基于凸顯專業(yè)特色和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究

劉敏?馮霞?呂中亮?韓賢武

摘 要：目前，應(yīng)用型本科學(xué)生越來越關(guān)心所學(xué)課程與自己職業(yè)目標(biāo)的相關(guān)性。針對傳統(tǒng)的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)普遍缺乏與專業(yè)需求和工程實際的結(jié)合這一突出問題，本文以凸顯專業(yè)特色和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)作為切入點，圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等方面對“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程進行了深入探索和實踐。

關(guān)鍵詞：專業(yè)特色；專業(yè)基礎(chǔ)；應(yīng)用型；機械設(shè)計；教學(xué)改革

一、整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使之能夠反映專業(yè)特色

1.以石油工程裝備為背景，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)在，本科生尤其是應(yīng)用型本科學(xué)生越來越關(guān)心所學(xué)課程與自己的職業(yè)目標(biāo)的相關(guān)性。[1]傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)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(xué)生未來職業(yè)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，缺少與工程實際和專業(yè)需求的結(jié)合。解決機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中理論與石油工程裝備實際相脫離的問題，需結(jié)合專業(yè)特點，對原有教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)力求高度概括機械設(shè)計基礎(chǔ)知識和基本理論，充分反映學(xué)科最新成就及發(fā)展趨勢，尤其是要反映出石油工程裝備研究領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展趨勢。在充分研究教材及參考書的基礎(chǔ)上，跟蹤石油工程裝備領(lǐng)域的學(xué)科前沿，不斷充實教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在有限的時間內(nèi)獲得更多的信息。

2.結(jié)合專業(yè)需求，增加石油工程裝備教學(xué)案例

在現(xiàn)行的機械設(shè)計基礎(chǔ)授課中，采用案例教學(xué)的比例不高，即使有也略顯陳舊，幾乎沒有反映現(xiàn)代石油工程實踐的案例分析，與專業(yè)需求的結(jié)合不夠。機械設(shè)計基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容包含機械原理和機械設(shè)計兩大板塊。在機械原理板塊的機構(gòu)分析、機械設(shè)計板塊的連接、機械傳動和零部件的教學(xué)內(nèi)容中，根據(jù)石油工程類學(xué)生的專業(yè)特點加入大量的工程實例，使教學(xué)內(nèi)容始終保持鮮明的石油行業(yè)特色。

二、圍繞專業(yè)特色，加強前后續(xù)課程之間的有機聯(lián)系，體現(xiàn)理論知識的應(yīng)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(yè)的人才培養(yǎng)計劃的深入分析，發(fā)現(xiàn)該專業(yè)的課程設(shè)置中有兩門機械類的課程。一門是第四學(xué)期開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程“機械設(shè)計基礎(chǔ)”，另一門是第五學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課程“鉆井機械”?！般@井機械”是本科石油工程專業(yè)的一門專業(yè)課，主要講授石油鉆機的基本組成、類型、基本參數(shù)、驅(qū)動與傳動方式以及鉆機各主要組成部件的結(jié)構(gòu)原理、性能參數(shù)、基本特性、使用維護和有關(guān)的基本計算。該課程能培養(yǎng)學(xué)生對鉆井設(shè)備進行合理選型、正確使用、維護保養(yǎng)的基本理論和初步能力，較好地解決鉆井設(shè)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(xué)期授課，但其關(guān)聯(lián)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(nèi)容上，“各掃門前雪”，對課程體系內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性認(rèn)識不足，不能向?qū)W生交代一個完整的清晰的知識體系，不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)需要。此外，機械學(xué)院承擔(dān)“機械設(shè)計基礎(chǔ)”的基礎(chǔ)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(xué)內(nèi)容局限、單一，不能凸顯專業(yè)特色。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)注重加強兩系任課教師之間的交流與合作，經(jīng)常開展各系之間的教學(xué)研討活動，全面提高任課教師的全局意識，為培養(yǎng)真正的石油工程應(yīng)用型本科人才創(chuàng)造條件。

2.實現(xiàn)前后續(xù)課程內(nèi)容之間的有機融合

結(jié)合我校石油辦學(xué)特色，以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，結(jié)合鉆井機械課程中涉及的相關(guān)內(nèi)容，分析確定石油工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的機械設(shè)計基礎(chǔ)方面的知識、應(yīng)用能力，以此來確定課程的知識點及能力培養(yǎng)方案，讓基礎(chǔ)理論知識為后續(xù)專業(yè)課服務(wù)。具體來講，可以在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中融入鉆井機械教材涉及的具體教學(xué)實例，來說明相關(guān)的機械理論知識在專業(yè)實踐生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過這樣的實例把兩門課程的內(nèi)容有機串聯(lián)起來，形成一個密切聯(lián)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(jié)合先修課程和后續(xù)課程的相關(guān)內(nèi)容對該門課程進行講解，使每一門課程的內(nèi)容向兩端延伸。[2]這樣學(xué)生學(xué)到的理論知識就是綜合性的，將來進入社會，學(xué)生的職業(yè)適應(yīng)性也會有所增強。

