金屬材料工程課程設(shè)計(jì)“一核心四協(xié)同”教學(xué)理念改革與實(shí)踐

陳桂娟 譚秀娟 馬志鵬 畢鳳琴

摘? 要：金屬材料工程課程設(shè)計(jì)作為培育材料專業(yè)學(xué)生工程能力的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)標(biāo)工程教育標(biāo)準(zhǔn)仍存在題目陳舊、工程背景不強(qiáng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及創(chuàng)新意識(shí)培育不足等問(wèn)題。該文以材料專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)為對(duì)象，基于工程教育理念，從題目設(shè)置、教學(xué)模式、組織形式、引導(dǎo)機(jī)制及考核方式維度出發(fā)，構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力為核心，CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作組織、學(xué)科競(jìng)賽引導(dǎo)和形成性評(píng)價(jià)考核共為協(xié)同的“一核心四協(xié)同”教學(xué)理念。金屬材料工程課程設(shè)計(jì)應(yīng)用表明該理念實(shí)踐成效顯著，可有效提升課程目標(biāo)達(dá)成度、學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)率。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計(jì)；工程教育；復(fù)雜工程問(wèn)題；CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；形成性評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）S1-0144-05

Abstract： As an important practical teaching approach for cultivating mechanical students' engineering ability， Metal Material Engineering Curriculum Design still has some problems according to engineering education standards， such as outdated topics， weak engineering background， and insufficient cultivation of teamwork and innovative awareness. Based on the concept of engineering education， this article presents a "One Core and Four Coordination" concept for the comprehensive curriculum design from the point of topic setting， teaching mode， organization form， guidance mechanism and assessment method. This concept centers on cultivating students' ability to solve complex engineering problems， and takes CDIO project drive， teamwork organization， subject competition guidance and formative evaluation and assessment as four collaborative ways. The application for Mechatronics and Hydraulic Integration System Design curriculum design shows that the concept has a good practice effect with an obviously improvement of the curriculum goals achievement， and the award rate in the subject competition.

Keywords： curriculum Design; engineering education; complex engineering problems; CDIO project-Driven; formative evaluation

基金項(xiàng)目：黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“‘雙創(chuàng)’人才培養(yǎng)理念下工程材料‘金課’建設(shè)與實(shí)踐”（SJGY20210142）、“基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的新材料設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系研究”（SJGY20210134）、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與材料專業(yè)工程人才融合培養(yǎng)的研究”（SJGY20210147）

第一作者簡(jiǎn)介：陳桂娟（1981-），女，漢族，遼寧瓦房店人，博士，副教授。研究方向?yàn)椴牧峡茖W(xué)與工程教學(xué)管理。

自我國(guó)2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》以來(lái)，工程教育理念成為高等教育本科人才培養(yǎng)的主流思想，各大高校在人才培養(yǎng)方案規(guī)劃、實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)等方面總結(jié)了諸多教學(xué)理念、方法及模式[1-3]。實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生獲得工程能力的重要途徑，成為工程教育改革的核心關(guān)注點(diǎn)，工程教育通用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其既有課程體系學(xué)分比例的底線要求，又有內(nèi)涵建設(shè)的質(zhì)量要求。課程設(shè)計(jì)作為實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)鞏固和加深理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高動(dòng)手能力具有重要意義，然而對(duì)標(biāo)工程教育“一核心，三理念，七標(biāo)準(zhǔn)，十二要求”，仍普遍存在題目單一陳舊、工程問(wèn)題背景不強(qiáng)、團(tuán)隊(duì)與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)不足等問(wèn)題，亟待開展其教育教學(xué)理念與模式研究[4-7]。

