張吉軍　衣淑娟　萬霖　王宏立　韓霞

［摘 要］文章基于新工科課程建設(shè)要求，分析了應(yīng)用型高校機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程的基本現(xiàn)狀。課程組以本校課程改革為契機(jī)，從課程內(nèi)容體系、教學(xué)模式、評價(jià)體系、專業(yè)興趣培養(yǎng)、課程實(shí)踐等方面提出了本課程教學(xué)改革策略，分析了實(shí)踐改革取得的成效，包括課程新知識(shí)體系構(gòu)建、問題導(dǎo)向式教學(xué)、專業(yè)文章閱讀及多元化課程評價(jià)實(shí)踐等方面，為應(yīng)用型高校同類型課程的改革建設(shè)提供必要的參考。

［關(guān)鍵詞］新工科背景；應(yīng)用型高校；機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）06-0026-03

新工科是相對傳統(tǒng)工科而言的，是以新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)為背景，既要發(fā)展建設(shè)新型工科專業(yè)，也要推動(dòng)現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新[1]。而現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新必然離不開工科專業(yè)課程的改革、創(chuàng)新與實(shí)踐發(fā)展。當(dāng)前，國家支持有特色的高水平地方高校發(fā)展，引導(dǎo)部分地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，把辦學(xué)真正轉(zhuǎn)到服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展上來，轉(zhuǎn)到產(chǎn)教融合、校企合作上來，轉(zhuǎn)到培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才上來[1]，并對相應(yīng)人才培養(yǎng)提出了新要求。因此，應(yīng)用型高校工科專業(yè)課程改革，既要考慮新時(shí)代新工科的背景要求，也要結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量要求進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。

制造業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有相當(dāng)重要的地位。而機(jī)械制造業(yè)又是制造業(yè)的核心行業(yè)，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展程度在很大程度上取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度。設(shè)計(jì)開發(fā)出更多高端的機(jī)械制造裝備就可以在一定程度上有效解決我國制造領(lǐng)域中的諸多“卡脖子”問題。因此，機(jī)械制造裝備的設(shè)計(jì)構(gòu)成了機(jī)械制造裝備研究的核心內(nèi)容之一?？梢?，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程對機(jī)械設(shè)計(jì)制造方向類專業(yè)人才培養(yǎng)具有重要的基礎(chǔ)作用。

課程建設(shè)是提高高等教育質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)[2]，任何教育的最終效果都取決于直接面對學(xué)生的課程建設(shè)和課程實(shí)施過程。當(dāng)前，應(yīng)用型高校機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程在多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造方向的專業(yè)課程體系中屬于必修專業(yè)課程。該課程涉及知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)[3]，對常用機(jī)械制造裝備的設(shè)計(jì)原理、方法、準(zhǔn)則要求等進(jìn)行較系統(tǒng)的介紹，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、問題分析能力、工程意識(shí)和綠色可持續(xù)發(fā)展思維等綜合素質(zhì)，為學(xué)生的后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)及未來職業(yè)發(fā)展奠定必要的基礎(chǔ)。

在新工科背景下，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)必然要向智能制造方向發(fā)展，而傳統(tǒng)的機(jī)械制造裝備必然要向智能化、服務(wù)化、綠色化方向發(fā)展。因此，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程的教育教學(xué)也必然要緊跟新時(shí)代新政策、新技術(shù)的發(fā)展而不斷持續(xù)改進(jìn)。

一、應(yīng)用型高校機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程的基本現(xiàn)狀

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造方向?qū)I(yè)的主干課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中起到了重要的支撐作用。但是目前在應(yīng)用型高校中，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，該課程存在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式不夠先進(jìn)、課程知識(shí)點(diǎn)較多、教學(xué)課時(shí)數(shù)不足、理論深度較大、實(shí)踐條件較弱等問題，不能很好地適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。

（一）教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式偏于傳統(tǒng)，未形成新知識(shí)體系

