創(chuàng)建國家精品課程 實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐結(jié)合*

◆徐格寧

作者：徐格寧，博士，教授，博士生導(dǎo)師，太原科技大學(xué)副校長，全國優(yōu)秀教師，省級教學(xué)名師，國家級機(jī)械實(shí)驗教學(xué)示范中心主任，主要研究方向為重大裝備機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)現(xiàn)代設(shè)計與分析方法研究、復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)CAD/CAE、仿真理論研究及系統(tǒng)集成（030024）。

太原科技大學(xué)是以工科為主的多科性大學(xué)，以機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)為主導(dǎo)，自1965年成立起重運(yùn)輸機(jī)械、工程機(jī)械、礦山機(jī)械專業(yè)以來，將金屬結(jié)構(gòu)課程定為機(jī)械類專業(yè)方向必修的主干專業(yè)基礎(chǔ)課（起重機(jī)械、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、物流工程、安全工程）。在校、院和系領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和課程教學(xué)團(tuán)隊的共同努力下，本門課程已經(jīng)成為學(xué)校水平高、影響大、覆蓋寬、教師和學(xué)生高度重視、教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定、教學(xué)效果好的課程之一。金屬結(jié)構(gòu)課程建設(shè)以培養(yǎng)高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，堅持“注重理論研究，強(qiáng)調(diào)工程概念，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，激發(fā)創(chuàng)新意識，重視能力培養(yǎng)”教改思路；經(jīng)過多年探索和建設(shè)，發(fā)揮該校機(jī)械設(shè)計制造與自動化專業(yè)創(chuàng)建、發(fā)展過程中的優(yōu)勢，突出課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教材建設(shè)等幾方面改革實(shí)踐，已形成一套科學(xué)、系統(tǒng)、有效的教學(xué)新模式，具有鮮明的特色。2009年金屬結(jié)構(gòu)課程被評為省級精品課程，2010年金屬結(jié)構(gòu)課程被評為國家級精品課程，2013年擴(kuò)展為山西省精品資源共享課。

1 金屬結(jié)構(gòu)課程體系改革

理論教學(xué)體系改革 建立以現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)的理論及方法為基礎(chǔ)，側(cè)重學(xué)生工程素質(zhì)、綜合應(yīng)用和創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的課程體系。根據(jù)這一新體系，注重加強(qiáng)與拓寬基礎(chǔ)、加強(qiáng)工程背景、有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的原則，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合、協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

實(shí)踐教學(xué)體系改革通過“基本實(shí)驗?zāi)芰Φ男纬伞治觯ㄔO(shè)計）與綜合能力的訓(xùn)練——創(chuàng)新精神的培養(yǎng)”構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系。課程新體系注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重、各教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)銜接和整體優(yōu)化，形成了課堂教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)、課程設(shè)計一體化的教學(xué)體系。

2 理論教學(xué)改革與實(shí)踐

改革以教師、課堂、書本為中心的知識灌輸傳授方法，采用以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的多種形式，注意教學(xué)互動與交流，促進(jìn)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

具體做法：加強(qiáng)課程聯(lián)動環(huán)節(jié)——將專業(yè)基礎(chǔ)課中的基本模型、基本理論、基本方法、基本規(guī)律與專業(yè)課中的典型機(jī)型的典型構(gòu)件、典型工況的典型載荷、典型模型的典型分析及典型步驟聯(lián)動對應(yīng)，打通課程的內(nèi)在聯(lián)系，承上啟下地解決課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題；加強(qiáng)課堂互動環(huán)節(jié)——提問、回答、討論、報告——解決課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題；加強(qiáng)課程內(nèi)外結(jié)合環(huán)節(jié)——問題、例題、習(xí)題、解題——解決課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。

堅持課堂教學(xué)和案例教學(xué)相結(jié)合以工程問題為背景，將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、案例分析融入相關(guān)教學(xué)內(nèi)容中進(jìn)行講授，培養(yǎng)學(xué)生工程能力，拓寬學(xué)生知識面。

