王磊 王志堅 何波 于蘇洋

摘 要 沈陽航空航天大學(xué)“機械原理”課程經(jīng)過多年的建設(shè)，入選教育部來華留學(xué)英語授課品牌課程。在系統(tǒng)梳理課程的定位與目標(biāo)、優(yōu)化課程內(nèi)容、采用多元化的教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，對課程的建設(shè)過程及特色進行了系統(tǒng)地介紹，以期為同類課程的建設(shè)提供經(jīng)驗和借鑒。

關(guān)鍵詞 品牌課建設(shè) 課程定位 教學(xué)內(nèi)容與方法 教學(xué)特色

中圖分類號：G648.9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.01.031

Abstract After years of construction， Shenyang Aerospace University "principles of machinery" course has been selected as a brand course for the Ministry of education to study in China. On the basis of systematically combing the orientation and objectives of the course， optimizing the course content and adopting diversified teaching methods， this paper systematically introduces the construction process and characteristics of the course， in order to provide experience and reference for the construction of similar courses.

Keywords brand course construction; curriculum orientation; teaching content and methods; teaching characteristics

為了更好地服務(wù)國家“一帶一路”倡議，沈陽航空航天大學(xué)近年來大力發(fā)展留學(xué)生教育，并建設(shè)了一批優(yōu)秀的留學(xué)生精品課程和教學(xué)團隊。其中，“機械原理”課程經(jīng)過了“遼寧省優(yōu)秀課”、“遼寧省精品課”和“遼寧省精品資源共享課程”的建設(shè)和發(fā)展歷程，課程教學(xué)符合學(xué)校的辦學(xué)定位，注重學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力和工程實踐能力培養(yǎng)，針對留學(xué)生采用全英文授課，教學(xué)組織、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容都很好地適應(yīng)了國際化人才培養(yǎng)的需求，“機械原理”留學(xué)生課程于2017年入選教育部來華留學(xué)英語授課品牌課程，而來華留學(xué)英語授課品牌課程的建設(shè)是提升來華留學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量的重要組成部分。[1-3]

1 課程定位與目標(biāo)

“機械原理”是高等學(xué)校機械類專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的機械綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力中占有十分重要的地位，本課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程起承前啟后的作用，而且為學(xué)生今后從事機械設(shè)計、研究和開發(fā)創(chuàng)新奠定必要的基礎(chǔ)。

根據(jù)創(chuàng)新社會對人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才的目標(biāo)，“機械原理”課程建立了“以設(shè)計為主線、分析為設(shè)計服務(wù)、落腳點是機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計”的課程新體系，課程目標(biāo)是使學(xué)生掌握機構(gòu)學(xué)和機器動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，學(xué)會常用基本機構(gòu)的分析和綜合方法，具有進行機械系統(tǒng)運動方案創(chuàng)新設(shè)計的初步能力，進而具有在信息技術(shù)時代條件下的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新設(shè)計能力和工程實踐能力。

本課程包括理論教學(xué)、實踐教學(xué)（課程設(shè)計）和實驗教學(xué)三部分內(nèi)容，注重理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合。自2010年對來華留學(xué)生進行“機械原理”課程全英文授課以來，已經(jīng)培養(yǎng)了14屆留學(xué)生，培養(yǎng)過程中根據(jù)留學(xué)生實際情況，注意因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極能動性，不斷完善留學(xué)生教學(xué)模式和教學(xué)進度安排，教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過幾次修訂完善和整合，適合留學(xué)生教學(xué)需要，形成了穩(wěn)定適用的教學(xué)方案與合理的教學(xué)進度安排，教學(xué)檔案管理規(guī)范。按照課程的培養(yǎng)目標(biāo)要求，明確了階段性教學(xué)目標(biāo)，圍繞階段性教學(xué)目標(biāo)探索留學(xué)生教學(xué)模式，深入探索留學(xué)生教學(xué)規(guī)律。

