“六卓越一拔尖”背景下應用型本科院校的機械設計教學改革探討

曹波 朱鵬程 張華 姚智華

基金項目：安徽省省級“六卓越一拔尖”工程項目“機械電子工程專業卓越工程師教育培養計劃”（2022zybj025）；安徽省省級質量工程項目“專業認證視域下高校本科教學管理方法研究”（2022jxgl017）；《機械設計課程思政》（Xj2023040）；安徽科技學院“校級示范實驗實訓中心：機電與汽車工程”（Xj202088）；安徽科技學院項目“新工科背景下機械設計基礎課程教學改革”（Xj2022210）

摘要：在“六卓越一拔尖”人才培養計劃下，分析了安徽科技學院當前機械設計課程存在的問題，并提出了對應的改革措施和意見。對安徽科技學院機械工程學院近三屆本科學生的考試成績進行統計，由數據結果說明，推行改革后的新教學模式能夠提高學生的學習成績及實踐創新能力，能顯著提升應用型本科院校的人才培養質量，達到當前新形勢下高校人才培養的要求。

關鍵詞：“六卓越一拔尖”；應用型本科院校；機械設計；教學改革

中圖分類號：G712? 收稿日期：2023-07-20

DOI：1019999/jcnki1004-0226202401032

1 前言

“六卓越一拔尖”計劃的實施旨在改革傳統的教育模式，激發學生的學習熱情，提升人才培養質量，滿足企業社會的需求，使企業能夠較快較好的發展，從而促進社會的進步，使高校培養的人才滿足時代的需求[1-3]。這就需要教師摒棄部分傳統的教學方法和人才培養模式，通過不斷的改革創新教學模式，形成以企業社會需求新型培養模式[4-5]。

安徽科技學院機械電子工程專業于2008年正式設立并進行招生，經過多年建設，成為學校招生和就業的窗口專業，形成了以電子技術為核心、實踐實訓為保障的課程體系。作為安徽省應用型本科高校聯盟單位，安徽科技學院一向重視應用型人才的培養，人才培養方法和培養模式積極圍繞著國家、區域發展形勢和學校人才培養大政方針進行著改革與進步。機械電子專業堅持“面向社會、融入地方、對接產業、借應用為本”的專業建設思路，積極推進高質量人才的培養。

機械設計課程作為機械電子工程專業的專業基礎課，通過該課程的學習使學生掌握基本的設計方法，并能夠利用所有的知識解決工程實際問題[6]。傳統的教學方法是以教師為主、學生為輔的教學理念，這種教學模式難以滿足當前時代的需求，因此，需要積極思考目前機械設計課程存在的問題，針對具體的問題提出合理可執行的改革措施，使培養的人才能夠很好地滿足新時代的需求。

2 存在的問題

a.機械設計這門課理論性強，計算量大，難度較大。學生學起來很吃力，做作業的計算量很大，尤其是齒輪的設計和受力分析，難度很大，需要具備較多的理論知識才能很好地掌握該知識。但是該課程的理論學時只有44課時，在較少的課時前提下，需要將該課程講解透徹，課堂上的討論交流較少，部分學生聽得迷迷糊糊，看似聽懂了實則沒有聽懂，長此以往使學生失去學習的動力和激情，進而導致教學效果不佳，考試掛科人數較多。

b.當前課程組的教學師資力量較為薄弱，機械工程學院開設機械設計課程有8個專業，但是任課教師僅有6人，現有的教師數量難以滿足本院的授課任務，而且還有其他學院開設了該課程，導致授課教師嚴重不足。

c.傳統的教學模式較為單一，主要依靠教師板書和課堂的PPT講解，課堂上較為枯燥，而且缺乏互動，不能激發學生的學習動力[7]。

d.大部分教師都是從高校畢業之后直接來到學校工作的，他們雖然掌握較多的理論知識，但是缺乏工程實踐能力，不能將企業的工程問題與教學很好地聯系起來，學生不知道如何將理論知識用來解決實際問題。

e.學生在學校的學習過程中，很難將學習的知識與工程案例結合起來，缺少能夠鍛煉實踐創新的能力，很多學生只顧學習教材的知識，想著在考試中取得較高的成績，但是忽略了創新實踐能力的培養，即使有實踐課程，大部分學生表現出無所謂的態度，沒有積極地去開展創新設計。

