面向應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程教學(xué)模式改革
——以《機械設(shè)計》課程為例

劉 凌

(西安文理學(xué)院 機械與材料工程學(xué)院，西安 710065)

【教育教學(xué)研究】

面向應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程教學(xué)模式改革
——以《機械設(shè)計》課程為例

劉 凌

(西安文理學(xué)院 機械與材料工程學(xué)院，西安 710065)

以《機械設(shè)計》課程為例研究面向應(yīng)用創(chuàng)新型人才課程教學(xué)方式的改革，首先對改革內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、實踐教學(xué)體系的構(gòu)建做了介紹，然后研究通過實驗室現(xiàn)場教學(xué)，一方面提高學(xué)生理論知識水平，另一方面加強學(xué)生的實踐教學(xué)。除了讓學(xué)生學(xué)到系統(tǒng)的、有一定深度和廣度的理論知識外，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的實際設(shè)計能力和工程應(yīng)用能力。提出了一些教學(xué)思路，并對通過這種教學(xué)方法進行一輪教學(xué)后的結(jié)果予以闡述。從教學(xué)效果來看，該方法切實可行，真正達到了培養(yǎng)學(xué)生理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合的目的。

應(yīng)用型創(chuàng)新人才；教學(xué)模式；實驗室現(xiàn)場教學(xué)；實踐教學(xué)

一、《機械設(shè)計》課程改革內(nèi)容

《機械設(shè)計》是一門理論和實踐性很強的課程，學(xué)習(xí)這門課程旨在讓學(xué)生具有一定的從業(yè)能力和機械設(shè)計基礎(chǔ)能力，也就是工程應(yīng)用能力(包括各種大賽的參與和機械設(shè)計一些軟件的應(yīng)用)和專業(yè)綜合能力(包括簡單機械設(shè)計能力和零部件的裝配及綜合分析所設(shè)計的裝備能力)，而目前機械設(shè)計及自動化專業(yè)的本科畢業(yè)生普遍缺乏這方面的能力，因此需要對現(xiàn)有的《機械設(shè)計》課程教學(xué)體系進行改革，并以培養(yǎng)學(xué)生的從業(yè)能力為導(dǎo)向。就本課程的改革內(nèi)容做以下說明。[1]

1.從注重知識傳授到注重能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變

以傳授知識、培養(yǎng)技能、加強實踐等以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力，提高教學(xué)質(zhì)量，加強機械設(shè)計思維的訓(xùn)練，以提高教學(xué)效果。[2]

2.教學(xué)模式改革

①改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，進一步完善課程現(xiàn)場教學(xué)內(nèi)容，帶著問題讓學(xué)生以小組討論的形式去解決問題，積極制作和現(xiàn)場教學(xué)配套的課件，讓學(xué)生真正把理論與實踐有機結(jié)合；②從單純的黑板—課件轉(zhuǎn)變到實驗室現(xiàn)場教學(xué)—現(xiàn)場教學(xué)，讓學(xué)生感官上知道零部件運動的方式和工作狀況，讓學(xué)生置身于現(xiàn)場設(shè)計工作中，通過改善現(xiàn)有實驗設(shè)備運行的不足，完善教學(xué)設(shè)備的改造工程，讓實驗設(shè)備最大化地滿足學(xué)生的教學(xué)需要。③上課學(xué)生以小組的形式，通過老師實物講解，達到應(yīng)用型技術(shù)創(chuàng)新培養(yǎng)的目的。[3]

二、《機械設(shè)計》改革的目標(biāo)

《機械設(shè)計》教學(xué)改革的目標(biāo)是：以理論知識夠用，強調(diào)工程應(yīng)用，采用實驗室現(xiàn)場教學(xué)和多媒體輔助教學(xué)，重點以工程應(yīng)用為導(dǎo)向深入理論分析，并配以實驗設(shè)備的實物認知和實際應(yīng)用；搭建綜合實驗平臺，以設(shè)計性實驗為主來改革實驗教學(xué)內(nèi)容；改進實驗設(shè)備，提高學(xué)生工程創(chuàng)新應(yīng)用能力；探索改革人才培養(yǎng)模式，以提高學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力為導(dǎo)向的機械設(shè)計課程體系的建設(shè)。[4]

