以機械運動簡圖、減速器拆裝、齒輪參數(shù)測定等內(nèi)容為主題開展。實驗課中教師應(yīng)做好指引工作，以學(xué)生為主體，選擇學(xué)生興趣濃厚的實驗題材，但應(yīng)避免選擇企業(yè)實踐應(yīng)用不多的題材。實驗室應(yīng)向?qū)W生全天候開放[7-8]。

企業(yè)現(xiàn)場培訓(xùn)是四個載體中最為重要的一個部分。在企業(yè)，學(xué)生的定位要徹底轉(zhuǎn)變，應(yīng)該由學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)員；其次，保證該環(huán)節(jié)的教育質(zhì)量十分重要。要保證教育質(zhì)量，首先是大學(xué)教師要發(fā)揮助教的作用，這與學(xué)校的角色完全不同，大學(xué)教師應(yīng)在企業(yè)擔(dān)任職員或工程師助理職務(wù)，在資深工程師的安排下配合完成學(xué)生的培訓(xùn)；其次是教學(xué)的內(nèi)容，在企業(yè)沒有單獨的零件學(xué)習(xí)任務(wù)，一般是機械整體的設(shè)計，很多專業(yè)的知識學(xué)生無法迅速理解并掌握，因此教師一方面要指引學(xué)生樹立正確的實踐觀，使其較快進入工作節(jié)奏；另一方面可以指導(dǎo)學(xué)生接觸新知識新技能。這種教學(xué)模式必須徹底摒棄完成教學(xué)任務(wù)為目的的傳統(tǒng)教學(xué)模式，職業(yè)化教育的目的最終是使學(xué)生能夠?qū)W以致用，夠用優(yōu)先。這個環(huán)節(jié)的目的是培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計的基本感性認識、培養(yǎng)學(xué)生工作服務(wù)和動手能力以及認識學(xué)與用之間的差距。很多大學(xué)將學(xué)生安排至企業(yè)就不再管控，實際上會造成學(xué)生盲目應(yīng)付，學(xué)不到實用的東西。本文的建議企業(yè)培訓(xùn)應(yīng)以工程師、教師和學(xué)生三方為主體一同參與，對于企業(yè)而言，減少了實習(xí)周期節(jié)約成本；對于教師而言，豐富了工程經(jīng)驗，擴充了理論的內(nèi)涵；對于學(xué)生而言，鞏固了理論知識，認識了學(xué)習(xí)的實用價值，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

2.3信息技術(shù)的功能性

目前，世界處于信息技術(shù)的高速發(fā)展階段，可視化、信息共享、遠程視頻、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)已逐漸滲透至各個領(lǐng)域，這些技術(shù)的革新對于教學(xué)手段的提升有著重要作用[9]。教學(xué)本質(zhì)是使學(xué)員掌握技能，因此溝通占據(jù)了大量的時間。輕松教授、愉快學(xué)習(xí)將是信息技術(shù)支撐教學(xué)的重要目的。新時期，學(xué)生思維活躍，接觸時代新技術(shù)的機會多，對新鮮事物興趣濃厚。實際上目前已有一些有效的教學(xué)手段如CAI教學(xué)[1]已經(jīng)在教學(xué)中采用，還有更多的信息技術(shù)可被借鑒和采用。信息化對于促進教育改革具有正面作用，應(yīng)該加以利用。本文建議的信息技術(shù)主要在以下幾個方面進行實施：

（1）在講授理論知識時，可以開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程、編寫電子教案、設(shè)置網(wǎng)上題庫在線答題，并將這些內(nèi)容存放在Web服務(wù)器上，學(xué)生通過上網(wǎng)瀏覽學(xué)習(xí)，與此那同時可以隨堂錄音供學(xué)生下載復(fù)習(xí)采用。

（2）構(gòu)建豐富多彩的知識-工程經(jīng)驗信息共享平臺，該平臺主要供學(xué)生、教師、工程師三方為對象的理論知識答疑、工程項目設(shè)置、工程問題討論相關(guān)的網(wǎng)上在線共享系統(tǒng)，可由任一方在任意時刻發(fā)起，并在當(dāng)日進行回復(fù)討論。

（3）基于CAI教學(xué)軟件制作機械運動動畫促進學(xué)生直觀理解機械原理和設(shè)計方法。

3.課程考核方式建議

德國是職業(yè)教育成功的典范，其對考試非常重視，視其為檢驗職業(yè)化程度的有力工具，以保證職業(yè)教育的質(zhì)量。傳統(tǒng)考試是試卷答題，德國職業(yè)教育則以筆答和操作并重，本文的建議進一步細化課程考核目標。

