基于工程教育認(rèn)證的機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)改革

張春燕

摘 要 以國家教育部工程教育認(rèn)證要求為準(zhǔn)則，分析機(jī)械制造技術(shù)課程所支撐的畢業(yè)要求下的細(xì)分指標(biāo)點(diǎn)。根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)課程的知識(shí)體系特點(diǎn)，結(jié)合以往的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)改革方法，旨在推進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞 工程教育認(rèn)證；機(jī)械制造技術(shù)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）16-0109-03

Abstract Based on the requirements of the ministry of educations engineering education accreditation， this paper analyzes the gradua-tion requirements index points supported by the mechanical manu-facturing technology course. According to the characteristics of the knowledge system of the mechanical manufacturing technology course and the authors experience， this paper discusses the classroom teaching reform in order to improve classroom teaching quality.

Key words engineering education accreditation； mechanical manu-facturing technology； teaching reform

1 引言

《華盛頓協(xié)議》是本科工程教育學(xué)位國際互認(rèn)協(xié)議，該協(xié)議承認(rèn)簽約國所認(rèn)證的工程專業(yè)培養(yǎng)方案具有實(shí)質(zhì)等效性，認(rèn)為經(jīng)任何締約方認(rèn)證的專業(yè)畢業(yè)生均達(dá)到了從事工程師職業(yè)的學(xué)術(shù)要求和基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[1]。2016年6月2日11點(diǎn)15分，《華盛頓協(xié)議》主席宣布全票通過中國成為《華盛頓協(xié)議》第18個(gè)正式成員[2]，意味著我國高等工程教育得到了國際標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可和肯定，通過工程教育認(rèn)證的專業(yè)畢業(yè)生具有國際互認(rèn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的“合格證”和將來走向世界的“通行證”。

工程教育認(rèn)證是指專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)針對(duì)高等教育機(jī)構(gòu)開設(shè)的工程類專業(yè)教育實(shí)施的專門性認(rèn)證，是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的工程教育質(zhì)量保障制度[3]。

實(shí)施工程教育認(rèn)證旨在促進(jìn)高校專業(yè)按國際先進(jìn)理念推動(dòng)教育教學(xué)改革，提高辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，加快高校與國際接軌，最終建成國際化大學(xué)。課堂的改變是工程教育專業(yè)認(rèn)證的第一步，也是最為關(guān)鍵的核心部分[4]。目前，中國一流大學(xué)與世界一流大學(xué)的質(zhì)量差距主要表現(xiàn)在“單聲道”的課堂教學(xué)模式上，該模式是掣肘一流本科教學(xué)質(zhì)量的最大短板[5]。本文以工程教育認(rèn)證為契機(jī)，以達(dá)成國際通認(rèn)的畢業(yè)要求為目標(biāo)，探討機(jī)械制造技術(shù)的課堂教學(xué)改革方法，促進(jìn)江蘇科技大學(xué)工程教育水平的提高。

2 工程教育認(rèn)證的基本理念

工程教育認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。工程教育認(rèn)證要求院校和專業(yè)從學(xué)生達(dá)成“培養(yǎng)目標(biāo)”和“畢業(yè)要求”的需要出發(fā)，推進(jìn)本科教學(xué)模式的改革，推升教學(xué)質(zhì)量的提高[4]。

培養(yǎng)目標(biāo)指專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)后五年左右能夠達(dá)到職業(yè)和專業(yè)成就的總體描述。畢業(yè)要求明確指向“解決復(fù)雜工程問題”，要求專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到1工程知識(shí)、2問題分析、3設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、4研究、5使用現(xiàn)代工具、6工程與社會(huì)、7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、8職業(yè)規(guī)范、9個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、10溝通、11項(xiàng)目管理、12終身學(xué)習(xí)共12條要求。每條要求又有若干個(gè)細(xì)分指標(biāo)點(diǎn)：1.1、1.2……1.n～12.1、12.2

