石 玉 陳立新
(華北電力大學,河北 保定 071003)
“機械設計基礎”課程是機械類及近機類各專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎課,一方面對學生認識使用和設計機械裝置起著舉足輕重的作用,另一方面對學生學習專業(yè)課程起著承上啟下的橋梁作用。該課程具有基礎性、設計實踐性和綜合性等特點,是培養(yǎng)學生運用所學知識解決工程實際問題以及創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新設計能力的重要課程。作為一門具有較長歷史的技術基礎課,在課程設置、教學內(nèi)容等方面都形成了自身較完整的體制。但是,隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展,舊的教學體制和內(nèi)容難免與新時代對人才的要求相矛盾;傳統(tǒng)的教學方法也有需要更新的地方,所以教學改革勢在必行。成人教育以技術應用型人才為培養(yǎng)目標,所以更應注重本課程的設計性、實用性,即學生實際機械設計能力的培養(yǎng)。為此,必須以全面機械設計素質(zhì)培養(yǎng)為中心、實際機械設計能力培養(yǎng)為主線,結合成人教育的特點,對傳統(tǒng)的《機械設計基礎》教學內(nèi)容體系和教學方法手段進行改革。
《機械設計基礎》課程是培養(yǎng)學生的機械設計能力的工科專業(yè)基礎課,通常采用課堂教學、實驗和課程設計等多種方式實施教學。成人教育應把以課堂教學為主的理論教育和直接獲取實際經(jīng)驗知識的實驗有機地結合。由于其本身是一門與實踐結合非常緊密的課程,所以教學上也要求采用理論教學和工程實踐相結合的授課方式,盡可能地讓學生通過本門課程的學習,掌握較多的有關機械設計實踐方面的知識。而實踐環(huán)節(jié)的教學目標是使學生認知機械設備與機械裝置,掌握繪制實際機構運動簡圖的技能;掌握對簡單機械參數(shù)測試的手段;加深對常用機械基本理論的理解和驗證;培養(yǎng)學生的機構設計能力和測試技能,以提高學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力;獲得基本的工程訓練和對實驗結果進行分析的能力。
在《機械設計基礎》課程的教學內(nèi)容上要突出成人教育的特點及專業(yè)的特性。成人教育培養(yǎng)目標強調(diào)的是人才的應用性和復合性,其畢業(yè)生所從事的崗位大部分是一線的工作。鑒于此特殊性,應從以下幾個方面入手對教學內(nèi)容進行改革。
首先是在課堂講授中要淡化繁瑣的、過深的、不必要的理論推導和證明。學生的工作性質(zhì)決定了他們沒有必要對計算公式、定理等內(nèi)容的推導像高等學歷教育培養(yǎng)研究型人才那樣搞得清清楚楚,而應把重點放在如何應用上。本課程應運用基礎理論知識、實際經(jīng)驗來分析工程中出現(xiàn)的現(xiàn)象,以及如何運用這些公式、定理、方法等來解決非?;A的實際設計問題。因此,在教學內(nèi)容整合上要突出分析問題和解決問題的思路和方法,注重如何運用這些公式、定理、方法等來解決基本實際設計以及零部件運用、分析的實際問題。這樣更符合培養(yǎng)目標的要求,也勢必會取得更好的教學效果。
其次是要結合不同專業(yè)的各自特點對教學內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整。由于各專業(yè)的培養(yǎng)目標不同,所安排的課程和教學要求也不同,因此《機械設計基礎》課程應根據(jù)本專業(yè)的學習要求,以及工作崗位的要求選取適合的教學內(nèi)容,選擇緊密結合本專業(yè)的具有創(chuàng)造性的課程設計題目,使學生能把有限的時間和精力花在學習有用的知識上,避免所有的專業(yè)學習內(nèi)容千篇一律的現(xiàn)象,造成教學資源、精力等各方面的浪費。
再有就是考慮到成人教育中學時長度安排的特點,教學中應講求“短、平、快”,具有速效性。要對課程內(nèi)容進行優(yōu)化整合,對教學內(nèi)容要精選少講,要以機械傳動、機械零件的設計為主線,要把精力集中于研究掌握機構、零部件的結構、選材、標準與規(guī)范、工作情況分析、受力分析、應力狀態(tài)分析、失效形式及其原因分析、設計計算準則、參數(shù)選擇、設計方法步驟以及問題處理上,講授相關的基本知識和基本理論及設計方法,注重結合工程實際中的實例,對設計中應注意的問題加以強調(diào)和說明。考慮到大部分學生均來自生產(chǎn)第一線,還可以引導學生結合他們在工作中遇到的實際問題,利用課堂所學的知識和理論進行課堂的討論,給學生留出獨立分析問題、思考問題的時間,而在整個過程中教師只起到引導的作用。這樣,不僅會加深學生對課堂知識的理解和掌握,而且有助于提高學生利用所學知識解決工程實際問題的能力。
