邓文娟　李萍　高兴军

[摘 要]在“卓越计划”和“工程认证”大背景下，结合新时代学生的特点，为提高课程教学效果和质量，实现高素质应用型机制工程专业人才的培养目标，机械设计课程组对教学方法实施了改革。课程组指出了传统课程教学方法的弊端，在此基础上开展了以调动学生学习积极性和能力培养为主要内容的教学改革，并对改革教学实施过程中存在的问题和建议进行了探讨。

[关键词]机械设计;教学方法;教学反思

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）04-0057-03

当前，社会急需工程应用型创新人才。在“卓越计划”和“工程认证”大背景下，各高校正面临培养和造就具有创新能力、适应国家经济发展需要的高素质应用型工程技术人才的巨大挑战[1-2]。机制专业作为重要的工业基础学科，对实用型人才的培养尤为重要。机械设计作为机械类专业中一门综合实践性强、系统理论突出的重要课程，在机械类专业本科生的培养计划中具有重要作用[3]。该课程是先修课程（理论力学、材料力学、机械制图、互换性测量技术等）的综合应用，同时是后期专业课的基础和过渡，具有很强的基础性、设计性、实践性、严谨性和综合性[4]。

一、 传统教学方式的弊端

传统教学方法难以调动学生自主學习的积极性，不利于学生各方面能力的培养。传统教学以教师讲为主，学生被动接受知识，加上课程理论知识比较抽象，图表公式繁多，在很大程度上限制了学生学习的主动性、积极性和创造性，具体表现为重点内容教师讲授多次，学生还是记不住。加上教学学时不断减少，对很多学生来说，直到课程结课他们还没有真正理解课程的整体和实质。此外，传统教学方法基本上侧重理论知识的传授，不太重视学生从发现到问题到解决问题的理论应用能力的培养，也忽视了学生的个性和优势，限制了学生各方面能力的培养，因此课程的教学效果不佳。而以单纯考试作为评判学生课程学习效果的方式，会使学生为了考试而学习，采取在临近期末考试时“死记硬背”的方式，这不能充分调动学生的学习主动性，学生的创造性思维也受限。当前社会对机制人才的需求是多样化的，仅仅从考试结果无法选拔出适应社会需求的人才，不能促进学生各方面能力的提高。

二、教学改革实施

“00后”机制专业大学生成长的时期，是互联网技术迅速发展的时期。这一代学生思想更加开放、包容，乐于尝试新事物[5]。借助科技手段，学生获得知识的途径更广，知识更新速度更快。学生对新事物充满好奇心，他们的互联网技术和软件技能较强，自我表现突出。如何根据学生的特点制订适合他们的教学方法是本教学改革的重点。本文从以下几方面对课程改革提出建议。

（一）优化教学内容，丰富教学案例

课题组成员调研机械设计类企业用人需求，将其与机械设计教学大纲及机械设计先修课程的教学情况相结合来制订合理的教学计划，同时优化教学内容，进行模块化教学。教学模块的课堂具体实施按“教学案例”“问题引入”“知识点讲授”“课程设计相关内容讲授”和“能力扩展”进行。根据教学目的、教学内容，课程组围绕石油化工特色鲜明的课程要求选取具有代表性的典型工程案例，如运输机、抽油机、油管提升测量机构等，建立资源案例库。如在减速器教学模块，抽油机、输运机构、提升机构的案例介绍和小组任务合作可以让学生直观理解减速器的作用和应用。通过具体工程案例的介绍和分析，能将课程教学内容和实践紧密结合起来，让学生全面认识学习和设计的对象，大大提升学生的学习热情和自主学习的积极性，培养学生的工程设计思想。

（二）探索任务角色式驱动教学方式[6]

该教学方法是为了加深学生对课堂理论知识点的理解，激发学生的探究欲。任务角色式驱动教学法根据工程设计实际要求，从设计人员要求具备专业的素质能力出发，结合学生自生的特点，以学生作为教学的中心进行教学活动设计。根据实验班级设置项目角色组开展教学活动，具体如下。

1.根据专业培养目标、课程特点及机械设计人员应具备的基本能力（检索整合能力、理论计算和方案设计能力、三维结构绘图能力和文档编排能力）要求，相应地设置计算组、3D结构绘图组、解说组和图文组等角色，在教学过程中建立角色类库。

