機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)過(guò)程中高階性實(shí)現(xiàn)方法探索

董志奎，張 楠，姚建濤，李大龍，邱雪松

（燕山大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

機(jī)械是如今人類(lèi)生存和發(fā)展不可缺少的工具之一，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步都需要機(jī)械的參與。我國(guó)高度重視機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，三大改造完成之后我國(guó)建立了較完整的機(jī)械工業(yè)體系，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)[1]。隨著“中國(guó)制造2025”等重大戰(zhàn)略的提出，機(jī)械行業(yè)又一次迎來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇，機(jī)械行業(yè)人才需求不斷增加[2]，高校作為該行業(yè)最大的人才培養(yǎng)基地，其教學(xué)過(guò)程很大程度上影響了高校對(duì)于機(jī)械人才的培養(yǎng)質(zhì)量。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)課最好的掌握方式是實(shí)際應(yīng)用、實(shí)踐理解，而教學(xué)過(guò)程中學(xué)生直接面對(duì)的是晦澀難懂的課本、比較抽象的圖紙和模型，專(zhuān)業(yè)知識(shí)難以理解，缺少趣味性等問(wèn)題日漸突出，最后形成學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性降低、學(xué)習(xí)難、掌握慢、遺忘快和實(shí)踐差等現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象[3]。教學(xué)過(guò)程中如何通過(guò)有效的教學(xué)解構(gòu)和融合設(shè)計(jì)、有效的課程教育教學(xué)改革解決目前出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，達(dá)到人才的高階性培養(yǎng)，是一個(gè)值得深入思考的問(wèn)題。

一、人才培養(yǎng)新理念

一場(chǎng)席卷全球的公共衛(wèi)生突發(fā)事件嚴(yán)重影響了人們正常的學(xué)習(xí)生活和工作方式[4]，嚴(yán)重阻礙了高校教學(xué)計(jì)劃的實(shí)施，傳統(tǒng)的以學(xué)生為中心、學(xué)生直接與老師接觸的教學(xué)理念與教學(xué)模式出現(xiàn)了問(wèn)題。為了響應(yīng)教育部所提出的“停課不停教不停學(xué)”的要求，機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)引入新的教學(xué)理念——以學(xué)習(xí)為中心。

（一）教師教學(xué)知識(shí)體系重解構(gòu)

首先考慮機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)體系的完整性、系統(tǒng)性和穩(wěn)定性，在理論、技術(shù)、應(yīng)用三個(gè)層面將各門(mén)基礎(chǔ)課的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行合理的解構(gòu)處理（圖1），進(jìn)行模塊化劃分，將知識(shí)點(diǎn)模塊化串聯(lián)，然后根據(jù)各學(xué)科自身知識(shí)體系的教學(xué)安排，將不同教學(xué)內(nèi)容的模塊分解為底層、中層、高層知識(shí)和能力，在三層知識(shí)體系中，尋找各學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，在教學(xué)過(guò)程中突出關(guān)聯(lián)的重要性。

圖1 知識(shí)體系重解構(gòu)過(guò)程

（二）學(xué)生知識(shí)體系重構(gòu)建

堅(jiān)持以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心、學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，尊重和發(fā)揮學(xué)生的主體地位，學(xué)生可根據(jù)自己基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度和學(xué)習(xí)能力的不同，自主選擇經(jīng)重解構(gòu)后的不同知識(shí)模塊來(lái)學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過(guò)程中注意本課程與其他專(zhuān)業(yè)課模塊的關(guān)聯(lián)性，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的探索，成功建立學(xué)生對(duì)各專(zhuān)業(yè)課的初步認(rèn)識(shí)，做到溫故知新、相互促進(jìn)。通過(guò)課程知識(shí)體系解構(gòu)與學(xué)生選擇性模塊學(xué)習(xí)，最后形成學(xué)生的知識(shí)體系，達(dá)到學(xué)生高階性培養(yǎng)目標(biāo)。利用好各模塊與實(shí)現(xiàn)高階性培養(yǎng)的關(guān)系是構(gòu)建學(xué)生知識(shí)體系的關(guān)鍵（圖2）。