三、實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

《機械設(shè)計》現(xiàn)場教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生感性認識和理論分析能力，以提高學(xué)生從業(yè)能力。首先，現(xiàn)場教學(xué)是讓學(xué)生看著實物理解理論知識，比單憑理論講解讓學(xué)生更能接受理論課講解的內(nèi)容，克服理論教學(xué)的不足，通過轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育模式，讓學(xué)生在實驗室有一種身臨其境的工程設(shè)計感受。其次，現(xiàn)場教學(xué)能夠?qū)⒎稚⒌膯慰平虒W(xué)如《機械制圖》《公差與配合》《機械工程材料》等很多專業(yè)課，包括計算機基礎(chǔ)和應(yīng)用都能有機地串接起來。面向創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)，能夠縮減機械專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)現(xiàn)場工作的時間，提高他們的從業(yè)能力。

1.構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)競爭力為主導(dǎo)的實踐教學(xué)體系

改革現(xiàn)有的實踐教學(xué)體系，將實踐教學(xué)體系分成課內(nèi)實踐與課外培養(yǎng)工程能力為導(dǎo)向的機電類學(xué)生實踐教學(xué)體系兩部分。課內(nèi)部分實驗主要以創(chuàng)新性實驗課程和設(shè)計性實驗為主，且課堂教學(xué)直接在實驗室進行，看著實物講理論，通過理論驗證實物的正確性。課外部分又包含兩個部分：一是通過參觀一些工廠，讓學(xué)生增強感性認識；二是要求以大三、大四學(xué)生為主體，申報各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，參加各種全國性、省級大賽，帶領(lǐng)學(xué)生撰寫相關(guān)科研小論文[5-6]。

2.改革實驗隨堂教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的主動性

通過實驗室現(xiàn)場教學(xué)，隨堂提出問題，讓學(xué)生驗證理論的正確性。記得在講滾動軸承時，我在課堂上提出了一個問題，讓學(xué)生觀察減速器采用二級斜齒輪時軸承采用什么軸承，為什么要用這種軸承？學(xué)生通過拆裝減速器發(fā)現(xiàn)，該減速器采用7系列軸承，中型減速器采用圓錐滾子軸承，小型的減速器采用球軸承，這就與課本的理論知識銜接了起來。當(dāng)然不只是滾動軸承，軸的周向和軸向定位方式通過邊看實物邊講解，讓學(xué)生理解了各種定位方式對工業(yè)實際的指導(dǎo)作用。如果單純地進行理論課堂教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不強，有的學(xué)生甚至對學(xué)習(xí)失去興趣，達不到教學(xué)的目的與要求。在二級齒輪傳動試驗中，我讓學(xué)生自己搭建二級減速器，每組學(xué)生搭建的結(jié)果不一樣，然后大家在一起分析總結(jié)哪種更為合理，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生自我探索、自我創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生綜合思考能力和解決實際問題能力，把部分課堂還給學(xué)生，教師在一些知識點上只做引導(dǎo),調(diào)動學(xué)生積極有利于可以思考，采用啟發(fā)式和討論式展開實驗教學(xué)，對于出現(xiàn)的不同實驗結(jié)果讓學(xué)生自我分析，作出合理的解釋，不局限于一種實驗結(jié)果[7]。

四、教學(xué)思路的改革

1.采用“兩條腿走路”方式進行因材施教

既要注重培養(yǎng)工程應(yīng)用能力強的技術(shù)型本科畢業(yè)生，又要注重培育理論水平與實踐能力兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)研究生后備人才，如圖1(見90頁)所示。從以前的單一課堂教學(xué)思路中走出來。采用兩條腿走路：一條腿走實驗室現(xiàn)場教學(xué)，一條腿走第二課堂，讓學(xué)生在第二課堂中充分發(fā)揮自己綜合運用知識的能力。在第二課堂中，學(xué)生可以自擬題目，還可以參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，也可以參加各種大賽，比如工程訓(xùn)練大賽、機械創(chuàng)新大賽、挑戰(zhàn)杯等等，很多學(xué)生在第二課堂做得相當(dāng)出色。

2.以學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動為標(biāo)桿，用競賽和學(xué)生的大創(chuàng)項目激發(fā)學(xué)生的科研及實踐激情，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力。

