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关键词:基础学科;科研发展;措施
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0012-02
科学研究是高等教育的基本职能之一,然而以往高校基础学科多侧重于培养人才的高等教育职能,较少关注其科学研究的高等教育职能,因此相比于应用学科,基础学的科研发展一直处于劣势。进入21世纪,科学技术快速发展,新技术、新理论和新方法不断涌现,对基础学科的科学研究产生了重大冲击,从自身长远发展来看,科学研究也是制约基础学科发展的关键因素之一,推进基础学科科研发展已刻不容缓。基于此,本文通过分析制约高校基础学科科研发展的主要因素,从教师管理制度、融资渠道建设、科研激励机制等方面探讨了推进高校基础学科科研发展的措施。
一、高校基础学科科研发展的重要作用
基础学科主要研究社会基本发展规律,提供人类生存与发展基本知识[1],虽然不能直接转化为现实的生产力,不能带来直接的经济效益,却是应用学科科研发展的基础和后盾,并从根本上制约着人才培养的质量和科学研究的水平。因此,缺乏雄厚的基础学科科研实力作为支撑,不仅会制约应用学科的科研发展,长此以往,整个学校的科研进程也会受到影响。另一方面,基础学科的科研发展对高校教学质量亦有促进作用[2]。教学工作是学校经常性的中心工作,基础课教学更是教学工作的重中之重。基础课教师从事科研,有助于培养其善于探索、勇于创新的精神,也有助于发现新的研究手段和研究方法,而教师的求异思维、发散思维又会通过言传或身教有形无形地影响学生。现代大学生已不满足于按教科书或讲稿教学的传统模式,他们希望在课堂上听到新知识、新理论,了解科研的新成果、新发展,如果教师能够在基础课教学中引入该学科自己或他人最新的研究成果和研究思路,不仅可以充实更新教学内容和教学案例,更有助于开拓学生的学术视野、培养学生的创新精神,从而有效提升教学效果、提高教学质量。
二、制约高校基础学科科研发展的主要因素
1.教学任务繁重。基础学科承担了全校数学、物理、英语等公共课的教学任务,加之招生规模不断扩大,致使基础学科教师的教学任务日趋繁重,备课、讲课、批改作业、辅导等教学环节占用了教师的大部分时间和精力,并且一个合格的教师还要具备多方面的素质和修养,因此许多教师无暇顾及科学研究。
2.项目申请困难。除了教学任务繁重,项目申请困难也是制约基础学科科研发展的重要因素。在我国目前的科研管理体制下,高院科研项目来源主要有两个方面[3],一是纵向研究课题,即国家级、省部级的科研项目,一般多为基础科学和经济建设中所面临的重要问题,它的解决对于科学技术发展和国民经济建设具有重要意义;二是横向研究课题,多为单位与单位之间、部门与部门之间设立的科研项目,一般解决生产实际中的技术应用问题,横向课题不太强调理论上的贡献,而重视所提出的解决方法是否切合实际,是否有较高的应用价值。具体至基础学科,其侧重于理论研究、成果转化和社会效益不如应用学科快速明显的特点在很大程度上限制了横向课题申请,因此基础学科的项目来源主要依赖于自然科学基金和社会科学基金等纵向研究课题,项目来源较单一,申请竞争也较大。
3.教师科研积极性不高。科学研究是高校教师必须承担的职责,但是在传统教师管理模式下,只要教师保质保量完成教学任务,也能评选先进和优秀,而且教学工作还可以带来不菲的课时收入,因此,许多教师不愿将时间和精力投入在科研上,“重教轻研”的现象由此产生。另外,一些青年教师科研经验不足、科研能力较弱,如果学校和学院缺乏科学的指导和管理,将会导致青年教师想作科研却无从下手,从而挫伤青年教师的科研积极性。
三、推动高校基础学科科研发展的主要措施
1.改革教师管理制度。高校科学研究的主体是教师,拥有一支科研素质优秀的教师队伍是提升基础学科科研水平的关键[4]。针对基础学科教学任务繁重的特点,必须改革现有教师管理模式,以缓解教学压力、促进科研发展。首先,充分发挥教师专长,安排科研能力较强的教师少代课或不代课,保证其有大量的时间和精力从事科学研究;其次,在津贴计算、职称评定时向专门从事科研的教师适当倾斜,既补偿了科研教师缺少的课时收入,又能激励教师的科研热情;第三,为提高教师尤其是青年教师的科研能力,应鼓励学科带头人等高层次教师成立科研团队,以增强整体科研团队实力,同时培养团队其他教师的科研能力。
2.加强融资渠道建设。加强融资渠道建设可以有效推动高校基础学科科研发展[5],高校科研管理部门和基础学科科研管理者要积极拓宽科研经费的来源渠道,尽可能满足科研人员对经费的需求。首先,鼓励基础学科科研人员积极申报各类科研项目,争取更多的纵向科研经费支持;其次,加强与企、事业单位的联系,争取外部捐资和横向科研项目;再次,加强与其他院系的联系,积极承担各类子项目,在学校内部争取科研支持。
3.实施科研激励机制。为促进基础学科科研发展,提高教师科研积极性及科研效率,科研管理工作者应根据教师对利益追求的层次和内容的不同,制定出科学有效的科研激励机制。首先,激励应因人因时而异。不同层次、不同时期的教师有着不同的需求,例如青年教师活跃勤奋、工作热情高,但在生活上刚刚自立,经济上的需求占据其主要地位,因而在实施激励时应多给予经济上的补贴;而对于学科带头人等高层次教师,其学识水平、研究能力、教学能力相对较高,进一步扩大学术影响、带领学科建设与发展是他们的需求重点,因此应着重让他们做科学研究,并鼓励他们积极申请重大、重要科研项目[6]。其次,激励应采取多种措施。除物质奖励外,对于科研成果突出的教师,院系还可以利用非经济报酬使其更具有受重视感和满足感,例如提供良好的工作环境,高层次的培训、参与院系决策机会等。
参考文献:
[1]张东娇,杨韬.对我国基础科学政策的思考——谈基础研究的战略重要性[J].黑龙江史志,2009,213(20):9.
