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摘要：为应对未来的科技革命和产业发展的诸多不确定性，和“新工科”建设背景下国家战略需要对专业建设的要求，本文以机械设计学科为例，围绕机械设计课程教学改革的教学模式和考核体系进行探讨，列举出目前课堂教学和课程考核中所存在的问题，并提出相应的改革措施以满足“新工科”背景下机械设计学科的课程要求。
Abstract： In order to cope with the many uncertainties of the future scientific and technological revolution and industrial development， as well as the requirements of the national strategy for professional construction in the context of "new engineering" construction， this article takes the discipline of mechanical design as an example， and focuses on the teaching model and reform of the teaching reform of mechanical design courses. The assessment system is discussed， and the problems existing in classroom teaching and curriculum assessment are enumerated， and corresponding reform measures are proposed to meet the curriculum requirements of the mechanical design discipline in the context of "new engineering".
关键词：新工科;教学模式;考核体系;教学改革
Key words： new engineering;teaching mode;assessment system;teaching reform
0 引言
随着21世纪科技革命到来，一些新兴产业逐渐涌现。李克强总理指出，当前新一轮世界科技革命和产业变革的孕育兴起，正在对人类社会带来难以估量的作用和影响[1]。如何在第四次工业革命中更好地把握发展的主动权，是目前现实情况下我们需要聚焦的问题。习近平主席强调，制造业作为实体经济的基础，是构建现代化经济体系的重要一环。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，打造世界工程创新中心和人才高地，教育部提出建设“新工科”，以培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[2]。
机械工程学科是“新工科”建设的关键一环，同时也是机械专业学生从基础理论学习到后续深入研究专业技能的过渡，其主要强调基础性和实操性，因此，机械设计课程的教学与考核显得尤为重要。
1 机械设计课程原有教学模式
在现行的机械课程教学方案中，机械设计课程教学内容包含理论教学和实践操作两大部分，其中，理论教学以课本中间抽象的概念和繁琐的公式为核心教学内容，实践操作部分只起到锦上添花的作用，在理论教学结束后和整个学期将近尾声之时分别进行实验和课程设计。总的来说，现行的机械设计课程教学体系中，仍以书本理论教学为主，以实践操作为辅，从某种意义上来说，这一点与机械设计课程教学的初衷是背道而驰的。
在机械设计课程的课堂上，老师传授给学生的知识较为浅显，局限于对机械设计的认知以及机械体系框架的构建，其中包括概念的理解和重要公式的瞬时记忆，缺乏形象描述，未能深入到机械设计课程的内里部分[4]。另外，许多高校选取的教材较为陈旧，版本略微落后，甚至授课课件也已年代久远，虽然机械设计的核心理论是大体相似的，但在笔者看来，机械工程及其相关领域的新理论、新技术和新标准发展变化迅速，若能及时地将这些改变体现在授课老师的课件和教学中，或从当前最新颖的前沿科技的角度入手来引出课本内容，不失为一种更佳的选择，这样学生能够在书本的基础上拓宽专业面，加以更多思考，更易理解，达到事半功倍的效果。
2 机械设计课程现有考核体系
在现行的考核评价体系中，考核方案大致由三个部分构成，即上课的到课率，作业的完成情况以及期末考试，但是课堂考勤和作业情况所占比例可能不到四成，期末考试部分的权重却不断加强，“唯分数论”的现象在国内高校里盛行，也让学生认为临时突击就能通过考试，甚至老师所给的重点比书本更重要。但是，这样一种考核体系是否能够满足新工科背景下机械设计课程的要求，是否能够达到培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[2]的目的？
