“機械制造裝備設計”多元化課程教學模式探索

摘要：針對“機械制造裝備設計”傳統課程教學模式中存在的主要問題，提出了“機械制造裝備設計”多元化課程教學模式，闡述了多元化課程教學模式的具體執行方案，并對如何激發學生的創新意識和創新能力，提高“機械制造裝備設計”課程教學效果進行了積極有效的探索。

關鍵詞：機械制造裝備設計；多元化；課程教學；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0054-02

一、“機械制造裝備設計”傳統課程教學現狀及存在的主要問題

“機械制造裝備設計”是一門知識面廣、綜合性、實踐性很強的專業主干課，它將機床設計、夾具設計、工業自動化、工業機器人等內容合為一門課程，構成新的課程體系。[1]隨著裝備制造業的迅猛發展，“機械制造裝備設計”傳統課程教學越來越不能滿足創新人才培養的需要，主要存在如下問題：第一，傳統的課程教學內容泛而不精，不能緊跟時代步伐，缺少新裝備、新技術和新材料方面的知識，不利于學生創新研究能力的培養。第二，傳統的教學模式相對單一或不足，仍然以教師的填鴨式灌輸為主，學生被動接受。由于部分教師自身實踐能力較弱，理論教學的效果很差，導致學生學習興趣不高。第三，傳統的課程教學中對實踐環節的重視不夠，學生缺少親自動手實踐的訓練，導致學生缺乏實踐經驗和動手能力弱。這又反過來影響了學生對課程內容的理解和掌握。第四，傳統的課程教學考核方法相對簡單，一般將平時考勤、作業和期末考試成績作為評價學生學習效果的標準。這種考核方法不能有效地激勵學生努力提高機械制造裝備設計的能力，學生只會在考前突擊背概念，不利于學生創新能力的培養。

基于上述問題，蘇州科技學院機械工程學院機械教研室全體教師總結多年的任教經驗，貫徹以人為本的教育理念，將各種日益涌現的教學方法進行優化組合，形成了一套機械制造裝備設計多元化的課程教學模式，以彌補傳統課程教學模式的不足，從多角度、多方位激發學生的學習興趣和潛能。[2]

二、“機械制造裝備設計”多元化課程教學模式

以培養學生的創新能力為目標，通過增加專業特色內容和學科前沿知識，優化課程教學的內容；通過應用多種現代化教學方法和增加綜合實踐環節，優化課程教學方法；通過引入多種評價體系，完善課程考核模式，從而變單一的傳統課程教學模式為多元化課程教學模式。具體執行方案分為以下幾個方面：

1.制定多層次的課程教學內容

（1）重視理論基礎知識。理論基礎知識不會因新裝備、新技術的產生而過時，堅實的理論基礎是一切工業生產活動的最根本的條件，因而是學習的重點。例如在講授機床設計時，金屬切削機床設計的基本理論，如機床的工作原理、幾何表面的形成原理和機床的成形運動等，是學習的重點。在講授夾具設計時，機床夾具的六點定位原理，完全定位、不完全定位、過定位和欠定位等基本概念是講課的重點。

（2）增加專業特色內容。蘇州科技學院機械工程學院于2011年購買慧魚模型，建立了機器人創意實驗室。根據蘇州科技學院機械工程學院的實際情況，在工業機器人設計模塊，增加了慧魚模型教具內容的學習，主要講述如何利用慧魚模型進行機器人的制作和控制?；埕~模型是由德國發明家Arthur Fischer博士于1964年在其專利“六面拼接體”的基礎上發明的。[3]慧魚模型采用模塊化設計，可無限擴充、反復拆裝，可逼真表現機械系統的構成和控制的過程及其控制的原理，便于對機器人原理、組成、控制的全面認識。

（3）加強學科前沿知識。機械制造裝備發展日新月異，學生畢業后會碰到非常先進的機械制造裝備，為了緊跟時代步伐，加強學科前沿知識變得非常重要。通過請工廠一線的工程技術人員開設講座和組建學習小組，與蘇州科技學院機械工程學院教師一起申報學生科研立項等方式，了解最新的機械制造裝備動態，主動參與學科科研研究，激發學生學習的興趣和主動性，培養學生的創新能力。