3.以國內(nèi)大中型企業(yè)對人才的需求為導(dǎo)向，以創(chuàng)新性思維為紐帶，將提高人才培養(yǎng)質(zhì)量落到實處。

4.通過學(xué)生參加各種大賽促進科研項目的滋生

近三年來，我院參加的省部級以上的各種大賽有17個，其中典型的有全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、“挑戰(zhàn)杯”陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、“飛思卡爾”全國智能車競賽西部賽區(qū)、全國工業(yè)設(shè)計大賽、永冠杯鑄造工藝設(shè)計大賽、“知識產(chǎn)權(quán)杯”工業(yè)設(shè)計大賽等，共獲獎36個，其中特等獎兩項，一等獎11項，二等獎若干，國家級獎兩項，學(xué)生在實踐中不斷強化了科研意識，也促使了大創(chuàng)項目的產(chǎn)生，在大賽過程中把所學(xué)的理論知識用于實踐，豐富了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。

五、解決教學(xué)上的問題

1.教學(xué)方法改革

采用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)方法相結(jié)合的形式。一方面采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，一方面采用現(xiàn)場教學(xué)模式。針對有些理論知識強的知識點采用理論教學(xué)模式，對有些實踐性強的知識點采用現(xiàn)場教學(xué)模式。

2.教學(xué)手段改革

加強實驗室現(xiàn)場教學(xué)，如果有條件去企業(yè)，針對企業(yè)現(xiàn)場實際教學(xué)，結(jié)合理論采用實驗室教學(xué)模式。針對齒輪、軸等零件，用實驗室現(xiàn)有的零件，采用實物教學(xué)，針對每個零件的參數(shù)、性能去講解。尤其軸類零件的軸向定位和周向定位，用實驗室現(xiàn)場的實物講解怎么軸向定位,怎樣周向定位。

3.提升實驗設(shè)備的性能，進行動、靜態(tài)結(jié)合形式教學(xué)

目前實驗設(shè)備很多處于靜態(tài)模式，學(xué)生上課時間有限，不可能拆解，所以對有些部件可以通過制作爆炸圖拆解，以便讓學(xué)生看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理論教學(xué)，通過實驗再拆解實物，讓他們做到理論和實物完全結(jié)合，這樣加強了理論和實踐的結(jié)合度。

圖1 兩條腿走路模式

4.第二課堂的設(shè)立促進實驗室教學(xué)

第二課堂主要是讓學(xué)生通過各種大賽去做實物，把實驗室現(xiàn)場教學(xué)的知識點充分得到應(yīng)用。通過全國大學(xué)生工程素質(zhì)訓(xùn)練“無碳小車”的制作以及機械創(chuàng)新大賽等第二課堂的制作，讓學(xué)生把所學(xué)的理論知識用于實際。

5.大創(chuàng)項目促進學(xué)生對課程的進一步感性理解

我們機械專業(yè)自2013年開始大創(chuàng)項目以來，學(xué)生發(fā)表論文6篇，已被錄用兩篇，兩項合計8篇。其中，學(xué)生為第一作者論文兩篇，導(dǎo)師為第一作者、學(xué)生為第二作者的有6篇；EI收錄論文3篇，其中學(xué)生為第一作者EI收錄論文一篇，申請專利或軟件著作權(quán)9項。

六、機械設(shè)計課程改革成效

西安文理學(xué)院為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，突出應(yīng)用型大學(xué)的特色，升級大學(xué)的辦學(xué)定位，目前把機械設(shè)計及其自動化專業(yè)列為第一批轉(zhuǎn)型專業(yè)，而《機械設(shè)計》課程作為該專業(yè)第一批試點實踐教學(xué)課程，從教學(xué)模式、人才培養(yǎng)模式方面必須進行改革，改革的目的是通過現(xiàn)場實驗室教學(xué)讓學(xué)生通過感性認知達到理解理論知識的能力，第一輪教學(xué)已完成，從第一輪實踐的教學(xué)結(jié)果來看，效果顯著。

第一，第一次課改后，學(xué)生的考試通過率高達97.5%，比起以往通過率不足75%是的確有了很大的改善。

第二，剛結(jié)束的全國大學(xué)生第四屆工程訓(xùn)練大賽陜西賽區(qū)的“無碳小車”比賽結(jié)果令人滿意，這次比賽我們用了最短的時間達到了很好的效果，就與機械設(shè)計課程的實踐教學(xué)是分不開的。