考核评价方案的另外两个部分：上课到课率和作业完成情况，尽管所占权重不高但同样能决定学生能否拿到学分。这两部分的强调导致学生存在平时抄作业，上课人在心不在的现象，甚至花钱请人“帮忙答到”[5]，使学生的学习积极性大打折扣，对于课程任务敷衍了事。除此之外，現行的考核体系只注重于理论知识的灌输，忽略了学生动手能力的培养，违背了开设机械设计课程的初衷，并没有达到课程要求。
3 机械设计课程教学模式改革探索
3.1 形象描述，加强兴趣
本科生作为刚刚开始接触机械学科的新生，在机械设计课程学习的起步阶段，对于一些抽象概念和繁琐公式的理解是艰难的，而且老师仅通过板书或课件的形式来教学，让学生无法深刻理解。笔者认为，在本科生的课堂教学过程中，老师可以从日常事物入手，从而引入机械学科的相关概念，这样能加深学生的形象记忆[8]。例如，在教学到“轴的用途及分类”这一章节时，若我们只是按照课本的字面意思来介绍，即“根据轴所受载荷性质将轴分类”，学生只会记住心轴、转轴和传动轴的书面定义，这种学习仅停留在表层，是浅显的。但是，如果我们举例介绍自行车的前轴、中轴和后轴，并将其与书本分别对应，这样学生可以将两者串联和对比记忆，从而达到将机械学科的理论知识与日常生活结合的目的。 3.2 转换师生关系
长久以来，中国各大高校是以“老师主动输送，学生被动接受”的讲授形式为主。老师长期扮演着输出者的角色，站在讲台上讲解课件，希望将课本中的精华全部灌输给学生，但没能考虑学生的理解能力和接受范围;学生只能一味地接受，效果是囫囵吞枣的，机械地在书本上标记重点以应付期末的测验。针对这一问题，笔者认为，我们可以把课堂交还给学生，大学课堂理应充斥着自由严谨的学术氛围，让学生拥有课堂的主动权，让老师回归倾听者和引路人的身份。例如，老师安排学习任务后，把具体的内容交给学生，让学生自身发掘理论知识的重点[9]，并且以presentation的形式讲述给其他同学听，一来一往的过程能使学习效率加倍。如果出现难以解决的问题，我们和学生一起思考，运用提出问题、分析问题、解决问题的方法与学生一同探讨[7]，各抒己见，集思广益，从而得出结论。
另外，一个学期的课时往往是不够的，经常出现期末临近教学还未结束便进入期末复习。因此，我们可以利用好课余的时间。例如，我们在课前将教学资料发放给学生[7]，让学生先自学，再带着问题进入课堂，有重点地听课，学生也能更好地就自己存在的问题向老师提问。
3.3 加强实验的比重
建设“新工科”的要求提出之后，机械设计课程的实操性显得愈发重要。目前，实验部分在整个教学体系中仅起着点缀的作用，且存在着严重的实验项目在时间和内容上不配套的问题。例如，理论部分的教学占到64个学时或以上，但与之相关的实验项目不到8个课时，甚至更低;另外，相关知识点的实验项目可能会安排在对应理论教学的几周之后，以至于学生无法在课程设计和毕业设计中灵活运用学习过的知识点，导致知识断层。笔者认为，诸如机械设计课程等此类机械专业学科基础性课程应加强实验比重，培养学生动手能力和知识应用能力[6]，学会自主学习和思考，从而达到“新工科”背景下机械设计课程教学模式的改革目标。
3.4 重视实习教学
机械专业作为一门实践与理论并重的专业，理论学习终归需要应用到实际中。学院应当建立良好的实习教学评估制度和实习教学日常检查制度，向学生强调实习环节的重要性，并做好课堂与实习基地的内容与时间衔接[10]。
对于非毕业年级学生，学院应强化学校工程训练中心的管理，保证学生能在实习期间得到足够的锻炼，充分了解机械专业的基础应用知识。对于毕业年级学生，学院需要及时联系适合毕业年级学生的企业，加强校企沟通，使学生在企业中能培养动手能力，熟悉工作流程，积攒实习经验，以培养机械专业的应用型人才。
4 机械设计课程考核体系改革探索
判断一个学生对于机械设计课程的学习状况，不应仅由“期末考试”一项来决定，同时，我们应打消“一考定乾坤”、“60分平安”的念头。一个恰当合理的考核评价体系需要有多元化的评定标准，到课情况、作业情況、presentation的完成情况以及实验操作的完成情况都应纳入考核评价体系，并且适度设定各项考核指标所占权重。
弱化考试的权重，并非让学生不看重期末考试。考试应理解为测验，一张试卷的几十道题目不能全面地评价学生课业的完成情况，另外，全面客观的机械设计考试试卷应该包含多种题型，例如选择判断题、名词解释题、画图改错题和实验设计论述题等，甚至可以加入平常实验学习中的内容考查。我们需要加强与学生的沟通，从学生处了解机械设计课程教学的重难点。做好学生期末考试的卷面分析，总结往届学生出现的问题，让考核评价体系更加完善。
加强实验项目的比重，突出对实验和课程设计的重视，符合“新工科”背景下对于机械设计课程基础性和实操性的改革要求。从简单理论到动手做实验，提高学生对于机械设计的学习兴趣，培养自主学习能力和团队协作精神[6]。
5 总结
国家的工业、农业、国防和科学技术的现代化程度都与机械工业的发展程度密切相关[3]，而且机械学科是工科高等教育的重要组成部分，所以，我们必须对机械专业进行改造升级，精准把握国家对于“新工科”建设的新要求。在机械设计课程的教学过程中，我们可以在逐步提高学生理论水平的同时，有意识地加强学生的构思能力和动手能力，尤其是增强提出问题、分析问题和解决问题的能力，让学生占据机械设计课堂的主动权，进而为顺利过渡到专业课程的学习奠定宽广而坚实的基础[3]。
参考文献：
[1]吴岩.新工科：高等工程教育的未来——对高等教育未来的战略思考[EB/OL].2018-12-27.
