機械工程學科碩士研究生專業課程教學設計與探索

摘要：專業課程建設對于提高機械工程學科研究生的培養質量具有重要影響。為了建設高層次的育人平臺，筆者通過分析機械工程學科碩士研究生的培養要求，探討了教學內容、教學方法、教學形式對改善課堂教學質量的作用及其設計方法、實現手段，以實現專業課程建設水平的提升。

關鍵詞：機械工程學科；碩士研究生；專業課程；教學設計

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）01-0194-02

碩士研究生掌握專業知識和相應的分析方法是通過一系列專業課程的嚴格訓練來實現的，專業課程建設的基本思路是以培養質量為基礎、以訓練能力為中心構建教學方法[1]，提高專業課的教學質量是研究生課程建設的基本要求和目標之一。

目前，機械工程學科碩士研究生專業課程一般設計為36個學時，課堂教學中存在內容多與學時少的矛盾，研究生往往只是建立了一些基本概念，在課程內涵和外延方面難以做到真正理解與掌握。為了提升課堂教學效果，需要在理清機械工程學科碩士研究生培養要求的條件下，對授課內容、教學方法和教學形式進行合理規劃與設計。

一、機械工程學科碩士研究生培養要求分析

隨著現代科學技術的發展，機械工程學科的內涵在不斷深化，研究生專業課程的建設目標和建設方式也在適時調整。根據學科發展特點和研究生教育的基本規律，緊緊圍繞提高培養質量這一核心目標[2]，各高校對專業方向、建設目標、課程體系以及實施方式進行改進和優化，要求培養掌握機械工程學科堅實的基礎理論和系統的專門知識、具有從事科學研究或獨立擔負專門技術工作的能力，能夠解決科學技術難題的高級專業人才，并具備鍛煉成長為高層次科技管理人才的基本能力和素質。

為了保證研究生培養過程的規范性，不同高校對修課學分、實踐環節、論文選題與開題、中期篩選、學位論文評價標準與審核、學術論文發表等方面提出了明確要求，涉及從入學到授予學位的各個環節。例如在能力培養方面，要求研究生具備使用現代信息技術進行資料查閱和調研的能力、組織管理與協作攻關能力、科學研究或工程設計能力、寫作能力、表達與交流能力等。

作為研究生專業知識、業務能力、綜合素質形成的核心環節之一，課程體系、課程設置需要根據培養目標進行改進和完善，合理設計在公共基礎課程、專業課程、實踐訓練等方面的學分要求。其中專業課程的設置尤為關鍵，既不能過于寬泛，又要讓研究生具有較大的選課自由度。例如，國防科技大學機械工程學科根據研究方向和選課學生的特點，設置了《數字化制造技術》《精密工程基礎理論與方法》等13門專業課程，構成了碩士研究生培養的專業課程體系，通過教學內容、教學方法、教學形式規劃與設計為提升培養質量提供支持。

二、教學內容規劃與創新

教學內容是研究生專業課程最直觀的體現，教學過程發生之前教材內容只是各種經驗體系的靜態集合，這要求教師科學合理地進行加工處理，滿足研究生對理論知識和實踐能力的培養要求。

1.根據綜合型、研究型大學的特點，專業課程教學目標放在打牢基礎知識、提高學術素養上，以提高研究生的認識水平和創新能力，達到易教易學的目的。例如在《數字化制造技術》教學中，以典型機械零部件的設計、制造、測試和評價為主線，增強知識結構的體系性、貫通性，并系統地融入了研究團隊的學術思想、專業知識和分析方法，讓研究生學有所用，提高學習積極性和學習效果。

2.教學內容既要保證專業屬性，又應具有一定的綜合性和系統性，達到較寬的受益面。例如《精密工程基礎理論與方法》以培養研究生具備精密機械設計與研制能力、精密工程基本操作方法、精密測量理論功底和相關技術技能為目標，在更高的層次上把握機械工程學科的內涵、特點和發展動向。為了保證教學內容的先進性，引入了英國Cranfield大學《Precision Engineering》課程的原版教案，并融入美國加州Berkeley大學《Precision Manufacturing》、麻省理工學院《Precision Machine Design》等課程的思想和內容。

3.注重實踐過程。實踐訓練能夠激發研究生的成就感，通過增加設計型、綜合型實驗的比重，逐步培養研究生的工程意識和理論聯系實際的能力。在實驗方法上采用實際動手實驗、情景式體驗相結合的方針，建立和完善包括專業實習中心、基礎實驗平臺、科研實驗室、演示視頻、虛擬實驗系統、實驗室網站等構成的立體化實驗系統，滿足課內實驗、課外實踐和創新研究的需求。

