機械工程導(dǎo)論課程建設(shè)的探索與實踐

殷增斌　袁軍堂

摘 ?要：機械工程導(dǎo)論是機械類專業(yè)的一門專業(yè)啟蒙教育課程，對學(xué)生認(rèn)識專業(yè)具有重要的作用。當(dāng)前機械類專業(yè)學(xué)生普遍存在對專業(yè)了解不全面、專業(yè)認(rèn)同感低、學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、對未來從業(yè)領(lǐng)域迷茫等問題。文章分析總結(jié)了當(dāng)前機械工程導(dǎo)論課程存在的問題，以南京理工大學(xué)機械類專業(yè)的機械工程導(dǎo)論課程為例，在機械工程導(dǎo)論的課程定位、教材建設(shè)、授課模式和內(nèi)容建設(shè)、課程考核和思政融入等方面進(jìn)行了改革和實踐。通過2018級、2019級本科生的教學(xué)實踐表明，機械工程導(dǎo)論課程改革取得了預(yù)期的效果，課程目標(biāo)已達(dá)到。

關(guān)鍵詞：機械工程導(dǎo)論;課程建設(shè);教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）13-0092-04

Abstract： The course of Introduction to Mechanical Engineering is a major enlightening education course of enginery profession; it has great importance on the understanding of major. At present， there are several problems for the students of mechanical major， such as partial understanding to major， lack of identification to their specialty， unclear learning objectives and confusing about the future of employment area. In the paper， the problems of the course are analyzed. The paper takes the course of Introduction to Mechanical Engineering of Nanjing university of science and technology as an example. And in paper the course orientation， textbook， teaching mode and content， course assessment and ideological and political education were reformed and practiced. The teaching practice of the classes of 2018 and 2019 indicated that the reform of the course was successful and the course objectives were achieved.

Keywords： introductory to mechanical engineering; course construction; teaching content

專業(yè)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)是新生專業(yè)入門教育至關(guān)重要的一環(huán)，具有專業(yè)啟蒙教育的作用。通過專業(yè)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)發(fā)展、研究領(lǐng)域、課程體系有一個全面的了解，對今后的從業(yè)領(lǐng)域有比較清晰地認(rèn)識。專業(yè)導(dǎo)論課在專業(yè)課程體系中占據(jù)基礎(chǔ)性地位。

機械工程導(dǎo)論是機械類專業(yè)學(xué)生入學(xué)后的第一

門專業(yè)入門課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解機械工程的起源、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，機械工程學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化中的地位和作用，機械工程學(xué)科的內(nèi)涵和主要研究方向，機械工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的知識、能力和素質(zhì)，以及機械工程專業(yè)課程體系。通過課程學(xué)習(xí)使學(xué)生了解專業(yè)，激發(fā)專業(yè)興趣和學(xué)習(xí)動力，為學(xué)生盡早進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)起到積極的引領(lǐng)作用。

各高校在機械工程導(dǎo)論課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式等方面開展了改革和實踐[1-5]，但是對機械工程導(dǎo)論課的認(rèn)識和教學(xué)研究尚未達(dá)成廣泛的共識，機械工程導(dǎo)論課程還存在許多問題有待進(jìn)一步研究與探討。

本文分析總結(jié)了現(xiàn)階段機械工程導(dǎo)論課程存在的問題，以南京理工大學(xué)機械類專業(yè)的機械工程導(dǎo)論課程為例，在機械工程導(dǎo)論的課程定位、教材建設(shè)、教學(xué)模式和內(nèi)容、課程考核和思政融入等方面進(jìn)行了改革和實踐，旨在提高本課程作為第一門專業(yè)入門課對學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和職業(yè)規(guī)劃的解惑和指導(dǎo)作用。

一、現(xiàn)階段機械工程導(dǎo)論課程存在的問題分析

（一）以學(xué)生為中心，以問題為導(dǎo)向的機械工程導(dǎo)論課程建設(shè)亟待加強

現(xiàn)在的機械專業(yè)導(dǎo)論課程沒有很好地貫徹專業(yè)工程教育認(rèn)證的理念，對課程目標(biāo)定位不準(zhǔn)，站在學(xué)生視角看問題的課程改革還需加強。學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識不足從根本上導(dǎo)致了各種學(xué)習(xí)問題。學(xué)生對機械工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，選擇專業(yè)方向時不知道什么專業(yè)更適合自己;部分學(xué)生因?qū)I(yè)認(rèn)識不全面導(dǎo)致專業(yè)偏見，缺少專業(yè)認(rèn)同感，失去了專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣和動力。

