機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)工程素質(zhì)培養(yǎng)模式探索

廖翠姣 胡純?nèi)?張繼紅

摘要：本文以機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)人才的工程素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)，課程教學(xué)改革為重點(diǎn)，從優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、梳理知識(shí)點(diǎn)的邏輯關(guān)系、探索新的教育教學(xué)手段、轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式等視角，打造了以“智能包裝機(jī)械裝備和智能精密制造”為專業(yè)特色的精品課程體系;提出“五個(gè)轉(zhuǎn)變，一種教學(xué)模式”課堂模式改革方案;構(gòu)建由基本技能、專業(yè)技能和綜合技能“三層次”遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)基本項(xiàng)目平臺(tái)，為本專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)提供了可行的解決方案。

Abstract： The aim of the article is to cultivate the engineering quality of the mechanical design and manufacturing professionals focusing on the reform of curriculum teaching. The perspective of optimizing the curriculum structure， arranging the logical relationship of knowledge points， exploring new education and teaching methods and changing classroom teaching models was represented. A fine curriculum system featuring "smart packaging machinery and equipment and intelligent precision manufacturing" was built， a "five transformations， one teaching mode" classroom model reforming plan was proposed and a "three levels" progressive practical teaching basic project platform， which is composed of basic， professional and comprehensive skills， was also established. The curriculum system provides a feasible solution for the cultivation of engineering qualities of the professional students.

關(guān)鍵詞：工程素質(zhì);課程教學(xué);課程結(jié)構(gòu);課堂模式;實(shí)踐教學(xué)

Key words： Engineering quality;curriculum teaching;curriculum structure;classroom model;practical teaching

0 ?引言

為了使中國(guó)高等教育尤其工科教育教學(xué)質(zhì)量獲得可持續(xù)、內(nèi)涵式發(fā)展，2018年到2019年間，舉辦了“新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育”等十次重要會(huì)議，發(fā)布了“新時(shí)代高教40條”、“六卓越一拔尖”、“一流本科建設(shè)雙萬(wàn)計(jì)劃”、“質(zhì)量22條”和“一流本科課程建設(shè)”等六個(gè)重要文件[1]。

在中國(guó)“新工科運(yùn)動(dòng)”勃然興起之時(shí)，將課程體系改革作為當(dāng)前工科教育教學(xué)質(zhì)量獲得可持續(xù)、內(nèi)涵式發(fā)展的重要內(nèi)容和具體舉措[2-3]。

因此，湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為提高教育教學(xué)質(zhì)量，堅(jiān)決樹立以“學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的新課程建設(shè)理念[4-6]，提高課程的高階形性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，著力打造“金課”。

在理論學(xué)時(shí)嚴(yán)重壓縮的大背景下，在“重基礎(chǔ)、寬口徑、多學(xué)科、強(qiáng)應(yīng)用，顯特色”的理念指引下，保證人文社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)和自然科學(xué)與工程基礎(chǔ)類課程的課程內(nèi)容完整和比例合理，理清各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，使知識(shí)支撐學(xué)生能力培養(yǎng)和素養(yǎng)形成;為了實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交融，將原有專業(yè)課程進(jìn)行整合，添加其他學(xué)科課程，并凸顯人才培養(yǎng)特色;為培養(yǎng)學(xué)生“解決復(fù)雜工程問(wèn)題”能力的需要，將實(shí)踐環(huán)節(jié)分成基本技能、專業(yè)技能和綜合技能，構(gòu)建“三位一體”的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與模式;為了量化目標(biāo)達(dá)成及加強(qiáng)過(guò)程管理，創(chuàng)新考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1 ?主要研究?jī)?nèi)容

為了在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系方面更好地體現(xiàn)出以學(xué)生為主體、成果為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的OBE教育理念，針對(duì)舊培養(yǎng)方案的不足提出以下課程體系改革：

1.1 基于OBE理念探索機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式，設(shè)計(jì)知識(shí)脈絡(luò)清晰的課程體系。傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式通常是以學(xué)科為導(dǎo)向，通過(guò)課程設(shè)置來(lái)對(duì)學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范并以此為考核標(biāo)準(zhǔn)，并且存在因人設(shè)課的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)與行業(yè)需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫軌。此外，現(xiàn)有的課程體系中，《金屬切削原理及刀具》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》和《機(jī)械制造裝備技術(shù)》等核心課程之間存在知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系不夠清晰，教學(xué)內(nèi)容存在重復(fù)，與對(duì)能力培養(yǎng)支撐力度不夠強(qiáng)，培養(yǎng)目標(biāo)不夠明確等現(xiàn)象。因此，在新的人才培養(yǎng)方案修訂中，為了滿足社會(huì)和行業(yè)發(fā)展需求，學(xué)生個(gè)人成才要求，本項(xiàng)目以學(xué)生學(xué)習(xí)成效為導(dǎo)向，設(shè)置能支撐目標(biāo)達(dá)成的人才培養(yǎng)模式;充分注意課程內(nèi)容與能力培養(yǎng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系和知識(shí)點(diǎn)脈絡(luò)間的邏輯關(guān)系，打造精品課程體系。

