機械類專業課教學改革研究

為了迎合新形勢下人才培養的需要，我們成立項目組對機械類專業課進行了一系列的教學改革研究與實踐，取得了令人滿意的效果，研究項目主要進行了以下工作：

確定教學改革對象

由于各方面條件的限制，我們只能選取部分專業課程進行改革嘗試。我們挑選了《機械制造工藝學》、《金屬切削機床》、《金屬切削刀具》、《金屬切削原理》等傳統專業課和新開專業理論課程《先進制造技術》，總學時占所有專業課學時的21%，具有相當的代表性。

確定這些對象的原因是：（1）它們是本專業具有代表性的傳統課程，與機械制造工藝密切相關；（2）它們與本專業后續課程及學生畢業后的工作水平直接相關；（3）與生產實際聯系緊密，要求有較強的感性知識為基礎；（4）為解決感性知識的建立，需要相對多的時間、財力、物力和投入。

確定教學改革主線

進行教學改革有較多的嘗試和做法，我們認為教學改革要解決好新知識不斷出現與傳統課程總學時過多超過要求的矛盾；解決實踐教學環節經費和時間投入多但效果不理想的矛盾；因此確定改革主線的是非常關鍵的。我們認為改革要從專業總體高度角度進行考慮，而社會實際需求是檢驗改革效果的標準。對于機械類專業來講；應以制造工藝作為主線，改革要圍繞這一主線進行。基礎知識、感性知識、專業知識、先進技術知識、先進教學手段、設計訓練環節等，要按照對事物的認知規律進行安排。這樣的學生才有可能掌握本專業較先進和前沿的知識，又有本專業傳統扎實的基本功和知識為現有企業所歡迎和接受。

問卷調查及分析

為了使此次教學改革有較強的針對性、全面性和實用性，我們以問卷調查的形式，專門設計了涉及有關要改革的專業課和實踐環節方面的調查問卷，了解學生和相關任課教師對本教學改革中部分問題的看法和意見。通過對機械類和近機類不同年級的400多名學生和相關專業課任課教師的問卷調查分析，我們得到了以下幾點重要結論：1）73%的學生表示有一定數量的專業課知識有重復，部分知識較陳舊，有必要刪減和整合；2）有70%的學生認為最應該使用多媒體和網絡資源教學的是專業課；3）60%以上的學生表示希望開辟專用的網上交流平臺，使得學習、交流、輔導、自測和討論不再受時間和空間的限制；4）80%的教師認為很有必要對專業課進行知識的整合更新，使之更加系統，更加具有實踐性和實用性，也使得教學資源能夠充分利用；5）由于學生人數較多，而教師在校與學生的交流時間有限，93%的教師希望利用網絡優勢開辟專用網絡化教學平臺，希望能夠提供給學生較全面的教學資源，有針對性地對學生進行小范圍的輔導和交流，能夠實現例如網上考試、教學評價等功能。此外，我們還針對本次教學改革涉及到的具體課程的課件制作和應用情況、教學手段和方法等具體細節進行了摸底調查。

通過對調查結果的匯總和分析，我們將教學改革的主要任務確定為以下幾項：1）對涉及到的專業課進行內容上的合理刪減和整合，合理安排相關基礎知識的傳授順序；2）根據課程內容的調整情況以及調查反饋的結果由各個課程組的教師分別進行多媒體課件的制作和相關教學資源的搜集整理； 3）依托課件和相關教學資源開發專業課網絡化教學平臺；4）隨時交流、反饋、收集和整理使用效果和建議，并不斷改進和完善。

課程內容改革

對比新老培養計劃，各門專業課學時雖然被壓縮了，但是人才培養方案對于課程質量的要求反而更高。新的人才培養方案要求教師尤其是專業課教師把越來越多的實踐性、應用性、擴展性知識融入到課堂教學中，這就對專業課課堂教學的內容組織提出了更高的要求。

為此，我們組織多個課程教學組，對現有教材和課件進行了多次的討論，在整合過程中破除了傳統的慣性思維定勢，將相關內容以工藝為主線，按照認知和掌握事物的規律從“制造基本知識——制造技術基礎——制造設備基礎——先進技術應用和發展——現場認知——初步設計實踐”的順序組織課程，一切改革的實施圍繞這一基本主線進行。

我們刪去各門課程中的邊緣性、陳舊性、重復性、以及部分簡單易懂的介紹性內容，加入實踐性、應用性、擴展性內容，并把新加入的教材中沒有的部分比較詳細的寫入課件或補充講義。為了更大程度的滿足學生知識接受能力上的差異，每個課程組還精選了一批參考教材、書籍和網絡資源等，以滿足不同層次學生知識接受能力上的需求。

課件制作及網絡化教學平臺開發

1.課件制作

編制高水平的機械類專業課和實踐環節的多媒體課件，不但能夠很好地彌補學生實踐認知的不足，也使教師能夠在有限的課堂教學和場地教學時間內盡可能多地傳授應用性實踐性的知識，從而更好地實現機械類專業創新人才的培養目標。

