應用型本科機械設計基礎課程教學改革研究

李慧

摘要：文章立足我國應用型本科高校，研究機械設計基礎課程教學改革，在分析機械設計基礎課程教學現(xiàn)狀的基礎上，指出要從課程教學內(nèi)容設計、智慧課堂設計、課程思政融入、課程設計工程項目化和考核體系等方面進行教學改革，構建新的課程教學體系，提高課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才。

關鍵詞：機械設計基礎；應用型本科；人才培養(yǎng)

機械設計基礎課程是應用型本科高校機械類和近機類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎主干課程，該課程的教學目標主要是培養(yǎng)學生掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識、基本技能，并具有一定分析、解決機械運動方案和機械結構設計的能力。

2017年，《教育部關于“十三五”時期高等學校設置工作的意見》明確將應用型作為高等教育一個重要類型納入院校設置工作。2021年作為教育“十四五”的開局之年，更是提出建設高質(zhì)量本科教育，推進部分普通高校向應用型轉變。因此，在應用型本科高校的教學中，機械設計基礎課程面臨的實際問題就是如何與專業(yè)結合，與實踐結合，培養(yǎng)出具有一定工程能力的學生。

目前，機械設計基礎課程在實際教學中主要存在以下問題：一是教學內(nèi)容覆蓋面廣，新知識不斷增多，但課時相對不足，學生無法在較少的課時完成知識學習；二是“以教師為中心”向“以學生為中心”轉變不徹底；三是課程思政不能有機融入；四是課程設計環(huán)節(jié)題目老套，學生工程應用能力得不到全面提高；五是考核評價單一，不能準確反映學生的學習效果。

針對上述問題，筆者圍繞課程教學內(nèi)容設計、智慧課堂設計、課程思政融入、課程設計工程項目化和多元性過程性考核五個方面進行教學改革，旨在提高課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有職業(yè)擔當、家國情懷的高素質(zhì)應用型人才。

一、課程教學內(nèi)容設計

社會不斷在發(fā)展，機械類專業(yè)領域的知識也在不斷更新。然而，機械設計基礎教學內(nèi)容覆蓋面廣，課時卻相對有限，如何解決兩者之間的矛盾是機械設計基礎課程需面臨的問題。

針對應用型本科高校的人才培養(yǎng)定位，機械設計基礎課程應以“實踐為主，應用為本”為教學導向，教學大綱應按照“夠用、會用、能用”的原則進行修訂，突出應用型能力培養(yǎng)，不能“全無重點”，更不能“全局重點”。機械設計基礎課程內(nèi)容主要由機械原理和機械設計兩大模塊組成，課時安排設計為課內(nèi)學時（56）+課外自主學習學時（112）。

在授課過程中，教師應該刪掉一些過深的、不必要的理論推導，如齒輪傳動中兩種設計準則下強度設計公式的推導過程、帶傳動中撓性體摩擦的歐拉公式推導等。應用型本科教育應更注重學生自主學習能力，培養(yǎng)學生良好的學習習慣。因此，在教學內(nèi)容設計中，教師應特別加重學生課外自主學習的課時，布置詳細的學習任務，增強學生自主學習的意識，讓學生做好知識點的復習與預習，并且要求學生提供學習過程材料和線上的翻轉校園測試，作為期末考核評價的一部分。課程教學具體內(nèi)容設計與課時安排如表1所示。

二、智慧課堂設計

在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育背景下，教育信息化正在邁入3.0時代，傳統(tǒng)的線下教學已經(jīng)不能滿足機械設計基礎課程的教學需求，采用線上線下結合的混合式教學模式是高等教育發(fā)展的必然趨勢。混合式教學模式是指將慕課等線上學習資源和智慧教學軟件等線上交互工具與線下實體課堂相結合，開展線上和線下教與學活動的模式。

在進行混合式教學之前，教師要建立數(shù)字化教學資源庫，增加文本、動畫、視頻等學習素材，并且不斷補充和完善資源庫。在建立好數(shù)字教學資源庫的基礎上，教師可以利用翻轉校園、騰訊課堂、釘釘課堂等教學平臺開展線上教學。

為突出學生的主體地位，徹底改變以“教師教”為中心的上課方式，代之以“學生學”為中心的教學方式，教師應提前建立機械設計基礎課程微信群，并將學生分為若干學習小組。課前，教師給學生推送學習視頻、多媒體動畫課件，并要求學生利用“大學慕課”“愛課程”等平臺自主學習，然后在規(guī)定時間內(nèi)進行翻轉校園線上測試，根據(jù)平臺的測試結果完成學情檢測，進行學情分析，從而了解學生的薄弱環(huán)節(jié)和共性問題。自主學習有困難的學生還可以在微信群中與教師、同學交流。

