杨立宁,杨 光,王金业
(河北科技大学 机械工程学院,河北 石家庄 050018)
近年来,高等院校越来越重视课程教学方法的创新,而创新性教学方法主要体现在教学过程的创新。面对教师们在教学过程所采用的多种授课形式,也对课程过程性考核方法提出了新的要求。同时,有效的过程性考核方法,其具体考核内容也必须基于课程教学内容和培养目标,并注重在多个阶段的教学过程中,采用多重形式的考核手段,从而能够引导教师的授课形式以及教学过程的开展,并能够促进学生们的课堂参与和学习,提升学生们综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力[1-3]。
本文在借鉴目前国内外针对高等院校课程过程性考核方法研究成果的基础上[4-6],以河北科技大学《逆向工程与快速原型》课程为例,从课程过程性考核方案制定及其实施成效两个方面,对于过程性考核方法开展了系统性研究,并总结了过程性考核实施的经验启示。对于目前高等院校课程过程性教学与过程性考核的实施具有一定指导作用。
目前,高等院校课程的综合性考核结果仍然以试卷成绩为主,其在最终成绩中的占比约 60%~80%。其他的20%~40%为平时成绩,主要包括作业、考勤、课堂测验、课堂提问等。由于受到课程教学内容、课时要求、考核形式的限制,使得具体授课过程存在较多问题,主要表现在:①授课形式单一,学生参与程度低。由于课程教学内容多,而总课时相对较少,因此授课形式多以老师讲授,学生听讲为主,缺乏课堂活动的设计,学生也无法充分参与到课堂教学过程中;②学生重视划重点、搞突击。试卷成绩基本能够决定课程最终考核成绩,导致一些学生在平时上课过程中不认真听讲,只关注在考试前搞突击,死记老师所划重点内容;③考核结果不能真实反映出学生的学习效果。有些同学在平时上课过程中认真参与,平时作业完成水平也较高,但由于考试前准备不充分或其他原因,导致卷面分数较低,因此没有通过最终考核;④不利于学生解决实际问题能力的提升。重结果、轻过程的考核方式,使得学生们更倾向于在考试中去拿高分,而不在乎对于所学知识内容的真正理解和实际运用。
2.1.1 逆向工程与快速原型技术简介
逆向工程与快速原型是近年来出现并迅速发展起来的先进技术,由于该技术具备的独特优点,因此已经成为新产品开发、微纳制造、生物制造等领域的关键共性技术。
逆向工程又称逆向技术,是一种产品设计技术再现过程。即对一项目标产品进行逆向分析及研究,从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特征及技术规格等设计要素,以制作出功能相近,但又不完全一样的产品。
快速原型技术是一种涉及多学科的新型综合制造技术。80年代后,随着计算机辅助设计的应用,产品造型和设计能力得到极大提高,然而在产品设计完成后,批量生产前,必须制出样品以表达设计构想,快速获取产品设计的反馈信息,并对产品设计的可行性做出评估、论证。在市场竞争日趋激烈的今天,时间就是效益。为了提高产品市场竞争力,从产品开发到批量投产的整个过程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技术的出现,为这一问题的解决提供了有效途径,倍受国内外重视。
2.1.2 《逆向工程与快速原型》课程简介
《逆向工程与快速原型》课程是面向河北科技大学机械工程专业一年级硕士研究生开展的一门学位课,该课程教学注重通识教育、实用教育与创新教育相结合,注重对研究生科研能力的培养。学校通过该课程的开展,旨在使学生掌握相关技术的基本理论、典型工艺及相关技术,了解逆向工程与快速原型制造技术的应用领域和发展状况。使学生通过此课程的学习,拓宽知识面,增强创新意识,拓展制造技术思维方式等。
通过以上简介可以看出《逆向工程与快速原型》是一门对教学过程中学生们的课堂参与、师生互动、生生互动要求较高的课程,因此本文将针对该课程特点,制定多元化且具有准确性和科学性的考核方案,并开展相应的授课形式设计,以期达到促进《逆向工程与快速原型》课程教学质量可持续性改进和提升,以及使学生们适应当今市场经济发展需求,提高课程培养目标与社会需求匹配度的目的。
2.1.3 《逆向工程与快速原型》课程思政建设
近年来,高校课程思政建设受到广泛的关注,而《逆向工程与快速原型》课程建设及讲授过程中,也对课程中的思政元素进行了全方位的深度挖掘,旨在以学生学习成果产出为导向,聚焦培养具有国际视野和可持续发展理念,具备自主学习和终身学习能力,以及较强工程实践和创新研究能力的德智体美劳全面发展的高素质工程技术人才,注重在知识传授中让学生感悟,在能力培养中让学生体悟,塑造热爱学习、热爱生活人生观,践行“科技兴国、科技报国”理念。
《逆向工程与快速原型》课程内容融合了党和国家科技强国方针政策、时事热点和科技前沿,深度挖掘了课程中家国情怀、社会责任、法治意识、人文精神等思政元素,系统衔接课上课下教学活动与学业评价,实现专业知识教育与思想政治教育全方位和全过程融合,具体包括:①我国逆向工程与快速原型技术研究历程与家国情怀和科学精神融合;②逆向工程与快速原型技术开发等与法治意识(知识产权保护)融合;③逆向工程与快速原型技术实现节能减排与社会责任和科学精神融合;④逆向工程与快速原型技术应用于国防军工、医疗领域与社会责任和人文精神融合;⑤使用专业知识解决实际工程问题与创新精神和工匠精神融合。