近年?yáng)|北石油大學(xué)金屬材料工程（簡(jiǎn)稱材料）專業(yè)持續(xù)開展CDIO、卓越工程師計(jì)劃及工程教育專業(yè)認(rèn)證等本科人才培養(yǎng)體系改革工作，并于2020年獲批黑龍江省一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)[8-9]。專業(yè)積極探索面向工程教育的實(shí)踐教學(xué)模式改革，針對(duì)金屬材料工程為主體的專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)，基于成果導(dǎo)向（OBE）理念重構(gòu)課程目標(biāo)，以學(xué)生為中心改革教學(xué)方法與組織形式，持續(xù)改進(jìn)課程考核評(píng)價(jià)方式，構(gòu)建了“一核心四協(xié)同”課程設(shè)計(jì)教學(xué)理念，旨在提升學(xué)生知識(shí)交叉運(yùn)用能力，培育學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)以及卓越工程素養(yǎng)，進(jìn)而具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力。

一? 課程設(shè)計(jì)任務(wù)與目標(biāo)

東北石油大學(xué)材料專業(yè)于第三學(xué)年下學(xué)期開展為期兩周的金屬材料工程課程設(shè)計(jì)，其主要任務(wù)是培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生使用現(xiàn)代工具進(jìn)行機(jī)械零件生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)與選材能力，訓(xùn)練學(xué)生人際交往能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，建立工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，具備初步的復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題解決能力，為培養(yǎng)合格工程師奠定基礎(chǔ)。

課程基于OBE理念的目標(biāo)如下：

1）了解機(jī)械零件服役工況，通過(guò)相關(guān)失效分析，確定該零件所需的主要性能指標(biāo)；

2）熟悉各種金屬材料性能、用途和加工生產(chǎn)工藝，能夠根據(jù)零件所需性能指標(biāo)合理選材；

3）結(jié)合選材特性，設(shè)計(jì)零件的生產(chǎn)工藝流程，具備解決基礎(chǔ)工程問(wèn)題的初步技能；

4）掌握機(jī)械零件的繪圖方法，具備計(jì)算機(jī)繪圖及編制文件的能力；

5）能夠運(yùn)用經(jīng)濟(jì)決策方法，評(píng)估所需材料的全壽命使用成本。

金屬材料工程課程設(shè)計(jì)作為金屬材料工程專業(yè)綜合性實(shí)踐課程，課程目標(biāo)支撐了問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、使用現(xiàn)代工具、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)合作及項(xiàng)目管理等多項(xiàng)畢業(yè)要求，既有知識(shí)的運(yùn)用又有非技術(shù)因素綜合素養(yǎng)的培育，涵蓋了培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力所需關(guān)鍵要求，創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)模式與實(shí)施舉措是課程落實(shí)工程教育理念的重要保障。

二? 傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

（一）? 題目單一陳舊，創(chuàng)新訓(xùn)練不足

傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)僅設(shè)置同一類型題目，區(qū)別也僅是設(shè)計(jì)參數(shù)不同，題目的總體設(shè)計(jì)方案、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟以及相關(guān)設(shè)計(jì)方法已形成定式，學(xué)生設(shè)計(jì)內(nèi)容同質(zhì)化嚴(yán)重；同時(shí)，由于設(shè)計(jì)題目多年不變，內(nèi)容陳舊，往屆學(xué)生留存了大量圖樣及相關(guān)參考資料，難免有部分學(xué)生存在抄襲現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，也就無(wú)法有效培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，更談不上創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

（二）? 復(fù)雜工程問(wèn)題對(duì)標(biāo)性不強(qiáng)，非技術(shù)因素缺失

工程教育注重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，而運(yùn)用深入工程原理、非常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與方法，平衡多因素沖突是解決復(fù)雜工程問(wèn)題應(yīng)具備的核心能力。課程設(shè)計(jì)題目設(shè)置普遍存在工程背景缺失，設(shè)計(jì)流程固定，分析原理同質(zhì)，工程標(biāo)準(zhǔn)單一等，設(shè)計(jì)目標(biāo)僅面向解決技術(shù)問(wèn)題，并未考慮經(jīng)濟(jì)、安全、法律、文化及環(huán)境等因素，培養(yǎng)過(guò)程方式無(wú)法有效對(duì)標(biāo)復(fù)雜工程問(wèn)題所需能力。