堅持課程教學(xué)與專業(yè)、科研有機(jī)結(jié)合金屬結(jié)構(gòu)課程覆蓋的專業(yè)和方向?qū)挿骸＝虒W(xué)過程中，在嚴(yán)格按照教學(xué)大綱進(jìn)行授課的基礎(chǔ)上，針對不同專業(yè)和方向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。將本課程的基本概念、基本理論和相關(guān)專業(yè)方向后續(xù)專業(yè)課程有效銜接并有機(jī)聯(lián)合。對于起重機(jī)械、工程機(jī)械專業(yè)方向的學(xué)生，強(qiáng)化機(jī)械系統(tǒng)中的動力學(xué)部分以及零部件疲勞強(qiáng)度計算等內(nèi)容，使學(xué)生認(rèn)識到如何運(yùn)用所學(xué)知識來解決系統(tǒng)中動力學(xué)及零部件疲勞強(qiáng)度問題，從而提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。對于特種設(shè)備安全工程、物流工程等專業(yè)的學(xué)生，除了講解金屬結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識以外，注重講解一些現(xiàn)代設(shè)計理論、零部件維修性能等，使學(xué)生能夠?qū)F(xiàn)代設(shè)計理論和本專業(yè)知識有機(jī)結(jié)合，如將通過可靠性設(shè)計以確定設(shè)備壽命和維修周期，保證設(shè)備安全性等有關(guān)知識溶入教學(xué)中。通過上述方式，實(shí)現(xiàn)了該課程和后續(xù)專業(yè)課的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮了該課程的作用，讓學(xué)生看得見、摸得著、用得上，將課堂知識真正落到實(shí)處，為后續(xù)專業(yè)課程提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3 實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐

實(shí)踐教學(xué)環(huán)境建設(shè)與金屬結(jié)構(gòu)課程相關(guān)實(shí)驗室屬機(jī)械實(shí)驗教學(xué)中心。機(jī)械實(shí)驗教學(xué)中心是國家實(shí)驗教學(xué)示范中心、山西省虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)示范中心。金屬結(jié)構(gòu)課程相關(guān)實(shí)驗室建設(shè)緊密跟蹤行業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展，適時將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，如自主設(shè)計具有工程背景的實(shí)驗系統(tǒng)（設(shè)備）：機(jī)械傳動、力學(xué)行為、調(diào)度管理試驗系統(tǒng)及大型結(jié)構(gòu)疲勞綜合實(shí)驗臺等。實(shí)驗系統(tǒng)（設(shè)備）集結(jié)構(gòu)、光電、機(jī)械、控制、仿真、調(diào)度、管理于一體，體現(xiàn)多學(xué)科知識融合的系統(tǒng)集成；可開設(shè)虛實(shí)結(jié)合的設(shè)計創(chuàng)新性實(shí)驗項目，實(shí)現(xiàn)工程教育回歸工程的目標(biāo)。

實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)踐以國家示范實(shí)驗教學(xué)中心，構(gòu)建以綜合、設(shè)計、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心的“分層次+開放式”的實(shí)驗教學(xué)新模式。“分層次”是將實(shí)驗分為三個層次（基礎(chǔ)型、分析與綜合型、創(chuàng)新與設(shè)計型），不同層次實(shí)驗采用不同的教學(xué)方法和手段。“開放式”是將實(shí)驗項目、內(nèi)容、時間面向?qū)W生全面開放，為學(xué)生個性化培養(yǎng)提供自由發(fā)展的平臺和空間，真正體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了由驗證性實(shí)驗向設(shè)計實(shí)驗、單一性實(shí)驗向綜合實(shí)驗及具有工程背景實(shí)驗的轉(zhuǎn)變。

合理設(shè)置相關(guān)的實(shí)驗項目，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中掌握課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)中緊密聯(lián)系工程實(shí)際，逐步形成獨(dú)有的實(shí)驗和實(shí)踐教學(xué)特色，將教學(xué)、工程和科研緊密結(jié)合，以科研支撐教學(xué)，以教學(xué)促進(jìn)科研。如將國家重大技術(shù)裝備科技攻關(guān)項目——“橋式起重機(jī)主梁疲勞設(shè)計與實(shí)驗研究”的成果列入本科生的“金屬結(jié)構(gòu)疲勞實(shí)驗”內(nèi)容。

