［摘 要］ 在新工科建設(shè)、“中國制造2025”等國家教育戰(zhàn)略背景下，為解決“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容陳舊枯燥、教學(xué)方法固化單一、考核方式簡單落后及思政要素欠缺等問題，提出有針對性的課程教學(xué)改革創(chuàng)新方法，創(chuàng)建了“感性實踐—理論提升—生產(chǎn)實踐”的三段式和“課前延展+BOPPPS+課后延伸”的教學(xué)模式，構(gòu)建了分析解決復(fù)雜工程問題的“辯證、全面、發(fā)展、抓主要矛盾”的思維能力培養(yǎng)與科研、大賽、實習(xí)實踐能力培養(yǎng)一體化創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。探索出一條“好奇—興趣—熱愛—自覺”的學(xué)習(xí)新思路，形成線上線下融合式一流本科課程的教學(xué)改革創(chuàng)新模式和課程建設(shè)體系，其滿足新工科建設(shè)要求，對提升課程教學(xué)質(zhì)量具有一定的參考意義。

［關(guān)鍵詞］ 新工科；機械制造技術(shù)基礎(chǔ)；一流本科課程；人才培養(yǎng)

［基金項目］ 2023年度吉林省第三批“全省黨建工作樣板支部”長春理工大學(xué)機電工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化黨支部；2022年度吉林省高等教育教學(xué)改革研究課題“‘機械制造技術(shù)基礎(chǔ)’課程四維混合創(chuàng)新教學(xué)研究”（108-2022-20224BRI65E0030）；2022年度吉林省高等教育教學(xué)改革研究課題“‘機械制造技術(shù)基礎(chǔ)’課程智慧創(chuàng)新教學(xué)研究”（24-2022-2022R2V69VM000O）

［作者簡介］ 張景然（1988—），男，吉林松原人，博士，長春理工大學(xué)機電工程學(xué)院系副主任，副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事微納加工及檢測研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）22-0125-04 ［收稿日期］ 2023-10-07

“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”是機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程等專業(yè)的必修課程，是一門重要且實踐性較強的課程，對工程應(yīng)用具有重要意義。該課程主要涉及金屬切削原理和刀具、機械制造工藝設(shè)備、機械加工質(zhì)量分析以及機械加工工藝規(guī)程制定等關(guān)鍵內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生可以運用所學(xué)知識解決復(fù)雜的工程問題，為培養(yǎng)我國的創(chuàng)新應(yīng)用型人才奠定了堅實的基礎(chǔ)。

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，傳統(tǒng)的課堂授課模式已經(jīng)難以滿足工程機械行業(yè)的發(fā)展、企業(yè)專業(yè)人才的需求以及學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，因此迫切需要對當(dāng)前的課堂授課模式進行改革。目前，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)從多個方面對工科專業(yè)的傳統(tǒng)課堂授課模式進行了教學(xué)改革和創(chuàng)新研究。閆世程等［1］提出有針對性的課程教學(xué)改革創(chuàng)新方法，形成線上線下融合式一流本科課程的教學(xué)改革創(chuàng)新模式和課程建設(shè)體系。張元晶等［2］面向新工科建設(shè)、工程教育專業(yè)認證與課程思政改革的要求，提出了混合式翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式、OBE導(dǎo)向教學(xué)考核改革、引入復(fù)雜工程案例等“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程改革的思路與方法。王鴻鼎等［3］以“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程線上線下混合教學(xué)為例，分析了該課程教學(xué)過程中存在的主要問題，提出了有針對性的改革措施，有效整合教學(xué)資源，提高學(xué)生參與度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，保障教學(xué)質(zhì)量。張甲等［4］將創(chuàng)新教學(xué)方法應(yīng)用于專業(yè)課程的教學(xué)改革實踐中，解決了教師授課過程枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性差等難題，提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。

