工程教育機械類專業(yè)課程實踐研究

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長沙理工大學機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學生培養(yǎng)及其現(xiàn)狀符合《工程教育專業(yè)認證標準（試行）》的通用標準和專業(yè)補充標準，能滿足基于工程教育專業(yè)認證標準的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的本科教育工作。但是通過工程教育認證工作發(fā)現(xiàn)，專業(yè)課程實踐教學環(huán)節(jié)建設(shè)還存在一些不足：（1）仍采用“課內(nèi)實驗”“課程設(shè)計”或“實習教學”的傳統(tǒng)模式，實踐教學的內(nèi)容大都是重復(fù)或羅列以往的教學內(nèi)容和理論知識，沒有系統(tǒng)地把工程、科研項目融入到實踐教學中，工程背景不強、綜合訓練程度不夠；（2）教學方法上基本上仍舊是教師指定，學生跟從的“被動參與學習”模式；（3）成績考核主要采用平時成績40%+實踐報告成績60%的單一計分方式。上述不足會導(dǎo)致學生對機械類專業(yè)知識理解不透徹，實踐動手能力偏差，學習重結(jié)果輕過程。為彌補上述不足，學院專門制定了相關(guān)政策、辦法鼓勵教師積極進行教育教改研究。在此背景下，本文以“機電控制技術(shù)實習”教學實踐為改革突破口，就如何激發(fā)學生學習興趣，強化機械類專業(yè)實踐課程的工程應(yīng)用能力進行探索。

一《工程教育專業(yè)認證標準（試行）》對機械類專業(yè)的培養(yǎng)要求

機械工程本科專業(yè)認證在于從整體上評價學生的質(zhì)量和畢業(yè)生的狀況。學校成功地達到了專業(yè)的培養(yǎng)目標與否，應(yīng)檢驗其畢業(yè)生能否具有以下知識和能力[2]：（1）知識要求：掌握機械工程、機械學科的基本理論、基本知識，掌握必要的工程基礎(chǔ)知識。（2）能力要求：具有數(shù)學、自然科學和機械工程科學知識的應(yīng)用能力；具有制訂實驗方案、進行實驗、分析和解釋數(shù)據(jù)的能力；具有制圖、計算、測試、調(diào)研、查閱文獻和基本工藝操作等基本技能和較強的計算機應(yīng)用能力。（3）工程要求：具有設(shè)計機械系統(tǒng)、部件和過程的能力；具有對于機械工程問題進行系統(tǒng)表達、建立模型、分析求解和論證的能力；具有在機械工程實踐中初步掌握并使用各種技術(shù)、技能和現(xiàn)代化工程工具的能力。（4）特別要求：知識面寬廣，并具有應(yīng)對現(xiàn)代社會問題的知識，進而足以認識機械工程對于世界和社會影響的能力。從上述要求可看出，在教學過程中，知識不能僅僅以定型的形式呈現(xiàn)給學生，更大程度上需要學生自己在解決問題中去有所“發(fā)現(xiàn)”，但其存在“短時間內(nèi)難有所獲”的局限性。要形成對知識的理解，使探究所得知識與其他相關(guān)知識的內(nèi)在聯(lián)系形成一定的知識結(jié)構(gòu)，必須有內(nèi)化的過程中，即接受學習的意義建構(gòu)過程?？梢?，教師在課程教學過程中，尤其是實踐環(huán)節(jié)教學過程中，要適度平衡探究式學習和接受式學習中接受和探究成分的相互滲透，針對不同的課程知識及技能要點，引導(dǎo)學生將探究的方式與其他方式結(jié)合起來，以收到最佳的學習效果。

二基于工程教育專業(yè)認證的實踐教學實施方案

筆者在執(zhí)教“機電控制技術(shù)實習”過程中，采用了如下圖1所示的以“項目驅(qū)動”為導(dǎo)向的探究式-接受式復(fù)合教學法，將教學工作的三大核心教學內(nèi)容、教學方式及考核方法設(shè)計成一個具有自適應(yīng)能力的反饋閉環(huán)系統(tǒng)，取得了良好的教學效果。

1教學內(nèi)容

本方案教學內(nèi)容的核心是建立合適的“項目庫”。其評價指標包括項目內(nèi)容的豐富性、工程背景的濃厚性、理論與實踐結(jié)合訓練的綜合性、以及《工程教育專業(yè)認證標準（試行）》的達標度?！绊椖繋旖ㄔO(shè)”的主體既可以是授課組老師，也可以是學生自己；項目的設(shè)計方法是先解析課程的知識及技能要求，再設(shè)計一系列包含要素盡可能多的系統(tǒng)性項目群，使學生在探究項目的過程中真正強化其機電控制技術(shù)的工程應(yīng)用能力。項目區(qū)分常規(guī)性和創(chuàng)新性的目的在于建立能力分層和激勵機制，引導(dǎo)學生進行良性競爭，創(chuàng)新性項目競標主要比較學生申報書中的技術(shù)文獻綜述深度，以及技術(shù)方案的優(yōu)劣。