課程設(shè)計改革與實(shí)踐在課程設(shè)計中著重解決如何提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，開展創(chuàng)新設(shè)計活動，調(diào)動學(xué)生設(shè)計思維。充分利用創(chuàng)新實(shí)驗室的儀器、設(shè)備及虛擬仿真示范實(shí)驗教學(xué)中心中面向工程實(shí)際的實(shí)用軟件，使學(xué)生能將現(xiàn)代設(shè)計理論及方法應(yīng)用于設(shè)計中，實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計與工程實(shí)際有機(jī)結(jié)合。鼓勵學(xué)生直接參加教師的科研課題，并作為本課程的課程設(shè)計題目，將所學(xué)的基本知識直接應(yīng)用于工程實(shí)際中。

4 課程教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

高水平的師資隊伍建設(shè)是精品課程建設(shè)的根本保證。課程負(fù)責(zé)人為全國優(yōu)秀教師、省級教學(xué)名師，在國內(nèi)本領(lǐng)域具有較高的知名度。課程教學(xué)團(tuán)隊由7位教師和1位專職實(shí)驗師構(gòu)成，其中，博士生導(dǎo)師1人，碩士生導(dǎo)師3人，教授3人，副教授2人，講師2人，高級實(shí)驗師1人；7位教師中，博士研究生學(xué)歷3人，在讀博士研究生2人。為提高青年教師的教學(xué)水平，實(shí)行培養(yǎng)導(dǎo)師制、聽課制度和學(xué)位提升制，保證持續(xù)穩(wěn)定提高教學(xué)團(tuán)隊的整體教學(xué)和學(xué)術(shù)水平。

近年來，承擔(dān)國家、省部級教改項目7項，獲山西省教學(xué)成果獎3項，承擔(dān)國家、省部級科研項目7項，獲省部科技進(jìn)步獎3項，在本領(lǐng)域具有較高的教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和行業(yè)知名度。

5 《金屬結(jié)構(gòu)》教材建設(shè)

教材建設(shè)特色優(yōu)勢顯著，起步最早，歷史悠久，注重傳承，不斷創(chuàng)新。國內(nèi)第一部教材是學(xué)校老專家徐克晉教授主編的《起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)》1962版，奠定了我國金屬結(jié)構(gòu)課程的基礎(chǔ)。之后陸續(xù)主編再版《金屬結(jié)構(gòu)》1982版、1993版，1987年獲機(jī)械工業(yè)部全國高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎，1988年獲全國高等學(xué)校優(yōu)秀教材獎。1997年由徐格寧教授主編《起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計》，精練了前續(xù)教材內(nèi)容，突出了實(shí)用性，在全國本領(lǐng)域高校、研究所、生產(chǎn)企業(yè)使用了12年，有上百家企業(yè)和部分國家重點(diǎn)工程（如三峽工程的1200噸橋式起重機(jī)、西氣東輸工程的DG70吊管機(jī)、SD8高驅(qū)動架推土機(jī)研制）以及本學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)者、論文、教材所引用。2006年，《起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計》的第2版更名為《機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計》。2009年，徐格寧教授主編出版國家“十一五”規(guī)劃教材《機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計》，既傳承老教材的精華，又吸納多年科研成果及主持修訂的最新國家標(biāo)準(zhǔn)（2008年出版）的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容、科研成果和實(shí)際工程的有機(jī)結(jié)合。

6 結(jié)束語

通過課程建設(shè)，全面提高了教師的自身素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量。但課程建設(shè)是一項長期的工作，還需在實(shí)踐中不斷地探索和完善。

[1]徐格寧，陸鳳儀，孫大剛，等.創(chuàng)建地方高校國家級機(jī)械實(shí)驗教學(xué)示范中心的探索實(shí)踐[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2010(2)：1-3.

[2]徐格寧.構(gòu)建地方高校實(shí)驗教學(xué)大平臺的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗室研究與探索，2010(5)：1-3.

[3]陸鳳儀，徐格寧，朱建儒，等.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗教學(xué)示范中心建設(shè)與教學(xué)改革[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2006(2)：81-83.

[4]陸鳳儀，徐格寧.機(jī)械設(shè)計制造及自動化特色專業(yè)課程群建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].高教論壇，2013(1)：18-20.