[2]赵雄燕,肖继君,马劲松,孙占英.论高校科研对教学的提升作用[J].河北化工,2010,33(12):76.
[3]孙政荣.教学型高校科研可持续发展措施的研究[J].杭州电子科技大学学报(社会科学版),2006,1(3):55.
[4]张年国.高校青年教师科研能力培养的问题及对策分析[J].当代教育论坛,2008,(8).
[5]周斌.我国高校科研经费财务管理现状及其改进对策[J].教育财会研究,2009,20(6):47.
[6]梁河.浅谈高校科研管理中激励机制的构建[J].北方经济,2007,(5):123.
关键词 计算机软件基础;实验教学;编程能力
中图分类号:G642.423 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)16-0145-03
Abstract Computer Software Foundation is a practical course, in order to improve the teaching effect and strengthen the student’s programming ability, emphasizing the student-centered and increasing students’ interest in learning; experiment teaching should intervene in the process of teaching, let the students learn while use; multi-level experiment teaching contents should be established, exploring students experimental potential; In order to facilitate the students self-learning, establishing diversified experimental teaching mode. Experimental teaching should carry out finely and solidly, not only consolidate the theoretical knowledge learning, but also effectively improve the students’ programming skills.
Key words Computer Software Foundation; experimental teaching; programming skill
计算机软件基础是我国高等院校电类非计算机专业本科生的一门基础课,为相关专业学生打下利用计算机语言编写程序的基础,为后续专业课的课程设计、实践环节以及最后的毕业设计做准备,其重要性不言而喻。然而在实际教学过程中,由于多方面的原因,使得本课程教学效果不佳,学生普遍编程能力不强,甚至影响了后续部分课程的学习。要提高学生的动手能力,关键还是要多练。本文在肯定理论教学重要性的前提下,着重就计算机软件基础课程的实验教学部分进行分析,对实验教学环节的介入、实验内容的优化以及实验教学方式等提出一些探讨性的做法。
1 坚持“以学生为本”
计算机软件基础教学如何实现教学目标,其关键的一点就是以谁为出发点,是以教为主,还是以学为主,还是实现教学互动,教学互长,教学互推。从目前的现实状况来看,以教为主的弊病还很明显,迫切需要改变,实现以学生为本,实现教学互动。
以“教”为主的模式已经成为制约学生创造性、积极性发挥的重要因素 计算机基础课程从本质来看应该是一门实操性课程,其涵盖的内容广泛且繁杂,而且实验性强是该课程的基本特点,甚至可以说离开了实验操作,也就实现不了其课程目的。然而从目前的课程安排状况来看,以书本理论知识教学为主仍是该课程教学的主流,计算机软件基础教学都侧重书本理论学习,而忽视了学生实验环节。实践证明,这种教学方式就跟学游泳不下泳池,学骑车而没有自行车一样,学生在学习计算机软件基础知识时,绝大部分是事倍功半,导致学用脱节,无法学以致用。更有甚者,有些学生直到课程结束连最简单的程序编写都掌握不了,这既给教师教学造成很大的困惑,也彻底地打击了学生的自信和学习该门课程的积极性,更遑论实现知识创新,成为软件人才了,这与教学初衷显然是不符的。
