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摘要:概述了基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教學(xué)體系的內(nèi)涵,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)械設(shè)計這門課程的教學(xué)實際,以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為目標(biāo),通過對機(jī)械設(shè)計課程目標(biāo)、內(nèi)容的設(shè)置和教學(xué)方式以及考核方法的實踐,引導(dǎo)學(xué)生主動思考,分析問題、解決問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生工程應(yīng)用能力的提高。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計;課程目標(biāo);課程建設(shè)
基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教學(xué)體系是以學(xué)生為主體,通過一段時間的學(xué)習(xí),能夠觀測出學(xué)生應(yīng)達(dá)到的知識及實踐技能。對于教師,需要制定出一套能夠展示學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的課程目標(biāo),圍繞學(xué)習(xí)結(jié)果,制定出相應(yīng)的任務(wù)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)實踐活動和評估方法,保障課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。現(xiàn)以《機(jī)械設(shè)計》課程建設(shè)為例,結(jié)合目前機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)中“理論聯(lián)系實際”的本質(zhì)要求,提出關(guān)于《機(jī)械設(shè)計》課程建設(shè)的幾點建議。
一、我校《機(jī)械設(shè)計》課程教學(xué)現(xiàn)狀
(一)理論教學(xué)方面,與工程實際聯(lián)系不夠目前我們的教育提供給學(xué)生實踐的機(jī)會太少,沒辦法建立感性認(rèn)識,在理論學(xué)習(xí)方面,大多數(shù)學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極主動性,授課教師勞心于概念、原理的講解,學(xué)生疲于設(shè)計步驟、設(shè)計公式的死記硬背、生搬硬湊,而與實際生產(chǎn)應(yīng)用實踐聯(lián)系少之又少,雖然有一部分學(xué)生通過參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,對公式的應(yīng)用有了較好的理解,但這樣的學(xué)生畢竟是少數(shù),大部分學(xué)生就業(yè)后,在相當(dāng)長的一段時間內(nèi),不能滿足企業(yè)的工作狀態(tài)與生產(chǎn)實際需求,難以實現(xiàn)理論與實際的有機(jī)結(jié)合,工作適應(yīng)期較長。
(二)實驗教學(xué)方面,缺乏創(chuàng)新目前大部分應(yīng)用技能型本科院校由于經(jīng)費支持不夠,學(xué)校提供給學(xué)生實踐的機(jī)會很少,一些實驗設(shè)備還是停留在二十前的教學(xué)要求上,開設(shè)的多為演示性、驗證性的實驗項目,如現(xiàn)在開展的帶傳動、齒輪傳動效率、螺栓聯(lián)接綜合實驗、液體動壓軸承實驗等,學(xué)生按照實驗老師給定的步驟和實驗方法進(jìn)行完成各實驗項目,然后生成實驗報告便可。對學(xué)生而言,這些實驗項目不能促使學(xué)生去發(fā)現(xiàn)課堂理論知識學(xué)習(xí)的不足,不利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。課程設(shè)計與理論教學(xué)是分開進(jìn)行的,聯(lián)系不夠緊密。在人才培養(yǎng)方案里,《機(jī)械設(shè)計》和《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》是兩門獨立的課程,各有學(xué)時和學(xué)分安排,一般將課程設(shè)計設(shè)置在理論教學(xué)結(jié)束后的兩周內(nèi)完成。這樣的安排,雖然緊湊,對訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計能力也有一定的作用,但也存在著一些弊端:1)前學(xué)后忘;課程知識點太多,系統(tǒng)性不強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中生搬硬湊、死記硬背,基礎(chǔ)知識掌握得不到位,到了后面的課程設(shè)計的環(huán)節(jié),不能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識靈活運用;2)設(shè)計計算說明書行文不規(guī)范,抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重;學(xué)生為了盡快完成任務(wù),照搬課程設(shè)計指導(dǎo)書進(jìn)行模仿,往往不求甚解,由于每個學(xué)生所給的初始條件不同,稍作改變,一些需要查表或計算的數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確,在答辯的時候,學(xué)生對自己的設(shè)計也是似懂非懂,根本達(dá)不到課程設(shè)計的目的。