本課程是由有關(guān)機(jī)床、夾具、刀具等傳統(tǒng)課程內(nèi)容整合而成的一門綜合課程，因此部分教材的教學(xué)內(nèi)容仍主要以“機(jī)床及典型部件設(shè)計(jì)”“夾具設(shè)計(jì)”和“刀具設(shè)計(jì)”內(nèi)容為主，內(nèi)容體系不夠先進(jìn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和信息技術(shù)的迭代升級，一些新技術(shù)、新裝備逐步應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)，但教學(xué)內(nèi)容并未及時(shí)跟進(jìn)，關(guān)于新技術(shù)的課時(shí)數(shù)偏少，因此需要形成既兼顧傳統(tǒng)又能反映新時(shí)代新技術(shù)的課程新知識(shí)體系。同時(shí)，本課程教學(xué)仍以傳統(tǒng)講授式為主，課堂互動(dòng)氛圍不佳，學(xué)生興趣不濃，需要進(jìn)一步持續(xù)完善。

（二）知識(shí)點(diǎn)比較抽象、理論深度較大

本課程是一門綜合課程，其知識(shí)點(diǎn)多、理論較深，還比較抽象，使學(xué)生學(xué)習(xí)有一定難度。而應(yīng)用型人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)專業(yè)應(yīng)用能力、實(shí)用技術(shù)的培養(yǎng)，對理論深度不做過高要求，因此需要相應(yīng)調(diào)整本課程的理論深度。

（三）學(xué)生工程學(xué)術(shù)意識(shí)、專業(yè)興趣的培養(yǎng)不足

興趣是最好的老師。擁有專業(yè)興趣和專業(yè)能力的學(xué)生才能在未來的職業(yè)生涯中更好地發(fā)揮自己的潛能。因此，應(yīng)用型人才培養(yǎng)既要注重學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的提升，也要積極發(fā)展學(xué)生的專業(yè)興趣和工程學(xué)術(shù)意識(shí)。然而，本課程目前仍局限在傳授知識(shí)、培養(yǎng)裝備設(shè)計(jì)應(yīng)用能力上，需要進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣和學(xué)術(shù)意識(shí)。

（四）課程評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)形式較單一

由于受傳統(tǒng)教學(xué)模式的長期影響，本課程主要以期末考試成績?yōu)橹鱽碓u價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)。這種評價(jià)方式注重結(jié)果評價(jià)、不注重過程評價(jià)，評價(jià)方法單一、評價(jià)理念不先進(jìn)，難以適應(yīng)新時(shí)代應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求，需要持續(xù)改進(jìn)。

（五）課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐條件需要加強(qiáng)，學(xué)生實(shí)踐能力需要提升

本課程是多門傳統(tǒng)課程整合而成的一門綜合課，課程內(nèi)容與機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)生產(chǎn)緊密相關(guān)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。但是由于受資金等多方面因素的制約，本課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐條件方面都存在不足，比如實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量和先進(jìn)性不足，開展的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新性、綜合性實(shí)驗(yàn)條件缺乏，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；課程實(shí)踐基地或?qū)嵺`企業(yè)數(shù)量不足、與本校合作深度不夠，學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練的機(jī)會(huì)不多，實(shí)踐能力提升受到影響。

二、課程改革的具體實(shí)施方案

（一）優(yōu)化課程的內(nèi)容體系

課程組依據(jù)新工科建設(shè)要求，對課程知識(shí)體系進(jìn)行優(yōu)化。在保留“機(jī)床及典型部件設(shè)計(jì)”“夾具設(shè)計(jì)”和“刀具設(shè)計(jì)”等傳統(tǒng)內(nèi)容基礎(chǔ)上，重點(diǎn)將“工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)”“生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“機(jī)械加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)”等新技術(shù)內(nèi)容納入課程體系。學(xué)界普遍認(rèn)為“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)”課程內(nèi)容是機(jī)械類專業(yè)實(shí)現(xiàn)新工科目標(biāo)的有力支撐[4]，因此課程組增加了工業(yè)機(jī)器人等新技術(shù)的教學(xué)課時(shí)數(shù)，縮減了傳統(tǒng)技術(shù)課時(shí)數(shù)。以報(bào)告或講座形式介紹人工智能、智能制造、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等前沿技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用。努力實(shí)現(xiàn)課程新內(nèi)容體系中傳統(tǒng)技術(shù)、新技術(shù)和前沿技術(shù)的有機(jī)結(jié)合和動(dòng)態(tài)發(fā)展。在課程理論上強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論，并將之與工程案例相結(jié)合，重在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)開發(fā)能力；簡化抽象原理，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、系統(tǒng)性及先進(jìn)性。優(yōu)化后的課程內(nèi)容既適應(yīng)新工科背景下的課程體系改革要求，也適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

