“機械制造裝備設計”課程案例化課堂教學改革研究

都金光　李曉憶　何文斌　馬軍

【摘 要】本文結合當代大學生教育的特點及特征，詳細的分析了“機械制造裝備設計”專業課在面向機械工程學科培養進行中所存在的一些問題，指出了傳統教學模式導致了理論與實踐相脫離，學生的創新性思維得不到有效鍛煉，很難培養出學生的實際操作能力與解決實際問題的能力的弊端等；并針對這些問題闡述了課程案例化課堂教學改革研究在“機械制造裝備設計”課程中應用的可行性，給出一系列教學改革方法，并分析了其改革中的關鍵問題及主要特色，為激發學生獨立思考和發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的科學精神和創新思維習慣奠定基礎。

【關鍵詞】傳統教學；案例化；課堂教學；關鍵問題

1 “機械制造裝備設計”課程教學現狀

“機械制造裝備設計”是一門歷史發展悠久的專業課程，是機械類專業一門重要理論實踐專業課程，主要是教授學生機械制造裝備設計方法、金屬切削機床設計，典型部件設計，工業機器人設計、機床夾具設計以及物流系統設計和機械加工生產線總體設計等的基本理論與方法，為學生從事制造業工作打下基礎，現已成為眾多高等學校機械工程學科本科教學中量大面廣的重要的一門專業課。其包含知識面廣、專業性強、實踐性高等特點，使得學生在學習時難度較大，教師的教學效果不太理想。

目前，由于本課程書本上的繁瑣理論使學生無法理論聯系實踐，對學生的學習興趣產生極大的沖擊，逐漸對機械缺乏感性認知，便造成了以下弊端：1）教學模式相對單一或不足，在對其講述中仍舊采用的是傳統教學過程，即教師通過系統細致的講解，使學生掌握大量知識的教學方法，形式比較單一，學生只是一味地接收教師的知識灌輸；2）課堂氣氛不活躍，目前由于網絡的發達，很多學生處于老師在上面講，學生在課堂上玩手機、睡覺等的現象比較多，學生主動參與課堂討論的機會太少，學生創新性思維難于得到有效培養；3）學生的學習效果及考核方式比較單一，考試只注重書中基礎理論的考察，而較少注重學生的設計分析能力的考察；4）實踐環節太少，導致學生沒有實踐經驗和動手能力差，甚至有些高校所開的實驗課與課堂重要的結構原理方面的相關聯程度太少，從而影響力學生對相關理論知識的充分理解，甚至使培養的學生與社會需求脫節?？梢姡F今的傳統教學模式很難兼顧到這兩個方面，在一定程度上，這種教學模式導致了理論與實踐相脫離，學生的創新性思維得不到有效鍛煉，這就很難培養出學生的實際操作能力與解決實際問題的能力。

隨著計算機的廣泛應用及互聯網的普及，“翻轉式課堂教學”在全國各所學校逐步慢慢推廣，其教學模式逐漸變得可行和現實，可以將專業課程進行案例化、專題化課堂教學模式的探索與實踐，以加強大學生創新能力的培養、提高大學生的實踐能力，完善大學生實踐平臺，為進一步深入地進行工科專業課程體制改革，以及推進應用型人才培養模式改革奠定基礎。

2 教學方法改革研究

針對上述問題的存在，該課程改革的總體理念與思路就是將通過翻轉式教學將實踐、理論和設計三者相互融合，交叉進行，使得三個方面能夠相輔相成，并相互促進，從而能夠實現對該課程知識體系的完全理解與把握。具體說來，包括以下幾個方面：

2.1 基于翻轉式教學的“機械制造裝備設計”課程混合式教學設計研究

基于翻轉式課堂教學就要綜合考慮教學目標、教學環節、教學內容、知識點難易等方面的因素，通過對課程體系進行優化重組，明確指出哪些內容需要使用傳統教學方法，哪些內容需要以案例化為載體的翻轉式教學，哪些內容是需要讓學生進行深入討論的部分，最后在教學活動中以傳統教學和“微課-討論-實踐”相結合的方式為主線，對整門課程進行混合式教學設計。

2.2 “機械制造裝備設計”課程案例化、專題化研究

對“機械制造裝備設計”課程混合式教學中需要以微課為載體的翻轉式教學和需要讓學生進行深入討論的部分，考慮實踐以及實習現場或者是實驗室的相關設備和實物分析圖，或者用用三維軟件對某些難以理解的結構進行三位運動裝配模擬仿真，對相關知識點進行重構組合，結合理論講授部分，將其相關部分以制作短小視頻的方式制作成案例、專題，可以利用相關的平臺讓學生提前進行觀看預習或者以點播式的方式先在課堂上讓學生自主學習，而后讓學生進行分組討論，培養學生的自主學習能力、提高學生學習的靈活性。