本課程組基于“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”國家一流課程的特點，結(jié)合長春理工大學(xué)國家級一流本科專業(yè)建設(shè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，以長春理工大學(xué)2016級、2017級、2018級兩個專業(yè)的學(xué)生為調(diào)查對象，分析本課程存在的問題，創(chuàng)建了“基礎(chǔ)+前沿”“專業(yè)+思政”、教學(xué)+科研，集知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)為“三位一體”的多元立體化教學(xué)資源。從引發(fā)好奇到喚起求知欲、從激發(fā)興趣到增加專注力、從軍工前輩和大國工匠表率感染到家國情懷的形成、從有愛的學(xué)習(xí)（愛專業(yè)、愛課程）達成了自覺主動地學(xué)習(xí)。

一、“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)存在的主要問題

傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法適應(yīng)新工科背景下機械類專業(yè)人才培養(yǎng)的時代要求，傳統(tǒng)的教學(xué)方式包括課堂理論授課、觀摩實驗操作、課后提交作業(yè)以及期末閉卷考試。傳統(tǒng)的工科課程教學(xué)模式存在以下需要解決的問題。

（一）課程教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法固化單一

基于傳統(tǒng)課程教學(xué)模式，只傳授理論知識，無法讓學(xué)生形象地理解刀具、工裝夾具、工藝規(guī)程等“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的知識點，導(dǎo)致學(xué)生的課堂參與度低。此外，學(xué)生遇到理解困難的知識點時，容易產(chǎn)生消極情緒，抑制他們的學(xué)習(xí)熱情，影響教學(xué)效果。

（二）解決復(fù)雜工程問題的能力不足

在“中國制造2025”國家戰(zhàn)略和制造業(yè)工業(yè)4.0升級的背景下，智能裝備呈現(xiàn)出越來越復(fù)雜的趨勢?！皺C械制造技術(shù)基礎(chǔ)”作為機械工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，對培養(yǎng)工科學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力至關(guān)重要［5］。然而，目前該課程的教學(xué)過程更加注重理論，忽視實踐能力、創(chuàng)新能力以及系統(tǒng)化解決復(fù)雜工程問題的能力等方面的培養(yǎng)。

（三）缺乏思政引領(lǐng)

通過將思想政治教育工作融入課程專業(yè)教學(xué)中，達成協(xié)同育人的目的。目前還存在一些問題：課程內(nèi)容缺乏人文精神、工程倫理和社會主義核心價值觀等思政要素的引導(dǎo)，同時也缺乏育人環(huán)節(jié)。由于這些問題，學(xué)生在專業(yè)課學(xué)習(xí)中不僅缺乏主動性和自覺性，還缺乏內(nèi)心認同感和目標(biāo)驅(qū)動力。要想解決這些問題，須要深入挖掘課程的思政教育作用，并通過科學(xué)而巧妙的內(nèi)容設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的價值觀，樹立遠大的理想和提高綜合素養(yǎng)。

（四）考核方法單一，缺乏過程性評價考核

“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程在前期線上線下混合教學(xué)過程中，考核方式是由平時成績和期末卷面成績組成。平時成績包括學(xué)生的出勤率、課堂回答問題情況和作業(yè)成績；期末考試主要是填空、計算、簡答等傳統(tǒng)題型。然而，實際上該考核模式很難全面準(zhǔn)確地評估學(xué)生對知識和技能的掌握程度，尤其是學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力。因此，須要改進考核方式，增加過程性評價內(nèi)容，以更好地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力水平。

二、“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新實踐

（一）基于OBE導(dǎo)向的過程性教學(xué)考核

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)指出：通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)C械工程基礎(chǔ)知識應(yīng)用于推演、分析機械設(shè)計制造過程中的技術(shù)、工藝、質(zhì)量、檢測控制及生產(chǎn)管理等復(fù)雜工程問題的能力；分析復(fù)雜機械工程問題的影響因素，證實解決方案的合理性，并獲得有效結(jié)論；能夠在社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素的約束下，提出針對復(fù)雜機械工程問題的解決方案；能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，通過信息綜合解決復(fù)雜機械工程的實際問題，并得到合理有效的結(jié)論。

