机械工程导论课程改革初探

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一、“机械工程专业导论”课程改革的必要性分析

南京林业大学机械类招生从2016年开始实施，包括机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专业、过程装备与控制工程专业。在2016版的人才培养方案和课程大纲制定时明确要求机械工程导论课程既要满足教育和教学的需求，又要适应机械大类招生和人才培养要求。（一）高等教育人才培养的需要。高等教育是为社会培养各类高级专门技术和管理人才，机械类专业是高等教育工科门类重要的分支，对新生而言，大学课程，特别是机械类专业课程的学习目标、教学方法等方面与高中学习有很大差别，能否适应这种变化，不仅关系到大学阶段的学习成绩，还与后续的职业发展息息相关。因此，开设机械工程导论课程非常重要。（二）适应机械工程领域发展的需要。机械类专业的毕业生要求具有工程实践能力和创新意识，人文素养和职业素养，团队合作能力和国际视野，能在机械工程及相关领域有效运用专业知识和工程技术原理解决机械工程领域复杂工程问题的能力，能够适应社会发展趋势，以实现终身学习和可持续发展的目标，机械工程导论课程作为早期的专业知识教育课程，其课程内容的内涵建设尤为必要。信息化、智能化、自动化、绿色安全是当前我国机械行业发展的主要趋势也是国家经济发展的重要战略，这些变革使得机械类专业的内涵越来越丰富，面向现代机械发展趋势，改革机械工程导论课程内容的广度和深度，更好地帮助新生了解机械工程专业的背景、专业知识链的构成，国内外机械行业的最新发展概况和趋势。（三）引导专业分流的需要。大类招生的关键环节之一就是学生的专业选择问题，学生在报志愿选择专业的过程中存在着专业理解不足，认识水平参差不齐的问题。开设专业导论课程可解决学生对专业的困惑问题，使学生建立起对本专业比较全面的、概括的初步的认识，从而有助于学生更加理性地选择专业，对专业分流起到导航作用。针对本校机械类3个专业的特点，开设一门可融合原有3个独立专业导论课程的新的“机械工程专业导论”课程非常必要，这也将是该课程改革的重点和难点。（四）课程教学与评价的需要。机械工程导论课作为一门重要专业基础课程，要满足专业教学基本要求，其主要目标是帮助学生了解专业的培养目标、学科概况、课程设置、就业前景和领域等，培养专业兴趣，使学生对所学专业及从事的工作岗位有比较清晰的认识，为提高本课程的教学效果，培养学生工程伦理意识，根据课程特点，以工程教育认证为标准，以现代工程教育理念为指导，应该科学地从教学内容、教学组织、考核方式等方面设计机械工程导论课程。

