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书院制背景下高校机械类专业基础课程教学改革实践

2024-10-23聂士达

科教导刊 2024年26期

摘 要 机械工程基础作为工科书院学生的专业基础课程,对于培养机械类高素质人才至关重要。然而,在书院制背景下,该课程面临一定的挑战,涉及课程设置、教学方法及学生未来职业认知等方面。本文围绕这一问题,提出了一系列教学改革思路,构建书院制背景下的专业基础课程教学体系,优化课程设置、创新实践方式、加强学业辅导、完善反馈机制,以提高学生的实践能力和创新能力,为高校机械类专业人才模式改革和创新提供参考。

关键词 书院制;机械工程基础;专业类人才;本科生教育

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2024.26.025

Practice of Teaching Reform in Basic Courses of Mechanical Engineering

Majors in Colleges and Universities under the Background of Academy System

NIE Shida

(School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081)

Abstract Mechanical Engineering Fundamentals, as a fundamental course for students in engineering colleges, is crucial for cultivating high-quality mechanical talents. However, if7df6b745bc24e72c4a9d161c68c8cb4n the context of the academy system, this course faces certain challenges, involving curriculum design, teaching methods, and students' future career cognition. This article proposes a series of teaching reform ideas around this issue, constructing a professional basic course teaching system under the background of the academy system, optimizing course settings, innovating practical methods, strengthening academic counseling, and improving feedback mechanisms to enhance students' practical and innovative abilities, providing reference for the reform and innovation of talent models in mechanical engineering majors in universities.

Keywords academy system; Fundamentals of Mechanical Engineering; professional talents; undergraduate education

机械工业是国家工业的重要基础,培养机械类专业人才对提高我国机械工业技术水平具有重要意义。机械工程基础课程是面向工科书院学生的一门旨在培养和训练学生机械基础、制图基础、机械原理基础的专业基础课程[1-2]。主要的教学任务为促使学生掌握机械制图方法、常用机构/通用零部件的基本原理,具有观察、分析、运用、设计常用机构及通用零配件的能力,并且在较长时间的训练过程中让学生养成积极思考、热衷观察的习惯及严谨细致的工作态度,为全面培养机械类高质量人才打下基础。简单机械的设计、常见零部件机构的分析、通用机械的工作原理等都是完成机械设计基础课程后学生应具备的技能。

本文拟探索、完善书院制背景下机械类专业课机械工程基础教学改革。针对当前机械类人才培养的不足,梳理专业基础课程的改革思路,构建书院制背景下的专业基础课程教学体系,优化机械类人才的培养体系,满足新时代国家、行业及社会对创新人才的需求,并对高校机械类专业人才培养模式改革和创新进行探讨,为培养一批适应新经济、新产业需求的工科领军人才、研究型工程师、科技型创业人才提供案例,为国家或高校新工科建设和实践提供决策参考。

1 书院制背景下机械工程基础教学中存在的问题

书院制是一种通识教育和专才教育相结合,以均衡教育为目标的学生教育管理制度[3]。近年来,书院制教育在中国高校教育改革中被广泛实践。书院制教育以培育德才兼备的人才为中心,采取如本科导师制、促进学生文理互补等措施,鼓励多学科学生混宿、彼此学习交流,建设学习生活社区,在传授专业知识的同时,融会人文科学和自然科学[4]。在书院制教育模式的推广与实践过程中,机械类专业面临一定的挑战,其中一个显著的问题是专业受冷落。这并非简单地指学生报考或选择机械类专业的热情下降,更深层次的原因可能涉及课程设置、教学方法,以及对未来职业发展前景的认知等多个方面。特别是在书院制注重全面发展和综合素质培养的背景下,机械类专业基础课程如何更好地融入这一教育理念,成为亟待解决的问题。

书院制背景下,低年级学生的专业方向未定,多种大类基础课同期学习,如机械类、信息类、土木类等。在专业未定的情况下,不同专业的基础课程同期学习易导致学生“学不精”的问题,而在高年级确定专业方向后易产生“基础弱”的问题。机械类专业基础课程是构建学生专业知识体系、培养工程实践能力的重要基石。然而,由于教学内容相对抽象、理论性强,教学方法单一等,导致部分学生在学习过程中感到困难重重,对机械基础知识的掌握水平也参差不齐。这不仅局限了学生后续课程的学习效果,也阻碍对其创新能力的培养。因此如何提高大类专业基础课教学效果是一个亟待解决的问题。