（二）機械工程導(dǎo)論課程未能完全支撐專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的畢業(yè)要求

機械工程導(dǎo)論是一門重要的學(xué)科教育課，課程支撐若干個畢業(yè)要求，但是，目前機械工程導(dǎo)論課程的教學(xué)內(nèi)容和教材內(nèi)容都未能很好的一對一完全支撐機械工程專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的畢業(yè)要求及其指標(biāo)點。

（三）機械工程導(dǎo)論教材未能及時融入機械工程的

最新發(fā)展成果以及學(xué)科交叉內(nèi)容

21世紀(jì)以來，第四次工業(yè)革命的浪潮正在興起，機械工程與信息、控制、生物、材料、文化等交叉、滲透、融合，各種新的設(shè)計方法、制造技術(shù)、控制理論等不斷推陳出新。但是，現(xiàn)有的機械工程導(dǎo)論教材對機械工程前沿發(fā)展的介紹缺失或內(nèi)容較為陳舊，導(dǎo)致學(xué)生不能準(zhǔn)確把握機械工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;現(xiàn)有教材大多側(cè)重于機械專業(yè)技術(shù)介紹，對機械的相關(guān)交叉學(xué)科的介紹較少，對于機械類新生來說，一是教材內(nèi)容過于專業(yè)，二是限制了學(xué)生對機械工程相關(guān)交叉學(xué)科知識體系的了解。

（四）機械工程專業(yè)方向介紹的授課內(nèi)容偏重于授

課教師的科研方向

目前，絕大多數(shù)的機械工程導(dǎo)論課程由若干不同專業(yè)的骨干教師講授，在進(jìn)行專業(yè)方向介紹時，授課內(nèi)容沒有緊扣課程目標(biāo)，過多的集中在自己擅長的某一具體科研方向，沒有對該專業(yè)的研究領(lǐng)域和熱點研究內(nèi)容進(jìn)行全面介紹。

（五）機械工程導(dǎo)論課程與思政融入還需加強

作為專業(yè)導(dǎo)論課，應(yīng)緊密結(jié)合我國國情，緊密圍繞“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一重大命題，把我國機械工程技術(shù)取得的重大成果，以及工程技術(shù)專家和大國工匠頑強拼搏、精益求精、追求卓越的先進(jìn)事跡和精神等思政元素融入課堂，使學(xué)生深刻理解社會主義核心價值觀，增強擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的責(zé)任感和使命感。

二、機械工程導(dǎo)論課程的建設(shè)

針對目前機械工程導(dǎo)論課程教學(xué)中存在的問題，從秉持以學(xué)生為中心、以問題為導(dǎo)向、緊貼機械工程專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā)，南京理工大學(xué)對機械工程導(dǎo)論課程進(jìn)行了探索和改革，具體的建設(shè)措施如下：

（一）課程定位

機械工程導(dǎo)論的課程目標(biāo)為：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解機械工程的起源、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，機械工程學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化中的地位和作用，機械工程專業(yè)大類中各專業(yè)（專業(yè)方向）所涉及的研究領(lǐng)域及畢業(yè)后從事的工作，機械工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的知識、能力和素質(zhì)。解答剛?cè)胄C械工程專業(yè)大學(xué)生的疑惑，讓學(xué)生了解專業(yè)、熱愛專業(yè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機，提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同感，引導(dǎo)學(xué)生明確自己新時代的奮斗目標(biāo)，增強責(zé)任感、使命感。

