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关键词: 机械设计;教学模式;创新设计;实践
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)07-0253-02
0引言
机械设计课程是机械专业的重要技术基础课,它在学生学好专业课程和培养实际设计能力等方面起着重要作用。其教学目标是使学生掌握常见零部件的基本知识,初步建立机械零件和简单机械系统设计的能力。近年来,我校机械设计课程经过省、校、院各级教改项目、精品课程建设,已经取得了一定的教改成果。本文结合笔者的教学实践,谈一些体会。
1针对教学内容特点,合理组织教案[1,2]
1.1 以工程设计过程为背景机械设计课程基本概念多,逻辑性差,缺乏系统性,实践性强。因此,不少学生在学习中感到比较吃力,没有头绪,抓不住重点。为解决这一问题就需要教师在组织教学活动中,充分理解教材内容的特点,合理组织教案。在教学内容的组织方面,我们追求教学内容新、课堂教学信息量大,注意将学生的能力培养和素质教育结合起来。在课堂教学以及实验教学中,设置了很多启发点,激励学生的学习积极性。具体方法:①以工程设计过程为背景,以掌握通用零部件设计能力和创新能力培养为主线,从整体和系统的角度,将课程知识体系整合为“机械设计总论”、“连接零部件的设计”、“机械传动设计”、“轴承设计”和“轴系部分设计”五大模块,体现学生设计能力培养的循序渐进性。②在强调和培养传统设计能力的基础上,结合具体章节(如齿轮传动、蜗杆传动及轴设计等)介绍现代机械设计的方法,旨在开阔学生的视野,提高学习兴趣。③对传统内容精简压缩,简化公式演绎推导,重结论、重应用。
1.2 突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程,而学生缺乏实践经验和感性认识,因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节,培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用,它的特点是观察目标明确、清晰,原理结构易懂、有针对性,可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析,并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验,目的就是验证理论知识,培养实验动手能力,同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用,是学生第一次较全面的设计训练,是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中,前一阶段教学中存在的问题会显露出来,因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。
1.3 将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中,零部件往往不是单独使用的,它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此,机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计,而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解,各个零部件之间没有很好地建立有机的联系,学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计,但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此,我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。
2合理使用教学方法与教学手段
2.1 采用多媒体教学,提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进,条件优越的多媒体教室,能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革,进行多媒体课件的研制工作,完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件,所用素材内容丰富、经典生动,学生反映良好,使用方便省时高效;使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间,为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。
2.2 多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式,采用多媒体和黑板相结合,并辅以配套电子版教材,帮助学生听课与复习;习题课通过抓住典型习题,举一反三,以点带面;讨论课以实际工程为背景,使学生在分析能力提高中理解重点;实验课充分发挥开放实验室的作用,使学生在自主动手能力提高中突破难点。
2.3 建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台, 为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源,节省了学时,提高了教学效率和教学质量,也培养了学生的自学能力。
3开放主题的小论文,培养学生主动获取知识的能力
由于学时的限制,在讲授机械发展史等内容时,只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学,并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径,要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料,对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识,并完成了诸如“机器人的发展”、“抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作,并编辑成册,培养了学生主动获取知识的能力。
4工程实践能力和创新能力的培养[3-4]
以机械设计课程体系的教学内容为背景,以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标,我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来,于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”,按五大模块体系设置了5个实验项目,其中:创新设计型实验1个,综合型实验3个,验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级,要求每位学生至少完成3个实验项目,其中包括2个必做项目和1个选做项目,便于因材施教和培养学生个性发展。
为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力,进一步激发学生的科技创新热情,依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室,我校每年都举办大学生机械创新设计大赛,学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目,也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目,学校给予经费支持,机械基础教学部配备指导教师。近几年来,学生的科技创新活动如火如荼的进行,优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。
5加强师资队伍建设
机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位,实行指导教师责任制,安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助,实行一对一的传、帮、带,并订有明确具体的培养计划,帮助他们提高教学能力,过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后,才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动;鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新,创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外,加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才,把不同经历的教师融为一个有机整体,使教师间共同磋商,相互学习,取长补短。
6结束语
经过几年的实践,我校机械设计课程的教学取得了较好的效果。机械设计作为专业技术基础课,课程内容多且实践性强,需要积极探索各种教学方法和手段,紧密结合工程实际,培养学生的工程意识和创新设计能力。
参考文献:
[1]朱维兵.加强机械基础系列课程建设的思路和构架[J].高等教育研究(成都),2004,20(2):71-72.
