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摘 要：论文在新工科改革的背景下，将工程能力培养融入到机械原理课程教学中，探索了“大课程、小项目” 的项目化教学模式，通过知识体系构筑与优化、项目式驱动下的专业能力培养和思政教育的呈现与内化三方面对教学模式进行革新，建立了面向工程能力培养的混合式课程教学体系，提出了以塑造 OBe 评价和形成性评价相结合的多元化课程评价方法，分析了混合式课程教学的重点、难点以及学术价值。论文提出的观点对于面向工程能力培养的混合式课程教学改革提供了思路。
关键词：机械原理；混合式；教学改革；实践
本文引用格式： 成焕波， 冯勇， 高成冲 .《 机械原理》 混合式课程教学改革与实践研究 [J]. 教育现代化 ,2021,8(36):67-70.
Mixed Teaching Reform and Practice of Mechanical Principle Course
CHenG Huanbo, fenG Yong, GAO Chengchong(School of Mechanical engineering, nanjing Institute of Technology, nanjing Jiangsu)
Abstract: Projectized teaching mode of big course and small project was proposed by integrating engineering ability training into the teaching of mechanical principle in new engineering’s environment. Teaching mode was performed on innovating based on knowledge system construction and optimization, engineering ability training under project-driven, and presentation and internalization of ideological and political education. Finally, the mixed teaching system was established face to engineering ability training. This article proposed diversified curriculum evaluation methods by combining OBE (Outcome Based Education) with formative evaluations, and analyzed emphasis, difficulty and academic value of mixed teaching. Investigation results would provide ideas for mixed teaching face to engineering ability training.
Keywords: mechanical principle; mixed teaching; teaching reform; practice.
一 引言
实施和发展高端装备智能制造是制造大国向制造强国转变的重要举措，由智能制造引发的产业变革对人才的需求提出更高的要求，传统的工程教育已不再适应产业对人才需求的变化。工程能力、创新创业能力、可持续发展能力的培养是工程教育改革的重要方向 [1]。联合国教科文组织通过分析指出， 当今社会无处不在经历着深刻变革，这种形势呼唤新的教育形式；克劳斯·施瓦布教授在《第四次工 业革命：转型的力量》中指出，第四次工业革命引发了制造业的重大变革，传统教学模式已无法满足快速更新的人才需求；麻省理工学院的拉斐尔·莱夫教授在《高等教育改革的催化剂》中指出，高等教育必须要打造以学生为中心的教育，要让学生学会反思、讨论、跨学科思维、自学和掌握学习 [2]。华盛顿协议则坚持“学生中心、产出导向、持续改进” 的核心理念，推动工程教育改革；欧盟的Tuning项目， 强调通过调整和优化教学过程来进一步提高工程教育的教学质量。
综上可知，传统的教学模式已不再适应以工程能力、创新创业能力、可持续发展能力培养为目标的工程教育，线上线下混合式教学模式是工程教育改革的方向之一。美国高校很早就对线上线下混合课程教学开展研究 [3]，AASCU 高校联盟有 20 多所高校加入了线上线下混合课程教学，并通过设立混合式教学专项基金来发展工程教育 [4]。我国工程教育界在 2013 年起开始关注 MOOCs 线上教学，越来越多的高校鼓励和发展线上线下混合式课程教学改革与实践 [5]。国内外高校主要从“两个方面”“三个维度”、“四个环节”开展线上线下混合式课程教学研究。
总体上看 [6]，多数研究只停留在理论层面，更多关注的是教学改革的方法，对具体课程而言，混合式教学实践的探索较少。机械原理课程是机械专业的核心课程之一，主要介绍典型机构的结构特点、运动和动力分析、选择和设计方法。传统的课堂讲授和作业相结合的线下教学模式，已不再适应高端装备制造产业对人才培养的要求 [7]。人才培养与产业脱节是目前高等教育面临的主要问题，人才培养不能闭关自守，要以是否适应产业技术革新、是否具有终身学习能力为衡量标准 [8-9]。
多元化的课堂教学和评价体系是培养具有工程能力、创新创业能力和可持续发展能力的人才的关键举措，这就要求对现有的课堂教学进行改革，线上线下混合式教学模式是最有效的途径。线上教学为理论知识点的学习、碎片化自主学习、单元测试、在线讨论等教学活动，线下教学主要开展疑难点解析、项目设计、讨论、动手操作、答辩等教学活动。线上和线下两个教学过程形成互补机制，共同塑造 OBe 评价和形成性评价相结合的工程教育质量文化。
二 混合式课程教学改革方向
（一）“大课程，小项目”的项目化教学模式探索
课程改革首先需要解决的问题就是如何明晰符合新产业发展的人才能力指标及其实现途径，如何在参考工程专业教育认证标准及企业调研的基础上， 结合工程教育的发展趋势，突破原有“知识、能力、素质”的人才质量标准，构建满足“个性化、柔性化” 发展的新人才能力指标，项目化教学是解决上述问题的有效途径。
