機械設計課程研究型教學模式的構建與實踐

摘要：實施研究型教學的目的是促進機械設計課程開放教育和素質教育，它是以學生為主體，教師為主導，融學習與研究為一體的教學模式，在機械設計課程教學中須樹立研究型教學理念，探討研究型教學內容和方法，以網(wǎng)絡教學為平臺，加強教學與科研結合，重視產(chǎn)學研，建立平等互動的師生關系，才能提高學生的綜合素質和創(chuàng)新能力。

關鍵詞：機械設計；研究型教學；模式構建；實踐研究

作者簡介：武立波（1978-），男，河北邢臺人，大連海洋大學機械與動力工程學院，講師；宋若冰（1978-），女，河北晉州人，大連海洋大學機械與動力工程學院，講師。（遼寧 大連 116023）

基金項目：本文系遼寧省普通高等教育本科教學改革項目（項目編號：2012447）、大連海洋大學教育教學改革項目（項目編號：JG2011ZD08）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0113-02

“寬領域、厚基礎、強能力、高素質”的創(chuàng)新人才是我國高等院校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的目標。創(chuàng)新型教育是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關鍵，而倡導和開展研究型教學，是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑之一，也是高等教育改革發(fā)展的重要方向。

一、機械設計課程研究型教學模式的意義

研究型教學模式是通過研究與剖析科學原理形成過程為載體，培養(yǎng)學生自主學習和研究能力，是融知識傳授、能力培養(yǎng)和素質提高為一體的創(chuàng)新教學模式。[1]學生在已有知識積累的基礎上，通過研究式學習訓練將學習與發(fā)現(xiàn)和探索結合起來，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題的批判性思維能力和創(chuàng)新思維能力以及解決實際問題的能力，使課程學習成為研究能力培養(yǎng)的過程，培養(yǎng)獨立學習與終身學習的能力。[2]

機械設計課程是機械類、機電類、近機類專業(yè)必修的一門技術基礎課，它在教學計劃中起著承前啟后的橋梁作用，為學生后續(xù)的專業(yè)課學習打下必要的基礎。它不僅具有較強的理論性，同時具有很強的實踐性?，F(xiàn)有的機械設計課程教學還是以課堂灌輸式教學為主，學生處在被動接受的位置。教師雖然利用多媒體課件、教學模型以及板書等多種形式實施教學，但這種以教師為中心的強迫注入式教學對培養(yǎng)學生自主學習、獨立思考和研究的能力起到了反面的消極作用，不利于批判性和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，導致學生將學習的重點放在應付期末考試上，而忽略了把所學知識應用于分析和解決實際問題，學生在學習中處于被動接受的位置，難以調動學生學習的積極性和主動性。

本文致力于探索一種與機械設計課程密切結合的研究型教學模式，培養(yǎng)學生的知識運用能力、發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的能力、批判性和創(chuàng)造性思維能力。

二、機械設計課程研究型教學模式的構建

1.樹立研究型教學理念

樹立研究型教學理念是實施機械設計課程研究型教學模式的前提。[3]教師要改變傳統(tǒng)的以“教師為中心”的課堂“灌輸式”教學模式，將研究性學習理念融入到教學中，突出學生自主學習和研究的主體地位。教師作為教學過程的參與者，要加強師生間的互動交流，引導和推動學生主動學習，突出研究性學習在教學中的重要作用，強調知識的創(chuàng)新性和實踐性，通過研究和實踐使學生自主建構知識和發(fā)展知識，能對現(xiàn)有知識進行思考、判斷、質疑、改造、靈活運用以及創(chuàng)造新知識。研究型教學理念不是為了傳授知識，而是積累知識、發(fā)展能力和提高素質并進。樹立研究型教學理念，明確了教師課程教學實施和改革的方向，拓展教師的教學方法和教學手段，可提高學生的學習興趣，開闊學生的專業(yè)視野，培養(yǎng)學生的科研能力，使學生在學習知識的同時，學會發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并在分析和解決問題的過程中，培養(yǎng)研究能力，弘揚科學精神。

2.提煉研究型教學內容

教學內容是教學之本，研究型教學內容的提煉是機械設計課程教學過程中培養(yǎng)學生批判性和創(chuàng)造性思維的重要環(huán)節(jié)。機械設計課程內容涉及基本原理和設計理論的推導、設計標準和規(guī)范的選用以及工程設計應用，可根據(jù)學生的智力層次和學習能力的差異，將教學內容分成多個層次，即基礎理論知識的學習、工程實踐能力的運用和研究性自主學習的提高等，使學生明確各層次的培養(yǎng)目標以及要掌握的基本知識和能力，激活學習思維能力，強化知識的生成過程和應用過程，重視科學方法、科學態(tài)度、思維能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師要提煉研究性教學內容，將理論性強的公式推導、原理證明內容改為學生自主學習，把教學重點放在概念、理論和方法的理解、歸納和應用上，突出層次化教學目標。還要豐富擴充學習資料，擴大教學信息量，引導學生充分利用圖書館館藏圖書、電子期刊、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡資源查找和閱讀文獻，拓展視野，跟蹤本專業(yè)的學科前沿和工程技術的最新發(fā)展，學會自主學習、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