……12.n。

江蘇科技大學(xué)機(jī)械制造技術(shù)課程講述的是工程材料、金屬材料熱處理、熱加工、冷加工、機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程、機(jī)械加工質(zhì)量的分析與控制、先進(jìn)制造技術(shù)等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生獲取和綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)的能力，為將來能夠獨(dú)立分析和解決復(fù)雜工程實(shí)踐問題打下一定的基礎(chǔ)。對(duì)照工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)要求，機(jī)械制造技術(shù)課程支撐以下六個(gè)細(xì)分指標(biāo)點(diǎn)：

1.3 掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等專業(yè)知識(shí)，并應(yīng)用于解決機(jī)械設(shè)計(jì)、制造過程中的復(fù)雜工程問題；

2.1 準(zhǔn)確識(shí)別、判斷機(jī)械工程領(lǐng)域中復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要影響因素；

3.4 了解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等的影響，能夠從工程角度正確處理設(shè)計(jì)方案實(shí)施過程中可能存在的問題，并提出有效的解決辦法或改進(jìn)措施；

4.1 能夠基于數(shù)學(xué)、自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，對(duì)與機(jī)械工程相關(guān)的各類物理和化學(xué)現(xiàn)象、材料特性以及工程問題進(jìn)行分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；

6.3 能夠客觀評(píng)價(jià)機(jī)械新產(chǎn)品、新技術(shù)和新工藝的開發(fā)和應(yīng)用對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響；

7.1 理解環(huán)境保護(hù)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵和意義等。

3 機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)械制造技術(shù)課程是機(jī)械類及近機(jī)械類一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。多年來，在教師和學(xué)生的共同努力下，這門課的課堂教學(xué)效果總體來講還是不錯(cuò)的。隨著學(xué)校工程教育認(rèn)證的開展，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，課堂教學(xué)過程存在與工程教育認(rèn)證要求不完全吻合的一些方面：教師在課堂上以傳授知識(shí)而不是應(yīng)用知識(shí)為主，教學(xué)過程中以教師的視角而非以學(xué)生的視角講授知識(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)，學(xué)生被動(dòng)地獲取知識(shí)、記憶背誦“考”點(diǎn)（雖然學(xué)生能將鑄造、自由鍛、模鍛、焊接、切削加工、定位、夾緊等概念倒背如流，但由于缺乏一定生產(chǎn)實(shí)踐，并沒有在腦海中形成一定的感性認(rèn)識(shí)，只留下模糊而抽象的記憶，其實(shí)質(zhì)是根本沒有很好地掌握知識(shí)，更談不上能解決加工中復(fù)雜的工程問題）；課堂上提出復(fù)雜工程問題，促使學(xué)生積極參與思考、討論的時(shí)間和機(jī)會(huì)不多；講解工程案例的處理方法時(shí)，注重技術(shù)性因素來解決工程問題，而對(duì)非技術(shù)性因素考慮較少，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)；課堂考核方法注重學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的記憶、重現(xiàn)，而非學(xué)生在課堂上的參與度；學(xué)生的課堂“主角”意識(shí)不強(qiáng)，教師“喧賓奪主”，互動(dòng)有限。endprint

4 機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)方法改革

課堂教學(xué)是我國工程教育認(rèn)證的“最后一公里軟肋”[6]。面對(duì)機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀，有必要對(duì)課堂教學(xué)方式方法進(jìn)行改革。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，關(guān)注學(xué)生使用知識(shí)而不是簡單地獲取知識(shí)

1）探究式教學(xué)法。學(xué)習(xí)各工藝參數(shù)對(duì)切削力、切削熱的影響時(shí)，教師先布置任務(wù)，讓學(xué)生自己通過閱讀、觀察、實(shí)驗(yàn)等獲取具體因素（切削三要素、切削液的種類和流量、刀具材料與形狀等）對(duì)切削力、切削熱的影響數(shù)據(jù)，然后引導(dǎo)學(xué)生思考、分析、討論、總結(jié)規(guī)律。在此過程中，教師可以適當(dāng)點(diǎn)撥，指出正確的方向。