2.教师在教学过程中要全局把握各个教学活动环节，能随时应对突发状况，以实现教学的有序进行。教师作为教学过程中的主导角色，应该熟悉每次课的教学内容，并将教学整体与各知识要素之间的关系和作用进行梳理与衔接，合理组织课程的教学、学生的交流，将课堂学习和课后学习相融合。教师应制订有效的工作计划，根据各教学知识模块内容和任务设计模块角色任务登记表，并根据学生的特长和意愿确定角色与分配任务。

3.教师阐述具体任务内容，讲授相关的理论知识点，明确任务内容和计划安排、任务截止时间，让学生对任务有一个整体的认识，并确保任务落实到个人。学生在明确角色及任务目标后，教师指导学生掌握相关知识学习的手段和方法，介绍相应的新技术和新手段，让学生以小组的形式互相交流合作，自主通过各种方法和途径寻求解决问题的方法。教师要鼓励学生勇于探索和创新。

4.教师制订任务进度表，时刻掌握学生任务的完成情况，以确保学生及时完成任务和下一步教学的正常进行。角色任务教学实施中，教师还要注重学生的个性化特点，递进式地开展教学。因为首次采用新的教学方式，很多学生不了解具体的流程，有时可能有抵触情绪或处于观望状态，所以可采取由少数带动多数参与的持续改进机制来进行教学，以灵活与多样的形式使不同的教学对象慢慢适应。

5.学生完成任务成果的展示。学生以解说、演示为主要形式，采用三维软件、多媒体技术、信息网络技术等现代化方法展示成果。任务角色式驱动教学过程中，教师不再是简单地授课，而是以学生为中心，与参与角色任务的学生进行交流，让学生在任务完成过程中成为引导者。

（三）加强实践教学

在机械设计课程的教学内容改革中，实践教学应成为重要环节，应重视对学生技术应用能力和创新意识的培养，以此促进他们综合能力的提升。因为减速器包含的各部分结构综合反映了机械设计的各个主要知识模块，减速器仍然是大多数学校选择的课程设计题目。课题组也将减速器这一传统的设计题目作为大多数学生的选题，同时也考虑把与石油特色结合紧密的抽油机工程设计作为设计能力强的学生选题。将课程设计安排在减速器教学模块中，一方面是因为学生在螺纹连接教学模块、齿轮传动教学模块、带和链传动教学模块的学习中已对减速器结构原理有了较深刻的认识，另一方面是因为可以将减速器模块中涉及的设计理论教学与课程设计实践相结合，实现理论和实践相贯通，提高学生的学习效率和实践应用能力。因在角色任务的教学中，学生已经熟悉了三维绘图软件的使用，所以实践环节可安排学生采用SolidWorks三维绘图新技术完成课程设计，绘制相应的零件设计和装配图。直观的减速器结构设计能调动学生的学习积极性，提高学生的学习效率。结合三维绘图新技术和3D打印技术把自己的设计变成看得见摸得着的东西，学生学起来就会充满兴趣与动力。另外，课程理论在竞赛中得到进一步实践。学生运用机械设计课程理论知识参加相关竞赛，可以使学生机械设计方案构思、方案改进、方案实施等的能力得到进一步的锻炼和提高。将机械设计理论知识与学科竞赛相结合，是有效提升学生的机械设计能力、创新能力和实践能力的手段。

（四）建立多重考核方法

增大平时成绩比重，突出课程的过程化考核，实时把握学生的学习进度和学习状况及对知识点的理解和应用，避免学生对知识死记硬背。除采用课堂测试，期中、期末考核，试验实践环节考核外，增加了强化过程考核的角色任务小组大作业考核等方式，形成多重考核机制。小组大作业考核方式分两部分完成。

1.教师评价。教师对作业（PPT、视频、三维图等）内容的完整性、可行性、创新性进行考核，同时结合学生的课堂演说和答疑情况给予评分。

2.小组成员评价。小组成员对自己的角色及任务的理解和自己小组作业完成情况进行自我总结、评价。教师设置问题让学生结合大作业情况回答，根据对作业内容的熟悉程度、回答的条理性及贡献度评分。自评主要围绕自己对角色及任务的理解、任务成果描述、小组合作问题及解决的思路方法、小组合作的重要因素及收获等方面展开。

