應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材建設(shè)

解占新?劉剛

摘 要：晉中學(xué)院機(jī)械專業(yè)根據(jù)轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求，開展了機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材體系的建設(shè)工作，構(gòu)建了新的教學(xué)方法和教學(xué)模式，形成了集實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、CAI 課件、紙質(zhì)教材于一體的立體化教材資源。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，形成了機(jī)械設(shè)計(jì)課程立體化教材體系，提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。本文就應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材建設(shè)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)型發(fā)展 機(jī)械設(shè)計(jì) 立體化教材

課 題：本文系晉中學(xué)院教改項(xiàng)目（ZI2012jg15）研究成果。

為了滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)高層次應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)，積極推進(jìn)我國(guó)高等教育大眾化進(jìn)程，隨著國(guó)家教育部對(duì)全國(guó)普通高校改革方向的進(jìn)一步明確，全國(guó)普通本科高校中600多所已經(jīng)或正在向應(yīng)用技術(shù)型辦學(xué)方向轉(zhuǎn)變。如何適應(yīng)中國(guó)的應(yīng)用型改革，如何在地方院校成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，使學(xué)生擺脫“高學(xué)歷，低能力”的困境，更好地將機(jī)械設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐相結(jié)合，筆者學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)教研室積極進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，在理論知識(shí)傳授的基礎(chǔ)上，不斷加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，突出“應(yīng)用型”的特征。

目前，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的課程教學(xué)主要以理論教學(xué)為主，教學(xué)內(nèi)容更新不夠，機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理課程的教材主要圍繞理論知識(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)理論內(nèi)容相對(duì)陳舊，不能適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展；教學(xué)手段也相對(duì)單一，課堂教學(xué)多是“一本教材一支筆，一塊黑板一張嘴”，教學(xué)中學(xué)生主體性難以發(fā)揮，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情比較低，雖然輔以多媒體教學(xué)，但是在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與實(shí)驗(yàn)技能方面仍有欠缺。因此，如何使機(jī)械設(shè)計(jì)課程實(shí)現(xiàn)實(shí)操應(yīng)用與理論構(gòu)建相結(jié)合，成為筆者學(xué)院教研室多年來的研究課題。

自2010年起，筆者所在教研組開展了機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材體系的建設(shè)工作，構(gòu)建新的教育模式和教育教學(xué)方法，力求在新型專業(yè)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)上下工夫。幾年來的教學(xué)實(shí)踐與不斷建設(shè)的立體化教材體系，使機(jī)械設(shè)計(jì)課程建設(shè)取得了一些成果。

一、構(gòu)建機(jī)械設(shè)計(jì)課程立體化教材的思路

筆者學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程以培養(yǎng)學(xué)生綜合機(jī)械設(shè)計(jì)能力為主線，以機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念、基本知識(shí)和基本設(shè)計(jì)計(jì)算方法為主要內(nèi)容，具有突出設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性和綜合性的特點(diǎn)，是面向機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容及特點(diǎn)，確立了立體化教材建設(shè)的指導(dǎo)思想：以綜合能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以課程教學(xué)為主要形式，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，適應(yīng)學(xué)院的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

機(jī)械設(shè)計(jì)課程立體化教材突出課程教學(xué)的立體化模式，設(shè)計(jì)整合了大量教學(xué)資源，輔以多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)將教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、試題庫(kù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件等多元化教學(xué)方案，在學(xué)生實(shí)習(xí)操作，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，把機(jī)械設(shè)計(jì)理論巧妙融合，在解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題中貫穿理論的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了教育思維方式的轉(zhuǎn)變，可以最大限度地滿足學(xué)生的教學(xué)需求，極大地促進(jìn)了教學(xué)改革。

二、對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材內(nèi)容的修正

1.夯實(shí)基礎(chǔ)、建設(shè)主教材體系

筆者學(xué)院在使用多年的《機(jī)械設(shè)計(jì)講義》《機(jī)械原理講義》的基礎(chǔ)上，刪除了生產(chǎn)實(shí)踐中不再使用的陳舊內(nèi)容，結(jié)合科研成果，充實(shí)了機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的新內(nèi)容，建立起以夯實(shí)基礎(chǔ)、突出特色、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為宗旨的主教材體系建設(shè)體系，于2013年參與編寫并由華中科技科技出版社出版了《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械原理》兩本教材，用于晉中學(xué)院的相關(guān)專業(yè)教學(xué)。