圖2 各模塊與高階性目標(biāo)關(guān)系

二、教學(xué)過(guò)程新模式

改變傳統(tǒng)的以書(shū)本、課堂為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，實(shí)施以賽促教、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式，充分利用和融合好現(xiàn)有的教學(xué)資源，在理論、技術(shù)、應(yīng)用層面進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)能力、工程素質(zhì)“三位一體”融合式高階性培養(yǎng)。

（一）以賽促教教學(xué)模式

對(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)而言，熟練掌握專(zhuān)業(yè)課知識(shí)是最基本的要求[5]。為了促進(jìn)“教”與“學(xué)”的有機(jī)結(jié)合，機(jī)械制圖創(chuàng)新教育被各高校廣泛關(guān)注。在遵循創(chuàng)新教育理念的前提下，學(xué)科競(jìng)賽能夠使課內(nèi)理論知識(shí)與課外生產(chǎn)實(shí)踐密切聯(lián)系，競(jìng)賽過(guò)程中二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以賽促教，幫助學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，從而更好地培養(yǎng)高技能、高素質(zhì)的創(chuàng)新型、專(zhuān)業(yè)型人才。教學(xué)過(guò)程中充分利用競(jìng)賽的激勵(lì)和引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種制圖類(lèi)大賽，提升學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的興趣[6]，真正做到“以賽促教”教學(xué)模式。

燕山大學(xué)機(jī)械專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了“以賽促教”教學(xué)模式試點(diǎn)工作。具體教學(xué)內(nèi)容在試點(diǎn)班展開(kāi)，包括學(xué)科競(jìng)賽的賽前指導(dǎo)、賽事承辦和賽后總結(jié)等。學(xué)校積極鼓勵(lì)學(xué)生參加競(jìng)賽活動(dòng)，將理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，各方面綜合提升學(xué)生的能力。目前來(lái)看學(xué)生參與率、獲獎(jiǎng)率大幅度提高，特別是省級(jí)、國(guó)家級(jí)等高級(jí)別競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)數(shù)人明顯增多。通過(guò)競(jìng)賽熟練掌握專(zhuān)業(yè)課理論知識(shí)，完成定量的工程素質(zhì)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)高階性培養(yǎng)目標(biāo)。試點(diǎn)班學(xué)生部分高級(jí)別證書(shū)如圖3 所示。

圖3 試點(diǎn)班學(xué)生部分高級(jí)別證書(shū)

（二）線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式

利用各種制圖軟件，進(jìn)行必要的線(xiàn)上教學(xué)活動(dòng)能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增加學(xué)習(xí)趣味性。線(xiàn)上教學(xué)具有靈活性高、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，加上如今教學(xué)環(huán)境的改變，線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式成為現(xiàn)行教學(xué)模式下的熱點(diǎn)模式。然而線(xiàn)上課程的缺點(diǎn)如師生實(shí)時(shí)互動(dòng)差、缺乏實(shí)時(shí)督促等在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中也逐漸凸顯出來(lái)，加之機(jī)械制圖課程難懂抽象，為機(jī)械制圖課程線(xiàn)上線(xiàn)下教學(xué)模式的開(kāi)展帶來(lái)挑戰(zhàn)[7]。對(duì)于機(jī)械制圖課而言，其關(guān)鍵主要在于合理設(shè)計(jì)線(xiàn)上和線(xiàn)下的教學(xué)內(nèi)容，本文將制圖類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容分為如下模塊。

1.線(xiàn)下教學(xué)模塊

本模塊教學(xué)過(guò)程主要包括老師講、學(xué)生練習(xí)、手工繪圖、學(xué)生討論及答疑，最終加深理論知識(shí)的理解與鞏固。老師利用課件和模型等資源進(jìn)行線(xiàn)下教學(xué)，講授課本上的基礎(chǔ)理論、基本概念和常規(guī)方法等，根據(jù)授課內(nèi)容布置適當(dāng)?shù)木毩?xí)，如手繪完成簡(jiǎn)單裝配體的投影視圖等。學(xué)生練習(xí)手工繪圖，可以在學(xué)習(xí)基本知識(shí)后，通過(guò)練習(xí)掌握所講內(nèi)容。線(xiàn)下課堂不局限于課堂本身，老師可根據(jù)授課的反饋效果，適當(dāng)安排答疑及討論活動(dòng)，學(xué)生及時(shí)參與討論和答疑等可進(jìn)一步鞏固知識(shí)。

