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关键词:辅导员;研究生;研究生导师;协调机制
要实现研究生培养目标,必须大力加强和改进思想政治工作,形成完善的德育体系,充分发挥研究生导师的育人作用。《教育部关于进一步加强和改进研究生思想政治教育工作的若干意见》(教思政[2010]11号)对研究生导师的德育职责进行了新的界定,指出“教书和育人是导师的两大基本职责。导师负有对研究生进行思想政治教育的首要责任”,明确要求“建立以研究生导师和辅导员为主体的研究生思想政治教育工作队伍”。本研究基于管理类学科导师工作特点,构建辅导员与导师的工作协调机制。
一、研究生辅导员与研究生导师沟通协调现状
研究生导师与辅导员在研究生思想教育工作的组织架构中是平行的工作主体,教育部的文件规定了导师在研究生思想教育方面的主要职责包括:导师要了解掌握研究生的思想状况,全面关心研究生的成长,帮助他们解决学习和生活中遇到的困难和问题;要在教学和科研实践中培养研究生良好的学风,严格要求学生遵守学术道德规范;要对研究生进行就业指导,鼓励他们为社会主义现代化建设做出贡献。
但是复旦大学楚永全的调研显示,9.3%的研究生认为师生关系属于“松散疏离型”,10.7%的研究生认为师生关系属于“老板雇员型”;23.7%的研究生表示导师只关心自己的学业,不关心生活和思想 [1]。笔者在走访中了解,导师对学生的了解情况参差不齐,有的导师通过每周例会、团队活动、单独谈话等多种形式不仅把握了学生的学术学习情况,还对学生的心理变化,其他能力也非常了解,有的导师则只掌握了学生的学术情况,还有的导师和学生见面都很少。研究生希望得到导师在学术上更多的关注和指导,也希望导师能更多地了解和支持他们学习以外的活动。
因为在实际工作中,辅导员的工作性质,便于更多地掌握研究生参加各种活动的情况以及各种帮扶政策、就业信息等,而研究生导师对研究生的学术进展更为了解,导师的治学态度、道德观念及为人处世的态度等会对研究生产生潜移默化的影响 [2]。因此,为了达到双管齐下,提升对学生的培养效率,搭建研究生辅导员与导师的工作协调机制具有十分重要的意义。
二、研究生辅导员与导师的工作协调机制的构建
1.明确思想政治辅导员与导师的定期联络时间
建立思想政治辅导员与导师沟通联络机制,就要保证联络时间。首先,思想政治辅导员在每学期开学初新生复查期间要和导师进行一一沟通,就新生的情况进行交流;其次,由于大部分导师平时不需要坐班,可以利用导师对外公开的office time时间(导师在办公室的时间)每周走访导师2~3名,走访之前和导师提前约好时间和将要沟通的内容;第三,利用全院工作会议,将研究生的相关工作内容和政策与全体导师进行交流;最后,学生如果出现异常情况,要及时和导师进行沟通。
2.采用多种方式加强思想政治辅导员与导师的联系
随着新媒体平台的发展,思想政治辅导员可以采取多种方式加强与导师的沟通。具体包括:加强辅导员和导师之间的邮件联系,研究生辅导员应该建立导师邮件组,定期沟通学生培养阶段相关事项和研究生的近期现实表现情况;通过学工微博平台、微信平台、腾讯QQ等推送学生活动信息;辅导员需要定期到办公室走访导师,有针对性地具体讨论学生情况。
3.确定思想政治辅导员与导师联络内容
为了保证沟通的效果,除了沟通的时间和方式,更重要的是明确辅导员和导师之间沟通的内容。在研究生日常管理方面,研究生请假、参加社会实践、担任助管助教、申请国家助学贷款及困难补助、参评奖学金等各类评优活动、竞聘学生干部时,导师有权出具意见并作为重要参考;辅导员对三困学生的管理和帮扶措施要及时和导师沟通协调,商议后共同制订;在研究生培养过程中需要思想政治鉴定时,在研究生党员发展、教育、管理、评议等环节,要听取导师意见;在研究生的毕业和就业环节,及时与导师沟通毕业进程,向导师通报就业情况。
4.搭建导师参与思想政治管理的平台
为了拓展辅导员和研究生导师沟通的途径,需要搭建更高效的导师参与思想政治管理的平台。比如,聘任导师担任研究生德育导师,导师担任德育导师,可以更好地指导学生,更深入地了解思想政治教育的相关内容和把握学生管理部门的最新动态;邀请导师担任学生社会实践或商业案例大赛指导老师,增进师生感情和思想政治辅导员与导师的联系(笔者所在的学院2012年暑期社会实践有21名导师担任了指导老师);邀请各系导师代表担任奖学金评审委员会委员,让导师更多地了解学生群体的学术水平,工作水平;举办导师论坛,邀请导师谈学术、谈人生、谈理想、谈事业;举办博士生学术沙龙,邀请研究生导师担任点评嘉宾 [1];举办师生迎新年晚会、师生趣味运动会、羽毛球赛、篮球赛、足球赛等,在轻松活泼的氛围中增进师生交流。
5.建立导师参与思想政治管理的激励机制
为了促进导师参与思想政治管理的工作的积极性,应建立相关激励机制,比如,导师参与思想政治教育相关活动计入导师的个人社会工作量,对优秀的导师树立导师模范,进行宣传报道,组织导师团队进行五好导学团队、三育人标兵、我最喜爱的老师等各种奖项的评比。
参考文献:
[1]楚永全,周立志.试论研究生导师的德育职责及工作机制构建.学校党建与思想教育,2011.
