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［摘要］我們以機械工程教育專業認證為推動力，結合本校機械制造及自動化專業的培養目標，圍繞“以學生為中心”的核心理念，改革機械設計的教學內容、教學方法、實踐教學和考核評價體系，探索符合本課程達成畢業要求的指標點和持續改進的教學新機制。
［關鍵詞］專業認證；機械設計；教學改革；以學生為中心
工程教育專業認證是針對高等學校工科專業實施的專門性認證，也是實現工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎。2013年，中國成為《華盛頓協議》預備會員，標志著中國工程教育專業認證體系得到國際認可［1］。工程教育專業認證通用標準中明確提出要以學生為中心，以能力培養為導向。機械工程本科專業認證要求通過12個方面的知識和能力，從整體上評價學生的質量和畢業生的狀況［2］。因此，高校應圍繞以學生綜合素質培養為中心的目標進行教學資源配置、教學安排、教學設計和教學實施。機械設計是機械制造及自動化專業的一門重要技術基礎課，旨在培養學生的工程意識和分析、解決問題的能力，特別是培養學生綜合運用所學知識進行機械設計、開發和創新的能力，覆蓋了機械工程本科專業認證要求的多個指標點。為達成機械制造及自動化專業的工程教育專業認證要求和我校的培養目標，我們擬對機械設計課程的教學內容、教學方法、實踐教學及考核評價體系進行改革，以期建立符合工程教育專業認證標準、達成畢業要求指標點和持續改進的教學新機制。
一、機械設計課程教學現狀
1．教學內容陳舊。機械設計課程重點講授工程基礎知識，涉及較多抽象的概念和公式，內容較枯燥，缺乏對機械工程新技術、新工藝的介紹，導致學生對學科發展前沿和最新科研成果及技術缺乏了解，對學習缺乏興趣。學生能力和素質培養脫節，教學無法達成工程教育專業認證的畢業要求指標點。2．教學方法單一。傳統的教學以老師為中心，老師通過系統地講授，把書本知識傳遞或灌輸給學生。學生處于被動學習狀態，缺乏獨立思考能力，學習興趣不高，不善于提出、分析并解決實際工程問題，無法滿足工程教育專業認證對畢業生的能力要求和工程要求。3．實踐教學設置不合理。機械設計課程包括理論教學和實踐教學（實驗教學和課程設計）兩部分，通常實驗和課程設計安排在理論課程結束后進行，這就導致學生產生知識斷層，影響了其對理論知識的理解和鞏固。另外，實驗課時較少、實驗設備陳舊也影響了學生創新思維的發展。課程設計的題目單一，基本是二級減速器的設計，脫離實際工程背景，制約了學生自主設計和創新能力的培養，實踐教學很難達成工程教育專業認證對培養目標和畢業生能力的要求。4．考核評價方式單一。傳統的考核評價體系主要由期末考試成績、平時作業和上課出勤率三部分組成。這樣的評價方式導致部分學生平時抄作業，考前搞突擊，甚至出錢請人“點到”，其學習積極性受到了嚴重影響。將分數作為評價一門課程教學是否成功的主要依據，無法體現工程教育專業認證關于持續改進的教學理念。
二、機械設計課程教學改革探索
為了達成本課程對專業培養目標和畢業生質量的支撐，筆者結合多年來的教學和實踐經驗，從本校的培養目標出發，圍繞“以學生為中心”的核心理念，對教學內容、教學方法、實踐教學和考核評價體系進行了改革，探索機械設計的教學新機制［3］。
（一）教學內容的改革
根據工程教育專業認證標準和本校的專業培養目標，我們確立了本課程所覆蓋的畢業要求和指標點，并結合生產實踐和社會發展需要，重組課程教學內容，以充分反映機械領域的發展前沿和新成果。教學內容以機械設計的共性規律、零部件的基本理論和方法為重點，略去了復雜公式的推導，增加了現代先進的設計方法和新技術、新工藝、新材料，以適應行業產業升級對人才知識結構的需要。我們組織學生參加知名高校、科研機構和先進企業科研人員來院開設的機械論壇和講座，使其了解機械領域生產和研發的新成果和新技術，開闊學生的視野，激發學生的學習動力。同時，我們重視理論與實踐相結合，將典型的工程實際問題引入理論教學，讓學生帶著問題思考、分析、討論和交流，加深學生對基本原理和概念的理解，培養學生的知識應用能力和解決復雜工程問題的能力。我們還充分利用互聯網服務平臺提供的優質、便捷的教學共享資源，引導學生通過觀看網絡視頻和課件，進行課前預習和課后復習，使學生變被動學習為主動學習，培養學生自主學習、終身學習的能力和使用現代化工具的能力。