3 改革方法

a.重構課程內容。

在人才培養方案中，增加機械設計課程的課時量，無論是理論課時還是實驗課時都需要增加，課時的增加將使教師能夠靈活的支配課堂，教師可以將企業的一些經典案例引入課堂，使學生明白機械設計的知識如何使用，同時將企業當前存在的難題，通過案例的方式講解給學生，激發學生解決問題的潛意識，潛移默化地提升學生的創新能力；同時教師也可以將我國大國重器中的經典裝備引入到課堂，培養學生做科學研究的意識。例如，在講解到齒輪的時候，可以講解齒輪在汽車在航天方面的應用，進而引導學生了解當前汽車的發展狀態，由傳統的汽車發展到新能源汽車，再到未來的無人駕駛，進而給學生講解無人駕駛需要的技術，進一步詳細講解當前的研究熱點問題，激光雷達定位技術、無線網絡定位技術、視覺定位技術等，潛移默化地讓學生了解當前的熱點，通過這些熱點內容的講解，從而激發學生的學習興趣。

b.構建高水平師資隊伍。

師資隊伍作為教學的根本，當前機械設計課程組的教師師資力量薄弱，具有博士學位的教師僅3人，有省級教學新秀1人，校級中青年學科帶頭人1人，正副高級職稱占比僅50%，為了推到機械電子專業卓越工程培養計劃的實現，需要通過校園宣講、學校網站宣傳、同事介紹，多舉并措引進高水平的教師；同時，學院需要建立校外兼職教師的聘任制度，讓校外優秀的教師進入學校；大力支持青年碩士教師攻讀博士學位，創造更多的機會讓中年教師到國內有名的高?；驀飧咝＿M行訪問學習；制定青年教師相關的機械電子行業參加培訓的計劃，定期為青年教師提供培訓的機會；積極鼓勵青年教師到知名企業進行掛職，使教師親自感受企業的實踐環節，并能及時地了解掌握企業的需求和亟需解決的問題，并將這些問題帶回到課堂中，將問題融入到課堂中或者校級比賽中，教師可以積極引導學生獨立思考的能力，通過解決企業的實際問題能夠培養學生的解決復雜工程問題的能力。

c.改革教學方法。

教學方法是教學部分的關鍵環節。根據機械設計的內容，將整本教材進行模塊化，優化教學內容，將機械設計的內容分為疲勞強度、連接、傳動、軸系、摩擦磨損，針對不同的教學模塊，根據課程的難易程度，靈活使用不同的教學模式，積極探索嘗試新方法，授課教師可以合理地利用雨課堂、騰訊會議、微信群、QQ群、釘釘、超星學習通等現代化的軟件開展線上線下討論問答，并積極搭建機械設計教學平臺，集成教學大綱、電子教材、學習指導書、授課課件、章節練習題、重點習題解析、仿真動畫、慕課視頻、創新競賽獲獎作品展示等[8-9]。依托現代化軟件平臺完成簽到、隨堂考核、主題討論、線上測驗、問卷、分組任務以及師生、師生在線討論與交流，積極引入案例式教學、翻轉課堂、優化教學資源，豐富課堂教學內容，授課教師靈活運用一切可用的教學模式，使課堂學習分辨活躍起來，充分激發每個學生的學習動力和熱情，提高應用型本科學校的教學質量。

d.提升教師能力。

在“六卓越一拔尖”背景下，對教師的能力提出了更高的要求，授課教師需要過硬的理論知識和實踐能力，很多教師都是從大學畢業就直接來到高校工作的，雖然掌握了豐富的理論知識，但是實踐經驗不足。因此，學院應該大力支持青年教師去企業進行掛職鍛煉，掌握企業的發展動態，定期組織企業有實操經驗的工程師對教師進行培訓，增強教師的實操能力[10]。例如，在暑假或者寒假，組織教師去往中科深谷進行培訓，學習機器人的編制和控制技術，隨著當前信息時代的飛速發展，智能化無人化技術不斷普及各行各業，教師需要及時對自己進行充電，掌握新的技術和方法。