一、多媒体技术在中职机械教学中的应用价值分析
机械是中职学校中的一类热门专业,旨在培养学生的机械结构设计与维修水平,进而为企业发展提供重要的人才支撑。纵观当前机械制造业的发展趋势,行业水平在不断提高,规模也在不断扩大,对机械类人才的需求量在不断增加,因此,加强对机械类人才的培养很关键。中职机械专业课程中涉及的概念、原理与专业术语较多,给学生学习带来一定的难度。此外,传统的中职机械教学模式选择不当,课堂教学以教师为中心,忽视了学生的主体地位,与机械专业课程的实践性特点相偏离,进而导致机械教学效果不理想。为改善当前中职机械教学的现状,应将多媒体技术应用到机械教学中,充分考虑学生的喜好与兴趣,借助多媒体平台实现对机械零部件的构造、原理与运行状态等进行直观、具体的展现与模拟,这是提高机械课程教学效果的重要方式。多媒体能制作PPT,能将机械课程学习的知识点与基本架构进行明确的展示,同时,还可添加相关的图片、音频与视频文件等,以达到辅助教学的效果,能让学生通过观察图片、视频动画等将难度大的知识点简单化,便于学生对机械原理、基本构造等加以理解。此外,还能凭借动画手段来模拟整个机械设计、制造与修理的具体操作手法,能让学生更为直观地学习到相关知识点,产生学习与模仿的兴趣,利于提高机械教学质量。
二、中职机械教学现状分析
中职教育是技能型人才培养与输出的重要渠道之一,以培养职业性、专业性人才为目标,为机械制造业提供相应的人才资源。从当前中职机械教学的现状来看,课堂教学方法以灌输式为主,一些机械结构、运行原理图等的展示,也以教材为主,且以教师讲授为主,学生的实践与课堂参与机会较少,久而久之,学生会对机械教学失去兴趣,进而影响机械教学质量。此外,中职院校资金紧张,相关的教学器材、设备数量较少,无法满足教学需求,也是影响教学质量的一个重要因素。从中职机械教学的基本情况来看,学生的主体性未能得到凸显,机械类实践操作较少,仅仅凭借理论知识点灌输是无法得到理想教学效果的。
三、多媒体技术在中职机械教学中的应用
1.结合机械教学内容,精心选择课题
开展中职机械教学,将多媒体技术应用其中,必须做到科学、规范,不是所有的选题都适合运用多媒体技术进行教学。在实施机械教学时,应结合机械教学课程的特点与难易程度,精心选择课题,一般都是语言难以表述、过于抽象、难以理解的知识点等,才会利用多媒体技术的图片与视频动画效果来进行知识点的呈现,能将多媒体技术的优势发挥到极致,既能提高教学质量,还能凸显多媒体技术的应用价值。若一些知识点没必要运用多媒体技术,则无需使用多媒体设备,否则会浪费时间,且教学实效性也不强。例如,在学习中职机械专业课程关于“渐开线齿轮转动”的知识点时,该项知识点理解起来有点难度,在渐开线性质、形成情况等方面,仅仅依靠教师的语言表述是无法实现的。若依靠简单挂图的方式来进行讲授,会让学生的思维较为模糊,一头雾水。此时,可利用多媒体课件对渐开线性质、形成过程、齿轮转动情况等进行直观、生动的展示,借助Flas对渐开线齿轮转动的过程进行模拟,特别是渐开线压力角、受力状态等内容,只有这样才能让学生深度了解与掌握渐开线的概念、性质与形成过程等知识。
2.融入情境化元素,以增强教学吸引力
中职学生正处于青春期,其心智与思维等尚未发育完全,对一些新鲜、热门物件等都充满好奇。开展机械教学时,应结合中职生的基本特点,利用多媒体技术来创设一定的趣味情境,将机械相关知识点融入到情境之中,学生在情境中体会与学习机械专业知识点,这样知识点接受起来更容易,且知识点接受速度更快,还能对学生产生吸引力,利于机械教学水平的提高。需注意的是,在情境设置时,应具备职业特色与职场特色,模拟机械制造业的真实场景,让学生参与其中,开展机械零部件重组、故障修理等操作,为未来学生步入职场环境进行预热。例如,在学习中职机械专业课程关于“组合体的三视图”时,为让学生直观地了解三维状态下组合体,正确地画出三视图,教师应设置职场环境,制造部需要根据设计图样来确定螺母与螺丝的规格,以“螺丝与螺母”为任务,让学生扮演设计者的角色,先画出该组合体的三视图,教师充当设计图样验收与审计人员的角色。在画三视图时,部分学生的抽象思维较差,仅仅能观察到二维状态的画面,无法获取三维立体状态的画面。此时,可应用多媒体动画技术来实现三维空间展示,能让学生直观、具体地观察到三维状态画面,进而画出正确的三视图。
3.选择电子案例,开展职业素质培训
中职机械教学的实施,在应用多媒体技术的同时,还应渗透一定的案例教学法,将案例教学与多媒体技术相结合,形成电子案例,借助电子案例来实施教学,能激发学生的学习兴趣,产生机械知识点探究与学习的动力。此外,电子案例都是职场案例,职业性强,在展示电子案例时,能让学生对职场环境、工作内容、职责等有一个初步的认知。例如,在学习中职机械专业课程关于零部件组装的知识点时,教师可借助电子平台对零部件安装的视频进行展示,此时,学生会意识到自身能力与职场要求的差距,让学生产生学习的动力。
四、小结
就目前中职机械教学现状来看,教学效果不理想、教学质量不高是突出问题。针对此类问题,中职院校应给予高度重视,加强设施建设,增加在教学设施上的预算,或者当地政府部门给予一定的经济支持,以减轻中职院校的经济负担。多媒体技术在中职机械教学中的应用,符合中职学生的兴趣与爱好,能调动学生参与课堂学习与实践的兴趣,可营造健康愉快的课堂环境,与此同时,还可将小组合作、案例教学、项目教学法等渗透其中,强调对学生职业素质的培养,符合中职教育的宗旨与目标。
参考文献:
[1]周春芹.论多媒体展示在中职机械教学中的应用[J].才智,2016(19).
[2]聂君.浅谈多媒体技术在中职机械专业课程教学中的应用[J].时代教育,2015(24).
[3]陈恒贵.多媒体技术在中职机械教学中的实践应用[J].科学中国人,2015(24).
关键词: 职业教育 《机械基础》教学 学习能力培养
机械基础是职校机械类专业的必修基础课程,对于职校生来说学习的难度确实是比较大的。一是因为他们缺乏一定的社会实践,对机械类没有相应的感性认识,他们与机械方面是“从未谋面”或者“少有认识却谈不上接触”;二是读图是机械类专业学习的基本能力,而职校学生还未能掌握应有的读图知识,这使他们学习起来更是难上加难;三是课程本身的理论性和实践性都比较强,光从教材表面和形式上来说的确枯燥乏味,由于难以激起学习兴趣而无形地增加学习上的难度。针对这种状况,如何开展课堂教学,提高专业学习兴趣,进而提高教学质效是非常严肃而重要的问题。本文就此简要阐述。
一、理论联系“实件”,有效强化学生的认知能力
正如《〈机械设计基础〉课程重点总结》中的“绪论”部分所说:“零件是制造的单元,构件是运动的单元。一部机器可以包括一个或若干个机构,同一个机构可以组成不同的机器。”机械类教学内容十分抽象,知识面比较广,在较强的专业理论教学中还包含着无数的概念性知识。比如第三章“凸轮机构”中的基圆半径、压力角、传动角、传动效率、有用分力、有害分力等;第九章“机器零件设计概率”中的机器磨损主要类型分为:磨粒磨损、胶合、点蚀、腐蚀磨损等。仅是如此众多的认知概念对于任何一个学习者来说,都无法轻松地掌握,而对于基础较差的职校生来说,更是勉为其难。因此,在职校机械基础教学过程中,尤其关于这样的理论教学和认知教学,鉴于部分学生的读图能力不够、水平不高,教师一定不能简单地对着插图“空口说教”,而要带着“实物或课件”进课堂,让学生在“看得见、摸得着”的实物前加强直觉感知。比如在教学齿轮各部分名称时,应让学生手里拿着“齿轮”,眼睛对着“齿轮”,一一认知齿根圆、基圆、分度圆等各个名称。开展这样的理论联系“实件”教学,既能激活课堂学趣,又能有效强化学生对机械概念的认知能力。