2.混合教學(xué)模塊

（1）搭建教學(xué)資源。為了滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)人才需求，實(shí)現(xiàn)高階性教學(xué)，培養(yǎng)出綜合型人才，授課教師充分利用線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)搭建了部分課程教學(xué)資源（圖4），如制圖基礎(chǔ)、機(jī)械制圖，并在授課過(guò)程中利用，進(jìn)行輔助教學(xué)。線(xiàn)上資源授課內(nèi)容由淺入深，學(xué)生可根據(jù)自身實(shí)際情況選擇性學(xué)習(xí)。線(xiàn)上教學(xué)可以幫助教師完成教學(xué)內(nèi)容，提高該門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量[8]。

圖4 燕山大學(xué)部分教學(xué)資源

（2）利用教學(xué)資源。充分利用計(jì)算機(jī)等基于二維/三維制圖軟件如CAD、SolidWorks 進(jìn)行線(xiàn)上教學(xué)，將機(jī)械制圖抽象難懂的知識(shí)用直觀的、可交互的實(shí)體模型及動(dòng)畫(huà)展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生更加容易理解教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)老師講授及自學(xué)等方法，學(xué)生在線(xiàn)上完成制圖軟件基本操作的學(xué)習(xí)，在線(xiàn)下課堂上基于軟件操作完成相應(yīng)的零件建模與工程圖的制作，完成“教”“學(xué)”“練”三項(xiàng)內(nèi)容。

三、教學(xué)考核新標(biāo)準(zhǔn)

以教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)“三位一體”的創(chuàng)新型人才高階性培養(yǎng)為目標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)考核方式進(jìn)行適當(dāng)改革，將思政素質(zhì)考核、學(xué)習(xí)過(guò)程考核和階段效果考核等內(nèi)容與期末總體考核綜合考慮，形成更合理、更全面、更有效的綜合考核新標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)考核新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)如圖5 所示。

圖5 教學(xué)考核新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

（一）思政素質(zhì)考核

各大高校的機(jī)械制圖等專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程一般開(kāi)課時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于學(xué)生的思政素養(yǎng)形成起到積極作用，注重思政素質(zhì)考核，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的同時(shí)，形成合作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)等，時(shí)刻注重標(biāo)準(zhǔn)約束。

（二）過(guò)程考核與階段考核

主要通過(guò)實(shí)踐工程繪圖訓(xùn)練、定期開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容答疑等環(huán)節(jié)綜合評(píng)定學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。促使學(xué)生注重學(xué)習(xí)過(guò)程，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)參與感，有效緩解因考核標(biāo)準(zhǔn)單一形成的應(yīng)付式學(xué)習(xí)現(xiàn)象。

（三）期末總體考核

主要以期末閉卷考試的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，考試成績(jī)的高低在一定程度上反映學(xué)生的總體學(xué)習(xí)情況，也從側(cè)面反映出教學(xué)過(guò)程中課程知識(shí)系統(tǒng)中難易點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理等問(wèn)題，有利于促進(jìn)教學(xué)的持續(xù)向優(yōu)改進(jìn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文以“中國(guó)制造2025”等戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方法等進(jìn)行介紹。為解決學(xué)生普遍存在的學(xué)習(xí)難、掌握慢和遺忘快等問(wèn)題，提出教學(xué)過(guò)程中注重知識(shí)、能力、素質(zhì)“三位一體”的深度融合，實(shí)現(xiàn)高階性教學(xué)的方法，培養(yǎng)高階性創(chuàng)新人才。以機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)體系的完整性、系統(tǒng)性和穩(wěn)定性為前提，解構(gòu)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，學(xué)生重構(gòu)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)高階性教學(xué)。實(shí)施以賽促教、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式，從理論出發(fā)，注重實(shí)踐應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生參與各種比賽競(jìng)賽，充分利用各種教學(xué)資源在教學(xué)過(guò)程中的作用，實(shí)現(xiàn)能力高階性教學(xué)。思政素質(zhì)考核、學(xué)習(xí)過(guò)程考核、階段效果考核、期末總體考核四方面考核學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)考核重點(diǎn)從傳統(tǒng)的考試分?jǐn)?shù)到綜合素質(zhì)的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)高階性教學(xué)。