（三）? 團(tuán)隊(duì)協(xié)作不足，合作意識(shí)欠缺

教學(xué)過(guò)程中采用一組一題的合作學(xué)習(xí)模式，目的在于鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培育合作意識(shí)?，F(xiàn)實(shí)執(zhí)行過(guò)程中部分小組存在成員協(xié)作不足，缺乏擔(dān)當(dāng)意識(shí)，個(gè)別學(xué)生“蹭吃蹭喝”，設(shè)計(jì)任務(wù)僅靠幾個(gè)能力較強(qiáng)的學(xué)生完成，嚴(yán)重違背了課程設(shè)計(jì)合作學(xué)習(xí)模式的初衷。

（四）? 考核方式單一，缺乏形成性評(píng)價(jià)

工程教育目標(biāo)達(dá)成注重形成性評(píng)價(jià)，期望學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)過(guò)程，而最終考核成績(jī)僅依據(jù)完成圖紙及設(shè)計(jì)報(bào)告情況評(píng)定，對(duì)過(guò)程考核不足，缺乏對(duì)各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)學(xué)生表現(xiàn)的形成性評(píng)價(jià)，無(wú)法有效判斷學(xué)生任務(wù)完成的獨(dú)立性、主動(dòng)性、創(chuàng)新性，難以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

三? “一核心四協(xié)同”教學(xué)理念內(nèi)涵

培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力是本科工程教育的基本定位與核心問(wèn)題，本文在解析復(fù)雜工程問(wèn)題基本特征，學(xué)生應(yīng)具備能力基礎(chǔ)上，遵循工程教育“成果導(dǎo)向、學(xué)生中心、持續(xù)改進(jìn)”理念，結(jié)合材料專業(yè)課程特點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)，從題目設(shè)置、教學(xué)模式、組織形式、引導(dǎo)機(jī)制及考核方式維度提出了具有工程教育特質(zhì)的“一核心四協(xié)同”課程設(shè)計(jì)教學(xué)理念[10-11]。

“一核心”是以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力為核心，依托工程背景設(shè)置題目，從多角度提出高階設(shè)計(jì)要求，保證課題具備復(fù)雜工程問(wèn)題特征?！八膮f(xié)同”一是CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式協(xié)同，構(gòu)建包含構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和操作等環(huán)節(jié)的課程設(shè)計(jì)流程，通過(guò)“做中學(xué)”促使學(xué)生既掌握工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，又得以訓(xùn)練問(wèn)題分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、使用現(xiàn)代工具以及項(xiàng)目管理能力；二是團(tuán)隊(duì)協(xié)作組織形式協(xié)同，體現(xiàn)“學(xué)生為中心”理念，合理搭配學(xué)生項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，按興趣與能力分工協(xié)作完成設(shè)計(jì)任務(wù)，鍛煉團(tuán)隊(duì)合作精神；三是項(xiàng)目競(jìng)賽引導(dǎo)機(jī)制協(xié)同，基于“成果導(dǎo)向”理念鼓勵(lì)學(xué)生以課程設(shè)計(jì)題目參與學(xué)科競(jìng)賽，積極調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培育創(chuàng)新意識(shí)[12-13]；四是形成性評(píng)價(jià)考核方式協(xié)同，以過(guò)程匯報(bào)、成員互評(píng)、結(jié)題答辯和材料審核等多種形式“持續(xù)改進(jìn)”成績(jī)考核評(píng)價(jià)方式，對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)態(tài)度和設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)[14]。

四? “一核心四協(xié)同”教學(xué)理念實(shí)踐

（一）? 復(fù)雜工程問(wèn)題項(xiàng)目設(shè)置

基于復(fù)雜工程問(wèn)題基本特征，任課教師依托行業(yè)企業(yè)科研或工程項(xiàng)目，深入挖掘其中機(jī)械產(chǎn)品、裝置或系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為課程設(shè)計(jì)題目。要求一組一題，題目具有明確工程背景，設(shè)計(jì)內(nèi)容具備復(fù)雜性，存在材料、機(jī)械、力學(xué)等專業(yè)知識(shí)交叉運(yùn)用，遵循工程標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，需考量非技術(shù)因素平衡等。將上述要素整理規(guī)范形成設(shè)計(jì)任務(wù)書，分配給學(xué)生團(tuán)隊(duì)明確任務(wù)要求。