[2]秦小屿.提高机械设计课程教学效果的几点思考[J].高等教育研究(成都),2009,26(1):50-51.
关键词 Pro/E三维设计;机械制图;机械设计
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)03-0099-03
Mechanical Foundation Course Teaching Reform and Practice based on Pro/E 3D Technology//He Qiumei, Sun Lijun
Abstract In view of the contradiction between current enterprise’s demand for qualified personnel and high quality innovative talents shortage, pro/E 3D design project curriculum was developed based on the systematization of working process. Network teaching platform was created with distinctive characteristic. Combined with the actual situation of students in higher vocational colleges and the immanent connection between each course, pro/E technology was integrated into the mechanical drawing, mechanical design basis course on the training of students’ engineering ability and occupation quality of occupation. Experience proves that teaching resources quality and teaching effect are improved obviously. Students’ engineering practice ability and innovative ability are strengthened through research training, skills competition and innovation works.
Key words Pro/E 3D design; mechanical drawing; mechanical design basis
国家大力推动自主创新、实现从“制造大国”到“创造大国”转变的新时代,体现了科技进步和产业升级的要求。为适应新时代3D技术大众化的要求,大力推动3D技术应用与创新型专业人才培养,提出在高职院校树立起新的教育质量观念,引入三维CAD等现代科技发展的新成果,对机械基础类课程进行融入3D技术的教学改革,对学生创新素质与实践能力的培养进行认真系统的研究和创造性实践,取得一定的成效。
1 开发与建设Pro/E软件课程
从企业对人才的需求出发,尊重学生个性化发展和自主学习的需要,按照当今先进职教理念,对Pro/E三维设计课程进行教学改革,将其建设成为高职院校中具有一定影响力的精品课程。
1.1 基于工作过程系统化、项目化开发课程
参照三维数字建模师相关职业资格标准,突出岗位职业能力的培养,以机械行业中典型机械产品设计生产过程中的工作任务及其工作过程为基点进行课程内容的重组,体现课程的职业性;通过分析职业岗位所需的知识、能力和素质需求,设计综合性学习项目,采用合适的教学载体,将课程内容任务化、项目化,强调整体的连贯性和系统性。并不断根据时代的变化探索制定最适合学生学习的、形式多样的教学方法和手段,让学生在做中学、学中做,通过机械产品设计过程的思考培养学生的创新思维能力。
1.2 充分利用网络教学平台
依托网络教学平台,把网络课程作为实施传授知识、培养能力、提高素质等人才培养的重要载体和手段。Pro/E三维设计网络课程建成之后,应根据需要不断更新和完善,形成丰富多样的教学资源和开动式的交流互动答疑系统,包括课程标准、教学课件、电子教案、动画、图片、视频、习题库、试题库等。特别突出职业考证与技能竞赛、学生作品的展示,使学生形成基于网络的开放式主动学习的方法。
1.3 课程融入职业资格标准,开展技能考证
课程融入三维数字建模师相关国家职业资格标准,开展职业技能考证的培训和鉴定工作。该项目由中国图学学会和国际几何与图学学会在全国系统内联合组织展开,并按《CAD技能等级考评大纲》进行考核。实践证明,通过考证培训,增强了学生的职业技能,促进就业。
