齊樂(lè)華 連洪程 周計(jì)明

摘 要：在總結(jié)世界一流大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，提出“雙一流”建設(shè)背景下面向“智·能·知”創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程改革途徑。建立了數(shù)字化課程資源庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)在線課程平臺(tái)和開放共享教學(xué)環(huán)境，出版了新形態(tài)教材，并在創(chuàng)新課堂教學(xué)與考核模式、科教融合教學(xué)體系和建立學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的“學(xué)習(xí)共同體”等方面進(jìn)行了改革嘗試。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才;教學(xué)資源;教學(xué)模式;機(jī)械制造基礎(chǔ);“雙一流”建設(shè)

培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，是時(shí)代發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步對(duì)高等教育提出的新要求，也是“雙一流”建設(shè)的根本任務(wù)之一?！吨袊?guó)教育現(xiàn)代化2035》明確提出要加強(qiáng)創(chuàng)新人才特別是拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。作為“雙一流”建設(shè)高校，更應(yīng)在教育教學(xué)改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面走在前列。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高等教育在學(xué)生知識(shí)傳授方面享有盛譽(yù)，但在創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)能力培養(yǎng)等方面卻捉襟見(jiàn)肘，嚴(yán)重影響拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

課程建設(shè)是人才培養(yǎng)的核心要素和基本單元[1]?！皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”課程涵蓋工程材料、成形工藝基礎(chǔ)和機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)三部分內(nèi)容，是機(jī)械及近機(jī)類專業(yè)普遍開設(shè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新能力具有重要作用。本文以該課程建設(shè)為例，探索基于創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)“智能”人才培養(yǎng)的課程改革途徑。

一、世界一流大學(xué)人才培養(yǎng)與課程改革

1.創(chuàng)新人才特質(zhì)

關(guān)于創(chuàng)新人才的內(nèi)涵眾說(shuō)紛紜：創(chuàng)新人才需具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的科學(xué)文化知識(shí)，并對(duì)未知領(lǐng)域勇于探索[2];或具有創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)素質(zhì)和提出并解決問(wèn)題的能力[3];抑或具有充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)、解決問(wèn)題并取得創(chuàng)新成果的能力。

筆者認(rèn)為，創(chuàng)新人才應(yīng)具有以下特質(zhì)。

（1）深厚而扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)（知）。此為從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)等科技創(chuàng)新活動(dòng)的基礎(chǔ)。創(chuàng)新是極富挑戰(zhàn)性的工作，只有具備廣博的知識(shí)和足夠的積累，才能在信息爆炸時(shí)代快速學(xué)習(xí)新知識(shí)、不斷提高專業(yè)能力。

（2）全面的綜合能力（能）。創(chuàng)新并非已有經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的簡(jiǎn)單積累，而是在掌握本專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)敏銳的觀察力發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，利用科學(xué)思維能力和工程實(shí)踐素養(yǎng)發(fā)掘問(wèn)題本源并系統(tǒng)科學(xué)地解決問(wèn)題。

（3）強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維（智）。在學(xué)習(xí)理論知識(shí)、開展實(shí)踐工作的過(guò)程中，保持強(qiáng)烈的探索欲望和興趣，敢于打破常規(guī)和提出質(zhì)疑，堅(jiān)持不屈不撓的創(chuàng)新熱情，并不斷思考，在思考中跳出思維定式，提出解決問(wèn)題的新方法。

對(duì)于創(chuàng)新人才而言，知、能、智三者缺一不可[4]?；A(chǔ)知識(shí)是創(chuàng)新的根基，綜合能力是創(chuàng)新的路徑，創(chuàng)新思維是創(chuàng)新的源泉。

2.國(guó)外名校創(chuàng)新人才培養(yǎng)與課程改革

哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等世界一流高校在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面做出了許多改革舉措，取得了良好成效，其人才培養(yǎng)模式和課程改革方法值得我國(guó)高等教育學(xué)習(xí)借鑒[5]。