（二）教學方法的改革
在工程教育專業認證體系下，我們改進了教學方式，以保證知識傳播、能力訓練和素質培養；結合本校的辦學特色和培養目標，探索了“以學生為中心”的“面授教學＋互聯網輔助教學＋小組討論＋研究性學習”的混合教學模式，為學生營造自主學習、崇尚創新、能力培養及個性發展的學習氛圍，培養學生的自主學習能力和團隊協作能力，提高其工程意識和設計技能。引導性面授講課仍是主要的教學方法。老師借助視頻、動畫、可視化CAD三維產品及實物模型等教學工具，以分析和解決問題為主線，通過與學生的互動強化基礎和重難點的講解。MOOC教學具有高度的便捷性和共享性，能賦予學生更多的交流、討論及深度學習的自由選擇，已應用于很多課程的教學中［4］。但機械設計課程具有很強的實踐性和綜合性，MOOC的碎片化知識影響了它的系統性和知識構架，因此，我們只將MOOC教學作為輔助手段，引導學生認知和學習。學生主要通過線上學習擴大知識面，自主學習難度不大的內容，復習重難點內容，提高自主學習能力。教師可通過網絡平臺組織學生討論，并隨時檢查學生的學習效果。課堂教學中增加了討論課課時，包括小組討論型和大班研究性討論型兩種，以營造師生平等的學習氛圍。小組討論課要求學生自主選題，查閱相關資料并收集相關實物，先進行小組內討論，然后進行班級討論，以保證每個學生參與其中，加強課堂互動。大班研究性討論課可以引入老師的科研項目、實際工程案例和學生參加的研究項目，讓學生在問題的強烈驅動下，借助多種學習途徑展開研究、探索和討論，充分發揮他們的主體作用，開闊他們的思路，促進其對知識的深刻理解［5］?；旌鲜浇虒W方法強調“以學生為中心”和“以教師為主導”。教師借助互聯網提供的多元教學資源，以身邊的實物和工程設計案例為載體，實現教學過程和模式的多樣化，激發學生的學習興趣，培養學生解決實際工程問題的能力和終身學習的能力，提高學生的團隊協作、溝通及交流能力，以覆蓋本課程所達成的畢業要求指標點。
（三）實踐教學的改革
為了使學生深入理解和掌握理論知識，使理論教學的第一課堂與實踐教學的第二課堂有機結合，我們把實踐教學融入理論教學過程中，根據理論課程進度統籌安排實驗項目和課程設計進度。我們建立了基礎型、綜合設計型和研究創新型等多個層次的實驗教學體系，廣泛開展多樣的開放性實驗項目，還與本校機電學院下屬的機械制造廠聯合開展產學研合作實踐項目，同時利用本校“機械實驗教學示范中心”的教學資源，進行現場實物教學，使教學形象、直觀，增加學生的感性認識。課程設計題目不再是單一的二級減速器的設計，而是多樣化、多方案、全方位的選題。我們把實際工程項目、學生的創新科研項目等引入課程設計，以實際工程項目的具體實施為主線，貫穿課程設計過程，鼓勵和引導學生沿著探索、研究的道路進行課程設計。理論教學和課程設計同步進行，理論教學結束后，教師只需安排時間讓學生集中完成畫圖工作。我們鼓勵學生參加課外科技活動和競賽，親自參與從調查研究到可行性分析再到設計和制作的全過程，實現理論知識和生產實踐相結合，培養學生應用相關知識分析、解決復雜機械工程問題的技能，提高學生的創新意識和團結協作精神。學生順利完成了參與項目，還在各項比賽中取得了較好的成績，并申報了多個發明和實用新型專利，達到了工程教育專業認證的工程能力要求。
（四）考核評價體系的改革