2 課程內(nèi)容

構(gòu)建“機械原理”教學(xué)體系時注意與前修課和后續(xù)課的銜接和互補。課程教學(xué)內(nèi)容源自美國Robert L. Norton編寫的經(jīng)典教材《Design of Machinery》，并注意與前、后課程及左右并行相關(guān)課程知識點的銜接，促進課程建設(shè)的完整性和全方位發(fā)展。通過調(diào)研前修課和后續(xù)課的內(nèi)容，調(diào)整“機械原理”相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，減掉了部分分析內(nèi)容（與理論力學(xué)運動學(xué)、動力學(xué)重復(fù)的內(nèi)容），增加了計算機應(yīng)用于機構(gòu)分析和設(shè)計的解析法等內(nèi)容（應(yīng)用前修計算機語言課程），增加機構(gòu)方案設(shè)計和組合機構(gòu)設(shè)計理論和實踐、增加齒輪機構(gòu)部分（與后續(xù)課程機械設(shè)計銜接互補）。課程內(nèi)容經(jīng)過整合，趨于更合理、科學(xué)、優(yōu)化。

在保證教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)性的同時，將最新的教學(xué)改革和科研成果引入課程教學(xué)，不斷提高課程內(nèi)容的時代性和前沿性。將微課或慕課等網(wǎng)絡(luò)課程引入課堂教學(xué)，以翻轉(zhuǎn)課堂模式開展教學(xué)。在課程緒論中將仿生機構(gòu)、微機構(gòu)等先進前沿性學(xué)科知識引入課堂，極大激發(fā)留學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣。在講授連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等常用機構(gòu)時，將機械創(chuàng)新設(shè)計競賽中的優(yōu)秀案例作為典型機構(gòu)（如“無碳小車”、“多功能黑板檫”等），注重理論知識在實際中的應(yīng)用，鼓勵學(xué)生積極參加課外科技活動。團隊中多名教師從事機器人研究方向，與本課程具有緊密聯(lián)系，將實際科研項目部分內(nèi)容作為學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)或融入到理論課程。

在留學(xué)生課堂授課中，針對課程特點和留學(xué)生理論知識偏弱、實踐動手能力較強的特點，適當(dāng)降低了理論知識難度（如英文原版教材中解析法對連桿機構(gòu)設(shè)計理論偏難，去掉了該部分內(nèi)容），注重實踐環(huán)節(jié)、理論與工程實際結(jié)合。根據(jù)留學(xué)生專業(yè)不同，對飛行器設(shè)計與制造專業(yè)和機械電子工程專業(yè)留學(xué)生分開上課，對于飛行器設(shè)計與制造專業(yè)的學(xué)生教學(xué)內(nèi)容中引入航空中的典型機構(gòu)進行講解，對于機械電子工程專業(yè)的學(xué)生以通用機械為主進行講解。在教學(xué)中引入國外新型機構(gòu)在研究開發(fā)及實踐應(yīng)用中的錄像，使學(xué)生觸摸到課程的前沿信息，達(dá)到留學(xué)生工程應(yīng)用實踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

3 教學(xué)方法

留學(xué)生教學(xué)過程中，重視教學(xué)理論的探討，開展了多項教改項目的研究，取得了許多有應(yīng)用價值的教學(xué)成果，將其應(yīng)用于實際教學(xué);采用先進的教學(xué)理念，著重培養(yǎng)學(xué)生的積極主動性和創(chuàng)新實踐能力，團隊中多名教師指導(dǎo)的學(xué)生獲國家級、省級“機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”獎項;采用先進的教學(xué)方法，運用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，““機械原理”精品開放課程”獲遼寧省教育教學(xué)信息化大獎賽一等獎;根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計具體教學(xué)過程，根據(jù)留學(xué)生個體差異，對教學(xué)方法和手段進行實時調(diào)整;采用小班和分專業(yè)授課。教學(xué)過程中具體做法如下：

3.1 教學(xué)理論與理念——突出教育以人為本

在“機械原理”課程建設(shè)中，我們以培養(yǎng)創(chuàng)新型社會所需的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)進行教學(xué)理論與教學(xué)理念的研究與改革，將傳授知識與注重能力、業(yè)務(wù)培養(yǎng)與素質(zhì)教育有機的融為一體，突出教育要以人為本。改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生主動、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，引導(dǎo)教師教學(xué)創(chuàng)新。通過教師的精彩授課與學(xué)生的輕松愉快參與，以及活潑新穎的教學(xué)方法，同時融入教師的教學(xué)藝術(shù)、風(fēng)格和人格魅力，激發(fā)學(xué)生主動思考、自主探索與研究的興趣，從根本上調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)質(zhì)量逐年穩(wěn)步提高。

3.2 教學(xué)方法——多種教學(xué)方法的運用

采用知識驅(qū)動的啟發(fā)式、研究型教學(xué)，自學(xué)與課堂討論相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過做學(xué)生思想工作，激發(fā)學(xué)生的上進心和主動學(xué)習(xí)的熱情，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

