陳 磊 楊長牛 黃文權(quán) 孫澤剛 劉郁蔥

四川輕化工大學 四川 自貢643000

為推動工程教育改革創(chuàng)新，“新工科”建設復旦共識已經(jīng)達成[1]，快速推動全國高校在工程教育領域掀起了一場教學模式的改革。新工科是在新經(jīng)濟和新產(chǎn)業(yè)的背景下，以科技創(chuàng)新為核心，在新興領域?qū)嶋H應用中形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)機制，新工科建設通過設置和發(fā)展新興工科專業(yè)來完成，也可以是傳統(tǒng)工科專業(yè)應對新科技的革新[2][3]。《機械原理》課程作為高校機械類專業(yè)人才培養(yǎng)中的一門重要的專業(yè)基礎課，銜接著前面基礎課程與后續(xù)專業(yè)課程，起到承前啟后的作用，在新工科背景下必須快速適應新工科對高校人才培養(yǎng)的要求，主動改革。由于目前關于《機械原理》課程在新工科背景下如何改革的研究較少，故本文結(jié)合我校機械工程學院開設的《機械原理》課程教學現(xiàn)狀進行研究。通過前期調(diào)查，發(fā)現(xiàn)《機械原理》課程存在學時減少、教學內(nèi)容、評價方式、與相關課程體系與內(nèi)容的銜接等現(xiàn)象，與教學改革要求存在的差距較大。譬如傳統(tǒng)的“死板八股文”教學模式，導致學生對學習無興趣；“標準答案”的考試方式，限制了學生的創(chuàng)新思維等。針對我校機械原理課程教學中存在的不足，提出一種基于智能機械的機械原理課程改革與實踐的方法。以新工科理念為指導，以學生為中心，開展以智能機械為載體的課程教學內(nèi)容再設計和課程教學環(huán)節(jié)邊界再設計，以促進學生創(chuàng)新思維的意識，主動實踐，激發(fā)學生的求知欲望，提高學生獨立工作和解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生在開拓性與原創(chuàng)性上的能力和快速學習新事物的能力。

1 轉(zhuǎn)變教學理念

傳統(tǒng)機械原理教學理念測重于“傳道授業(yè)解惑”，強調(diào)對知識的接受、汲取和運用，以教師為主體，對學生最終的掌握程度進行模糊評價，但學生存在的問題沒有從根本上解決。新工科建設背景下，機械原理課程重點在以學習結(jié)果為導向，以學生為中心，讓學生理解專業(yè)和道德責任，將來能做什么。因此，轉(zhuǎn)變教學理念對課程建設與發(fā)展、培養(yǎng)滿足新工科要求的機械類專業(yè)人才具有重要意義。

以智能機械為載體，進行課程體系改革與理論課程和實踐教學環(huán)節(jié)評價環(huán)節(jié)邊界再設計。側(cè)重于機器人(智能機械)的結(jié)構(gòu)、新型傳動與機構(gòu)學設計及應用；通過對幾種主流工業(yè)機器人與服務機器人基本功能的分析及機構(gòu)設計來實現(xiàn)多學科知識的融合，建立一套以方案設計能力、機構(gòu)設計能力、創(chuàng)新思維能力、綜合設計能力為依據(jù)的學生課程學習評價機制，以達到培養(yǎng)學生在開拓性與原創(chuàng)性上學生的能力和快速學習新事物的能力。

2 優(yōu)化教學內(nèi)容

在現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案下，機械原理課程內(nèi)容抽象、難懂、各章節(jié)之間邏輯性較強，學生僅靠強化記憶和習題練習難以達到調(diào)動學生學習積極性和興趣。為了提高課程的教學質(zhì)量和效率，優(yōu)化教學內(nèi)容顯得十分重要。第一，調(diào)整理論課程內(nèi)容。機械原理理論課程分為四大板塊，分別為機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動學分析、動力學分析、常見機構(gòu)的分析及其設計。其中，運動學與動力學部分內(nèi)容在實際應用中較少，可對其進行部分優(yōu)化。第二，教學內(nèi)容再設計和教學環(huán)節(jié)邊界再設計。主要體現(xiàn)在：通過分析機器人(智能機械)的主要結(jié)構(gòu)與組成特點，調(diào)整教學內(nèi)容。減少解析內(nèi)容和一般比較容易理解且能自學的內(nèi)容(包括理論力學重復部分)；在相應章增加機器人設計的內(nèi)容。第三，課程教學環(huán)節(jié)邊界再設計。①課堂教學講授基本概念與設計方法②課外通過現(xiàn)代教學手段理解教學內(nèi)容③課程設計培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力與工程實踐能力④創(chuàng)新實踐活動訓練工程實踐動手能力。

3 教學手段多樣化

首先，應用現(xiàn)代多媒體對課堂教學進行教學手段優(yōu)化，即利用計算機輔助教學。以可視、可動的方式部分替代傳統(tǒng)板書講授教學，將直觀的機構(gòu)運動和課程相關的理論知識相結(jié)合，通過Solidworks、Proe、UG 等三維CAD軟件呈現(xiàn)給學生，實現(xiàn)大量難懂的知識點變得直觀生動。其次，以學生為中心，開展學生講，教師聽的模式，尤其是相對簡單的章節(jié)。將班級分為若干個小組，進行討論總結(jié)，教師進行點評指正，訓練學生的語言表達能力和組織能力，培養(yǎng)團隊精神。

4 基于專業(yè)認證標準的課程評價體系

依據(jù)教育部專業(yè)認證標準，課程考核采用平時考核和考試考核。課程考核成績由平時成績和考試成績構(gòu)成。課程采用定量分析方法，數(shù)據(jù)來源于學習該門課程的所有學生在各考核環(huán)節(jié)取得的成績。采用課程達成情況分析統(tǒng)計表，以課程目標為分析對象，確定各課程目標對應的考核環(huán)節(jié)及分值比例，錄入學生在各考核環(huán)節(jié)取得的學習成績，經(jīng)統(tǒng)計后得到各課程目標的達成情況、畢業(yè)要求指標點達成情款以及學生個體的課程達成情況，并分別針對達成情況進行分析評價。

5 結(jié)論

根據(jù)新工科建設的要求，結(jié)合機械原理課程的特點，圍繞機械類專業(yè)培養(yǎng)目標，在教學理念、教學內(nèi)容、教學手段、課程評價體系上進行適當變化，適時引入相關領域最新知識與技術，緊跟學科發(fā)展方向，探索出一套適合本課程的有效的教學方法和手段，在一定程度上提高學生在開拓性與原創(chuàng)性上學生的能力和快速學習新事物的能力。