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新工科背景下《机械制造基础》课程教学改革研究
发布时间:2018-08-03 点击次数:
世界范围内新一轮的科技革命和产业革命以及新经济的发展对高等工程教育的改革和发展提出了新的挑战,新工科建设是高等工程教育为适应新经济和新产业的发展而作出的重大战略决策部署。
当前,我国经济发展进入结构调整、转型升级的攻坚期,改革工程教育对于推进我国经济社会发展和地方高校转型都具有重大的意义。国家重大战略和需求是工程教育改革的重要起点,主动服务国家创新驱动发展、“互联网+”、“中国制造2025”等重大战略以及“一带一路”建设。
地方高校在新工科建设上要发挥与地方经济和产业联系紧密的优势,支撑和引领区域经济和产业的发展,面向区域主导产业和特色产业,聚焦地方行业和产业当前和未来需要的学科专业,围绕区域产业发展需求构建与区域经济社会发展相适应的学科专业体系,重点培养区域产业及相关领域当前急需和未来发展的创新型和应用型工程技术人才。
《机械制造基础》课程作为机械类专业工程教育的主干专业基础课,具有综合性和实践性强的特点,对培养高质量、高层次的交叉复合型工程应用型人才发挥了重要作用。课程以机械制造工艺学为主线,整合了原机械类专业“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”、“机床夹具设计”和“机械制造工艺学”等相关课程。在新工科建设背景下,根据学校教育教学改革精神和地方应用型本科机械类专业对应用型人才的培养要求,在教育理念、教学策略、教学方法、考核评价方式等方面进行了改革和探索,更加注重学生工程实践能力和创新能力的培养,探讨适应地方院校特色的理论教学和实践教学方法,积极融入国家“一带一路”建设、粤港澳大湾区建设和珠三角产业转型升级。
1 课程教学现状及问题
在课程教学过程中发现在工程教育教学方面存在以下主要问。
①理念不适应。以学生为中心、成果导向、质量持续改进的工程教育理念贯彻落实不到位,多学科交叉融合理念需要强化。
②知识体系不适应。课程知识陈旧,与社会和产业需求脱节,课程内容设置滞后于市场和产业发展需求。
③培养模式不适应。随着互联网、信息技术的高速发展,由此带来了教学方法和模式、教学环境和条件等的不适应。
因此,需要进一步深化课程工程教育改革,加快建设和发展新工科教育,为国家经济转型和社会发展提供人才保障和智力支撑。
2 课程教学改革探索
2.1变革课程教育理念
目前课程工程教育存在的一些问题与课程教育理念滞后直接相关,主要表现在课程教育理念与当前社会产业的变化和未来的需求不适应。新工科建设以应对变化、塑造未来为理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养能够适应时代和未来变化的卓越工程人才。工程教育把科学、技术同产业发展联系在一起,工程人才和工程科技成为改变世界的重要力量。因此在课程教学过程中融合专业课程与人文课程,注入人文精神和家国情怀,培养主动服务社会、解决关系国家发展和民生重大问题的工程人才,增强学生的价值感与使命感,培养学生的宏思维和批判性思维,促进多学科交叉与融合教学,开展跨学科教学和跨学科研究,转变教学理念,打破教育壁垒,强化市场适应,提升工程创新,推进工程教育教学新理念。
2.2课程互动教学策略
当代大学生与以往的学习者完全不同,他们生长在数字化的网络时代,习惯在网络环境中获取信息和知识。这些新一代大学生伴随着移动互联网、社交媒体一同成长,更喜欢借助智能移动设备获取信息,他们精通技术,乐于享受高科技带来的便利服务,寻求在线社交互动;他们同时承担多项任务,享受团队协同合作,游戏化学习是他们学习过程最显著的特征之一。今天,许多课堂教学已开始采用协作学习策略,将现代教育技术广泛融入学习体验,使学习环境更加互动。将合作或协作学习策略整合到课程中,跨学科协同合作,创建虚拟学习环境,学生通过在线平台和移动设备学习,重视教师和学生参与学习过程,鼓励引导本科生参与教师科研课题,充分调动学生的学习兴趣,促进师生之间的互动,打通线上线下、课内课外两个空间,让教与学的关系更加无缝化,以满足新一代大学生工程教育的学习风格与需求。