欧林工学院校长 Miller 教授认为工程教育应该以项目化教学为核心，从发现工程问题、表述工程问题再到提出解决方案，培养学生的逻辑思维和工程应用能力。
因此，这就需要整合企业、高校和行业协会三方力量，依托校内共建的轨道交通装备、智能液压、智能装备等 6 个高水平实践教学平台和三个产业技术研究院，引进企业技术资源，有机融入思政教育元素，设计“小而精、低成本、易推广” 的系列化“小项目”以及可以激发学生学习潜力的讨论主题，建立项目答辩、讨论机制，保障“小项目”的实施效果。
以项目化载体为核心，将多学科交叉的工程知识进行融合，通过讨论、项目设计、答辩等教学环节，培养学生解决复杂工程问题的能力以及团队协作能力。从构建问题空间的角度出发， 规划系列化和小而精的项目载体，如表 1 所示，项目由简到难，层层深入，逐步增加各知识点的覆盖， 推动项目化教学改革。同时设置的讨论主题需能够能够通过学生对知识的兴趣感知，激发学习潜力， 培养逻辑思维和独立思考能力。
（二） 机械原理混合式教学体系构建
工程能力的培养不能与高端制造装备产业对人才培养的要求相背离，单纯的线下课堂教学已不能满足掌握知识、培养能力、塑造人格的人才培养过程， 人才培养质量唯一的衡量标准就是培养的人才能够适应产业技术革新的变化以及具备终身学习的能力， 提高教学效率和质量，这就要求对现有的课堂教学进行改革，线上线下混合式教学模式是最有效的途径。通过知识体系构筑与优化、项目式驱动下的专业能力培养和思政教育的呈现与内化三方面对教学模式进行革新。依托课程“4 资源”对教学内容重新构筑，基于课程“5 平台”对教学过程进行保障，通过线下线上混合教学模式培养出能够应用基础知识分析和解决生产一线复杂工程问题的机械工程人才。
首先在企业调研基础上，参考工程专业教育认证标准，依托高端装备制造产业领域，制定出面向工程能力培养的课程目标。引进企业技术资源，设计“小而精、低成本、易推广”的系列化“小项目” 以及可以激发学生学习潜力的讨论主题，建立项目答辩、讨论机制。通过知识体系构筑与优化、项目式驱动下的专业能力培养和思政教育的呈现与内化三方面，重构线上和线下教学内容以支撑课程培养目标的达成，优化教学实施方式，革新现有教学模式。根据全程监测、数据驱动、闭环反馈、持续改进的基本原则，综合考虑推进案例化、课堂讨论、项目开发等形成性评价过程，构建多元化的课程评价体系，突破原有掌握“知识”的人才质量标准，注重掌握知识、培养能力、塑造人格的人才培养过程。如图 1 所示。
（三） 多元化课程评价体系设计
课程的评价体系要体现多元化，单纯的作业、考试等评价方式已不能满足“知识、能力、素质” 的评价标准，课程评价体系需与教学内容的实施过程以及相应的教学方法相匹配，推进案例化、讨论、证标准，依托高端装备制造产业领域，制定出面向工程能力培养的课程目标。
从理论的角度看待工程教育新理念，建立形成性评价方法，推进案例化、项目设计、讨论等教学活动融入评价过程，改革以传统“考试评价”为主的评价方法，提高学生学习效果测量及评价的科学性和可靠性。针对课程目标要求不同，如计算能力、编程能力、逻辑思维能力、创新能力、解决问题能力、协作和沟通等指标能力，采用“评价量表”、模糊综合评价法等构建能力评价模型和能力评价体系。设计完善考核试卷蓝图，以考核学生能力为主改进考核内容和题型。要对综合评价结果进行分析和总结， 形成持续改进的重要举措。
三 重点和难点分析
线上线下混合教学模式可以提高教学效率和培养质量，在企业调研基础上，参考工程专业教育认证标准，制定出面向工程能力培养的课程目标，对教学内容设计、教学环节设置以及综合评定方式进行改革，考虑推进案例化、讨论、项目设计等形成性评价过程融入课程教学，线上和线下教学内容的组织以及实施过程需能够支撑课程目标的达成，并有相应的平台进行教学过程保障，因此，线上线下混合教学模式的建立是需要解决的一个重点问题。
项目化教学是以解决工程实际的问题为导向， 整合企业、高校、行业协会三方资源，引进企业技术资源，设计“小而精、低成本、易推广”的系列化“小项目”，推进案例化、项目化、讨论化等课堂教学改革是需要解决的难点问题。
四 结 论
1.采用“大课程，小项目”的教学模式，依托校内共建的轨道交通装备、智能液压、智能装备等高水平实践教学平台和产业技术研究院，引进企业技术资源，有机融入思政教育元素，设计“小而精、低成本、易推广”的系列化“小项目”以及可以激发学生学习兴趣和潜力的讨论主题，建立项目答辩、讨论机制，推进案例化、项目设计、讨论等教学活动融入课程教学中是混合式教学改革的重要创新方式。
2.通过知识体系构筑与优化、项目式驱动下的专业能力培养和思政教育的呈现与内化三方面对教学模式进行革新。依托课程“4 资源”对教学内容重新构筑，基于课程“5 平台”对教学过程进行保障，通过线下线上混合教学模式培养出能够应用基础知识分析和解决生产一线复杂工程问题的机械工程人才。
3.论文的研究成果在方法上具有一定的普适性， 对机械设计、机械制造基础等专业核心课程的项目化改革提供理论借鉴，对课程群的建设提供思路。
参考文献
[1]Ruth Graham. The Global State of the Art in engineering education[R]. 2018-03.
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[4]金晓怡 , 张航 , 杭鲁滨 .“新工科”背景下《机械设计》课程思政教学建设 [J]. 教育教学论坛 , 2020(10): 34-35.
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[6]郭红利 , 张李娴 , 刘洪萍，等 . 基于创新创业教育背景下的机械原理课程教学改革分析 [J]. 教育教学论坛 , 2019, 5(18): 132-133.
[7]王呈栋 . 工程专业认证背景下《机械原理》教学改革探索与思考 [J]. 教育现代化 , 2019, 6(39): 39-40.
[8]邱宝梅 , 郑太雄 , 萧红 . 新时代下《机械原理》课程教学改革探索 [J]. 教育现代化 , 2017, 4(31):51-52.
[9]陈修龙 , 王春丽 , 宋浩 , 等 . 机械原理课程设计改革探索 [J]. 教育现代化 , 2017, 4(36)：89-90, 103.
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