2.制定標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容，修訂電子教案

電子教案的開發(fā)應(yīng)用了PowerPoint，F(xiàn)lash和Authware等軟件，圖、文及動(dòng)畫并茂，將教學(xué)內(nèi)容以幻燈片的形式展現(xiàn)給使用者。由于學(xué)生的層次不同，專業(yè)側(cè)重點(diǎn)也有所差異，教師可以根據(jù)自己的需要對(duì)電子教案進(jìn)行有針對(duì)性的修改，為課堂教學(xué)的順利進(jìn)行打下基礎(chǔ)。目前該電子教案在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等課程教學(xué)中普遍應(yīng)用。當(dāng)然，電子教案只是課程教學(xué)的摹本與基礎(chǔ)，為了使電子教案更符合學(xué)生的認(rèn)知過程，在具體教學(xué)中發(fā)揮出較好的效果，必須結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，注意具體問題的細(xì)節(jié)操作。在授課過程中，教師應(yīng)因地制宜、循序漸進(jìn)地進(jìn)行講授，比如難點(diǎn)慢放、與圖解對(duì)應(yīng)的推導(dǎo)過程的演示、控制板書放映的速度等等。同時(shí)，將該電子教案提供給學(xué)生自學(xué)使用，教案中豐富的信息、直觀生動(dòng)的演示，大大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂效率。因此，只有將電子教案與實(shí)際課堂相結(jié)合，課程重點(diǎn)、難點(diǎn)才能有的放矢，才能方便學(xué)生和教師的的需要，這是建立在教研組成員之前的大量工作與反復(fù)推敲教材的基礎(chǔ)上的。

3.利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，制作課程教學(xué)視頻

當(dāng)今大學(xué)教育資源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化。智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)終端被越來越多的學(xué)生使用。課程教學(xué)模式也由原有的單一課堂教學(xué)走向多元化，以教學(xué)視頻為主的時(shí)代悄然來臨。筆者所在課題組于2016年3月錄制了《機(jī)械原理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)》視頻，學(xué)生可通過有線與無線方式訪問網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源，使網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)的隨機(jī)性與零散性大大增強(qiáng)，視頻制作結(jié)合圖、文、聲、像等多種信息，力求為學(xué)生學(xué)習(xí)提供更直觀的感受、更便捷的學(xué)習(xí)空間，使機(jī)械設(shè)計(jì)課程與生活學(xué)習(xí)相連接，既實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)，又提高了教師課堂教學(xué)的效率。教師要革新思路，與時(shí)俱進(jìn)，研究教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)與制作，為新型學(xué)習(xí)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)提供新的方案，創(chuàng)建出適合新型學(xué)習(xí)環(huán)境的精品教學(xué)資源。

4.豐富課堂教學(xué)，整合多媒體教學(xué)課件

在電子教案、教材、課堂視頻制作整理的過程中，由多位教師完成了以助教助學(xué)為目的《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》系列教學(xué)課件。機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)是比較適合用CAI 課件進(jìn)行教學(xué)的課程，在課件中采用動(dòng)畫、仿真等技術(shù)，講解課程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。尤其對(duì)于初學(xué)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)生，三維動(dòng)畫、仿真技術(shù)等教學(xué)演示調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)抽象原理的理解，可以起到事半功倍的教學(xué)效果。

5.編寫輔助教材，開發(fā)《機(jī)械設(shè)計(jì)試題庫(kù)》

幾年來，筆者學(xué)院的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)精心準(zhǔn)備，編寫完成了大量的試題，題型包括選擇題、判斷題、填空題、分析題和計(jì)算題?？荚嚂r(shí)可以在教學(xué)大綱的要求下抽取試卷，也可以用于平時(shí)組織學(xué)生在線模擬測(cè)試。題庫(kù)內(nèi)容符合大綱指定的考核要求，經(jīng)過幾年的實(shí)踐證明，學(xué)生的成績(jī)基本上符合正態(tài)分布，對(duì)客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的教學(xué)效果能起到一定的作用。

除了主教材的編寫、試題庫(kù)的修訂，為了增強(qiáng)學(xué)生的日常學(xué)習(xí)積極性，還圍繞課堂教學(xué)及考試，修訂配套建設(shè)的輔助教材，比如《機(jī)械原理學(xué)習(xí)指南》《機(jī)械設(shè)計(jì)》《實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書》《機(jī)械設(shè)計(jì)例題與習(xí)題》等相關(guān)輔助教材，主要是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些課程，另外還有一些典型例題，在實(shí)踐中很受學(xué)生們的歡迎。

三、小結(jié)

機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材的建設(shè)與整個(gè)課程內(nèi)容、體系的改革相結(jié)合，機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理課程內(nèi)容和體系的改革是目的，立體化教材建設(shè)是手段，將兩者結(jié)合可以及時(shí)反映教學(xué)改革的要求。以立體化教材建設(shè)的形式促進(jìn)教學(xué)改革的實(shí)施，不僅對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革有積極作用，而且對(duì)其他課程的改革也有一定的借鑒意義。

此項(xiàng)研究成果將促進(jìn)筆者學(xué)院教學(xué)水平的不斷進(jìn)步和教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。幾年的實(shí)踐證明，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃厚，考試綜合統(tǒng)計(jì)平均都達(dá)到良好等次。目前約80%學(xué)生考研都選擇機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程。機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理CAI多媒體教學(xué)課件，經(jīng)不斷改進(jìn)完善，受到有關(guān)專家的好評(píng)。另外，機(jī)械設(shè)計(jì)立體化教材建設(shè)將滿足廣大教師和學(xué)生的需求，為教學(xué)提供更優(yōu)質(zhì)而全面的服務(wù)。完善后可以在其他相關(guān)學(xué)校推廣使用，對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生積極影響。