面向工程教育認證的機械類專業(yè)機械原理教學改革與探索

陳應航，王景琦，陳興強

（蚌埠學院機械與車輛工程學院 安徽 蚌埠 233030）

為了促進我國工程教育深化改革，實現(xiàn)工程教育國際互認，推進我國由制造大國向創(chuàng)新強國轉(zhuǎn)型升級，專業(yè)認證機構針對高等教育機構開設的工程類專業(yè)教育實施的專門性認證，由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學會會同該領域的教育專家和相關行業(yè)企業(yè)專家一起進行，旨在為相關工程技術人才進入工業(yè)界從業(yè)提供預備教育質(zhì)量保證。其中產(chǎn)出導向、學生為中心、持續(xù)改進是其中最為核心的理念，明確了工程教育改革的方向[1-2]。

《普通高等學校本科教育教學審核評估實施方案（2021―2025 年）》明確提出對教育評價導向中不科學的部分及時進行扭轉(zhuǎn)，確保人才培養(yǎng)的中心地位和本科教育教學的核心地位。推行OBE 教育理念引導工程教育改革，能解決工程教育人才培養(yǎng)與社會和行業(yè)需求脫節(jié)的現(xiàn)實問題[3]。在此背景下，借助工程認證契機，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復合型人才為目標的教學改革呼之欲出[4]。

本文以蚌埠學院機械原理課程為例，對教學過程中出現(xiàn)的相關問題展開分析，基于OBE 理念，從教學目標、教學體系、教學手段、考評機制等進行了一系列改革探索與實踐，以提高機械類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量，更好地服務于國家戰(zhàn)略及社會經(jīng)濟發(fā)展需求。

1 機械原理教學現(xiàn)狀分析

機械原理課程涵蓋了材料力學、高等數(shù)學、工程制圖等眾多學科的內(nèi)容。通過對機構學、機械動力學基本理論和知識技能的學習，提高學生的創(chuàng)新設計和工程實踐能力，為人才培養(yǎng)目標的順利實現(xiàn)打下有力基礎。然而，結(jié)合蚌埠學院機械原理授課現(xiàn)狀，調(diào)研兄弟院校并查閱文獻資料，研究組發(fā)現(xiàn)實踐教學過程中主要存在以下問題：

首先，課程內(nèi)容與崗位需求脫節(jié)。課程所設置的教學目標及能力指標點和畢業(yè)要求關聯(lián)性不強，滯后于市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。其次，授課以填鴨式的講授為主，學生無法深入理解知識點的內(nèi)涵，缺乏師生互動交流以及對學生獨立思考和自主學習能力的培養(yǎng)。最后，考核評價機制不合理?！捌綍r成績+卷面成績”相結(jié)合的考核方式不利于全面、有針對性地對學生的學習過程進行評價，無法以學生產(chǎn)出為導向真正促進學生能力的培養(yǎng)。因此，為了提高機械類創(chuàng)新應用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，本文結(jié)合OBE教育理念，對教育教學改革展開深入探究，更好地服務于國家經(jīng)濟社會的發(fā)展需求。

2 面向工程教育認證的教學目標設計

工程教育認證是專業(yè)認證組織就高等學校工程類專業(yè)進行的專門認證，確保畢業(yè)生得到行業(yè)設定標準的認可。結(jié)合課程教學與畢業(yè)要求間的關聯(lián)性，對畢業(yè)要求指標點進行明確細化，根據(jù)各個畢業(yè)要求指標點反向設計教學目標，如表1 所示[5]。

3 面向工程教育認證的教學改革實施方案

基于機械原理實踐教學中存在的問題，文章從構建教學體系、創(chuàng)新教學手段、完善考評機制三個方面，對機械原理課程教學進行優(yōu)化改革。OBE 理念作為工程教育專業(yè)認證的三大核心理念之一，其目標導向建立在學生學習產(chǎn)出的基礎上，體現(xiàn)了以學生為本的思想。

3.1 構建教學體系

基于OBE 理念，面向工程教育認證的教學體系需由畢業(yè)要求、教學目標等決定。教學理念不僅局限于教材，還需緊緊圍繞以“學生為中心，以能力為核心”“學習產(chǎn)出為導向”的工程認證思想。結(jié)合畢業(yè)要求、教學目標、內(nèi)外評價相互關聯(lián)，聚焦課堂教學與工程實踐的緊密結(jié)合，形成一套正向支撐、反向設計的教學流程體系，真正實現(xiàn)“教、學、用”的有機結(jié)合。

