新興技術范式下課程項目化教學的探索與思考

薛小強

南京工程學院機械工程學院 江蘇南京 210067

1 概述

“機械制造基礎”是機械工程學院各專業的主干核心課程,按照授課對象具體專業方向不同而分為“機械制造基礎”“機械制造基礎B”“機械制造基礎A”等課程,課程主要的特點就是學時少、內容多、知識點分散、關聯性不強。學生在遇到實際工程問題時,正確應用知識點去解決問題的能力較弱。

十九大報告中提出的新時代高等教育的任務——實現內涵式發展。新時代高等教育的任務的標準核心就是培養一流人才;培養一流人才,核心和基礎是一流本科;而一流專業則是辦好一流本科的支撐[1]。推動課程教學創新,培養一流人才是高等教育發展的國家戰略,是“兩個一百年”中第二個一百年高等教育的行動綱領,是今后相當一段時期內高等學校辦學水平與人才培養能力評價的示范和標桿[2]。

因此,為了適應“以本為本”“四個回歸”的理念,要與時俱進,及時更新課程知識點,改進教學方法和手段,利用互聯網的優勢,開展線上、線下教學和互動,努力激發學生的學習關注度和興趣,提高學習效率。本文以“機械制造基礎B”課程進行的項目化教學實踐為基礎,進行一些探討。

2 本課程存在的主要問題分析

(1)課程包含工藝規程的編制、機床夾具設計、金屬切削原理、金屬切削刀具、金屬切削機床等教學內容,知識點較多,隨著先進技術的發展,需要對課程部分知識點進行更新,才能適應時代的發展。

(2)一部分課程知識點需要和實踐環節相結合,實踐環節一般早于或晚于本課程進行,比如金工實習和生產實習,難以培養學生的工程意識、理論聯系實際的應用能力和創新能力。

(3)課程教材過分強調理論性、知識的完整性和系統性,而在知識的應用性方面強調得不夠,缺少知識在實踐工程中應用的例子。

(4)教學方法和教學手段有待改進,學生學習缺乏主動性,影響教學質量。

3 本課程教學方式改革思路

以實現新時代高等教育內涵式發展為目標,圍繞“建設一流本科、做強一流專業、培養一流人才”的教育新思路,推進課程改革和教學變革,要積極探索適合“以學生為中心”的教學模式。學生的“學”是核心,學生“學到了什么”是關鍵。教師的“教”是指導,教師“教授了什么”只是一種手段。

進入21世紀以來,大數據技術廣泛地運用于人類社會生活的方方面面,大數據、人工智能、云計算、物聯網等詞匯以前所未有的熱度滲透到“互聯網+”時代。2015年7月4日,國務院印發《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》,“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果,推動經濟形態不斷地發生演變,從而帶動社會經濟實體的生命力,為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺[3]。“互聯網+教育”作為嶄新的教育理念被提出,其核心就是促使教育行業與互聯網相互結合,實現信息技術與教育教學深度融合的新型智慧教學模式。

在互聯網浸潤的文化環境中,以大數據技術為依托,以智能手機、智能電腦為技術實現的平臺,以自媒體為實現方式,在慕課學習和線上教學的風潮下形成了當前智慧教學的新潮流。目前已有很多課程采用智慧教學模式,例如計算機專業課程[4]、外語類教學[5]等;在思政教學改革中也可以嘗試在互聯網文化的潮流中[6-7],探索社會主義核心價值觀傳播的新模式,均取得了不錯的教學效果。

本課程將致力于“互聯網+教育”理念下“以學生為中心”教學模式的建立。采用項目化教學法,構建或給定一個任務,讓學生以通過自我學習為主、教師輔導為輔的方式完成項目。

4 本課程項目化教學實踐與思考

通過在課程內設置項目,學生加深對理論知識的理解,拓寬知識面,初步具備查閱文獻、閱讀相關技術資料和調查研究的能力,提高學生綜合運用相關知識、分析和解決中等復雜工程問題的能力。根據大綱要求的課程教學目標,本課程每個課程目標均可設置教學項目,每學期根據前一學期或前幾學期的教學總結及當前授課學生的實際學習情況,從5個課程目標中選擇2個來設置項目。

以工程19級為例,在課程目標1和課程目標2設置了教學項目,分別為:“數控車床主傳動系統設計”和“典型夾具結構分析”,課程項目化教學流程圖如下圖所示:

課程項目化教學流程圖

根據學生提交的項目報告可以看出,項目化教學能增強學生對知識點的應用能力,提高學生的自我學習能力,培養學生的工程意識,讓學生了解解決工程問題所需的知識和步驟,激發學生對知識點的學習渴望,提高其分析問題和解決工程問題的能力。

同時在項目的完成過程中,教師通過線上或者線下的方式對學生進行輔導,能及時解決學生學習過程中的問題,解決課程學時不足的問題,還可以激發學生學習興趣。

為進一步了解學生在課程項目化教學中的學習成效,以便持續改進該門課程的教學,學期結束后進行了調查問卷,從回收的調查問卷的結果來看,課程項目化教學總體效果良好。對課程項目設置的反饋如表1所示:

表1 課程項目設置的反饋表

從表1中可以看出,超過95%學生對課程項目設置滿意,其中接近50%的學生非常滿意。本學期課程教學項目選取的是數控車床主傳動系統設計和典型夾具結構分析,其中數控車床主傳動系統設計讓學生具備設計數控機床主傳動系統的能力,典型夾具結構分析讓學生具備分析夾具的能力,并在此基礎上初步具備夾具設計能力。隨著數控機床在生產中得到廣泛的應用,同時夾具在數控機床加工中也是不可或缺的,學生對獲得這方面的知識的意愿也很迫切,故課程項目設置能夠得到學生的普遍認同。

超過90%學生對課程項目難度滿意,其中超過40%的學生非常滿意。數控車床主傳動系統設計以車床為例,每個學生的初始參數各不相同,設計和選取符合要求的傳動和傳動元件。由于教科書中只有普通車床的主傳動系統介紹,并沒有關于無級變速主傳動系統設計的內容,所以學生為了完成該項目需要查閱線上線下課外參考資料,自學相關內容。這部分內容有一定的難度,需要學生有一定的自學能力才能夠掌握,并能夠將自學的知識應用到項目設計上。

典型夾具結構分析需要學生自行查找夾具裝配圖,并對改夾具進行分析,獲得相關結論,為以后夾具設計打下基礎,并能夠節省設計時間,縮短夾具設計周期。由于教科書中設計該部分內容較少,所以完成本項目時學生需要查閱其他參考資料,并需要自學定位誤差計算的知識。

雖然完成課程項目需要學生自學一定的知識,但相對來說比較容易掌握,而且可以隨時與教師進行溝通交流,并能夠得到大量線上和線下的參考資料,故項目的難度得到大部分學生認可。

超過95%學生對課程項目分值滿意,其中40%以上的學生非常滿意。兩個課程項目合計約占1個課程學分,結合后面關于學生完成項目所花費的時間,總體來說與本課程相關的課程設計相當,故項目的分值得到大部分學生認可,同時也為以后的進一步的課程項目化教學改革進行前期的研究。

學生為了完成項目所花費的時間如表2所示:

表2 完成課程項目所花費的課余時間

從表2中可以看出,超過80%的學生花費在30小時以內,其中接近50%的學生在10小時至20小時之內。本課程項目設計需要學生在課后自行完成,根據授課進度,有10周左右的時間跨度,學生需要根據自身情況,合理分配課余時間,以完成項目設計所需自學的內容和項目設計內容。在完成項目的過程中,學生需要自己整合相關的知識點,來解決項目設計的接近實際的工程問題,培養了學生的工程意識、理論聯系實際的應用能力和創新能力。學習能力強,前期知識掌握扎實,將所學知識正確運用能力強的學生花費的時間較少,學習能力較差的或者應用知識能力較弱的學生則花費時間較多,更多的學生則花費的時間適中。總體來說,平均每周花費3個小時左右的課余時間,基本合理,故完成項目花費的時間得到大部分學生認可。

學生認為課程項目化教學對課程學習是否有幫助如表3所示:

表3 課程項目對課程學習幫助的反饋表

從表3中可以看出,將近90%的學生認為課程項目對課程目標的掌握有幫助,其中接近50%的學生認為非常有幫助;超過90%的學生認為課程項目對自主學習的能力提高有幫助,其中超過50%的學生認為非常有幫助。在完成課程項目的過程中,學生需要自行查找資料并自學相關知識,提高了學生有效辨別參考資料有效性的能力和自學能力。同時學生對機床設計和夾具設計應考慮的重點問題有了深刻的理解,為以后研制高端裝備和智能機床打下堅實的基礎。

學生認為在遇到問題時教師是否能夠及時給予指導和幫助的情況如表4所示:

表4 與教師互動的反饋表

從表4中可以看出,超過95%的學生認為教師能夠反饋迅速并且得到建設性評價,將近90%的學生認為教師總是反饋及時不拖延,其中超過60%的學生認為教師在線上的指導是準確和及時的。當學生在完成項目的過程中,遇到任何困難和困惑,教師總能及時通過線上或者線下的方式幫助學生,給他們提供思路和指導,幫助他們對獲取的信息進行甄別,最終讓學生自行找到解決問題的途徑和方法,讓學生獲得成就感,提升學生的學習興趣和解決實際工程問題的能力。

結語

提高教學質量,進行教學改革是高等學校持之以恒的工作,每個教師都必須以此為宗旨,結合最新的教育觀念,改變自身的教育理念,完善相應的教學方法。以實現新時代高等教育內涵式發展為目標,基于“互聯網+教育”的教育理念進行課程項目化教學實踐,以學生為中心,推進課程改革和教學變革,建設一流課程,實現一流教學,進一步推動創新性應用型人才培養質量的提升。