以学生为中心的“机械设计基础”课程的教学改革与实践[注]

郭　炜[注]，蔡晓君，张九菊

（北京石油化工学院　机械工程学院）

摘要：课程教学是实现教学目标的基本保证，课程教学对学生全面发展起着决定性的作用。由于机械设计基础课程的现有教学模式存在问题，故进行了“以学生为中心”的教育理念指导下的教学改革，在教学上依托蓝墨云班课，建立以学生为中心的线上和线下相结合多元混合式课程教学模式，实践教学上建立“课程实验、项目学习、金工实习、专业竞赛”四层次实践教学体系，构建了新的成绩评价机制。这些改革措施能够有效提高课程的教学吸引力，满足当代大学生的学习特点，同时也取得了较好的学习效果。

关键词：机械设计基础；以学生为中心；云班课

引言

“机械设计基础”课程是近机类专业的一门重要专业基础课，教学目标是要培养学生在机械方面具有一定的机械分析能力、设计能力和创新能力。课程的教学目标需要由一系列的课程教学来实现，课程教学是实现教学目标的基本保证，课程教学对学生全面发展起着决定性的作用。20世纪50年代，美国人本主义心理学家卡尔．罗杰斯正式提出了“以学生为中心”的教育教学观念^[1]，随后进行了大量的研究和论述，并将这一观念应用于大学本科教学。他认为，教育的目标是要培养“完整的人”，即“身躯、心智、情感、精神、心灵融汇一体”的人。学校教学应将学生放在中心位置，应贯彻人本主义的精神关爱学生并重视每一个人独特的发展，要创造学生“心理安全”和“心理自由”的条件以培养学生创造性潜能。

我国高校自20世纪90年代末以来，逐渐引进“以学生为中心”的教育理念，尝试变革本科教育的教学方法和管理方式，以期提高大众化阶段的高等教育质量^[2]。我们每一位教师需要适应时代需求，应该随着教学环境、教学对象的改变而改变，结合当前信息技术的高速发展的大环境，以学生为中心，改革教育教学理念、改变人才培养方法，将改革理念深化到每一个教学环节与教学过程，并且使学生受益。

1．现有教学模式存在的问题

目前“以教师为中心”仍是教学的主流，学生和老师之间的交流互动较少，学生个体学习兴趣点与知识背景没有得到关注，实际班级中每个学生的个人思维方式、能力及目标等各方面存在的巨大差异^[3]。“以教师为中心”的教学模式中，试卷成绩是界定学生学习能力高低的重要评判标准。大多数学生学习动力不强，认为学习是沉闷的、枯燥的，由此产生很多学生在课堂上玩手机、不抬头听课的现象。而且，在这种方式下，即使学生认真听讲，也只是以学习理论知识为主，实践能力和创新能力并没有进行相应的训练。同时由于课程中实验、实践课时缩减，实验、实践未能与创新、创业教育形成一体化，学生个性化培养缺失。

我校是一个以北京市生源为主的二类本科院校，据调查了解，大部分学生对未来没有规划，缺乏学习目标和动力，安于现状的居多，同时绝大多数学生认为的自己思维活跃，易于接受感兴趣的新事物，愿意去做出改变，对未来生活和学习有信心。我们作为教师应当充分利用学生们易于接受感兴趣的新事物的特点，改变传统的“以教师为中心”教学模式，以学生为中心，结合当前信息技术的高速发展的大环境，探索有利于人才培养的课程教学模式，培养学生创造性潜能。

2．以学生为中心，改革教学模式

2.1　依托蓝墨云班课，建立以学生为中心的线上和线下相结合多元混合教学模式

新一代的大学生他们是和互联网一起长大的新一代群体，对互联网的工具非常熟悉，而且随着科技的不断进步，大学生几乎每时每刻都离不开智能手机。我们了解当前学生的学习行为和学习特点，就可以把线上教学方法与线下教学方法结合起来，由此适应当代大学生的学习特点。

蓝墨云班课是一个基于移动网络环境满足教师和学生课堂内外及时反馈教学互动的平台，可以帮助教师提高与学生的互动率，实现教师与学生之间的教学互动、资源推送和反馈评价^[4]。机械设计基础课程依托云班课建立了以学生为中心的线上和线下相结合多元混合教学模式。该教学模式在云班课平台建立了线上自主学习（课前阅读、课后作业、自主项目研究）、线上小组汇报，线下课堂启发式讲授、自主项目研究、课堂讨论等。并将其分为两大方面（理论教学、实践教学）和六类模块（案例分析、课堂难点讲授、项目学习、实验、项目研究、专业竞赛）。各个教学方式在教学过程中穿插进行（图1）。

2.2　实践教学改革

实践教学主要由课内实验、项目学习、金工实习、学科竞赛四部分组成。实践教学在已有的课程实验中增加项目学习，建立“课程实验、项目学习、金工实习、专业竞赛”四层次实践教学体系。以实验、项目学习、金工实习为基础，以专业竞赛为创新平台，对学生实践能力做纵深综合培养。

课内实验的目的是培养学生正确操作使用机械常规设备的能力，通过实验操作加深对机构学理论知识的理解，但课程内验证实验不能提升学生综合运用理论知识处理复杂工程问题的能力。这种能力需要通过更多的实践活动来得以提升，由此实践教学中加入项目学习、金工实习和学科竞赛，通过这些实践活动锻炼学生的创新能力。

