基于新工科背景的機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)的思考

孫學(xué)輝

（青島市即墨區(qū)第一職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，山東 青島 266000）

0 引言

高等院校在教學(xué)過程中，在借鑒傳統(tǒng)教學(xué)方式的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改革創(chuàng)新，明確新工科教學(xué)目標(biāo)、對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新、完善教學(xué)相關(guān)內(nèi)容、大力開展實(shí)踐教學(xué)，從而豐富學(xué)生的理論知識(shí)、提高相關(guān)綜合技能、提升實(shí)踐操作能力、培養(yǎng)學(xué)生自主思考和解決問題的能力，從而為培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的、高質(zhì)量的工業(yè)技術(shù)型人才。

1 基于新工科背景的機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的問題

1.1 教學(xué)目標(biāo)不明確

高等院校在開展工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于確認(rèn)目標(biāo)不明確，將會(huì)導(dǎo)致在工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＝處熢跈C(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排不合理，沒有根據(jù)學(xué)生自身情況制定教學(xué)方案，從而將會(huì)直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況。這對(duì)高等院校培養(yǎng)高質(zhì)量人才帶來了巨大的影響，無(wú)法快速提高學(xué)生實(shí)踐技能和創(chuàng)新技能。

1.2 教學(xué)方式過于落后

教師在教學(xué)過程中，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教學(xué)老師一味的傳授課本知識(shí)，按照課本內(nèi)容進(jìn)行講解，要求學(xué)生按照教材講授內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教學(xué)老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中過于死板，教學(xué)思想觀念老舊、落后，沒有與當(dāng)代社會(huì)發(fā)展情況相結(jié)合。這樣的教學(xué)課堂過于枯燥、乏味，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生無(wú)法積極主動(dòng)的參與到課堂討論中，這將會(huì)降低學(xué)生的教學(xué)效果。

1.3 忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教學(xué)教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械教學(xué)過程過于重視機(jī)械基礎(chǔ)理論知識(shí)，從而忽略了機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的知識(shí)。這樣的傳統(tǒng)教學(xué)模式較為老舊、呆板，使學(xué)生失去對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，降低機(jī)械課堂教學(xué)質(zhì)量。由于教學(xué)教師對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)理論課程的不合理安排，從而導(dǎo)致教學(xué)課時(shí)不夠，教學(xué)質(zhì)量低，從而難以培養(yǎng)出高質(zhì)量人才[1]。

2 教學(xué)改革探索與實(shí)踐

2.1 論新工科建設(shè)需求，凸顯應(yīng)用，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

“新工科”建設(shè)主要以“重基礎(chǔ)、突應(yīng)用、寬口徑”作為新工科發(fā)展原則，通過不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重視應(yīng)用理論知識(shí)，通過循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行教學(xué)。高等院校在教學(xué)過程中，主要是通過長(zhǎng)期積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)該課程的難易程度進(jìn)行課程調(diào)整，主要是從靜力學(xué)、材料力學(xué)、容器設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行排序。另外，在教學(xué)內(nèi)容的難易程度上可以看出，工程力學(xué)是整個(gè)教學(xué)過程中基礎(chǔ)內(nèi)容，而化學(xué)壓力容器設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)部分主要包括靜力學(xué)和材料力學(xué)等教學(xué)內(nèi)容，這些內(nèi)容學(xué)生在之前學(xué)習(xí)生涯中有所涉及，因此，高等院校教師并不進(jìn)行重點(diǎn)講授。通過適當(dāng)?shù)臏p少教學(xué)內(nèi)容，對(duì)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行歸納。而材料力學(xué)部分內(nèi)容主要是根據(jù)胡克定律研究依據(jù)，教師在講授過程中通過對(duì)定律的定義以及理論知識(shí)進(jìn)行講解；工程容器設(shè)計(jì)部分主要以薄膜為研究依據(jù)，從選材的角度上出發(fā)，對(duì)內(nèi)壓薄壁容器進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)教學(xué)數(shù)據(jù)顯示，這種獨(dú)具特色的教學(xué)方式不僅可以突出教學(xué)重點(diǎn)還可以提高課堂效率、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[2]。

