研究型教學(xué)模式在《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

馬相林+楚巖楓

（1.南京工程學(xué)院工業(yè)中心，南京 210016；2.南京航空航天大學(xué)，南京 210016）

摘要：本文對(duì)比分析傳統(tǒng)教學(xué)模式與研究性教學(xué)模式的區(qū)別，明確研究性教學(xué)的基本內(nèi)涵與特點(diǎn)，分析《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程的特點(diǎn)，在《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程教學(xué)中實(shí)施研究性教學(xué)模式，深度發(fā)掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識(shí)。本文在教學(xué)目標(biāo)的確立、內(nèi)容的精選、課堂教學(xué)模式的設(shè)計(jì)、教師學(xué)生評(píng)價(jià)體系的確定及電子資源輔助教學(xué)五個(gè)方面進(jìn)行了有意義的實(shí)踐探索。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；研究性教學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）21-0198-02

研究性教學(xué)模式要求教師多種教學(xué)方法綜合應(yīng)用，有效結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，促使學(xué)生積極參與課堂教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的求知欲?！冬F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程的教學(xué)，學(xué)生要系統(tǒng)地掌握專業(yè)理論知識(shí)，培養(yǎng)結(jié)合專業(yè)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。在《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程中應(yīng)用研究性教學(xué)模式有利于教師將教學(xué)與研究相結(jié)合，有利于學(xué)生的全面發(fā)展。

一、研究性教學(xué)模式的特點(diǎn)

研究性教學(xué)模式，要求教師創(chuàng)設(shè)一種類似研究的情境，學(xué)生進(jìn)行信息材料的收集、分析，在探索求知的過(guò)程中，將外在知識(shí)轉(zhuǎn)化為個(gè)人內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)和穩(wěn)定的個(gè)性心理品質(zhì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)際能力。它將學(xué)生的集中學(xué)習(xí)變?yōu)榉稚W(xué)習(xí)，將教師的直接講授變?yōu)橛行е笇?dǎo)[6]。研究性教學(xué)是以學(xué)生為中心，教師由傳授者、權(quán)威者轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髡?、合作者和學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者或促進(jìn)者；學(xué)生由被動(dòng)的接受者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人和主動(dòng)參與者、創(chuàng)新者[1，2]。

二、《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程的主要特點(diǎn)

《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》是一門綜合性、交叉性學(xué)科?！冬F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》涉及創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法、有限元方法與應(yīng)用、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。課堂教學(xué)學(xué)時(shí)有限，要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，完成課程教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生了解、認(rèn)識(shí)和掌握現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的思想、理論與方法。本課程的主要特點(diǎn)如下[1]。

1.創(chuàng)新性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中人的創(chuàng)造性與創(chuàng)新性最為重要，這既包括設(shè)計(jì)者個(gè)人的創(chuàng)造性思維，也包括設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的集體智慧，通過(guò)各種創(chuàng)造方法的綜合應(yīng)用，給出各種新穎獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案，開(kāi)發(fā)滿足市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品。

2.系統(tǒng)性。運(yùn)用系統(tǒng)工程的思維解決技術(shù)系統(tǒng)問(wèn)題。設(shè)計(jì)方案既要考慮整體最優(yōu)，又要考慮生產(chǎn)的可能性及市場(chǎng)的接納性，同時(shí)各個(gè)子部分又是一個(gè)有機(jī)的整體。

3.優(yōu)化性。借鑒優(yōu)化理論及方法，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)方案優(yōu)化：參數(shù)選取科學(xué)、結(jié)構(gòu)先進(jìn)，機(jī)械系統(tǒng)整體無(wú)論是功能還是性能都最優(yōu)，同時(shí)能以較低的成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的基本價(jià)值功能與輔助價(jià)值功能。

4.綜合性?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法是一門綜合性的學(xué)科，設(shè)計(jì)方法多元化，學(xué)科交叉性顯著。綜合應(yīng)用信息論、相似論、模糊論、可靠性、有限元、人機(jī)工程學(xué)及價(jià)值工程、預(yù)測(cè)學(xué)等理論，大量應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，創(chuàng)新性地提出設(shè)計(jì)方案，解決工程實(shí)際問(wèn)題。

三、《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法》課程研究性教學(xué)模式的實(shí)施

1.教學(xué)目標(biāo)的制定。課程教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生追求卓越的學(xué)習(xí)態(tài)度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法課程實(shí)施研究性教學(xué)模式，保證學(xué)生對(duì)基本理論、設(shè)計(jì)方法的科學(xué)掌握，同時(shí)提高學(xué)生個(gè)體創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生參加科學(xué)研究和企業(yè)實(shí)踐等活動(dòng)，做到學(xué)校內(nèi)外相結(jié)合。

