宮霞霞　劉麗　朱曉東　鄧嫄媛　莫莉

［摘 要］文章結(jié)合成都大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀和機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，將成果導(dǎo)向教育這一先進(jìn)理念引入機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)之中，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)形式、實(shí)驗(yàn)課時(shí)、考核形式等方面探索進(jìn)行課程教學(xué)改革。教師應(yīng)貫徹工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證理念，以學(xué)生為中心，改革課堂教學(xué)形式，根據(jù)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的畢業(yè)要求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，引入實(shí)物案例以及與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的教學(xué)方法。

［關(guān)鍵詞］機(jī)械設(shè)計(jì)；工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；教學(xué)改革

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）14-0058-04

一、工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的意義

《華盛頓協(xié)議》是1989年由美國(guó)等6個(gè)國(guó)家的民間工程專(zhuān)業(yè)團(tuán)體發(fā)起并簽署的針對(duì)國(guó)際上本科工程學(xué)歷資格互認(rèn)的一條非官方條款，簽約成員互認(rèn)本科工程學(xué)歷，并制定了基于協(xié)議的工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。我國(guó)自2006年開(kāi)始工程教育認(rèn)證試點(diǎn)工作，2016年成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員，這大力推進(jìn)了我國(guó)高等教育尤其是工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高[3]。隨著高等教育的發(fā)展，我國(guó)眾多院校特別是工科院校都投入專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作中。成都大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備工作，現(xiàn)已通過(guò)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是一個(gè)以評(píng)促建的工作，因此重點(diǎn)是要進(jìn)行建設(shè)才能夠參與認(rèn)證。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證建設(shè)過(guò)程中需遵循工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心（Student?centered）、結(jié)果導(dǎo)向教育（Outcome?based Education）、持續(xù)改進(jìn)（Continuous?quality Improvement）的核心理念；實(shí)現(xiàn)由教為主導(dǎo)到學(xué)為主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變，從知識(shí)輸入向教育產(chǎn)出轉(zhuǎn)變，從內(nèi)部封閉式質(zhì)量管理向內(nèi)外聯(lián)動(dòng)式質(zhì)量保障轉(zhuǎn)變[4-6]；擯棄傳統(tǒng)的以知識(shí)傳授為主的教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng)，注重提高學(xué)生的綜合能力[7]。

二、當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)形式及其存在的問(wèn)題

機(jī)械設(shè)計(jì)課程是機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在本科階段一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)課程，是其專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中接觸到的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，能夠奠定其專(zhuān)業(yè)能力的基礎(chǔ)。為適應(yīng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，需對(duì)該門(mén)課程進(jìn)行教學(xué)目的、教學(xué)方案改革。機(jī)械設(shè)計(jì)課程是一門(mén)涉及眾多學(xué)科的綜合專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，沒(méi)有足夠的學(xué)時(shí)將無(wú)法展開(kāi)細(xì)致的教學(xué)工作。之前成都大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其實(shí)驗(yàn)課時(shí)雖融合在一起，但是由于課程知識(shí)散亂，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)與課程知識(shí)的銜接較差。此外，實(shí)訓(xùn)課與理論課是分開(kāi)各自獨(dú)立的，由實(shí)際情況可以看出，部分學(xué)生由于缺乏實(shí)訓(xùn)而在理論課上對(duì)知識(shí)掌握不夠好，而分學(xué)期獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)課由于實(shí)訓(xùn)時(shí)間與理論課時(shí)間距離較遠(yuǎn)，學(xué)生容易由于遺忘或基礎(chǔ)薄弱等原因?qū)е聦?shí)訓(xùn)缺乏很好的理論支撐，實(shí)訓(xùn)效果不理想，最終導(dǎo)致學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力欠佳。同時(shí)課程題目以及考核方式傳統(tǒng)單一也是機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性不強(qiáng)的一個(gè)重要原因[8]。

三、教學(xué)改革具體措施

學(xué)科是知識(shí)體系的綜合，學(xué)科結(jié)構(gòu)即知識(shí)結(jié)構(gòu)，因此，要完善學(xué)生的知識(shí)體系，就要改進(jìn)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)下在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，需要切實(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)形式進(jìn)行改進(jìn)。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究。

第一，教學(xué)目標(biāo)。本課程教學(xué)目標(biāo)是提高學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力，增強(qiáng)其解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，以幫助其適應(yīng)未來(lái)工作需求。傳統(tǒng)的教學(xué)是以課本知識(shí)傳授為主的教學(xué)活動(dòng)，而機(jī)械設(shè)計(jì)是具有極強(qiáng)實(shí)踐性要求的課程。通過(guò)對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，將以課本知識(shí)為目標(biāo)的教學(xué)改成以設(shè)計(jì)活動(dòng)本身為目標(biāo)的教學(xué)，可以在很大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情并與工程教育的教學(xué)目標(biāo)相匹配。

第二，教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)基于工程教育理念，以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證目標(biāo)為宗旨。教學(xué)大綱是教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)性文件，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的全覆蓋。