[2]教育部，工业和信息化部.中国工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见[EB/OL].2018-10-18.
[3]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].十版.北京：高等教育出版社，2019-09.
[4]张敏，贾文华，贾炳辉.新工科背景下《机械设计基础》课程的创新研究[J].山东工业技术，2019-02-01.
[5]柳建安，闵淑辉.工程教育专业认证背景下机械设计课程教学改革探索与实践[J].化工高等教育，2018-04-27.
[6]汤迎红，刘冰，蔡颂.工程教育专业认证背景下机械设计课程教学改革探索与实践[J].内燃机与配件，2019-10-30.
[7]白泉，魏克湘，王高升，关跃奇.基于工程教育专业认证的机械制造装备设计课程教学改革探索与实践[J].湖南工程学院学报（社会科学版），2017-09-25.
[8]边宇枢，高志慧，裴旭.机械设计综合实践课教学团队建设探索[J].高教学刊，2018-03-10.
[9]张骞，王春香，王智祥，欧平.学科大类招生背景下的《材料科学基础》课程的教学改革思考[J].教育教学论坛，2019-12-04.
[10]张秋昭，张书毕，高井祥，李增科，杨威.新工科背景下产学研协同培养特色行业人才模式探讨[J].教育教学论坛，2019-03-13.
Abstract： In order to cope with the many uncertainties of the future scientific and technological revolution and industrial development， as well as the requirements of the national strategy for professional construction in the context of "new engineering" construction， this article takes the discipline of mechanical design as an example， and focuses on the teaching model and reform of the teaching reform of mechanical design courses. The assessment system is discussed， and the problems existing in classroom teaching and curriculum assessment are enumerated， and corresponding reform measures are proposed to meet the curriculum requirements of the mechanical design discipline in the context of "new engineering".
关键词：新工科;教学模式;考核体系;教学改革
Key words： new engineering;teaching mode;assessment system;teaching reform
0 引言
随着21世纪科技革命到来，一些新兴产业逐渐涌现。李克强总理指出，当前新一轮世界科技革命和产业变革的孕育兴起，正在对人类社会带来难以估量的作用和影响[1]。如何在第四次工业革命中更好地把握发展的主动权，是目前现实情况下我们需要聚焦的问题。习近平主席强调，制造业作为实体经济的基础，是构建现代化经济体系的重要一环。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，打造世界工程创新中心和人才高地，教育部提出建设“新工科”，以培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[2]。
机械工程学科是“新工科”建设的关键一环，同时也是机械专业学生从基础理论学习到后续深入研究专业技能的过渡，其主要强调基础性和实操性，因此，机械设计课程的教学与考核显得尤为重要。
1 机械设计课程原有教学模式