二、充分运用“科技”,有效深化学生的学习能力
在职校机械类教学过程中,认知教学与原理教学是它的“一胞两体”。如果说认知教学还能够有所感知的话,那么机械原理教学则是十分抽象的。而关于机械原理性方面的教学,既是课程教学的重点内容,又是教、学双方的难点所在。对此,以多媒体为主要代表的现代信息技术是目前最为先进的教学辅导手段。它不仅能补充大量的信息资料,以形象生动的演示效果创设课堂教学的有效情境,还能动静结合地突破重难点。比如在教学“齿轮传动”的内容中,关于“热处理”方面:钢在固体状态下被加热到一定温度,保温,不同的冷却方法,改变钢的结构,得到所需性能。退火――放在空气中缓慢降温;正火――空气中对流冷却;淬火――放在水中或油中冷却。对这样的机械原理,如果光靠教师的口语表述,即使描述得再准确再精彩,对所有学生来说也一时难以达到令人满意的效果。有鉴于此,我课前特意借用多媒体科技手段制作了教学软件,在课堂教学中适时地直观演示了“热处理”的全部过程,期间还根据学生的要求,对钢的三种冷却过程实行“定格演示”和“回放”,让学生从中饱览了动静结合的实际状态,在深化学习能力方面获得了事半功倍的效果。
三、开展双边教学,有效培养学生的探究能力
新课标理念在确立“教师主导、学生主体”的教学地位的同时,以提高学生专业化素养和促进终身发展为长远规划,积极倡导自主合作探究的学习方式。实践证明,在学校教育中,以分组合作探究为主的双边教学活动,是有效培养和发展学生自主学习能力的载体。此外,经常开展双边教学活动,还能增进学生之间的友谊和合作精神,有效养成良好的学习习惯,促使学生在“争先创优”中逐步培养学习品德和意志。这对于职业教育和职业学生来说,在诸多方面无疑是大有裨益的。当然,在课堂教学双边活动的培养之下,当学生的学习能力有了一定程度的发展之后,他们的自主学习则不受时间、空间和形式的限制,根据需要随时可以进行或独立思考或合作探究,以充分实现个体在学习中的自主价值,逐步形成学习状态下的良性循环。在职校机械类教学过程中,我们可以把诸如“机器的组成”、“凸轮机构”等介绍性概念性知识,以及学生通过自学能够理解掌握的如“力的基本性质”等方面知识,以给出学习提纲的方式,放手让学生进行自主学习和合作探究,着力培养学生的自主学习能力。
过程装备与控制工程专业主要课程
1.通识类课程
(1)人文社会科学类
除国家规定的教学内容外,由各高校根据办学定位和人才培养目标确定。
(2)数学和自然科学类
主要包括数学和物理学,并合理考虑化学和生命科学等知识领域。
数学主要包括微积分、线性代数、微分方程、概率与数理统计、计算方法等相关知识领域。物理学主要包括力学、热学、电磁学、光学、近代物理学等相关知识领域。
数学、物理学的教学内容应不低于教育部相关课程教学指导委员会制定的基本要求。各高校可根据自身人才培养定位提高数学和物理学(含实验)的教学要求,以加强学生的数学、物理学基础。
2.基础类课程
学科基础知识被视为专业类基础知识,教学内容应覆盖以下知识领域的核心内容:工程图学、力学(材料力学、理论力学等)、热流体(流体力学、热力学或传热学)、电工电子学、材料科学基础等。
3.专业类课程
过程装备与控制工程专业核心知识领域包括:机械设计及制造基础、过程(化工)原理、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术与应用等。
过程装备与控制工程专业就业方向
本专业学生毕业后可在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全等部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作
从事行业:
毕业后主要在机械、石油、新能源等行业工作,大致如下:
1、机械/设备/重工;
2、石油/化工/矿产/地质;
3、新能源;
4、环保;
5、其他行业;
6、制药/生物工程;
7、建筑/建材/工程;
8、仪器仪表/工业自动化。
从事岗位:
毕业后主要从事设备工程师、机械工程师、机械设计工程师等工作,大致如下:
1、设备工程师;
2、机械工程师;
3、机械设计工程师;
4、销售工程师;
5、压力容器设计工程师;
6、监理工程师;
7、设计工程师;
8、压力容器设计。
过程装备与控制工程专业培养目标
1.课程说明。《机械产品设计学》是我校“机械设计制造及其自动化”专业的一门专业课。该课程将《机械设计学》[5]作为主要教材,整合了《机械设计方法学》[6]的部分内容,以“产品”为研究对象,以“功能设计”、“结构设计”和“创新设计”为核心内容,其目的是使学生掌握产品设计的基本方法、促进设计过程中机械制图、力学以及机械设计、制造等方面基础知识的综合运用,启发创造性,训练和培养学生的机械产品创新设计能力。“功能设计”是《机械产品设计学》的核心内容之一,也是教学重点与难点,它要求学生学会运用“功能”的观点来看待产品,对产品进行功能分析。然而学生对于功能分析比较陌生,他们往往习惯于对机械产品进行结构分析和结构设计。因此在教学过程中,需要多方面探索,加强“功能原理设计”教学内容,注重培养学生的“功能”观点,改变学生只重视产品“结构”、忽视“功能”和不习惯对产品进行“功能思考”的现状,强化“功能设计”方面的训练。
2.科学素质教育的动因。《机械产品设计学》涉及到许多关于机械产品设计的方法,如系统工程方法、产品设计的一般进程、解决问题的逻辑步骤、黑箱法、功能分解、物场分析法、技术矛盾分析法等。学习和掌握机械产品设计的一般性、通用方法是课程的主要教学目标之一。然而,这些方法理论性较强,在学习过程中,学生往往感到比较枯燥、不容易理解,从而影响学习效果。实际上,《机械产品设计学》课程中讲述的关于机械产品设计的方法,不仅是指导机械产品设计活动的有效方法,还可以帮助我们正确、科学地思考问题、分析问题和解决问题,从而指导日常生活、学习、工作中一些问题的有效解决。因此,如果将机械产品设计中的一些问题及其设计方法,映射为日常生活、学习、工作中的有关问题与解决方法,进行类比讲解,将科学与人文相融合,教学内容会更加丰富、充实和生动,学生也会豁然开朗,促进所学知识的理解、掌握和实际应用。与此同时,学生也在潜移默化中学会了举一反三、触类旁通,并能够在今后的日常生活、学习、工作中,自觉地运用机械产品设计的相关科学思想方法去思考、分析和解决问题。由此可见,《机械产品设计学》课程为结合专业课教学、培养学生的科学思想方法提供了丰沃的土壤。设计的本质是革新和创造。机械产品设计中必须突出“创新”的原则,通过直觉、推理、组合等途径,探求创新的原理方案和结构,做到有所发明,有所创造,有所前进。此外,机械产品设计是一项十分复杂的工作,也是一项严肃的科学活动,需要一丝不苟的求实精神。因此,教师在《机械产品设计学》的教学过程中,有责任和义务有意识地结合教学内容进行科学精神教育,注重启迪学生的创新意识、培养创新精神,同时向学生强调做事、做学问必须本着严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风,培养学生对待科学工作和科学研究一丝不苟的求实精神。综上所述,结合《机械产品设计学》专业课教学,对学生进行科学思想方法的训练以及科学精神和价值观的熏陶,是对大学生进行全方位科学素质教育的良好途径。