原因是在现有的教学模式中,课程实验环节的设置和实验环节介入的时间发生了问题。从实际情况来看,实验环节介入越早,实验安排越多,教学效果也越好。而部分采用边教学边实验,教学与实验融为一体的教学方式,其实现的教学效果更是明显。因此,改变现有的以教为主的教学模式,从理论和实践上探索该门课的一些新的教学方法,已经成为计算机软件教学题中之义,不断创新教学方式,才有可能从根本上改变现有的学习费力不讨好、效果欠佳的状况。
深入浅出地解析理论知识是增强学生学习兴趣的重要途径 “学生是教学活动的主体,教学活动要以学生为中心而展开”,这已经成为现代教学理念的主流观点。从学生学习的心理来看,一方面由于计算机软件课程是基础课程,学生对学习开始阶段接触的软件知识有一定的好奇感,求知欲也相对比较强烈。同时,由于是刚进校门的低年级学生,对大学环境还不是特别了解,仍然具备认真学习的态度,因此,好好学习知识的想法也比较明显。另一方面是由于目前大学生数量急剧增加,社会就业压力明显,学生普遍有学习好专业课,实现良好就业的外在动力。因此,可以说,学生在开始阶段的学习兴趣是比较浓厚的。但由于语言、算法、数据结构等知识,是进行程序设计所必须具备的基础知识,而低年级学生在这方面基本没有知识储备,对其学习方法也并不适应,而原有的知识结构又很难同化现有课程知识,导致难以自学和分析、解决问题,引发学生学习的挫败感,一旦处理不得当,就会使学生学习提不起兴趣,缺少主动参与的积极思维活动、创造性思维活动,更有甚者还会使学生抵触学习,削减学生本身己经调动起来的积极性,影响后续课程的开展。
教育心理学的研究也表明[1]:学生在没有精神压力和心理负担并且情绪饱满、心情舒畅的情况下,大脑皮层最容易形成兴奋中心,思维也最活跃,此时的实践能力最强。因此,如何使学生保持这种状态就成为教师应该考虑的重点问题之一。单就理论教学而言,如何使理论变得通俗易懂,接近生活,易于学生理解,这是计算机软件基础课程理论教学的关键。从实践来看,在授课过程中,教师通过深入浅出地讲解,设置理论问题情境,解答学生在实验中产生的疑问,肯定和鼓励学生的想法等方式,都能比较充分地调动学生的积极性和主动性,使学生更加容易融入教学环节中,也便于学生深入理解理论知识。比如说针对学生提出的一些设想,经常正面地肯定,能使学生更加信任自己,更加愿意去创新,从而与学生实现良好互动。
同时,在课后对学生进行必要的关心,用人格魅力引导学生参与教学,也不失为一种好的方式。比如,通过课后深入学生,与学生建立亦师亦友的关系,与学生打成一片,学生往往会因喜欢教师而喜欢该教师教授的课程,实现良好的教学效果;而相反,教师冷冰冰的态度往往也会成为影响教学效果的一个重要因素。
2 尽早引入实验教学环节
实践证明,计算机软件基础的教学,引入实验教学环节越早,教学的效果往往越好。因此,计算机软件基础课程教学要想在培养软件人才、促进软件产业发展方面有所突破,尽早引入实验教学环节是一条必由之路。
现有的实验课程安排作用并不明显 计算机软件基础是计算机软件的核心课程,其主要内容包括数据结构、操作系统、数据库系统概论,教学目的是让学生掌握数据结构的相关算法,理解操作系统的基本概念,熟悉数据库的基本操作,从而具备初步的软件编程能力。同时,从目前的教学安排来看,该课程安排了一定数量的常规上机实验练习,以便提高学生的软件素质[1]。
但现有的课程安排还存在一定的问题,突出表现在:
一是学生上机练习的题目规模较小;
二是上机内容以章节为主,有的章节有上机内容,有的没有,导致上机实验没有连贯性和系统性;
三是上机安排的内容发挥作用不充分。
从实践来看,培养学生的软件素质必须适当结合电子信息类专业的特点,这对于培养应用型人才的作用至关重要。但从目前上机安排的内容来看,主要是从计算机专业的角度提升学生的软件素质,而并没有与电子信息类专业特点充分结合,其结果就是导致学生对硬件有较好的掌握,而对信源编码等通信软件知识知之甚少,影响课程设计的整体进度。由此可见,目前安排的实验课程其作用甚微,难以达到为学生打下软件知识基础的教学目的。
尽早引入实验教学,利于学生在操作中学习,达到学以致用的目的 从现有的教学来看,学生对计算机软件基础课程学习的困难点主要在于:课程理论知识比较枯燥难懂,上机操作能力不足,导致学生学习兴趣降低,影响了教学效果。比如说在C语言教学中,C语言程序设计作为学习计算机其他课程如数据结构、JAVA语言程序设计等课程的先修课,对于培养学生的计算机技能具有至关重要的作用,因此,提高这门课程的教学质量意义也十分重大。