第三，打破了以往機械設(shè)計課程設(shè)計只做減速機的傳統(tǒng)設(shè)計，讓一部分學(xué)生開始設(shè)計無碳小車，讓學(xué)生多思路、多結(jié)構(gòu)地把機械原理和機械設(shè)計以及其他相關(guān)專業(yè)課程有機結(jié)合起來，形成一個完整的機械設(shè)計知識理論體系。

第四，頂崗實習(xí)。組織學(xué)生到企業(yè)頂崗實習(xí)，目的在于使學(xué)生掌握有關(guān)制造業(yè)中的一些工藝流程和方法以及生產(chǎn)過程，在頂崗實習(xí)實踐活動中摸索一些工業(yè)產(chǎn)品的制作技巧，培養(yǎng)學(xué)生的感性思維能力和實踐動手能力。我校目前與陜西鼓風(fēng)機有限公司、西安富士康、西重所、精一、天元等企業(yè)聯(lián)合，讓學(xué)生利用空余時間直接參加企業(yè)生產(chǎn)活動，極大調(diào)動了學(xué)生對《機械設(shè)計》課程的學(xué)習(xí)興趣。

七、結(jié)論

通過以上教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革，使學(xué)生既能加強實踐動手能力，又能提高理論水平;既有動態(tài)思維能力，又有靜態(tài)思維方式。有利于培養(yǎng)一代對制造業(yè)有現(xiàn)實作用的人才。加強實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的落腳點在于實踐，所以在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)構(gòu)建實踐教學(xué)平臺的過程中，建立滲透現(xiàn)場的實踐教學(xué)模式，設(shè)計以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的第二課堂活動，加強機械專業(yè)學(xué)生的實踐技能，借助認知實習(xí)、頂崗實習(xí)等企業(yè)實踐平臺激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情、樹立科學(xué)的學(xué)習(xí)觀、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和競爭意識。

[1] 鄭春龍，邵紅艷.以創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的高校實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實施[J].中國高教研究，2007,(4)：85-86.

[2] 劉建勇，朱學(xué)義，朱亮峰.以從業(yè)能力為導(dǎo)向的會計實踐教學(xué)體系研究[J].山西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報(高等教育版),2010,(3):35-38.

[3] 孫湘湘. 基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的民辦高校營銷專業(yè)實踐教學(xué)平臺構(gòu)建研究[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育,2015,(1):86-89.

[4] 楊景發(fā),等. 光電物理類專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐[J].物理通報, 2015,(3):10-12.

[5] 謝志剛，李強，宋力. 以市場需求為導(dǎo)向的環(huán)境專業(yè)實踐教學(xué)體系的探索[J].教育教學(xué)論壇,2015,(2):144-145.

[6] 朱銀惠, 薛士科, 宋瑛, 郭東萍.以技術(shù)應(yīng)用能力為中心構(gòu)建具有高職特色的實踐教學(xué)體系[J]. 中國職業(yè)技術(shù)教育,2007, (5):50-51.

[7] 陳玉，裴九芳，肖平.《機電一體化原理》課程建設(shè)體系研究——以加強學(xué)生工程實踐能力為導(dǎo)向[J].職業(yè)教育,2015,(1):235-236.

[責(zé)任編輯 申亞民]

Reform of the Teaching Pattern Oriented to Practical Innovative Talents —Based on the course of Mechanical Design

LIU Ling

(Xi’anUniversityinShaanxiXi’an710065)

This paper employed the course of Mechanical Design as an example to study the reform of the teaching pattern facing practical innovative talents courses. Firstly, t the reform content, teaching target, and the construction of practical teaching system were introduced. Secondly, the laboratory field teaching was studied to improve students’ theoretical knowledge level and strengthen the practical teaching. In addition to allow students to learn the systemic theoretical knowledge with certain depth and breadth, the students’ practical design ability and engineering application ability should be further cultivated. Finally, some teaching methods were presented and the results of a new round of teaching with this teaching method were revealed. From the perspective of teaching effect, the method is practical and feasible, which can achieve the goal of the combination of cultivating students’ theoretical teaching and practical teaching.

Practical innovative talents; teaching pattern; the laboratory field teaching；practical teaching.

2016-09-28

西安文理學(xué)院教育教學(xué)改革項目：面向應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的“機械設(shè)計”(JG2015B007)

劉 凌(1974—)，女，陜西武功人，西安文理學(xué)院機械與材料工程學(xué)院副教授，主要從事智能裝備與數(shù)控技術(shù)研究。

G642.3

A

1008-777X(2016)06-0088-04