二、培养学生的科学思想方法
在《机械产品设计学》这门课中,学生将学习和掌握很多有关机械产品设计的基本、一般性、通用方法。在教学过程中,本课程教师注意结合教学内容,有意识地将机械产品设计方法的相关知识上升到观点、精神、方法、思想的层次上,在培养和提高学生产品设计能力的同时,也使学生受到科学思想方法的训练,从而使学生在专业学习的过程中潜移默化地接受到科学素质教育,学会学习,并将一些方法自觉用于思考、分析和解决日常生活、学习、工作中的有关问题。下文结合系统工程思想方法和功能分解这两个教学内容,介绍本课程教师如何通过专业教学与科学素质教育的融合来提升大学生的科学素质。
1.系统工程的思想和方法。为了使学生能够正确、全面地理解“设计”,同时也促进学生更好地开展机械产品设计活动,课程教学一开始就从多个角度向学生阐释讲解“设计的基本内涵”。设计活动是一项系统工程,这是设计的基本内涵之一。然而对于“系统工程”,机械专业的学生并不了解。于是,我们进行了如下的延伸教学:首先,介绍了系统工程的概念,说明它是以大规模复杂系统为对象的一门交叉学科,而大规模复杂系统由许多相互作用、相互依赖、关系密切的子系统所组成。其次,举例说明载人航天工程、登月工程等都是典型的系统工程。再次,说明系统工程思想的核心是整体观念,就是要用系统的方法研究系统的对象,立足整体,统筹全局,全面规划,协调处理,使系统的总体与部分之间、部分之间、系统与环境之间达到辩证统一。然后,强调产品设计,尤其是大规模复杂产品设计,需要以系统工程思想和方法作为指导,这样才能处理好产品局部与整体之间的关系,通过协调配合实现整体最优,并有利于综合考虑产品全生命周期的各个环节以及人(产品使用者)-机(产品)-环境的大系统关系。接着,说明系统工程方法是一种现代的科学决策方法,也是一门基本的决策技术,可以帮助我们科学、全面地分析和处理问题,也能够有效指导解决日常生活、学习、工作中遇到的一些问题。例如,考研是高年级大学生面临的一个重大现实问题,专业教师应该积极加以引导。事实上,考研的准备及其整个过程涉及到方方面面,完全就是一项系统工程。因此,可以引导学生有意识地运用系统工程的思想和方法进行分析、决策和实施,对整个考研活动进行全局规划,对各方面需要解决的问题和矛盾进行协调考虑和处理,从而帮助学生顺利、成功地完成考研。最后,借助讲解闪耀着系统工程思想的杰出典范———都江堰水利工程,让学生在人文知识的学习中进一步体会系统工程的思想和方法。
2.由“功能分解”学会“任务分解”。“功能设计”是《机械产品设计学》的核心内容之一,也是教学重点与难点。所谓“功能设计”是指“功能原理设计”,包括“功能分析”和“工作原理设计”两个方面。“功能分解”是“功能分析”的重要内容,是指由产品的总功能分解得到各个分功能。“功能树”表示了总功能的分解情况,是描述产品的总功能、分功能以及对总功能进行逐层分解的一种图形工具,它既体现了功能分解的过程,也是功能分解的结果。因此,“功能分解”这一教学内容的讲解和学习是围绕“功能树”进行的。教学过程中,“功能树”的教学从什么是功能树(What)、为什么要对总功能进行功能分解得到功能树(Why)以及如何进行功能分解(How)这三个方面逐步展开。对于“功能树”的“What”方面,除了相关定义、概念的讲授外,重点是通过类比,讲解功能树中“上级功能”和“下级功能”之间“目的”和“手段”的关系,使学生能够轻松理解和很好地把握“功能树”的概念,在帮助学生学会看懂“功能树”的同时,也启发了功能分解的思路。在讲解“Why”的时候,首先从“抽象和具体”、“复杂和简单”的关系出发,向学生说明:功能分解是将产品抽象的总功能逐步具体化的过程,从而使得产品的功能易于实现;并且通过功能分解得到的各个分功能,其复杂程度相比总功能小得多,更容易实现。其次,通过举例,进一步说明功能分解的目的和意义,也让学生在直观讲解中更好地理解。最后,说明“功能分解是设计过程从抽象到具体的一种体现”,让学生更好地理解设计过程和进行产品设计。“功能分解”既是教学重点,也是难点。为此,在“How”的教学中,为了帮助学生适应和逐步习惯“功能思考”方式,掌握功能分解的方法,并能够灵活运用,我们反复向学生强调掌握分解思路的重要性,也非常重视思路、方法的启发教学,并注意多种教学方法的综合运用。例如,通过各种典型功能分解的案例分析,归纳总结出4条思路,帮助学生根据不同产品的特点,按照一定的逻辑步骤完成分解工作;通过大量案例教学,引导学生熟练掌握功能分解方法。此外,在“how”的教学中,注意采用师生互动的教学方法,调动学生的积极性,提高学习热情。首先,布置开放式作业,选取学生比较熟悉的产品对象和日常生活中的小家电产品,如减速器、吸尘器、榨汁机、咖啡壶、加湿器等,让学生进行功能分析,画出功能树,并了解和分析产品的工作原理。然后,鼓励学生制作PPT和走上讲台,以PPT的形式对作业进行汇报,并组织同学们一起讨论。在汇报、讨论的过程中,教师注意捕捉学生思维中的闪光点,对于新颖、巧妙的解答方案及时鼓励。设计问题不同于计算问题,具有多解性,没有标准答案。开放式作业可以促进学生开动脑筋、积极思考,通过查阅资料、产品拆装、咨询讨论等多种途径探求解答方案,通过自主学习、探究学习和趣味学习,进一步巩固掌握所学的知识、方法,提高产品设计与分析的能力。教学过程中,学生们普遍反映,开放式作业和汇报、讨论的师生互动教学激发了他们学习的主动性和积极性,也为他们提供了自我展示的机会,各方面能力得到了综合锻炼。“功能分解”是将抽象、复杂的总功能逐层分解得到具体、简单的各个分功能,从而使产品的功能更容易实现,其思想实际上体现了“任务分解”的思想:对于一个复杂问题,直接对它进行求解往往很困难,一个通常的办法是先将原来的任务进行逐层分解,得到多个相对简单、具体的子任务,然后对这些子任务进行求解,从而完成对原来复杂问题的求解。由此,在教学过程中,教师会很自然地由“功能分解”联想和引出“任务分解”,并引导学生运用“任务分解”的思想、方法分析和解决日常生活、学习、工作中的一些复杂问题。例如,考研不仅是一项系统工程,也是一项十分复杂的重大任务,如果同学们在对考研进行全局规划的基础上,利用“任务分解”的思想,将考研任务逐层分解为若干个子任务,然后各个击破,考研过程将会更加科学、有序。从上述“功能分解”知识点的教学过程中可以看出,教师十分注意思路、方法的分析、归纳和引导,同时也注意将知识上升到观点、精神、方法、思想的层次上,从而结合专业教学,很好地对学生实施了科学素质教育。
三、提升学生的科学精神
科学精神是指由科学性质所决定并贯穿于科学活动之中的基本的精神状态和思维方式,是体现在科学知识中的思想或理念。科学精神的提升不仅能够帮助大学生培养正确的科学观,与此同时也影响着大学生的世界观、人生观、价值观。事实上,科学精神和人文精神是有机融合、相互渗透的。结合专业教学,以人文知识、人文精神为桥梁,让学生体会和感受科学精神、受到熏陶,是提升学生科学精神的良好途径。创新是机械产品设计的本质要求,而严谨求实、一丝不苟则是设计者所必须具备的科学态度和科学作风,其二者都是科学精神的重要体现。下文以创新精神和严谨求实精神为例,介绍本课程教师在《机械产品设计学》的教学过程中,如何有目的地结合教学内容,适当引入学生感兴趣的人文知识,使学生通过人文精神和科学精神的有机融合,在开阔眼界、丰富知识、陶冶情操的同时,体会和感受科学精神并进行自我提升。
