機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)改革思路

時間:2022-09-21 14:36:50

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機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)改革思路

【摘要】在新工科背景下,傳統(tǒng)的機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)模式已無法適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展對人才培養(yǎng)質(zhì)量的需求。本文圍繞機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)在教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)過程等三方面存在的主要問題,從基于OBE理念重構(gòu)實踐教學(xué)大綱、優(yōu)化實踐教學(xué)方法和建立全過程課程考核體系三方面闡述推進(jìn)課程設(shè)計實踐教學(xué)改革、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的思路和方法。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械類專業(yè);課程設(shè)計;OBE理念;實踐教學(xué)

1引言

作為機(jī)械類專業(yè)較為傳統(tǒng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),課程設(shè)計是專業(yè)培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。在各個高校的機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)方案中,一般會根據(jù)自身的專業(yè)建設(shè)情況開設(shè)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計、機(jī)械原理課程設(shè)計、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計和專業(yè)綜合設(shè)計等實踐課程。這類課程的主要教學(xué)目的在于,通過多層次知識和能力的融合,培養(yǎng)學(xué)生針對某一復(fù)雜工程問題,開展創(chuàng)新性設(shè)計、分析與建模,設(shè)計出滿足任務(wù)要求的解決方案,同時能夠從不同的非技術(shù)性因素的角度考慮方案的可行性。然而,長期以來,機(jī)械類專業(yè)的課程設(shè)計在具體的實踐教學(xué)過程中因教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)條件等各種原因而出現(xiàn)了諸多問題,實際教學(xué)效果與教學(xué)期望之間存在不小的差距。為了適應(yīng)新形勢下社會發(fā)展對機(jī)械類專業(yè)學(xué)生綜合能力的需求,切實提升學(xué)生綜合實踐能力,開展機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)方法研討,探索實踐教學(xué)新方法和新思路,解決傳統(tǒng)實踐教學(xué)中存在的問題勢在必行。

2機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)目前存在的主要問題

2.1教學(xué)理念方面

機(jī)械類專業(yè)的課程設(shè)計一般都具有很強(qiáng)的工程實踐性,與生產(chǎn)實際的結(jié)合很緊密。然而,在具體的實踐教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主動作為意識較為缺乏,經(jīng)常以強(qiáng)調(diào)理論知識的運(yùn)用和設(shè)計過程的規(guī)范性為主,對設(shè)計對象的實用價值和課程的實際教學(xué)效果缺乏足夠的重視。例如:(1)課程設(shè)計題目陳舊,任務(wù)單一[1,2]。在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中,多以減速器的設(shè)計作為主要任務(wù);在機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計中,多以各類常規(guī)零部件的加工工藝編制和工裝夾具設(shè)計作為主要任務(wù)。(2)為了緊扣相應(yīng)理論課程教學(xué)內(nèi)容,課程設(shè)計任務(wù)基本雷同,相似性較高,部分課程設(shè)計的設(shè)計數(shù)據(jù)甚至于是多年未有改變。(3)實際教學(xué)效果不佳。在制定課程設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)時,由于缺乏對非技術(shù)因素的思考,如:社會、健康、安全、法律文化、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)以及項目管理等[3],致使課程設(shè)計結(jié)果無法適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的需求,無法全面地培養(yǎng)學(xué)生在解決復(fù)雜工程問題方面的能力。由于教學(xué)理念方面存在諸多不足,導(dǎo)致學(xué)生無法真正融合理論基礎(chǔ)與生產(chǎn)實際,缺乏主動性和探索精神,抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。因此,機(jī)械類專業(yè)的課程設(shè)計總體缺乏創(chuàng)新性,實際教學(xué)效果大打折扣。

2.2教學(xué)方法方面

作為實踐性較強(qiáng)的課程,機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計的教學(xué)方法多以指導(dǎo)教師講解基本理論知識、設(shè)計任務(wù)與總體設(shè)計思路、學(xué)生獨立完成相關(guān)任務(wù)為主,而實踐性則依賴于學(xué)生自身查找資料、手繪圖紙以及部分使用軟件。在這個過程中,指導(dǎo)教師在直接參與實踐操作指導(dǎo)、開展創(chuàng)新性實踐教學(xué)等方面投入不足,導(dǎo)致指導(dǎo)教師的參與度無法得到保證和體現(xiàn),會出現(xiàn)疏于指導(dǎo)、交流與研討缺失、完全依靠學(xué)生的自覺性等現(xiàn)象。而由于實踐教學(xué)方法匱乏,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造性受到束縛,致使學(xué)生的實踐能力并沒有獲得較大提升,這與機(jī)械類專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中提到的培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力的初衷不相符。

2.3教學(xué)過程方面

機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計的實踐學(xué)時普遍在1~3周,學(xué)生需要在較短的設(shè)計周期內(nèi)獨立完成相關(guān)設(shè)計任務(wù)。在具體的課程設(shè)計過程中,每位學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求按照一定的設(shè)計流程開展課程設(shè)計,完成尺寸設(shè)計、理論計算、繪圖、校核、撰寫設(shè)計說明書以及答辯等內(nèi)容。然而,這樣的實踐過程存在著一定的問題。例如:(1)由于缺乏必要的過程制約機(jī)制,設(shè)計周期較短,完成課程設(shè)計時容易出現(xiàn)人為降低設(shè)計難度、設(shè)計數(shù)據(jù)理想化、與生產(chǎn)實際脫節(jié)以及抄襲等情況,因此,實踐過程無法真實體現(xiàn)學(xué)生解決工程問題的能力。(2)機(jī)械類專業(yè)的課程設(shè)計的傳統(tǒng)考核方式多以學(xué)生直接提交最終的設(shè)計說明書、圖紙、工藝文件等書面材料以及參加答辯為主。由于考核方式不夠靈活,無法反映設(shè)計過程,部分學(xué)生存在為了完成而完成的心態(tài),只為了最終能夠提交書面材料,而忽視了如何努力提升解決復(fù)雜工程問題的能力。