因此,本文拟针对上述问题,以机械工程基础I课程为依托,开展教学方法改革与创新实践,探索书院制背景下大类专业课的教学方法与模式。

2 书院制背景下专业基础课程教学改革思路

2.1 优化课程设置

在书院制背景下,为了帮助学生构建完善的知识体系,机械类专业基础课程首先应进行课程设置的优化,旨在确保课程内容合理、层次分明,具有良好的衔接性和过渡性,避免给学生带来过大的学习压力。同时,课程内容紧密结合最新的科研和行业成果,提供丰富的学习资源,以满足学生对知识的获取。此外,课程设置还应随着社会和行业的变化进行动态调整和改进,确保课程内容的时效性和适应性。

2.2 创新实践方式

鉴于机械类专业基础课程内容的广泛性,实践环节也应进行创新和改进。通过学科融合的方式,将不同学科领域的知识和技能相结合,帮助学生全面、系统地理解和应用所学的知识。同时,将实践环节与真实社会问题结合,提高学生解决问题的能力。这样的改革有助于学生未来高年级的学习和职业的发展。

2.3 加强学业辅导

为了帮助学生更高效地学习,书院制背景下的机械类专业基础课程加强了学业辅导。学生可以根据自己的需求向学习咨询中心预约咨询,获得针对性的帮助。此外,学校还可建立学习资源库,提供丰富的教材、参考书籍和在线学习资料,方便学生进行自主学习。同时,组织辅导班或讲座,介绍学术技能和专业知识,帮助学生更好地应对学习挑战。

2.4 完善反馈机制

在教学过程中,教师应设置明确的教学目的,促进学生投入教学反馈。运用互动讨论,发放问卷等多种形式,搜集学生的想法与提议,深入洞察学生对于教学内容及方法的实际体验。同时,为学生提供全面的反馈,包括考试或作业的分数,对学生答案的点评和解释,以及针对学生表现的具体建议等。这种反馈有助于学生及时根据自己的不足进行提升。

2.5 搭建互动学习平台

学校借助现代教育技术手段搭建互动学习平台,鼓励学生通过协作项目、小组讨论和学术博客等方式进行交流和学习,增强学生对学习内容的理解和吸收。同时,设计在线考试和测验,以便及时评估学生的学习成果,并提供定制化的反馈报告和改进建议。此外,定期审视和优化互动学习平台,以应对教育领域的新要求。

2.6 改善教学资源

针对教学资源紧缺的问题,机械类专业基础课程教学团队通过引进先进的教学设备和模型,如三维打印机和虚拟现实技术等,丰富学生的学习体验。同时,加强与相关企业的合作,共同开发教学资源,帮助学生更好地理解抽象的知识概念,确保学生能够在学习过程中获得最新的行业信息和技能。

3 书院制背景下专业基础课程教学体系构建策略

3.1 优化教学内容,形成教学模式

全面优化机械工程基础课程的教学内容和模式。首先,对教学内容进行合理规划并引入前沿技术和实践技术,如3D打印、机器人技术和智能制造等,使学生的学习内容与行业发展保持同步。其次,加强实践教学环节,在课程中增加实验、设计等实践活动[5]。通过实际操作,培养学生的团队协作精神。改进教学方法,运用小组研讨、项目式学习等互动方法,提升学生的学习积极性。如利用虚拟实验室模拟机械操作过程,通过在线平台发布实际工程案例供学生分析讨论。最后,完善课程实验和课程设计,建立清晰的学科体系,同时结合学生的需求和学习兴趣,差异化设置教学内容,充分发挥学生的主体作用。例如,实验课程中设计一个组装智能手爪并完成抓取动作控制的实验,同时学生需要画出机械手的机构原理简图,这个实验一方面回顾了课上学习的机构知识,另一方面又培养了学生的创新精神。通过这些改革,不仅提高了学生的实践能力和创新思维,也为学生未来的职业发展奠定了坚实的基础。

