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［摘要］我们以机械工程教育专业认证为推动力，结合本校机械制造及自动化专业的培养目标，围绕“以学生为中心”的核心理念，改革机械设计的教学内容、教学方法、实践教学和考核评价体系，探索符合本课程达成毕业要求的指标点和持续改进的教学新机制。
［关键词］专业认证；机械设计；教学改革；以学生为中心
工程教育专业认证是针对高等学校工科专业实施的专门性认证，也是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础。2013年，中国成为《华盛顿协议》预备会员，标志着中国工程教育专业认证体系得到国际认可［1］。工程教育专业认证通用标准中明确提出要以学生为中心，以能力培养为导向。机械工程本科专业认证要求通过12个方面的知识和能力，从整体上评价学生的质量和毕业生的状况［2］。因此，高校应围绕以学生综合素质培养为中心的目标进行教学资源配置、教学安排、教学设计和教学实施。机械设计是机械制造及自动化专业的一门重要技术基础课，旨在培养学生的工程意识和分析、解决问题的能力，特别是培养学生综合运用所学知识进行机械设计、开发和创新的能力，覆盖了机械工程本科专业认证要求的多个指标点。为达成机械制造及自动化专业的工程教育专业认证要求和我校的培养目标，我们拟对机械设计课程的教学内容、教学方法、实践教学及考核评价体系进行改革，以期建立符合工程教育专业认证标准、达成毕业要求指标点和持续改进的教学新机制。
一、机械设计课程教学现状
1．教学内容陈旧。机械设计课程重点讲授工程基础知识，涉及较多抽象的概念和公式，内容较枯燥，缺乏对机械工程新技术、新工艺的介绍，导致学生对学科发展前沿和最新科研成果及技术缺乏了解，对学习缺乏兴趣。学生能力和素质培养脱节，教学无法达成工程教育专业认证的毕业要求指标点。2．教学方法单一。传统的教学以老师为中心，老师通过系统地讲授，把书本知识传递或灌输给学生。学生处于被动学习状态，缺乏独立思考能力，学习兴趣不高，不善于提出、分析并解决实际工程问题，无法满足工程教育专业认证对毕业生的能力要求和工程要求。3．实践教学设置不合理。机械设计课程包括理论教学和实践教学（实验教学和课程设计）两部分，通常实验和课程设计安排在理论课程结束后进行，这就导致学生产生知识断层，影响了其对理论知识的理解和巩固。另外，实验课时较少、实验设备陈旧也影响了学生创新思维的发展。课程设计的题目单一，基本是二级减速器的设计，脱离实际工程背景，制约了学生自主设计和创新能力的培养，实践教学很难达成工程教育专业认证对培养目标和毕业生能力的要求。4．考核评价方式单一。传统的考核评价体系主要由期末考试成绩、平时作业和上课出勤率三部分组成。这样的评价方式导致部分学生平时抄作业，考前搞突击，甚至出钱请人“点到”，其学习积极性受到了严重影响。将分数作为评价一门课程教学是否成功的主要依据，无法体现工程教育专业认证关于持续改进的教学理念。
二、机械设计课程教学改革探索
为了达成本课程对专业培养目标和毕业生质量的支撑，笔者结合多年来的教学和实践经验，从本校的培养目标出发，围绕“以学生为中心”的核心理念，对教学内容、教学方法、实践教学和考核评价体系进行了改革，探索机械设计的教学新机制［3］。
（一）教学内容的改革
根据工程教育专业认证标准和本校的专业培养目标，我们确立了本课程所覆盖的毕业要求和指标点，并结合生产实践和社会发展需要，重组课程教学内容，以充分反映机械领域的发展前沿和新成果。教学内容以机械设计的共性规律、零部件的基本理论和方法为重点，略去了复杂公式的推导，增加了现代先进的设计方法和新技术、新工艺、新材料，以适应行业产业升级对人才知识结构的需要。我们组织学生参加知名高校、科研机构和先进企业科研人员来院开设的机械论坛和讲座，使其了解机械领域生产和研发的新成果和新技术，开阔学生的视野，激发学生的学习动力。同时，我们重视理论与实践相结合，将典型的工程实际问题引入理论教学，让学生带着问题思考、分析、讨论和交流，加深学生对基本原理和概念的理解，培养学生的知识应用能力和解决复杂工程问题的能力。我们还充分利用互联网服务平台提供的优质、便捷的教学共享资源，引导学生通过观看网络视频和课件，进行课前预习和课后复习，使学生变被动学习为主动学习，培养学生自主学习、终身学习的能力和使用现代化工具的能力。