由于《機械設計基礎》本身是一門與實踐結合非常緊密的課程,在教學方法上也要求采用理論教學和工程實踐相結合的授課方式,而教學作為師生的一種互動過程,應實施交互學習。教師必須首先吃透教材內(nèi)容,抓住每一章節(jié)的難點和重點,按照由淺入深,由表及里,深入淺出,理論聯(lián)系實際等原則引導學生思維。教師應采用“設疑”、“置疑”的“問題式教學”方法,這樣可以通過注意力,調(diào)動學生的積極性,而且通過學生自己提出問題、解決問題來提高他們分析問題和解決問題的能力,所以,應尋找最適合學生的方式,更好地發(fā)掘?qū)W生潛力,培養(yǎng)學生系統(tǒng)探索、獨立思維、發(fā)展創(chuàng)新能力。隨著計算機技術的發(fā)展,傳統(tǒng)教學中的教材、教學參考書、黑板、粉筆等載體和手段,可以被計算機及網(wǎng)絡所提供的集成化教學環(huán)境,如多媒體學習系統(tǒng)、演示環(huán)境、師生交互環(huán)境所取代。教師可以利用多媒體充分表達教學意圖,例如,在介紹軸的結構設計時,動畫可以很容易地把軸上零件的軸向和周向固定方法、軸上零件的安裝拆卸等表達的非常清楚。
在國外,運用網(wǎng)絡的遠程教育越來越多地被應用于成人教育。學生可以不受時間、地點和學時的限制,根據(jù)自己的情況方便地進行自主學習。遠程教育是通過網(wǎng)絡信息化的平臺,讓廣大學生能在網(wǎng)絡技術的環(huán)境下,接受優(yōu)質(zhì)教育。要加快推進信息技術教育,首先要實現(xiàn)觀念的轉(zhuǎn)變,要把信息技術從學習對象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習工具,要把信息化作為提高教育質(zhì)量的一個重要載體,真正把信息技術運用到學習之中。此外,要把信息技術從輔助教學的手段轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習的方式,發(fā)揮信息技術在學生自主學習、交流合作等方面的優(yōu)勢,構建在網(wǎng)絡環(huán)境下學生自主學習的方式。為了發(fā)展遠程教育,提高學生的學習興趣和培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì),我們在資源庫還提供了網(wǎng)上討論角,教師和學生都可以提出討論的主題。教師在討論過程中起主導作用,對學生的問題進行及時的解答,并進行修改刪除等操作,當認為討論的目的達到后,再更換新的討論題。這樣不僅擴大了學生的知識面,豐富了教學內(nèi)容,而且使教師授課的發(fā)揮空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的三維空間,使教學內(nèi)容更加豐富、直觀、規(guī)范;大大激發(fā)了學生自主學習的積極性,真正實現(xiàn)了以教師為主導、學生為主體的新的教學模式。
另外,為了更有利于培養(yǎng)學生的工程技能,可以進行現(xiàn)場教學。在以往的教學中,《機械設計基礎》課程通常以課堂教學的形式來實現(xiàn),教學普遍偏重于基本理論分析,從書本到黑板,全是紙上談兵。內(nèi)容繁瑣、枯燥,學生不感興趣,難以集中注意力聽講、思考,難以調(diào)動學生自主學習的積極性?,F(xiàn)場實驗教學是把課堂從教室搬到實驗室或車間,通過學生完成規(guī)定的實驗,來觀察實物結構并完成實際操作,獲得對書本知識的驗證和補充,更深刻地理解掌握基本知識與理論,并使學生實際動手和操作能力得到訓練。這種圍繞實驗教學活動而進行的教學結構形式,是有效實現(xiàn)教學目標的創(chuàng)新教學法之一。例如,把軸系結構分析作為教學內(nèi)容,學生可以通過拆卸、分析、測繪等手段進行相互之間的探討,再加上教師的當面指導,最終能使學生直觀掌握軸、齒輪、鍵等相關理論知識和實際知識,以及密封、潤滑等基本知識,達到理論與實踐的結合??傊痉椒ㄔ讷@得專業(yè)知識的同時也培養(yǎng)了學生實際操作、觀察分析等能力以及合作精神,有利于培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。
以自學為主是成人教育的又一特點。結合這一特點,教學中要加強對學生自學的引導,特別是課前的自學和課后的復習。課前的自學是根據(jù)教師編寫的自學進度表有計劃地學習。由于學生一般都是生產(chǎn)第一線的主力,工作任務比較繁重,學習時間相對較少,教師可以根據(jù)每一章的重點所在,提出思考題,使學生能夠有針對性地學習,不僅節(jié)省了時間,而且提高了預習的效果。課后及時復習課堂所學知識,并通過練習加以鞏固是非常必要的。教師要對課外習題的布置加以精選,例題和習題不在于多,而在于精,還要具有啟發(fā)性,達到舉一反三的目的。學生通過練習進一步加深對所學知識的理解和掌握,而且可以引導學生開動腦筋積極思考。
在教學改革的大潮中,傳統(tǒng)課程如何改革是一個很重要的問題,不論是教學思想的轉(zhuǎn)變,還是教學內(nèi)容、教學方法和手段的改革,都將對學生工程設計能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到非常重要的作用?!稒C械設計基礎》課程以實際機械分析能力和設計能力培養(yǎng)為主線,采取從基本知識、基本理論和基本方法的理解掌握入手,結合工程實際,培養(yǎng)設計能力和創(chuàng)造能力的教學方法,使得《機械設計基礎》課程從教學內(nèi)容到教學方法以及學習方法上都更有利于學生掌握知識、啟迪創(chuàng)造性思維、形成創(chuàng)新設計能力,不僅有利于后續(xù)專業(yè)課的學習,更有利于提高學生的實際設計能力。這種教學改革使得本課程的教學內(nèi)容和教學方法更符合成人教育的教育規(guī)律,更符合成人教育人才培養(yǎng)目標的要求。