機(jī)電專業(yè)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計系列課程的理念與模式探索

蔣毅 寧萌 張秋菊 化春鍵 陳海衛(wèi)

[摘 要] 為強(qiáng)化機(jī)械電子工程專業(yè)本科生的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力，本文提出了機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新系列課程的理念與模式。通過重建課程目標(biāo)、調(diào)整課程內(nèi)容、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，使新系列課程的教學(xué)內(nèi)容得到優(yōu)化，各門課程教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)有機(jī)銜接，并實(shí)踐了項(xiàng)目驅(qū)動式的“四環(huán)節(jié)”教學(xué)法。

[關(guān)鍵詞] 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計;機(jī)械電子工程;工程教育

機(jī)械電子工程是典型的交叉型學(xué)科，是對實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)要求較高的工程類專業(yè)。工程教育的核心是設(shè)計教育[1]，設(shè)計教育改革同其他教育改革類似，是一個多層次的綜合性的系統(tǒng)化工程，必須將課程體系總體優(yōu)化與國際設(shè)計教育接軌、更新教學(xué)方法和手段、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性[2]。提升機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力是對機(jī)械電子工程專業(yè)教學(xué)改革的必然要求。

課程群建設(shè)作為一種新型的課程建設(shè)模式順應(yīng)了高校教學(xué)改革的要求，也反映了課程教學(xué)改革的新趨勢[3]。課程群是為完善同一施教對象的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而將本專業(yè)或跨專業(yè)培養(yǎng)方案中若干門在知識、方法、問題等方面有邏輯聯(lián)系的課程加以整合而成的課程體系[4]。組建課程群有利于教師對課程教學(xué)問題進(jìn)行深入研究，解決課程教學(xué)中面臨的問題，不斷更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段，提高教學(xué)水平;并使相關(guān)的任課教師能夠一起圍繞共同的目標(biāo)和任務(wù)構(gòu)建成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，避免課程間的脫節(jié)和內(nèi)容重復(fù)，提高教學(xué)資源的有效利用率。

創(chuàng)新設(shè)計是當(dāng)今工程師必備的思維方式和能力素養(yǎng)，而以創(chuàng)新為核心的設(shè)計則是現(xiàn)代工程的關(guān)鍵內(nèi)容。因此，對于機(jī)械電子工程專業(yè)而言，以強(qiáng)化機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力為導(dǎo)向，以重建課程目標(biāo)、調(diào)整課程內(nèi)容、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)為主要手段的核心課程群建設(shè)勢在必行。

一、機(jī)械電子工程專業(yè)設(shè)計教育中的問題

機(jī)械電子工程專業(yè)在要求“機(jī)”和“電”各自領(lǐng)域知識融會貫通的同時，還要求兩者之間的相互聯(lián)系與銜接，最終達(dá)成“機(jī)”和“電”一體化的知識體系和設(shè)計思維。一般而言，本科生需經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)之后才能真正達(dá)到一體化的能力目標(biāo)，因而不可避免在各學(xué)年知識的鞏固和記憶上出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，即所謂的學(xué)過就忘。遺忘導(dǎo)致原有的完整知識體系在學(xué)生腦中蛻化成一個個孤立的知識點(diǎn)，從而無法在遇到實(shí)際問題時提出有效合理的解決方案，也不能把總體的解決方案落實(shí)細(xì)化和加以實(shí)施。所謂學(xué)生動手能力的缺乏，其知識層面的原因即在于此。

實(shí)踐層面存在的問題在于，學(xué)生僅僅在課堂上學(xué)習(xí)知識和應(yīng)付考試，對所學(xué)知識用在哪里、怎樣用的思考太少。學(xué)生對課程知識的實(shí)際運(yùn)用限于實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計，而課程設(shè)計僅針對課程本身，在短學(xué)時的大趨勢下確實(shí)沒有空間來考慮前后知識的融會貫通問題。只有到了最后的畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生才有可能施展自己之前所學(xué)，而平時則十分缺乏實(shí)踐的優(yōu)質(zhì)平臺。

二、“機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計”系列課程理念與探索

為此，通過重新修訂教學(xué)計劃，江南大學(xué)君遠(yuǎn)學(xué)院圍繞“掌握機(jī)械電子工程的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，具有較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新意識，富有社會責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神，具有開闊的國際視野和良好溝通能力的高素質(zhì)、強(qiáng)能力、創(chuàng)新型機(jī)電工程技術(shù)人才”的培養(yǎng)目標(biāo)，針對學(xué)科交叉、機(jī)電綜合的機(jī)械電子工程專業(yè)特色，以強(qiáng)化學(xué)生的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力為教學(xué)目標(biāo)，著力建設(shè)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計系列課程群。其目的是打通本科人才4年培養(yǎng)周期從進(jìn)口到出口的全過程，融合傳統(tǒng)的機(jī)電一體化課程，打造具有較強(qiáng)延續(xù)性、銜接性，適應(yīng)總學(xué)時數(shù)和學(xué)分?jǐn)?shù)限制，能夠有效提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力、實(shí)際工程應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的新型機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計系列課程，形成機(jī)械電子工程專業(yè)優(yōu)質(zhì)核心課程群。所進(jìn)行的探索工作包括：