2）案例教學(xué)法。學(xué)習(xí)機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程時(shí)，教師將學(xué)生分成若干個(gè)小組，每個(gè)小組分配一個(gè)具體零件，以小組為單位，采用討論法或頭腦風(fēng)暴法，分析具體零件加工過程中的下料方法、定位夾緊方案、加工和裝配工藝規(guī)程的制定、尺寸和形位公差的保障措施等，以實(shí)際工程案例激發(fā)學(xué)生靈活使用所學(xué)內(nèi)容。

3）類比法。鑄造、鍛造、焊接、切削加工等章節(jié)內(nèi)容獨(dú)立、關(guān)系松散，但是經(jīng)過總結(jié)整理，就會(huì)發(fā)現(xiàn)各章知識(shí)體系大致相當(dāng)，均由工藝基礎(chǔ)理論、實(shí)際生產(chǎn)方法、質(zhì)量分析與控制、發(fā)展趨勢(shì)等幾部分構(gòu)成。隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入，過多的知識(shí)點(diǎn)容易讓學(xué)生混淆，如把鑄造中分型面的選擇原則套到模型鍛造中分模面的選擇原則中。因此，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)指出當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容與前面所介紹的平行章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的異同，將分散的知識(shí)點(diǎn)整合成知識(shí)網(wǎng)，方便學(xué)生系統(tǒng)地掌握。只有對(duì)知識(shí)有了整體的掌控，才能在此基礎(chǔ)上厚積薄發(fā)，更好地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決復(fù)雜工程問題中。

4）啟發(fā)式教學(xué)。在學(xué)習(xí)機(jī)械零件與成形工藝的選擇時(shí)，教師和學(xué)生一起分析具體機(jī)械產(chǎn)品的服役條件，探討該零件應(yīng)該具備的使用性能，針對(duì)零件的結(jié)構(gòu)、材料特性，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的工程材料知識(shí)進(jìn)行毛坯的確定，對(duì)提出新想法的學(xué)生予以肯定和表揚(yáng)[7]。

5）討論法。在學(xué)習(xí)鐵碳合金相圖時(shí)，請(qǐng)多個(gè)學(xué)生分別對(duì)典型成分鐵碳合金的結(jié)晶過程進(jìn)行分析、講解，在此基礎(chǔ)上歸納、總結(jié)出鐵碳合金的成分、組織和性能之間的關(guān)系，并解決相關(guān)的問題。討論時(shí)，教師可做必要的補(bǔ)充和糾正。

除此之外，還有其他教學(xué)法，如練習(xí)法、演示法、參觀法等。在具體課堂上，教師可根據(jù)實(shí)際情境需要靈活運(yùn)用。

基于工程項(xiàng)目，加強(qiáng)分析環(huán)節(jié)，減少課堂上知識(shí)灌輸，有意識(shí)加重對(duì)非技術(shù)因素的關(guān)注，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)思維 機(jī)械制造技術(shù)課程的內(nèi)容與工業(yè)生產(chǎn)緊密相關(guān)，具有實(shí)踐性強(qiáng)、理論抽象、內(nèi)容雜碎等特點(diǎn)。如果教學(xué)過程全程離開實(shí)際工程項(xiàng)目，按傳統(tǒng)的課程要求填鴨式講解知識(shí)點(diǎn)，勢(shì)必在學(xué)生腦海中只留下一些空洞而籠統(tǒng)的概念。因此，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)以真實(shí)生產(chǎn)中的問題為中心，將學(xué)生置于工程師處理問題的場(chǎng)景，引導(dǎo)他們分析問題、解決問題。在具體處理事務(wù)過程中，教師應(yīng)有意識(shí)克服以往僅考慮技術(shù)因素這一不足點(diǎn)，加重對(duì)非技術(shù)因素的關(guān)注，不是單純地追求個(gè)別、部分最優(yōu)技術(shù)指標(biāo)的突破，而是要關(guān)注系統(tǒng)中發(fā)生多重沖突因素（人、物、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、環(huán)境、社會(huì)、可持續(xù)發(fā)展等）后，選出系統(tǒng)最優(yōu)方案。

