“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)的機(jī)械原理課程教學(xué)改革

林錚，鄒麗梅，方石銀，郭波

（武夷學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

機(jī)械原理課程是面向機(jī)械類專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)核心課程，在培養(yǎng)機(jī)械創(chuàng)新型人才中具有重要作用[1]。但我校在該課程教學(xué)過(guò)程中，主要存在以下三個(gè)問(wèn)題：（1）思政教育未有效融入，無(wú)法引領(lǐng)專業(yè)教學(xué)[2-3]。本課程是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而工程問(wèn)題都要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的嚴(yán)格考驗(yàn)，不允許有半點(diǎn)疏忽；同時(shí)，在獨(dú)創(chuàng)性已成為決定產(chǎn)品設(shè)計(jì)成敗關(guān)鍵的今天，要求注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神[4]。因此，在專業(yè)教學(xué)過(guò)程中，需要有效融入培養(yǎng)工匠精神、創(chuàng)新精神、愛(ài)國(guó)精神的思政教育。（2）理論與實(shí)踐脫節(jié)，缺乏創(chuàng)新能力訓(xùn)練。課程的理論性、原理性較強(qiáng)，教材中工程真實(shí)案例較少，學(xué)生缺少將理論應(yīng)用于實(shí)踐的機(jī)會(huì)，應(yīng)用能力鍛煉不足[5-6]。在課堂內(nèi)，往往缺乏訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑，難以有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。（3）教學(xué)資源有限，考核評(píng)價(jià)方式簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的課程教學(xué)存在教學(xué)資源有限、現(xiàn)代教育教學(xué)方法應(yīng)用較少等問(wèn)題[7-8]，課堂教學(xué)枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低。同時(shí)，課程考核評(píng)價(jià)方式簡(jiǎn)單，注重期末卷面考試成績(jī)，無(wú)法綜合考核學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程、應(yīng)用與創(chuàng)新能力[9]。

針對(duì)以上問(wèn)題，武夷學(xué)院機(jī)械原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐，根據(jù)武夷學(xué)院的辦學(xué)定位以及機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，基于“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械原理課程開(kāi)展課程思政建設(shè)與專創(chuàng)融合改革。

1 課程建設(shè)總體設(shè)計(jì)情況

武夷學(xué)院的辦學(xué)定位是地方性應(yīng)用型本科院校，并以建設(shè)特色鮮明的一流應(yīng)用型大學(xué)為發(fā)展目標(biāo)。本校開(kāi)設(shè)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)與機(jī)械電子工程專業(yè)，以培養(yǎng)具備機(jī)械、機(jī)電工程的實(shí)踐能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)以及工程素養(yǎng)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才為目標(biāo)。

基于我校辦學(xué)定位及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，確立本課程的教學(xué)目標(biāo)為：（1）知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)以及常用機(jī)構(gòu)的基本理論知識(shí)；（2）能力目標(biāo)：使學(xué)生具有分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)并解決生活與工程實(shí)際問(wèn)題的能力；（3）育人目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)精神、工匠精神、創(chuàng)新精神。

根據(jù)以上教學(xué)目標(biāo)，本課程構(gòu)建基于“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)，思創(chuàng)互融全過(guò)程培育三個(gè)核心精神，培養(yǎng)創(chuàng)新型工匠人才的教學(xué)模式。

2 課程教學(xué)改革實(shí)踐情況

2.1 “三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)培育三個(gè)核心精神

“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的“內(nèi)深挖”與課外案例的“外廣引”，將課程思政案例和專創(chuàng)融合案例（雙案例）以“基因式”和“專題式”（雙形式），融入到“大國(guó)工匠”和“創(chuàng)新中國(guó)”（雙主題）的教學(xué)內(nèi)容中，培育三個(gè)核心精神，如圖1 所示。

圖1 “三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)Fig.1 Teaching design of "three dual"

（1）雙案例：①課程思政案例建設(shè)遵循以下四個(gè)原則：a.思政育人目標(biāo)要突出，須與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程目標(biāo)相統(tǒng)一；b.課程思政應(yīng)是隱性的，不能與教學(xué)過(guò)程脫節(jié)；c.教學(xué)方式應(yīng)多樣化，不僅局限于課內(nèi)；d.思政內(nèi)容不能太孤立，與課程內(nèi)容要有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。②專創(chuàng)融合案例是將 “大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”、“大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽” 兩項(xiàng)機(jī)械類專業(yè)影響力最大的學(xué)科競(jìng)賽與課程理論教學(xué)相結(jié)合[10]，把學(xué)科競(jìng)賽“內(nèi)引”進(jìn)課程教學(xué)，建設(shè)以我校學(xué)生優(yōu)秀獲獎(jiǎng)作品介紹、分析為主的案例庫(kù)。