機械原理課程中的大部分理論與概念相對抽象，僅通過理論講解，學生很難深刻理解。因此，教師設計課堂時，抽象的機械結(jié)構例題可適當減少，與生活貼近及與工程實際相關的代表性案例可適當增加。亦可引入更多機構的三維模型和視頻動畫，實現(xiàn)真正意義上的“用”教材而非“教”教材。

3.2 創(chuàng)新教學手段

傳統(tǒng)課堂授課的教學方式難以滿足當前教學實際所需。為了提高學生對課堂教學的參與度，尊重學生的差異性，課程組根據(jù)本課程特點從以下方面進行改革創(chuàng)新。

3.2.1 充分利用各類網(wǎng)絡教學資源和平臺

不斷創(chuàng)新教學方式方法，如開展與“翻轉(zhuǎn)課堂”“雨課堂”“MOOC 教學”相結(jié)合的混合教學模式[6]。對于易理解、難度較小的知識點講授，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”開展。課前學生根據(jù)已有的教學資源自主學習，教師提前了解學生自學過程中遇到的問題。在課堂教學中教師針對這些問題重點講解，引導學生積極發(fā)言，讓學生在交流中吸收內(nèi)化所學知識。

3.2.2 采取以案例為載體的教學形式

課堂講授從實際工程問題展開，并結(jié)合科技前沿發(fā)展以及教師正在主持或參與的科研項目，將其作為案例穿插到課堂教學中。理論聯(lián)系工程實際，啟發(fā)學生帶著問題去聽講，通過對具體案例的講解加深學生對理論知識的理解和應用。

3.2.3 將課堂教學和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合

把課程設計、線下多媒體、工程實訓、實驗課等各環(huán)節(jié)進行集成，充分利用工程訓練中心、實驗室的硬件資源，構建跨空間、融合式的新型教學模式，實現(xiàn)工程創(chuàng)新和設計能力的綜合培養(yǎng)。并結(jié)合歷年機械創(chuàng)新設計大賽、節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、機器人大賽、工程技能競賽等各類比賽，開闊學生視野，提高學生對機械類專業(yè)的認同。

3.3 閉環(huán)考評機制

基于OBE 理念，人才培養(yǎng)目標達成度評價主要依據(jù)兩部分。一是校內(nèi)評價反饋環(huán)節(jié)，即通過校、院兩級教學督導聽課、學校質(zhì)量監(jiān)控小組教學檢查、同行聽課、學生反饋，考查學生學習效果。二是結(jié)合畢業(yè)5 年左右校外（用人單位、行業(yè)專家、畢業(yè)生和家長）的跟蹤情況和社會輿論反饋進行評價。達成度閉環(huán)評價機制的基本框架如圖1 所示。

圖1 達成度評價機制的基本框架

4 面向工程教育認證教學改革實踐成效

教學改革實施后，學生學習積極性高漲，工程實踐水平明顯提高。課程組從教學內(nèi)容、教學過程、教學方法和手段三個主要方面，對學生開展座談會并進行滿意度調(diào)查，獲取學生學習效果反饋，反饋結(jié)果較過去有較大提升。

學生在本課程學習內(nèi)容基礎上，充分依托學校現(xiàn)有資源開展第二課堂的學習。利用課程教學平臺，結(jié)合大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、機器人大賽、節(jié)能減排社會實踐與科技競賽及教師科研項目，組建興趣小組、查閱相關文獻、進行分工合作等。經(jīng)過訓練，學生多次獲得全國先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽一等獎、安徽省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎等國家級、省部級獎項，并成功申報多項國家發(fā)明專利和實用新型專利。

5 結(jié)語

本文從OBE 教學理念出發(fā)，構建教學目標與畢業(yè)要求的邏輯關系，從機械原理課程的教學體系、教學手段、考評機制等方面提出了具體改革路徑，有效促進了教學目標的達成。實踐結(jié)果表明，開展教學改革后不僅提高了機械原理課程的教學質(zhì)量，而且顯著提升了學生的創(chuàng)新思維、團隊合作意識及工程素養(yǎng)，學生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和工程建模設計大賽的成績也得到明顯提高，為后續(xù)的畢業(yè)設計乃至走上工作崗位奠定了堅實的基礎。