二、課程建設(shè)目標(biāo)擬定
《機(jī)械設(shè)計》是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門核心課程,涉及的先修課程比較多,主要培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。本課程擬定采用將學(xué)生進(jìn)行分組,完成一次通用機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計,采用“項目式教學(xué)”,通過“選題、調(diào)研、可行性分析與評價、方案設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、圖紙繪制及三維造型、設(shè)計報告編制、設(shè)計答辯”一系列完整的設(shè)計步驟,初步形成產(chǎn)品的設(shè)計的工程教育理念,為今后進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)[1]。通過課程設(shè)計,讓學(xué)生初步熟悉產(chǎn)品設(shè)計的一般步驟和基本方法,為今后踏入工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。另外,在教學(xué)中還需要對學(xué)生灌輸一些作為未來工程師所需具體的職業(yè)道德和社會責(zé)任感。
三、課程建設(shè)的主要內(nèi)容
(一)構(gòu)建課程教學(xué)環(huán)節(jié)課程包括理論授課、實驗教學(xué)和課程設(shè)計等三個環(huán)節(jié)。要達(dá)到學(xué)生的知行合一,課程建設(shè)目標(biāo)可以從四個層次來考慮,一是進(jìn)行通用小型機(jī)械裝置的設(shè)計,機(jī)械設(shè)計這門課主要是圍繞回轉(zhuǎn)運動展開的,實質(zhì)上是減速器的一個設(shè)計問題。二是解決機(jī)械中通用零件的設(shè)計問題,包括傳動件(帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動等)、連接件(螺紋連接、鍵連接)、緊固件、軸承及軸的設(shè)計等,要求學(xué)生能夠正確描述這些機(jī)械零部件設(shè)計要求(包括功能要求、經(jīng)濟(jì)性要求、勞動保護(hù)要求、環(huán)境保護(hù)要求和可靠性要求等);了解這些通用零部件在通用機(jī)械中的實際應(yīng)用并給出實例;能夠分析它們的失效形式和理解其設(shè)計準(zhǔn)則;能夠根據(jù)其特定應(yīng)用要求,選用合適的機(jī)械零件。三是在進(jìn)行與機(jī)械設(shè)計相關(guān)的實驗和計算分析。四是在課程學(xué)習(xí)和實踐的基礎(chǔ)上,明確作為一名工程師所需具備的基本素質(zhì)和應(yīng)掌握的基礎(chǔ)知識及基本技能;學(xué)會自主學(xué)習(xí),能夠進(jìn)行資料檢索、市場調(diào)研、問題分析和整理,進(jìn)行工程設(shè)計的表達(dá),體驗解決工程問題的具體過程[1]。
(二)課程教案的制定及實施教案是教師以授課節(jié)次/章為單位編寫的教學(xué)設(shè)計方案,是教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、授課方法、教學(xué)思路的客觀反映,是為保障學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果而制定的。以帶傳動的工況分析為例進(jìn)行教案設(shè)計。首先確定教學(xué)目標(biāo),一是知識目標(biāo):緊邊拉力、松邊拉力、有效拉力等概念的理解,帶的彈性滑動和打滑的機(jī)理;二是能力目標(biāo):學(xué)生所需具備的專業(yè)技能;三是素質(zhì)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生積極思考和主動參與學(xué)習(xí)的精神。其次是教學(xué)過程規(guī)劃及重點內(nèi)容的解析。具體說來就是把教學(xué)內(nèi)容分解為四個層次,以帶傳動的運動分析為例進(jìn)行說明,一、提出問題,什么是彈性滑動和打滑?二、難點解析,產(chǎn)生彈性滑動和打滑的原因分析;三、歸納總結(jié),彈性滑動和打滑的結(jié)果分析;四、實踐應(yīng)用,進(jìn)行實例分析。