開展知識驅(qū)動的啟發(fā)教學(xué)，在講授某個知識點時，研究與此知識點相關(guān)的前修課程的知識（學(xué)生已經(jīng)掌握），由已知的理論原理與學(xué)生一起推出即將要學(xué)習(xí)的知識，避免平鋪直敘簡單枯燥，有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高聽課效果，尤其是對于基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)，應(yīng)重點關(guān)注其對前修課程知識的掌握程度，適當(dāng)進行知識點的補充與復(fù)習(xí)，比如在學(xué)習(xí)機構(gòu)的運動分析時，對應(yīng)理論力學(xué)里的剛體的運動分析，可進行知識點的適當(dāng)復(fù)習(xí)。

開展研究型教學(xué)，在每個知識點最后都提出若干個思考題，課堂上與學(xué)生共同分析，通過分析研究，激發(fā)學(xué)生主動思考，加深對知識點更深入理解，提高學(xué)習(xí)效率。該種教學(xué)方法可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，尤其對基礎(chǔ)較好的學(xué)生，引導(dǎo)其對知識點的深入理解和主動思考。比如在講解機構(gòu)瞬心數(shù)目的求解公式時，要求學(xué)生將其與平面機構(gòu)自由度數(shù)目的求解公式進行對比分析，了解兩個公式中構(gòu)件數(shù)目的區(qū)別，從而加深對相關(guān)知識點的理解。

對重點難點內(nèi)容，課堂上講授要條理清楚，而對課程內(nèi)容容易理解的部分采用自學(xué)與課堂討論相結(jié)合的方法，督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)，縮短課堂講授時間，增加學(xué)生參與討論時間，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

3.3 教學(xué)手段——多樣化

結(jié)合“機械原理”課程專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課的特點，授課時將板書、多媒體課件、教具、DVD教學(xué)錄像等有機結(jié)合，在學(xué)生扎實掌握基礎(chǔ)理論知識的同時，擴大課堂教學(xué)的信息量、理論聯(lián)系工程實際以及促進學(xué)生對課程前沿發(fā)展的了解掌握。如常用機構(gòu)及組合機構(gòu)的類型及應(yīng)用部分，在給學(xué)生講授時加入了大量的利于形象思維的動畫和教具，這些動畫或教具直觀、易于接受，而且對以后課程設(shè)計起到一個很好的引導(dǎo)作用，學(xué)生表現(xiàn)出極大的學(xué)習(xí)興趣;又如反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪機構(gòu)部分，制作Flash文件加入許多動畫使學(xué)生對較難理解的概念有了較好的感性認(rèn)識，再通過原理分析，方法推導(dǎo)，使學(xué)生很快由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，較容易掌握所學(xué)內(nèi)容;又如齒輪齒廓加工方法部分，制作了DVD教學(xué)錄像，配以解說，使學(xué)生了解工廠實際加工齒輪的過程;進行機構(gòu)急回運動的講解時，通過學(xué)生親手操作典型機構(gòu)教具，使學(xué)生更直觀的觀察其急回運動的特征。

授課過程中這種多樣化的教學(xué)手段既避免了以往單純板書信息量小的缺點，又不像其它的多媒體課件形式單一、只是課本知識的簡單重復(fù)，很受學(xué)生歡迎和接受，教學(xué)效果良好。

3.4 信息化技術(shù)手段的應(yīng)用——開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

“機械原理”課程充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，在全校最早開始使用blackboard平臺積極開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理，將教學(xué)大綱、電子教案、多媒體課件、習(xí)題解答、實驗指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)等資源上網(wǎng)，促進立體化教學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)課堂，及時與學(xué)生溝通、答疑，方便快捷，提高效率。2012年省精品資源共享課程全部基本資源上網(wǎng)共享之后，學(xué)生充分利用網(wǎng)上資源，通過網(wǎng)上觀看錄像、下載課件、案例學(xué)習(xí)等，對課堂教學(xué)起到了有效的補充。

在每學(xué)期授課中，都建立QQ群、微信群或公用電子信箱，通過這些手段，促進了與學(xué)生的及時溝通，學(xué)生可以在網(wǎng)上提交作業(yè)或進行答疑，很大程度上調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3.5 考試方法改革——加強平時考核