1.培养创新意识和创新精神。“创新设计”是《机械产品设计学》的核心内容之一,而启发创造性、训练和培养学生的创新设计能力是课程的重要教学目标。围绕“创新设计”的相关教学内容,本课程教师在教学过程中注意深入浅出、循序渐进,专业教学与创新教育融为一体。首先,从设计内涵出发,说明“设计的本质是革新与创造”,让学生认识到创新在机械产品设计中的地位和重要性。其次,讲解考虑产品的不同属性(包括功能、原理方案、结构、外观等),从不同的角度和方面进行创新设计,并强调功能创新、工作原理创新,这是产品创新的根本所在。鉴于学生对“功能原理”以及“功能原理创新”的教学内容比较陌生,在对比分析讲解了激光加工机床和金属切削机床的工作原理之后,梳理分析讲解了火车和打印机功能原理的演进过程,接着对各种钟表、显示设备的不同功能原理进行发散、分析,从而在生动活泼的趣味讲解中,引导学生更好地理解和巩固掌握“功能原理”的概念,同时启发思维,开阔思路。然后,结合典型创新设计案例的分析,对创新思维特点、创造性思维方法、创造技法等进行讲解,让学生对创新设计的有关知识、原理、方法、思想获得整体、全面的了解和认识,同时通过案例分析法,深入浅出、虚实结合,让学生对理性的知识、思想、方法获得直观、感性的认识,提高讲授效果。最后,补充讲解全国大学生机械创新设计大赛的相关内容。通过介绍历届大赛的主题、内容以及比赛程序,使学生对全国大学生机械创新设计大赛有比较全面的了解和认识,便于学生为参加比赛做好相应的准备工作。此外,选取部分获奖优秀设计作品,分析其设计目的、工作原理、设计方案、功能及特点、主要创新点,并播放作品演示的视频录像,从而使学生获得对机械创新设计的感性认识,消除对创新设计的神秘感,激发他们的创新意识和创新热情,同时在一定程度上为学生的机械创新设计活动提供启发思路。
创新教育的目的是提高学生的创新素质,使他们能够打破常规、突破传统,具有敏锐的洞察力、直觉力、丰富的想象力、预测力和捕捉机会的能力等等,从而使思维具有一种超前性、变通性。科学家的故事可以帮助人们了解科学家的成长经历和科学研究以及科学发明、发现的过程,从中学习科学家的科学思维方法,感受和学习科学家的情感、品德和价值观,受到鼓舞。在“创新设计”教学过程中,结合相关教学内容,和学生一起分享科学家的故事,这是结合创新设计专业教学开展创新教育、培养学生的创新意识和创新精神的重要途径。为此,我们在授课过程中穿插讲解了许多科学家关于创新的故事。例如,分享德国科学家魏格纳的个人经历,以及他面对世界地图,通过奇妙联想提出了著名的“大陆漂移学说”,帮助学生认识和重视联想、想象等感性思维对于创新的重要性。分享了富兰克林揭示雷电秘密、发明避雷针的过程以及著名的“费城实验”,让学生认识到强烈的好奇心和浓厚的兴趣对于创新的巨大推动力,感性地了解到通过联想、推想、假设、实验、验证等一系列步骤进行发明、创造的创新思维方法和过程,强烈感受到科学家不畏艰难、勇于探索、执着追求真理的科学精神,激发学生的创新热情和创新意识。又例如,iPhone、iPad等是风靡全球的电子产品,也深受大学生喜爱。于是分享了美国苹果公司创始人、前首席执行官斯蒂夫·乔布斯这位贴上“创新”标签的传奇人物的人生经历,展示了他给现代通讯、娱乐、生活方式等带来的深刻改变,并通过他对世界的贡献以及世人对他的评价,让学生强烈认识到乔布斯拥有的那种全人类共同珍视和稀缺的财富:“创新精神和富有想象力的心灵”,由此激发、鼓励学生的创新。
关键词:机械基础 思维方式 教学方法
随着控制技术在机械行业中的广泛应用,掌握机械基础的基本概念、基本原理和基本方法已成为机械专业学生进行机电液产品设计、制造、生产管理必备的基本知识和基本技能。《机械基础》课程具有理论性强、系统性强、逻辑性强的特点,导致学生普遍感觉这门课程学习难、作业难、实践难。要学好这门课程,对学生提出三个基本要求:较好的数理功底、一定的机械背景、较强的逻辑分析能力。尤其是机械专业的学生,前期学习了机械制图、机械原理、机械设计等课程,初步培养了学生的形象思维方式,然后再将抽象的内容具体化、实践化、工程化,教学过程中应在以下几个方面下功夫。
一 基于所学理论培养学生的逻辑分析能力
《机械基础》是应用数学手段,基于物理学、电工电子学、力学、机械原理等知识建立系统数学模型,将机械系统抽象为数学模型的形式,进行性能分析和设计计算。因此,要求本专业的学生具有良好的数学、物理、力学、电学、机械学的基础,有一定的机械方面的专业知识,而且具备多学科的知识积累。要想学好这门课程,如果学生之前没有学习工程数学,这里需要有针对性地补充与本课程直接相关的知识,尽量做到教会学生怎样应用定义、定理,而不是定理的证明过程。有些涉及到物理学、电工电子学、力学知识,学生们虽然学过相关课程,但是时间一长就印象不深刻,因此,在每次课程结束前把下次课程会用到的有关知识点给学生一一列出,让学生课后提前复习已学过的基础知识,在下次课堂上只需对要用到的基础知识作些简单的提示或回顾,在旧知识与新知识之间架起一座桥梁,新旧知识有效衔接,达到事半功倍的效果。例如:在机械建模这章中,用到"牛顿第三运动定理"、"基尔霍夫定律"等知识,在系统时域性能分析这章中用到一阶微分方程和二阶微分方程的求解知识。这时老师要及时提醒学生,或者点到为止地重复这部分内容,这样学生在建立数学模型时就会很清楚地知道这些数学模型是建立在哪些理论基础之上,并且知道如何应用原来学过的定理或定律去分析问题、解决问题,构建一个完备的知识框架,也能够从中体会到原来各门学科之间是相互联系、相互衔接的,只有融会才能贯通,学生自然逻辑清晰,分析能力自然提高。
二 将抽象的内容具体化、实践化、工程化
《机械基础》中大部分定义、理论和方法都是比较抽象的,在教学过程中如果仅限于理论的介绍和论述,学生不仅会感觉空洞乏味,而且有无本之木、无源之水的感觉。如果教师能够结合一些具体而又形象的例子会产生事半功倍的效果。例如:在机械系统的稳定性这一章中,讲到系统稳定性和不稳定性定义的时候,笔者就列举两个实例,一个是倒立摆试验台,一个是起重机的起升机构的末端部分--钢丝绳、吊钩和货物组成的正摆机构。倒立摆源于火箭发射瞬间的状态,是一种不稳定的系统通过稳定控制手段,使其稳定倒立的一个典型教学实例;而起重机货物摆动是在受到外界干扰作用下在铅垂方向附近摆动,最终在空气阻力作用下恢复到铅垂方向,这个铅垂向下的方向就是它的平衡位置;而倒立摆的平衡位置是铅垂向上的位置,在外界干扰作用下离开平衡位置,如果无外力作用再也无法恢复到它的平衡位置。通过这两个机械实例形象直观地介绍了系统稳定性与不稳定性这两个抽象的概念,不需要太多的解释。
三 从生活实例中发现问题、分析问题,培养学生的洞察力
减少抽象模型例题,增加生活实例和机械典型案例,同时把机械领域的前沿课题以及研究结果作为实例引入到教材之中。例如:在讲解机械摆动性能分析这章中的二阶振荡环节的时域响应这部分内容时,涉及到振动频率、系统激励、系统响应、响应幅值的概念,将货郎担振动现象作为典型实例。货郎行走就是系统激励,货郎担的上下振动就是系统响应,振动的大小就是振动幅值。不同材质、不同尺寸、不同截面形状的货郎担振动的频率不同,如果货郎行走的频率与货郎担的频率一致,这样就发生共振,货物按照货郎行走的频率,在随着货郎向前运动的同时,做上下振动,这样货郎挑着货物就省力,这也是人们不把货郎担做得太硬,而是有一定弹性的原因。例如:在二阶欠阻尼系统中介绍无阻尼固有频率、有阻尼固有频率和阻尼系数等概念时,列举行驶在马路上的汽车发生上下颠簸的现象。汽车底盘下都有减振弹簧和阻尼器,目的是为了降低由于路面起伏引起的车体上下振动问题。汽车的质量是m,减振弹簧刚度为k,阻尼器阻尼系数是b,则系统固有频率,阻尼比,如果弹簧太硬、阻尼系数太小起不到减振的作用;如果弹簧太软、阻尼系数太小消振太慢,路面没有起伏的情况下,车体还在振动。因此,如何设计、计算汽车的减振弹簧和阻尼器参数。使汽车有合理的振动频率和阻尼比,得到缓冲减振的效果,同时,还要避免汽车振动频率与路面起伏频率相一致的情况。介绍从具体生活实例或工程实例到各个环节模型,最后到数学模型的过程,培养了学生从具体实例到数学模型的建模能力。