（二）課程與專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的畢業(yè)要求

的支撐關(guān)系

根據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對畢業(yè)生的畢業(yè)要求，結(jié)合本專業(yè)多年來人才培養(yǎng)的實踐與積淀，該課程支撐畢業(yè)要求的3個指標(biāo)點，分別是：1. 畢業(yè)要求5的其中一個指標(biāo)點：能夠熟練運用文獻(xiàn)檢索工具，獲取機械工程領(lǐng)域理論與技術(shù)的最新進(jìn)展;2. 畢業(yè)要求6的其中一個指標(biāo)點：能夠客觀地認(rèn)識和評價現(xiàn)代機械工程的發(fā)展對社會、健康、安全、法律和文化的影響;3. 畢業(yè)要求12的其中一個指標(biāo)點：能對個人或職業(yè)發(fā)展具有清楚的認(rèn)識，了解機械工程專業(yè)的概況，能及時跟蹤專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并將其與個人的職業(yè)規(guī)劃相聯(lián)系。其中，課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點2、3是強支撐。

（三）教材建設(shè)

緊扣課程目標(biāo)，緊貼工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，滿足機械類新生專業(yè)認(rèn)知需要來編排教材內(nèi)容。在保證機械類專業(yè)介紹系統(tǒng)性的前提下，不涉及過深的專業(yè)內(nèi)容，力求內(nèi)容精煉、深入淺出，解答剛?cè)雽W(xué)新生對機械類專業(yè)感到困惑和最關(guān)切的問題。教材除介紹機械工程所涉及到的基本知識外，大量融入現(xiàn)代機械設(shè)計、先進(jìn)制造、車輛工程和工業(yè)工程的最新發(fā)展成果，使學(xué)生對機械類專業(yè)的研究領(lǐng)域和熱門研究方向有一個全面的認(rèn)識。

以南京理工大學(xué)編寫的《機械工程導(dǎo)論》教材為例，該教材于2020年8月由清華大學(xué)出版社出版，是“十三五”江蘇省高等學(xué)校重點教材。教材在參照《中國機械工程學(xué)科教程》和《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》機械類專業(yè)介紹和知識領(lǐng)域有關(guān)描述的基礎(chǔ)上編寫而成。

新編的《機械工程導(dǎo)論》教材全書共分9章：第1章 緒論，主要介紹機械工程發(fā)展簡史，機械工程對人類社會發(fā)展的兩面性，機械工程偉大成就以及機械工程技術(shù)發(fā)展趨勢。讓學(xué)生了解中國機械制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，明確機械工程在建設(shè)制造強國中的地位和作用，使學(xué)生對本專業(yè)有一個感性的認(rèn)識，提升專業(yè)認(rèn)同感，增強建設(shè)國家的責(zé)任感。第2章 機械工程師，從工程師職業(yè)概述、機械工程師的職業(yè)前景、機械工程師應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)與能力以及機械工程師的培養(yǎng)展開敘述。讓學(xué)生深刻認(rèn)識到機械工程師對社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動作用，了解機械工程畢業(yè)生從事的工作領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，明確自己新時代的奮斗目標(biāo)。第3章 機械工程的相關(guān)交叉學(xué)科，本章主要介紹了與機械工程相關(guān)的交叉學(xué)科，包括力學(xué)、材料、數(shù)學(xué)、控制、計算機、人文和環(huán)境。本章旨在讓學(xué)生提早了解與機械工程密切相關(guān)的其他學(xué)科，學(xué)生可以對感興趣的其他學(xué)科知識提前自學(xué)，對于希望繼續(xù)深造的學(xué)生也可以提前了解其他學(xué)科知識。第4章 機械設(shè)計及理論、第5章 機械制造及其自動化、第6章 機械電子工程、第7章 車輛工程和第8章 工業(yè)工程，除了介紹各專業(yè)（專業(yè)方向）的內(nèi)涵、特點和基礎(chǔ)專業(yè)知識外，重點介紹各專業(yè)（專業(yè)方向）的研究領(lǐng)域，將近年來新的設(shè)計方法、制造技術(shù)、控制理論，如智能制造、3D打印、智能機器人、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、生物制造、納米制造、綠色制造等先進(jìn)研究成果融入各章中進(jìn)行介紹，讓學(xué)生了解專業(yè)方向，后期便于學(xué)生結(jié)合自己的興趣進(jìn)行專業(yè)分流。第9章 機械類專業(yè)工程教育認(rèn)證，內(nèi)容包括工程教育專業(yè)認(rèn)證概述，機械工程專業(yè)畢業(yè)要求及課程體系，讓學(xué)生了解畢業(yè)生應(yīng)具備的知識、能力和素質(zhì)，了解本專業(yè)核心知識領(lǐng)域、課程體系、主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)以及專業(yè)實驗等，了解各課程先后修讀關(guān)系，幫助學(xué)生制定學(xué)業(yè)規(guī)劃。