重視平時的教學(xué)管理、實施科學(xué)的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控。實行學(xué)生課程成績評定的改革，平時成績占20%，測驗占10%，實驗占10%，期中考試占20%，期末成績占40%，最后核定總成績，使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)過程的重要性，避免了學(xué)生平時松懈期末突擊學(xué)習(xí)的弊病，進行全過程教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，有效地提高教學(xué)質(zhì)量，促進教師把更多精力投入教學(xué)中，保證教學(xué)質(zhì)量。

3.6 作業(yè)——加注批語

作業(yè)是教師與學(xué)生溝通的渠道之一，教師在批改作業(yè)時，不是簡單的對、錯的批改，而是加注批語，批語有指出錯在哪里，作業(yè)是否認(rèn)真，還有鼓勵加油的話語，與學(xué)生談心，督促了部分學(xué)生改進學(xué)習(xí)作風(fēng)，效果較好。

3.7 上課學(xué)生規(guī)模——小班型、分專業(yè)

為了提高授課效果，留學(xué)生授課采用小班制，每班人數(shù)控制在50人以下，教師在留學(xué)生“小班化教學(xué)”中需要“會組織、會協(xié)調(diào)、會互動、會幫助、會評價”。對飛行器設(shè)計與制造專業(yè)和機械電子工程專業(yè)留學(xué)生分開上課，對于飛行器專業(yè)的學(xué)生教學(xué)內(nèi)容中引入航空中的典型機構(gòu)講解，對于機電專業(yè)的學(xué)生以通用機械為主進行講解。

4 教學(xué)特色

（1）搭建“三位一體”的實習(xí)實訓(xùn)平臺，理論與實際相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力。利用創(chuàng)新實驗室、校內(nèi)跨專業(yè)實訓(xùn)平臺和校外實踐基地“三位一體”的實習(xí)實訓(xùn)平臺，將課程理論知識與實際科研項目和機械創(chuàng)新設(shè)計競賽相結(jié)合，課程內(nèi)容為學(xué)生提供分析和創(chuàng)新設(shè)計的理論知識，實習(xí)實訓(xùn)平臺為學(xué)生提供工程實踐的保障，理論與實際相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

（2）因材施教，突出專業(yè)特色設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。針對課程特點和留學(xué)生理論知識偏弱、實踐動手能力較強的特點，適當(dāng)降低了理論知識難度，突出了實踐環(huán)節(jié)、理論與工程實際結(jié)合。根據(jù)留學(xué)生專業(yè)不同，對于飛行器設(shè)計與制造專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容中多以航空典型機構(gòu)為例，對于機械電子工程專業(yè)的學(xué)生以通用機械為主。

（3）多元化、立體化和開放式的教學(xué)模式。課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺相互支撐，實現(xiàn)信息技術(shù)手段在留學(xué)生教學(xué)中的立體化、全方位應(yīng)用;采用多媒體教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)等多元化的教學(xué)手段;開放式教學(xué)方法貫穿于課堂教學(xué)、課外小作業(yè)、實驗、課外大作業(yè)、課外實踐活動等各個環(huán)節(jié)。擴展學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐的時間和空間、學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度與廣度，最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在考試形式上，不再局限于期末閉卷考試一種形式，而是選擇了平時作業(yè)、討論、綜合性大作業(yè)、平時測驗、實驗等多個方面進行評價，降低了期末成績在總成績中的比重，使成績構(gòu)成多樣化。

5 結(jié)語

沈陽航空航天大學(xué)“機械原理”來華留學(xué)英語授課品牌課程依托遼寧省精品資源共享課，經(jīng)過十年來的發(fā)展，通過優(yōu)化教師團隊和教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)模式和評價體系，理論與實際相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力，已經(jīng)打造成為沈陽航空航天大學(xué)乃至遼寧省一門重要的來華留學(xué)英語授課品牌課程。

參考文獻(xiàn)

[1] 夏小樂，馮守帥，辛瑜等.“Essentials of Biotechnology”來華留學(xué)英語授課品牌課程建設(shè)紀(jì)實[J].教育教學(xué)論壇，2018.393（51）：253-254.

[2] 李志紅，彭帆，肖莉等.教育部來華留學(xué)英語授課品牌課程建設(shè)的探索與實踐——以三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院《生物化學(xué)》為例[J].醫(yī)學(xué)教育研究與實踐，2018，26（06）：137-140.

[3] 程偉華，石松，郭麗娟.來華留學(xué)英語授課品牌課程建設(shè)實踐探索——以南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為例[J].高校實驗室工作研究，2015（2）：84-86.