四 培养学生用创新的思维方式解决机械实践问题
要实现机器运动可以通过机构驱动的方式,也可以通过控制手段,还可以通过机构与控制系统相结合的方式。不同的机器具有不同的固有特性,只有在掌握了其动力学特性的基础上,才能确定驱动方案,其中必有一种方案是最佳的。学生在机械原理课程中学习了各种机构,掌握了机构的运动规律。而本课程教会学生除了应用机构驱动机器,还可以应用控制手段实现机器更加复杂的运动,让学生了解如何将经典控制论应用于机械实践中,根据"时域性能分析和频域性能分析"的知识分析系统的动态性能,根据"系统性能校正"的知识设计控制系统,改变系统的运动特性,达到期望的运动目的。
参考文献
[1] 杨叔子:《机械基础》(第三版),华中科技大学出版社,2011年
[2] 周先辉:面向能力培养的《机械基础》课程教学方法探索,《高教论坛》,2012年第11期
关键词:机械原理;双语教学,现代化教育技术
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0030-03
一、多媒体双语教学的意义
随着中国经济的飞速发展和全球化程度的推广,中国与国际的交流已经非常频繁。为使高等学校毕业生能够达到具有参与国际竞争和赢得国际竞争的要求,高等学校对专业人才的英语能力、特别是英语应用能力进行有计划有步骤的培养已经成为一项迫切的任务[1-10]。双语教学可以促进学生更好地掌握专业知识,培养使用英语进行思维和交流的习惯和能力。高校推行双语教学有利推进我国社会和高校的国际化程度,有利于学生更自信地接受国际化挑战和为国家服务。如何开展、组织好双语教学,针对我国高校的具体情况总结出双语教学的经验,是目前重要的研究课题。结合当前现代化教育背景,针对《机械原理》课程深化教学改革,创建突出培养学生实践创新能力的教学新体系,提高机械原理课程教学水平,提升我校办学水平,为我校培养出高质量的、具有社会竞争力的人才提供先进的教学体系支撑。研究在使用多媒体课件条件下,给学习者创造学习和使用英语的空间,使学生在掌握学科知识的同时,能够尽可能多地使用需要他们掌握的英语,具有重要意义。
二、国内机械原理双语教学现状
教育部在2001年提出了“积极推动使用英语等外语进行教学,以适应经济全球化和科技革命的挑战”的倡议,提出了加强大学本科教学的12项措施,其中要求全国高校在三年内开设5%-10%的双语课程,并引进原版教材和提高师资水平。许多学校积极响应号召,在“十五”、“十一五”期间,开始了一批示范双语教学课程。关于“机械原理”课程也已经有部分高校开始进行了双语教学,如:清华大学、东南大学、福州大学、山东大学等。2001年由叶仲和、蓝兆辉与M.R.Smith合作出版的《Mechanisms and Machine Theory》是建国以来由中国教师编写的第一本英文机械原理教材。之后有2005年Charles E. Wilson,J. Peter Sadler著、秦伟编写的《Kinematics and Dynamics of Machinery》以及2007年由Robert L.Norton原著,韩建友改编的《Design of Machinery》出版。作为一种新生事物,“机械原理“教学,面临着师资培养、课程设置、教材编写等一系列课题。对于现有的中文授课形式,采用现代化教育技术手段应用于机械原理课程的教学已经比较成功。如何将英语的授课与现有的机械原理课程相结合,有利于该课程教学的开展,是一个重要的课题。目前国内,对于双语教学实践方法的研究,已经积累了一定程度的经验[1-10]。例如,对于双语教学的模式选择问题、教师水平问题、学生英语强化问题、教材选用问题等方面的研究。
三、我校开展双语教学的实践和总结
本课程所依托的机械原理课程为山东省精品课程,所在教学团队为省级教学团队,具有良好的教学研究和改革基础。通常采用双语教学需要适当增加教学课时,对于我们所讲授的班级,在教学大纲所定课时已定的情况下,本学期采用对连杆机构和轮系两章进行了过渡式双语教学。任课教师将现有多媒体课件修改为英语形式,教师课堂以英文讲授为主,在必要的时候增加中文解释。课前发给学生英文阅读资料和专用词汇目录。对于其他章节,则以给学生发英文阅读资料,学生需要翻译后提交读书报告,任课教师再给予修改并展开课堂讨论。为提高和巩固学生英文掌握水平,定期举行小测试。为与其他非双语教学班级统一考试,考试题目并未含有英文试题。期末考试成绩显示,两个班学生的知识点掌握情况与其他班级相当。我校使用的《机械原理》教材为高等教育出版社出版的,孙桓、陈作模、葛文杰主编。该教材为一本优秀的教材,目前已经出版7版,第8版在准备出版过程中。英文参考教材选用Charles E.Wilson,J.Peter Sadler著秦伟编写的《Kinematics and Dynamics of Machinery》以及Robert L.Norton原著,韩建友改编的《Design of Machinery》。西北工业大学版的《机械原理》教材十分适用于国内机械专业的要求以及学生考研的要求。两本英文参考教材则各有所长,侧重点不同。同中文教材相比,英文教材更突出了机器和机构的发展前沿,如对柔性机构、微机电系统、解析法的详细介绍如牛顿-拉普森法的引入、工程实际中复杂形状凸轮的设计和分析、工程中轮系应用的实例,等等,都比使用的中文教材要好。对于《机械原理》双语教学来说,应保证学生对中文教材各知识点的理解,此是第一位要求也是根本,即双语教学不妨碍学生对知识点的掌握;在当前国际化的大背景下,保证学生对与中文机械术语对应的英文专业词汇及英文句式的理解和把握,此是第二位要求;在第一点和第二点基础之上,介绍国外教材的先进教学理念和学科进展前沿,此是第三位要求,也是最高的要求。目前所授课的本科生为大三学生,基本上英语四级考试已经通过,部分同学已经通过英语六级考试。因此对于正常的英文阅读和理解问题不大。即第一位和第二位要求可得到保证。对于第三位要求,对教师和学生的挑战最大,但也是值得努力的方向。授课过程中最大的问题是学生的听力水平不高,因此在授课中采用课前发放英文阅读资料和专业词汇供学生预习,课堂中对于重要的知识点用中文复述和强调。
本课题在现代化教育背景之下,针对机械原理课程教学进行深化改革,致力于研究能够培养学生使用双语进行学习和思维的先进教学模式和思想,提出新的教学方法。本课题能够反映当前先进的教育教学理念和目标。本课题研究的方法和技术路线,不仅对于适用于《机械原理》课程教学改革,而且,对于机械类其他课程的双语教学改革也具有较好的理论指导意义和参考价值。
参考文献:
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[3]周传喜.“机械原理“双语教学的效果分析与改善途径[J].中国电力教育,2009,(3)132:61-62.