三、優(yōu)化教學(xué)手段和教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力

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

1.采用工程案例教學(xué)方法，突出專業(yè)特色，激發(fā)學(xué)生的求知欲

由于“機械設(shè)計基礎(chǔ)”各章節(jié)之間的內(nèi)容自成體系，獨立性強，知識點多而散，學(xué)生初學(xué)時很難把握課程的中心內(nèi)容。[3]采用凸顯專業(yè)特色的典型工程案例方法進行教學(xué)，不僅能把這些獨立的章節(jié)內(nèi)容串聯(lián)起來，同時可使學(xué)生直接接觸到與專業(yè)密切相關(guān)的工程應(yīng)用，使學(xué)生了解到所學(xué)知識具有專業(yè)性和針對性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.充分利用和開發(fā)多媒體教學(xué)，制作一套能夠凸顯專業(yè)特色的機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)課件

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

3.理論教學(xué)與模型實體教學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)教學(xué)實用化，形象化

現(xiàn)行的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”大多以多媒體教室作為教學(xué)地點，教師通過播放幻燈片，采用灌輸式的方式直接實現(xiàn)課本知識的簡單“搬運”。但低年級石油工程專業(yè)的學(xué)生接觸工程實際少，對機械設(shè)備缺乏感性認(rèn)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(xué)過程中，應(yīng)改變以多媒體教室為單一教學(xué)地點的方式，將重要章節(jié)的課程教學(xué)移到實驗室，[4]

聯(lián)系實際模型進行講解。通過具體案例分析，增強學(xué)生對實體的感官認(rèn)識。老師所講內(nèi)容看得見，摸得著，與日常生活密切相關(guān)，學(xué)生可以很快了解常見機構(gòu)在一般機器中的應(yīng)用。這種教學(xué)方法，使理論教學(xué)更加實用化、形象化，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，擴大了學(xué)生的空間感知。此外，結(jié)合專業(yè)特色，添置一批石油裝備中常見的機械模型，對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識可以起到很好的啟蒙作用。

四、加強學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)

目前在培養(yǎng)工程技術(shù)應(yīng)用型人才的過程中，普遍存在的問題就是學(xué)生工程意識淡薄、缺乏與工程技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的各類知識以及應(yīng)用工程技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力后勁不足等問題。[5]教學(xué)過程中不注重學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，勢必致使所培養(yǎng)的畢業(yè)生存在所學(xué)理論與實踐脫節(jié)、實踐經(jīng)驗不足、從業(yè)適應(yīng)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(yè)的要求，從而在很大程度上影響了企業(yè)接收這類高校畢業(yè)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(xiàn)代工程意識滲透至課堂教學(xué)中

具體可從以下幾方面入手：

（1）合理編排教學(xué)內(nèi)容。現(xiàn)行的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)對設(shè)計理論有較為細(xì)致的介紹，但忽略了實際知識在機械設(shè)計中的作用，這使得學(xué)生一遇到實際設(shè)計問題，面對一些需要根據(jù)有關(guān)知識確定參數(shù)的部分就茫然不知所措。為此，在課程內(nèi)容的編排上可以適當(dāng)增減教材內(nèi)容，舍棄片面追求理論完整、繁雜公式推導(dǎo)的教學(xué)模式，而將設(shè)計能力的培養(yǎng)作為教學(xué)重點，以設(shè)計為線索，結(jié)合具體的設(shè)計題目，將參數(shù)的選取融入具體的設(shè)計步驟中?？傊?，基礎(chǔ)理論的教學(xué)需以夠用為度，在教學(xué)內(nèi)容的安排和課堂教學(xué)實踐中營造工程氛圍，加強學(xué)生工程意識的培養(yǎng)，提高學(xué)生解決工程設(shè)計的能力，為后續(xù)的專業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。

（2）精選一些與專業(yè)相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用實例照片和現(xiàn)場錄像，內(nèi)容包括最新開發(fā)的產(chǎn)品、經(jīng)濟效益顯著的工程項目以及最失敗的設(shè)計案例等來充實教學(xué)內(nèi)容。這樣授課以專業(yè)背景為載體，以工程設(shè)計為主線，把學(xué)生從單純課本知識的接受灌輸，轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈釂枌W(xué)習(xí)，充分發(fā)揮其主觀能動性，以達到培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和工程實踐能力的教學(xué)目的。

（3）此外，聘請一些經(jīng)驗豐富的工程師走進課堂教學(xué)，跟學(xué)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(jīng)驗，豐富教學(xué)內(nèi)容。

2.采用“學(xué)以致用”的考核方式

傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)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(xué)生只能根據(jù)書本上敘述的理論進行解答，不僅降低了學(xué)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(fā)揮，也難以考查出學(xué)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)側(cè)重于解決問題的過程而非答案，力求更加客觀地反映出學(xué)生機械設(shè)計能力的真實水平。

本文以凸顯專業(yè)特色和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)作為切入點，將專業(yè)基礎(chǔ)課和后續(xù)的專業(yè)課進行有機融合，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程內(nèi)容之間具有有機聯(lián)系的方式進行學(xué)習(xí)，全面培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決工程實際問題的能力。同時本文在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)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(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)和其他高校在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面提供了參考。

參考文獻：

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（作者單位：重慶科技學(xué)院）