例如，任課教師結(jié)合東北石油大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┎牧蠈I(yè)辦學(xué)定位，設(shè)置了諸如“游梁抽油機(jī)鋼絲繩生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)” “井下抽油泵的凡爾（球） 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)”等石油機(jī)械零件生產(chǎn)工藝的系列題目。該類題目具有顯著的油氣裝備行業(yè)工程背景，學(xué)生在理論課程、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)積累了相關(guān)知識(shí)；任務(wù)內(nèi)容包含材料、機(jī)械、力學(xué)等專業(yè)知識(shí)交叉運(yùn)用，學(xué)生需使用深入的工程原理進(jìn)行分析；設(shè)計(jì)過(guò)程需要考慮油田設(shè)備服役環(huán)境、操作規(guī)范及安全環(huán)保要求，了解零件常見失效形式；分析加工零件的材料應(yīng)具備的力學(xué)性能、工藝性能、采購(gòu)成本；根據(jù)實(shí)際情況和選材方案，設(shè)計(jì)零件尺寸，滿足使用要求；參考同類零件材料生產(chǎn)加工工藝流程，從能源消耗和環(huán)境保護(hù)角度制定合理方案。學(xué)生要在遵守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)前提下平衡多項(xiàng)因素，該類題目要素恰當(dāng)?shù)仄鹾狭藦?fù)雜工程問(wèn)題特征[15]。

（二）? CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

CDIO倡導(dǎo)在工程領(lǐng)域具體情境中實(shí)施學(xué)生專業(yè)知識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)[16]?；贑DIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程設(shè)計(jì)模式共分四階段：①構(gòu)思階段，學(xué)生理解課題研究目的意義，分析所解決工程問(wèn)題復(fù)雜性，掌握設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)與非技術(shù)要求，教師協(xié)助分析本項(xiàng)目涉及關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)；②設(shè)計(jì)階段，學(xué)生進(jìn)行資料調(diào)研，提出初始設(shè)計(jì)方案，項(xiàng)目組研討、論證、分析、優(yōu)化，確定最終實(shí)施方案，完成項(xiàng)目成員任務(wù)分配，教師輔助指導(dǎo)方案論證思維、方法與技巧；③實(shí)施階段，學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)與相關(guān)設(shè)計(jì)分析軟件，形成模型、圖紙、報(bào)告等成果形式，互動(dòng)交流修訂設(shè)計(jì)內(nèi)容，期間教師定期解答學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題，對(duì)個(gè)別困難學(xué)生進(jìn)行重點(diǎn)指導(dǎo)；④驗(yàn)收階段，項(xiàng)目組代表通過(guò)答辯展示設(shè)計(jì)成果，匯報(bào)成員工作，交流經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，教師點(diǎn)評(píng)項(xiàng)目情況，講授經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，完成學(xué)生考核評(píng)定。

例如，4～5名同學(xué)組成課設(shè)小組，推選出組長(zhǎng)，認(rèn)真解讀任務(wù)書，確定課設(shè)題目為“抽油機(jī)空心抽油桿的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)”；首先，組會(huì)剖析課題，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容，組長(zhǎng)進(jìn)行任務(wù)分解并分配，分頭調(diào)研資料，累積抽油機(jī)空心抽油桿服役工況、失效形式等相關(guān)知識(shí)；其次，定期開展組內(nèi)碰頭會(huì)，實(shí)現(xiàn)資源共享，確定下一步工作重點(diǎn)——確定抽油機(jī)空心抽油桿正常工作時(shí)應(yīng)滿足的性能要求，并選擇不少于三種符合要求的材料；再者，結(jié)合工藝性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)所選材料進(jìn)行綜合分析，小組討論選定最佳材料，并確定抽油機(jī)空心抽油桿的熱處理工藝、加工尺寸、技術(shù)要求以及檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法；然后，應(yīng)用SolidWorks軟件繪制工程圖紙，制定和規(guī)劃抽油機(jī)空心抽油桿的整體工藝流程、檢驗(yàn)、熱處理等工藝卡片。最后，撰寫項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告，制作匯報(bào)ppt展示設(shè)計(jì)成果，教師評(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)確定考核成績(jī)。