2.以企業(yè)實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，科學(xué)安排課堂內(nèi)容。由于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，應(yīng)以解決企業(yè)實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)，確定科學(xué)的、個(gè)性化的、符合市場(chǎng)及企業(yè)需求的教學(xué)內(nèi)容，緊湊的教學(xué)進(jìn)度，高效地指引學(xué)生深入淺出地掌握現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的概念與方法體系，并能夠在實(shí)踐中真正地解決問(wèn)題。

3.雙元教學(xué)模式與評(píng)價(jià)體系。所謂雙元教學(xué)模式就是教師研究性教學(xué)、學(xué)生研究性學(xué)習(xí)。課前教師要做好現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法理論研究，認(rèn)真?zhèn)湔n；學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。課上采用教師引入設(shè)計(jì)案例，把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成由學(xué)生提問(wèn)，教師與學(xué)生共同對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)案例或疑難問(wèn)題進(jìn)行討論，學(xué)生通過(guò)積極的分析生成新的理解、新的假設(shè)[2-4]。課后教師給學(xué)生布置設(shè)計(jì)選題，學(xué)生完成設(shè)計(jì)方案、匯報(bào)和展示課題研究結(jié)果?？紤]設(shè)計(jì)選題的復(fù)雜情況，每個(gè)設(shè)計(jì)選題可以讓學(xué)生單獨(dú)完成或者分小組完成，設(shè)計(jì)方案是開(kāi)放性的，也就是可以有多個(gè)方案，老師與學(xué)生展開(kāi)討論，在討論中既鞏固了基礎(chǔ)理論知識(shí)，又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。在這個(gè)過(guò)程中也增加了教師的工作量，教師需要充分的課前準(zhǔn)備[5，6]。

評(píng)價(jià)與激勵(lì)要從教師和學(xué)生兩條線展開(kāi)。對(duì)于教師的評(píng)價(jià)，要從精神上和物質(zhì)上兩方面進(jìn)行鼓勵(lì)。由于研究性教學(xué)教師課前準(zhǔn)備工作量增大，對(duì)于課堂的把控能力要增強(qiáng)，因此學(xué)校要有相應(yīng)的教改項(xiàng)目課題，鼓勵(lì)教師進(jìn)行研究性教學(xué)模式的研究，既實(shí)現(xiàn)物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)又實(shí)現(xiàn)精神激勵(lì)。對(duì)于學(xué)生的激勵(lì)，因?yàn)樾枰獙W(xué)生積極參與課堂討論及課后作業(yè)的廣泛資料閱讀，因此學(xué)生課堂表現(xiàn)對(duì)于其最終的成績(jī)影響非常大，可以使學(xué)生平時(shí)課堂表現(xiàn)占到總成績(jī)的40%，大作業(yè)占到40%，基礎(chǔ)知識(shí)試卷占到20%。這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到，課程成績(jī)的高低，是由實(shí)踐能力即解決問(wèn)題的能力及課堂的參與度決定的。

4.開(kāi)放性的教學(xué)資源。研究性教學(xué)模式的實(shí)施需要電子教學(xué)資源的促進(jìn)，開(kāi)放性的教學(xué)資源對(duì)于研究性教學(xué)模式的實(shí)施非常重要。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，例如PPT、教學(xué)大綱、課堂導(dǎo)論視頻都可以讓學(xué)生在課前獲得。這樣學(xué)生可以有效利用多媒體課件、電子書(shū)籍、專用設(shè)計(jì)軟件、網(wǎng)絡(luò)資料、網(wǎng)上習(xí)題練習(xí)，自我學(xué)習(xí)“現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法”知識(shí)體系，有效地拓展學(xué)生課外學(xué)習(xí)、研究和交流的空間與時(shí)間，不斷完善研究性教學(xué)模式，使課堂教育的延展性不斷增強(qiáng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

“現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法”是一門多元化、學(xué)科交叉性較強(qiáng)的課程。本文從四個(gè)方面探討了研究性教學(xué)模式的實(shí)施，從老師與學(xué)生兩個(gè)視角分別進(jìn)行了分析，對(duì)于教師開(kāi)展類似教學(xué)模式具有一定的啟迪作用。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2016-11-09

基金項(xiàng)目：本論文的研究成果得到南京工程學(xué)院科研基金資助，項(xiàng)目編號(hào)：YKJ201532

作者簡(jiǎn)介：馬相林（1974-），男，南京工程學(xué)院工業(yè)中心，高級(jí)工程師，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)博士，研究方向：工業(yè)機(jī)器人研發(fā)；楚巖楓（1975-），女，南京航空航天大學(xué)，副教授。