但是,这门课程首先要讲授C语言的特点、运算符和表达式等内容,而这部分内容恰恰又相对比较枯燥,学生难以提起学习兴趣,而这部分内容通常是安排三周学完,对于初学者来说要在这么短的时间内理解这些理论并不容易。于是等到这部分理论教完开始接触程序设计时,部分学生已经远远落后于教师的进度,导致没有继续学习下去的动力,有些学生就此掉队。
同时也有研究表明[2],部分教授在教授这门课程时,调整了讲课顺序,提前给学生讲授程序设计的内容,安排学生提前实验,让学生亲身体验计算机如何运行C语言程序,而等到学生对C语言程序有一定了解后再讲授运算符和表达式等内容。由于之前学生对C语言有了切身的体会和感受,再学习其他理论时,往往能将这些理论与实验知识结合,加深对运算符和表达式等理论的理解,也提高了学习C语言的兴趣,作用都相当明显。
由此可见,针对计算机软件基础课程的内容特点,尽早安排学生上机实验,让学生体会学以致用、现学现用、现用现学的乐趣,对培养学生兴趣和创新能力、提升教学质量有着不可替代的作用。
3 建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能
学生的素质和潜能并不完全一样,孔子时代就已经讲究因材施教,实验教学中也必须根据学生的实际情况,适当地分层次安排实验教学内容,建立多层次实验教学内容体系,从而更好地提升学生的学习兴趣,激发学生潜能,实现教学目的。可以分为基础性实验、应用性实验和创新性实验。
基础性实验要求精 基础性实验是课程的统一安排,目的是验证和巩固课堂知识,针对群体为所有学生。要充分发挥这部分实验内容的作用,主要在于求精。
首先要精选实验内容,针对每个知识点,都要精推细敲,并在每个实验内容中设置开放性思考题,要求学生认真思考做答,不求数量,但求质量。
其次要精讲实验内容。针对学生实验内容的答案,要进行深入的讲解分析,肯定学生做得好的地方,指出其不足,并指导如何修改完善,务求每个实验内容都讲透,并通过实验内容夯实学生对每个知识点的理解。
最后,引导学生运用发散性思维进行解题,提升学生对知识点的认识水平,如引导学生运用多种方法解题。
基础性实验是学生对知识点的深入掌握,也是开展应用性实验的必要准备。
应用性实验要求实 应用性实验是课程的适当补充,是学生对课堂知识的具体运用,旨在培养学生应用知识的能力,针对的群体是大部分学生。其主要任务就是培养学生解决实际问题的能力,具体方法是由教师选择合适的项目,让学生自愿分组,在规定的时间内按计划完成。
在应用性实验教学中,项目的选择非常重要,其主要原则是既要覆盖计算机软件基础课程的主要内容,也要贴近实际,是实际生活中有应用价值的项目,还要便于学生理解完成项目的方法,能最终形成一个完整的软件作品。比如说各种信息管理系统都是比较合适的项目。
在这个阶段,教师重在引导学生开展项目,指导学生解决项目实施中碰到的难题,检查学生项目实施情况,及时纠正项目的方向性、原则性错误,并引导学生及时进行反思总结,便于更好地掌握编程技巧和语法知识等内容。
在应用性实验阶段,学生的实验成果,不仅是要通过提交相关文档以及编写的程序代码来体现,还要在一定的范围内进行实际测试,便于学生将理论知识与实际挂钩,也便于学生进一步认识实验项目与实际项目的环境差别,更好地融入社会实践。
本阶段的实验由于应用性强,对于学习计算机软件基础理论知识感到吃力的学生,可不强行要求。
创新性实验要求新 创新性实验是课程的升华内容,主要是激发学生的创新思维和创新能力,所针对的群体是小部分学有余力的学生。在这部分实验内容中,由学生自行选择实验项目,设计实验方案和实验步骤,学校提供相应的实验环境和其他保障措施,教师则对学生选择的实验项目进行把关指导,确保项目具有创新性。在这个实验中,整个过程都由学生独立完成,学生要自行解决实验中遇到的各种问题,总结各种错误出现的原因和避免出错的方法,并在实验结束后,自行检验实验结果的应用价值,从而达到融合知识、锻炼素质、提升能力的效果,培养软件人才。
4 建立多样化实验教学方式,方便学生自主学习
实验教学的方式要多种多样,并优化实验教学载体,为学生实验提供更多的便利。
首先是可以充分发挥校园网的作用。目前,绝大部分学校已经建立自有的校园网,一方面为学生提供了大量的实验教学资料储备,如教学大纲、实验大纲、实验指导书、实验室开放时间表、指导教师安排等实验教学的所有技术支持文献信息,为学生开展实验提供了极大的便利;另一方面还提供了学生自测系统。在自测系统中,学生可以回答教师指定的问题,并完成打分,并可对回答问题的正确与否进行分析,纠正错误答案,进一步消化知识。同时,有的学校还设计了基于C语言的计算机软件基础自学系统,学生可以通过系统进行应用程序学习,循序渐进地学习和掌握知识,有力地巩固课堂教学的知识。
