楊立寧,楊 光,王金業
(河北科技大學 機械工程學院,河北 石家莊 050018)
近年來,高等院校越來越重視課程教學方法的創新,而創新性教學方法主要體現在教學過程的創新。面對教師們在教學過程所采用的多種授課形式,也對課程過程性考核方法提出了新的要求。同時,有效的過程性考核方法,其具體考核內容也必須基于課程教學內容和培養目標,并注重在多個階段的教學過程中,采用多重形式的考核手段,從而能夠引導教師的授課形式以及教學過程的開展,并能夠促進學生們的課堂參與和學習,提升學生們綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力[1-3]。
本文在借鑒目前國內外針對高等院校課程過程性考核方法研究成果的基礎上[4-6],以河北科技大學《逆向工程與快速原型》課程為例,從課程過程性考核方案制定及其實施成效兩個方面,對于過程性考核方法開展了系統性研究,并總結了過程性考核實施的經驗啟示。對于目前高等院校課程過程性教學與過程性考核的實施具有一定指導作用。
目前,高等院校課程的綜合性考核結果仍然以試卷成績為主,其在最終成績中的占比約 60%~80%。其他的20%~40%為平時成績,主要包括作業、考勤、課堂測驗、課堂提問等。由于受到課程教學內容、課時要求、考核形式的限制,使得具體授課過程存在較多問題,主要表現在:①授課形式單一,學生參與程度低。由于課程教學內容多,而總課時相對較少,因此授課形式多以老師講授,學生聽講為主,缺乏課堂活動的設計,學生也無法充分參與到課堂教學過程中;②學生重視劃重點、搞突擊。試卷成績基本能夠決定課程最終考核成績,導致一些學生在平時上課過程中不認真聽講,只關注在考試前搞突擊,死記老師所劃重點內容;③考核結果不能真實反映出學生的學習效果。有些同學在平時上課過程中認真參與,平時作業完成水平也較高,但由于考試前準備不充分或其他原因,導致卷面分數較低,因此沒有通過最終考核;④不利于學生解決實際問題能力的提升。重結果、輕過程的考核方式,使得學生們更傾向于在考試中去拿高分,而不在乎對于所學知識內容的真正理解和實際運用。
2.1.1 逆向工程與快速原型技術簡介
逆向工程與快速原型是近年來出現并迅速發展起來的先進技術,由于該技術具備的獨特優點,因此已經成為新產品開發、微納制造、生物制造等領域的關鍵共性技術。
逆向工程又稱逆向技術,是一種產品設計技術再現過程。即對一項目標產品進行逆向分析及研究,從而演繹并得出該產品的處理流程、組織結構、功能特征及技術規格等設計要素,以制作出功能相近,但又不完全一樣的產品。
快速原型技術是一種涉及多學科的新型綜合制造技術。80年代后,隨著計算機輔助設計的應用,產品造型和設計能力得到極大提高,然而在產品設計完成后,批量生產前,必須制出樣品以表達設計構想,快速獲取產品設計的反饋信息,并對產品設計的可行性做出評估、論證。在市場競爭日趨激烈的今天,時間就是效益。為了提高產品市場競爭力,從產品開發到批量投產的整個過程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技術的出現,為這一問題的解決提供了有效途徑,倍受國內外重視。
2.1.2 《逆向工程與快速原型》課程簡介
《逆向工程與快速原型》課程是面向河北科技大學機械工程專業一年級碩士研究生開展的一門學位課,該課程教學注重通識教育、實用教育與創新教育相結合,注重對研究生科研能力的培養。學校通過該課程的開展,旨在使學生掌握相關技術的基本理論、典型工藝及相關技術,了解逆向工程與快速原型制造技術的應用領域和發展狀況。使學生通過此課程的學習,拓寬知識面,增強創新意識,拓展制造技術思維方式等。
