以能力为导向的《机械系统设计》课程改革探索与实践
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摘要：在新时代高等学校本科教育工作背景下，明确要“以本为本”，积极践行“四个回归”，表明高等本科教育得到了国家层面前所未有的高度重视，而创建一流的本科教育的核心在于课程教学改革。本文从分析新工科背景下现代工科专业教育的要求入手，探讨了以“能力导向”的《机械系统设计》课程改革基本原则，在此基础上构建了基于过程考核的课程改革框架，以期对新工科背景下专业课程改革有所借鉴。
关键词：能力导向;新工科;专业课程;过程考核
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）22-0161-02
一、引言
近年来，我国高校本科教育虽然取得了长足进步，但从当前现状来看，仍然存在许多不足，尤其是在“新工科”背景下对工程人才的培养提出了新的内涵和要求[1]。《机械系统设计》是一门从系统的观点来阐述机械产品设计原理的专业技术课，是高等工科院校机械设计专业中的一门专业主干课程。面对新时期、“新工科”对工程教育提出的新要求，在《机械系统设计》课程教学中，如何以能力为导向培养学生的創新意识和思维，是课程改革的重要内容[2]。本文从分析新工科背景下对《机械系统设计》课程建设的要求入手，探讨了以“能力导向”的《机械系统设计》课程改革基本原则，在此基础上构建了基于过程考核的课程改革框架。
二、新工科背景下《机械系统设计》课程改革要求分析
设计是体现人类智力、智能、智慧的高级活动，是科学与艺术结合的技术，“新工科”《机械系统设计》课程改革要有利于增强工科学生价值感与使命感，有利于学生兴趣的形成，有利于学生在更高层次和境界上创造性工作。为实现这一目标，课程改革必须以发展创新思维和创新能力为目标，以培养综合应用能力为重点，对学生在课程学习过程中开展全过程、多样化的考核与评价。简而言之，《机械系统设计》课程教学目标需要以能力为导向，加强课程的过程考核评价。
纵观国外对能力导向的课程教学，课程教学目标是围绕包括专业能力、方法能力和社会能力三大能力培养进行的，课程教学过程中对每一步、每一阶段都进行考核与管理，使每一个教学环节的实施效果得到及时反馈，任课教师及时进行调整和完善。在国内，能力导向的课程教学逐渐成为主流，各个学校也对能力导向的课程教学改革进行了探索，取得了阶段性的成果，但是改革还没到位，没有形成完整的体系。
三、能力导向的《机械系统设计》课程改革研究
本文按照合肥工业大学“能力导向的一体化教学体系”建设的工作要求，以能力为导向，根据机械系统设计课程特点和机械专业人才培养目标，整合、优化课程教学体系，利用理论与实践相结合的方式，实现“教、学、做”一体化的课程教学模式。在具体的实施过程中，具体改革从以下几个方面展开。
1.优化课程教学内容。在保证核心课程固定、模块框架不变的前提下，结合社会需求及现代机械设计的特点，不断优化课程教学内容。采用原理讲述与实际案例相结合的方式阐述机械系统设计的基本方法和原理，建立机械系统设计所需的系统的知识结构，培养学生贯通现代机械系统的创新设计意识、思维和能力。
在课程教学过程中，将新型机械系统案例引入课堂教学中，使课程内容更加贴近现代科技发展的实际情况。另外，积极引入大学生创新创业教育的有关内容，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力及团队合作能力，鼓励学生积极申报相关的创新创业项目，使学生在竞赛中得到锻炼，促进创新能力的培养。
2.改变传统的授课方式，探索翻转课堂。随着“互联网+”时代的到来，各种基于移动互联网的教学辅助平台应运而生。为了提高学生的综合素质和能力，培养复合型人才，在机械系统设计课程教学中积极尝试翻转课堂的教学模式。重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生，教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课前完成自主学习，他们可以看视频讲座、听播客、阅读功能增强的电子书，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料。教师也能有更多的时间与每个人交流。在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。在教学过程中选取2—3次课的内容进行翻转课堂式的教学，充分调动学生学习的积极性和主动性，使学生对课程内容印象深刻。
3.改变课程考核方法，制定综合系统的考核体系。随着教学方法和手段的改革，传统的考核方法已经不能适应教学改革的要求。本文围绕学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统四个层面的能力培养目标，制定课程考核评价的具体内容，将考核内容细分并分配了不同的权重，具体为综合考试0.4、实践环节0.2、平时作业0.1、设计作业0.2、考勤0.1。在执行的过程中，综合考试以期末考试为主，实践环节以课程实验为主，设计作业主要结合创新创业大赛及各类学科竞赛主题，完成相关机械产品的设计工作，并撰写项目申报书。设计作业以小组的形式完成，组内细化每个学生的任务，以团队合作的方式完成项目的设计工作，课上进行小组间的互评和讲评，并强化小组内每个学生的参与性，避免个别学生“搭车”。建立系统完整的考核体系，使课程评价从结果驱动向过程驱动转变。
4.在现有实践环节基础上，增加创新设计大作业。在机械系统设计课程教学方面，一方面将部分实验课时改为设计作业，根据课程教授的方法，指导学生分组进行产品设计。设计作业的内容是创新创业竞赛的相关主题内容以及科研项目中的工程问题，要求学生充分利用互联网技术和学校已有资源，充分发挥团队协作的能力，设计出具有创新性的机械产品。设计作业结果包括设计说明书和设计图纸，考核方式实行答辩制，学生要讲清楚自己的设计思想和设计过程，重点介绍和讨论创新点。另一方面需建立生产实习与课程内容的协同机制，将生产实习过程中的典型机械系统和产品引入课堂教学案例中，使课堂授课与生产实习环节紧密联系起来，从而弥补了现有机械系统课程教学和生产实际脱节的薄弱环节，不仅培养学生的创新思维和创新能力，而且还培养学生的工程实践能力。
四、课程改革效果
通过上述对《机械系统设计》这门课程进行教学改革和考核改革的探索与实践，学生参与课内外学习活动的积极性和主动性得到增强，学生之间的小组讨论，相互合作，促进了相互之间的沟通交流，培养了团队协作的能力。通过展示分享学习成果和体会，体验学习的快乐和成功的喜悦。建立了线上线下的师生交流平台，及时掌握每个同学的学习动态，实现了全方位、全天候的课程教学交流。通过以小组为单位的设计作业、课堂讨论等教学组织形式，以及将学生自我评价和小组成员互评纳入成绩考核评价体系中，促进了学生的自我管理意识和团队意识的增强。课程教学改革和考核改革达到了预期的目的，收到了良好的效果。
五、结语
以能力为导向的课程改革实践还在不断探索和改进，还需要进一步优化和完善。教学改革是一项系统工程，需要各方面协同工作，避免现行的教学管理制度对教改尝试的制约。尤其是在教学方法和考核方式方面，新的课堂教学方式和考核方式应该得到教学管理制度的认可，教师要转变教学理念、提升教学能力并积极开展尝试，学生要提升学习能力、主动学习积极适应课程改革的要求，共同提升教学质量。
参考文献：
[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，（3）：1-6.
[2]徐红芹，毛崇智，王红梅，等.我校《机械系统设计》课程教学的改革探索[J].教育教学论坛，2016，（52）：109-110.
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