1.2 基于創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)探索新型的課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師和教材文本為課堂教學(xué)中心，忽視了學(xué)生的主體性、教學(xué)過(guò)程的復(fù)雜性和不確定性、教學(xué)效果的動(dòng)態(tài)生成性，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，制約了學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。不管是“新工科”建設(shè)要求還是工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”的綜合能力培養(yǎng)目標(biāo)，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)成效，都需要一些先進(jìn)有效的教學(xué)手段和策略支撐。本項(xiàng)目依據(jù)創(chuàng)新思維形成原理，探索以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的新型課堂教學(xué)模式。

1.3 構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

實(shí)踐教學(xué)是鞏固理論知識(shí)和加深對(duì)理論認(rèn)識(shí)體系的管理與應(yīng)用的有效途徑，是應(yīng)用工程原理分析、解決復(fù)雜問(wèn)題的重要平臺(tái)，是提升提出問(wèn)題解決問(wèn)題能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，本項(xiàng)目緊密結(jié)合機(jī)械學(xué)科特點(diǎn)，以分階段培養(yǎng)基本技能、專業(yè)技能和綜合技能為主線，構(gòu)建共性與個(gè)性并舉的多個(gè)層次創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。

2 ?主要研究成果

2.1 構(gòu)建基于工程素質(zhì)培養(yǎng)的人才培養(yǎng)模式

以工科教育教學(xué)質(zhì)量提升為總方針，以包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展和地域智能精密制造發(fā)展為契機(jī)，以學(xué)生工程綜合素質(zhì)培養(yǎng)為根本，構(gòu)建以“智能包裝裝備+智能精密制造”為特色的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式：“精準(zhǔn)定位、重基礎(chǔ)、跟前沿、校企等多維深度融合、項(xiàng)目化教學(xué)、素質(zhì)提升全程化、師資隊(duì)伍多元化”，具體參見圖1。

“精準(zhǔn)定位”為適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，依托行業(yè)，立足湖南，面向“智能包裝裝備和智能精密制造”等特色鮮明的領(lǐng)域，在“新工科”建設(shè)的引領(lǐng)下，將信息、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的知識(shí)與機(jī)械工程學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，結(jié)合學(xué)校發(fā)展定位，培養(yǎng)具備機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)知識(shí)及研究應(yīng)用能力、工程實(shí)踐能力、協(xié)作能力和較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)的工程應(yīng)用型高級(jí)專門人才。

“重基礎(chǔ)”是重視數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和人文社會(huì)類課程在人才培養(yǎng)中的重要地位和作用。

“跟前沿”是強(qiáng)調(diào)專業(yè)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容要緊跟行業(yè)發(fā)展需求和學(xué)科發(fā)展前沿、教學(xué)方法和教學(xué)理念要與時(shí)俱進(jìn)。

“校企多維深度融合”學(xué)校不僅與企業(yè)合作深度融合，更要與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)同軌道，謀求專業(yè)更好的發(fā)展。合作企業(yè)不僅是簡(jiǎn)單的為人才培養(yǎng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單提供實(shí)習(xí)場(chǎng)所，更希望企業(yè)能為學(xué)生提供更多的畢業(yè)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究項(xiàng)目提供素材等，同時(shí)加強(qiáng)校企職工的雙向聘用，尋求一種真正資源共享，互利互惠共贏的深度融合合作模式。

“項(xiàng)目化教學(xué)”基于OBE理念，以解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”綜合能力培養(yǎng)為核心，以項(xiàng)目教學(xué)為主要教學(xué)策略，對(duì)部分課程設(shè)計(jì)有效實(shí)施知識(shí)、能力、素質(zhì)深度融合的項(xiàng)目化理論教學(xué)。

“素質(zhì)教育全程化”，利用專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實(shí)驗(yàn)課、實(shí)訓(xùn)、綜合訓(xùn)練和貫穿大學(xué)四年的職業(yè)素養(yǎng)系列課程，堅(jiān)持培養(yǎng)立德樹人，德智體美勞全面發(fā)展，具有堅(jiān)定的理想信念、深厚的愛國(guó)情懷和人文底蘊(yùn)，具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與較高的職業(yè)素質(zhì)的創(chuàng)新應(yīng)用型高級(jí)專門人才，完善專業(yè)與職業(yè)深度融合的全程化素質(zhì)教育。