通過以上簡介可以看出《逆向工程與快速原型》是一門對教學過程中學生們的課堂參與、師生互動、生生互動要求較高的課程,因此本文將針對該課程特點,制定多元化且具有準確性和科學性的考核方案,并開展相應的授課形式設計,以期達到促進《逆向工程與快速原型》課程教學質量可持續性改進和提升,以及使學生們適應當今市場經濟發展需求,提高課程培養目標與社會需求匹配度的目的。
2.1.3 《逆向工程與快速原型》課程思政建設
近年來,高校課程思政建設受到廣泛的關注,而《逆向工程與快速原型》課程建設及講授過程中,也對課程中的思政元素進行了全方位的深度挖掘,旨在以學生學習成果產出為導向,聚焦培養具有國際視野和可持續發展理念,具備自主學習和終身學習能力,以及較強工程實踐和創新研究能力的德智體美勞全面發展的高素質工程技術人才,注重在知識傳授中讓學生感悟,在能力培養中讓學生體悟,塑造熱愛學習、熱愛生活人生觀,踐行“科技興國、科技報國”理念。
《逆向工程與快速原型》課程內容融合了黨和國家科技強國方針政策、時事熱點和科技前沿,深度挖掘了課程中家國情懷、社會責任、法治意識、人文精神等思政元素,系統銜接課上課下教學活動與學業評價,實現專業知識教育與思想政治教育全方位和全過程融合,具體包括:①我國逆向工程與快速原型技術研究歷程與家國情懷和科學精神融合;②逆向工程與快速原型技術開發等與法治意識(知識產權保護)融合;③逆向工程與快速原型技術實現節能減排與社會責任和科學精神融合;④逆向工程與快速原型技術應用于國防軍工、醫療領域與社會責任和人文精神融合;⑤使用專業知識解決實際工程問題與創新精神和工匠精神融合。
結合該課程的授課形式、課程內容、應用背景3個維度,將具體思政元素融入課程教學中的方法包括:①結合典型人物的科研歷程,引領學生樹立正確的人生觀和價值觀;②選取學術前沿和時事關注案例,引領學生進行有深度和廣度的知識擴展,滲透實干興邦的工匠精神;③采用3D還原經典解放戰役實踐課程+分享討論的形式,使學生回顧紅色歷史,樹立保家衛國、科技報國的理念。
課程過程性考核方案是學生學習該門課程過程性表現的綜合評價方案,因此該方案的制定是一件系統性工程,需要考慮的因素也較多,主要體現在以下3個方面:
2.2.1 課程教學內容及課時要求
《逆向工程與快速原型》課程內容主要包括課程講授28課時、實驗4課時、實踐22課時,總計54課時。
其中課程講授內容包括:增材制造技術概述、增材制造軟件技術、光固化制造技術、疊層實體制造技術、熔融沉積成形技術、激光選區燒結技術、激光選區熔化技術、激光工程凈成形技術、電子束選區熔化技術、三維噴印技術、增材制造數據處理、快速制模技術等。
實驗課程包括:熔融沉積增材制造實驗,以及激光選區燒結增材制造實驗。
實踐課程包括:零件結構優化設計及增材制造實踐、多射流3D打印實踐及分享。
2.2.2 授課學生專業及數量
本文所研究《逆向工程與快速原型》課程授課學生人數為河北科技大學機械工程專業碩士研究生,共30人。
2.2.3 授課形式
課程秉承“以學生為中心,以教師為主導”教學理念,基于《逆向工程與快速原型》課程特點、教學內容、授課學生人數及專業特點等,采用“課程講授+實操實驗+實踐體驗+分享討論”的混合式教學方法,規劃教育、教學目標,實現學生“個性化”發展。
講授課程教學方式:課前布置實際工程案例,課堂教學以討論、提問和分享為導向,師生共同分析案例并提出可行的解決方案,深化學生的理解、分析、應用能力。
實驗課程教學方式:課前布置實驗內容,并以組為單位進行創新創意設計,課上采用分組實操的形式,同時結合各組之間的討論和互評,提升學生創新精神、團隊意識及競爭意識。