其次是可以充分发挥社会单位的作用。学校可以和与计算机软件专业对口的企业合作,在企业相应建立学生实践基地,让学生参与企业的实际设计,以干代学,从而进一步提升学生对计算机知识的认识,也进一步了解软件产业对软件人才的要求,适应软件产业的环境,从而更好地增强教学效果。
5 结束语
计算机软件基础是一门实践性强的课程,其实验教学要适时推进,这是增强课程教学效果的需要,也是提升学生素质的需要。在实验教学中,教师角色的转换,学生主体地位的重申,社会单位作用的发挥,都深刻影响着学生学习本门课程的效果。在目前的形势下,要充分发挥计算机软件基础作为培养应用型人才的重要基础课程的作用,充分发挥教师、学生、社会单位在该课程中的积极作用,就必须抓好实验环节的教学工作。只有实验教学才能更好得实现教师与学生互动、学校与社会互动,才能培养出适合软件产业发展需求的应用型人才。
参考文献
实验课是医学基础的重要组成部分,它不仅是医学理论的延伸和补充,更重要的是通过实验课可进一步培养学生学习兴趣,激发学习动机,以及敏锐的观察能力,发散的思维能力,超强的协作能力,多种形式的表达能力、创新能力和实事求是的工作作风。通过近几年的教学实践,发现相当一部分学生在上实验课时并没有按照实验要求去完成,没有达到预期的目标,也谈不上多种能力的培养。为了弄清原因,有必要对学生进行较全面的调查,便于分析和研究。
2调查对象和方法
2.1调查对象
以医药卫生学院护理专业学生为调查对象,共调查216名学生.
2.2调查方法
采用问卷调查方式,被调查学生不记名,为了确保抽样的科学性和代表性,对护理专业全体学生采取分层抽样、整群抽样、随机抽样等多种方式,共发出216份,收回216份,其中有效问卷216份,问卷有效率达100%.
3调查内容
问卷内容如下:同学们:为了提高医学基础实验课的实验效果,老师们想知道你们对实验教学的想法,这样老师可以根据你们的想法,改进实验教学,让你们在课堂上学到更多的东西,请你们如实填写自己的想法。说明:答案没有正确与不正确之分,你怎样想的就请怎样填,如果答案里没有你想要选择的答案,请在括号后面写上你的答案。1.你最喜欢上的实验课是()A.人体解剖学B.生理学C.病理学D.药理学2.你最喜欢上这门实验课的主要原因是()A.简单容易操作B.感觉这门课很重要C.老师讲课通俗易懂D.喜欢教这门课的老师3.你最不喜欢上的实验课是()A.人体解剖学B.生理学C.病理学D.药理学4.你最不喜欢上这门实验课的主要原因是()A.没有操作机会只是看视频B.对这门课不感兴趣C.实验学时太少D.不喜欢教这门课的老师5.每次实验课前,你知道要做什么实验吗()A.不知道B.老师说了但自己没预习C.预习了但还是不明白D.要做的实验书上没有6.每次实验课,你觉得有收获吗()A.有很多B.有一点C.没有D.纯粹是浪费时间7.你觉得老师的实验课上得好,是因为()A.老师示范到位B.师生互动充分C.学生动手机会多D.比上理论课有趣8.你觉得老师的实验课上得不够好,是因为()A.人多器材不够用B.老师废话太多耽误了实验时间C.教法不灵活D.实验过程中没有老师指导10.实验课堂上,对老师的提问,你觉得()A.很喜欢回答B.不喜欢回答C.怕回答D.无所谓11.你喜欢回答老师提问的原因是()A.为了得到表扬B.为了检查实验的效果C.为了表现自己D.难说12.你不喜欢回答老师提问的原因是()A.听不明白B.怕答错了同学们笑话C.怕答错了挨批评D.难说13.实验课堂上,当你完全不会做时,你希望()A.能得到老师的指导B.得到同学的帮助C.自己边看边做D.看别人做14.实验课堂上,老师对你的评价,你觉得()A.很重要,影响实验情绪B.重要但不至于影响情绪C.不重要D.无所谓。
4调查问卷的结果分析
统计结果分析:对问卷中所有问题进行综合分析,发现学生普通喜欢的实验课是人体解剖学,其原因就是直观可操作性强,人人都有动手机会,课堂气氛活泼,老师示范到位,工作认真负责,教法灵活,师生互动充分,不喜欢的实验课既有病理也有药理。究其原因就是实验学时少,实验难,有的实验器材不足,学生没有动手机会,老师不演示,学生不会操作,用视频代替实验等等。
5思考
【关键词】机械基础课;研讨式教学
