基于凸顯專業特色和工程應用能力培養的“機械設計基礎”課程教學改革研究

劉敏?馮霞?呂中亮?韓賢武

摘 要：目前，應用型本科學生越來越關心所學課程與自己職業目標的相關性。針對傳統的“機械設計基礎”課程教學普遍缺乏與專業需求和工程實際的結合這一突出問題，本文以凸顯專業特色和工程應用能力培養作為切入點，圍繞教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等方面對“機械設計基礎”課程進行了深入探索和實踐。

關鍵詞：專業特色；專業基礎；應用型；機械設計；教學改革

一、整合和優化教學內容，使之能夠反映專業特色

1.以石油工程裝備為背景，優化教學內容

現在，本科生尤其是應用型本科學生越來越關心所學課程與自己的職業目標的相關性。[1]傳統的機械設計基礎教學內容過于重視理論知識的闡述，只注重課程本身的獨立性和完整性，而缺少與學生未來職業相關的教學內容，缺少與工程實際和專業需求的結合。解決機械設計基礎課程教學中理論與石油工程裝備實際相脫離的問題，需結合專業特點，對原有教學內容進行優化。教學內容應力求高度概括機械設計基礎知識和基本理論，充分反映學科最新成就及發展趨勢，尤其是要反映出石油工程裝備研究領域的最新成果和發展趨勢。在充分研究教材及參考書的基礎上，跟蹤石油工程裝備領域的學科前沿，不斷充實教學內容，使學生在有限的時間內獲得更多的信息。

2.結合專業需求，增加石油工程裝備教學案例

在現行的機械設計基礎授課中，采用案例教學的比例不高，即使有也略顯陳舊，幾乎沒有反映現代石油工程實踐的案例分析，與專業需求的結合不夠。機械設計基礎的教學內容包含機械原理和機械設計兩大板塊。在機械原理板塊的機構分析、機械設計板塊的連接、機械傳動和零部件的教學內容中，根據石油工程類學生的專業特點加入大量的工程實例，使教學內容始終保持鮮明的石油行業特色。

二、圍繞專業特色，加強前后續課程之間的有機聯系，體現理論知識的應用綜合性

1.加強各系任課教師之間的交流與合作

通過對石油工程專業的人才培養計劃的深入分析，發現該專業的課程設置中有兩門機械類的課程。一門是第四學期開設的專業基礎課程“機械設計基礎”，另一門是第五學期開設的專業課程“鉆井機械”。“鉆井機械”是本科石油工程專業的一門專業課，主要講授石油鉆機的基本組成、類型、基本參數、驅動與傳動方式以及鉆機各主要組成部件的結構原理、性能參數、基本特性、使用維護和有關的基本計算。該課程能培養學生對鉆井設備進行合理選型、正確使用、維護保養的基本理論和初步能力，較好地解決鉆井設備運行中所遇到的實際問題。這兩門課程雖然分別安排在不同的學期授課，但其關聯甚為緊密。然而，兩門課程的任課教師大多只是停留在講好本門課程內容上，“各掃門前雪”，對課程體系內容的關聯性認識不足，不能向學生交代一個完整的清晰的知識體系，不能滿足應用型人才培養的教學需要。此外，機械學院承擔“機械設計基礎”的基礎系和“鉆井機械”的裝備系在課程研討上閉門造車，各自為政，缺乏必要的合作和交流，致使教學內容局限、單一，不能凸顯專業特色。因此，在教學過程中應注重加強兩系任課教師之間的交流與合作，經常開展各系之間的教學研討活動，全面提高任課教師的全局意識，為培養真正的石油工程應用型本科人才創造條件。

2.實現前后續課程內容之間的有機融合

結合我校石油辦學特色，以工程應用能力培養為主線，結合鉆井機械課程中涉及的相關內容，分析確定石油工程專業學生應掌握的機械設計基礎方面的知識、應用能力，以此來確定課程的知識點及能力培養方案，讓基礎理論知識為后續專業課服務。具體來講，可以在機械設計基礎課程中融入鉆井機械教材涉及的具體教學實例，來說明相關的機械理論知識在專業實踐生產中的應用。通過這樣的實例把兩門課程的內容有機串聯起來，形成一個密切聯系的課程群。并且要求課程群中每位任課教師盡可能多地結合先修課程和后續課程的相關內容對該門課程進行講解，使每一門課程的內容向兩端延伸。[2]這樣學生學到的理論知識就是綜合性的，將來進入社會，學生的職業適應性也會有所增強。

三、優化教學手段和教學方法，培養學生的主動學習能力

“機械設計基礎”是一門實踐性較強的課程。學生在學習這門課程之前，接觸的工程實際很少，缺乏與機械相關的實踐知識，感受不到學習這門課程的意義所在，因而大大挫傷了學生學習這門課程的積極性。

1.采用工程案例教學方法，突出專業特色，激發學生的求知欲

由于“機械設計基礎”各章節之間的內容自成體系，獨立性強，知識點多而散，學生初學時很難把握課程的中心內容。[3]采用凸顯專業特色的典型工程案例方法進行教學，不僅能把這些獨立的章節內容串聯起來，同時可使學生直接接觸到與專業密切相關的工程應用，使學生了解到所學知識具有專業性和針對性，激發學生的學習興趣。