（二）教学方法的改革
在工程教育专业认证体系下，我们改进了教学方式，以保证知识传播、能力训练和素质培养；结合本校的办学特色和培养目标，探索了“以学生为中心”的“面授教学＋互联网辅助教学＋小组讨论＋研究性学习”的混合教学模式，为学生营造自主学习、崇尚创新、能力培养及个性发展的学习氛围，培养学生的自主学习能力和团队协作能力，提高其工程意识和设计技能。引导性面授讲课仍是主要的教学方法。老师借助视频、动画、可视化CAD三维产品及实物模型等教学工具，以分析和解决问题为主线，通过与学生的互动强化基础和重难点的讲解。MOOC教学具有高度的便捷性和共享性，能赋予学生更多的交流、讨论及深度学习的自由选择，已应用于很多课程的教学中［4］。但机械设计课程具有很强的实践性和综合性，MOOC的碎片化知识影响了它的系统性和知识构架，因此，我们只将MOOC教学作为辅助手段，引导学生认知和学习。学生主要通过线上学习扩大知识面，自主学习难度不大的内容，复习重难点内容，提高自主学习能力。教师可通过网络平台组织学生讨论，并随时检查学生的学习效果。课堂教学中增加了讨论课课时，包括小组讨论型和大班研究性讨论型两种，以营造师生平等的学习氛围。小组讨论课要求学生自主选题，查阅相关资料并收集相关实物，先进行小组内讨论，然后进行班级讨论，以保证每个学生参与其中，加强课堂互动。大班研究性讨论课可以引入老师的科研项目、实际工程案例和学生参加的研究项目，让学生在问题的强烈驱动下，借助多种学习途径展开研究、探索和讨论，充分发挥他们的主体作用，开阔他们的思路，促进其对知识的深刻理解［5］。混合式教学方法强调“以学生为中心”和“以教师为主导”。教师借助互联网提供的多元教学资源，以身边的实物和工程设计案例为载体，实现教学过程和模式的多样化，激发学生的学习兴趣，培养学生解决实际工程问题的能力和终身学习的能力，提高学生的团队协作、沟通及交流能力，以覆盖本课程所达成的毕业要求指标点。
（三）实践教学的改革
为了使学生深入理解和掌握理论知识，使理论教学的第一课堂与实践教学的第二课堂有机结合，我们把实践教学融入理论教学过程中，根据理论课程进度统筹安排实验项目和课程设计进度。我们建立了基础型、综合设计型和研究创新型等多个层次的实验教学体系，广泛开展多样的开放性实验项目，还与本校机电学院下属的机械制造厂联合开展产学研合作实践项目，同时利用本校“机械实验教学示范中心”的教学资源，进行现场实物教学，使教学形象、直观，增加学生的感性认识。课程设计题目不再是单一的二级减速器的设计，而是多样化、多方案、全方位的选题。我们把实际工程项目、学生的创新科研项目等引入课程设计，以实际工程项目的具体实施为主线，贯穿课程设计过程，鼓励和引导学生沿着探索、研究的道路进行课程设计。理论教学和课程设计同步进行，理论教学结束后，教师只需安排时间让学生集中完成画图工作。我们鼓励学生参加课外科技活动和竞赛，亲自参与从调查研究到可行性分析再到设计和制作的全过程，实现理论知识和生产实践相结合，培养学生应用相关知识分析、解决复杂机械工程问题的技能，提高学生的创新意识和团结协作精神。学生顺利完成了参与项目，还在各项比赛中取得了较好的成绩，并申报了多个发明和实用新型专利，达到了工程教育专业认证的工程能力要求。
（四）考核评价体系的改革