3.2 进行教学实践,总结实践问题

课程组选取了特定的教学班级进行教学模式改革实践。通过引入新颖的教学方法和策略,结合适配的教材和教学资源,确保教学内容与改进方案紧密契合。教学实践中,注重课堂组织和教学流程的合理安排,设计一系列具体的教学活动,包括理论知识的讲解、技术操作的示范、小组讨论等,以激发学生的参与度。比如,在教授机械制造工艺时,通过小组讨论让学生分析不同工艺的特点和应用场景,再通过实践操作让他们亲手操作机床进行零件加工,从而加深对理论知识的理解和运用。教学过程中,教师及时记录亮点和改进点,并在课程结束后进行反思。通过分析学生反馈和收集的数据,识别教学实践中的问题和挑战,如学生在某些复杂机械操作上的困难,进而寻求有效的解决方案。总结教学实践中的成功经验和教训,如案例教学的有效性、互动讨论的积极作用等,并记录下有效的教学方法和策略,为下一次教学实践提供参考。

3.3 收集反馈意见,优化教学方法

积极收集学生的反馈意见。通过课堂问卷调查和个别面谈等方式,确保收集到的意见反馈全面、具体且可操作。鼓励学生在学习过程中记录他们的感受及建议,为学生提供随时记录与分享反馈意见的渠道。教师对收集到的反馈进行细致地分析和整理,找出其中的共性和差异性,以深入了解学生对教学内容、教学方法、评估方式等方面的看法和建议。基于这些反馈,制订具体的改进方案,明确改进措施和优化方向。按照改进方案,逐步实施改进措施。通过比较改进前后的数据、学生反馈和其他相关指标,评估改进措施是否达到预期目标。根据监测结果,总结改进的经验和教训,对未达到预期目标的地方进行深入反思。将改进的经验和教训与学生分享,解释改进过程中的决策和原因,激发学生的进一步反馈。通过持续的反馈循环和改进过程,不断完善机械工程基础课程的教学实践,以推动教学方法和内容的持续优化。

3.4 对比兄弟院校,借鉴成功经验

积极对比兄弟院校并借鉴其成功经验是不可或缺的一环。首先,课程组可访问各大高校工科机械工程基础课程团队的官方网站及教务处网站,深入了解其课程设置、教学团队构成等信息。同时,查阅相关的教学计划和课程大纲,为对比分析提供翔实的数据支持。在收集信息后,进行细致的比较分析,关注兄弟院校在机械工程基础课程中的教学差异、优势和创新点。针对这些差异,通过邮件或在线咨询的方式,与对应院校的教师及学生进行深入交流,探讨其教学经验、机械工程基础专业课的开展情况及面临的问题。在此基础上,寻找合适的合作伙伴,探讨互相借鉴和合作的可能性。如果条件允许,可以选择几所具有代表性的高校进行实地调研,参观他们的实验室、教学设施和创新中心,与教师和学生进行面对面的交流,深入了解他们的教育教学模式、实践教学环节,以及学生培养情况。最后,将借鉴到的成功经验与本校的目标和实际情况相结合,制订一份“因校制宜”且具体、可操作的行动计划。

4 结语

在书院制学生专业未定的背景下,不同专业的基础课程同期学习易导致学生“学不精”,而在确定专业方向后易产生“基础弱”的问题,亟须优化机械工程基础课程体系、创新教学模式、提高教学质量,提高学生对机械基础知识的掌握水平,激发学生对机械类专业的兴趣。针对上述需求,开展书院制背景下的专业基础课程改革,遵循优化课程设置、创新实践方式、加强学业辅导、完善反馈机制、搭建互动学习平台、改善教学资源的改革思路,通过优化教学内容、开展教学实践、收集反馈意见、优化教学方法、借鉴成功经验,构建书院制背景下的机械工程基础课程教学体系,从而更好地适应时代的需求。

基金项目:2024年北京理工大学机械与车辆学院本科生教改项目“‘书院制’背景下机械类专业基础课程教学改革与实践创新”。

参考文献

[1] 李国栋.机械工程控制基础网络实验室研究与实验设计[D].青岛:青岛大学,2011.

[2] 孙小路,李国平,周春侠,等.新工科背景下矿业类机械设计基础课程改革与探索[J].创新创业理论研究与实践,2024,7(1):52-54,64.

[3] 李可依.心理学视角下高校和谐寝室氛围营造的路径研究[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2018,31(7):42-45.

[4] 沈隐夕.书院制条件下高校辅导员职业化建设路径[J].教书育人,2018(27): 46-47.

[5] 尹燕.有效解决高职毕业生高离职率的对策[J].考试周刊,2012(16):155.