2教學方式

教學方式上，建立“探究式學習與接受式學習的耦合教學機制”是其核心，重點要解決好探究式學習和接受式學習相互滲透過程中的“度”和“界”?？深惐鹊睦邮?，現(xiàn)在眾多高校試圖通過要求理工科學生選修一些屬于人文科學的課程來解決“專門化”的傾向問題。然而，正如一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人貝塔朗菲所指出的，增加或者“并列”各種不同方面的課程，既培養(yǎng)不出“素養(yǎng)”，也帶不來“通才”教育?？尚械霓k法是一方面夯實工科通識基礎(chǔ)，為學生提供與工程專業(yè)關(guān)聯(lián)的人文社科類課程，把工程活動所涉及的知識融會貫通地傳授給學生；另一方面將項目式教學方法應(yīng)用于傳統(tǒng)的課堂教學中，共享產(chǎn)學合作課題，創(chuàng)新課程內(nèi)容，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，以集成方式綜合培養(yǎng)學生的工程能力。教學方式選擇的首要原則應(yīng)是為學生創(chuàng)造自主協(xié)作的學習環(huán)境和多元互動的交流機制，具體實施時要“因人而異”、“因地制宜”。善于借鑒同行們的教學實踐成果為己所用：CDIO工程教育模式強調(diào)以主動的、實踐的及課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，反映了系統(tǒng)論中整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性的特征[3]；學生的科學思維發(fā)展才是科學探究活動的核心，采用模型/模型化為基礎(chǔ)的科學教學法，不僅可以使學生的科學思考顯性化，便于教師進一步理解學生的心智變化，而且為師生之間的相互作用提供了互動載體[4]；運用“新三論”（耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學、超循環(huán)理論）設(shè)計教學方式，通過其“整體性”、“非線性”、“協(xié)同性”、“漲落性”和“開放性”等五個系統(tǒng)方法特征去滿足認知、情感和動作技能等方面的教學要求[5]；基于直覺性、連結(jié)性和發(fā)射性三項基本特性設(shè)計本科教學知識傳播和創(chuàng)新機制，以“問題”為核心，理清學生、教師和多媒體在人機交流和人際交互三角關(guān)系中的角色扮演與實施策略，引導(dǎo)學生實現(xiàn)全腦思維[6]；“翻轉(zhuǎn)學習”可充分利用學生的業(yè)余時間實現(xiàn)知識接受，而課堂時間則用于知識內(nèi)化，使多種學習方式的并存成為可能[7]。

3考核方法

“實踐環(huán)節(jié)考核”要實現(xiàn)評價體系與培養(yǎng)目標的協(xié)同，這也是本方案中“教學效果分析”的重要工作之一。評價目的不僅在于激活教學活動，而且要促進學生獨特的學習方法與思維方式的形成，促進學生工程能力的提升；評價指標的設(shè)置應(yīng)緊密結(jié)合《工程教育專業(yè)認證標準（試行）》的培養(yǎng)目標，實現(xiàn)個性化和多元化；評價內(nèi)容要指向?qū)W生學習態(tài)度、學習成果質(zhì)量及成果分享能力等方面，可分別占40%、30%、30%的分值比重。學習態(tài)度的考核旨在引導(dǎo)學生發(fā)揮自身的主動意識和創(chuàng)新精神，建立既重過程又重結(jié)果的良好學風。學習成果質(zhì)量可從學生實踐過程中的知識和技能積累、項目進度和深度等多方面評定。成果分享能力考核可采用全體學生參加的“項目成果答辯”形式，實現(xiàn)短時內(nèi)不同項目間的技術(shù)交流與知識傳播。總之，本文所用方法緊緊圍繞學生主體、理論與實踐相結(jié)合、充分發(fā)揮學生主觀能動性和創(chuàng)新意識等四條主線，基于“項目驅(qū)動”探究式-接受式復(fù)合教學理念組織實踐教學，將機電傳動控制類課程理論知識與實踐技能有機地結(jié)合起來，使學生充分參與到從項目方案制定到項目實施、項目攻關(guān)、項目成果分享的全過程，較好地達到了優(yōu)化機電傳動控制課程教學體系、知識結(jié)構(gòu)和技能培養(yǎng)要素，全面培養(yǎng)學生的實踐動手能力、解決問題的能力和團隊協(xié)作能力的目的。期望本教學成果對講授其他機械類專業(yè)實踐課程的同行有一定的借鑒意義和移植價值。

參考文獻

[1]周偉，嚴興春，鞠萍華，等.基于工程教育專業(yè)認證的機械類專業(yè)師資隊伍建設(shè)[J].教學研究,2013,36(4)：20-24.

[2]教育部辦公廳.工程教育專業(yè)認證標準（試行）[EB/OL].(2010-08-17)[2014-07-21].www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3861/201110/125419.html.

[3]潘柏松，胡玨，秦寶榮.基于協(xié)同理論的CDIO工程教育模式探索[J].中國大學教學,2012(5)：35-38.

[4]孫可平.科學教學中模型/模型化方法的認知功能探究[J].全球教育展望,2010，39(6)：79-81.

[5]何可抗.運用“新三論”的系統(tǒng)方法促進教學設(shè)計理論與應(yīng)用的深入發(fā)展[J].中國電化教育,2010(1)：7-18.

[6]陳耿彪，吳文兵.培養(yǎng)大學生“右腦思維”的教學策略研究[J].教書育人•高教論壇，2013(6):17-19.

[7]秦煒煒.翻轉(zhuǎn)學習:課堂教學改革的新范式[J].電化教育研究,2013(8)：84-90.

作者：陳耿彪 杜榮華 單位：長沙理工大學汽車與機械工程學院