（四）授課模式與內(nèi)容建設(shè)

機械工程導(dǎo)論課主要以課堂講授為主，在保證機械類專業(yè)介紹系統(tǒng)性的前提下，盡量減少過深的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容介紹，力求講授的內(nèi)容對大一新生來說通俗易懂。按照教材內(nèi)容編排和專業(yè)方向介紹的需要，該課程共分5講，授課團(tuán)隊由各專業(yè)（專業(yè)方向）負(fù)責(zé)人組成。在實際授課過程中，授課內(nèi)容緊扣課程目標(biāo)和工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，每一講的教學(xué)內(nèi)容除了能夠?qū)⒔處煹目蒲谐晒袡C融入課程，做到專業(yè)內(nèi)容介紹和工程實踐案例相結(jié)合外，全面介紹各專業(yè)方向涉及的研究領(lǐng)域和熱門研究方向。課堂教學(xué)中，借助智能制造、3D打印、機器人、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等反映學(xué)科前沿的視頻和重大工程紀(jì)錄片等素材，讓學(xué)生感性認(rèn)識專業(yè)，提升專業(yè)認(rèn)同感。

除了課堂授課外，同時還建設(shè)慕課課程和網(wǎng)上課程教學(xué)資源庫，資源庫包含與每一講密切相關(guān)的圖片、視頻，以及技術(shù)專家、大國工匠和重大工程的紀(jì)錄片等教學(xué)素材，為學(xué)生遠(yuǎn)程網(wǎng)上學(xué)習(xí)提供良好條件。

（五）課程思政建設(shè)

機械工程導(dǎo)論課程的德育目標(biāo)：通過課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生了解中國機械工程技術(shù)發(fā)展歷史和取得的先進(jìn)重大成果，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和民族自信心，堅定中國特色社會主義的道路自信、理論自信、制度自信、文化自信;利用工程技術(shù)專家和大國工匠的愛崗敬業(yè)、堅毅頑強、精益求精、追求卓越的精神激勵學(xué)生奮發(fā)圖強，勇于攀登科技高峰;課程內(nèi)容融入社會主義核心價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義信念，明確自己新時代的奮斗目標(biāo)，增強擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的責(zé)任感和使命感。

機械工程導(dǎo)論的思政融入應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合授課內(nèi)容來開展，在授課內(nèi)容中有機融入思政元素，靈活利用課堂講授、多媒體課件、視頻短片、紀(jì)錄片和研討等授課形式，使學(xué)生在接受專業(yè)知識的同時潛移默化地吸收思政元素和德育元素。在每一講內(nèi)容中有機融入思政元素，例如，在講述機械工程起源、發(fā)展歷程，學(xué)科內(nèi)涵和發(fā)展趨勢時，介紹中國機械工程取得的偉大成就，在建設(shè)“制造強國”中的地位，以堅定學(xué)生“四個自信”，同時指出中國機械制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，中國制造業(yè)“大而不強”，國家實施“中國制造2025”戰(zhàn)略的深遠(yuǎn)意義，讓學(xué)生明確新時代奮斗目標(biāo)，為實現(xiàn)強國夢而奮斗。在講授機械電子工程時，由微機電系統(tǒng)聯(lián)系到導(dǎo)彈陀螺儀的研制，融入錢學(xué)森、鄧稼先等老一輩專家在我國航空航天事業(yè)和國防事業(yè)中吃苦耐勞、堅毅頑強、勇于創(chuàng)新的精神，讓學(xué)生深刻體會落后就要挨打。用“兩彈一星”元勛的感人事跡，以及取得的輝煌成就激發(fā)學(xué)生的愛國奮斗精神、創(chuàng)新意識和奉獻(xiàn)精神。在講述機械設(shè)計與機械制造專業(yè)方向時，融入介紹高鐵、三峽大壩發(fā)電機組、大型工程機械、神舟飛船、殲20隱身戰(zhàn)機、C919大飛機、航空母艦、戰(zhàn)略導(dǎo)彈等一系列重大裝備首次自主研發(fā)成功，使學(xué)生了解機械工程在國家重大裝備研發(fā)中發(fā)揮的重要作用，增強學(xué)生建設(shè)中國特色社會主義現(xiàn)代化強國的自信心和責(zé)任感。