（1）哈佛大學(xué)——通識(shí)教育，培養(yǎng)全人。哈佛大學(xué)推行通識(shí)教育（liberal education），實(shí)行“全人（Whole man）” 培養(yǎng)模式。學(xué)校主張除培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科才能外，還應(yīng)發(fā)掘其他才能，要培養(yǎng)“幾乎所有學(xué)生都具有某種才能，而非僅局限于專業(yè)才能”。主張引導(dǎo)學(xué)生建立良好的自我意識(shí)，奠定自覺(jué)學(xué)習(xí)能力，通過(guò)汲取更多知識(shí)，為充分發(fā)揮其潛能提供養(yǎng)分。在“全人”培養(yǎng)模式下，哈佛大學(xué)全面推行“核心課程型”課程設(shè)置模式，包括核心課、專業(yè)課和選修課，其中8門核心課涉及文學(xué)藝術(shù)、歷史、外國(guó)文化、倫理道德、社會(huì)分析、定量推理和科學(xué)7個(gè)領(lǐng)域，極大拓寬了學(xué)生視野，全面培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力和綜合能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。截至2018年10月，哈佛大學(xué)已有158人獲諾貝爾獎(jiǎng)，在全球高校位居第一。

（2）劍橋大學(xué)——下午茶喝出的諾貝爾獎(jiǎng)。以“現(xiàn)代科學(xué)的搖籃”著稱的劍橋大學(xué)，其校訓(xùn)為“此地乃啟蒙之所和智慧之源（From here，light and sacred draughts）”，該校教學(xué)模式多為探究交流的啟發(fā)式教學(xué)?；钴S的文化融合與思想交流是其顯著特點(diǎn)之一，“下午茶”則是劍橋大學(xué)長(zhǎng)期流傳下來(lái)的傳統(tǒng)。學(xué)生課間休息、師生間討論問(wèn)題，常在校園中的小咖啡店或辦公走廊進(jìn)行。許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的最初創(chuàng)意往往萌生于劍橋的下午茶。兩度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者桑格教授，正是在喝下午茶時(shí)與不同專業(yè)教授交流思路而獲得靈感，成功完成噬菌體所有DNA核苷酸的測(cè)序，并因此獲得1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。亞歷克·布羅尼斯校長(zhǎng)曾戲言：“我們喝下午茶就喝出了60多位諾貝爾獎(jiǎng)得主。”

（3）麻省理工學(xué)院——知行合一，理論與實(shí)踐、教學(xué)與科研相結(jié)合。麻省理工學(xué)院（MIT）是培養(yǎng)科學(xué)家、工程師和工業(yè)家的搖籃，其校訓(xùn)為“知行合一（Mind and Hand）”。MIT一貫重視實(shí)踐教學(xué)，并將其作為實(shí)現(xiàn)“知行合一”的重要手段。從課堂到實(shí)驗(yàn)室，要求學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。針對(duì)不同年級(jí)的學(xué)生制訂實(shí)習(xí)實(shí)踐計(jì)劃，將課內(nèi)和課外活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，其實(shí)踐課程占總學(xué)分的1/3。強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合、科研與教學(xué)相結(jié)合、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)相結(jié)合。MIT實(shí)行本科生研究計(jì)劃已有多年，其目的是使本科生有機(jī)會(huì)作為教師的初級(jí)同事或助手參與教師的科研活動(dòng)，這些科研計(jì)劃有助于培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣和創(chuàng)新能力。