2 利用Pro/E三维设计技术提升机械基础类课程质量
结合学生的实际情况以及各课程之间的内在联系,从培养学生的工程职业能力和工程职业素质出发,将Pro/E三维设计技术引入机械基础类课程教学中,取得较好的效果。按照优质课程的要求进行建设,紧扣当前学习环境网络化、学习资源数字化、学习方式多样化的特点,提升课程建设水平和精品课程辐射示范作用。
2.1 引入Pro/E三维设计技术到机械制图课程中
一方面,利用Pro/E软件制作大量的教学模型供机械制图课程教学使用,如零件模型、装配体、工程图、分解动画、装配动画、运动仿真视频等,便于学生的认识和理解,而且使用方便,教学效果显著增强;另一方面,在Pro/E软件教学过程中,教师应该有意识强化学生对零件图和装配图的表达方法、尺寸标注以及公差与配合、表面粗糙度等基本知识,引导学生在使用Pro/E软件进行三维建模的同时生成二维工程图,强化学生的空间想象能力和形象思维能力,提高识图能力和工程制图能力。
2.2 引入Pro/E三维分析技术到机械设计基础课程中
首先,利用功能强大的Pro/E软件建立教学资源库,运用于机械设计基础课程教学。同时也用于完善该课程的网络教学平台中的虚拟装配平台、运动仿真平台、机械设计动画教学系统等,为学生提供丰富的立体的学习环境、虚拟实训,进行个性化学习,提高学习效率。
其次,Pro/E软件是实现机械产品设计任务的工具,因此应注重Pro/E软件操作能力与机械设计知识相结合。通过项目教学,让学生掌握Pro/E的装配设计和运动仿真技术,并引导学生将这些技术应用于机械设计的机构综合、机械零件及整机的分析计算、设计审查与评价、设计信息处理等。设置综合性项目,让学生综合运用多门课程的知识进行实践。学生在进行机械结构设计时,利用Pro/E的虚拟装配与分解,加深对组件的结构和特征的认识,检查装配体中是否存在干涉现象,学会解决干涉问题。通过利用Pro/E的运动仿真功能,学生能更直观地了解自己的设计是否符合要求,并能尽早发现设计中的不合理之处,及早修改设计方案,从而防止后期修改时消耗更多的资源和时间。这就为学生掌握传动机构的设计提供了有力的实验环境。
将Pro/E应用到机械设计基础课程中,首先是具有较大的新颖性,改变了原有相对较为陈旧的分析技术和分析方法,实现了教学创新;其次是改变了原来学生用图解法或解析法进行机械原理课程设计的传统做法,实现机械的计算机化辅助设计和分析。
3 促学生出成果,重在创新作品与参加技能竞赛
Pro/E三维设计课程与机械基础课程之间的关系紧密,在教学中应相互渗透、相互促进,并进一步向专业化发展,以适应社会经济产业的发展和国家大赛的要求。
3.1 注重培养学生的工程实践能力,丰富学生作品
注重培养学生的职业技能和创新思维能力,鼓励学生组团参加工程实践活动,进行面向生产制造等工程应用目的的作品设计,如专用精压机的设计、纸杯机的设计等,并利用Pro/E技术进行仿真与展示。还可以以顶岗实习的方式或兼职参与企业的设计项目。
3.2 高度重视技能竞赛,以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新
全国三维数字化创新设计大赛和“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛已成为我国图学界中规模大、规格高、水平强、影响广的赛事。对于大赛,各职业院校应广泛动员、积极参与、扎实准备、精心组织,把大赛作为对日常培训、教学工作和实践水平的检阅,把培训和应用作为大赛的前期准备和根本目标,工作重点落在人才培训、教学改革、课程建设和实践应用上。宣传贯彻技术标准,以“三维数字化”与“创新设计”为特色,重点体现现代三维设计制造方法与实际应用流程,以创意、创新、创造为核心,突出三维技术对创新实践的支持和推进,引导参赛选手面向实际应用需求,积极开展实用创新,解决实际的市场需求或产品研发中的重要或关键技术问题。
3.3 把大赛纳入教学体系,做好宣传工作,办好竞赛培训班,形成长效机制
在全省和全国职业技能大赛的影响下,把3D大赛纳入教学体系,从院系政策、指导教师、强化培训、参赛组织、后备选手、教学经验等多方面,形成保证质量的长效机制。针对竞赛开办强化训练班,以优化参赛团队的结构层次,提升整体技术水平和创新水平。充分利用网络教学平台,开设专门的竞赛模块,为参赛团队、选手搭建更为便捷的交流、分享平台。组织优秀作品展、大赛经验交流研讨会、学生社团活动等系列活动,让更多人群积极加入进来。进一步通过互联网,全方位、立体化加大竞赛的宣传力度,让大赛优秀作品和团队引起学校和社会更加广泛的关注和认可,营造良好的氛围,由此带动的平台作用突显。
4 注重师资队伍建设,编写与出版配套教材
优良的教学团队是教学改革成功的重要保障,可以通过派教师下企业锻炼、到国外学习西方发达国家的职业教育理念、进修、培训、提升学历、技能竞赛等途径,加强教学团队的实力。通过加强校企合作,让教师到企业参与技术开发,同时让企业参与教学,实现互利共赢。