另外，學院可以經常組織學術活動，鼓勵教師積極參加學術前沿活動，了解學科前沿知識；同時，鼓勵教師多走出去參加國內外學術交流活動，與同行或者優秀的學者進行交流探討，吸取他人優秀經驗，拓寬自己的知識面；教師可以申請在國內外有名的高校進行訪學，提升自己的能力，以便教師在教學過程中，能夠將當前最新的技術講述給學生，使課堂不在枯燥乏味，學生能夠輕松地獲取新的知識。

e.增強創新能力培養。

創新型人才培養是學校高水平應用大學培養的宗旨，也是“六卓越一拔尖”的重要培養目標。學?；蛘邔W院應將創新能力培養納入學分考核環節中，學生可以參加比賽獲得該學分，例如，互聯網+大賽、雙百大賽、工業設計大賽、智能汽車比賽、機械設計大賽、能力創業大賽、大創項目、全國挑戰杯比賽、PLC能力應用大賽、專利大賽、永城杯比賽等一系列學校組織的或者省級比賽。通過比賽學生能夠將所學知識進行融合吸收，利用現有的知識進行創新設計，解決實際的問題，同時也能夠鍛煉同學之間的合作能力和交流溝通能力。另外，學生可以參與到教師的科研項目中，跟著指導教師一起開展相關的實驗，開展科學研究，激發學生做科學研究的熱情，從而增強創新能力的培養。

4 教學效果

a.成績對比。

對2021屆、2022屆和2023屆的機械設計成績進行對比統計，其結果如表1所示。2021屆采用傳統的教學模式，2022屆和2023屆采用改革后的教學模式，可以明顯看到，新的教學模式下，學生的成績明顯得到改善，平均分也大幅度提升，說明新的教學模式能夠提升學生成績。

表2統計了機械電子專業近三年學生參加比賽及獲獎情況，2021屆（86人）未將比賽寫入人才培養方案中，2022屆（90人）和2023屆（92人）將比賽考核寫入大綱中。可以看到，學生參加比賽的積極性得到極大提高，參加比賽的獲獎學生數量逐年成增加趨勢。在比賽的參與過程中，學生需要利用多方面的知識解決問題，學生自身的創新能力及實踐能力得到鍛煉，說明這種培養模式的改革有利于學生能力的提升。

表3統計了2022屆和2023屆學生對新教學模式的調查問卷，2021屆學生采用的是舊教學模式。從結果可以看到，大部分學生對新的教學模式都比較滿意，2022屆有5%的學生不滿意這種教學模式，2023屆僅有2%的學生不滿意這種教學模式。對新教學模式持無所謂的學生數量也在逐漸下降，從2022屆的20%下降到2023屆的15%，說明隨著新教學模式的實施，大部分學生很支持新的教學模式，而且學生對教學模式的觀念也在慢慢發生變化，逐漸接受新模式教學方式。

5 結語

為了更好地實現“六卓越一拔尖”卓越工程師的培養計劃，本文分析了當前傳統機械設計課程中存在的問題，并針對存在的問題提出了有效的措施。教學方法和教學模式的改革是一個長期的過程，需要不斷的嘗試，課程組針對機械設計的教學進行了改革優化，開展了調查問卷，對比分析了采用培養模式所取得的教學效果，數據統計結果表明，對學生采用新的培養模式，學生的成績得到明顯的改善，有利于卓越工程師培養計劃的推行。

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作者簡介：

曹波，男，1986年生，博士研究生，講師，研究方向為教學管理方法。