以能力為導向的《機械系統設計》課程改革探索與實踐
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摘要：在新時代高等學校本科教育工作背景下，明確要“以本為本”，積極踐行“四個回歸”，表明高等本科教育得到了國家層面前所未有的高度重視，而創建一流的本科教育的核心在于課程教學改革。本文從分析新工科背景下現代工科專業教育的要求入手，探討了以“能力導向”的《機械系統設計》課程改革基本原則，在此基礎上構建了基于過程考核的課程改革框架，以期對新工科背景下專業課程改革有所借鑒。
關鍵詞：能力導向;新工科;專業課程;過程考核
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）22-0161-02
一、引言
近年來，我國高校本科教育雖然取得了長足進步，但從當前現狀來看，仍然存在許多不足，尤其是在“新工科”背景下對工程人才的培養提出了新的內涵和要求[1]?！稒C械系統設計》是一門從系統的觀點來闡述機械產品設計原理的專業技術課，是高等工科院校機械設計專業中的一門專業主干課程。面對新時期、“新工科”對工程教育提出的新要求，在《機械系統設計》課程教學中，如何以能力為導向培養學生的創新意識和思維，是課程改革的重要內容[2]。本文從分析新工科背景下對《機械系統設計》課程建設的要求入手，探討了以“能力導向”的《機械系統設計》課程改革基本原則，在此基礎上構建了基于過程考核的課程改革框架。
二、新工科背景下《機械系統設計》課程改革要求分析
設計是體現人類智力、智能、智慧的高級活動，是科學與藝術結合的技術，“新工科”《機械系統設計》課程改革要有利于增強工科學生價值感與使命感，有利于學生興趣的形成，有利于學生在更高層次和境界上創造性工作。為實現這一目標，課程改革必須以發展創新思維和創新能力為目標，以培養綜合應用能力為重點，對學生在課程學習過程中開展全過程、多樣化的考核與評價。簡而言之，《機械系統設計》課程教學目標需要以能力為導向，加強課程的過程考核評價。
縱觀國外對能力導向的課程教學，課程教學目標是圍繞包括專業能力、方法能力和社會能力三大能力培養進行的，課程教學過程中對每一步、每一階段都進行考核與管理，使每一個教學環節的實施效果得到及時反饋，任課教師及時進行調整和完善。在國內，能力導向的課程教學逐漸成為主流，各個學校也對能力導向的課程教學改革進行了探索，取得了階段性的成果，但是改革還沒到位，沒有形成完整的體系。
三、能力導向的《機械系統設計》課程改革研究
本文按照合肥工業大學“能力導向的一體化教學體系”建設的工作要求，以能力為導向，根據機械系統設計課程特點和機械專業人才培養目標，整合、優化課程教學體系，利用理論與實踐相結合的方式，實現“教、學、做”一體化的課程教學模式。在具體的實施過程中，具體改革從以下幾個方面展開。
1.優化課程教學內容。在保證核心課程固定、模塊框架不變的前提下，結合社會需求及現代機械設計的特點，不斷優化課程教學內容。采用原理講述與實際案例相結合的方式闡述機械系統設計的基本方法和原理，建立機械系統設計所需的系統的知識結構，培養學生貫通現代機械系統的創新設計意識、思維和能力。
在課程教學過程中，將新型機械系統案例引入課堂教學中，使課程內容更加貼近現代科技發展的實際情況。另外，積極引入大學生創新創業教育的有關內容，激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力及團隊合作能力，鼓勵學生積極申報相關的創新創業項目，使學生在競賽中得到鍛煉，促進創新能力的培養。
2.改變傳統的授課方式，探索翻轉課堂。隨著“互聯網+”時代的到來，各種基于移動互聯網的教學輔助平臺應運而生。為了提高學生的綜合素質和能力，培養復合型人才，在機械系統設計課程教學中積極嘗試翻轉課堂的教學模式。重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生，教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學生在課前完成自主學習，他們可以看視頻講座、聽播客、閱讀功能增強的電子書，還能在網絡上與別的同學討論，能在任何時候去查閱需要的材料。教師也能有更多的時間與每個人交流。在課后，學生自主規劃學習內容、學習節奏、風格和呈現知識的方式，教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習，其目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習。在教學過程中選取2—3次課的內容進行翻轉課堂式的教學，充分調動學生學習的積極性和主動性，使學生對課程內容印象深刻。
3.改變課程考核方法，制定綜合系統的考核體系。隨著教學方法和手段的改革，傳統的考核方法已經不能適應教學改革的要求。本文圍繞學生工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統四個層面的能力培養目標，制定課程考核評價的具體內容，將考核內容細分并分配了不同的權重，具體為綜合考試0.4、實踐環節0.2、平時作業0.1、設計作業0.2、考勤0.1。在執行的過程中，綜合考試以期末考試為主，實踐環節以課程實驗為主，設計作業主要結合創新創業大賽及各類學科競賽主題，完成相關機械產品的設計工作，并撰寫項目申報書。設計作業以小組的形式完成，組內細化每個學生的任務，以團隊合作的方式完成項目的設計工作，課上進行小組間的互評和講評，并強化小組內每個學生的參與性，避免個別學生“搭車”。建立系統完整的考核體系，使課程評價從結果驅動向過程驅動轉變。
4.在現有實踐環節基礎上，增加創新設計大作業。在機械系統設計課程教學方面，一方面將部分實驗課時改為設計作業，根據課程教授的方法，指導學生分組進行產品設計。設計作業的內容是創新創業競賽的相關主題內容以及科研項目中的工程問題，要求學生充分利用互聯網技術和學校已有資源，充分發揮團隊協作的能力，設計出具有創新性的機械產品。設計作業結果包括設計說明書和設計圖紙，考核方式實行答辯制，學生要講清楚自己的設計思想和設計過程，重點介紹和討論創新點。另一方面需建立生產實習與課程內容的協同機制，將生產實習過程中的典型機械系統和產品引入課堂教學案例中，使課堂授課與生產實習環節緊密聯系起來，從而彌補了現有機械系統課程教學和生產實際脫節的薄弱環節，不僅培養學生的創新思維和創新能力，而且還培養學生的工程實踐能力。
四、課程改革效果
通過上述對《機械系統設計》這門課程進行教學改革和考核改革的探索與實踐，學生參與課內外學習活動的積極性和主動性得到增強，學生之間的小組討論，相互合作，促進了相互之間的溝通交流，培養了團隊協作的能力。通過展示分享學習成果和體會，體驗學習的快樂和成功的喜悅。建立了線上線下的師生交流平臺，及時掌握每個同學的學習動態，實現了全方位、全天候的課程教學交流。通過以小組為單位的設計作業、課堂討論等教學組織形式，以及將學生自我評價和小組成員互評納入成績考核評價體系中，促進了學生的自我管理意識和團隊意識的增強。課程教學改革和考核改革達到了預期的目的，收到了良好的效果。
五、結語
以能力為導向的課程改革實踐還在不斷探索和改進，還需要進一步優化和完善。教學改革是一項系統工程，需要各方面協同工作，避免現行的教學管理制度對教改嘗試的制約。尤其是在教學方法和考核方式方面，新的課堂教學方式和考核方式應該得到教學管理制度的認可，教師要轉變教學理念、提升教學能力并積極開展嘗試，學生要提升學習能力、主動學習積極適應課程改革的要求，共同提升教學質量。
參考文獻：
[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，（3）：1-6.
[2]徐紅芹，毛崇智，王紅梅，等.我?！稒C械系統設計》課程教學的改革探索[J].教育教學論壇，2016，（52）：109-110.
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