在现行的机械课程教学方案中，机械设计课程教学内容包含理论教学和实践操作两大部分，其中，理论教学以课本中间抽象的概念和繁琐的公式为核心教学内容，实践操作部分只起到锦上添花的作用，在理论教学结束后和整个学期将近尾声之时分别进行实验和课程设计。总的来说，现行的机械设计课程教学体系中，仍以书本理论教学为主，以实践操作为辅，从某种意义上来说，这一点与机械设计课程教学的初衷是背道而驰的。
在机械设计课程的课堂上，老师传授给学生的知识较为浅显，局限于对机械设计的认知以及机械体系框架的构建，其中包括概念的理解和重要公式的瞬时记忆，缺乏形象描述，未能深入到机械设计课程的内里部分[4]。另外，许多高校选取的教材较为陈旧，版本略微落后，甚至授课课件也已年代久远，虽然机械设计的核心理论是大体相似的，但在笔者看来，机械工程及其相关领域的新理论、新技术和新标准发展变化迅速，若能及时地将这些改变体现在授课老师的课件和教学中，或从当前最新颖的前沿科技的角度入手来引出课本内容，不失为一种更佳的选择，这样学生能够在书本的基础上拓宽专业面，加以更多思考，更易理解，达到事半功倍的效果。
2 机械设计课程现有考核体系
在现行的考核评价体系中，考核方案大致由三个部分构成，即上课的到课率，作业的完成情况以及期末考试，但是课堂考勤和作业情况所占比例可能不到四成，期末考试部分的权重却不断加强，“唯分数论”的现象在国内高校里盛行，也让学生认为临时突击就能通过考试，甚至老师所给的重点比书本更重要。但是，这样一种考核体系是否能够满足新工科背景下机械设计课程的要求，是否能够达到培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[2]的目的？
考核评价方案的另外两个部分：上课到课率和作业完成情况，尽管所占权重不高但同样能决定学生能否拿到学分。这两部分的强调导致学生存在平时抄作业，上课人在心不在的现象，甚至花钱请人“帮忙答到”[5]，使学生的学习积极性大打折扣，对于课程任务敷衍了事。除此之外，現行的考核体系只注重于理论知识的灌输，忽略了学生动手能力的培养，违背了开设机械设计课程的初衷，并没有达到课程要求。
3 机械设计课程教学模式改革探索
3.1 形象描述，加强兴趣
本科生作为刚刚开始接触机械学科的新生，在机械设计课程学习的起步阶段，对于一些抽象概念和繁琐公式的理解是艰难的，而且老师仅通过板书或课件的形式来教学，让学生无法深刻理解。笔者认为，在本科生的课堂教学过程中，老师可以从日常事物入手，从而引入机械学科的相关概念，这样能加深学生的形象记忆[8]。例如，在教学到“轴的用途及分类”这一章节时，若我们只是按照课本的字面意思来介绍，即“根据轴所受载荷性质将轴分类”，学生只会记住心轴、转轴和传动轴的书面定义，这种学习仅停留在表层，是浅显的。但是，如果我们举例介绍自行车的前轴、中轴和后轴，并将其与书本分别对应，这样学生可以将两者串联和对比记忆，从而达到将机械学科的理论知识与日常生活结合的目的。 3.2 转换师生关系
长久以来，中国各大高校是以“老师主动输送，学生被动接受”的讲授形式为主。老师长期扮演着输出者的角色，站在讲台上讲解课件，希望将课本中的精华全部灌输给学生，但没能考虑学生的理解能力和接受范围;学生只能一味地接受，效果是囫囵吞枣的，机械地在书本上标记重点以应付期末的测验。针对这一问题，笔者认为，我们可以把课堂交还给学生，大学课堂理应充斥着自由严谨的学术氛围，让学生拥有课堂的主动权，让老师回归倾听者和引路人的身份。例如，老师安排学习任务后，把具体的内容交给学生，让学生自身发掘理论知识的重点[9]，并且以presentation的形式讲述给其他同学听，一来一往的过程能使学习效率加倍。如果出现难以解决的问题，我们和学生一起思考，运用提出问题、分析问题、解决问题的方法与学生一同探讨[7]，各抒己见，集思广益，从而得出结论。
另外，一个学期的课时往往是不够的，经常出现期末临近教学还未结束便进入期末复习。因此，我们可以利用好课余的时间。例如，我们在课前将教学资料发放给学生[7]，让学生先自学，再带着问题进入课堂，有重点地听课，学生也能更好地就自己存在的问题向老师提问。
3.3 加强实验的比重