通过建立有效的团队合作机制,促进教学内容、方法的改革,加强教学研讨和经验交流,建设一支人员结构合理的教学团队,提高教师的教学水平,使得团队思想开放和具有创新开拓精神,具有较高职业教育理论和实践水平。同时,注重教学经验的积累与分享,与企业生产第一线的研发人员和实际工作经验丰富的能工巧匠共同开发配套的教材,按照基于工作过程系统化教学模式开发,根据项目实施情况对校本教材作进一步修正,同时根据技术的不断革新,调整教学内容,保证教学内容的前沿性。
5 结束语
当前创新型人才紧缺的状况,促使教育工作者思考和尝试Pro/E三维设计课程开发,注重培养学生的工程实践能力,开展职业资格考证,鼓励学生参与企业项目设计,创新作品,勤出成果,参与技能竞赛。实践证明,效果良好。广东水利电力职业技术学院学生近3年在省级和国家级“高教杯”产品信息建模大赛中荣获一、二等奖,全国3D创新设计大赛二、三等奖。
Pro/E三维设计课程与机械基础课程之间的关系紧密,在教学中相互渗透、相互促进,并进一步向专业化发展。构建Pro/E软件课程与机械基础课程相结合的课程核心框架,拓宽专业基础。以“质量工程”系列精品建设为着力点,建设相关联的1门省部级精品课程,每年为全系5个专业700余名学生提供系列优质课程,精品课程的示范和辐射带动作用持续提升。
参考文献
[1]程萍,惠相君.利用Pro/E进行机械设计基础教学的研究[J].职业教育研究,2012(2):168-169.
[2]李秀红,张明.改革机械设计教学 培养学生的创新能力[J].太原理工大学学报:社会科学版,2010,28(2):80-82.
[3]莫丽萍,艾灵仙.项目驱动教学法在《Pro/E机械设计》课程中的应用[J].江西电力职业技术学院学报,2011,24(1):82-85.
[4]戴进,钟定铭.Pro/ENGINEER课程创新教学实践探讨[J].装备制造技术,2008(4):160-162.
关键词:机械制造;资源库;建设方案
作者简介:张翼飞(1982-),男,河北石家庄人,中国人民军械工程学院,讲师;许宝才(1972-),男,河北石家庄人,中国人民军械工程学院,讲师。(河北?石家庄?050003)
基金项目:本文系2010年军械工程学院基础部教学研究与改革基金项目(项目编号:JXJJ1009)的研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0063-02
“机械制造基础”作为机械类、近机类专业技术基础课,在培养学员工程素质和综合能力上发挥极其重要的作用。该课程在教学上有自身鲜明的特点:首先,机械产品加工制造涉及的资源信息十分庞杂,内容和形式多种多样,主要包括冷热加工几十种加工方法的原理、工艺及设备,对教员的理论知识储备量、综合素质等要求较高;其次,该课程与工程实际联系紧密,实践性强,内容更新快,随着各种先进制造技术不断应用于工业生产,传统的教学内容和方式与不断涌现的新材料、新技术、新工艺的矛盾十分突出,给广大教学工作者带来不小的挑战。因此,为了提高教员备课效率,改善教学质量,根据“机械制造基础”课教学的需要,将各种教学资源(CAI课件、教案、图片、动画、音频、视频等素材)进行有效地更新和整合,对组建该系列课程教学资源库进行了有效地尝试,并详细探讨了该资源库建设的特点、内容和实施方案,取得了良好的教学效果。
一、共享资源库建设特点
1.分散建设,资源共享
机械制造基础资源库内容丰富,信息量大,单靠某个人收集、制作材料、编制课件,力量十分有限,必须由机械专业教学组牵头,通过多渠道、多方式分散建设,并在统一的界面环境下实现共享。在分散建设过程中,数字资源本身存储在分散于校园网内的个人电脑中,而不是仅存储在某台服务器上,通过加盟制、奖励制、交换制等方式鼓励、引导教员甚至学员将自己的教学经验、教学成果、学习成果等充实到资源库中,并且保证这些教学资源内容能快速检索、归档、上传、下载,在统一的界面环境下对这些分布式存储的教学资源进行集中管理,实现在网络环境下的资源共享。
2.信息先进,实用性强
信息源是资源库的核心,信息源采集的先进性和实用性某种意义上决定了资源库的质量。其先进性体现在各种文献资料要能及时反映最新的教学和科研成果,各种动画、视频等多媒体素材要能真实地反映工艺的原理和过程,为确保资源库的质量,必须不断地修改、更新和充实资源库的信息内容,使资源库经常有新资料、新信息,从而保持其信息的先进性和旺盛的生命力。同时,该资源库主要是满足特定教员的教学需求,因此其实用性、易用性同样重要,这就要求对资源信息进行有序、有效的配置和规范,宜将现有各载体上的相关数据、引进的数据、网络上搜索下载的数据等按统一格式进行预处理和标引,最大程度满足用户获取所需信息的便利性。