（三）? 團(tuán)隊(duì)協(xié)作組織形式

團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)是現(xiàn)代工程師應(yīng)具備的基本素養(yǎng)，是解決復(fù)雜工程問(wèn)題所需的重要能力，也是實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的關(guān)鍵任務(wù)。其實(shí)施途徑一是構(gòu)建團(tuán)結(jié)互助項(xiàng)目組，以成績(jī)?yōu)閰^(qū)分度，按成員合作意向，自由搭配形成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，保證成員能力均布，協(xié)作氛圍融洽。二是采用組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制運(yùn)行課題，成員競(jìng)爭(zhēng)聘任項(xiàng)目組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)課題協(xié)調(diào)管理，包括成員任務(wù)分配與溝通交流，制定項(xiàng)目執(zhí)行計(jì)劃等。三是項(xiàng)目任務(wù)分配模塊化，依據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容、成員興趣與能力專長(zhǎng)將任務(wù)分解為多個(gè)模塊，做到成員任務(wù)分配合理、責(zé)任清晰，確保項(xiàng)目執(zhí)行進(jìn)度。四是建立監(jiān)督促進(jìn)機(jī)制，項(xiàng)目總體成績(jī)與個(gè)人成績(jī)掛鉤，項(xiàng)目組成員進(jìn)行動(dòng)態(tài)淘汰，培養(yǎng)成員團(tuán)隊(duì)與責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)。

例如，為構(gòu)建4～5人的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，以成績(jī)績(jī)點(diǎn)為依據(jù)將學(xué)生知識(shí)水平分為4個(gè)層級(jí)，不同層級(jí)學(xué)生按照能力互補(bǔ)自由組合原則形成團(tuán)隊(duì)，避免部分小組成績(jī)優(yōu)異學(xué)生集中，成員合作不和諧等問(wèn)題。不局限于學(xué)生成績(jī)，通過(guò)自薦或推選方式，確定管理協(xié)調(diào)能力強(qiáng)、知識(shí)水平高、有責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)膶W(xué)生作為項(xiàng)目組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目組織實(shí)施。按任務(wù)要求將項(xiàng)目分解為零件服役工況分析、失效形式分析、選材及優(yōu)化、確定零件尺寸、制定生產(chǎn)加工工藝流程、成品檢驗(yàn)涂裝、評(píng)估全壽命使用成本以及撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告和匯報(bào)材料等任務(wù)模塊，成員各司其職分擔(dān)項(xiàng)目任務(wù)，組長(zhǎng)協(xié)調(diào)任務(wù)執(zhí)行情況。以項(xiàng)目總體成績(jī)作為成員個(gè)人成績(jī)均值，建立成員團(tuán)隊(duì)責(zé)任意識(shí)，針對(duì)個(gè)別消極怠工成員，組長(zhǎng)與成員可申請(qǐng)其退出項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，取消課程成績(jī)，激發(fā)成員完成任務(wù)主動(dòng)性。

