新工科背景下机械类专业课程群建设的研究＊

杨树勇

（兰州交通大学博文学院，甘肃 兰州 730101）

“新工科”成为社会经济发展的现实需求，未来新兴产业和新经济是对工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质、复合型新工科人才的需要[1，2]。高校在教育教学改革探索中，普遍重视实践教学，强化应用型人才的培养。高校课程建设的力度进一步加大，受到了广泛的重视，为了避免不必要的重复建设和教学资源的浪费，使专业培养计划达到整体优化与协调，进而引入了课程群的建设[3，4]。以“新工科”为契机，为培养具有扎实的专业技术和复合型知识的人才，满足国家产业经济的发展，本文结合兰州交通大学博文学院的教学改革的实际，提出了课程群建设的教学模式，旨在通过课程群的建设实现对新型机械类专业人才的有效培养。

1 机械类专业课程存在的问题

机械类专业的主干课程中有机械原理、机械设计和机械制造技术基础等课程，下面以机械设计课程的教学模式为例，说明专业课程教学中存在的一些问题。机械设计课程是机械类专业的核心课程，是机械类专业培养学生设计能力的一门技术基础课，在所学专业中起到承上启下的作用。机械设计课程共64 个学时，其中理论课时56 个学时，实验课时8 个学时。课程的实践环节包括实验和课程设计。在讲授理论课的同时，学生随时可以参观机械零件陈列柜，实验部分主要是轴系零部件的拆装和带传动性能实验等验证性试验。为了培养学生的工程意识，理论课程结束后，安排2 周时间的课程设计。从兰州交通大学博文学院机械设计制造及其自动化专业培养目标来看，目前机械设计教学存在学生创新能力不足、工程实践能力较差的问题，学生只是完成了一些验证性实验，课程设计也是一种固定的模式，一般要求完成二级齿轮减速器的设计，设计内容单一，学生的工程实践能力和创新能力得不到锻炼[5]。学生在大二、大三阶段开始接触专业相关知识，到了大四阶段进行专业课程学习，此时学生和学校把主要精力都放在就业上，专业课的学习和实践环节的教学质量就被大大削弱。没有扎实的专业知识和较强的实践动手能力，即便是到了毕业设计阶段，大多数学生在设计过程中遇到各种问题，最终毕业设计效果不太理想，学生的创新思维和工程实践能力的培养也就打了折扣。

归结原因主要是由于没有建立课程中间的联系，训练环节与实际问题脱节，导致学生无法完成产品的设计、加工制造以及维修等一系列的系统的训练，长期以来学生学习课程只是局限于一门课程的教学内容，没有完成产品设计的综合训练能力的培养。新工科背景下，也就无法培养满足国家产业经济发展的新型应用型人才需求[6]。

2 机械工程专业课程群建设的具体措施

2.1 建立科学合理的课程群

机械类人才培养及专业方向上应考虑用人单位需求，对各专业的人才培养目标、课程体系和教学内容做出适当的调整。这里以机械设计制造及其自动化为例，建立机械设计课程群，把机械原理、机械设计、机械制造技术基础和创新教育课程联系起来，需要课程群负责人和参与课程群的教师共同完成课程群内课程的教学计划、教学大纲、实验实践内容和安排，建立科学合理的课程群体系。学生通过课程群的学习，掌握机械产品整体设计框架，让学生明确新产品开发—设计—制造—维修的全过程。由于课程群的联系，群里各门课程不再单一，授课内容不仅有很强的逻辑性，实践环节也相互关联。通过课程群的建设要合理地调整授课内容和计划、优化整合教学资源，提高教学水平。

2.2 优化教学资源

课程群建设的重要方面是整合教学资源，对各门课程的重复内容和教学资源进行合理调配，其最终是为了落实专业培养目标。优化教学资源是课程群建设的主要问题，要根据课程群内课程的逻辑性，合理地调整群内课程重复的部分，重新规划课程，适当地调整课程的教学内容，修订教学大纲，实现教学任务的统筹安排。还有一些类似机械专业一般都选择开设机械设计基础课程，利用课程群的优势，将这些专业的课程也纳入课程群，实现资源共享，结合专业的特点进行优化调配，有效地完成课程的教学任务。