2.3 基于網絡平臺的實踐環節加強研究

通過大學生科技競賽、技能培訓基地和校企合作研究，以及設置開放性、設計性和綜合性實驗項目，打造學生真正的實踐環節平臺。在對課堂上沒討論完或沒討論徹底的問題或者課后遇到新的難題留在結合相關的實踐環節在網絡平臺上進行探討，以便進行充分的探討達到更深層次的認知。教師可將課堂上問題與解決方案，甚至精彩的討論環節進行資源整合并上傳網絡，學生們永久可以下載保留。利用互聯網將實踐過程中的經驗體會結合案例化和專題化內容整理成微視頻，通過論壇，微信以及微博、云空間等平臺發布共享，讓更多的人進來討論，批評改正，優化提升。

2.4 教學改革課程考核方法改進研究

通過嘗試改變以往課程考核集中在期末，一卷定成績的古老方法。在學習評價方法上可以做如下考慮：增加課堂提問環節10分、課堂分組討論環節10分、實踐與試驗環節20分、基礎知識理論考試50分、附加分制10分（學生根據自己學習的程度，選擇一個與課程相關的問題進行分析，并提出帶有自己的思考的設計或解決方案來）

3 改革方法分析

3.1 改革目標

通過對“機械制造裝備設計”專業課程進行案例化、專題化課堂教學模式的探索與實踐，提高大學生的創新與實踐能力，完善相關教學實踐平臺。激發學生獨立思考和發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的科學精神和創新思維習慣，切實提高教學質量。并加強了學生們學習時自主規劃能力與探索能力，讓學生們的思維得到更靈活的運用，尤其是工科學生的實踐能力得到明顯提升。從而為鄭州輕工業學院作進一步深入地進行工科專業課程體制體制改革，以及推進我校應用型人才培養模式改革奠定良好基礎。

3.2 改革中的關鍵問題

3.2.1 “機械制造裝備設計”混合式教學體系設計及評價問題

一方面，“機械制造裝備設計”課程強調理論的講解，但要與案例分析和軟件工具緊密結合，最后要落實到專業技能的提高上來。另一方面，作為應用型本科院校的學生不僅要掌握軟件操作，更要掌握一些其它深層次知識，如何建立具有可操作性、可評價性的混合式課程體系是本課題的關鍵性問題。

3.2.2 “機械制造裝備設計”課程案例化、專題化課堂模塊設計問題

在對“機械制造裝備設計”課程相關知識點進行案例化、專題化的過程中，如何結合交叉學科知識把短小精悍的視頻設計的生動易懂，使學生把應該掌握的必要知識及能力融入。而課堂活動模塊設計翻轉課堂的課堂教學環節，實際上是幫助學生進行知識內化（下轉第95頁）（上接第93頁）的環節。教師課堂活動模塊的設計直接影響教學效果。在“機械制造裝備設計”課程案例化、專題化課程教學中，如何進行課堂活動模塊設計是本課題的關鍵問題。

3.3 主要特色

3.3.1 構建新的教學理念與教學模式，將理論教學與實踐教學有機的結合在一起，實現在互聯網新時代下對創新實踐型人才的培養；突出“以基于翻轉式教學的交互式教學模式、強化實踐環節、以教師為主導、以學生為主體”的專業課程核心教學理念。

3.3.2 打破傳統教學過程中的“以老師為中心、以教材為中心”的教學模式，采取提出問題、分析問題、解決問題的方式授課，可以充分調動學生的學習積極性，活躍課堂氣氛，使學生的學習過程由被動接受變為主動思考。

3.3.3 通過整合優化教學內容，極構建網絡教學平臺，進而加強實踐環節建設，體現課程的先進性和實用性。

4 結語

“機械制造裝備設計”的案例化是一種新的教學理念與教學方法的教學改革，雖然看起來過程繁瑣，但是本課程的專業學科知識點明確，每一章一個側重點，可以按章節來編排制作案例化素材，也可以側重于一類結構、一類設計方案、一類方法的應用。這樣做的主要目的是把一些重要的，較難理解的知識點將它們案例化、專題化后展現給學生（可通過視頻或動畫），以有效的提高課堂效率，幫助學生高效地完成課堂學習任務，提供學生進行學科專業學習的平臺和渠道，積極實行啟發式和討論式教學，激發學生獨立思考和發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的科學精神和創新思維習慣，切實提高教學質量。相信這種教育方式可以加強學生們學習時自主規劃能力與探索能力；通過這種混合式和探究式的教育方法，由于讓學生們參與其中，可以使其思維得到更靈活的運用，尤其是工科學生的實踐能力得到提升。

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[責任編輯：田吉捷]