从反馈的结果来看，灵活多样的考核方式普遍被学生所接受，这在很大程度激发了学生上课的热情和自我深层学习的需要。

三、教学实施过程中的反思

对机制1604-06班级学生实施教学改革，改革效果主要体现在让学生更爱学习、提高学生的自觉学习能力、活跃课堂气氛等方面。本次课程考试，学生的整体成绩有所提高，卷面不及格人数与去年相比下降了14.1%，80分以上人数与去年相比提高了10.2%。从学生的总体反馈可以看出，机械设计课程教学改革普遍被学生接受并获得学生的支持，但改革教学实施过程中仍有以下一些问题需要解决。

1.由于学时限制，课堂任务角色安排不能兼顾全部学生。一些基础薄弱的学生完成不了复杂的任务;而有些任务较简单，能力强的学生完成后不能得到充分的锻炼。

2.由于初次接受这种教学方式，很多学生在初期比较被动，使教学活动开展不是太紧凑。另外，学生准备环节耽误了一些时间，影响了整个课堂进度。

3.角色任务小组合作的过程和实践的过程中存在沟通难与低效问题。在实际教学中，有些小组合作学习的开展往往很艰难，因为小组成员的构成往往具有一定的随意性和临时性，合作学习小组之间水平差距较大。学生之间熟悉程度不同、主动性不同、观点不同、学习基础和层次不同，往往会导致任务完成停滞不前或任务完成不理想。

学生的反馈意见中，对课程的主要建议有：（1）很多学生不敢主动接受任务，有些学生就失去了做任务的机会，希望进一步调动学生的积极性;（2）课程任务题目可以更丰富，以激励更多的学生参与;（3）教师提前用充足的时间检查作业的完成情况，让更多学生展示高质量的成果;（4）增加课堂评分;（5）多提问，教师往往较多关注参与活动的学生，建议加强与后排学生的互动;（6）增加课时;（7）希望将设计的东西实物化等。

结合以上教学环节的问题和意见，建议课程教学在以下几方面加强建设。

1.增加角色任务项目。进一步合理规划角色任务内容，从深度和广度上考虑设置适合不同学习基础的大多数学生能完成的任务，根据个体情况尽量使每一个层次的学生能参与到角色任务中，并享受其中的学习乐趣。充分鼓励学习能力强、基础扎实的学生挑战难度大的任务，让学生在学习中勇于创新和挑战自我。对于任务的各个过程要从时间和质量上严格把关，细化进度管理。另外，需要探索灵活多样的方式方法来引导学生和激发学生学习兴趣。

2.进一步提升教师的教学能力，优化教学环节。课程设计方面，希望丰富选题的多样性，将课题设计的理论教学与实践教学进一步结合，把教材的知识体系结构和分布与课程设计内容糅合在一起。这就要求进一步提升教师的教学能力，优化教学环节，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的学习兴趣和效率。

3.进一步探寻小组高效合作的方法。有效沟通能解决小组合作中的低效问题。有效沟通要求教师和学生、学生和学生保持紧密、高效的线上线下交流。同時，任务布置后要设置进程监督、任务考核机制，使角色协作顺畅，促进小组合作高效化。

4.线上线下相结合的教学模式。为解决课程学时少的问题，可以灵活利用多种教学平台。充分利用网络资源平台、交流平台（雨课堂、腾讯会议、QQ课堂）以及课程学习平台（中国MOOC）等，将学生课前、课中和课后的自主学习紧密有机地联系起来。

四、结束语

为了适应应用型创新人才的培养要求，本文分析了学校机械专业机械设计课程实践教学中面临的诸多问题，开展了以调动学生学习积极性和能力培养为主要内容的教学改革，并对教学改革进行了反思。课程组以机制1604-06班级为课程教改对象，取得了较好的效果。课程改革提高了学生的资料检索、语言表达、绘图、合作等工程实践能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李学光，王淑坤，高艺，等.机械类专业“卓越工程师教育培养计划”运行机制研究[J].高教学刊，2020（23）：84-86，89.

[2] 周龙，景大雷.工程教育认证背景下机械专业实践教学体系建设[J].实验室科学，2020（1）：71-74.

[3] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4] 丁凯，徐鸿翔，李奇林，等. 基于青年教师认知的“机械设计”课程教学效果提升途径探究[J].职教通讯，2017（27）：34-37.

[5] 施晓燕，刘海泉.浅析“00后”大学生新特点及育人策略[J].教育教学论坛，2020（22）：52-53.

[6] 邓文娟，高兴军，柳青. 工程教育认证下机械设计课程教学模式探讨[J].大学教育，2018（9）：58-60.

[责任编辑：钟 岚]