2.3 教学团队建设

民办高校师资队伍存在不合理、教师归属感不强、科研水平不高的一些问题[6]。对于民办学校而言，如何建立一支快速有效能力强的教学团队，是一个关键问题。首先，学校应该创造各类教师培训和学习的机会，提高教师自身教学的水平。第二，应该制定一些对教师发展有利的政策，通过自身努力，提高学历和职称，同时鼓励支持教师做科研，逐渐提高科研水平。第三，引进高职称、高学历的教师，带领年轻教师快速成长。通过各种措施，不断提升教师的教学水平和科研水平，逐步形成一支师资职称和年龄结构合理、教学和科研相辅相成的高素质教学团队。

2.4 改革教学方法和教学手段

通过课堂教学、实践环节和专业竞赛等方式培养学生的自主创新能力。在课程体系开发的基础上，按照“教、学、做、赛”四合一的原则，以能力培养为目标，采取任务驱动的教学方式，将科研成果或者竞赛作品带入课堂，针对提出的任务，结合现代化教学手段讲解完成任务思路、方法和最终结果，让同学运用已学知识分析问题，通过师生互动的方式，让学生边学边用，真正实现“教、学、做、赛”四合一，提高教学效果。

2.5 教材建设

教材是教学改革成果的集中体现，应当建立教材质量评价体系，评价教材的实用性和质量，提高教学效果。按照课程体系的要求，开发有特色的、实用的教材，为教学服务。通过教材建设，提高理论教学和实践教学的质量。首先，建立适合课程群的优质教材库，教材库包括优质教材、多媒体课件和试题库等内容，教学借助现代媒体技术，试题库能够实现教考分离。其次，课程群成员根据群内课程的联系，编写一套适合课程群内实验实训指导书，帮助学生建立群内各门课程的联系，重组所学的知识，通过实践训练培养学生分析问题和解决问题的能力。

2.6 加强实践教学环节

机械设计课程的实践教学包含实验和课程设计两部分。实验环节包括带传动性能试验、减速器拆装等验证性实验。课程设计为传统的设计题目，一般为二级齿轮减速器设计，计划时间为2 周，但实际利用时间也就1 周，课程设计完成效果不好，导致学生的工程实践能力不高。为了实现培养具有工程实践能力和创新能力人才的目标，必须采取相应的措施强化实践教学环节，着实提高实践教学质量。主要措施有：第一，加大实践课时才能保证实践质量。在严格执行计划实践课时的同时，开发课下实验及自主实验项目，加强学生的创新设计能力。师生可以通过互联网技术完成教学任务，结合慕课学习实验和课程设计前期内容，这样做实验和课程设计时，学生能更好地投入到实践教学当中。第二，根据课程群内课程的逻辑关系，优化课程设计题目。可以几门课程选择一个课程设计题目，课程设计内容涉及各门课的核心知识，设计内容与课程群内各课程既相互独立又密切联系，使整个设计科学合理具有逻辑性，达到综合训练的目的。课程设计选题不仅要内容新颖，而且是当前机械领域内的急需研究的一些工程实际问题，加入创新的元素。第三，通过学科竞赛强化实践教学。鼓励师生积极参加各类学科竞赛，从课程群里课程设计入手，加强训练学生，完成优秀作品参加各类学科竞赛，把课程设计的标准提高到竞赛水平上，逐步提高学生工程实践能力和创新能力培养的质量。

3 结束语

课程群建设优化了专业的课程体系，同时促进了专业的建设和发展。机械类专业课程群的建设工作是一个长期建设的过程，通过教学团队建设，不断完善课程体系，优化教学内容，切实地加强实践教学，从而全面提高教学质量，落实新型应用型人才的培养目标。