為了改進課程教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法固化單一的問題，基于OBE導(dǎo)向教學(xué)進行改革，“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的考核包括課堂表現(xiàn)、觀看視頻（線上討論）、在線作業(yè)、小組討論、線下作業(yè)、課內(nèi)實驗及期末考試，以知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

（二）課程思政融入

在授課過程中，深入挖掘本課程的思政育人功能，通過教學(xué)設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的政治方向，增強其自身的綜合素養(yǎng)和愛國主義情懷培養(yǎng)。其部分章節(jié)的課程思政融入點，如表1所示。

（三）教學(xué)方法更新

依據(jù)OBE（Outcomes-based Education）和新工科理念進行“課前延展+BOPPPS+課后延伸”教學(xué)設(shè)計。

（1）課前。精心選擇教學(xué)案例，給學(xué)生布置線上自主學(xué)習(xí)內(nèi)容和課中討論題目，通過問題和案例，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專注力。例如，“我的想法正確嗎？”“什么是最好的方法？”讓學(xué)生帶著問題進入課堂，既保證學(xué)習(xí)質(zhì)量，也使課中學(xué)習(xí)更有興致。利用課前5分鐘完成前測。（2）課中。講授內(nèi)容增加了新科研成果及跨學(xué)科的前沿知識，內(nèi)容做“加法”處理。注重高階思維培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生用辯證、全面、發(fā)展的思維方式，抓主要矛盾的方法分析和解決機械制造中的復(fù)雜工程問題。例如，減小加工誤差，學(xué)生會從諸多影響因素中先找出誤差敏感方向，并提出減小誤差措施；又如，提高工藝系統(tǒng)剛度，會找出工藝系統(tǒng)最薄弱環(huán)節(jié)的剛度，并提出解決方案。使學(xué)生在科研、大賽等復(fù)雜項目完成中，表現(xiàn)出的不是束手無策，而是有思路、有方法、有獨到見解。課堂小組討論，根據(jù)學(xué)情、個性特點不同，科學(xué)分組，讓每名學(xué)生都承擔(dān)不同角色的學(xué)習(xí)任務(wù)，互幫互學(xué)，整體優(yōu)化。參與式學(xué)習(xí)，學(xué)生收獲了多元化信息和多角度思維，團隊協(xié)作能力得到明顯提高。當(dāng)學(xué)生在集思廣益下得到的結(jié)論為正確時，其自信心、成就感和積極性得到提升。依據(jù)課堂表現(xiàn)及隨堂練習(xí)等完成中測。優(yōu)化課堂時間管理，將90分鐘講授改為60 分鐘講授、20分鐘互動、10分鐘總結(jié)。（疫情防控期間采用線上分組互動，觀看實習(xí)視頻等手段）。（3）課后。通過線上自測、線上討論、翻轉(zhuǎn)課堂及學(xué)生答辯等，完成課后測試。