3.1精細化考核指標

前面《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式中有4個載體，分別是課堂、課后、實驗室和企業(yè)現(xiàn)場，課堂對應(yīng)的是習(xí)題課測評、平時課后作業(yè)成績和期末考試成績；課后訓(xùn)練是課題興趣小組的任務(wù)型成果報告和實用性創(chuàng)造成果報告；實驗室則是基本實驗成績；企業(yè)現(xiàn)場則是具有國家承認的企業(yè)培訓(xùn)結(jié)業(yè)證書。這些部分均占總分的一定比例，比例的劃分并不唯一，評價體系根據(jù)學(xué)校實際情況進行設(shè)置，總體原則是理論與實踐并重，注重應(yīng)用實效。以上指標均可以按考核系數(shù)比例疊加，最終成績作為學(xué)生的成績。期末考試方式從閉卷考試改為閉卷與開卷結(jié)合進行考試，閉卷考試題目為基本概念、基本原理及簡單計算，開卷考試題目強調(diào)工程背景，著意考查學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力。

3.2考核過程的檢查與調(diào)整

盡管前面建議了一些具體考核指標，但是考核的目標不僅僅是得到學(xué)生的總體評價，更重要的達到我們的目的-學(xué)生技能的提升。應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標是使學(xué)生能順利從大學(xué)走向企業(yè)，而且無需長時間的培訓(xùn)實習(xí)直接上手操作。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程具有理論與實踐相結(jié)合的特點，理論與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置雖然是一環(huán)套一環(huán)，但是在每個流程中都會出現(xiàn)一些問題，例如教學(xué)進度的延誤、學(xué)生接受程度差異性、教學(xué)難點的理解、實驗條件的限制、企業(yè)現(xiàn)場的進度安排、企業(yè)培訓(xùn)的崗位設(shè)置差異等都影響課程的有效完成，整個周期存在時間與人力物力投入的問題。為了適時掌控學(xué)生的技能提升程度，一方面要在經(jīng)驗中歸納總結(jié)；另一方面則要在每個教學(xué)環(huán)節(jié)作相應(yīng)的課時和教育研究調(diào)整。調(diào)整過程重點圍繞以下幾個方面：

（1）將課程中容易調(diào)整且不影響后續(xù)教學(xué)的課程章節(jié)內(nèi)容優(yōu)化調(diào)整。

（2）將時間和經(jīng)濟投入較小的課程章節(jié)內(nèi)容選擇型調(diào)整。

（3）對實際應(yīng)用影響較小的課程章節(jié)內(nèi)容作調(diào)整。

（4）對實踐環(huán)節(jié)有重大關(guān)聯(lián)的理論課程章節(jié)內(nèi)容進行調(diào)整。

（5）將大部分學(xué)生較難理解的知識點進行調(diào)整。

3.3考核指標的頂層設(shè)計

應(yīng)用型人才培養(yǎng)是我國職業(yè)化教育改革的重要發(fā)展方向，涵蓋政府、社會、企業(yè)及高校多個單位，需要精心籌備、共同謀劃。成功與否，類似《機械設(shè)計基礎(chǔ)》這門理論與實踐相結(jié)合的課程講授效果十分關(guān)鍵。效果好壞取決于考核指標，考核指標是促進教學(xué)并進的有力措施，實施得當(dāng)，教改會順利進行并且開花結(jié)果。教師雖然是教學(xué)的主體，但是培養(yǎng)應(yīng)用型人才僅憑教師之力難以為功，為此地區(qū)高校應(yīng)建立一個應(yīng)用型人才培養(yǎng)考核指標的戰(zhàn)略聯(lián)盟，形成政府扶持、企業(yè)支撐、社會關(guān)心的重要力量。使考核指標更具科學(xué)化，本文作者建議以企業(yè)服務(wù)型的高度直接指引高?？己耍Y(jié)合高?？己撕推髽I(yè)考核兩者的高度進行頂層設(shè)計。由企業(yè)對考核的指標、要求、期望值及效益給出建議，取代學(xué)分制為評價建議書，為因人設(shè)崗提前作好必要準備。以往企業(yè)尋覓人才是因崗聘人，即企業(yè)不同部門不同崗位招聘人才，但這種方式忽略了人才的個性特點，原因在于人才只有到崗位方才知道自身的適應(yīng)性及崗位的匹配程度。考核指標的頂層設(shè)計就是適應(yīng)人才的自身特點而做出的預(yù)先評價，做好考核指標的個性化清單有助于企業(yè)對人才的合理分配。

4.結(jié)語

在新時期教育改革的時代背景之下，本文以《機械設(shè)計基礎(chǔ)》為例進行了教學(xué)方法的改革措施探討。面對職業(yè)化教育的趨勢，本文的一些舉措將為未來實施重大教育改革的教學(xué)模式與考核方式提供有益的借鑒。

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作者簡介：

王馨（1985-），女，湖北武漢人，博士，講師，主要從事機械工程專業(yè)教學(xué)改革研究。

李榮斌（1969-），男，上海人，博士，教授，博士生導(dǎo)師。