（4）斯坦福大學(xué)——富有啟發(fā)性的教學(xué)方法。斯坦福大學(xué)的校訓(xùn)是“愿自由之風(fēng)勁吹（The wind of freedom blows）”，體現(xiàn)了該校追求學(xué)術(shù)自由、追求學(xué)術(shù)創(chuàng)新的開拓進(jìn)取精神。斯坦福大學(xué)非常重視教學(xué)方法的啟發(fā)性。一是注重授課的激勵(lì)性。教師講課并非一開始便講書本上的內(nèi)容，而是介紹學(xué)科現(xiàn)狀、尚有爭(zhēng)議的問(wèn)題以及該學(xué)科對(duì)人類未來(lái)的影響等，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。二是講究方法的啟發(fā)性。教師普遍采用探究式教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、啟發(fā)教學(xué)法和個(gè)性教學(xué)法等教學(xué)方法，特別是研討課運(yùn)用最為普遍，教師課堂講授時(shí)間只有學(xué)生自學(xué)時(shí)間的1/4，課堂講授只起提示和引導(dǎo)作用，而將大量時(shí)間留給學(xué)生，通過(guò)學(xué)生課外閱讀、調(diào)研、撰寫專題報(bào)告和討論等方式培養(yǎng)其獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。三是講究方法的生動(dòng)性。角色扮演法和模擬法也是其常用的教學(xué)方法，學(xué)生在情景模擬和角色扮演中體驗(yàn)學(xué)科知識(shí)原理和應(yīng)用，在生動(dòng)活潑的教學(xué)場(chǎng)景中掌握學(xué)科知識(shí)特點(diǎn)和領(lǐng)會(huì)學(xué)科知識(shí)意圖。

高等教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)，而高等本科教育則是重中之重。美國(guó)在1998年和2001年分別發(fā)布《重塑本科教育：美國(guó)研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖》《重塑本科教育：博耶報(bào)告三年回顧》;英國(guó)于2016年發(fā)布《英國(guó)高等教育白皮書》，從國(guó)家戰(zhàn)略層面表明回歸本科教育的決心。哈佛、MIT和斯坦福等世界一流大學(xué)也相繼發(fā)布《失去靈魂的卓越》《高等教育改革的催化劑》《本科教育報(bào)告》等報(bào)告，聲稱沒(méi)有一流本科的一流大學(xué)是失去了靈魂的卓越，沒(méi)有一流本科的一流學(xué)科是忘記了根本的一流，為高?；貧w本科教育做出表率。近年來(lái)，我國(guó)高等教育也掀起本科教育改革和人才培養(yǎng)大討論的熱潮。我們借鑒世界一流高校人才培養(yǎng)理念和課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，逐步形成“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的改革思路。

二、“雙一流”建設(shè)背景下“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)

創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，是從教師到學(xué)生、觀念到制度、軟環(huán)境到硬條件的全方位、多角度的綜合建設(shè)。而學(xué)科課程則是人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承和創(chuàng)新功能的載體和基本單元，課程建設(shè)與改革對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要意義。

1.“雙一流”建設(shè)背景下“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程改革思路

2015年10月，國(guó)務(wù)院頒發(fā)《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，明確提出要進(jìn)行“雙一流（世界一流大學(xué)和世界一流學(xué)科）建設(shè)”[6]。培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才是“雙一流”建設(shè)的根本目標(biāo)，而扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和新工科、大工程意識(shí)對(duì)于創(chuàng)新能力培養(yǎng)不容忽視?！皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”課程具有綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)具有工程素養(yǎng)的高層次創(chuàng)新人才發(fā)揮著重要作用。西北工業(yè)大學(xué)為國(guó)家“一流大學(xué)”建設(shè)（A類）高校，機(jī)械工程學(xué)科為“一流學(xué)科”，本課程組所在的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)是國(guó)家級(jí)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)，已通過(guò)工程教育認(rèn)證和復(fù)評(píng)，并入選國(guó)家“一流專業(yè)”建設(shè)?！皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”作為支撐該專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，如何適應(yīng)“雙一流”建設(shè)和新工科建設(shè)，需要賦予新的改革內(nèi)涵[7]。

結(jié)合世界一流大學(xué)課程改革經(jīng)驗(yàn)和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景，課程建設(shè)與改革的總體思路是：變革教育理念，建立師生間交流互動(dòng)的學(xué)習(xí)共同體;創(chuàng)新教育方法，構(gòu)建線上線下、課內(nèi)課外全方位學(xué)習(xí)平臺(tái);推動(dòng)科教融合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。課程改革從教學(xué)資源和教學(xué)模式改革兩方面展開。一是多元化教學(xué)資源的建設(shè)，包括數(shù)字化課程資源庫(kù)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)在線開放課程建設(shè)、多形態(tài)立體化教材建設(shè)，為學(xué)生提供豐富多元且開放交互的學(xué)習(xí)資源;二是教學(xué)模式改革，包括開放共享教學(xué)環(huán)境建設(shè)、課堂教學(xué)與考核模式改革、科教融合的教學(xué)體系建設(shè)，建立以自主探究為基礎(chǔ)、科教融合為途徑的創(chuàng)新型教學(xué)模式。以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)其綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力（如圖1所示）。