兴趣是最好的老师,机械基础课教学内容与学生的实际生活有着密切的联系,若教师能够抓住这一教学特点,在课堂教学过程中引入研讨式教学,针对教学重点和难点设计相应的研讨内容,那么就能很好的激发学生的学习兴趣,使学生主动地参与到研讨活动之中,这样一来,不仅能够调动学生的学习兴趣,也能帮助学生发挥自己的想象力,以此来提高自身的学习能力。
一、研讨式教学的内容设置
内容设置是研讨式教学的关键环节,需要考虑教学内容的特点、课堂时间的有限等等,可以将其分为三个层次:
第一层次:设问问题。这一层次主要是由教师设计问题再提出,例如:教师在讲解齿轮失效的内容时,为了使学生更好地理解齿轮的五种失效形式在任何齿轮上都有可能发生,任何失效形式都不是单独存在的,教师可以设置以下问题“开式齿轮传动,主要失效形式为磨损,那么是否有可能同时出现点蚀失效?是否会发生疲劳断裂失效?”,这些问题都能使学生对一个具体的小问题进行思考,也能使学生主动与周围学生进行交流。
第二层次:小型研讨。小型研讨所涉及的内容更为广泛和全面,可以帮助学生增强对某一方面知识的认识,例如:教师在讲授机械设计基础课程中的自由度计算问题时,大多数学生会将其作为简单的算术题,对给定的图形进行求解,但教师要让学生掌握的是自由度对于机构运动的意义,因此教师可以设置一个研讨问题,如一个有六自由度的工业机器人手臂,那么如何计算其自由度、说明各个关节自由度、机器人手末端自由度等。这样一来,教师通过将问题和实际进行结合,能将自由度从理论概念转化为实际表现,学生既能掌握基本的概念知识,也能增强学生的实际运用能力。
第三层次:大型研讨。通常可将大型研讨分为两个方面,一是针对设计计算例题开展,二是利用实际工程案例结合教学知识的综合例题,在机械基础课程中有着许多类似的题目,如齿轮传动设计和带传送设计等等。整个大型研讨的过程中教师需要突出完整的设计过程,虽然教材中的例题已经简化过了,教师的设计过程也会更加顺利,但在实际过程中为了增强学生的分析问题能力和解决问题的能力,教师可以将设计放在更宽的例题条件中进行,使整个设计有更多的选择,每个选择的设计点中就能引出更多的讨论,自然也就能让学生在讨论的过程中获得更多知识。
第四层次:案例研讨。这一层次教师主要依靠现有的教学案例来开展研讨活动,如教师讲授完齿轮传动内容之后,可以针对教学内容开展现场齿轮失效分析的研讨活动,教师可以将实际发生的齿轮失效图片、条件、环境、数据、参数等提供给学生进行参考,让学生根据现有的条件来找寻齿轮失效的原因,但齿轮失效会涉及到多个方面的内容,需要学生在研讨过程中将所有的内容和知识综合起来,因此这样既能帮助学生巩固知识,也能提高学生的实践能力。
二、研讨式教学的开展方式
研讨式教学需要占据很多课堂教学时间,因此教师要充分的利用教学时间,开展更加高效的讨论活动,一些教学过程中简单的研讨问题可以直接在课上设题讨论,时间控制在五分钟之内即可,教师要多加鼓励学生主动发表自己的意见和观点,但发言的人数最好控制在五人以下,否则将无法完成教学计划。
难度上升的研讨内容不适宜全在课堂教学中进行,教师只需要根据学生的实际需求和具体的教学内容,选择相应的研讨问题,并且一定要控制研讨的导向,尽量避免研讨过程过于松散,研讨结束后一定要有学生汇报结果,人数控制在三人以下,教师可以针对学生的回答来进行总结和评价,这样有助于提高学生的认知能力。
最后是研讨内容中的例题研讨,这一类型的研讨内容需要花费大量的时间,通常由教师先对研讨问题进行设计,安排相应的研讨过程,然后再引导学生对其进行研讨,可以将学生分为几个小组进行合作讨论,最后再由小组代表进行发言,教师进行点评和总结即可。
三、研讨式教学的效果分析
在机械基础课开展研讨式教学能够获得良好的教学效果,主要体现在以下两个方面,一是能够提高学生对教学知识本身的认识,二是能够提高学生的学习兴趣,使学生主动地参与到教学活动当中,简单来说,研讨式教学一方面能使学生主动参与学习,有利于提高学生的思考能力,另一方面能够帮助学生将所学知识运用在实际生活之中,有利于提高学生的实践能力。
从实际意义上来看,结束研讨式教学之后,平时注意力不集中、不主动参与课堂教学活动的学生,现在已经积极地参与到教学活动之中,甚至还在课堂教学过程中主动发表自己的想法和意见。在分组讨论的过程中,学习能力较强的学生也开始带领着学习能力不足的学生一起对课题展开讨论,每位学生也十分愿意分享自己的学习经验,愿意主动地与同学交流学习方法,整个教学氛围十分浓烈。
四、结语