建设“新工科”的要求提出之后，机械设计课程的实操性显得愈发重要。目前，实验部分在整个教学体系中仅起着点缀的作用，且存在着严重的实验项目在时间和内容上不配套的问题。例如，理论部分的教学占到64个学时或以上，但与之相关的实验项目不到8个课时，甚至更低;另外，相关知识点的实验项目可能会安排在对应理论教学的几周之后，以至于学生无法在课程设计和毕业设计中灵活运用学习过的知识点，导致知识断层。笔者认为，诸如机械设计课程等此类机械专业学科基础性课程应加强实验比重，培养学生动手能力和知识应用能力[6]，学会自主学习和思考，从而达到“新工科”背景下机械设计课程教学模式的改革目标。
3.4 重视实习教学
机械专业作为一门实践与理论并重的专业，理论学习终归需要应用到实际中。学院应当建立良好的实习教学评估制度和实习教学日常检查制度，向学生强调实习环节的重要性，并做好课堂与实习基地的内容与时间衔接[10]。
对于非毕业年级学生，学院应强化学校工程训练中心的管理，保证学生能在实习期间得到足够的锻炼，充分了解机械专业的基础应用知识。对于毕业年级学生，学院需要及时联系适合毕业年级学生的企业，加强校企沟通，使学生在企业中能培养动手能力，熟悉工作流程，积攒实习经验，以培养机械专业的应用型人才。
4 机械设计课程考核体系改革探索
判断一个学生对于机械设计课程的学习状况，不应仅由“期末考试”一项来决定，同时，我们应打消“一考定乾坤”、“60分平安”的念头。一个恰当合理的考核评价体系需要有多元化的评定标准，到课情况、作业情況、presentation的完成情况以及实验操作的完成情况都应纳入考核评价体系，并且适度设定各项考核指标所占权重。
弱化考试的权重，并非让学生不看重期末考试。考试应理解为测验，一张试卷的几十道题目不能全面地评价学生课业的完成情况，另外，全面客观的机械设计考试试卷应该包含多种题型，例如选择判断题、名词解释题、画图改错题和实验设计论述题等，甚至可以加入平常实验学习中的内容考查。我们需要加强与学生的沟通，从学生处了解机械设计课程教学的重难点。做好学生期末考试的卷面分析，总结往届学生出现的问题，让考核评价体系更加完善。
加强实验项目的比重，突出对实验和课程设计的重视，符合“新工科”背景下对于机械设计课程基础性和实操性的改革要求。从简单理论到动手做实验，提高学生对于机械设计的学习兴趣，培养自主学习能力和团队协作精神[6]。
5 总结
国家的工业、农业、国防和科学技术的现代化程度都与机械工业的发展程度密切相关[3]，而且机械学科是工科高等教育的重要组成部分，所以，我们必须对机械专业进行改造升级，精准把握国家对于“新工科”建设的新要求。在机械设计课程的教学过程中，我们可以在逐步提高学生理论水平的同时，有意识地加强学生的构思能力和动手能力，尤其是增强提出问题、分析问题和解决问题的能力，让学生占据机械设计课堂的主动权，进而为顺利过渡到专业课程的学习奠定宽广而坚实的基础[3]。
参考文献：
[1]吴岩.新工科：高等工程教育的未来——对高等教育未来的战略思考[EB/OL].2018-12-27.
[2]教育部，工业和信息化部.中国工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见[EB/OL].2018-10-18.
[3]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].十版.北京：高等教育出版社，2019-09.
[4]张敏，贾文华，贾炳辉.新工科背景下《机械设计基础》课程的创新研究[J].山东工业技术，2019-02-01.
[5]柳建安，闵淑辉.工程教育专业认证背景下机械设计课程教学改革探索与实践[J].化工高等教育，2018-04-27.
[6]汤迎红，刘冰，蔡颂.工程教育专业认证背景下机械设计课程教学改革探索与实践[J].内燃机与配件，2019-10-30.
[7]白泉，魏克湘，王高升，关跃奇.基于工程教育专业认证的机械制造装备设计课程教学改革探索与实践[J].湖南工程学院学报（社会科学版），2017-09-25.
[8]边宇枢，高志慧，裴旭.机械设计综合实践课教学团队建设探索[J].高教学刊，2018-03-10.
[9]张骞，王春香，王智祥，欧平.学科大类招生背景下的《材料科学基础》课程的教学改革思考[J].教育教学论坛，2019-12-04.
[10]张秋昭，张书毕，高井祥，李增科，杨威.新工科背景下产学研协同培养特色行业人才模式探讨[J].教育教学论坛，2019-03-13.