第三，教學(xué)形式。以學(xué)生為本、以案例為導(dǎo)向，將實(shí)訓(xùn)課程與理論課程合二為一；根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求在理論課中增加設(shè)計(jì)活動(dòng)，活動(dòng)內(nèi)容與理論知識(shí)相結(jié)合，引進(jìn)案例教學(xué)。

第四，實(shí)驗(yàn)課時(shí)。增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)有減速器拆裝實(shí)驗(yàn)、示教板實(shí)驗(yàn)、插齒機(jī)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)等。設(shè)計(jì)活動(dòng)需要有實(shí)驗(yàn)支撐，需要學(xué)生增強(qiáng)動(dòng)手能力，多實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)可以加強(qiáng)學(xué)生將理論與實(shí)際相結(jié)合的能力以及解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

第五，考核形式。采用適應(yīng)工程教育以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力為目的的考核形式，設(shè)置卷面測(cè)試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、實(shí)訓(xùn)測(cè)試相結(jié)合的綜合考評(píng)。

（一）依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)制定教學(xué)目標(biāo)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的基本理念是以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向，因此學(xué)科課程在建設(shè)的過(guò)程中需要以成果即以畢業(yè)要求為標(biāo)準(zhǔn)，并要求各個(gè)院校參與認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)以專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)作為建設(shè)基準(zhǔn)，以覆蓋專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的12條標(biāo)準(zhǔn)為基本要求。為滿(mǎn)足工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證需求，成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院制定了15條畢業(yè)要求，覆蓋了工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（如表1所示）。

根據(jù)與本課程相關(guān)的畢業(yè)要求（如表2所示），機(jī)械設(shè)計(jì)課程的課程目標(biāo)需要由簡(jiǎn)單的理論知識(shí)傳授、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)轉(zhuǎn)向完成綜合理論知識(shí)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)訓(xùn)任務(wù)，要求學(xué)生在完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)的過(guò)程中結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容掌握理論知識(shí)體系，由簡(jiǎn)單的掌握個(gè)體知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)變成掌握系統(tǒng)知識(shí)體系，從而實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。其具體實(shí)現(xiàn)方法為采用以簡(jiǎn)單實(shí)物案例為導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)方式，即通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器部件的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，拆解其結(jié)構(gòu)并進(jìn)行分類(lèi)總結(jié)，與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容相契合。

（二）優(yōu)化教學(xué)大綱，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

采用教學(xué)目標(biāo)中提出的以實(shí)物案例為導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)方式，在教學(xué)大綱的設(shè)置中貫徹案例教學(xué)的思想，綜合課程理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)任務(wù)于一體。如圖1所示，課程設(shè)置入門(mén)減速器拆裝實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解減速器的基本構(gòu)成，了解每一部分構(gòu)件的基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而根據(jù)所見(jiàn)所得將零件進(jìn)行歸類(lèi)，劃分成課本知識(shí)所對(duì)應(yīng)的連接類(lèi)零件、傳動(dòng)類(lèi)零件、軸套類(lèi)零件、箱體箱蓋類(lèi)零件以及其他，最后總結(jié)出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程以及零件或材料在使用過(guò)程中的特性。讓學(xué)生模塊化學(xué)習(xí)各個(gè)部分相對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，各部分學(xué)習(xí)過(guò)程中結(jié)合示教板觀摩實(shí)驗(yàn)，以便學(xué)生能夠理論結(jié)合實(shí)際掌握各種零件的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)。在傳動(dòng)類(lèi)零件的學(xué)習(xí)過(guò)程中加入齒輪插齒試驗(yàn)，便于學(xué)生復(fù)習(xí)齒輪的工作原理，并通過(guò)插齒機(jī)的結(jié)構(gòu)了解掌握涉及的常用傳動(dòng)件。軸套類(lèi)零件的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生結(jié)合動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)掌握滑動(dòng)軸承，并對(duì)比學(xué)習(xí)滾動(dòng)軸承以及軸的設(shè)計(jì)。箱體類(lèi)零件的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際減速器箱體結(jié)構(gòu)結(jié)合鑄造課程內(nèi)容掌握箱體類(lèi)零件的設(shè)計(jì)要求。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，將“鍵、膠接鉚接焊接、聯(lián)軸器、彈簧”作為自學(xué)內(nèi)容，納入考核內(nèi)容，作為培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的重要手段。最后，總結(jié)一臺(tái)完整的減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)方法，每一種零件在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要考慮的各種性能要求，可由學(xué)生自行查詢(xún)資料并經(jīng)教師總結(jié)歸納，最終完成設(shè)計(jì)一臺(tái)減速器的機(jī)械設(shè)計(jì)課程綜合實(shí)訓(xùn)。