3.服务教员,促进教学
机械制造基础教学资源库的建设有效地推动了教学方法和教学手段的改革,使教学方法更加新颖、教学手段更加先进、教学内容更加丰富。对一些抽象的、学生难以理解的、传统教学手段很难表达的教学内容或无法观察到的现象,可通过图、文、声、像的综合功能生动、直观地显示出来,从而调动学生学习的积极性、主动性和创造性,加深学生对所学知识的理解。同时,该资源库的应用也会极大地提高教员的参与意识和教学兴趣,通过该共享平台教员可以集中备课、议课,教员之间可以更有效地交流,形成一种研究型教学模式,全方位促进教学。
二、共享资源库建设内容
根据资源库的建设思想,收集、制作、整理及编排与机械制造基础课程内容相关的辅助教学媒体资源,建设中的机械制造基础课程辅助教学资源库是以机械制造工程领域内反映制造基础内容的,以文字、图形、声像媒体等形式进行总体规划建设,体现若干个工程(或工艺)过程及其基本原理。同时,对上述这些数字资源进行计算机网络化处理,以现代教育理念为指导思想,结合机械制造基础课程的要求和特点,构建了机械制造类课程数字化教学资源体系的系统模型,如图1所示。
该模型针对机械制造基础课程的理论授课、实践教学、综合考核三个环节,整合和完善各类教学资源,形成了理论教学资源库、实践教学资源库以及知识与技能强化训练资源库三大模块。其中,理论教学资源库是整个教学资源库的基础模块,按照学科及课程设置进行分类,主要包括多媒体课件库、标准教案库及学科知识库(学科论文、文献资料、教学录像等);实践教学资源库构成了该体系的应用模块,针对金工系列课程实验多、实践环节丰富等特点,构建了网络虚拟实验库、工程实践多媒体素材库以及实践案例库;知识技能强化训练库构成了对教学结果的评价模块,它由课程习题库、课程试题库(需要权限)以及综合测评系统组成。通过以上三大模块内容构建一个全方位、开放性的数字化教学资源支撑下的全新的教学体系和模式,为实施素质教育和创新教育提供了一个有效的平台。
三、共享资源库建设方案
1.数字化资源的设计与制作
机械制造课程共享资源库建设的基础是数字化资源的建设,从内容形式看主要包括文字、文档、图片、表格、动画、音频、视频等。应用Dreamweaver、Auto CAD、UG、Pro/E、3ds max、Flash、Premiere、Photoshop、Fireworks、Mp3matePro、Deform3d、Microsoft Office等多媒体制作及模拟仿真软件可以有效地制作、展示反映机械制造基础技术和工艺的视频资源、典型零件加工工艺过程资源、动画资源、计算机模拟仿真资源、文档文献等。例如,传统的齿轮范成实验是利用齿轮范成仪来实现轮坯与刀具之间的相对运动过程,并用铅笔将刀具相对轮坯的各个位置记录在图纸上,由于不能够演示切削运动,学生只能看到一个平面的齿廓外形,对齿轮的范成法加工原理还是不易理解。利用3ds max软件制作三维齿轮加工模拟动画,学生可以通过视频直接观看到车间的齿轮加工实际过程,直观形象,教学效果良好。因此,对广大机械制造类课程教员而言,除了掌握专业基础知识外,熟练掌握该类软件的运用十分必要,这也是设计与制作优良的机械制造数字化资源的基础。
教员通过软件自己设计与制作数字化资源的同时,还可通过互联网大量搜集和精心选取,诸如国家精品课程网、数字化图书馆、国内外高校主站、专业加工制造论坛等等。这些网站能搜集到大量具有价值的数字化资源,诸如具有前沿性、热点性、广泛影响性的文章和经典著名的教材、著作,反映各种加工方法的历史、现状及发展趋势的资料,体现有关工艺的原理、过程、生产设备的图片、视频素材,以及各种优秀的教学录像等等。
2.网站建设
机械制造基础共享资源库系统采用浏览器/服务器(Browser/Server)架构模式,客户端运行环境为Windows/2000/XP+IE6.0以上版本,服务器端采用Windows 2000 Server+IIS5.0+ASP框架,后台数据库采用SQL2000Server、Access 2000。网站内容包括前述的理论教学资源库、实践教学资源库、知识与技能强化训练资源库三个模块,在建设过程中注重用户的交互作用,使教员和学员既是网站内容的消费者,又是网站内容的制造者,所有功能都能通过浏览器完成。
四、结束语
建设“机械制造基础”课共享资源库,是为了整合优秀的教学资源,从而实现教育资源的广泛共享,凸显专业的示范与辐射效应。在该资源库建设过程中,文中初步探讨了其建设特点、建设内容和实施方案,为下一步实质性建设该资源库打下了一定的基础,同时笔者也充分认识到,教学资源库建设是一项长期的任务,是一个复杂的系统工程,需要充分发挥广大专业教员的积极性,共同参与到教学资源库的建设中。
参考文献:
[1]吴滨,江树勇,佟永祥,等.构建基于大工程观的机械制造基础课程资源库[J].中国现代教育装备,2009,(14):55-57.