3.探索研究型教學方法

研究性教學是一種開放式教學，不能只局限于一種教學方法，而是多種教學方法的綜合合理的運用，比如啟發(fā)式、問題發(fā)現(xiàn)式、研究式、案例式、引導式等，要遵循以“教師為主導、學生為主體”的教學理念，充分調動學生自主學習的主動性、積極性、創(chuàng)造性。還要改革教學手段，將計算機輔助設計軟件、運動仿真軟件等現(xiàn)代機械設計新技術用于研究型教學中，可充分調動學生的學習興趣。研究性教學還可通過開設討論課等形式，增加教師和學生的互動，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，主動獲取知識的能力。

4.構建機械設計網(wǎng)絡教學與自主學習平臺

機械設計研究性教學不能只局限于課堂、課本和實驗室，還要引導和鼓勵學生積極參與課外機械創(chuàng)新設計實踐活動，比如機械創(chuàng)新設計大賽、三維實體建模大賽等。而機械設計網(wǎng)絡教學平臺正是連接課內與課外學習的橋梁。教師通過網(wǎng)絡教學平臺，可以把課堂教學內容延伸到某一工程應用案例或科學研究熱點問題，引導學生利用批判性和創(chuàng)造性思維來解決工程實際問題和開展研究性學習；同時把機械設計課程教學資源、學習方法指導、機械設計實例等上傳到網(wǎng)絡平臺，積極開展網(wǎng)上答疑，給學生創(chuàng)造可以自主研究性學習和自主解決工程實際問題的空間。學生可通過網(wǎng)絡平臺，復習和鞏固所學知識，了解課程發(fā)展的動向，激發(fā)自主學習的興趣，還可通過網(wǎng)絡交互空間，與老師探討科學問題，促進師生相互交流。

三、機械設計課程研究型教學的實踐

1.以學生為主體，教師為主導，開展互動式教學

機械設計研究型教學以項目式教學為主，通過具體的設計任務驅動學生利用批判性和創(chuàng)造性思維開展探索性學習與合作研究。筆者要求學生課前必須預習下次課的內容，利用互聯(lián)網(wǎng)查找與課程有關的工程實例和應用，并提出自己感興趣或有疑問的工程性問題。這讓學生由從屬地位轉變?yōu)椤皥錾详爢T”，教師不再是講臺上的圣人，而是發(fā)揮“場外教練”的作用。教師作為一個傾聽者和交往者，采用啟發(fā)式教學引導學生探索問題，學生把自己的想法轉化為解決問題的思路。

2.堅持教學和科研相結合，將科研融入教學

開展研究型教學必須突破教室和課本限制，將課內與課外、課本與工程實際融為一體。[4]機械設計課程教師都承擔了大量科研任務，其科研成果多數(shù)都與所承擔的課程內容相關。因此，在教學工作中將教師所獲得的最新研究成果在講課內容中體現(xiàn)出來，更能激發(fā)學生的學習興趣，學生也比較容易接受。教師也可以將承擔的科研中的一部分內容作為大學生科技創(chuàng)新訓練計劃項目，學生通過課外創(chuàng)新實踐活動豐富和深化了課堂教學、實驗、課程設計和實習等教學活動，創(chuàng)新能力也得到了提高。

3.加強實踐教學環(huán)節(jié)，強化產(chǎn)學研相結合

實踐教學是提高學生觀察、分析與解決實際問題能力的重要途徑，也是知識轉化為能力的教學手段，[5]是培養(yǎng)學生的工程意識和實踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的重要載體。筆者通過開放實驗室，充實和完善綜合性、設計性和研究性實驗項目，要求學生必須撰寫實驗預習報告，自主擬定實驗放案，自主安排實驗時間。教師主要是提供實驗原理講解和方法指導，對實驗結果與報告開展分析討論，找出不足和改進意見。筆者建立了產(chǎn)學研結合、課內外結合、校企結合的大學生科技活動中心，積極開展大學生機械創(chuàng)新設計綜合訓練活動，使研究型教學落實到機械設計課程教學的各個環(huán)節(jié)。還注重組織和引導學生在校內開展創(chuàng)新活動和競賽，鼓勵學生積極參加省、市乃至全國性的各類競賽，如機械創(chuàng)新設計大賽、挑戰(zhàn)杯賽、機器人大賽等。

四、結論

機械設計研究型教學模式的實施是對大連海洋大學傳統(tǒng)的以課堂教學為主的教學模式的一種突破，它將科學研究的一般方法和思想融入機械設計課程教學的各個環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮了教師的主導作用，更突出了學生的主體地位，發(fā)揮了學生主動獲取知識和創(chuàng)造知識的能力。這對于培養(yǎng)學生熟練運用所學基本知識和理論解決工程實踐問題的能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)厚基礎、強能力、高素質的創(chuàng)新人才有著重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]彭熙偉，廖曉鐘，陳金兵.工科專業(yè)研究型教學模式探討[J].高教論壇，2011，（11）.

[2]李家坤，袁子厚.研究型教學的探討與實踐[J].中國電力教育，

2008，（8）.

[3]張兢.立體化研究型教學模式的實踐探索[J].重慶工學院學報，

2006，（11）：144-146.

[4]邊潔，施宙，張剛.機械工程材料課程的研究性教學[J].中國冶金教育，2009，（6）：21-23.

[5]栗茂騰，付春華，李為，等.改革傳統(tǒng)教學模式、強化研究型教學，培養(yǎng)實學創(chuàng)新型人才[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2011，（4）：13-16.

（責任編輯：王意琴）