“師資隊(duì)伍多元化”，其一，引進(jìn)創(chuàng)新能力強(qiáng)的年輕博士或具有博士學(xué)位的高層次人才，建設(shè)國(guó)內(nèi)一流、規(guī)模適度、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、作用突出的高校人才隊(duì)伍;其二，利用學(xué)校柔性人才引進(jìn)政策，聘請(qǐng)高水平專家、高技能人才開展中長(zhǎng)期教學(xué);其三，學(xué)校共性培養(yǎng)和學(xué)院“傳幫帶”個(gè)性培養(yǎng)，切實(shí)幫助教師在教學(xué)水平和科研能力上全面發(fā)展;其四，選派教師到對(duì)口企事業(yè)單位掛職鍛煉，提升工程實(shí)踐能力，將實(shí)踐問(wèn)題及成果轉(zhuǎn)化為研究課題、教學(xué)案例。

2.2 構(gòu)建突出專業(yè)特色的課程體系

為幫助學(xué)生構(gòu)建有機(jī)知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)工程實(shí)踐能力，本專業(yè)打造以“智能包裝機(jī)械裝備和智能精密制造”為特色專業(yè)的精品課程體系，該課程體系由理論課程和具有特色的實(shí)踐課程組成。理論課程依據(jù)專業(yè)方向進(jìn)行設(shè)置，每個(gè)方向有四門專業(yè)方向課;實(shí)踐課程有專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)訓(xùn)兩門課，兩個(gè)方向均以實(shí)物展示為考核依據(jù)，具體如圖2所示。

近幾年基于國(guó)家提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”理念，本項(xiàng)目組人員跟緊時(shí)代浪潮與時(shí)俱進(jìn)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的便捷開展教育教學(xué)創(chuàng)新探索，借助網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)、MOOC網(wǎng)絡(luò)課堂、藍(lán)墨云班課等形式多樣的精品課程教學(xué)手段，努力提升學(xué)生學(xué)習(xí)成效，培養(yǎng)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)實(shí)踐能力。

能力與素質(zhì)的培養(yǎng)是難以通過(guò)簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授獲得，需要設(shè)計(jì)更多“以學(xué)生為中心、以實(shí)際工程問(wèn)題為導(dǎo)向”的教學(xué)環(huán)節(jié)，引發(fā)學(xué)生自我思考、自我培養(yǎng)。在教學(xué)策略上，多以特定產(chǎn)品、案例驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等方式為主，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及研究的主動(dòng)性及興趣，從而達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

2.3 “五個(gè)轉(zhuǎn)變，一教學(xué)模式”的課堂教學(xué)模式探索

基于新工科具有智能化、交叉化、創(chuàng)新性等專業(yè)特色和新工科的多元化、實(shí)踐性與國(guó)際化的教育方式特色，本專業(yè)緊扣人才創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)，探索學(xué)科思維導(dǎo)圖、知識(shí)地圖、思維地圖等實(shí)現(xiàn)思維可視化教學(xué)模式的四種手段，培養(yǎng)學(xué)生思維能力;通過(guò)實(shí)現(xiàn)“五個(gè)轉(zhuǎn)變”幫助學(xué)生“求知、增能、成才”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效能和能力培養(yǎng)，最終達(dá)成 “解決復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題”這一目標(biāo)（具體見圖3）。

2.4 構(gòu)建“三層次”與“個(gè)性化”共融實(shí)踐教學(xué)課程體系

利用湖南省普通高校示范基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、湖南省優(yōu)秀金工實(shí)訓(xùn)中心等校內(nèi)優(yōu)質(zhì)實(shí)踐資源;借力湖南及周邊地區(qū)對(duì)口企業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源，以學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心，課上課下相結(jié)合、校內(nèi)校外產(chǎn)教研結(jié)合，針對(duì)全體學(xué)生構(gòu)建由基本技能、專業(yè)技能和綜合技能“三層次”遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)基本項(xiàng)目平臺(tái)。以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo)，以國(guó)家、行業(yè)組織的各種形式學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新研究項(xiàng)目為主要載體，教研相結(jié)合，為少數(shù)優(yōu)秀的或?qū)W有潛力的學(xué)生構(gòu)建了“個(gè)性化”項(xiàng)目平臺(tái)。通過(guò)兩個(gè)實(shí)踐平臺(tái)支撐達(dá)成共性與個(gè)性的能力培養(yǎng)目標(biāo)——解決復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題（見圖4）。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)和行業(yè)發(fā)展需求，突出人才培養(yǎng)特色，制定有效可行課程體系，強(qiáng)調(diào)以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的探究式、討論式的教學(xué)模式;提出轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式;加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程考核，為本專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)提供了可行的解決方案。

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基金項(xiàng)目：基于OBE理念的機(jī)械專業(yè)人才綜合能力培養(yǎng)實(shí)踐研究（教通〔2019〕291號(hào)），基于獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的雨課堂混合式教學(xué)模式應(yīng)用研究——以《數(shù)控加工技術(shù)》課程為例（教通〔2019〕291號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：廖翠姣（1977-），女，副教授，博士，從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的教學(xué)與研究。