2.“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程多元化教學(xué)資源建設(shè)

教學(xué)資源是課程建設(shè)的首要環(huán)節(jié)。機(jī)械制造基礎(chǔ)是一門理論與實(shí)際聯(lián)系非常緊密的課程，涉及材料、冷/熱加工各種工藝方法和制造過(guò)程等內(nèi)容，一般在大二開設(shè)，學(xué)生往往感覺(jué)很難建立工程概念。我們從創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求著手，持續(xù)多年改革實(shí)踐，探究互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的優(yōu)質(zhì)、多元化課程資源建設(shè)方法。

（1）全面、動(dòng)態(tài)：數(shù)字化課程資源庫(kù)建設(shè)。隨著人才培養(yǎng)目標(biāo)不斷深化和信息技術(shù)快速發(fā)展，單一紙質(zhì)教材和PPT幻燈片已無(wú)法滿足復(fù)雜機(jī)械加工過(guò)程的教學(xué)需求，本課程資源庫(kù)建設(shè)分為3個(gè)階段：① 二維/三維動(dòng)畫素材庫(kù)建設(shè);② 數(shù)字化仿真與案例庫(kù)建設(shè);③ 數(shù)字化課程和共享資源建設(shè)。

第一階段從21世紀(jì)初開始，當(dāng)時(shí)多媒體教室尚未普及，建設(shè)重點(diǎn)放在靜態(tài)圖像的形象直觀化展示方面。我們較早提出并踐行二維/三維動(dòng)畫演示的輔助教學(xué)方法，建成基于Flash、3D-MAX的“機(jī)械制造基礎(chǔ)”二維、三維動(dòng)畫素材庫(kù)，使學(xué)生能夠更直觀地理解工藝內(nèi)涵，改變單調(diào)死板的紙質(zhì)教材輔助教學(xué)模式。

第二階段，隨著計(jì)算機(jī)和多媒體教室的普及，教學(xué)資源建設(shè)轉(zhuǎn)向數(shù)字化與多層次方向發(fā)展，人才培養(yǎng)更注重綜合能力和實(shí)踐能力的提高。為了支撐創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念下的教學(xué)模式改革，我們?cè)谠袆?dòng)畫素材庫(kù)基礎(chǔ)上，新增仿真實(shí)驗(yàn)，同時(shí)繼續(xù)增加新技術(shù)、新工藝視頻及其原理動(dòng)畫，特別是通過(guò)挖掘思政元素，設(shè)計(jì)制作多個(gè)反映航空工程領(lǐng)域特色及最新科研成果的教學(xué)案例。將思政元素與專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生在掌握知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，增強(qiáng)民族自豪感和國(guó)家榮譽(yù)感。

第三階段，在“雙一流”“新工科”建設(shè)背景下，更加注重信息化和資源共享。我們?cè)谥袊?guó)高等教育學(xué)會(huì)“十三五”高等教育重大攻關(guān)課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+課程——在線開放課程群建設(shè)的創(chuàng)新與實(shí)踐”（16ZG004-23）資助下，與天津大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)等多所高校開展機(jī)械專業(yè)在線開放課程群建設(shè)，共享優(yōu)質(zhì)資源;同時(shí)，按“雙一流”“新工科”建設(shè)需求重構(gòu)課程知識(shí)點(diǎn)與素材庫(kù)內(nèi)容，使之更加多元化、系統(tǒng)化。資源庫(kù)覆蓋課程重要知識(shí)點(diǎn)、典型例題、微視頻、知識(shí)點(diǎn)講解、動(dòng)畫、工程應(yīng)用案例等，從多個(gè)側(cè)面深化教學(xué)內(nèi)容，助力教學(xué)模式改革，促進(jìn)學(xué)習(xí)者在“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新教育”模式下綜合能力的提高。