課程考核既要檢驗學生掌握知識的情況，也要檢驗教師的教學質量和教學效果，以實現課程教學的持續改進。工程教育專業認證要求課程的考核應對照課程教學目標，逐條分析學生成績分布及原因，并計算達成度［6］。因此，評價指標應緊密結合培養目標進行設置，保證個性化和多元化，以全面、準確地反映學生的學習效果。改革后的機械設計課程考核采用多元智能評價，包括過程性綜合評價和終結性閉卷考試評價兩部分，重點考核學生的工程實踐能力。過程性評價指標主要包括學生的基本知識掌握情況、學習態度和學習過程等。學習態度以學生的考勤、課堂表現和作業情況進行評價；互聯網學習以學生線上學習的參與度和學習效果進行評價；小組討論以小組討論課題準備、陳述、討論和PPT制作等情況進行綜合評價；研究討論學習以學生在研究性討論課上的表現、溝通和交流情況進行綜合評價。我們采用學生自評、互評、老師總評等方式進行打分，并計入學生期末總成績。終結性評價采用閉卷考試的形式，題型為問答題、作圖題、計算題和實際工程分析及設計題，考試內容支撐課程目標和指標點。學生學習成績的構成為：平時作業（10％），線上學習（5％），學習態度（10％），小組討論課（15％），研究性學習討論（10％），期末考試（50％）。教師按照既定的考核制度，對學生期末考試試卷進行系統分析，綜合評價教學效果，以解決教學中存在的問題。
三、教學改革實踐
我們以機械專業一個自然班作為實驗班，全班40人自愿組合成7個學習討論小組。每組選擇一類通用零部件作為研究對象，各組員分別圍繞課題收集資料和身邊的相關實物，先進行組內討論，然后制作匯報總結PPT。在小組討論課上，每組指定一名同學通過PPT匯報本組的研究成果，陳述時間為20分鐘。陳述結束后，教師和學生共同交流、討論并提問，陳述小組各成員均可回答問題，最后通過組內互評、各組互評、教師總評等方式進行打分。通過小組討論課，學生既學習了新知識，又傳授了新知識，訓練了自主學習和獨立思考的能力，鍛煉了口頭表達能力和應變能力，提高了參與積極性，并促進了與他人之間的團結合作。在大班研討課上，老師把實際工程問題和學生參加的競賽項目、研究性學習項目等引入課堂，激發學生的學習熱情。這不僅培養了他們解決實際工程問題的能力，還保證了各研究項目的順利開展，最終學生取得了很好的成績。在本課程教學結束后，我們針對“培養了自主學習的能力、強化了對專業基礎知識的掌握、培養了發現與解決問題的能力、促進了師生的交流和互動、培養了專業領域的創新能力、提高了同學間的團結合作能力、培養了口頭表達能力、拓寬了知識面和增進了對專業發展前沿的了解”幾個方面，進行了問卷調查，以了解學生對本課程教學改革的接受度。調查結果顯示，超過80％的學生滿意和較滿意，認為豐富的教學內容、多元的教學方法、典型的實際工程案例極大地調動了他們的學習積極性，培養了他們的創新精神和綜合解決工程問題的能力，提高了他們的溝通能力、團隊合作能力和自我表達能力。
四、結語
按照工程教育專業認證標準的要求，我們結合本校機械制造及自動化專業的培養目標，圍繞“以學生為中心”的核心理念，對機械設計課程的教學內容、教學方法、實踐教學、考核評價體系進行了改革，激發了學生的學習興趣和創新思維，提高了學生解決復雜工程問題的能力，培養了學生的自主學習能力和團隊協作精神。我們將繼續深化機械設計課程的教學改革，以期培養更多優秀的符合工程教育專業認證要求和培養目標的創新人才。
參考文獻：
［1］中國工程教育認證協會秘書處．工程教育認證工作指南［A］．2013．
［2］教育部辦公廳．工程教育專業認證標準（試行）［EB／OL］.
［3］孫二軍．“以學習為中心”的高等教育質量觀及其路徑分析［J］．高教探索，2015（2）：16－19．
［4］許艷麗，王嵐．基于MOOC的高等職業教育教學創新研究［J］．職業技術教育，2015，36（26）：35－39．
［5］朱紅，馬莉萍，熊煜．“大班授課、小班研討”教學模式效果研究［J］．中國高教研究，2016（1）：42－47．
［6］于巖．工程教育專業認證視角下陶瓷工藝學課程教學改革的探索［J］．化工高等教育，2016（5）：1－5.
作者:柳建安 閔淑輝 單位:中南林業科技大學