隨著工科類學(xué)科的不斷發(fā)展進(jìn)步，教師在授課過程中為了理論知識(shí)進(jìn)行更新補(bǔ)充，需要重視教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、完整性。例如：教師在傳授機(jī)械傳動(dòng)相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可以將同步齒形帶、高速帶、主動(dòng)磁軸承等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，這樣學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到教材上的內(nèi)容還可以了解延伸內(nèi)容，從而開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力[3]。

2.2 論學(xué)生志趣，改進(jìn)教學(xué)方式

高等院校通過重視雙向交流，采取互動(dòng)式教學(xué)方式。由于工程設(shè)備機(jī)械專業(yè)具有較強(qiáng)的工程性，因此教師在教學(xué)過程中需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行改革創(chuàng)新。在教學(xué)過程中不僅僅要把知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，還需要考察學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。而雙向交流互動(dòng)式教學(xué)方式，可以讓學(xué)生參與到工程設(shè)備機(jī)械專業(yè)教學(xué)過程中，教學(xué)核心由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，以學(xué)生為教學(xué)中心，教師可以及時(shí)對(duì)學(xué)生存在的疑問進(jìn)行答疑解惑，這樣有助于提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生主觀學(xué)習(xí)能力[4-5]。另外，教師在課前準(zhǔn)備好課件內(nèi)容，并且要求學(xué)生在課下進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣教師可以根據(jù)學(xué)生所提出的問題進(jìn)行講解，正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思維能力，在課程講解過程中，將機(jī)械專業(yè)相關(guān)理論知識(shí)帶入到課題中，這樣有利于灌輸學(xué)生工程素質(zhì)教育理念。

隨著“新工科”理念的不斷提出，從而改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，通過挖掘課堂教學(xué)效率，確保培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)教育理念思想。從而改變了傳統(tǒng)課堂中的“灌輸式”教學(xué)模式，高等院校大力推行“探究式”教學(xué)模式，使學(xué)生積極主動(dòng)的參與到教學(xué)中，并且鼓勵(lì)學(xué)生思考問題，激發(fā)學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如：在講解內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼計(jì)算公式中，教師通過分組的方式，讓學(xué)生對(duì)計(jì)算公式中所涉及到的對(duì)象、條件、范圍進(jìn)行討論，并且對(duì)其進(jìn)行總結(jié)。

高等院校通過利用多媒體技術(shù)來對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，從而提高課堂效率，并且通過播放一些視頻、圖片展示工程機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)、組成。將抽象化書本上理論知識(shí)生動(dòng)、形象的展示出來，另外，教師還可以通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)對(duì)課程進(jìn)行安排，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、提高課堂效率，讓學(xué)生不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，自學(xué)教學(xué)內(nèi)容。另外，教師在對(duì)材料力學(xué)性能講解過程中，可以利用實(shí)驗(yàn)視屏將教學(xué)內(nèi)容展示給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)有所了解。

2.3 論教學(xué)效率，豐富教學(xué)手段

工程設(shè)備機(jī)械教學(xué)中涉及大量的專有名詞、原理、圖表、公式、結(jié)構(gòu)示意圖，學(xué)生對(duì)機(jī)械方面知識(shí)接觸的較少，缺乏機(jī)械工程概念，若教師采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)效果不是十分明顯。因此，教師為了準(zhǔn)確、形象的展示工程設(shè)備機(jī)械教學(xué)中的示意圖、公式、圖表等，一般利用多媒體技術(shù)，運(yùn)用FLASH軟件，制作工程設(shè)備機(jī)械立體圖，通過結(jié)合教學(xué)圖像，營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境，活躍課堂教學(xué)氣氛，增加師生之間的互動(dòng)性，從而幫助學(xué)生歸納相關(guān)機(jī)械方面的知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)圖文轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。例如：老師在講解工程設(shè)備中的有縫鋼管、無(wú)縫鋼管以及塑料管之間的區(qū)別時(shí)，由于不同工程材質(zhì)，在應(yīng)用上具有差異。老師可以利用多媒體技術(shù)，將不同差異的管子進(jìn)行分類，直觀為學(xué)生進(jìn)行分析講解，有利于學(xué)生區(qū)別、記憶。多媒體信息技術(shù)通過從改善教學(xué)理論、教學(xué)思想、教學(xué)方式以及教學(xué)結(jié)構(gòu)等方面，來活躍課堂氣氛，有助于提高教學(xué)成果。