（2）開放、交互：網(wǎng)絡(luò)在線課程平臺(tái)建設(shè)。隨著信息技術(shù)和教育教學(xué)的融合，以MOOC為代表的在線開放課程為高等教育教學(xué)模式改革提供了新途徑。通過(guò)多年的課程建設(shè)與持續(xù)改革，我?！皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”課程相繼被認(rèn)定為陜西省精品課程（2005年）、國(guó)家精品課程（2010年）、國(guó)家精品資源共享課（2016年）和國(guó)家級(jí)精品在線開放課程（2018年），結(jié)合自建課程百科網(wǎng)站，構(gòu)建了開放交互的網(wǎng)絡(luò)在線課程平臺(tái)，達(dá)到師生共建共享、全過(guò)程交互的目的，為開展翻轉(zhuǎn)課堂和多模式教學(xué)、實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變奠定了基礎(chǔ)。

以國(guó)家精品資源共享課和MOOC建設(shè)為例，我們成立了由教師、研究生助教和本科生組成的建設(shè)團(tuán)隊(duì)。自建MOOC制作平臺(tái)，設(shè)計(jì)以Premiere為基礎(chǔ)的MOOC視頻制作、剪輯、合成的技術(shù)路線，開展MOOC視頻制作，為課程內(nèi)容不斷更新、加入新案例和后期維護(hù)提供方便，與聘請(qǐng)制作公司相比，成本低、靈活性大。目前已建成包括工程材料、熱加工、冷加工及習(xí)題講解在內(nèi)的158集視頻，以及與此相關(guān)的大量輔助學(xué)習(xí)素材庫(kù)，2017年上線愛(ài)課程網(wǎng)，已開課6期，累計(jì)受益萬(wàn)余人，獲普遍好評(píng)。

（3）多維、立體：多形態(tài)教材建設(shè)。除了數(shù)字化課程資源庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)在線課程平臺(tái)的建設(shè)，我們也同樣注重傳統(tǒng)教材的推陳出新。共出版“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程主教材4部、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書3部、配套輔助教材2部。為持續(xù)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新與優(yōu)化，參考世界名校教材及其經(jīng)典教案，觀摩名校開放課程視頻資源，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn);將新的教學(xué)理念、國(guó)家重大科研成果以及國(guó)外優(yōu)秀教材相關(guān)內(nèi)容融入教材，并新增典型案例分析與應(yīng)用新技術(shù)等，獲陜西省高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。

在教育部首批“新工科”教改項(xiàng)目資助下，依據(jù)信息化改革與共建共享指導(dǎo)思想，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化課程資源和教材建設(shè)，于2018年在高等教育出版社出版《工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)》新形態(tài)教材和數(shù)字化課程。數(shù)字化課程包括工程材料與熱處理、熱成形技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械加工技術(shù)基礎(chǔ)以及典型案例分析、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)等內(nèi)容;資源類型包括教學(xué)演示視頻（40個(gè)）、重點(diǎn)講解微視頻（40個(gè)）、知識(shí)點(diǎn)講解視頻（50個(gè)）、在線測(cè)評(píng)題庫(kù)（500題）、工程應(yīng)用案例（30個(gè)）、典型例題（50個(gè)）、常見(jiàn)問(wèn)題與答案（300道）、動(dòng)畫等素材（300個(gè)）。上述工作對(duì)豐富課程教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)行探究式、啟發(fā)式等教學(xué)模式改革起到了重要作用。

3.“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式創(chuàng)新

提高人才培養(yǎng)能力必須以學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心，營(yíng)造以學(xué)生為中心的新型教育教學(xué)生態(tài)環(huán)境。針對(duì)傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)模式存在的問(wèn)題，我們?cè)诮㈤_放共享教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)上，進(jìn)行教學(xué)模式改革實(shí)踐。