（2）雙形式：①“基因式”教學(xué)設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的“內(nèi)深挖”，從課程教學(xué)知識(shí)點(diǎn)中深入挖掘其內(nèi)在蘊(yùn)藏的思政元素，以“潛移默化、潤(rùn)物無(wú)聲”的方式使思政案例“基因式”植入到課程教學(xué)內(nèi)容中；②“專題式” 教學(xué)設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)國(guó)家重點(diǎn)科技創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)生課外科技創(chuàng)新作品的“外廣引”，以專題的形式進(jìn)行講解，并在線上學(xué)習(xí)網(wǎng)站中設(shè)置課程思政專題模塊，以“示范引領(lǐng)、擲地有聲”的方式讓學(xué)生了解創(chuàng)新過(guò)程、掌握創(chuàng)新方法、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

（3）雙主題：①“大國(guó)工匠”主題（課程思政案例）主要是結(jié)合機(jī)械發(fā)展史、產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程、我國(guó)科學(xué)家的事跡介紹開(kāi)展思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)精神和工匠精神；②“創(chuàng)新中國(guó)”主題（專創(chuàng)融合案例、課程思政案例）是通過(guò)國(guó)家重點(diǎn)科技創(chuàng)新項(xiàng)目、我校學(xué)生優(yōu)秀獲獎(jiǎng)競(jìng)賽作品的展示與分析，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和創(chuàng)新精神。

2.2 創(chuàng)建思創(chuàng)互融的線上自學(xué)與課外實(shí)踐雙平臺(tái)

（1）線上自學(xué)平臺(tái)：利用超星學(xué)習(xí)通自建線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，平臺(tái)中既包含授課視頻、課后習(xí)題講解、線上習(xí)題庫(kù)等資源，還包含課程思政案例、專創(chuàng)融合案例等資源。

（2）課外實(shí)踐平臺(tái)：通過(guò)成立以學(xué)生為主導(dǎo)的機(jī)電科技與創(chuàng)新協(xié)會(huì)，組建課外教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建了大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，使課程教學(xué)“外延”至課外科技實(shí)踐活動(dòng)，注重培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神與創(chuàng)新精神。

2.3 輕混合、理實(shí)一體的全過(guò)程育人教學(xué)組織

將課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)與課內(nèi)理論知識(shí)學(xué)習(xí)相結(jié)合、線上資源自學(xué)與線下案例討論相結(jié)合，全過(guò)程培養(yǎng)創(chuàng)新型工匠人才，如圖2 所示。

圖2 全過(guò)程育人教學(xué)組織Fig.2 Teaching organization for whole process education

（1）課前有任務(wù)：通過(guò)線上自學(xué)平臺(tái)發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生完成線上授課視頻的預(yù)習(xí)及相關(guān)課程思政資料學(xué)習(xí)。

（2）課中有案例：基于“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)引入課程思政與專創(chuàng)融合案例，通過(guò)老師課程導(dǎo)入、學(xué)生案例討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，潛移默化地培養(yǎng)三個(gè)核心精神。

（3）課后有實(shí)踐：利用課外實(shí)踐平臺(tái)，通過(guò)獲獎(jiǎng)競(jìng)賽作品實(shí)物的展示、拆解與組裝，加深學(xué)生對(duì)課堂所講專創(chuàng)融合案例的理解；鼓勵(lì)學(xué)生積極參加專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，提高學(xué)生的應(yīng)用與創(chuàng)新能力。

2.4 PBL 教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，開(kāi)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練

為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用與創(chuàng)新能力，分別在章節(jié)“連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)”和“機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)”中，開(kāi)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練中，主要采用PBL 教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

在學(xué)習(xí)完相關(guān)理論設(shè)計(jì)知識(shí)后，將學(xué)生分組并布置開(kāi)放性的設(shè)計(jì)任務(wù)。各組學(xué)生經(jīng)過(guò)查閱資料、分組討論，共同完成自己選擇的某種機(jī)構(gòu)或設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告、制作講解PPT。各組先在課堂上講解自己完成的設(shè)計(jì)作品，再經(jīng)過(guò)其他同學(xué)的提問(wèn)、討論與老師點(diǎn)評(píng)，最后利用學(xué)習(xí)通中的評(píng)分功能完成各組設(shè)計(jì)作品的評(píng)分。

