新工科背景下地方院校機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方法探索

孫佳悅,王占英,朱春華,高曉剛,陳立偉,王 爍

(河北建筑工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院,河北 張家口 075000)

2017 年,教育部依次在復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)、北京召開(kāi)高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),全面部署新工科建設(shè),形成了復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南,構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”,這為我國(guó)新時(shí)代人才培養(yǎng)指明了前進(jìn)的方向,開(kāi)拓了工程教育改革的新路徑。新工科的內(nèi)涵是以立德樹(shù)人為引領(lǐng),以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念,以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑,培養(yǎng)未來(lái)多元化、全方位、創(chuàng)新型卓越工程人才[1-2]。新工科的提出對(duì)我國(guó)主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,抓住新工業(yè)革命帶來(lái)的時(shí)代新機(jī)遇具有非常重要的意義。新工科的人才培養(yǎng)要求以互聯(lián)網(wǎng)+和人工智能為核心,通過(guò)將智能制造、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)用于傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)的升級(jí)改造,培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。因此,本科院校對(duì)于工科人才的培養(yǎng)也應(yīng)全面升級(jí),應(yīng)更加注重提升學(xué)生的全面綜合素質(zhì)。在新工科建設(shè)過(guò)程中,離不開(kāi)課程建設(shè)的理念引領(lǐng)、模式創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文針對(duì)《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程展開(kāi)教學(xué)改革方法的探索,旨在為地方院校培養(yǎng)全面發(fā)展、具有良好人文素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感的新工科人才擴(kuò)寬思路。

1 機(jī)械制造基礎(chǔ)的課程性質(zhì)及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程性質(zhì)

《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程[3],它研究機(jī)器零件的制造方法,即從常用工程材料的選擇、成形、加工制造、直到生產(chǎn)出合格零件或產(chǎn)品的綜合性課程,具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解和掌握工程材料組織與性能的關(guān)系、熱處理基本原理;掌握毛坯或零件的成形方法、原理及工藝特點(diǎn);具備綜合運(yùn)用各種工藝知識(shí)分析、設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的能力;為以后深入學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課程及解決機(jī)械化領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這門(mén)課程在培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能與素養(yǎng)、實(shí)踐應(yīng)用能力、技術(shù)創(chuàng)新等方面發(fā)揮著重要作用[4]。

1.2 教學(xué)現(xiàn)狀

目前,《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程教學(xué)過(guò)程中主要存在以下幾方面的問(wèn)題:

1)知識(shí)傳授與課程育人脫節(jié)。以前,我國(guó)對(duì)大學(xué)生的思想政治教育主要集中在一些專(zhuān)業(yè)的思政課程中,而且這些思政課程也多集中在低年級(jí)開(kāi)設(shè),這導(dǎo)致無(wú)法將思想政治教育貫穿大學(xué)階段的始終,造成知識(shí)傳授與課程育人相脫節(jié),不利于新工科人才的培養(yǎng)。

2)課程的理論內(nèi)容較多,但授課學(xué)時(shí)大幅壓縮,目前我校只有36 個(gè)授課學(xué)時(shí),大多數(shù)教師為了完成授課任務(wù),采取的教學(xué)方法仍以課堂講授法為主,學(xué)生參與度較低,以至于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效果不理想。而且,這種授課方式無(wú)法很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,這導(dǎo)致學(xué)生在碰到實(shí)際工程問(wèn)題時(shí),大多只記得一些基本概念,卻不知該如何分析、解決問(wèn)題。

3)課程考核評(píng)價(jià)體系不完善。該課程在我校目前評(píng)分方式采用期末筆試+日常考核的方式,日?？己酥饕煽记诤驼n后作業(yè)組成,評(píng)價(jià)方式單一。其中期末成績(jī)占總成績(jī)的比例較多,約70%～80%,故存在部分同學(xué)平時(shí)不努力學(xué)習(xí),臨近期末才緊急突擊的情況,導(dǎo)致成績(jī)不理想,也沒(méi)有形成分析解決材料加工成形問(wèn)題的能力。由于平時(shí)作業(yè)是由學(xué)生課下完成,存在相互抄襲現(xiàn)象,很難判斷學(xué)生平時(shí)真實(shí)的學(xué)習(xí)水平和對(duì)知識(shí)的掌握程度。

4)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性較差,教學(xué)效果不理想。我校屬于省屬地方本科院校,生源多數(shù)為各省份本科二批學(xué)生,這些學(xué)生中大部分學(xué)習(xí)能動(dòng)性及自制力相對(duì)較弱。本課程的授課對(duì)象為機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)大二年級(jí)學(xué)生,他們多為00 后,思想新潮,傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式很難完全吸引他們。加之本課程教學(xué)內(nèi)容較多,但學(xué)時(shí)有限,教師很難抽出過(guò)多時(shí)間開(kāi)展課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)來(lái)提高學(xué)生的注意力,因此教學(xué)效果不理想。