（1）實(shí)踐、協(xié)作：開放共享教學(xué)環(huán)境建設(shè)?；A(chǔ)理論學(xué)習(xí)是學(xué)生自我發(fā)展、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，實(shí)踐環(huán)境則是學(xué)生完成知識(shí)理解和理論吸收的最佳場(chǎng)所。依托機(jī)械基礎(chǔ)國(guó)家示范教學(xué)中心和陜西省創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)等契機(jī)，在前述教學(xué)資源建設(shè)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了集課程學(xué)習(xí)、自助式實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)多媒體資源為一體的開放式學(xué)習(xí)環(huán)境，并將課堂教學(xué)、金工實(shí)習(xí)教學(xué)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及自主實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，有效保證了課程教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

我們的具體做法是：① 設(shè)計(jì)制作動(dòng)靜結(jié)合、形式新穎的實(shí)物展板。展出20世紀(jì)60年代以來(lái)積累的各種工藝方法零件實(shí)物、數(shù)百種礦石標(biāo)本，新增電動(dòng)演示機(jī)床、成形設(shè)備等教學(xué)模型，按照教學(xué)大綱和課程特點(diǎn)賦予新內(nèi)涵;設(shè)計(jì)制作按知識(shí)點(diǎn)排布的動(dòng)靜結(jié)合實(shí)物展板21個(gè)，學(xué)生可以隨時(shí)參觀和學(xué)習(xí)，加深理解，深受學(xué)生歡迎。② 設(shè)計(jì)開發(fā)基本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證裝置，提高學(xué)生感性認(rèn)識(shí)與動(dòng)手能力。依據(jù)開發(fā)的小型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)裝置功能編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生可根據(jù)需要觀看演示或自主進(jìn)行操作，有助于其獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。③ 將科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，開拓學(xué)生創(chuàng)新能力。以國(guó)家獎(jiǎng)、國(guó)家重大科研項(xiàng)目成果為基礎(chǔ)，完成本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。④ 充分利用網(wǎng)上資源，創(chuàng)建良好的課外學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生可以方便地瀏覽教學(xué)大綱、課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、在線題庫(kù)等多種資源。開放式學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生充分利用各種網(wǎng)絡(luò)資源、實(shí)物模型和工程實(shí)踐資源提供了便利，促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。

（2）互動(dòng)、探究：教學(xué)與考核模式改革。多元化教學(xué)資源和開放式學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生學(xué)習(xí)奠定了資源和平臺(tái)基礎(chǔ)，而實(shí)施“以學(xué)生為中心”教學(xué)理念的教學(xué)模式改革，則為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了堅(jiān)實(shí)保障。根據(jù)本課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，通過(guò)所建成的國(guó)家精品資源共享課、精品在線開放課程等教育資源，開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，探索問(wèn)題導(dǎo)向和案例導(dǎo)向等教學(xué)模式，并對(duì)考核環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變。

基于問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué)模式，要求學(xué)生課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程資源自學(xué)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)并總結(jié)疑問(wèn)，然后帶著問(wèn)題走進(jìn)課堂進(jìn)行探究式學(xué)習(xí);教師依據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)體現(xiàn)科學(xué)性、趣味性及知識(shí)性的討論主題，并就課程的疑點(diǎn)、難點(diǎn)和學(xué)生的新問(wèn)題展開講解和互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生掌握舊知識(shí)與新知識(shí)之間的關(guān)系和解決問(wèn)題的方法。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生辨析、發(fā)現(xiàn)、求證和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)學(xué)生主體與教師主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，還鼓勵(lì)學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源探索未知、尋求解決方案，博眾家之長(zhǎng)，多視角、多途徑學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，為工程案例探求可能的選材方案及工藝路線，達(dá)到教師引導(dǎo)下的自我學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。此外，還通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生在課堂上進(jìn)行PPT專題匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作交流與口頭表達(dá)能力。