根據調查問卷的結果分析和課程組的討論，在形式和風格上盡量做到統一的前提下，各課程教學組充分利用各種相關軟件針對不同課程修改完善或重新制作授課用多媒體課件及相應的網絡課件。

2.網絡化教學平臺開發

隨著通信技術、網絡技術和多媒體技術的不斷發展，基于Web的遠程教學系統也隨之蓬勃發展，這使得遠程教學獲得了前所未有的強大技術支持手段。網上教學可以使各種教學資源得到整合，并通過 Internet以更加生動的形式進行傳播。為此，我們將最大限度地發揮“教師為中心”與“學生為中心”教學模式的各自長處，設計一種能將兩種教學模式有機地結合的功能強大、結構合理遠程教學平臺。

我們運用ASP.NET網絡技術組織設計開發了具有包括機械類專業課網絡課程瀏覽及下載、學習過程管理、在線教學輔導交流、網上考評等功能的網絡化教學平臺，并于2005年下半年開始基于校園網開展了課程教學應用實驗。具體網絡平臺系統包括教學子系統、考評子系統、管理維護模塊。

教學子系統主要由4個模塊組成，備課模塊、授課模塊、學習模塊和交流互動模塊。其中：備課模塊主要包括查看教學計劃、創建新課件、編輯課件等功能；授課模塊為教師提供組織課堂教學的功能，教師在開始授課前將已準備好的課程呈現在學生面前，由教師控制授課的開始和結束，在教師事先準備好的一堂課中學生自主選擇學習的進度和順序；學習模塊主要包括點播課件、點播視頻、查詢問題、查看筆記等功能，為學生提供課下自由學習和彌補知識缺陷的機會；交流互動模塊為學生和教師提供不受空間限制的專用交流平臺，不但可以針對課堂知識及課外知識對學生進行小范圍的輔導，而且對指導學有余力的學生進行課下科技創新活動也是一個很有效的輔助手段。

考評子系統由考試模塊和評價模塊兩部分組成。考試模塊包括抽題組卷，上機考試，考試結束實時查看考試成績等功能。在質量評估模塊中包括兩種評價模型，計分型和覆蓋型，計分型評價模型包括次數分布圖、班級標準分和年級標準分等；覆蓋型評價模型包括個體與個體分析、個體與群體分析和群體與群體分析等功能。系統主要是以學生的考試成績為依據，結合教學大綱中給定的目標參數，對于學生的知識掌握情況進行分析，教師可在今后的教學過程中作為參考依據。

管理維護模塊包括用戶信息管理模塊和課程管理模塊。其中用戶信息管理模塊主要是對于整個系統的用戶信息進行管理，是為了保證系統的安全性而設置的，由系統管理員負責維護。課程管理模塊主要是對于學校的課程進行安排，包括年級課程設置、全校課程設置、課程查詢以及教師授課安排等主要功能。 由學院的教務人員負責維護。

效果分析

我們將項目的研究成果應用于實際教學中，先后受益學生近2000人。在實施過程中，我們發現機制工藝、切削原理中較難理解的概念學生掌握程度較以往有較大幅度的提高；例如金屬切削機床中的難點之一——傳動系統設計學生也能夠在6-8個學時內基本掌握，能夠設計簡單傳動系統，而按過去傳統方式進行，學時將要多花近2 倍甚至更多；又如金屬切削原理中對刀具角度的認識和掌握，由于刀具三維動畫的引入，大大減少了實物模型的數量，降低了學生理解的難度；任課教師在授課中能夠用更多的時間傳授書本以外的知識；網絡化教學平臺不但成為師生交流的平臺，更使得一些學有余力的同學在教師的指導下進行深入學習或課外實踐，也成為教師備課、考核時的得力助手。更重要的是畢業的學生能輕松就業，迅速進入崗位角色，為用人單位所歡迎和肯定。通過學生及教師的反饋意見和教學效果來看此次改革基本達到了預期的效果，該項目的系列改革成果也于2008年通過了河南省教學改革項目鑒定。

結論

通過一系列的改革和實踐我們認為以機械制造工藝為主線，按照“制造基本知識——制造技術基礎——制造設備基礎——先進技術應用和發展——現場認知——初步設計實踐”的順序組織整合相關專業課程既符合認知規律又能夠充分利用教學資源；多媒體課件作為教學輔助手段應該針對課程本身特點和學生具體情況制作；充分利用網絡化技術才能夠最大限度地發揮學生和教師的主觀能動性。

此外，由于機械類專業屬于典型的工科專業，所以此次教學改革的成果和經驗不但對我院其他專業課和校內工科專業有很強的參考性，對其他同類院校也有一定的借鑒性。

參考文獻：

[1]李鷺揚，機械制造專業課程綜合改革探討，高教論壇，2007年12月第6期，P82-84

[2]王平，機械類專業機械基礎系列課程教學改革的實踐，理工高教研究，2005年4月，Vol24，No.2，P57-58

作者單位：鄭州大學機械工程學院河南鄭州