综上所述,本文对机械基础课中研讨式教学的应用进行了详细的分析,得知研讨式教学有利于激发学生的学习兴趣,能使学生主动参与到教学活动之中,对于提高学生的综合素质有着极大的作用。在研讨式教学过程中教师需要根据教学实际情况来制定相应的研讨内容,要选择合理的研讨方式,将机械基础课的特点展现出来,这样才能提高学生的实践能力。
参考文献:
关键词:机械设计基础;课程设计;教学方法;研究
作者简介:闫存富(1972-),男,河南安阳人,黄河科技学院工学院,副教授,工程师;孔令云(1966-),男,河南安阳人,黄河科技学院工学院,教授。(河南 郑州 450063)
基金项目:本文系郑州市重点实验室建设项目(项目编号:121PYEZX179)、郑州地方高校新世纪教育教学改革及人才培养工程(项目编号:ZZJG-C6022)、河南省重点学科建设(项目编号:豫教高[2012]186号)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0125-02
机械设计基础课程是高等学校机械类专业学生的一门很重要的专业基础课,其课程设计是在学生机械设计基础课程结束之后,进行的一项综合性课程设计,是机械类专业学生一个重要的实践教学环节。
课程设计是使学生根据老师给定的题目和要求,通过自己查阅相关资料,进行结构设计、理论计算、绘制相关图纸并最后写出设计说明书。以培养学生机械设计能力、独立运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,提高基本技能为目的。在课程设计中,不仅要使学生得到基本技能的训练,还需提高他们的工程设计及创新设计能力,为后续课程的学习、毕业设计及毕业后从事科学研究奠定基础。
一、当前课程设计中存在的问题及原因
结合教学经验,总结当前机械设计基础课程设计教学中主要存在的几方面问题。
1.学生先修课程基础较差,课程设计质量得不到保证
在课程设计中,要涉及到工程力学、工程制图、互换性与技术测量及机械原理等先修课程的知识,由于这些课程学习时是分开单独学习的,在设计中则需要综合应用,此时问题就会暴露出来了。该方面问题在图纸上表现特别突出,主要表现为制图时不知道先画中心线、标题栏位置不对、图中箭头画法和一些零件的简化画法错误等,其他如正确标注装配图和零件图中的尺寸公差和位置公差错误,图上的技术要求临时凑上一些内容等问题;工程力学方面的问题主要表现为不能很好地应用工程力学知识去对轴、轴承及其他零件进行强度校核,有些学生在设计计算时不知道什么是截面法等;机械原理方面则主要表现为对有些常用机构的特点不清楚,如有的学生在设计时将蜗轮设计为主动件去带动蜗杆转动,根本就不知道蜗轮蜗杆传动具有自锁性。另外说明书书写不规范,有些图、表和相关符号标注不符合相关规定等问题也是很常见的现象。
上述问题常见的原因主要是学生先修课基础知识掌握较差。学生反映说是在学习时有些知识点老师没有讲或没有重点讲,再去问老师,老师则说课时太少,没时间讲,此类问题就需要指导老师在设计前给学生补充讲解一下。
2.学生在课程设计过程中缺少思考,盲目照抄现象严重
目前我校“机械设计课程设计”课题都采用减速器作为设计题目。指导老师给出已知数据,由学生完成拟定传动方案、选择电动机、计算相关参数、设计主要零件、绘制装配图和主要零件图及编写设计说明书。课程设计的题目单一,设计过程大同小异。虽然在课程设计结束时,大部分学生都能完成设计任务,但学生大多是机械式的模仿设计,缺乏主动思考。加上多数学校都是将课程设计集中安排在2~3周内完成,学生又是初次接触设计,没有经验,在时间安排上不重视,到后面真正去做时才发现很多问题。如果老师又催得紧,这时候有些学生就会去拷贝、复制别人的东西。有些学生还会有选择地作一些轻微改动,而有些学生则干脆完全照搬过来,只改纸上的姓名、学号,其他数据计算和结构设计都相同,抄袭现象特别严重。
3.学生对课程设计不重视,学习态度不够端正
笔者在教学过程中发现,大部分学生都能完成工作任务,但是有一部分学生根本就不重视课程设计。他们认为反正自己将来不从事这个专业,所以就没必要下功夫去做,只把课程设计看成是一次大作业。而且由于学生是初次接触这种设计型任务,在刚开始设计时,往往不知如何入手,时间安排上很松散,效率不高。而等学生慢慢入门以后,时间已经所剩无几,以至于在最后几天加班加点,随便抄袭别人或一些书中的现有设计来应付交差。有些老师把关不严,使得这种现象更为严重,这种做法就会影响到下一届的学生,造成恶性循环。