二、“机械工程专业导论”课程改革的具体举措

（一）专业导论课程的目标定位。机械工程学是人类科学技术发展史上历史最为悠久的学科之一，也是对人类社会进步具有巨大贡献的工程领域之一。三百多年的发展可以说是一部灿烂辉煌的工业文明史，在世界进入知识经济时代的今天，制造业的发展和变化是令人炫目的，设计手段、制造理论、工艺方法不断推陈出新，微电子技术、控制技术、信息与计算机技术、传感技术、生物技术与机械学科的交叉、渗透、融合，逐步形成了制造科学与技术的许多新理论、新观点、新方法、新成果[3]。机械工程学涉及的专业方向很多，如机械设计、机械制造、机械电子、过程装备等等，对于刚入校的新生而言，专业选择存在专业不了解、盲目跟风的问题。在了解和选择专业的过程中，高校应该进行相应的课程安排和咨询指导，为学生提供有价值的、专业性强的信息，便于学生找到与自己个性特点相匹配的专业。机械工程专业导论课程作为一门“专业启蒙教育”课程，不仅描绘了机械工程的发展历史，也展示了当今制造业的设计手段、加工方法、服务领域、机械制造业的未来发展方向[4-5]。通过学习，学生能够对制造业有一种豁然开朗、回味无穷的感觉，通过了解不同专业的发展方向、培养目标、教学内容和就业领域，能从设计、制造、机电、控制等几个方面综合考虑，选择适于个人发展的专业方向。因此，机械工程专业导论课程的定位是为机械类招生的生源对象提供全面而清晰的本校机械类专业认知平台，对专业分流起到导航作用，同时为以后专业课程学习起到先行先导功能和宏观统领作用。（二）专业导论课程的内容设置。机械工程导论课程的教学内容需要针对入校新生对机械类各专业最关切的问题，如：针对机械类的几个专业是干什么的、专业需要学什么、毕业后自己能做什么等问题[6-7]，引导学生明确学习目标，让学生了解专业、热爱专业，激发学生的学习热情，提高学生对专业的认同感，为学生答疑解惑。本校机械工程导论课程设置为16个学时（1个学分），主要包括机械与机械工程、机械类各专业内涵、人才培养课程体系、学习规划及方法4个篇章。1.第一篇机械与机械工程从介绍机械、机器、机械工程的基本概念入手，通过18世纪工业革命到工业4.0、中国制造2025机械工程发展历程、机械工程在各领域的成就、机械工程的社会重要性的教学，让学生对本专业有一个感性的认识，加强、坚定学生的专业信念。2.第二篇机械类各专业内涵以学科门类、机械类别为索引，并结合本校机械类专业特点，特别强调机械设计、机械制造、机械电子及过程控制在机械工程中的重要性及先进性，介绍机械设计方法引导学生对机械语言———图纸的认识，了解设计是机械产品的灵魂，而力学和运动分析是设计的关键；介绍先进制造技术引导学生了解机床加工、特种加工、工艺规程等最新制造技术，明白中国从制造大国到制造强国的发展意义；介绍机器人、数控技术等控制技术对机械产品的重要作用，人工智能化及信息化是机械工程将来的重要方向；介绍过程装备及其系统的状态和工况进行监测，控制方法，让学生认识到生产过程的有序稳定是提高过程装备的可靠度和功能可利用度的关键。通过对机械类中不同专业的内涵、特点、毕业生可从事的工作岗位、发展目标与前景等方面的教学，让学生了解专业门类，了解自己对不同专业门类的兴趣，为后期专业分流奠定基础。3.第三篇人才培养课程体系课程体系由一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成，高等学校课程体系主要反映在基础课与专业课、理论课与实践课、必修课与选修课之间的比例关系上。考虑机械类招生和培养模式，涉及3个专业的课题体系具有异同性的特点，（1）4年总学分为175左右，前1.5年的课程是完全一样，后2.5年的课程根据专业需求可设置不同的课程，满足大类招生和专业分流的需求；（2）为了满足机械大类人才培养需求，各专业均设置有大类通识课程、专业基础选修课（大类公共部分）、实践教学（大类公共部分）；（3）为了培养学生创新创业的能力，各专业均增设了创新拓展模块。对课程体系的介绍能帮助新生了解本专业的人才培养模式知识结构，了解课程模块的比例与学分分布，了解理论课程及实践教学环节的设置及各专业课程内在的逻辑关系，了解毕业生应具备的知识、能力和素质的要求，有助于制定学习规划。4、第四篇学习规划及方法对大学生而言，大学课内成绩是基本，大学提倡自主性学习，课堂学习、网络线上学习、交流讨论、聆听学术报告等等都是非常好的学习方式。此外大学期间还要注重能力培养，包括：（1）奖学金：国家奖学金，国家励志奖学金，社会奖学金，学校奖学金；（2）荣誉：江苏省三好学生、江苏省优秀学生干部等等；（3）学科竞赛：数学、英语、力学、机械设计、机器人等；（4）大创项目：大学生实践创新训练计划项目等；（5）科研成果：本科生授权专利、、软件著作等；（6）毕业论文：江苏省普通高等学校本科优秀毕业设计。了解这些目标和方法，有助于新生更快适应大学学习生活，有序地、循序渐进地完成大学学业和既定目标。（三）专业导论课程的教学模式。专业导论课内容主要是以课堂介绍为主，以学生了解或比较熟悉为深度，具有难度不大但信息量大的特点。针对该课程的特点，以上述四大篇章为索引，结合专题讲座、视频演示、小组讨论等形式开展教学。譬如，在课堂教学中邀请教授对所研究领域的知识学科发展概况、学科发展前沿问题等进行专题讲座，并在此基础上进行讨论，从而帮助学生从不同角度来了解专业内容；借助国际知名企业产品制造视频、工业机器人作业视频等等，让学生更直观地了解先进制造技术和机电一体化技术，提升专业认知度。在实际的授课过程中，教学团队由各专业负责人组成，将专业特点与本校科研方向集合，将理论研究和工程实践案例相结合，将专业发展和人才培养目标结合，反映工程职业能力和标准，紧靠机械工程发展和专业的前沿。（四）专业导论课程的考核评价。课程考核的内容与形式对学生的学习有很强的促进和导向作用。基于目前专业导论课的考核没有统一的规范要求的实际，建立适应专业导论课特点的考核制度，对检查教学效果、提高教学质量非常重要。专业导论课课时较少，课程主要是引导大一新生对本专业相关内容有所认知，进行专业启蒙教育的课程特点，机械工程导论课的课程考核采取小论文的形式进行。论文包括五个主题内容：（1）入学前对机械工程的认识；（2）目前对大学课程学习的认识；（3）谈谈专业导论课后对机械工程的了解；（4）谈谈对机械类专业即“机械设计、机械制造、机械电子、过程装备”等专业方向的了解；（5）制定大学四年的专业学习规划。论文要求字数不少于3000字，层次清楚、主题突出、观点明确，其中对专业的了解要有自己的观点；论文格式规范、语言流畅、文字表达能力强。论文的评定标准主要体现在：（1）论文内容充实程度，占20分；（2）专业学习体会的深刻程度，占50分；（3）文字表达的逻辑性及流畅程度，占20分；（4）书写的规范程度，占10分。根据论文的评定标准，机械工程导论的成绩分为优、良、中、及格、不及格5个级别。优秀（90分-100分）：针对机械专业论述很详尽。文理通顺、收集数据正确、资料新颖、内容翔实。论述清楚，有自己的独到见解或心得，满足撰写论文要求。良好（80分-89分）：针对机械专业论述详尽。文理通顺、收集数据正确、资料翔实。论述清楚，有自己的见解或心得。满足撰写论文要求。中等（70分-79分）：针对机械专业论述内容较充实。文理较通顺、收集数据正确、资料较充分。论述较清楚，无原则性错误。满足撰写论文要求。及格（60分-69分）：针对机械专业论述内容单薄。文理基本通顺、收集数据正确，论述较清楚，无原则性错误。基本满足撰写论文要求。不及格（＜60分）：针对机械专业论述内容过于简单。内容混乱，语病多，没有体会。专业导论课程的考核注重对学生整个学习过程的考核，使学生学习的自觉性和主动性得以培养、形成及提高，从而增强了教学效果，提高了教学质量。