“第二課堂”是以“新工科”為教學(xué)背景，通過利用靈活、多樣化的教學(xué)方學(xué)生化學(xué)技能，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)高質(zhì)量人才。在執(zhí)行“第二課堂”時(shí)需要與社會(huì)實(shí)踐緊密的聯(lián)系在一起，這種教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，分工明確，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自主創(chuàng)新能力。

圖1 課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

3 以新工科為基礎(chǔ)，改革機(jī)械基礎(chǔ)課程

3.1 建立新工科類課程體系

高等院校傳統(tǒng)的教學(xué)方式由于只重視基礎(chǔ)理論知識(shí)而忽略了培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和創(chuàng)新能力，這將會(huì)導(dǎo)致，學(xué)生在學(xué)習(xí)課程后，仍然不清楚零部件設(shè)計(jì)過程、制造過程甚至零部件組裝過程。工程設(shè)計(jì)是人類未來創(chuàng)造的主要形式之一，一般選擇設(shè)計(jì)的機(jī)器可以打破可各課程之間的界限，構(gòu)建合理的教學(xué)框架。機(jī)械基礎(chǔ)理論課程主要包括理論課程和實(shí)踐課程兩方面，其中理論課程體系主要將課程之間進(jìn)行連接融合，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，構(gòu)建學(xué)生工程設(shè)計(jì)意識(shí)。而實(shí)踐課程是在機(jī)械基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐課程，主要分為基礎(chǔ)層、提高層和創(chuàng)新層，具體見下圖2所示。其中基礎(chǔ)層是鍛煉學(xué)生工程設(shè)計(jì)以及相關(guān)制造能力；提高層是進(jìn)一步提高工程設(shè)計(jì)、專業(yè)技術(shù)以及工程理論等能力；創(chuàng)新層是全面提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力以及工程實(shí)踐能力。

圖2 新工科機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)踐課程

3.2 構(gòu)建“雙師型”機(jī)械基礎(chǔ)課程教師團(tuán)隊(duì)

高等院校通過優(yōu)化教師團(tuán)隊(duì)的學(xué)歷、職稱、專業(yè)等因素，重點(diǎn)培養(yǎng)中青年教師成為高等院校未來發(fā)展的領(lǐng)頭羊。高等院校在選拔教師團(tuán)隊(duì)領(lǐng)軍人時(shí)，需要確定培養(yǎng)目標(biāo)，通過對(duì)其進(jìn)行相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)踐操作能力培訓(xùn)，從而更新教學(xué)理念，提高業(yè)務(wù)水平。高等院校要求機(jī)械類教師每年深入企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，熟悉了解企業(yè)相關(guān)科技項(xiàng)目，從而全面提高教師工程素質(zhì)。另外，高等院校還可以外聘合作企業(yè)中高級(jí)工程技術(shù)人員擔(dān)任學(xué)雄安的兼職教師，從而完善高等院校工程技術(shù)教師資源，外聘教師在教學(xué)過程中，可以結(jié)合工程實(shí)際問題進(jìn)行分析研究，并且與課程教學(xué)將結(jié)合，舉例說明。例如：外聘老師在對(duì)零件圖、裝配圖等教學(xué)過程中，可以從企業(yè)發(fā)展的角度，結(jié)合機(jī)械設(shè)備中零部件的制造、裝配、加工、檢驗(yàn)、工藝流程等方面來進(jìn)行講解，并且對(duì)學(xué)生進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)，從而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和技術(shù)創(chuàng)新質(zhì)量，外聘教師還可以將自己科研成果展示給學(xué)生，將企業(yè)最新技術(shù)以及未來發(fā)展方式帶到教學(xué)課堂中，使學(xué)生實(shí)時(shí)掌握機(jī)械技術(shù)未來發(fā)展前景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)。

4 結(jié)論

機(jī)械基礎(chǔ)課程一直是高等院校改革創(chuàng)新的主流，尤其是工程設(shè)備機(jī)械占據(jù)工程類專業(yè)的主體地位，本文在“新工科”教學(xué)背景下，通過對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程進(jìn)行改革創(chuàng)新，不斷改善機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)、工程設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立思考能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極主動(dòng)的參與到課堂學(xué)習(xí)中來，從而更好的，滿足企業(yè)對(duì)機(jī)械類人才的需求。