實踐課程教學方式:課前布置實踐課程所要還原的經典解放戰役歷史,學生們進行相關人物、場景等的設計,課上進行3D模型構建以及場景布置,最后通過分享討論的形式,使學生回顧紅色歷史,樹立保家衛國、科技報國的理念。
結合以上教學方式,同時強化學習過程監督與管理和學習效果評價,加強師生課下互動和答疑;提振學生責任感和使命感,實現潛移默化的課程思政教育。
2.2.4 期末考核形式
期末考核仍然以小組為單位,每個小組根據結課項目所給定典型機械零件的設計及制造要求,開展零件的結構優化設計,并采用快速制造設備進行零部件的成型以及采用逆向測量設備進行相關性能的檢測,最后結合設計、制造、檢測過程撰寫項目完成報告并制作PPT進行項目展示和答辯。
根據上述所介紹的主要因素分析,本研究制定了多元化的考核方案。最終課程考核由平時考核和期末考核兩部分構成,且各占最終考核成績比例為60%和40%。具體考核方案如下表1所示。

表1 《逆向工程與快速原型》課程綜合考核方案
表1中,平時考核成績滿分100分,包括平時作業6次,每次滿分為5分;日常考勤5次,每次滿分為2分;課堂活動參與8次,每次滿分為5分;實驗4次,每次滿分為5分。期末考核成績滿分100分,包括結課項目報告,滿分40分;結課項目展示及答辯,滿分60分。
可以看出,通過該考核方案中的平時考核部分內容,可以實現在課堂參與和互動的過程中對學生們進行多方位的全面性考核。
最后,采用所設計的授課形式、期末考核形式、課程考核方案,開展了課程的實際教學及考核,綜合考核結果如圖1所示。其中考核成績在90~100分之間的有12人,占總人數40%;考核成績在80~89分之間的有15人,占比50%;其余3人考核成績在60~79分之間,占比10%。

圖1 《逆向工程與快速原型》課程綜合考核結果
可以看出,該課程的綜合考核結果較好,主要體現在:在實際教學過程中,學生們能夠積極參與課堂教學及討論過程;學生們的平時作業完成質量較高,能夠積極主動思考,并有個人見解的完成每次課堂作業;期末考核環節中,學生們對于結課項目完成的完整性及質量較高,對于項目內容的展示及答辯效果較好,同時對于在課程中的收獲進行了詳盡的總結,其中包括個人思維的轉變、思考問題的轉變、科技能力的轉變、團隊意識的轉變等等。課程綜合考核結果一定程度上表明該課程設計及考核方案被學生們所接受和認可,同時也證明了課程教授能夠較好地達到課程目標,有效促進了學生各方面能力的提高。
通過以《逆向工程與快速原型》課程為例的課程過程性考核實踐,總結出以下4點經驗啟示:
(1)過程性考核方案一定要基于所講授課程性質及特點、授課學生專業等因素來進行制定,所制定方案需要與授課內容及形式相匹配;
(2)過程性考核方案需要能夠準確、科學地反映出學生們平時參與課程學習的真實情況,方案的實施可以實現對學生能力的全面培養,并達到課程教學目標;
(3)過程性考核方案的制定和實施,可以促進任課教師的自我提升和全面成長;
(4)過程性考核方案需要有健全的評價、反饋和持續性改進機制。
筆者還將在以后的教學過程中,對所制定的《逆向工程與快速原型》課程過程性考核方案進行持續改進和完善,以不斷提升教學質量。
同時,課程也基于本文研究中的實施成效,建立全過程教學考核評價體系。通過教師互評、同學評教、就業單位反饋等手段進行課程評價,形成課程評價體系。通過學生認知、感情、行為等的發展變化,來評判思政教育成效,并基于反饋結果來調整教學活動及形式。建立課程質量評價機制,每學期課程結課后進行教學目標達成度評價,并給出持續改進意見。