2.5 注重創(chuàng)新與應(yīng)用能力考核的課程評(píng)價(jià)改革

課程成績(jī)?cè)u(píng)定采用過(guò)程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合，由平時(shí)過(guò)程性考核成績(jī)（50%）和期末考試（50%）組成。平時(shí)過(guò)程性考核成績(jī)包括：線上學(xué)習(xí)（課件閱讀、視頻學(xué)習(xí)、資料訪問(wèn)次數(shù)、線上作業(yè)等）10%、課堂互動(dòng)（含討論）10%、平時(shí)作業(yè)10%、期中考試10%、創(chuàng)新設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練10%。課程考核注重成果導(dǎo)向，以創(chuàng)新、應(yīng)用能力為考核指標(biāo)，將參與課外創(chuàng)新實(shí)踐、獲得創(chuàng)新成果（競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、專利）納入課程成績(jī)。在由以上5 項(xiàng)綜合計(jì)算得到的平時(shí)分?jǐn)?shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生參加“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”和“大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽”兩項(xiàng)機(jī)械類專業(yè)最重要的學(xué)科競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)等級(jí)與團(tuán)隊(duì)排名順序，增加創(chuàng)新實(shí)踐附加分。

3 課程改革成效

3.1 課程教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高

在“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)思創(chuàng)互融全過(guò)程培養(yǎng)創(chuàng)新型工匠人才的教學(xué)模式下，教學(xué)質(zhì)量逐年提高。學(xué)生成績(jī)優(yōu)良率占比逐年提高，且不及格率也較之前大幅降低。尤其是學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、自覺(jué)性都得到較大的提升，近兩期學(xué)生登錄線上自學(xué)平臺(tái)的頁(yè)面瀏覽量分別達(dá)到40 萬(wàn)和55 萬(wàn)余次。

3.2 學(xué)生專業(yè)素質(zhì)顯著提升

學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力得到增強(qiáng)，我校機(jī)械類學(xué)生在“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”和“大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽” 兩項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽中取得了優(yōu)異成績(jī)，2017 年以來(lái)共獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)12 項(xiàng)，省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)95 項(xiàng)；同時(shí)，立項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目36 項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)17 項(xiàng)。

3.3 課程建設(shè)成果豐富

本課程已被認(rèn)定為福建省課程思政示范課程、福建省線下一流課程、武夷學(xué)院三創(chuàng)課程，課程案例入選福建省課程思政優(yōu)秀教學(xué)案例。課程負(fù)責(zé)人和教學(xué)團(tuán)隊(duì)分別被認(rèn)定為福建省課程思政教學(xué)名師和團(tuán)隊(duì)，課程負(fù)責(zé)人入選福建省課程思政專家?guī)臁Ｕn程改革建設(shè)獲批福建省教育教學(xué)改革項(xiàng)目與福建省高校思想政治工作精品建設(shè)項(xiàng)目各1 項(xiàng)、武夷學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目3 項(xiàng)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)我校的辦學(xué)定位以及機(jī)械專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，確定課程的教學(xué)目標(biāo)，并針對(duì)原有課程教學(xué)中存在的三個(gè)問(wèn)題，本課程構(gòu)建了基于“三雙”教學(xué)設(shè)計(jì)思創(chuàng)互融全過(guò)程培育三個(gè)核心精神，培養(yǎng)創(chuàng)新型工匠人才的教學(xué)模式。將思政案例和專創(chuàng)融合案例（雙案例）以“基因式”和“專題式”（雙形式），融入到“大國(guó)工匠”和“創(chuàng)新中國(guó)”（雙主題）的教學(xué)內(nèi)容中；創(chuàng)建了思創(chuàng)互融的線上自學(xué)與課外實(shí)踐雙平臺(tái)，基于雙平臺(tái)實(shí)施輕混合、理實(shí)一體的全過(guò)程育人教學(xué)組織，培養(yǎng)學(xué)生的三個(gè)核心精神。課程改革以來(lái)，課程建設(shè)成果豐富，課程思政育人成效明顯，課程教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)得到顯著提升。課程的改革經(jīng)驗(yàn)為工科類專業(yè)課程的課程思政建設(shè)與專創(chuàng)融合改革提供重要的借鑒作用。