（二）創(chuàng)新課程的教學(xué)模式

改變傳統(tǒng)單向講授式的課堂教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，營造師生間、生生間多向互動(dòng)、開放式的課堂氛圍。師生之間的深度互動(dòng)是消除師生淡漠關(guān)系的有效路徑[5]，是提高課堂活躍度的有效方式。可建立問題引導(dǎo)式課堂，引導(dǎo)學(xué)生積極提出問題、思考問題并給出解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，以問題為媒介建立師生間的深度互動(dòng)。例如在課程實(shí)踐中，教師合理設(shè)計(jì)每一個(gè)課程問題，用課程問題將教學(xué)各環(huán)節(jié)連接起來，鼓勵(lì)學(xué)生回答問題并與教師、同學(xué)互相探討。實(shí)踐表明，學(xué)生的思考積極性得到了提高，課堂氛圍更加活躍。課程組積極探索線下線上相結(jié)合的新型教學(xué)方式，充分利用互聯(lián)網(wǎng)教育新技術(shù)、新資源為課程教學(xué)服務(wù)。

（三）完善課程的評價(jià)體系

新工科背景下，傳統(tǒng)的以考試為主的課程評價(jià)方式已不能適應(yīng)新時(shí)代課程評價(jià)的目標(biāo)要求。因此，本課程的評價(jià)采用考試評價(jià)與過程評價(jià)相結(jié)合的多元化課程評價(jià)體系，且二者在課程評價(jià)體系中具有同等重要的地位。其中，考試評價(jià)主要包括平時(shí)小測驗(yàn)和期末考試，平時(shí)小測驗(yàn)采用開卷或閉卷的方式；過程評價(jià)主要考查學(xué)生在課程教學(xué)過程中參與相關(guān)活動(dòng)或任務(wù)的完成情況，其內(nèi)容是多樣的，可包括但不限于出勤、課堂問答討論、課堂演講、期刊閱讀、大作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)、課程論文、課程項(xiàng)目等多方面內(nèi)容，可依據(jù)課程教學(xué)要求進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。課程組利用新的評價(jià)體系對學(xué)生考試成績和過程評價(jià)成績進(jìn)行分析，得出結(jié)論：相對于以考試為主的傳統(tǒng)課程評價(jià)方式，多元化課程評價(jià)體系提高了課程評價(jià)的難度，但是評價(jià)穩(wěn)定性較高[6]，能實(shí)現(xiàn)較全面的課程評價(jià)。對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、興趣動(dòng)力、課堂氛圍等方面的綜合分析表明，多元化課程評價(jià)有利于激發(fā)學(xué)生的課程興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)課程的良好教學(xué)效果。

（四）實(shí)施培養(yǎng)學(xué)生工程學(xué)術(shù)意識(shí)及專業(yè)興趣的期刊閱讀模式

本課程不僅傳遞給學(xué)生關(guān)于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)原理與方法的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)能力，還在熏陶學(xué)生專業(yè)興趣和工程學(xué)術(shù)意識(shí)方面發(fā)揮積極作用。課程教學(xué)中后期，教師依據(jù)本課程涉及的主要教學(xué)內(nèi)容，提煉出若干技術(shù)關(guān)鍵詞，指導(dǎo)學(xué)生選擇感興趣的關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫或百度文庫等平臺(tái)搜索并下載一篇相應(yīng)的、難度適中的專業(yè)期刊論文，要求學(xué)生反復(fù)研讀、交流、思考，并寫出閱讀報(bào)告，這項(xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)作為課程過程評價(jià)考核的一部分。從近幾年的教學(xué)實(shí)踐來看，學(xué)生對這一做法反響良好。學(xué)生普遍認(rèn)為：通過閱讀，了解了期刊學(xué)術(shù)論文的內(nèi)容、格式和基本要求，培養(yǎng)了基本的工程學(xué)術(shù)意識(shí)；通過閱讀，拓寬了知識(shí)視野，深化了課堂學(xué)習(xí)；通過閱讀，感受到科學(xué)研究的不易，產(chǎn)生對學(xué)者的崇敬之情；通過閱讀，更深刻地了解了機(jī)械專業(yè)及課程知識(shí)的重要性，對機(jī)械專業(yè)的地位和影響認(rèn)識(shí)更加清晰，進(jìn)一步增強(qiáng)了對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣?？梢?，閱讀期刊學(xué)術(shù)論文能夠拓展學(xué)生知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、提升學(xué)生專業(yè)興趣、實(shí)現(xiàn)課程思政育人，是值得持續(xù)完善并長期實(shí)踐下去的。當(dāng)然，為了閱讀實(shí)踐活動(dòng)取得真正實(shí)效，就要解決一些實(shí)際問題，例如：如何保證學(xué)生選擇的學(xué)術(shù)論文難度適中，具有可讀性；如何保證學(xué)生真正讀透學(xué)術(shù)論文，有所領(lǐng)悟，學(xué)有所得，而不是敷衍應(yīng)付任務(wù)；如何合理地評價(jià)學(xué)生的閱讀實(shí)踐活動(dòng)、起到的激勵(lì)作用，等等。解決了這些問題，閱讀實(shí)踐活動(dòng)才能真正取得實(shí)效。