2.充分利用和開發多媒體教學，制作一套能夠凸顯專業特色的機械設計基礎教學課件

目前我國應用型本科教學的研究起步不久，適用于應用型本科的機械設計基礎教材并多不見，能夠凸顯石油專業特色的幾乎沒有。為此，可以充分利用多媒體的優勢來彌補一些紙質教材內容的不足。教師可以將需要補充的內容制作成多媒體課件，作為補充教材發給學生。此外，針對學生實踐機會少，對機械設備，尤其是石油專業設備缺乏認識的問題，筆者還專門到石油石化企業錄制各種機構、傳動裝置機械工作的現場視頻，將其融入到多媒體課件中并進行詳細解說，增加學生的專業實踐知識。將純理論性的知識與專業生產實踐相結合起來，使學生身臨其境，感受到“學有所用”，對發揮學生的學習主觀能動性起到了極大的促進作用。

3.理論教學與模型實體教學相結合，實現教學實用化，形象化

現行的“機械設計基礎”大多以多媒體教室作為教學地點，教師通過播放幻燈片，采用灌輸式的方式直接實現課本知識的簡單“搬運”。但低年級石油工程專業的學生接觸工程實際少，對機械設備缺乏感性認識，很難通過課本及幻燈片想象出機械實體模型，難以將理論知識實用化。因此，在教學過程中，應改變以多媒體教室為單一教學地點的方式，將重要章節的課程教學移到實驗室，[4]

聯系實際模型進行講解。通過具體案例分析，增強學生對實體的感官認識。老師所講內容看得見，摸得著，與日常生活密切相關，學生可以很快了解常見機構在一般機器中的應用。這種教學方法，使理論教學更加實用化、形象化，充分調動了學生學習的主觀能動性，擴大了學生的空間感知。此外，結合專業特色，添置一批石油裝備中常見的機械模型，對于培養學生的專業意識可以起到很好的啟蒙作用。

四、加強學生工程應用能力的培養

目前在培養工程技術應用型人才的過程中，普遍存在的問題就是學生工程意識淡薄、缺乏與工程技術應用相關的各類知識以及應用工程技術轉化為生產力后勁不足等問題。[5]教學過程中不注重學生工程應用能力的培養，勢必致使所培養的畢業生存在所學理論與實踐脫節、實踐經驗不足、從業適應期長、用理論解決實際問題的能力很差等諸多弊端，不能滿足企業的要求，從而在很大程度上影響了企業接收這類高校畢業生的積極性。[6]為此，從以下幾個方面入手改革可收到較為理想的效果。

1.將現代工程意識滲透至課堂教學中

具體可從以下幾方面入手：

（1）合理編排教學內容。現行的機械設計基礎課程教學對設計理論有較為細致的介紹，但忽略了實際知識在機械設計中的作用，這使得學生一遇到實際設計問題，面對一些需要根據有關知識確定參數的部分就茫然不知所措。為此，在課程內容的編排上可以適當增減教材內容，舍棄片面追求理論完整、繁雜公式推導的教學模式，而將設計能力的培養作為教學重點，以設計為線索，結合具體的設計題目，將參數的選取融入具體的設計步驟中。總之，基礎理論的教學需以夠用為度，在教學內容的安排和課堂教學實踐中營造工程氛圍，加強學生工程意識的培養，提高學生解決工程設計的能力，為后續的專業設計打下良好基礎。

（2）精選一些與專業相關的產品應用實例照片和現場錄像，內容包括最新開發的產品、經濟效益顯著的工程項目以及最失敗的設計案例等來充實教學內容。這樣授課以專業背景為載體，以工程設計為主線，把學生從單純課本知識的接受灌輸，轉變為自主提問學習，充分發揮其主觀能動性，以達到培養學生的工程素養和工程實踐能力的教學目的。

（3）此外，聘請一些經驗豐富的工程師走進課堂教學，跟學生分享工程實踐案例，通過交流也可讓教師從中吸取工程經驗，豐富教學內容。

2.采用“學以致用”的考核方式

傳統的機械設計基礎課程試卷考核通常采用考核基本概念和理論計算的形式。學生只能根據書本上敘述的理論進行解答，不僅降低了學生平時主動思考、勇于提出新觀點的積極性，限制了其主觀能動性的發揮，也難以考查出學生運用理論知識解決實際問題的能力。為此，可以有意識地增加主觀題在試卷中的比重，評價標準應側重于解決問題的過程而非答案，力求更加客觀地反映出學生機械設計能力的真實水平。

本文以凸顯專業特色和工程應用能力培養作為切入點，將專業基礎課和后續的專業課進行有機融合，讓學生以主動的、實踐的、課程內容之間具有有機聯系的方式進行學習，全面培養了學生分析問題和解決工程實際問題的能力。同時本文在教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等方面進行的深入探索和取得的效果，也為其他專業基礎課程教學和其他高校在培養應用型人才方面提供了參考。

參考文獻：

[1]王曉青.應用型本科人才培養需要應用型教材——從中加工程圖學教材比較看應用型本科教材適應性[J].黃石理工學院學報，2010（03）：51—54.

[2]彭彥平，劉艷秋，劉彤晏.基于實踐能力培養的設計類課群教學改革與研究[J].吉林省教育學院學報（中旬），2014（05）：39—40.

[3]劉相權. “機械設計基礎”課程任務驅動式教學改革研究[J].中國電力教育，2014（11）：120—121.

[4]趙芳偉，張 翔.基于應用的機械設計基礎綜合教學探索[J].赤峰學院學報（自然科學版），2014（07）： 196—197.

[5]鄧子龍，高興軍.機械設計基礎課程理論、實踐教學優化與整合探索研究[J].價值工程，2014（06）： 285—287.

[6]肖亞航.應用型機械專業人才培養師資隊伍建設的途徑[J].今日科苑，2010（20）.

（作者單位：重慶科技學院）