基于案例導(dǎo)向的教學(xué)模式，首先要選擇與課程相關(guān)的實(shí)際案例，通過(guò)提煉問(wèn)題和挖掘其科學(xué)內(nèi)涵和思政元素，設(shè)計(jì)制作便于學(xué)生學(xué)習(xí)和課堂討論的教學(xué)案例庫(kù)。我們剪輯制作涉及工程材料、機(jī)械制造、自動(dòng)控制、液壓傳動(dòng)等領(lǐng)域的工程案例視頻資源100余個(gè);通過(guò)挖掘課程思政元素，設(shè)計(jì)制作“飛機(jī)起落架加工”“飛機(jī)軸承套成形與加工”“金屬微滴3D打印”等數(shù)十個(gè)反映航空工程領(lǐng)域特色及最新科研成果的教學(xué)案例。采用主案例貫通始末、小案例適時(shí)引入的教學(xué)模式，幫助學(xué)生架起理論與實(shí)際結(jié)合的橋梁，鍛煉學(xué)生在復(fù)雜工程情景中綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)將思政元素與知識(shí)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和民族榮譽(yù)感。

課程考核打破一考定成績(jī)的傳統(tǒng)考核模式，從期末考試、線上測(cè)評(píng)、線下討論與展示、平時(shí)作業(yè)和大作業(yè)等多個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。期末考試全面考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度;線下討論與展示環(huán)節(jié)主要考查學(xué)生平時(shí)知識(shí)積累和拓展能力;線上測(cè)評(píng)則考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度。課程最終成績(jī)由兩部分構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)占40%，通過(guò)隨堂測(cè)試、線上學(xué)習(xí)、大作業(yè)研究報(bào)告、口頭表述效果等環(huán)節(jié)綜合考查學(xué)生表現(xiàn)和各方面能力;期末成績(jī)占60%，主要考查學(xué)生對(duì)本門課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，由此保證了對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度和應(yīng)用能力等的綜合評(píng)定。

通過(guò)近兩年的線上線下混合式教學(xué)改革，收效顯著，受到學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)組好評(píng)：“通過(guò)案例引入課程內(nèi)容并巧妙融入思政元素，能夠啟發(fā)、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有利于學(xué)生價(jià)值觀塑造?！睂W(xué)生在評(píng)教中認(rèn)為：“老師的講課方式很獨(dú)特，注重與學(xué)生的溝通和交流，關(guān)心學(xué)生成長(zhǎng)?！?/p>

（3）求實(shí)、創(chuàng)新：科教融合教學(xué)體系建設(shè)。

“雙一流”大學(xué)的科研優(yōu)勢(shì)突出，如何將學(xué)科優(yōu)勢(shì)、科研優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢(shì)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，始終是教育界高度關(guān)注的話題。拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，與學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、科研素養(yǎng)、大工程意識(shí)等的培養(yǎng)息息相關(guān)。課程組教師主持多個(gè)國(guó)家重大攻關(guān)項(xiàng)目，獲國(guó)家及省部科技獎(jiǎng)多項(xiàng)。我們將相關(guān)科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新性、常設(shè)性實(shí)驗(yàn)，以科研促教學(xué)、實(shí)踐促創(chuàng)新，促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng);而這些學(xué)生又加入科研團(tuán)隊(duì)中繼續(xù)進(jìn)行科研攻關(guān)，取得新的科研成果，由此形成良性循環(huán)。

以本團(tuán)隊(duì)均勻金屬微滴噴射3D打印項(xiàng)目科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)為例。該技術(shù)是一種有別于常規(guī)3D打印的新技術(shù)，在具有特殊要求零部件、微小智能結(jié)構(gòu)快速制備和太空制造等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，得到國(guó)家基金、“863計(jì)劃”重點(diǎn)項(xiàng)目、總裝預(yù)研等多項(xiàng)資助。一方面，由博士生、碩士生以及本科生組成項(xiàng)目組，在老師指導(dǎo)下持續(xù)攻關(guān)，攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù);另一方面，將階段性創(chuàng)新成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)——超聲震動(dòng)定量給粉實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可通過(guò)靈活編程，實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)方案。將科技成果引入課堂，大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)興趣。

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