项目学习采用的模式是首先教师在线上发布项目学习任务和学习视频，把学生按照每组2～3人进行分组，每组的学习项目的数据并不相同，然后学生在课下进行讨论，得到方案，并利用实验室的器材将方案得以实施或进行验证。在项目学习过程中，学生会遇到各种各样的问题，学生可以通过自我查阅资料、小组讨论以及和教师进行线上答疑的方式进行解决。在这一过程中学生的实践能力和创新能力都可以得到不断提高。在完成项目学习之后，每一组学生撰写项目学习报告，并可以通过线上给教师汇报项目学习的研究报告。在项目学习的过程中，采用了小组讨论、操作研究、小组汇报等多种教学方式，通过多种学习方式，学生加深理解了课程理论知识和掌握了机械专业技能，能够解决较复杂的工程问题，而且也极大地提高了学生团队合作能力、书面和口头表达能力。并且项目学习大量时间由传统学的课内时间转为课下或者线上，改变实践学时少的局面，并且符合当代大学生的时代学习特点。

以四杆机构的学习项目为例，表1详细介绍项目学习的实施过程。

金工实习是培养学生学习机械制造的基本工艺方法和工程实践能力的重要教学手段，在这过程中，学生可以巩固和掌握相关课程的重要知识，培养学生的操作技能、动手能力。在此过程中，教师根据学生的学习情况，选取一个合理的项目驱动教学活动。这样一来，不仅能够在教学活动中使学生掌握机床操作、识别图纸，还能够使学生了解一个产品或者一个完整项目的工作流程。

参与校内外的专业竞赛是提升学生创新能力和实践能力的重要手段。以北京市机械创新大赛为例，它能让学生具有机械产品开发和制作全过程的体验。在这个活动中，按照每届大赛发布的主题，学生以自愿的方式按照4～5人成立小组。在教师的指导下，学生们展开市场调研，对相关产品进行参观以及参阅相关资料，最后在教师和小组讨论下进行选题、设计、加工产品。在机械创新设计大赛的实施过程中，围绕课题的实践，学生获取知识的欲望被激发，学生能够有目的地自学或在教师的指导下用知识解决实际问题，学生之间的团队能力、设计能力、创新能力、实践能力在实际课题得到了锤炼。

2.3　成绩评价机制改革

教学模式进行了改革，评价方式也必然要随之发生变化。传统的评价方式着重理论知识的考核，一张试卷的分数决定学生的专业水平。这种单一以考查知识为主的卷面分数判定学生思维能力高低是不科学的。对于新时代大学生，应该通过考核方式改革实现对学生的创新性思维以及解决问题的能力的正确评价。由此将成绩的评价机制进行了改革。基于蓝墨云班课能够准确全面记录学生的过程成绩，通过蓝墨云班课测试、作业情况、机械设计项目学习，评定学生的阅读能力、自我学习能力的分值为20分；通过课程实验成绩、项目学习与汇报、方案设计等。评定学生的分析、解决问题能力、创新思维、团队合作能力、书面口头表达能力的分值为30分：通过期末考试，评定学生记忆能力、计算能力的分值为50分。通过这种方式可以较好地综合评价学生能力。

3．结论

以学生为中心“机械设计基础”课程的教学改革弥补了传统的教学不足，极大地调动了学生的学习兴趣，在课堂上学生的参与度大大提升，并且通过蓝墨云班课的反馈数据实时了解到每个学生的学习状态和程度，能够关注到每个学生个体。其次在传统教学中，课堂理论和实践时间有限，教学活动受到了限值，但是通过改革，在移动信息化教学软件的帮助下，教师和学生时空的壁垒被打破，学生可以在课下充分利用自己的时间安排理论学习和实践活动，提高了学生的学习效率。通过调查问卷，学生们也普遍反映这些教学模式能使他们更好地掌握课程知识、提升专业技能和机械创新能力。该课程在后续还需要在以下几个方面继续建设：

（1）要制作课程精品教学资源，把课程中的难点、重点做成简单明了的微课，可以提供给学生线上自我学习。

（2）实践活动设计合理，符合我校学生的能力。在项目学习中增加一些具有复杂工程背景的任务，学生可以在课外阅读教材和参考书，并通过网络资源在线学习和完成作业，完成建构知识。教师在这个活动中，需要完成课程学习项目资料的构建，制作完整PPT、教学视频、习题文档、语音文件的课前预习资料，并实现资料到云班课平台资源库的上传。

（3）增大学生参加专业竞赛的人群，引导更多的学生参加学科竞赛，提升整体学生的机械实践能力和创新能力。

参考文献

［1］方展画．罗杰斯“学生为中心”教学理论评述［M］．北京：教育科学出版社，1990．

［2］赵中建．21世纪世界高等教育的展望及其行动框架——98世界高等教育大会概述［J］．上海高教研究，1998（12）：1-8．

［3］张树鹏，钟秦等．“新工科”视角下以学生为中心“一纵三横”创新人才培养模式［J］．大学化学．2019，34（11）：103-60．

［4］俆苏炜．浅谈基于蓝墨云班课的混合式教学模式在中职药事法规教学中的应用［J］．卫生职业教育．2020，38（06）：62-65．