三、结束语

目前，各高校对专业导论课的认识和教学研究尚未达成广泛的共识，专业导论课程的开设尚处于探索阶段，本校就机械工程导论课程的定位、教学内容、教学方法及考核方式等方面进行了深入探讨及实践，对于高等学校提高人才培养质量具有重要的现实意义。实践证明，机械专业导论课的设置，对引导机械大一新生了解专业，明确专业学习目标，培养专业学习兴趣，调动学生自主学习积极性等方面都起到了较为明显的积极促进作用。

参考文献：

[1]丛娟.机械专业导论课程的教学探索与实践[J].辽宁科技学院学报，2016，18（1）：54-55.

[2]吕艳，侯英苛.机械工程导论课程教学探索[J].亚太教育，2016（12）：195.

[3]李增芳，郑高安，王红梅，等.基于CDIO理念的《机械工程导论》课程教学改革[J].浙江水利水电学院学报，2014，26（4）：81-83.

[4]邢维芹，李立平，等.大学专业导论课程协同教学体系的构建与实施[J].大学教育，2019（3）：65-67.

[5]王桂录，张志永.以专业导论课程为引领的成果导向式应用型人才培养模式探索与实践[J].中国现代教育装备，2019，305（1）：75-76.

[6]张文生，唐庆菊.浅谈机械专业导论课的重要性[J].教育教学论坛，2012（33）：135-137.

[7]陈国金，张建辉.校内外平台与课堂三位一体的教学模式研究———以我校机械学科导论课为例[J].大学教育，2015（09）：138-139.

作者:茹煜 李建华 许蔷 朱银龙 单位:南京林业大学