[4]付宇明,郑丽娟,陈革新.机械原理课程双语教学法研究[J].太原理工大学学报(社会科学版),2008,(6)26:25-27.
[5]韩建友,于晓红,邱丽芳.机械原理双语教学实践与思考[J].中国大学教学,2003,(11):26-27.
[6]郑晓雯.机械原理课程双语教学的研究与探索[J].高教论坛,2007,(4)2:95-98.
[7]杨样,张洪峰.《机械原理》课程双语教学改革的探索与实践[J].装备制造技术,2010,(7):207-208.
[8]张铁,李杞仪,李琳.机械原理双语教学实践初探.高等理科教育,2006,(1)65:76-79.
依据国家“十二五”规划纲要、党的十精神和新世纪机械工程高等教育的主要教学目标,加快教育改革发展,加强培养具有工程实践能力的创新型工程技术人才。笔者转变教育思想,调整机械基础课程教学目标,编写教材,更新教学内容,创新教学方法,拓宽实践平台,建立机械基础课程教学新体系。
1.调整教学目标
以培养创新型工程人才为目标,通过机械基础课程,使学生学会如何将基础理论知识用于工程实际设计中,达到“懂理论、会设计、知发展、想创新”的目标要求。
2.根据教学改革需要,推进教材建设
为提高工程人才实践应用能力,机械基础教学团队2006年编写的21世纪高校机电类规划教材《机械原理》使用至今。2008年编写《机械设计》教材,后于2011年修订《机械设计》教材,并邀请国内知名专家吴宗泽教授作为主审,由机械工业出版社发行。2002年,为适应我校轻工专业特色的需求,对近机类、非机类机械基础进行了较全面深入的改革,在21世纪教材指导方针下,编写《机械基础》教材并出版。2005年,为进一步加强教材的实践性,淡化公式理论推导,与后续各轻化工专业机械相结合,编写了21世纪高校机电类规划教材《机械设计基础》,并由机械工业出版社出版,在此基础上,2013年修订并出版《机械设计基础》第二版。
3.更新教学内容
为实现上述目标,在课程理论教学方面,继续坚持“以设计为主线,以加强工程实践能力培养为核心”的改革思路。课程教学内容必须反映机械学科发展的最新成果和方法,同时,恰当解决内容在增加、学时要压缩的矛盾,以减轻学生负担,扩大学生自主学习空间的矛盾。为此,适当删除一些在工程实际中基本不再使用或已失去指导意义的内容以及对先修课程内容重复的部分,重点培养学生应用现代设计方法和手段,运用理论知识等解决工程实际问题的思维方法和基本技能。在机械原理课程中,增加机构方案设计和机构创新设计等方面的内容,在机械设计课程中,增加现代设计方法、机械结构创新设计等方面的内容,并且新增通识选修课“工程设计”。
4.创新教学方法
以现代教学手段补充传统教学方式,更加形象生动地帮助学生建立基本概念。以精品课程网络建设补充课堂教学和课后答疑,帮助学生及时解决学习中的问题。案例教学中,以认知实习、生产实习及日常生活中学生见过的机械为例,更加直观地帮助学生理解基本原理。启发、探究式方法结合大作业,帮助学生掌握基本方法的基础上,学习提出问题、解决问题的思路。
5.在现有实践教学的基础上,加强平台建设
机械基础课程在前期认知实习、生产实习及典型零件测绘的基础上,加之课程设计、实验及大作业,还是使学生感觉到理论与实践之间的距离,尤其有部分学生感觉到有“吃不饱”的现象。自2004年起,组织并指导学生参加全国大学生机械创新大赛,2011年起,组织并指导学生参加全国大学生工程综合能力训练竞赛,同时,多次指导学生参加大学生挑战杯。为支持这些学生课外科技活动,学院成立了机械创新基地,并不断完善。2012年,教育部关于做好“本科教学工程”,提出实施大学生创新创业训练计划,这一计划的实施,使笔者以竞赛要求为题目、短期性的学生课外科技活动,转变成常态化的课外科技创新能力训练,使开放的创新基地更加繁忙。该团队教师所指导的创新项目占到学院总项目的半数以上。这些平台的搭建,使更多的学生有机会参与课外科技创新活动。从选题、到方案设计、完善、结构设计、改进、图纸绘制、材料采购、零件加工、装配、调试、再改进、创新成果的报告撰写、答辩验收等一系列环节,锻炼了学生的思维能力、动手能力、实践能力、解决问题的能力,及工程的严谨与做事的坚持。他们的能力得到了锻炼,创新思维得到了提高,知识结构得到了完善。
6.大学生课外科技活动反哺教学
大学生课外科技活动不仅提高了学生的工程能力,同时使学生认识到理论学习的重要性,发现知识结构的缺陷,理解课程的衔接与综合应用,提高了理论学习的积极性、主动性,带着问题走进课堂。同时,笔者又将这些作品带进课堂,这些鲜活的案例,活跃了课堂气氛,极大地调动了学生们学习机械基础课程的兴趣。课外科技活动除了将学生带进课堂,更是将学生推向社会和市场。为了完成选题,他们走出了校园,擦亮了眼睛,观察了生活与生产;为了加工制作,他们走进了市场,认识了材料,理解了公差,学会了制图。而这些收获,无一不有助于综合教学效果的提高。它不仅仅提升了机械基础课程的教育教学质量,同时项目完成过程中所涉及的一系列理论课程和实践教学环节都得到了重视。课外科技创新活动拓宽了机械基础系列课程的课程设计选题,对于陈旧、单一的课程设计题目很难调动学生的学习积极性。例如在机械原理课程设计中,笔者采用教师提供选题、当年的学生竞赛题目或由学生自由选题与教师审核相结合的方法。课外科技活动提高了大作业的完成质量,例如机械原理课程中平面连杆机构、凸轮机构等章节“计算机辅助机构分析与设计”大作业,为使其计算结果应用于下一步的设计,计算更加仔细认真。课外科技活动改善了部分创新型、综合型实验的完成效果。另外,机械类课外科技活动使得我校其他近机类、非机类专业的学生有机会参与非主修专业的课外科技活动,拓宽了学生的知识面,为行业设备的认识打下了良好的基础。
二、教学效果
关键词:机械基础;教学改革;创新;工程人才培养
作者简介:闫茹(1980-),女,陕西西安人,陕西科技大学机电工程学院,讲师;郑甲红(1963-),男,陕西宝鸡人,陕西科技大学机电工程学院,教授。(陕西 西安 710021)
基金项目:本文系“陕西省省级教学团队――机械基础课程教学团队”的阶段性研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0132-02
根据陕西科技大学(以下简称“我校”)实际情况,机械基础系列课程包括:机械原理、机械设计、机械基础,均属于“技术基础课”,它们是基础课程与专业课程之间的桥梁,是从理论到实践的过渡。培养具有工程实践能力和创新能力的高素质机械工程技术人才,是新世纪机械工程高等教育的主要教学目标。[1]根据这一目标,以转变教育思想和观念为先导,以机械基础系列课程教学改革为核心,以大学生课外科技创新活动为平台,全面培养机械类创新型工程人才。
一、机械基础课程与学生工程能力的现状和存在的问题