（四）? 學(xué)科競(jìng)賽引導(dǎo)機(jī)制

學(xué)科競(jìng)賽是提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力素質(zhì)和綜合能力素質(zhì)的重要途徑，與課程設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)具有異曲同工之處，開展二者過(guò)程、內(nèi)容與組織形式的深度融合有助于共同促進(jìn)目標(biāo)達(dá)成。競(jìng)賽導(dǎo)向可增強(qiáng)課程設(shè)計(jì)高階性，以參與競(jìng)賽為目標(biāo)設(shè)置部分課程設(shè)計(jì)題目、要求與成果形式，難度上明顯高于傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，可促使學(xué)生掌握高階知識(shí)，形成高階思維和能力以解決復(fù)雜工程問(wèn)題；競(jìng)賽導(dǎo)向提升課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新性，學(xué)科競(jìng)賽聚焦于以發(fā)明創(chuàng)新填補(bǔ)工程技術(shù)與產(chǎn)品空白，以課程設(shè)計(jì)培育競(jìng)賽項(xiàng)目有助于提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)；競(jìng)賽激勵(lì)提升課程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)度，在傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生趨向容易完成挑戰(zhàn)性低的題目，而在學(xué)科競(jìng)賽激勵(lì)制度下，依托課程設(shè)計(jì)參與學(xué)科競(jìng)賽，顯著增強(qiáng)學(xué)生挑戰(zhàn)復(fù)雜性設(shè)計(jì)題目的意愿。

例如，教師依托課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)，完成先前已立項(xiàng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，預(yù)研培育“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等新項(xiàng)目，輔助教師執(zhí)行相關(guān)科研課題，開展下一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)題目前期鋪墊。學(xué)科競(jìng)賽與課程設(shè)計(jì)促進(jìn)融合，教師學(xué)生教學(xué)相長(zhǎng)，近些年專業(yè)學(xué)生課程設(shè)計(jì)主動(dòng)性顯著增強(qiáng)，成果形式更加豐富，質(zhì)量有效提升，學(xué)科競(jìng)賽學(xué)生參與率、獲獎(jiǎng)率明顯升高。

（五）? 形成性評(píng)價(jià)考核方式

形成性評(píng)價(jià)是一種在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)的方式，著重關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、過(guò)程、參與程度和學(xué)習(xí)態(tài)度等。金屬材料工程課程設(shè)計(jì)依據(jù)執(zhí)行過(guò)程、組織形式、成果要求制定了形成性評(píng)價(jià)方式，考核成績(jī)主要包括組內(nèi)評(píng)分、組間評(píng)分、指導(dǎo)教師評(píng)分（設(shè)計(jì)過(guò)程）、課程設(shè)計(jì)論文打分（指導(dǎo)教師和答辯小組平均分）、課程設(shè)計(jì)答辯，具體評(píng)分細(xì)則見表1。

五? 教學(xué)理念改革實(shí)施成效

（一）? 課程目標(biāo)達(dá)成度顯著提升

我校材料專業(yè)2018年開展工程教育認(rèn)證改革工作以來(lái)，基于“一核心四協(xié)同”教學(xué)理念持續(xù)改進(jìn)金屬材料工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)工作，教學(xué)成效日漸顯著。課程目標(biāo)達(dá)成度是反映教學(xué)效果的直觀指標(biāo)，2015級(jí)傳統(tǒng)教學(xué)模式與2017級(jí)新型教學(xué)模式下，學(xué)生課程的目標(biāo)達(dá)成度如圖1所示。由圖1可知，5項(xiàng)課程目標(biāo)均不同程度有所提高，尤其是目標(biāo)2非技術(shù)因素、目標(biāo)4團(tuán)隊(duì)合作和目標(biāo)5項(xiàng)目管理有顯著提升，這正與“一核心四協(xié)同”理念強(qiáng)調(diào)的解決復(fù)雜工程問(wèn)題為核心、團(tuán)隊(duì)協(xié)作協(xié)同、CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)協(xié)同宗旨具有良好的匹配性，形成性評(píng)價(jià)協(xié)同又進(jìn)一步促進(jìn)了上述宗旨的落實(shí)。