滲入學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新技法的內(nèi)容 在本課程教學(xué)后期，在學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)，教師可在課下提前布置查資料和想象作業(yè)，激發(fā)學(xué)生在對(duì)該課程的基本知識(shí)有了整體掌握的基礎(chǔ)上，研究世界頂級(jí)先進(jìn)技術(shù)成功的過程和原因。上課時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見，客觀評(píng)價(jià)已有的先進(jìn)的制造技術(shù)，并大膽設(shè)想未來機(jī)械制造技術(shù)的趨勢(shì)及其發(fā)展的依據(jù)。當(dāng)然，每個(gè)學(xué)生都是獨(dú)立的個(gè)體，學(xué)科基礎(chǔ)、認(rèn)知能力、對(duì)未來的設(shè)想、興趣愛好等各有差異，有些學(xué)生的想法可能在別人眼中很“幼稚”“可笑”“荒唐”“根本不可能”……教師應(yīng)面向全體學(xué)生，尊重每個(gè)個(gè)體及他們的想法，因材施教，使每個(gè)學(xué)生的能力得到最大限度發(fā)展[8]。同時(shí)，也應(yīng)為學(xué)生做出表率，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)尊重別人和尊重自己，提高學(xué)生自身的個(gè)人修養(yǎng)和人際交往素養(yǎng)。

多途徑激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣 利用學(xué)生心理、生理的規(guī)律，課堂上聽、討論、練習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐等有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生勞逸結(jié)合、吸收（聽課）和釋放（討論）結(jié)合、思考問題和解決問題結(jié)合，不斷體會(huì)到小成功的感覺，自覺地融入課堂教學(xué)過程中來，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、自主學(xué)習(xí)、有效表達(dá)等綜合素質(zhì)。

傳統(tǒng)課堂向翻轉(zhuǎn)課堂過渡，提升學(xué)生的課堂主人意識(shí) 傳統(tǒng)課堂上教師一個(gè)人占用大部分時(shí)間獨(dú)白式地講授，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度全由教師主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)地聽講、記筆記、回答問題，在課后完成作業(yè)、內(nèi)化知識(shí)，學(xué)生與教師的交流和反饋并不充分，學(xué)生的參與感和自主學(xué)習(xí)意識(shí)不強(qiáng)。這是目前我國高校的主要課堂形式。

翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生在課下根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求，通過相關(guān)的教學(xué)軟件、教學(xué)視頻選取內(nèi)容先自學(xué)，其學(xué)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn)不固定，進(jìn)程快慢也具有很大的靈活性。對(duì)于自己感興趣的或重難點(diǎn)，可以將學(xué)習(xí)過程重復(fù)多次；對(duì)于不重要的內(nèi)容，可以適當(dāng)快進(jìn)；對(duì)于自己實(shí)在不懂得的內(nèi)容，可以利用在線答疑或教學(xué)論壇等形式與教師、同學(xué)進(jìn)行交流[9]。回到課堂上，學(xué)生成為主角，主動(dòng)與同學(xué)、教師一起討論、分析、互動(dòng)、質(zhì)疑，完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化和拓展。

翻轉(zhuǎn)課堂是未來課堂教學(xué)的主要模式之一。目前真正實(shí)施這種教學(xué)模式還存在障礙：較高質(zhì)量的教學(xué)視頻和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有待完善；學(xué)生還沒完全習(xí)慣翻轉(zhuǎn)課堂模式，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱、自覺性不高的學(xué)生，他們課下不認(rèn)真自學(xué)或根本就不學(xué)，課上永遠(yuǎn)“沒有疑問”。因此，教師應(yīng)有意識(shí)、有目的地將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式引入課堂中來。

5 結(jié)論

結(jié)合工程教育認(rèn)證的基本理念和對(duì)畢業(yè)生的要求，分析機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀，以工程教育認(rèn)證為導(dǎo)向，提出該課程的課堂教學(xué)改革思路與改革方法，對(duì)于提高江蘇科技大學(xué)機(jī)械制造技術(shù)課堂教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量得到國際認(rèn)可，實(shí)現(xiàn)國際化人才培養(yǎng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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