[2]黄玲,李清,王晓美.试论专题特色库建设的基本原则[J].高等工程教育研究,2006,(S1):116-118.
关键词:教学设计;教学过程;教学组织;教学实施
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0168-03
年轻教员在接受一门课程的教学任务后,首先要全面认识本专业的教学总体设计,然后认真搞好本门课程的教学设计,并在每节课的授课过程中做好组织与实施工作,才能上好课。
一、年轻教员必须明确所任课程在本专业的地位、作用和目的
我国目前的教育结构有四种,即研究型人才培养模式、工程型人才培养模式、应用型人才培养模式、普通高中与9年义务教育。研究型人才培养模式用于培养各专业的博士、硕士层次的研究人才;工程型人才和应用型人才培养模式用于在本科、高职院校、中专、技校等培养这两类技能和管理型人才;普通高中与9年义务教育为基础教育。
在各种教育结构中,都详细制定了相应的人才培养方案。方案中对人才培养的指导思想与原则、人才培养方案的主要内容及要求都做出了详细的规定。这个方案就是各个专业人才培养的总体设计,是各个专业组织实施教学的基本依据。众所周知,这个总体方案就是以先进的教育理论为指导,采用系统工程的方法,结合各自专业创办的历史和对人才的现实需要制定的。
课程设置是人才培养方案的核心内容。它明确规定了每门课程的类别、地位、学时、教学要求、主要内容、实践环节和考核方法等。每位教员只有从本专业人才培养方案出发,清楚认识所任课程在其课程体系中的地位、目的和要求。才能自觉地围绕人才培养方案的主旨,有的放矢地搞好教学工作。比如机械制图课程,对行器动力工程专业而言,重点是读图。即能读懂零件图、局部装配图和总装配图,读懂飞机图。而不是用尺规绘制飞机或航空发动机的零件设计图。再如,机械设计基础课,主要讲常用机械及通用零件的工作原理、基本的设计理论、设计方法及设计步骤,对于机械零件的强度计算、刚度计算则讲得很少。这样处理的目的是为了使学员能理解飞机或发动机构造中的有关常用机构的运动原理。就是在有关机械零件的设计中,如链条传动,在飞机和航空发动机中根本不用,可以不讲;再如,航空材料学课程中,尽管铸铁是工业重要的结构材料,并且白口铸铁一节在相图理论中又有重要的理论意义——共晶反应典型代表。但在航空材料学中不应该讲。因为从实际应用角度看,碳钢尚且极少应用,更何况铸铁。因此,在航空材料学课程中,我们一直将有色金属及其应用,即铝合金、镁合金和钛合金作为重点讲述。只有这样,才能积极地自觉地围绕着本专业的核心课程,搞好所任课程的教学工作。
年轻教员要加强现代先进教育理论的学习,明了应用型人才和技能型人才在教育理念上与研究型人才的区别,后者要求“理论够用,注重应用”、“不追求每门课程中理论的系统性和完整性”、“注重实用技能的培养”。只有深刻了解学员的培养目标,了解他们就业的需求,只有这样,才能主动地、积极地在教学实践中探索适于应用型和技能型人才的教学内容和教学方法,并取得良好的教学效果。
二、年轻教员要用系统的观点和方法看待教学过程,分析教学过程,搞好教学设计
众所周知,教学是由学校、专业、教员、学员、教材、教学媒体、评估方法等组成的动态系统。说它是动态,主要指时间、空间、内容、方法和对象都会发生变化。
用先进的教育理论做指导,采用系统的观点和方法和现代教学技术,分析教学过程中的问题和需求,确定教学目标,建立解决问题的步骤,选择相应的策略和媒体,并对教学的结果进行分析和评价,称为教学设计。分析教学系统中各个要素及其在整个系统中的功用,进行优化处理,使得系统综合功能发挥最好,就是教学设计。