2.開展多元化的課程教學模式

課程教學由理論教學環節和實踐教學環節組成。傳統的“機械制造裝備設計”課程教學在理論教學環節上，以教師的“填鴨式”教學為主，而且授課內容重點不突出；在實踐教學環節，主要以一些驗證性實驗為主。針對這種情況，蘇州科技學院機械工程學院實施的多元化課程教學模式包括以下幾種：

（1）啟發式理論教學模式?！皺C械制造裝備設計”的教學內容非常多，如果照本宣科地講，不僅教師和學生很累，而且授課的效果很差。如果采用啟發式教學，引導學生獨立思考，通過課堂討論、師生互動等方式，傳授解決實際工程問題的思維方式，提高學生自主學習的能力，有利于培養學生的創造性思維。通過啟發式教學，同學們對于過定位的優點有了很直觀的認識：過定位可以提高穩定性。

（2）課程網站式理論教學模式?！皺C械制造裝備設計”的教學內容非常豐富，為了調動學生課外學習的積極性，在學校校園網的天空教室處建立了“機械制造裝備設計”課程網站。課程網站上不僅有教師上課的PPT電子教案、動畫、視頻等，還有大量擴充的資料，比如典型機床傳動系統與結構動態演示Flash動畫、加工中心刀庫及換刀動作等視頻資料、組合機床夾具方案圖庫、慧魚模型作品展示、學生科技作品圖片及PPT等。課程網站還可以進行網上作業布置與批改，遠程作業輔導與討論，并設有習題庫，方便學生自我學習與提高。課程網站式理論教學模式有效緩解了目前教學內容多，而課時相對不足的矛盾，促進了學生對機械制造裝備課程內容廣度和深度的拓展。

（3）雙語教學式理論教學模式。雙語教學既可以讓學生掌握扎實的專業知識，又能較好地提高專業英文閱讀和寫作能力。[4]目前蘇州科技學院與英國南威爾士大學合作辦學，辦有機械設計制造及其自動化專業3+1國際班，前3年在蘇州科技學院學習，最后1年在南威爾士大學學習。為了適應新的發展需要，開展雙語教學變得非常迫切。目前針對國際班學生，制作了雙語教學的多媒體課件進行理論教學；請南威爾士大學的教授和蘇州科技學院機械工程學院英文水平高的教授做學科前沿的專題英文報告；要求學生完成一個全英文的報告，自選題目，并要求學生針對自己的論文做一個PPT，在課堂進行陳述。雙語教學開拓了學生的視野，提高了學生的英文閱讀寫作能力和口語表達能力，為學生以后的發展奠定了很好的基礎。

（4）綜合創新型實踐教學模式。蘇州科技學院機械工程學院結合工業機器人設計教學的要求與慧魚模型的特點，組建了慧魚模型綜合創新實踐平臺，增加綜合創新實踐項目，為學生提供廣闊的思維空間，激發學生學習興趣，提高學生學習積極性與動手能力，培養學生的創新能力。慧魚模型綜合創新實踐平臺包括機械構件、電氣構件、氣動構件、傳感器、電腦控制器和配套計算機應用軟件。以全國大學生機械創新設計大賽主題為創新設計的選題方向，學生自己利用慧魚模型綜合創新平臺，搭建自己的機器人來完成創新設計大賽主題所要求的功能。通過使用慧魚模型綜合創新平臺，學生不僅能更好地理解和掌握課堂知識，而且應用所學知識解決實際問題的能力大大增強，提高了學生的綜合創新思維能力，也提升了機械制造裝備設計實踐教學的質量。