如此將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的課程模式需要更多的課時(shí)來(lái)完成相應(yīng)的教與學(xué)，并且課堂形式并非局限于教師講述學(xué)生聽(tīng)講的教室模式，根據(jù)課程需求，課程完成地點(diǎn)可以是教室，也可以是設(shè)計(jì)室，還可以是實(shí)驗(yàn)室，由內(nèi)容決定形式，不局限于某一種形式。結(jié)合工程認(rèn)證對(duì)課程的要求，依據(jù)學(xué)校對(duì)培養(yǎng)方案設(shè)置的原則框架，考慮到課程設(shè)置應(yīng)能夠支持培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，同時(shí)聽(tīng)取專(zhuān)家的意見(jiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容構(gòu)成及學(xué)時(shí)分配如表3所示。

（三）改進(jìn)課堂教學(xué)形式

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的基本理念之一是以學(xué)生為中心，因此課堂將不再是教師的主場(chǎng)，教師的作用只是輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生。第一，依托教學(xué)平臺(tái)建立學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)模式，例如目前正在推行的MOOC（慕課）課堂，學(xué)生可以自主在教學(xué)計(jì)劃時(shí)間要求內(nèi)安排學(xué)習(xí)時(shí)間在學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，與之相對(duì)應(yīng)的課堂教學(xué)由教師組織，學(xué)生討論研究或?qū)嵺`學(xué)習(xí)內(nèi)容，由教師引導(dǎo)及答疑，課堂形式可以是討論也可以是解決由教師提前準(zhǔn)備的某一實(shí)踐問(wèn)題。第二，課堂不局限于教室，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)條件，在實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)中心或由校企合作單位提供的實(shí)習(xí)場(chǎng)地進(jìn)行教學(xué)，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主，把課堂從教室引出去，搬到工程實(shí)訓(xùn)當(dāng)中，讓學(xué)生真正在實(shí)際生產(chǎn)中學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，使抽象的知識(shí)具象化，更便于學(xué)生理解與吸收。同時(shí)，學(xué)生面對(duì)的課堂即為畢業(yè)之后面對(duì)的工作環(huán)境，這就實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)和生產(chǎn)的無(wú)縫銜接，也可以縮短畢業(yè)后工作前的工廠(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)間，以便畢業(yè)生更快地進(jìn)入生產(chǎn)。

（四）增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程有4個(gè)主要實(shí)驗(yàn)，其中減速器拆裝實(shí)驗(yàn)中的減速器基本包含了機(jī)械設(shè)計(jì)課程主要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)案例導(dǎo)向教學(xué)的重要鋪墊，適合在課程之初進(jìn)行；插齒機(jī)是對(duì)應(yīng)齒輪傳動(dòng)部分的實(shí)踐模型，可以清楚地展示齒輪成型過(guò)程，同時(shí)插齒機(jī)本身也是集各種傳動(dòng)模式于一體的整機(jī)模型，有利于學(xué)生了解實(shí)際傳動(dòng)方式的工作情況；動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)是對(duì)應(yīng)滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)特性的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生通過(guò)親手操作，體會(huì)軸承工作特性；機(jī)械設(shè)計(jì)示教板實(shí)驗(yàn)室展示的內(nèi)容貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)課與理論課相結(jié)合貫穿整門(mén)課的學(xué)習(xí)過(guò)程。與上文提到的課堂教學(xué)形式改進(jìn)相結(jié)合，將課堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

（五）制定考核形式

考核成績(jī)由卷面成績(jī)、實(shí)訓(xùn)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)成績(jī)四部分構(gòu)成，其分配比例如表4所示。其中，卷面考核主要考核基本理論掌握情況，保證學(xué)生有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)；實(shí)訓(xùn)考核涉及減速器拆裝、設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題以及減速器結(jié)構(gòu)表達(dá)，從實(shí)際著手考查學(xué)生的動(dòng)手能力和理論結(jié)合實(shí)際的能力，最終鍛煉其解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)通過(guò)減速器結(jié)構(gòu)表達(dá)培養(yǎng)其表達(dá)復(fù)雜機(jī)器結(jié)構(gòu)的能力，加強(qiáng)其對(duì)減速器機(jī)械結(jié)構(gòu)的掌握；實(shí)驗(yàn)考核主要考查學(xué)生動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論課程中的知識(shí)加深理解；平時(shí)成績(jī)涉及平時(shí)出勤以及作業(yè)情況，能夠督促學(xué)生認(rèn)真對(duì)待課程。

四、總結(jié)

本文依據(jù)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證評(píng)估要求進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索，嘗試了教學(xué)大綱的大幅度調(diào)整，很大程度上對(duì)本門(mén)課程進(jìn)行了綜合擴(kuò)容，提出了理論內(nèi)容與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容改革，并且以多樣化的課堂教學(xué)形式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)一改傳統(tǒng)以卷面考核為重點(diǎn)的考核形式，將重心轉(zhuǎn)移到實(shí)踐能力的提高上來(lái)。以上改革都是基于以成果為導(dǎo)向的教育理念，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證相關(guān)建設(shè)工作奠定了基礎(chǔ)。

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［8］ 楊凱程，劉方方，葛海浪.以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革［J］.南方農(nóng)機(jī)，2020，51（1）：167.

［責(zé)任編輯：周侯辰］