(三)教學(xué)方法改革,提高教學(xué)效率學(xué)習(xí)方法很重要,俗話說磨刀不誤砍柴工,以教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)為主,教會學(xué)生一般學(xué)習(xí)規(guī)律,把握所學(xué)知識的內(nèi)涵,并建立起相關(guān)性和重要性,理解了事物的本質(zhì),這樣才能自然而然的吸收知識,不然知識記憶的過程會很痛苦,因為看上去太過抽象的內(nèi)容而顯得無關(guān)緊要,在課間與學(xué)生的交流時,學(xué)習(xí)不太好的同學(xué)往往說得最多的一句話就是:太難學(xué)了,那么多的知識點,學(xué)了有什么用啊?一臉無可奈何的笑。其實問題的實質(zhì)是學(xué)生還沒有真正把握學(xué)習(xí)的方法,這個需要老師在平時的教學(xué)中積極引導(dǎo),幫助學(xué)生搭建知識聯(lián)系,最好是能夠聯(lián)系實際。在教學(xué)中要以問題為重點,而不是以教學(xué)內(nèi)容為重點。舉個例子進(jìn)行說明一下,如果要想了解減速器的工作原理,我們采取的最好的辦法就是對它進(jìn)行拆裝,把拆下來的每個零件都研究一下,可以將這一過程記錄下來,加深印象,然后再按照拆的逆過程組裝起來,在這個過程中我們還要用到一些工具,比如螺絲刀、扳手等。當(dāng)你把減速器裝置拆開再組裝起來的時候,你就自然理解了里面各零件的工作原理、裝配關(guān)系以及功能,還有這些工具的作用。但是如果學(xué)習(xí)過程反過來的話,給你先上一堂關(guān)于減速器的課,或者上一堂關(guān)于扳手、螺絲刀的課,那么教學(xué)效果就會明顯差許多的。讓學(xué)生在課堂上有發(fā)言的機(jī)會,上課時引入一些與生活實際相關(guān)的問題,比如在講授傳動篇這一模塊,鏈傳動的傳動特點,鏈條的跳齒現(xiàn)象,騎過自行車的同學(xué)就會積極發(fā)言,在生活中碰到這一現(xiàn)象的時候,采用什么辦法解決?跳齒發(fā)生的機(jī)理是什么?引導(dǎo)思路,讓學(xué)生自己去看書,并用相應(yīng)理論去解答,同學(xué)們可以自由討論,充分發(fā)表自己的看法,這樣一來,課堂氣氛便活躍起來了,課堂教學(xué)也就有了,學(xué)生在談?wù)撨^程中加深了對知識的理解,既提高了學(xué)生的自主性,又能鍛煉學(xué)生對習(xí)得知識的實際應(yīng)用能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用。
(四)改變考核方式,加強(qiáng)課堂教學(xué)管理課程考核方式可以多樣化,比如學(xué)生的出勤、上課狀態(tài)(是否睡覺、玩手機(jī)等做一些與本課程無關(guān)的事情)、課后作業(yè)是否保質(zhì)保量的按時完成、課堂發(fā)言是否積極等情況建議納入平時成績的考核,由前面組成的平時成績占課程總成績的40%,實驗成績占10%~20%,期末考試成績共占50%~60%。考核這一過程比較瑣碎,需要任課教師花時間費心思,很多老師為了圖省事,明明學(xué)生的期末考試成績很一般,平時成績卻給了高分,最后學(xué)生通過課程考核。這樣就給學(xué)生傳遞了一個信號,老師沒有注重平時成績考核,只要按時出勤、不調(diào)皮搗亂,平時其實也不用好好學(xué)習(xí),期末突擊一下,通過考試還是很輕松的,抱著這樣一種心態(tài)他還怎么去自主學(xué)習(xí)?又怎么來保證課堂學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果呢?所以為了保證學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果,需要任課教師嚴(yán)格落實,為此學(xué)校專門設(shè)有督導(dǎo)辦公室,各系部成立的有督導(dǎo)小組,由教師督導(dǎo)員和學(xué)生督導(dǎo)員組成,以保證課堂教學(xué)管理的落實。
四、教學(xué)實踐總結(jié)
結(jié)合機(jī)械設(shè)計這門課程的教學(xué)實際,只有在教學(xué)內(nèi)容上和教學(xué)方法上不斷地進(jìn)行改革和創(chuàng)新,加強(qiáng)課堂教學(xué)管理,想辦法調(diào)動學(xué)生探究工程實際應(yīng)用的積極性,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)出能夠跟市場接軌的應(yīng)用型人才。本研究探索的機(jī)械設(shè)計教學(xué)改革模式不僅適用于機(jī)械設(shè)計學(xué)科,也可適用于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)等相關(guān)學(xué)科的教學(xué),具有一定的普適性。
【參考文獻(xiàn)】
[1]朱永梅.以工程能力為導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計課程改革研究[J].濰坊學(xué)院學(xué)報,2012,12(6):89-92.
[2]郝智秀,季林紅,馮娟.基于CDIO的低年級學(xué)生工程能力培養(yǎng)探索:機(jī)械基礎(chǔ)實踐教學(xué)案例[J].高等工程教育研究,2009(5):36-44.
作者:雷芳 胡雄杰 單位:湖北文理學(xué)院理工學(xué)院