（5）基于項目驅動的科研創新型實踐教學模式。項目驅動教學法來源于構建主義學習理論，是實施探究式教學模式的一種教學方法。[5]基于項目驅動的科研創新型實踐教學模式是以科研項目為載體，培養學生的創新實踐能力。這一教學模式尤其適合對科研有興趣的同學。在實踐教學過程中，按照自愿和優勢互補的原則，將有科研興趣的同學每3～4人組成一個科研小組，每個小組通過自己查詢資料，提出所要研究項目的題目，教師負責判斷這個題目是否具有研究的可行性和必要性。教師把每個小組比較可行的題目，報學校的學生科技立項。有了一定的經費支持，以項目為載體，在指導教師的幫助下，充分激發學生的學習熱情和興趣，充分培養了學生的創造力、獨立分析和解決問題的能力以及小組組員間的團隊合作能力。

3.多元化的課程教學考核手段

多元化的“機械制造裝備設計”課程教學考核手段，有利于調動學生學習的興趣和積極性，有利于提高學生自我學習的意識和能力，有利于學生個性的培養和發展，從而提高了學生的創新意識和創新能力。結合蘇州科技學院課程教學情況，將課程教學考核分為五大類：

（1）日常課堂教學考核。日常課堂教學考核從上課出勤、課堂問題回答、課堂討論、課后作業等方面進行綜合評定，按百分制給出分數。日常課堂教學考核重點考查學生上課的紀律性、討論的積極性和創造性、學習的認真程度等。

（2）英文論文大作業考核。英文論文大作業考核是雙語教學效果的考核，主要從英文論文內容的深度和廣度、英文寫作是否有語法問題、課堂陳述等方面進行綜合評定，按百分制給出分數。英文論文大作業考核重點考查學生的英文檢索能力、英文寫作能力和英語口語表達能力等。

（3）綜合創新型實踐考核。綜合創新型實踐考核從實踐題目的擬定、實踐操作、實踐總結、實踐報告等方面進行綜合評定，按百分制給出分數。綜合創新型實踐考核重點考查學生的創新思維和創新能力、實踐動手能力等。

（4）科研創新型實踐考核?？蒲袆撔滦蛯嵺`考核只針對部分有科研興趣的同學，因而考核成績作為平時成績的加分因素。科研創新型實踐考核從實踐題目的創新性和先進性、實踐裝置、方法的合理性、實踐結果的實用性、論文的規范性等方面綜合評定。對于科研創新型實踐考核中表現突出的學生，可推薦參加各類競賽，在學校獎學金評定中得到加分，甚至直接參與教師的科研項目。

（5）期末考試考核?！皺C械制造裝備設計”作為一門核心專業課，期末考試是非常重要的一個考核方式。期末考試考題包括理論基礎知識題、綜合實踐分析題和考查學生創新能力的一些開放式、探究式的題目。通過加大對實踐環節在期末考試考核中所占的比例，提高學生對實踐環節的重視程度，提高學生理論知識應用于實踐的能力。

三、結語

“機械制造裝備設計”多元化課程教學模式是一種新的課程教學模式。這種模式通過利用課堂啟發式教學、課程網站教學、雙語教學、綜合創新型實踐教學和基于項目驅動的科研創新型實踐教學，整合了多種教學要素，解決了傳統課程教學模式中存在的問題。這種模式通過建立多元化的課程教學考核手段，大大激發了學生學習的積極性和主動性，提高了學生分析問題和解決問題的能力，促進了學生創新意識和創新能力的發展。通過教學與科研的結合，重視學生科研素質的培養，提高了學生的綜合能力。

參考文獻：

[1]關慧貞，馮辛安.機械制造裝備設計[M].北京：機械工業出版社，2009：11.

[2]王立達.成人教育多元化實驗教學模式的探討[J].寧波大學學報（教育科學版），2011，（1）：120-122.

[3]肖曉萍，廖青.“慧魚”教具在大學生創新教育中的探索性研究[J].高教研究，2006，79（2）：36-37.

[4]林穎，曾志新，朱敏，等.雙語教學的探索與實踐[J].高教探索，

2007，（6）：1-2.

[5]殷振，黃鶯，李艷，等.機械原理多元化實驗教學模式探索[J].首都教育學報，2012，（11）：66-67.

（責任編輯：孫晴）