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【摘要】《機械制造工藝》課程作為機械設計制造及其自動化專業的核心課,在工程教育專業認證新的背景下,需要對傳統教學方法進行改革和探索。按照工程教育專業認證三大原則,對教學內容、教學手段、考核方式等多方面進行全面改革,解決了長期以來課堂教學與工程教育相脫節的弊端。在教學實踐中采用對比法、移植法、跟蹤法和總結法等多種分析方法,對課程目標達成度進行定量分析,以便有效地指導后續教學。課程目標達成度的持續改進,進而有力支撐所在專業的畢業要求,達到預期的培養目標。通過統計分析發現,學生發現問題和獨立解決復雜工程問題的能力、溝通能力、表達能力及團隊協作能力進一步增強。
【關鍵詞】工程教育;專業認證;課程目標;達成度;培養目標
一、引言
近年來,在“中國制造2025”的政策激勵下,制造業,尤其是機械制造業迎來了前所未有的大發展,在人才市場上,高質量機械類人才供不應求,而如何培養高質量的機械類人才?是高校必須解決的一項重要任務,也是高等教育發展的社會擔當。為解決這一難題,各高校都在積極探索,終于找到了一種行之有效的解決方案———高等工程教育專業認證。1989年,來自美國、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭、加拿大、英國6個國家的民間工程專業團體發起和簽署了《華盛頓協議》。該協議明確工程教育三大原則[1],一是以學生為首要服務對象;二是以產出導向為教育取向;三是持續改進的質量文化。該協議對本科工程學歷資格互認,逐漸發展為全球高等工程教育的重要保障機制[2]。2013年6月,我國加入《華盛頓協議》,從此以后,隨著我國高等教育規模增長和深入發展,很多高校陸續申請并通過了工程教育專業認證,在人才培養實踐中獲得了預期效果。在機械類專業人才培養中,《機械制造工藝》課程屬于專業核心課,一般開設于本科大三年級,該課程在幫助學生建立和優化專業知識結構、理論聯系實際、解決復雜工程問題、支撐畢業要求指標點和人才培養目標等方面都具有重要地位。傳統教學是典型的填鴨式教學模式,以教為主,學生缺乏獨立學習與團隊合作學習能力,不符合工程教育專業認證的理念,需要對傳統的教學進行改造。
二、教學大綱的改造
教學大綱是課程教學的綱領性文件,屬于頂層設計內容。大綱以工作任務為引領,以四類典型零件(軸、套、齒輪、箱體)工藝規程編制為主線,以相關知識點為支撐,進行設計。大綱研究內容涉及兩方面:一方面研究四類典型零件工藝分析和工藝規程制訂的方法;另一方面研究裝配工藝,撰寫裝配工藝流程。教學大綱是制訂授課計劃和考核形式的基礎,與傳統的教學大綱相比,新增了以下內容。
(一)課程目標與畢業要求關系。課程目標的占比、內容以及與畢業要求指標點的對應關系,能夠在宏觀上理清三者之間的關系,為后續量化考核和質量文化持續改進提供理論依據。如表1所示。
(二)課程目標考核與評價方式。針對課程目標,制訂出其量化評價方式以及成績分值的分配關系,具體見表2。課程考核結束后,授課教師應對該課程的授課情況及學習效果進行綜合評價。該綜合評價涵蓋了課堂表現、作業、實驗、試卷等多個環節。任課教師根據課程目標達成度的實際數據進行統計分析,根據課程目標達成度的高低,進而在后續教學中適當地調整和改進教學方法,持續改進,實現課程目標,提高人才培養質量[4]。
三、教學及實踐方法改革
《機械制造工藝》課程與工程實際結合緊密、實用性強。各知識點之間聯系緊密,需要在教學方法上積極探索,多種方法有機結合,將知識轉化為能力,實現素質教育,提高人才培養質量。
(一)對比法。對比法又稱對比實驗法。將新的教學方法和實踐結果與之前的傳統方法相比較,獲得有效統計信息,并對信息進行挖掘和分析,指導后續教學。
(二)移植法。由于工程教育專業認證本身是開放的一個系統,因此,從理論上可以采用多種先進教學手段和模式進行教學實踐活動,(包括項目化教學、微課、翻轉課堂、MOOC等)。在教學設計環節精心準備,在教學實施環節,能夠有效地為課堂增加活力和藝術感,教師授課和學生上課能夠充分互動和共情,可以在最大程度上激發學生的學習興趣,提高學習效果,持續提高課程目標的達成度。
(三)跟蹤法。選取不同年級學生的《機械制造工藝》課程作為樣本,分析其課程目標達成度,進行不同年級間的縱向課程跟蹤。選取某班8名不同基礎的學生,長期微觀跟蹤其學業進展狀況。統計數據表明,每位學生在工程教育專業認證模式下的學習效果都有不同程度提升,其中基礎薄弱的某學生提高最為明顯,其1~4周的各項考查指標結果如表3所示。
(四)總結法。總結法是在上述幾種方法的基礎上,通過課程目標達成度分析,從量化指標上反映學生對該課程的掌握程度,哪些課程目標達成度相對理想,需要繼續保持;哪些課程目標達成度不夠理想,需要查漏補缺,以便后續改進教學。通過工程教育專業認證要求組織教學和實踐,以西京學院機械設計制造及其自動化專業2015級、2016級、2017級《機械制造工藝》課程的目標達成度作縱向比較,如表4所示。4個課程目標的達成度穩中有升,進而有力支撐該專業的畢業要求指標點,達到預期的人才培養目標。
四、結語
針對《機械制造工藝》課程的工程教育專業認證教學改革是一項長期的過程,本文介紹了對比法、移植法、跟蹤法、總結法四種方法。通過不同年級該課程的課程目標達成度穩中有升的數據表明,這四種方法不僅能激發學生的學習興趣,提高學習效率,培養學生的工程能力,而且能夠有效地推進工程教育專業認證的進程,提高人才培養質量,實現人才培養目標。
作者:羅杰 黨波 邱海飛 周超 單位:西京學院機械工程學院