2 機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方法及策略

2.1 融入思政元素,落實(shí)立德樹(shù)人

習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程,各類(lèi)課程都應(yīng)與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng),把“立德樹(shù)人”作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念[5]。長(zhǎng)期以來(lái),工科專(zhuān)業(yè)課教師主要注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授,忽視了對(duì)大學(xué)生進(jìn)行思想政治教育,造成知識(shí)傳授與課程育人相脫節(jié)。實(shí)際上,大學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè),與專(zhuān)業(yè)課老師聯(lián)系更為緊密,從實(shí)習(xí)到課程設(shè)計(jì),再到畢業(yè)設(shè)計(jì),基本都是專(zhuān)業(yè)課教師在指導(dǎo),學(xué)生與專(zhuān)業(yè)課教師聯(lián)系的時(shí)間要比與專(zhuān)任思政課教師的聯(lián)系時(shí)間多。所以在工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課課堂開(kāi)展思政教育應(yīng)該成為一種新趨勢(shì),這樣一來(lái)可以落實(shí)“立德樹(shù)人”的根本任務(wù),二來(lái)可以豐富專(zhuān)業(yè)課課堂內(nèi)容,增添趣味。

《機(jī)械制造基礎(chǔ)》作為機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,具有開(kāi)課專(zhuān)業(yè)廣、學(xué)生人數(shù)多的特點(diǎn)[6],在本課程中融入思政元素,開(kāi)展思想政治教育,不僅能將思想政治教育覆蓋到較多學(xué)生,又能解決專(zhuān)業(yè)的思政課程中思想政治教育理論化的問(wèn)題,還能使本課程中枯燥的機(jī)械制造知識(shí)點(diǎn)變得豐富多彩,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果,最終達(dá)到高校培養(yǎng)德才兼?zhèn)淙姘l(fā)展的新工科人才的目的。

比如在講授焊接知識(shí)點(diǎn)前,可將“嫦娥5 號(hào)”、“蛟龍?zhí)枴睗撍鳌ⅰ皬?fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組、港珠澳大橋等作為引入案例,介紹其中包含的焊接知識(shí),同時(shí)將我國(guó)在焊接領(lǐng)域涌現(xiàn)出的技能報(bào)國(guó)的“大國(guó)工匠”介紹給學(xué)生,增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感與責(zé)任擔(dān)當(dāng),從而激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情。與此同時(shí),學(xué)生也更加渴望對(duì)焊接專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)興趣。

2.2 線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系

如前文所提到,《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程內(nèi)容較多,但授課學(xué)時(shí)較少,造成目前的授課方式單一,教學(xué)效果不理想。本課程授課對(duì)象為00 后,他們是伴隨著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成長(zhǎng)起來(lái)的一代,他們對(duì)新穎的授課方式更感興趣,也更容易接受。因此,在本課程中采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),能充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)和多媒體教學(xué)相互融合教學(xué)的優(yōu)勢(shì),也能很好地解決上述授課方式單一、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、教學(xué)效果不理想等問(wèn)題。因此,筆者依托雨課堂、MOOC 等教學(xué)平臺(tái),在車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)、機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)2019 級(jí)針對(duì)本課程開(kāi)展混合式教學(xué),并通過(guò)改進(jìn)評(píng)價(jià)機(jī)制,將學(xué)生的線(xiàn)上學(xué)習(xí)、線(xiàn)下表現(xiàn)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)等都進(jìn)行了量化,即考核評(píng)價(jià)貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程,極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)習(xí)效果較好。

對(duì)于線(xiàn)上教學(xué)內(nèi)容,筆者采用雨課堂平臺(tái)提前兩天發(fā)布與課程相關(guān)的視頻資料和有針對(duì)性的PPT預(yù)習(xí)課件,內(nèi)容主要是一些相對(duì)簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn),并結(jié)合MOOC 上合適的教學(xué)資源制定適合本教學(xué)班級(jí)的SPOC 課程,便于學(xué)生自學(xué)。學(xué)生在線(xiàn)上自主學(xué)習(xí)過(guò)程中,遇到不懂的PPT 可以點(diǎn)選“不懂”做標(biāo)記,并主動(dòng)完成預(yù)習(xí)自測(cè)題,將有疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)帶到線(xiàn)下課堂中與老師同學(xué)交流討論。筆者從后臺(tái)可以看出學(xué)生線(xiàn)上學(xué)習(xí)各環(huán)節(jié)的完成情況,結(jié)合預(yù)習(xí)自測(cè)題得分來(lái)評(píng)定線(xiàn)上學(xué)習(xí)成績(jī)。

