“項(xiàng)目任務(wù)+學(xué)科競(jìng)賽”雙核驅(qū)動(dòng)的教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐
——以機(jī)械原理課程為例

古妮娜，郭攀成，張繼林，羅文翠

（蘭州工業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，甘肅蘭州 730050）

根據(jù)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略需要，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力已成為高校教學(xué)的重要任務(wù)。針對(duì)機(jī)械類專業(yè)人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，其中，機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)重要的核心基礎(chǔ)課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力起到重要的作用。結(jié)合高等學(xué)校教學(xué)改革，以及當(dāng)前我國(guó)積極推進(jìn)新工科建設(shè)，探索工程教育改革的新模式、新經(jīng)驗(yàn)，課程組將“以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心”的理念作為教學(xué)改革的指導(dǎo)，充分探索課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、學(xué)科競(jìng)賽多維度融合的教學(xué)體系建設(shè)，立足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，把握機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，培育機(jī)械人才[1-3]。

機(jī)械原理課程是面向機(jī)械類專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門大類學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程。在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，機(jī)械原理課程不僅在學(xué)習(xí)進(jìn)程上具有從理論性課程到結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性課程的過(guò)渡作用，從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程的橋梁作用，而且還具有對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行基本素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用[4]，主要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)。

1 教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

在新工科建設(shè)背景下，高校需構(gòu)建一流學(xué)科體系，促進(jìn)工科專業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。但是在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，存在著專業(yè)課程內(nèi)容較多，課時(shí)設(shè)置較少，實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)脫節(jié)等問(wèn)題，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想[5]。在課程建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)收集用人單位反饋意見(jiàn)、社會(huì)需求調(diào)查、學(xué)生反饋及自我反思，并對(duì)學(xué)情、考情、環(huán)境進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)存在影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果、制約學(xué)生全面發(fā)展的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下三方面：

1.1 課程抽象難懂，缺乏前沿性和時(shí)代性

機(jī)械原理課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，較物理、理論力學(xué)等理論課程更加結(jié)合工程實(shí)際，但又與講授專業(yè)機(jī)械的課程有所不同，主要針對(duì)各種機(jī)械中的一些共性問(wèn)題進(jìn)行較為深入的理論講授。且教師通常只看重經(jīng)典理論的講解，忽視學(xué)科發(fā)展前沿知識(shí)，不利于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)和邏輯思維能力的形成，因此，如何重構(gòu)拓展課程內(nèi)容，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)及時(shí)消化、吸收、內(nèi)化，是亟待解決的問(wèn)題[6]。

1.2 以教師為中心，僅注重理論知識(shí)講解

傳統(tǒng)課程教學(xué)方式以教師為中心，重視理論知識(shí)講解，忽視實(shí)踐教學(xué)。因此，教師需轉(zhuǎn)變觀念，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的中心，開(kāi)展“項(xiàng)目任務(wù)+學(xué)科競(jìng)賽”雙線融合的探究式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，能更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

1.3 教學(xué)模式陳舊，需進(jìn)行革新

教學(xué)模式過(guò)于陳舊，缺乏創(chuàng)新性，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課堂教學(xué)中，教師需大力采用開(kāi)放式教學(xué)、體驗(yàn)式教學(xué)、參與式教學(xué)等多元化教學(xué)手段，將課程設(shè)計(jì)為有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”[7]。以“項(xiàng)目任務(wù)+學(xué)科競(jìng)賽”為推手，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、探究能力的培養(yǎng)，結(jié)合多元化考核方式，通過(guò)教學(xué)模式和考核方式的改革，讓教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”統(tǒng) 一[8-10]。

2 創(chuàng)新理念及思路

在新工科建設(shè)背景下，機(jī)械原理課程教學(xué)應(yīng)具有現(xiàn)代機(jī)械教育的基本框架，立足于工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，全面創(chuàng)新工科教育，實(shí)現(xiàn)“理實(shí)”教育相融合，把握機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)專業(yè)特色及前沿科技更新知識(shí)體系，以學(xué)生為中心，創(chuàng)新教育教學(xué)手段。針對(duì)機(jī)械原理教學(xué)過(guò)程中長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，教師應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以能力為核心、以需求為重心，注重對(duì)學(xué)生積極主動(dòng)性的激發(fā)和引導(dǎo)，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，讓學(xué)生在課堂教學(xué)中發(fā)揮主體作用[11]。基于教學(xué)過(guò)程和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，教師應(yīng)采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)+學(xué)科競(jìng)賽”融合的混合式教學(xué)模式，開(kāi)展重塑教學(xué)內(nèi)容、重組教學(xué)活動(dòng)、重建評(píng)價(jià)體系的“三重”教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)[12]。