4.课程设计学生多,指导教师偏少,影响课程设计质量
随着招生规模的增大,学生人数比以前增加了许多。而在设计过程中负责指导的专业课教师有限,经常是一名教师指导一个班或两个班的学生,教师在指导课程设计时很难照顾到每一个学生。教师在设计时也就很难发现学生存在的问题,直到课程设计结束,交图纸和说明书时才发现问题。而有的学生在设计过程中不懂装懂,老师不催,他们也懒得做,直到最后老师催缴课程设计时,才匆匆整理一下,凑出一个设计交上来。这样的课程设计,其质量可想而知,学生的综合设计能力很难得到提高,课程设计的目的也就难以实现。
二、课程设计教学改进措施
针对课程设计中存在的上述问题,在课程设计教学中提出如下改进措施:
1.加强与前修课任课教师沟通,夯实基础,保证课程设计质量
通过与前修课的任课教师进行沟通,将课程设计中发现的专业课问题适当提出来,在上课时作为重点来讲,提前为课程设计奠定一个扎实的基础;在课程设计开始前要将设计过程中容易出错的部分给学生提前强调一下,将错误消除在萌芽状态;在课程设计过程中教师要勤于检查学生的进度和质量,发现问题及时提出,督促学生改正。
2.课程设计题目多样化,杜绝抄袭现象
数十年来,课程设计的选题大同小异,都以减速器或皮带机为设计题目,每届学生都重复同样的设计内容,会影响教师的创新精神。而有的学校在制图课的测绘练习时也选择减速器,使得课程设计的题目过于重复。所以指导老师最好能深入现场发掘新的题目,给学生提供多个题目,尽量避免设计题目的重复,从源头上杜绝抄袭。
3.加强师资培训,提高指导老师专业水平
课程设计实际上是学生第一次独立的将所学理论知识应用到实际中的一次演练,在此之前学生对实际工程设计了解很少,作为指导老师自身应该具有较高的设计水平和一定的设计经验,这样在给学生指导时才能直奔主题,使学生少走弯路。而现实中由于近几年学校扩招,有工作经验的老师相对较少,所以有些学校就只有让一些刚出校门的毕业生去带学生的课程设计。而这些教师自己就对实践设计知之甚少,只有跟着前辈们“依葫芦画瓢”,可以想象这样的老师能带出什么样的课程设计效果。即便是凑合着带着学生做出来了,课程设计的质量又如何得到保证。
4.严格设计进度,保证设计质量
另外机械设计课程设计是一项较复杂的工作,包括大量的计算、设计、绘图及编写说明书等,需要查阅有关设计手册和资料,并综合运用多学科的知识。设计进度过快,在设计过程中就会缺乏深入细致的研究工作,出现不求甚解的现象,难以保证设计质量;若设计进度过慢,就会出现前松后紧现象,到后期会出现抄袭现象,同样也无法保证课程设计质量。所以应由教师提出一个设计进度计划,明确设计过程中各阶段应完成的内容,要求学生基本上按着该进度计划进行设计。
5.端正学生学习态度,改进考核方式
那些认为反正自己将来不从事这个专业,所以就没必要下功夫去做,不重视课程设计的学生,可以给他们解释课程设计不仅仅是让他们完成一次设计任务,根本目的是培养学生对所学知识的综合应用能力、创新能力和独立做事的能力;同时通过独立完成课程设计,可以培养学生独挡一面的能力,为学生的将来奠定基础。由此提醒学生,那种将课程设计仅仅看成是一次大作业的看法是极端错误的。
由于各个学校的具体情况不一样,当前各个学校采取的考核方式也不完全一样。大部分学校采用指导老师一人说了算的考核方式,而有些老师平时又对各个环节把关不严,在最后验收时又没有详细审查设计内容就匆忙给个成绩了事。这样致使比较努力的学生得不到好成绩,而有些完全照抄过来的学生却能得到好的成绩,造成部分学生存在侥幸心理,认为即使不认真做最后也能合格。所以笔者建议对课程设计的考核采用分段给分制,即可将总成绩分为平时成绩、成果的质量和答辩成绩三部分。其中平时成绩包括平时的考勤及设计过程中与设计的计划进度的符合程度,成果的质量包括设计说明书和绘图,答辩成绩即最后由答辩评委给出的成绩。
三、结束语
机械设计课程设计作为机械类专业学生的重要实践教学环节之一,具有承上启下的作用,无论机械设计课程设计采用何种方法和手段,但目标是统一的。学生先修课程基础差、在课程设计中缺少思考、对课程设计不重视、参与课程设计的学生多、指导教师偏少等是影响课程设计质量的主要因素。采用提高先修课程的上课质量、课程设计题目多样化、提高指导老师专业水平、严格设计进度、端正学生学习态度及改变传统的考核方式等措施能有效提高教学质量。
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