在線(xiàn)下教學(xué)過(guò)程中,筆者結(jié)合線(xiàn)上學(xué)習(xí)的后臺(tái)數(shù)據(jù),把同學(xué)們?cè)诰€(xiàn)上標(biāo)注出的不懂、預(yù)習(xí)自測(cè)題中出錯(cuò)較多以及課程的重難點(diǎn)內(nèi)容作為重點(diǎn)講解,使課堂知識(shí)點(diǎn)的傳授變得有針對(duì)性,解決了學(xué)時(shí)縮減的問(wèn)題。由于部分知識(shí)點(diǎn)學(xué)生在線(xiàn)上已完成自學(xué),課堂時(shí)間則能充分利用起來(lái),在線(xiàn)下課堂中筆者采用雨課堂授課,增加了隨機(jī)點(diǎn)名提問(wèn)、隨堂小練等互動(dòng)環(huán)節(jié),提高學(xué)生注意力。為了激勵(lì)學(xué)生積極參與進(jìn)課堂,對(duì)于隨機(jī)點(diǎn)到的同學(xué)筆者在平時(shí)成績(jī)考核中加1 分,并進(jìn)一步根據(jù)回答問(wèn)題的情況加上相應(yīng)得分。課后針對(duì)每章節(jié)內(nèi)容,筆者在雨課堂發(fā)布測(cè)試題,鞏固學(xué)習(xí)效果,并將測(cè)試題成績(jī)納入平時(shí)成績(jī)考核。

大部分學(xué)生對(duì)這種新穎的教學(xué)形式很有好感,表現(xiàn)出很高的積極性,并且由于考核評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)課程學(xué)習(xí)的始終,學(xué)生更愿意積極主動(dòng)參與到各環(huán)節(jié)當(dāng)中來(lái)“賺取”平時(shí)成績(jī),避免了到期末才臨時(shí)抱佛腳的情況。而且在整個(gè)課程線(xiàn)上線(xiàn)下學(xué)習(xí)的過(guò)程中,很多知識(shí)點(diǎn)學(xué)生已經(jīng)潛移默化地掌握,教學(xué)效果得以提高。2020—2021 學(xué)年第一學(xué)期我校2019 級(jí)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)本課程的平均分較2018 級(jí)高出6.26 分,2019級(jí)機(jī)械電子專(zhuān)業(yè)本課程平均分較2018 級(jí)高出9.62 分,說(shuō)明混合式教學(xué)形式起到了良好效果。

2.3 以工程教育認(rèn)證為引領(lǐng),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的核心思想是以成果導(dǎo)向引領(lǐng)、以學(xué)生發(fā)展為中心及持續(xù)改進(jìn)機(jī)制,注重學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。新工科的建設(shè)也需要加強(qiáng)實(shí)踐與研究。《機(jī)械制造基礎(chǔ)》作為機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,包含著多項(xiàng)實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),我校在本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和對(duì)知識(shí)的理解應(yīng)用能力。

目前我校本課程設(shè)置的實(shí)踐環(huán)節(jié)有兩類(lèi):一類(lèi)是課內(nèi)穿插的實(shí)驗(yàn)課程,總計(jì)6 學(xué)時(shí);第二類(lèi)是金工實(shí)習(xí),總計(jì)教學(xué)時(shí)長(zhǎng)3 個(gè)教學(xué)周。在這兩類(lèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)中,教師主動(dòng)弱化自身作用,學(xué)生動(dòng)手為主,教師講授為輔。學(xué)生參與其中,加深了對(duì)知識(shí)的理解,也提高了動(dòng)手能力,并且一些同學(xué)積極主動(dòng)思考,結(jié)合所學(xué)理論知識(shí)和教師討論實(shí)驗(yàn)原理。在此基礎(chǔ)上,我院教師充分發(fā)揮各項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽的作用,吸納學(xué)生積極參與到學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)中,鼓勵(lì)學(xué)生走入車(chē)間工廠動(dòng)手實(shí)操,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。目前我院在全國(guó)大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽、河北省工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、全國(guó)無(wú)人機(jī)創(chuàng)新技能大賽、中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽及中國(guó)智能機(jī)器人格斗大賽等學(xué)科競(jìng)賽中均取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

3 總結(jié)

在新工科建設(shè)過(guò)程中,本科院校對(duì)于工科人才的培養(yǎng)應(yīng)更全面,應(yīng)更加注重提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。在機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程《機(jī)械制造基礎(chǔ)》中開(kāi)展教學(xué)改革,通過(guò)在課程中融入思政元素、運(yùn)用混合式教學(xué)形式、完善考核評(píng)價(jià)體系及增加實(shí)踐環(huán)節(jié),解決傳統(tǒng)課堂中出現(xiàn)的問(wèn)題和弊端,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)習(xí)效果,為地方院校培養(yǎng)全面發(fā)展、人文素養(yǎng)良好和充滿(mǎn)社會(huì)責(zé)任感的新工科人才提供借鑒。