2.3创新教育教学方法
随着互联网、信息技术和在线教育的发展,出现了以增强现实与虚拟现实、人工智能等新技术为支撑的探究式、参与式教学与混合学习等新兴的教育技术与方法。一方面以“慕课”等为代表的在线开放课程和学习平台拓展了教学时空,为工程教育个性化培养模式提供了技术支撑;另一方面将深度学习、混合学习等教学方式与研究性学习相结合,融通线上线下、课内课外两个空间,推动学科专业交叉融合,促进人文教育和工程教育有机融合,培养具有全球视野、社会担当的创新型工程技术人才,也体现了工程教育人才多样性的要求。借鉴CDIO工程教育理念,以产品“构思、设计、实现、运行”的全生命周期为载体,积极共建、共享优质在线开放课程资源,应用“互联网+”平台和信息技术探索工程人才培养的新型教学方法。未来混合学习将提供更多的学习模式,如虚拟现实、移动学习、翻转课堂等,充分体现以学生为中心的学习体验,促进师生互动,支持深度学习和个性化学习。
2.4构建创新创业教育体系
在工程教育中有机地融入创新创业教育要素,将双创教育融入专业课程教育,将创新素养、思维和能力的培养融入日常的教学活动中,激发和培养学生的创新思维能力,鼓励学生利用专业知识和创新学习成果进行创业实践,整合不同学科背景的人力、物力资源,建立跨学科的创新创业团队。结合教师的科研特长和学生兴趣,让学生参与到教师的科研活动中,实现技术发明创造与产业关键技术对接,并通过技术转移、成果转让、自主创业等方式来提升科研成果的经济价值和社会价值。借助大学生创新创业训练实践基地,积极指导学生参与课题组的相关科研课题、课外科技学术活动等创新创业活动,通过创客模式、3D打印等新模式、新技术将真实世界的体验融入工程教育。积极组织学生参加国家、省市等各大赛事,例如全国大学生机械创新设计大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等,借助学校创新创业教育平台,打破制约创新创业人才培养的壁垒和边界。
2.5优化考核评价方式
目前大学生普遍存在创新精神和创新能力不足的情况,新工科的内涵在于提高学生适应变化能力和工程创新能力,因此需要改革教学方法和优化考核评价方式,以学生学习成果为导向,注重人文教育与工程教育专业课程的融合,引导学生主动学习、主动实践,启发和培养学生的创新意识、大工程观和跨学科思维,侧重考查学生的创造能力和知识分析应用能力,使学生拥有全球视野、创新能力、变通能力、适应能力,关注学生的沟通能力、合作能力、终身学习能力以及价值观和责任感等。
2.6创新协同办学模式,深化产教融合
新工科建设背景下,地方高校要对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑和引领作用。学校地处广东珠三角地区,珠三角作为我国重要的工业基地及全球制造业基地,学校应充分利用珠三角先进装备制造的产业优势,优化办学结构和人才培养模式,与行业企业协同育人,构建产学研合作教育模式,加快传统机械类专业升级改造,围绕落实“中国制造2025”,以新工科教育服务产业发展,推动制造业向数字化、智能化、网络化转变,满足粤港澳大湾区城市群对高端要素集聚、科技创新和文化引领的要求,为珠三角产业转型升级和国家“一带一路”建设输送高素质的应用型工程技术人才。深化产教融合、科教结合和校企合作,依托挑战杯、“互联网+”等竞赛项目,对课程教学实施新一轮的改革和创新,突破学科壁垒、专业藩篱和校企隔阂,促进跨学科交叉融合、教学资源有效整合以及跨领域创新人才的培养。
3 结束语
《机械制造基础》课程教学改革是新工科建设背景下培养学生工程素养和创新能力的内在组成部分。适应新技术、新业态、新模式、新产业的人才培养需求,改革课程教育理念、教学策略、教学方法和考核评价方式,创新协同办学模式,深化产教融合,关注新业态,重构新课程,不断加强专业与课程内涵建设,培养学生的工程创新能力和适应变化能力,服务产业转型升级,进一步提高教育教学水平和应用型工程人才培养质量。
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