结合该课程的授课形式、课程内容、应用背景3个维度,将具体思政元素融入课程教学中的方法包括:①结合典型人物的科研历程,引领学生树立正确的人生观和价值观;②选取学术前沿和时事关注案例,引领学生进行有深度和广度的知识扩展,渗透实干兴邦的工匠精神;③采用3D还原经典解放战役实践课程+分享讨论的形式,使学生回顾红色历史,树立保家卫国、科技报国的理念。
课程过程性考核方案是学生学习该门课程过程性表现的综合评价方案,因此该方案的制定是一件系统性工程,需要考虑的因素也较多,主要体现在以下3个方面:
2.2.1 课程教学内容及课时要求
《逆向工程与快速原型》课程内容主要包括课程讲授28课时、实验4课时、实践22课时,总计54课时。
其中课程讲授内容包括:增材制造技术概述、增材制造软件技术、光固化制造技术、叠层实体制造技术、熔融沉积成形技术、激光选区烧结技术、激光选区熔化技术、激光工程净成形技术、电子束选区熔化技术、三维喷印技术、增材制造数据处理、快速制模技术等。
实验课程包括:熔融沉积增材制造实验,以及激光选区烧结增材制造实验。
实践课程包括:零件结构优化设计及增材制造实践、多射流3D打印实践及分享。
2.2.2 授课学生专业及数量
本文所研究《逆向工程与快速原型》课程授课学生人数为河北科技大学机械工程专业硕士研究生,共30人。
2.2.3 授课形式
课程秉承“以学生为中心,以教师为主导”教学理念,基于《逆向工程与快速原型》课程特点、教学内容、授课学生人数及专业特点等,采用“课程讲授+实操实验+实践体验+分享讨论”的混合式教学方法,规划教育、教学目标,实现学生“个性化”发展。
讲授课程教学方式:课前布置实际工程案例,课堂教学以讨论、提问和分享为导向,师生共同分析案例并提出可行的解决方案,深化学生的理解、分析、应用能力。
实验课程教学方式:课前布置实验内容,并以组为单位进行创新创意设计,课上采用分组实操的形式,同时结合各组之间的讨论和互评,提升学生创新精神、团队意识及竞争意识。
实践课程教学方式:课前布置实践课程所要还原的经典解放战役历史,学生们进行相关人物、场景等的设计,课上进行3D模型构建以及场景布置,最后通过分享讨论的形式,使学生回顾红色历史,树立保家卫国、科技报国的理念。
结合以上教学方式,同时强化学习过程监督与管理和学习效果评价,加强师生课下互动和答疑;提振学生责任感和使命感,实现潜移默化的课程思政教育。
2.2.4 期末考核形式
期末考核仍然以小组为单位,每个小组根据结课项目所给定典型机械零件的设计及制造要求,开展零件的结构优化设计,并采用快速制造设备进行零部件的成型以及采用逆向测量设备进行相关性能的检测,最后结合设计、制造、检测过程撰写项目完成报告并制作PPT进行项目展示和答辩。
根据上述所介绍的主要因素分析,本研究制定了多元化的考核方案。最终课程考核由平时考核和期末考核两部分构成,且各占最终考核成绩比例为60%和40%。具体考核方案如下表1所示。
表1 《逆向工程与快速原型》课程综合考核方案
表1中,平时考核成绩满分100分,包括平时作业6次,每次满分为5分;日常考勤5次,每次满分为2分;课堂活动参与8次,每次满分为5分;实验4次,每次满分为5分。期末考核成绩满分100分,包括结课项目报告,满分40分;结课项目展示及答辩,满分60分。
可以看出,通过该考核方案中的平时考核部分内容,可以实现在课堂参与和互动的过程中对学生们进行多方位的全面性考核。
最后,采用所设计的授课形式、期末考核形式、课程考核方案,开展了课程的实际教学及考核,综合考核结果如图1所示。其中考核成绩在90~100分之间的有12人,占总人数40%;考核成绩在80~89分之间的有15人,占比50%;其余3人考核成绩在60~79分之间,占比10%。
图1 《逆向工程与快速原型》课程综合考核结果
可以看出,该课程的综合考核结果较好,主要体现在:在实际教学过程中,学生们能够积极参与课堂教学及讨论过程;学生们的平时作业完成质量较高,能够积极主动思考,并有个人见解的完成每次课堂作业;期末考核环节中,学生们对于结课项目完成的完整性及质量较高,对于项目内容的展示及答辩效果较好,同时对于在课程中的收获进行了详尽的总结,其中包括个人思维的转变、思考问题的转变、科技能力的转变、团队意识的转变等等。课程综合考核结果一定程度上表明该课程设计及考核方案被学生们所接受和认可,同时也证明了课程教授能够较好地达到课程目标,有效促进了学生各方面能力的提高。
通过以《逆向工程与快速原型》课程为例的课程过程性考核实践,总结出以下4点经验启示:
(1)过程性考核方案一定要基于所讲授课程性质及特点、授课学生专业等因素来进行制定,所制定方案需要与授课内容及形式相匹配;
(2)过程性考核方案需要能够准确、科学地反映出学生们平时参与课程学习的真实情况,方案的实施可以实现对学生能力的全面培养,并达到课程教学目标;
(3)过程性考核方案的制定和实施,可以促进任课教师的自我提升和全面成长;
(4)过程性考核方案需要有健全的评价、反馈和持续性改进机制。
笔者还将在以后的教学过程中,对所制定的《逆向工程与快速原型》课程过程性考核方案进行持续改进和完善,以不断提升教学质量。
同时,课程也基于本文研究中的实施成效,建立全过程教学考核评价体系。通过教师互评、同学评教、就业单位反馈等手段进行课程评价,形成课程评价体系。通过学生认知、感情、行为等的发展变化,来评判思政教育成效,并基于反馈结果来调整教学活动及形式。建立课程质量评价机制,每学期课程结课后进行教学目标达成度评价,并给出持续改进意见。