4.以科學研究豐富課程內涵。積極跟蹤國內外最新動態，將先進的教育思想融入專業課程體系建設中，將最新的研究成果充實到課程內容中。例如《精密工程基礎理論與方法》依托“精密工程”湖南省創新團隊和超精密加工技術湖南省重點實驗室，引入國際上最新開發、具有代表性的工藝技術到課程內容中，建設了超精密切削、磁流變拋光、離子束加工等經典案例庫，通過系統化組織，滿足教學內容的基礎性和前沿性要求。

5.促進研究生創新思維和創新能力的養成。有意識地啟發、激發研究生的創新思維和構思訓練[3]，使他們從傳遞、繼承知識轉變為體驗和發現知識，從記憶知識轉變為運用知識來發展創新思維和創新品質。例如在《精密工程基礎理論與方法》中通過設計超精密加工工藝模塊，讓研究生分析機床、刀具、環境條件對加工精度的影響，并對局限性進行評估，促使他們綜合運用所學知識，在透徹思考的基礎上設計新的工藝方案，實現從動手到動腦的過程轉變。

三、教學方法的設計與改進

從本科到研究生，高校研究生在知識結構和學習習慣等方面發生了較大的轉變。為了讓研究生從課堂環境中接受新的專業知識、從浩繁的參考資料中理出課程主線，教師需要對教學方法進行合理設計。

1.教學方法設計必須圍繞教學目的，適應課堂教學實際，使學習變得主動和富有成效。教師應根據每堂課的教學內容和要求，精心選擇和組織素材，設計多層次并且緊密關聯的知識模塊，使研究生達到真正掌握的程度。

2.把握課程特點，采用情境追溯、問題探究、案例分析等方法，提升課堂教學效果。根據教學目標和內容精心選擇、組織逼真或形象化的教學場景，使研究生直接感受、領悟學習的知識點，形成觀念上的認同。例如把《數字化制造技術》對數字化設計的方式方法、數字化制造裝備的組成結構、數字化制造過程的技術特點以圖片、視頻等方式進行展示，通過分析、討論和總結，促進研究生認識水平的提高。

3.根據研究生的反饋信息進行效果評價和節奏調整。教學過程中注重課堂反映，加強互動，通過趣味性授課方式設計，吸引研究生的注意力；基于對學習內容的理解程度，將知識點以與實際相結合的方式展現在研究生面前，對于普遍性問題做出及時回應，對重點、難點和基本概念等內容進行適時總結。

4.逐步實現與網絡教學、MOOC等教學方式的交融。不斷充實、更新和完善課件、電子教案、教學視頻、案例庫、在線答疑等網絡資源，為研究生的自主性學習和研究性學習提供有力支撐，實現基于網絡的互動教學。

四、教學形式的多樣化設計

為了營造生動靈活的課堂氛圍、激發研究生的求知欲望和學習主動性，需要在教學形式的多樣性、豐富性等方面開展設計。

1.開設研討課。研究生對所學知識有一個反思與再提高的過程，如果課堂上只是由教師單向講授，不利于知識的傳輸。通過開設研討課，讓研究生在認真思考、充分論證的基礎上大膽發表自己的見解與觀點，強化他們對學習過程的參與程度。由于課前需要獨立查閱大量科技文獻、全方位了解所闡述的問題，這對于拓寬研究生的知識面、優化知識結構也具有重要意義。

2.開設科研體驗課。讓研究生在一定程度上親歷科研過程，體驗科研思想，課堂內容要反映當前科學技術發展的趨勢，突出基礎性、研究性和前沿性，引入創新思想、科研成果、學術動態，從而訓練研究生的創新思維和創新能力。

3.聘請機械工程學科國際知名學者承擔一定課時的授課任務，為研究生提供聆聽大師講課的機會，激發了他們的學習熱情，開闊學術視野，促進教學水平的提升。此外，通過邀請國際知名學者講述在發明創造中的親身體會，增強示范效應，為研究生將來從事學術工作拓寬思路，進而培養綜合素質。

參考文獻：

[1]王貴林，彭小強，胡皓，等.機械類研究生專業課程教學特點與改進方法[J].中國科教創新導刊，2013，（22）.

[2]王貴林，鄭子文，吳宇列，等.機械工程學科研究生培養方案改革的特點與思考[J].高等教育研究學報，2009，（153）.

[3]王永杰，陳光，閻開印，等.通過創新創業課培養創新型人才的實踐[J].中國大學教學，2011，（01）.