（二）? 學(xué)科競(jìng)賽參與獲獎(jiǎng)率明顯增高

學(xué)科競(jìng)賽與課程設(shè)計(jì)互助協(xié)同，為課程設(shè)計(jì)建立了成果導(dǎo)向，為學(xué)科競(jìng)賽提供了實(shí)踐平臺(tái)。專業(yè)師生依托金屬材料工程課程設(shè)計(jì)開展學(xué)科競(jìng)賽培育，近三年（2020—2022年）獲批了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目國(guó)家級(jí)2項(xiàng)，省級(jí)40余項(xiàng)，獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng)，獲得全國(guó)大學(xué)生金相技能大賽、中國(guó)大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國(guó)大學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力大賽、“挑戰(zhàn)杯”黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽特等獎(jiǎng)、金獎(jiǎng)10余項(xiàng)。相比于前三年（2017—2019年）專業(yè)學(xué)生的學(xué)科競(jìng)賽參與率25.4%（95項(xiàng)/374人）與獲獎(jiǎng)率10.4%（39項(xiàng)/374人），近三年參與率提升至51.3%（249項(xiàng)/485人），獲獎(jiǎng)率達(dá)到35.1%（170項(xiàng)/485人），且顯著高于學(xué)院平均水平，學(xué)科競(jìng)賽與課程設(shè)計(jì)形成了和諧共贏促進(jìn)機(jī)制。

六? 結(jié)束語(yǔ)

課程設(shè)計(jì)作為培育學(xué)生工程能力的重要途徑，如何在教學(xué)模式中有效融入工程教育核心理念是其教育教學(xué)改革的重點(diǎn)。本文以金屬材料工程課程設(shè)計(jì)為對(duì)象，結(jié)合教學(xué)過(guò)程提出了目標(biāo)與舉措逐一匹配的“一核心四協(xié)同”綜合課程設(shè)計(jì)教學(xué)理念，實(shí)踐應(yīng)用佐證了理念的成效性，其核心思想與實(shí)施舉措為專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革工作提供了良好借鑒與參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林健.運(yùn)用研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)復(fù)雜工程問(wèn)題解決能力[J].高等工程教育研究，2017（2）：79-89.

[2] 鄒光明，劉源泂，肖涵，等.面向解決復(fù)雜工程問(wèn)題的機(jī)械工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2020，39（9）：221-226.

[3] 李超，董麗敏.工程認(rèn)證背景下科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)改革[J].黑龍江教育，2021（10）：6-7.

[4] 趙雷，楊奕，張利國(guó)，等.基于混合式教學(xué)的“液壓與氣壓傳動(dòng)”在線開放課程設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（5）：159-162.

[5] 李貴，蓬輝，王興東，等.數(shù)字智能化機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法探究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2020，39（6）：133-137.

[6] 王波，王美玲，劉偉，等.基于產(chǎn)出導(dǎo)向的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2019，38（9）：224-227.

[7] 薄瑞峰，梅瑛.突出新工科特色的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2018，35（S2）：230-232.

[8] 賈光政，劉文剛，李玉龍，等.液壓教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)研制[J].機(jī)床與液壓，2016，44（16）：96-100.

[9] 任永良，賈光政，王金東，等.基于FESTO氣動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的CDIO教學(xué)實(shí)踐[J].機(jī)床與液壓，2014，42（10）：114-117.

[10] 紀(jì)仁杰，劉永紅，蔡寶平，等.行業(yè)特色高校研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索——以立德樹人視域下“一核四翼”為例[J].中國(guó)高?？萍迹?021（3）：62-65.

[11] 齊文娟，孫佳，程然.面向應(yīng)用的電類專業(yè)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36（11）：194-197.

[12] 王毅，張滬寅，黃建忠.新工科人才培養(yǎng)導(dǎo)向的競(jìng)賽類實(shí)踐課程設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（8）：167-171.

[13] 蔣東霖，邵麗穎，丁頌.以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的應(yīng)用型高校機(jī)械工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究[J].長(zhǎng)春師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，39（2）：146-150.

[14] 楊寧，張進(jìn)，馬立香，等.“新工科”背景下“綜合課程設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)課程多元化考核改革實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（10）：190-196.

[15] 彭良貴，蔡明暉，丁樺，等.以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為核心的材料成形工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)[J].中國(guó)冶金教育，2019（3）：55-58.

[16] 朱向慶，胡均萬(wàn)，曾輝，等.CDIO工程教育模式的微型項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（11）：159-162.