1.優(yōu)化各門課程教學(xué)內(nèi)容和銜接關(guān)系。在新修訂的教學(xué)計劃中，設(shè)置了“機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計I、II、III、IV”系列課程，連同與之相呼應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)成了專業(yè)核心課程群?！皺C(jī)電產(chǎn)品設(shè)計”系列課程涵蓋“工程制圖”“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計”“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計”的課程內(nèi)容，并輔以“機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐”“機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計”“機(jī)電綜合實(shí)踐”等綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，打破了傳統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)課界限，從機(jī)電專業(yè)內(nèi)涵、核心知識入手，對各門課程的內(nèi)容與銜接關(guān)系進(jìn)行頂層設(shè)計和規(guī)劃，重新制定并持續(xù)優(yōu)化課程教學(xué)大綱，精心安排各門課程的銜接關(guān)系，循序漸進(jìn)地深入和拓展機(jī)電專業(yè)知識，并不斷融入機(jī)電領(lǐng)域新的知識與技術(shù)發(fā)展。

2.優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)實(shí)踐教學(xué)平臺。由于在課程教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置上做了較大改革，形成了相互支持、呼應(yīng)的緊密關(guān)系。如何通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)支撐課堂教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)和加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握，提高創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，是實(shí)現(xiàn)“知行合一、學(xué)以致用”、達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的重要途徑。為此，精心設(shè)計和優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，同時建設(shè)配套的實(shí)踐教學(xué)平臺，采用“以賽促學(xué)”等方式提供實(shí)踐教學(xué)的必要手段，在專業(yè)中實(shí)現(xiàn)了百分百的創(chuàng)新項(xiàng)目參與率。

3.改革教學(xué)方法。與傳統(tǒng)的課程學(xué)時安排不同，在新設(shè)置的系列課程中，增設(shè)了實(shí)踐學(xué)時，其目的是倡導(dǎo)研究性、項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)，即推廣應(yīng)用“四環(huán)節(jié)”教學(xué)法：項(xiàng)目設(shè)置—項(xiàng)目實(shí)施—交流展示—評價激勵，以強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。同時，強(qiáng)調(diào)教師授課與學(xué)生自學(xué)同步、課堂教學(xué)和課外訓(xùn)練并重，在課程教學(xué)中以學(xué)生為中心，綜合啟發(fā)、引導(dǎo)、探究等多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。由于不僅在單一課程中實(shí)施CDIO和項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)，更將其提升到課程群的層面，形成了更高層次的工程實(shí)踐環(huán)境和工程問題解決過程，既鞏固了學(xué)生對知識的掌握，也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。

4.豐富和完善課程考核評估方式。傳統(tǒng)的課程考核往往側(cè)重于期末一次性考核，課程考核評估方式通常為：學(xué)生平時成績占比為30%，期末考試成績?yōu)?0%。對學(xué)生平時考核主要通過課堂點(diǎn)名、平時作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等方式確定;期末考試則主要通過閉卷方式進(jìn)行。這樣的考核方式助長了部分學(xué)生平時放松、期末突擊的現(xiàn)象，不利于對學(xué)生真實(shí)掌握知識程度的準(zhǔn)確評估。為此，采用全新的教學(xué)理念和考核方法來完善課程考核和評估方式。具體做法包括提高學(xué)生平時考核的成績比例，增加實(shí)踐答辯環(huán)節(jié)，并將其作為學(xué)生平時表現(xiàn)的主要依據(jù)等。

三、總結(jié)

通過緊扣設(shè)計教育是工程教育的核心這一理念，以強(qiáng)化學(xué)生的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力為導(dǎo)向，重建了機(jī)電專業(yè)核心課程的目標(biāo)。打破了傳統(tǒng)的獨(dú)立課程界限，設(shè)置了“機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計I、II、III、IV”系列課程，連同與之相呼應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建了專業(yè)核心課程群。通過精心安排各門課程的銜接關(guān)系，循序漸進(jìn)地深入和拓展機(jī)電專業(yè)知識，并不斷融入機(jī)電領(lǐng)域新的知識與技術(shù)發(fā)展。從而不僅在單一課程中實(shí)施CDIO和項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)，更將其提升到課程群的層面，通過系列課程和多個集中性實(shí)踐環(huán)節(jié)相互配合，以多層次、多方位、系列化的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目為牽引，有效地提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力、實(shí)際工程應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。本文的這一探索也為繼續(xù)開展控制測試類、計算機(jī)類專業(yè)核心課程改革提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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