在線下課堂中，教師針對線上學習過程存在的問題統(tǒng)一進行講解，然后在課堂上布置專題研討任務，學生進行小組討論，每組派代表匯報討論結果，小組之間互相打分。為了讓學生重視課堂研討環(huán)節(jié)，課堂研討成績將作為課程考核的一部分。最后，教師進行總結，針對共性問題，傳授難點突破的技巧方法，幫助學生提高學習效率。

三、課程思政有機融入

師者，傳道授業(yè)解惑也。傳道放在首位，可見教育的重要任務不僅僅是傳授知識、答疑解惑，更重要的是培養(yǎng)學生優(yōu)秀的品質(zhì)。因此，教師應根據(jù)機械設計基礎課程思政教育要求修訂課程標準，體現(xiàn)“價值引領”的人才培養(yǎng)目標，在專業(yè)知識內(nèi)容中融入思政育人元素，如科學探索精神、工匠精神、社會主義核心價值觀、中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等。

課程思政的有機融入也是機械設計基礎課程重要的教學環(huán)節(jié)。教師要讓學生在學到專業(yè)知識的同時，樹立文化自信和愛國情懷，培養(yǎng)科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和創(chuàng)新意識，愛崗敬業(yè)、無私奉獻，這樣才能成為具有職業(yè)擔當?shù)母咚刭|(zhì)應用型人才。為達到這一目標，教師要根據(jù)課程各章節(jié)知識點的內(nèi)容和特點，深入挖掘思政元素，并適時地將熱點事例和案例巧妙引入課程思政，實現(xiàn)思政教學目標。課程思政模塊設計舉例如表2所示。

四、課程設計工程項目化

在機械設計基礎課程中，課程設計是培養(yǎng)學生工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。教師要把理論和實踐充分融合，給予學生更大的動手創(chuàng)新空間，從整體角度提高學生的學習能力?；诿绹槭±砉DIO的工程教育理念，在課程設計題目的選擇上，教師要進行多元化設計。傳統(tǒng)的機械設計基礎課程設計題目一般都是“減速器設計”，學生可以在網(wǎng)上找到各種設計參考資料，他們照搬照抄，欠缺獨立思考，更談不上創(chuàng)新。因此，教師可以增加“電動葫蘆傳動系統(tǒng)設計”“工業(yè)機械手臂結構設計”“清污機小車架結構有限元分析”“花生脫殼機設計”等基于產(chǎn)品設計的題目，組織學生成立項目小組，進行“立項—調(diào)研—可行性分析—方案擬定—設計—圖紙和研發(fā)報告—創(chuàng)新成果申請”全套工程設計訓練，讓學生發(fā)揮主觀能動性，提出產(chǎn)品創(chuàng)新和改進，并撰寫科技論文，或參加各種創(chuàng)新大賽，申報個人專利和項目。

五、過程性多元性的考核評價

目前，課程考核評價體系通常以“考勤+作業(yè)+期末測試”來考核學生的學習效果，這缺乏過程性、多元性考核，不利于應用型人才的培養(yǎng)。因此，教師應改革考核評價，由考勤成績、課后作業(yè)（包括課后習題和學習作業(yè)）、翻轉校園測試、課堂研討成績、素質(zhì)拓展和期末考試組成考核評價體系。翻轉校園測試由課前測試和課堂測試組成，課前測試用于學生自主預習效果的學情摸底，課堂測試用于學生課堂學習效果的檢測。

具體評價指標如表3所示。

本次機械設計基礎課程改革以培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才為目標，以提高機械設計基礎課程教學質(zhì)量為中心，以學生工程能力培養(yǎng)為導向，以現(xiàn)存課程改革問題為基礎，科學建立課程的理論教學體系、實踐教學體系、素質(zhì)教學體系。時代在發(fā)展，知識在更新，改革不可能一成不變，筆者將根據(jù)學生和督導教師的意見和建議，了解課程改革的成效和不足之處，進一步修改課程改革的研究內(nèi)容，形成較為完善的改革方案，確定改革的發(fā)展方向。

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基金項目：2021年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目，項目編號：2021SJGLX609；2022年度黃河科技學院項目化教學課程改革項目，項目編號：kg2022sx04。

（作者單位：黃河科技學院工學部）