（五）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)與基地的建設(shè)，拓展產(chǎn)教融合模式

實(shí)踐教學(xué)在學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)過程中起到了十分重要的作用[7]?；趹?yīng)用型工科人才培養(yǎng)要求及課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，本課程需要加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐基地的建設(shè)，積極拓展與企業(yè)的產(chǎn)教融合合作，為學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)提供強(qiáng)有力的保障。應(yīng)加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)投入，配備較先進(jìn)的綜合試驗(yàn)設(shè)備，大力開展創(chuàng)新型、綜合型實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。對于有些不容易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，可以采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，因此要加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)或者與其他已經(jīng)成熟的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)共享，使實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練真正落到實(shí)處，促使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫秸嬲奶嵘?。要積極開展與設(shè)計(jì)制造企業(yè)的合作，搭建更多實(shí)訓(xùn)基地，保證學(xué)生有更多機(jī)會(huì)深入制造企業(yè)，切身感受企業(yè)的制造裝備類型、使用方法、先進(jìn)程度和存在問題，為畢業(yè)后機(jī)械制造裝備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供必要的實(shí)際體驗(yàn)。在校企實(shí)訓(xùn)合作基礎(chǔ)上，探索建立校企合作育人的試驗(yàn)區(qū)，學(xué)校提供師生等人才支持，企業(yè)提供試驗(yàn)空間與技術(shù)條件，雙方合作解決企業(yè)的技術(shù)問題或進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，為企業(yè)進(jìn)行訂單式人才培養(yǎng)，努力實(shí)現(xiàn)校企共贏的產(chǎn)教融合新模式。

（六）鼓勵(lì)學(xué)生積極參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)大賽

為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和競爭意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生將本課程所學(xué)的設(shè)計(jì)原理及知識(shí)加以實(shí)際應(yīng)用的能力，積極引導(dǎo)學(xué)生組成聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，鼓勵(lì)學(xué)生在教師指導(dǎo)下，以課程習(xí)得的機(jī)床設(shè)計(jì)、機(jī)器人設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)等制造裝備設(shè)計(jì)原理為基礎(chǔ)，在虛擬計(jì)算機(jī)環(huán)境下進(jìn)行機(jī)械制造裝備三維結(jié)構(gòu)的自由創(chuàng)新設(shè)計(jì)。對于綜合評估好的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，給予財(cái)力支持，幫助學(xué)生制造出基本原型機(jī)并參加多種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)大賽，如“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。近兩年的大賽實(shí)踐中，學(xué)生取得了多項(xiàng)大獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)層次逐步提高，鍛煉了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、軟件應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新意識(shí)，符合應(yīng)用型工科人才的實(shí)踐要求。目前，由于學(xué)生興趣意愿及相關(guān)支持條件的限制，參與大賽的學(xué)生規(guī)模較小，能夠獲得鍛煉的學(xué)生較少，因此今后將積極爭取各種支持條件，引導(dǎo)更多學(xué)生參與大賽。

三、結(jié)語

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程的改革要以新工科建設(shè)為指導(dǎo)，在課程內(nèi)容體系、教學(xué)模式、評價(jià)體系、專業(yè)興趣培養(yǎng)、工程素養(yǎng)培育及實(shí)踐教學(xué)等方面持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)其不僅傳授學(xué)生專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力，也培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和工程學(xué)術(shù)意識(shí)的目標(biāo)，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)開發(fā)人才提供有力支撐。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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[7] 王婋，潘琳，朱芳冰，等.新工科背景下人才培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)及思考[J].大學(xué)教育，2021（8）：125-127.

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