它包括四个层面的设计,即学校、专业、课程的宏观与微观设计。学校层面的设计,包括学校的定位,办学的目标,办学的条件等;专业层面的设计,包括专业的定位、目标、教学条件等;课程宏观层面的设计,包括课程的标准、教材的选择、教学计划的安排、教学方法的确定、教学媒体的选择等;课程的微观设计,包括每一节课的内容选择、讲授方法和步骤安排、重点和难点的处理、教学媒体的选择和使用、作业的布置等。
教学实施则指讲好每次课,做好每次试验、安排好复习和考试、做好授课总结等。显然,年轻教员必须了解前两个层次的设计,而重点是做好后两个层次的设计及其做好教学的实施工作。
为了搞好所任课程宏观层面的设计。首先,认真研究所任课程的课程标准。只有这样,才能明确所任课程在专业中的地位、与前后课程的关系;才能有针对性地选择好教材;才能对学员提出合理的要求;才能使自己的工作不陷入盲目性。其次,认真选择合适的教材十分重要。毕业于地方本科院校的各个专业的年轻教员,到军队院校的相应专业担任专业基础课比较多。由于地方各个本科院校的同名专业与军队院校的专业有很大区别。因此,选择教材对搞好教学是十分重要的,这就使得年轻教员在教材选取上面应该注意很多地方。再次,要安排好教学进度计划和考核方法。对教学计划中的主要内容,必须采用考核方法,否则可以安排自学或简要介绍,也就没有必要安排相应的考核。
为了搞好所任课程微观层面的设计。首先就要备好课。也就是要用对比的方法读参考书,用压缩的方法写讲稿,用归纳的方法提炼教案中板书内容,即做好所任课程的细节设计工作。备课时,找三种层次的教材,琢磨同样问题各自的提出、展开、论述和讲法的特点,从中选择出适合自己的讲法。
1 机械设计基础双语教学的必要性
随着我国由机械制造大国向机械制造强国的迈进,如何扩大和深化中国制造在世界范围的影响,快速吸收国外机械行业的先进知识与理念,成为我国面临的一大难题。为适应国际化与全球化的趋势,教育部明确提出各高校需开设5%~10%的双语课程,以提升学生跨文化交流、合作与参与国际竞争的能力,为我国机械行业培养具有较强工程实践能力、优秀创新能力和良好综合素质的优秀工程应用型人才[1]。为实现这一目标,把英语教学和学科专业课程的教学结合起来,实施双语教学,成为有效方法之一。此外,实施双语教学对解决目前就业难的问题也是十分有效的,尤其是精通一门或多门外语的“双语专业人才”供不应求[2]。
“机械设计基础”作为一门培养大学生的设计能力、创新思维的机械类课程[3],是工科生由公共课转入专业课学习的基础课程。对机械设计基础采用双语教学,其首要目标是课程的国际化学习,使学生掌握常用机构和通用零件的工作原理、结构、设计理论及其在外文文献中的规范化表达。学生通过原版教材能够深入了解国外先进的工程理念和应用成果,大量接触本专业词汇及特定表达,在学习专业知识的同时,提高专业知识的外语表达能力[4-5]。
2 做好机械设计基础双语教学的对策
“机械设计基础”不同于一般公共课,它涉及知识面广,理论性强,与实践结合紧密[6]。简单的将中文教学内容转变为英文教学的传统双语教学方法,并不能获得理想的教学效果。所以,研究“机械设计基础”双语教学的方法与技巧,改革传统双语教学模式,成为摆在“机械设计基础”授课教师面前的一个重要课题。
2.1 提高重视程度
“机械设计基础”双语课程是一门文理兼备的课程,既具有机械原理与机械设计等实践性较强的学习内容,又具有较强的外语学习内容。在教学过程中,既需要理论联系实践,不断提高学生设计与创新技能,又需要学生重视外语知识的学习与掌握。所以,教师首先要从思想上正确认识这门课开设的意义及所面临的困难,提高对该门课程教学实践的重视程度。
2.2 双语教材建设