课程考核既要检验学生掌握知识的情况，也要检验教师的教学质量和教学效果，以实现课程教学的持续改进。工程教育专业认证要求课程的考核应对照课程教学目标，逐条分析学生成绩分布及原因，并计算达成度［6］。因此，评价指标应紧密结合培养目标进行设置，保证个性化和多元化，以全面、准确地反映学生的学习效果。改革后的机械设计课程考核采用多元智能评价，包括过程性综合评价和终结性闭卷考试评价两部分，重点考核学生的工程实践能力。过程性评价指标主要包括学生的基本知识掌握情况、学习态度和学习过程等。学习态度以学生的考勤、课堂表现和作业情况进行评价；互联网学习以学生线上学习的参与度和学习效果进行评价；小组讨论以小组讨论课题准备、陈述、讨论和PPT制作等情况进行综合评价；研究讨论学习以学生在研究性讨论课上的表现、沟通和交流情况进行综合评价。我们采用学生自评、互评、老师总评等方式进行打分，并计入学生期末总成绩。终结性评价采用闭卷考试的形式，题型为问答题、作图题、计算题和实际工程分析及设计题，考试内容支撑课程目标和指标点。学生学习成绩的构成为：平时作业（10％），线上学习（5％），学习态度（10％），小组讨论课（15％），研究性学习讨论（10％），期末考试（50％）。教师按照既定的考核制度，对学生期末考试试卷进行系统分析，综合评价教学效果，以解决教学中存在的问题。
三、教学改革实践
我们以机械专业一个自然班作为实验班，全班40人自愿组合成7个学习讨论小组。每组选择一类通用零部件作为研究对象，各组员分别围绕课题收集资料和身边的相关实物，先进行组内讨论，然后制作汇报总结PPT。在小组讨论课上，每组指定一名同学通过PPT汇报本组的研究成果，陈述时间为20分钟。陈述结束后，教师和学生共同交流、讨论并提问，陈述小组各成员均可回答问题，最后通过组内互评、各组互评、教师总评等方式进行打分。通过小组讨论课，学生既学习了新知识，又传授了新知识，训练了自主学习和独立思考的能力，锻炼了口头表达能力和应变能力，提高了参与积极性，并促进了与他人之间的团结合作。在大班研讨课上，老师把实际工程问题和学生参加的竞赛项目、研究性学习项目等引入课堂，激发学生的学习热情。这不仅培养了他们解决实际工程问题的能力，还保证了各研究项目的顺利开展，最终学生取得了很好的成绩。在本课程教学结束后，我们针对“培养了自主学习的能力、强化了对专业基础知识的掌握、培养了发现与解决问题的能力、促进了师生的交流和互动、培养了专业领域的创新能力、提高了同学间的团结合作能力、培养了口头表达能力、拓宽了知识面和增进了对专业发展前沿的了解”几个方面，进行了问卷调查，以了解学生对本课程教学改革的接受度。调查结果显示，超过80％的学生满意和较满意，认为丰富的教学内容、多元的教学方法、典型的实际工程案例极大地调动了他们的学习积极性，培养了他们的创新精神和综合解决工程问题的能力，提高了他们的沟通能力、团队合作能力和自我表达能力。
四、结语
按照工程教育专业认证标准的要求，我们结合本校机械制造及自动化专业的培养目标，围绕“以学生为中心”的核心理念，对机械设计课程的教学内容、教学方法、实践教学、考核评价体系进行了改革，激发了学生的学习兴趣和创新思维，提高了学生解决复杂工程问题的能力，培养了学生的自主学习能力和团队协作精神。我们将继续深化机械设计课程的教学改革，以期培养更多优秀的符合工程教育专业认证要求和培养目标的创新人才。
参考文献：
［1］中国工程教育认证协会秘书处．工程教育认证工作指南［A］．2013．
［2］教育部办公厅．工程教育专业认证标准（试行）［EB／OL］.
［3］孙二军．“以学习为中心”的高等教育质量观及其路径分析［J］．高教探索，2015（2）：16－19．
［4］许艳丽，王岚．基于MOOC的高等职业教育教学创新研究［J］．职业技术教育，2015，36（26）：35－39．
［5］朱红，马莉萍，熊煜．“大班授课、小班研讨”教学模式效果研究［J］．中国高教研究，2016（1）：42－47．
［6］于岩．工程教育专业认证视角下陶瓷工艺学课程教学改革的探索［J］．化工高等教育，2016（5）：1－5.
作者:柳建安 闵淑辉 单位:中南林业科技大学