（四）解決工程實踐能力

為解決學(xué)生中普遍存在的工程實踐能力較差的問題，安排學(xué)生進行課內(nèi)小組訓(xùn)練、課程設(shè)計和生產(chǎn)實習(xí)等。理論課程中加入小組討論，如加入連桿鉆孔夾具設(shè)計訓(xùn)練，確定定位方案，并分析該工序的定位誤差。根據(jù)加工要求繪制三維夾具模型（包括定位元件、導(dǎo)向元件、夾緊裝置和夾具體）。課程設(shè)計中加入十字軸、凸輪、撥叉、法蘭盤等零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計。完成基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)和實習(xí)認識后，將參與專業(yè)對口的實踐基地進行實習(xí)。在這個過程中，將綜合運用所學(xué)的知識和技能，完成一系列生產(chǎn)任務(wù)，同時進一步熟悉操作技巧，學(xué)習(xí)企業(yè)管理，培養(yǎng)正確的勞動態(tài)度。生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容包括：參觀中型卡車雙中間軸變速箱法士特8JS55E；拆裝變速箱箱體結(jié)構(gòu)及零部件；學(xué)習(xí)變速箱箱體、調(diào)整臂、變速箱軸的工藝路線、工藝流程及相關(guān)注意事項；學(xué)習(xí)CAPP—計算機輔助工藝進程設(shè)計。此外，邀請東北工業(yè)集團有限公司、中國兵器工業(yè)集團、中機試驗裝備股份有限公司的專家開展有關(guān)全自動化生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備、數(shù)字化制造技術(shù)及試驗裝備產(chǎn)業(yè)介紹的講座。通過在生產(chǎn)現(xiàn)場進行參觀學(xué)習(xí)、舉辦先進制造業(yè)講座，不僅加深了學(xué)生對機械加工工藝的理解，也對機械加工工藝規(guī)程制定有了更深層次的認知。同時，也提升了學(xué)生在解決工程實際問題中的能力。此外，學(xué)生通過參加實驗、科研、競賽（2019級80%以上學(xué)生參與競賽）、企業(yè)培訓(xùn)等一系列的線下實踐活動，得到了跨學(xué)科綜合訓(xùn)練。學(xué)生參與科研設(shè)計的光電檢測儀、機床靜剛度測試裝置、5 kW激光數(shù)控處理系統(tǒng)等產(chǎn)品，在推廣到企業(yè)的同時，也轉(zhuǎn)化為實驗設(shè)備。這一點在對學(xué)生的就業(yè)、升學(xué)追蹤反饋中均有所體現(xiàn)。

結(jié)語

“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容改革突顯OBE、新工科理念和跨學(xué)科特色，作為機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程兩個專業(yè)的必修專業(yè)課，支撐兩個專業(yè)均通過了工程教育專業(yè)認證，且成為國家級一流專業(yè)。通過對2016級、2017級、2018級兩個專業(yè)學(xué)生成績分布統(tǒng)計分析，平均成績普遍高于2016級以前，且呈上升趨勢，課程達成度最低為0.794，達到了課程目標(biāo)要求。學(xué)生對課程組全體教師評教成績?yōu)?8分以上。改革在學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，以及發(fā)明專利、創(chuàng)新大賽取得獎勵和參與科研的出色表現(xiàn)方面得到了檢驗。課程組還根據(jù)督導(dǎo)組、專家、同行評價及學(xué)生反饋，及時召開反思會，予以糾正，持續(xù)改進與創(chuàng)新。從引發(fā)好奇到喚起求知欲、從激發(fā)興趣到增加專注力、從軍工前輩和大國工匠表率感染到家國情懷的形成、從有愛的學(xué)習(xí)（愛專業(yè)、愛課程）達成了自覺主動學(xué)習(xí)。

（課題組其他成員：趙偉宏、丁海濤、于俊鵬、劉薇娜）

參考文獻

［1］閆世程，胡亞輝，劉婕.“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”一流本科課程教學(xué)改革實踐［J］.教育教學(xué)論壇，2023（17）：109-112.

［2］張元晶，楊勇，沈惠萍，等.新工科背景下“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)綜合改革探討與實踐［J］.南方農(nóng)機，2023，54（16）：179-181+198.

［3］王鴻鼎，關(guān)紅艷，李雪，等.線上線下混合式教學(xué)在“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的改革與應(yīng)用［J］.南方農(nóng)機，2023，54（6）：174-176.

［4］張甲，吳春亞，郭兵，等.高校機械制造及其自動化專業(yè)課程思政實踐與思考：以“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程為例［J］.學(xué)科教學(xué)與成才研究，2023，20（756）：117-119.

［5］賈啟君.新工科課程思政建設(shè)的實踐邏輯［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2021（5）：50-53.