好教材是教学进展顺利的前提,是提高教学质量的保证。目前的双语教材主要有两类,一类是根据国内优秀机械设计基础教材翻译而成,侧重基本概念及定理的演绎推理,方便外语基础薄弱的学生对照中文版教材学习。另一类为国外优秀原版教材,以国外知识体系为基础,侧重学生提出问题、分析问题及解决问题能力的养成,内容涵盖较广,适合外语水平较好的学生学习。
在选择机械设计基础双语教材时,一方面需要考虑学生对机械专业知识的掌握程度,为后续专业课学习奠定基础,教材应该保证基础理论与实践应用等相关内容;另一方面,考虑学生对专业术语的外语表达能力,教材应该突出学生需要掌握的机械外文词汇、术语与表达方式,以提高学生的文献阅读与学术论文撰写能力。高校应鼓励教师根据学生实际情况及教学要求,参照国内外优秀教材自行编写双语教材。
2.3 双语教学内容探索
在机械设计基础双语课程教案设计及课堂讲授过程中,教师应根据所授专业与班级学生的实际状况,将机械知识与专业外语学习结合,合理调整与安排教学内容。
(1)教学内容重点突出
机械设计基础双语课程内容多且课时有限,应改变传统的“填鸭式”教学方法,重视学生在课堂学习过程中的主体地位,精简讲授内容,突出机械知识难点与外语掌握重点,将部分内容改为辅导内容,这既有利于学生课外掌握外语知识,又有利于课堂上理解重点内容,提高学生学习过程中的主动性,培养学生提出问题、分析与解决问题的能力。
(2)中英文比例灵活调整
机械设计基础双语教学的目的在于学生在掌握机械知识的基础上,能够灵活应用外语开展学习与交流。授课重点在于机械知识的讲授,并非纯粹的纯英文授课,学生接受专业知识能力受其外语水平制约严重。教学过程中应平衡好专业教学与外语教学之间的矛盾,不能过分追求英文教学比例,推荐采用60%~70%的外语授课比例。具体授课过程中,开始阶段用中文解释内容重点与难点,避免学生因畏难心里而丧失学习兴趣和信心;随课程内容深入而逐步提高英文比例,到教学中期英文授课内容提高到80%比例[6];后期课堂可采用全英文授课,让学生循序渐进适应英文授课。
2.4 不断创新双语教学手段
适宜的教学手段能使师生协作,达到良好的授课效果。考虑到学生对英文讲授的理解速度慢,课堂教学应减少理论推导,灵活运用模型展示、多媒体技术、课堂讨论等多种教学手段,吸引学生兴趣,持续保持课堂专注度,提高教学质量和效率。
(1)模型演示
模型演示有利于学生对机械原理的直观认识,深化对英文描述的理解,生动形象的教具演示来阐述抽象的机构理论知识,更便于专业知识理解与英文记忆。
(2)多媒体技术
在描述机构死点问题时,教师利用含有英文讲解的飞机起落架视频演示,不仅具有了模型演示的形象直观性,也非常有利于学生课后温习与掌握。
(3)学生讲课
大部分机械理论体现在生活实际中,应鼓励学生观察并用英文描述与机械有关的常识。每堂课前五分钟由学生英文讲解与机械相关的生活现象,将会极大地提高学生学习主动性。
2.5 改革考核方式
目前仅有的期中与期末两次考试成绩并不能准确反映学生对课程的掌握程度。由于机械设计基础双语课程知识量大,需要学生课外花费较多精力来消化课堂内容,容易引起学生平时不学习而最后突击考试。所以,加大平时成绩比重,将课后作业、课堂讨论、实验报告、课外论文等纳入考核范围,采用多样化的考核方式,通过对学习过程与应用能力的综合权衡,公正考核出学生对专业知识掌握的真实水平。
2.6 双语教师队伍的建立
双语教学一方面要求授课教师具有扎实的专业理论与实践知识,另一方面要具有较高的英语授课水平。双语教师队伍的建立有两种方式,一种是聘请国外优秀教师前来授课,但国内外教学模式的差异导致教学效果并不理想;一种是组织年轻教师进入国外高校观摩学习,提高教师双语教学水平,并吸收国外优秀教学模式。在此基础上,通过与国外院校合作办学,为教师提供双语教学学术交流活动。