3 創(chuàng)新方法及途徑

3.1 重塑多維度教學(xué)內(nèi)容，搭建立體化教學(xué)環(huán)境

基于蘭州工業(yè)學(xué)院培養(yǎng)“高素質(zhì)、重應(yīng)用、善創(chuàng)新、強(qiáng)能力”的應(yīng)用型本科人才的辦學(xué)定位，結(jié)合機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生畢業(yè)要求以及崗位職責(zé)的產(chǎn)出導(dǎo)向，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制定機(jī)械原理課程教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。為了開(kāi)展“厚基礎(chǔ)、寬視野、強(qiáng)分析及解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力”的培養(yǎng)，并滿足以“分析、評(píng)價(jià)及創(chuàng)新”為主線的工程認(rèn)知能力和思辨創(chuàng)新能力培養(yǎng)的工程創(chuàng)新教育發(fā)展的新要求，機(jī)械原理課程教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持理論教學(xué)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、科技前沿、工程實(shí)際、技術(shù)能力的融會(huì)貫通，強(qiáng)化課程的實(shí)用性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性、綜合性、高階性，采用“三庫(kù)一教材”，重塑教學(xué)內(nèi)容。在傳統(tǒng)教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師添加以新工科建設(shè)為背景的多層次項(xiàng)目任務(wù)庫(kù)，內(nèi)容涉及現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能化機(jī)械設(shè)計(jì)、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析等前沿知識(shí)，多層次設(shè)置任務(wù)，做到理論知識(shí)學(xué)習(xí)不脫離教材，專業(yè)能力訓(xùn)練不脫離實(shí)際，綜合素質(zhì)培養(yǎng)不限于專業(yè)，實(shí)施過(guò)程不依賴教材，滿足教學(xué)內(nèi)容拓展及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。

教學(xué)內(nèi)容的多輪迭代與擴(kuò)充，讓課程講授不再局限于傳統(tǒng)的教室，而是讓學(xué)生帶著問(wèn)題走進(jìn)工程訓(xùn)練中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、協(xié)同創(chuàng)新中心、實(shí)踐基地等。蘭州工業(yè)學(xué)院全方位提供教學(xué)支持，注重現(xiàn)代教學(xué)資源的建設(shè)和使用，在“項(xiàng)目任務(wù)+學(xué)科競(jìng)賽”雙核驅(qū)動(dòng)下，搭建立體化教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)課堂在空間維度上的外延。

3.2 多元化教學(xué)活動(dòng)增加課程趣味性

教師將課堂從時(shí)間維度上外延至課前、課后，培養(yǎng)學(xué)生高階能力，采用遞進(jìn)式教學(xué)體系，既保障課程講授的質(zhì)量，又提升學(xué)生的參與度，如圖1 所示。

圖1 遞進(jìn)式教學(xué)保障體系

教師充分利用信息化教學(xué)手段，基于“項(xiàng)目任務(wù)+學(xué)科競(jìng)賽”雙線融合，打造線上線下、課內(nèi)課外一體化的混合式教學(xué)模式，教學(xué)方法科學(xué)高效，理論聯(lián)系實(shí)際。教師采用探究式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，構(gòu)建師生雙線課堂，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)、教學(xué)分析，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知習(xí)慣和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從課前、課中、課后三方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。課前，線上、線下兩線并舉，學(xué)生掌握低階內(nèi)容。課中，整堂課劃分為教師精講、互動(dòng)教學(xué)、檢測(cè)拓展、小結(jié)升華四個(gè)階段，形成對(duì)分課堂，實(shí)現(xiàn)從低階目標(biāo)向高階目標(biāo)的過(guò)渡。課后，學(xué)生通過(guò)“練”“拓”達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，其中“練”就是通過(guò)課后作業(yè)鞏固知識(shí)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)增強(qiáng)能力；“拓”就是通過(guò)任務(wù)匯報(bào)拓展知識(shí)，以賽促學(xué)拓寬視野。教師通過(guò)“賞析”“答疑”“反思”，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，其中“賞析”是通過(guò)批改作業(yè)評(píng)估教學(xué)質(zhì)量、“答疑”是通過(guò)線上解惑促進(jìn)師生交流、“反思”是通過(guò)教學(xué)復(fù)盤及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

3.3 強(qiáng)化過(guò)程性考核

過(guò)程性考核以學(xué)生為中心，將考核任務(wù)分解到學(xué)生日常學(xué)習(xí)過(guò)程中，增強(qiáng)了“學(xué)”與“教”的反饋，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果的持續(xù)改進(jìn)，凸顯學(xué)習(xí)產(chǎn)出效果，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，能夠在一定程度上幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)[13-14]。針對(duì)前期過(guò)程性考核存在的問(wèn)題，教師改進(jìn)考核模式，降低課后作業(yè)所占比例，利用隨機(jī)單元測(cè)試、項(xiàng)目積分、科創(chuàng)成果加分等方式，提高了考核評(píng)價(jià)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。

成果考核是學(xué)生將任務(wù)成果展示與匯報(bào)，由學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)組成。學(xué)生自評(píng)能夠使學(xué)生自行檢查學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度，反思學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，及時(shí)改進(jìn)；生生互評(píng)能激發(fā)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，在評(píng)價(jià)與被評(píng)價(jià)中改進(jìn)學(xué)習(xí)方法；教師評(píng)價(jià)幫助學(xué)生快速找到解決問(wèn)題的方法，教師對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行復(fù)盤，制定應(yīng)對(duì)措施和改進(jìn)計(jì)劃。全面系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系讓學(xué)生、教師得以共同成長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)教學(xué)創(chuàng)新，教學(xué)團(tuán)隊(duì)解決了教學(xué)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了多層次教學(xué)目標(biāo)。從學(xué)生端的反饋來(lái)看，學(xué)生由“被動(dòng)學(xué)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)參與”，學(xué)習(xí)熱情較高，對(duì)多層次任務(wù)設(shè)置十分感興趣，切實(shí)鍛煉了工程設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力。機(jī)械原理課程以“項(xiàng)目任務(wù)+學(xué)科競(jìng)賽”為載體，發(fā)揮項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽導(dǎo)入的雙核作用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，將項(xiàng)目任務(wù)內(nèi)容設(shè)置和學(xué)科競(jìng)賽主題及課程體系結(jié)合，把創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)融入教學(xué)全過(guò)程，為學(xué)生提供理論與實(shí)踐融合的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，多維度培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。