3教學(xué)改革思路

3.1基于OBE理念重構(gòu)課程設(shè)計教學(xué)大綱

以教育成果產(chǎn)出(OBE)為導(dǎo)向的工程教育專業(yè)認(rèn)證是未來高等工程教育的發(fā)展趨勢[4]。作為機(jī)械類專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中工程實踐類課程的重要組成部分,機(jī)械類課程設(shè)計應(yīng)遵循OBE理念構(gòu)建實踐教學(xué)大綱?;贠BE理念,以可落地的生產(chǎn)實踐項目為依托,圍繞解決機(jī)械類復(fù)雜工程問題這一主題擬定豐富多樣的課程設(shè)計題目,制定面向成果產(chǎn)出和生產(chǎn)實際的實踐教學(xué)目標(biāo)和實踐教學(xué)內(nèi)容。作為實踐教學(xué)的引導(dǎo)者,指導(dǎo)教師應(yīng)充分認(rèn)識到實踐教學(xué)項目能否落地的重要性,只有緊密結(jié)合生產(chǎn)實際的課程設(shè)計才能真正提高學(xué)生的工程實踐能力,培養(yǎng)出社會所需要的工程技術(shù)人才。

3.2依托學(xué)科知識融合推進(jìn)實踐教學(xué)方法升級

隨著工業(yè)4.0時代的到來,現(xiàn)代制造業(yè)引來了由信息化、自動化快速向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變的蓬勃發(fā)展期。作為發(fā)展歷史悠久的機(jī)械類專業(yè),更新專業(yè)知識體系、培養(yǎng)新工科背景下的工程技術(shù)專業(yè)人才、適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展需求顯得尤為重要。因此,機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計原有的以強(qiáng)調(diào)理論知識應(yīng)用為主的教學(xué)方法已無法滿足上述需求。對此,依托多學(xué)科專業(yè)知識進(jìn)行交叉融合推進(jìn)課程設(shè)計實踐教學(xué)方法升級成為一個重要探索方向?;谒鶎W(xué)的機(jī)械、控制、力學(xué)、計算機(jī)、編程等專業(yè)知識,學(xué)生可以不再拘泥于原有的常規(guī)設(shè)計方法和設(shè)計思路,鼓勵采用不同的設(shè)計方法,面向生產(chǎn)實際中的復(fù)雜工程問題,明確設(shè)計任務(wù)的應(yīng)用背景和應(yīng)用對象,以解決實際工程問題為方向,充分吸納不同學(xué)科知識和方法進(jìn)行融合,開展具有創(chuàng)新意義的機(jī)械類設(shè)計與制造實踐。同時,指導(dǎo)教師在實踐教學(xué)方法創(chuàng)新、實踐教學(xué)平臺搭建等方面加強(qiáng)研究,以實踐項目為載體,引導(dǎo)學(xué)生開闊創(chuàng)新思維方式,主動參與實踐改革。

3.3基于多維度構(gòu)建分步式全過程考核體系

由于無法體現(xiàn)每位學(xué)生的真實工程實踐能力,以學(xué)生最終提交的書面材料為考核依據(jù)的傳統(tǒng)考核方式已無法適應(yīng)以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE教育理念。作為注重強(qiáng)調(diào)實踐能力培養(yǎng)的專業(yè)課程,機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計的學(xué)習(xí)之關(guān)鍵在于實踐性,而考核之關(guān)鍵在于過程。實踐過程可反映學(xué)生的具體實踐經(jīng)過,可體現(xiàn)學(xué)生在面對復(fù)雜工程問題時的處理能力,可避免人為降低設(shè)計難度。因此,構(gòu)建分步式課程考核機(jī)制是解決現(xiàn)有問題的一個可行方法?;诓煌愋偷恼n程設(shè)計的教學(xué)目標(biāo),充分運(yùn)用虛擬教學(xué)、在線考核等方式、方法,根據(jù)實踐教學(xué)內(nèi)容的完成情況,從技術(shù)指標(biāo)與非技術(shù)指標(biāo)、個人能力提升與團(tuán)隊協(xié)作精神、復(fù)雜工程問題的解決途徑與方法等多個維度分步驟開展考核,并給出具體評論,最終形成對學(xué)生整體工程實踐能力的全過程、可回溯的考核與評價。

4結(jié)語

面對快速發(fā)展的現(xiàn)代制造業(yè)及其對高等工程教育的新要求,傳統(tǒng)的機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)模式已無法適應(yīng)新形勢、新理念。因此,開展機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)改革,深入推進(jìn)新工科背景下課程設(shè)計實踐教學(xué)改革新思路、新方法研究,是實現(xiàn)機(jī)械類專業(yè)實踐教學(xué)新發(fā)展、滿足制造業(yè)發(fā)展需求的必然之路。基于此,以工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE教育理念為導(dǎo)向,重構(gòu)機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)大綱,優(yōu)化升級課程設(shè)計實踐教學(xué)方法,建立多維度分步式全過程課程考核體系為機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計實踐教學(xué)改革提供了新的思路,為學(xué)生提升工程實踐能力、解決復(fù)雜工程問題提供了新的方法。

參考文獻(xiàn)

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作者:牛秋林 單位:湖南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院