机械基础系列课程是机械类、近机类专业的必修课,早期课程体系和内容主要沿袭老的模式,即以机构分析、设计和典型零件设计计算为主线,很少涉及机械系统总体方案设计、创新设计及工程设计等方面的内容。[2]授课中注重知识传授和具体的分析计算,缺少工程实践能力的培养。这些使得工科毕业生存在以下突出问题:缺乏工程实践能力和工程创新意识,专业面狭窄,动手能力差,综合素质低下,所学知识陈旧等。[3]
机电工程学院作为教学研究型学院,机械工程作为工科专业,以重点培养从事工程技术开发和应用的设计工程师和生产工程师为主要目标。其本科毕业生除少部分进入更高层次的教育,大多数将主要到大中型企业或工程设计院从事大中型工程项目的开发、设计、施工等方面的工作,其中一些人还要工作在生产第一线。
针对学生中存在的主要问题,依据机电工程学院学生培养定位,机械基础课程教学团队提出推进机械基础课程教学改革,依托大学生课外科技创新活动平台,加强培养机械类创新型工程人才。
二、机械基础课程教学改革措施
依据国家“十二五”规划纲要、党的十精神和新世纪机械工程高等教育的主要教学目标,加快教育改革发展,加强培养具有工程实践能力的创新型工程技术人才。笔者转变教育思想,调整机械基础课程教学目标,编写教材,更新教学内容,创新教学方法,拓宽实践平台,建立机械基础课程教学新体系。
1.调整教学目标
以培养创新型工程人才为目标,通过机械基础课程,使学生学会如何将基础理论知识用于工程实际设计中,达到“懂理论、会设计、知发展、想创新”的目标要求。
2.根据教学改革需要,推进教材建设
为提高工程人才实践应用能力,机械基础教学团队2006年编写的21世纪高校机电类规划教材《机械原理》使用至今。2008年编写《机械设计》教材,后于2011年修订《机械设计》教材,并邀请国内知名专家吴宗泽教授作为主审,由机械工业出版社发行。2002年,为适应我校轻工专业特色的需求,对近机类、非机类机械基础进行了较全面深入的改革,在21世纪教材指导方针下,编写《机械基础》教材并出版。2005年,为进一步加强教材的实践性,淡化公式理论推导,与后续各轻化工专业机械相结合,编写了21世纪高校机电类规划教材《机械设计基础》,并由机械工业出版社出版,在此基础上,2013年修订并出版《机械设计基础》第二版。
3.更新教学内容
为实现上述目标,在课程理论教学方面,继续坚持“以设计为主线,以加强工程实践能力培养为核心”的改革思路。[4]课程教学内容必须反映机械学科发展的最新成果和方法,同时,恰当解决内容在增加、学时要压缩的矛盾,以减轻学生负担,扩大学生自主学习空间的矛盾。为此,适当删除一些在工程实际中基本不再使用或已失去指导意义的内容以及对先修课程内容重复的部分,重点培养学生应用现代设计方法和手段,运用理论知识等解决工程实际问题的思维方法和基本技能。在机械原理课程中,增加机构方案设计和机构创新设计等方面的内容,在机械设计课程中,增加现代设计方法、机械结构创新设计等方面的内容,并且新增通识选修课“工程设计”。
4.创新教学方法
以现代教学手段补充传统教学方式,更加形象生动地帮助学生建立基本概念。以精品课程网络建设补充课堂教学和课后答疑,帮助学生及时解决学习中的问题。案例教学中,以认知实习、生产实习及日常生活中学生见过的机械为例,更加直观地帮助学生理解基本原理。启发、探究式方法结合大作业,帮助学生掌握基本方法的基础上,学习提出问题、解决问题的思路。
5.在现有实践教学的基础上,加强平台建设
机械基础课程在前期认知实习、生产实习及典型零件测绘的基础上,加之课程设计、实验及大作业,还是使学生感觉到理论与实践之间的距离,尤其有部分学生感觉到有“吃不饱”的现象。自2004年起,组织并指导学生参加全国大学生机械创新大赛,2011年起,组织并指导学生参加全国大学生工程综合能力训练竞赛,同时,多次指导学生参加大学生挑战杯。为支持这些学生课外科技活动,学院成立了机械创新基地,并不断完善。
2012年,教育部关于做好“本科教学工程”,提出实施大学生创新创业训练计划,这一计划的实施,使笔者以竞赛要求为题目、短期性的学生课外科技活动,转变成常态化的课外科技创新能力训练,使开放的创新基地更加繁忙。该团队教师所指导的创新项目占到学院总项目的半数以上。
这些平台的搭建,使更多的学生有机会参与课外科技创新活动。从选题、到方案设计、完善、结构设计、改进、图纸绘制、材料采购、零件加工、装配、调试、再改进、创新成果的报告撰写、答辩验收等一系列环节,锻炼了学生的思维能力、动手能力、实践能力、解决问题的能力,及工程的严谨与做事的坚持。他们的能力得到了锻炼,创新思维得到了提高,知识结构得到了完善。
6.大学生课外科技活动反哺教学
大学生课外科技活动不仅提高了学生的工程能力,同时使学生认识到理论学习的重要性,发现知识结构的缺陷,理解课程的衔接与综合应用,提高了理论学习的积极性、主动性,带着问题走进课堂。同时,笔者又将这些作品带进课堂,这些鲜活的案例,活跃了课堂气氛,极大地调动了学生们学习机械基础课程的兴趣。
课外科技活动除了将学生带进课堂,更是将学生推向社会和市场。为了完成选题,他们走出了校园,擦亮了眼睛,观察了生活与生产;为了加工制作,他们走进了市场,认识了材料,理解了公差,学会了制图。而这些收获,无一不有助于综合教学效果的提高。它不仅仅提升了机械基础课程的教育教学质量,同时项目完成过程中所涉及的一系列理论课程和实践教学环节都得到了重视。
课外科技创新活动拓宽了机械基础系列课程的课程设计选题,[5]对于陈旧、单一的课程设计题目很难调动学生的学习积极性。例如在机械原理课程设计中,笔者采用教师提供选题、当年的学生竞赛题目或由学生自由选题与教师审核相结合的方法。课外科技活动提高了大作业的完成质量,例如机械原理课程中平面连杆机构、凸轮机构等章节“计算机辅助机构分析与设计”大作业,为使其计算结果应用于下一步的设计,计算更加仔细认真。课外科技活动改善了部分创新型、综合型实验的完成效果。
另外,机械类课外科技活动使得我校其他近机类、非机类专业的学生有机会参与非主修专业的课外科技活动,拓宽了学生的知识面,为行业设备的认识打下了良好的基础。
三、教学效果
通过机械基础课程教育教学改革的一系列措施,提高了本科教学质量,学生创新能力、工程应用能力大幅度提升,学生课外科技活动成果数量连续几年明显增长,该团队被批准为2013年省级教学团队。为进一步提升人才培养质量,笔者将继续研究、改进教学方法,探索机械基础系列课程及实践环节的考核评价体系,拓宽学生实践环节的方式和渠道,加强和完善学生课外科技活动平台建设和指导教师队伍建设,使更多的学生变被动学习为主动学习、自主学习,全面提高学生的工程素质和创新能力,实现培养创新型工程人才的目标。
参考文献:
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