（六）課程考核

機械工程導(dǎo)論課程考核以報告的形式進(jìn)行，報告分為三部分：1. 綜述機械工程技術(shù)最新發(fā)展成果。2. 如何理解機械工程與人類文明、社會發(fā)展的關(guān)系。3. 制定個人大學(xué)四年學(xué)習(xí)目標(biāo)及畢業(yè)后職業(yè)生涯規(guī)劃。課程考核基本要求與評價標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，根據(jù)課程對指標(biāo)點的支撐關(guān)系強弱，三部分內(nèi)容的成績分別占比20%、40%和40%。

三、實踐效果

機械工程導(dǎo)論是南京理工大學(xué)機械類專業(yè)大類（包括機械工程、車輛工程、工業(yè)工程三個專業(yè)）第一門專業(yè)入門課，課程面向機械工程學(xué)院機械類專業(yè)、知識產(chǎn)權(quán)學(xué)院（機械專業(yè)方向）和中法工程師學(xué)院的新生，課程開設(shè)在大一上學(xué)期，年均上課人數(shù)350人左右。通過對2018級、2019級本科生的教學(xué)實踐表明，基于上述教學(xué)改革舉措的機械工程導(dǎo)論課程取得了較好的教學(xué)效果，課程目標(biāo)已達(dá)到。學(xué)生們普遍反映該課程解答了他們?nèi)雽W(xué)時感到困惑和迷茫的問題，更全面地認(rèn)識了專業(yè)，提升了專業(yè)認(rèn)同感，激發(fā)了學(xué)習(xí)的主動性和積極性。同時，學(xué)生們對本科四年的學(xué)業(yè)有了清晰的規(guī)劃，對畢業(yè)后個人的發(fā)展也確定了初步的目標(biāo)，認(rèn)為選擇機械工程大有可為，增強了建設(shè)制造強國的責(zé)任感和使命感。

四、下一步工作思路

下一步課程建設(shè)目標(biāo)為把機械工程導(dǎo)論打造為線上線下混合式金課，主要的工作思路：1. 線上平臺和課程資源建設(shè)。選擇超星學(xué)習(xí)通作為線上教學(xué)平臺，每一講按照授課內(nèi)容劃分為若干主題，根據(jù)不同主題建設(shè)和收集立體化、多樣性的信息化資源，包括PPT課件、微課、視頻、圖片、思考題等資源形式。結(jié)合實際教學(xué)需要和學(xué)生反饋不斷對課程資源進(jìn)行完善，建立體現(xiàn)機械工程技術(shù)前沿性與時代性要求、符合學(xué)生專業(yè)認(rèn)知需要的學(xué)習(xí)課件庫、工程案例庫、視頻素材庫和思考題庫等教學(xué)資源，完成開放共享型教學(xué)資源庫建設(shè)。2. 線下課程建設(shè)。適時調(diào)整課程教學(xué)目標(biāo)和德育目標(biāo)，使課程目標(biāo)符合時代發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求;授課教師應(yīng)秉持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念，主動運用信息化教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量;教學(xué)內(nèi)容與思政元素緊密融合，將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體;教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)，能夠反映學(xué)科專業(yè)、行業(yè)先進(jìn)的理論和成果，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容使線上、線下內(nèi)容互補。3. 以教為中心向以學(xué)為中心轉(zhuǎn)變，適當(dāng)增加學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)時間，運用數(shù)字化教學(xué)工具有效開展線上與線下密切銜接的全過程教學(xué)活動，提升教學(xué)效果。4. 加強過程考核，構(gòu)建形成性考核評價體系，保證學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)和線下教學(xué)活動的評價連貫完整。

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基金項目：南京理工大學(xué)本科教學(xué)改革與建設(shè)工程項目“機械工程導(dǎo)論一流課程建設(shè)”（編號：2020JX007）

作者簡介：殷增斌（1987-），男，漢族，山東濰坊人，博士，副教授，研究方向：先進(jìn)制造工藝與裝備;袁軍堂（1962-），男，漢族，江蘇南京人，博士，教授，研究方向：先進(jìn)制造工藝與裝備。