應對轉型發展的機械設計立體化教材建設

解占新?劉剛

摘 要：晉中學院機械專業根據轉型發展的要求，開展了機械設計立體化教材體系的建設工作，構建了新的教學方法和教學模式，形成了集實驗教學、網絡教學、CAI 課件、紙質教材于一體的立體化教材資源。經過幾年的教學實踐，形成了機械設計課程立體化教材體系，提高了教學效率和教學質量。本文就應對轉型發展的機械設計立體化教材建設進行闡述。

關鍵詞：轉型發展 機械設計 立體化教材

課 題：本文系晉中學院教改項目（ZI2012jg15）研究成果。

為了滿足我國經濟的發展，促進高層次應用型技術人才的培養，積極推進我國高等教育大眾化進程，隨著國家教育部對全國普通高校改革方向的進一步明確，全國普通本科高校中600多所已經或正在向應用技術型辦學方向轉變。如何適應中國的應用型改革，如何在地方院校成功實現轉型發展，使學生擺脫“高學歷，低能力”的困境，更好地將機械設計理論與實踐相結合，筆者學院機械設計教研室積極進行了一系列教學改革，在理論知識傳授的基礎上，不斷加強學生實踐能力與創新能力的培養，突出“應用型”的特征。

目前，傳統的機械設計的課程教學主要以理論教學為主，教學內容更新不夠，機械設計、機械原理課程的教材主要圍繞理論知識，機械設計理論內容相對陳舊，不能適應技術的發展；教學手段也相對單一，課堂教學多是“一本教材一支筆，一塊黑板一張嘴”，教學中學生主體性難以發揮，學生學習熱情比較低，雖然輔以多媒體教學，但是在培養學生實踐能力與實驗技能方面仍有欠缺。因此，如何使機械設計課程實現實操應用與理論構建相結合，成為筆者學院教研室多年來的研究課題。

自2010年起，筆者所在教研組開展了機械設計立體化教材體系的建設工作，構建新的教育模式和教育教學方法，力求在新型專業工程技術人才的培養上下工夫。幾年來的教學實踐與不斷建設的立體化教材體系，使機械設計課程建設取得了一些成果。

一、構建機械設計課程立體化教材的思路

筆者學院機械設計課程以培養學生綜合機械設計能力為主線，以機械設計的基本概念、基本知識和基本設計計算方法為主要內容，具有突出設計性、實踐性和綜合性的特點，是面向機械設計及其自動化、機械制造工藝學等專業本科生的一門專業基礎課。

根據機械設計課程的內容及特點，確立了立體化教材建設的指導思想：以綜合能力培養為目標，以課程教學為主要形式，注重理論與實踐相結合，適應學院的轉型發展。

機械設計課程立體化教材突出課程教學的立體化模式，設計整合了大量教學資源，輔以多媒體網絡教學平臺將教材、學習指導書、試題庫、實驗教學課件等多元化教學方案，在學生實習操作，實驗教學的基礎上，把機械設計理論巧妙融合，在解決機械設計問題中貫穿理論的應用，真正實現了教育思維方式的轉變，可以最大限度地滿足學生的教學需求，極大地促進了教學改革。

二、對機械設計立體化教材內容的修正

1.夯實基礎、建設主教材體系

筆者學院在使用多年的《機械設計講義》《機械原理講義》的基礎上，刪除了生產實踐中不再使用的陳舊內容，結合科研成果，充實了機械設計及其自動化的新內容，建立起以夯實基礎、突出特色、培養學生創新能力為宗旨的主教材體系建設體系，于2013年參與編寫并由華中科技科技出版社出版了《機械設計》《機械原理》兩本教材，用于晉中學院的相關專業教學。

2.制定標準化內容，修訂電子教案

電子教案的開發應用了PowerPoint，Flash和Authware等軟件，圖、文及動畫并茂，將教學內容以幻燈片的形式展現給使用者。由于學生的層次不同，專業側重點也有所差異，教師可以根據自己的需要對電子教案進行有針對性的修改，為課堂教學的順利進行打下基礎。目前該電子教案在機械設計、機械原理等課程教學中普遍應用。當然，電子教案只是課程教學的摹本與基礎，為了使電子教案更符合學生的認知過程，在具體教學中發揮出較好的效果，必須結合學生實際情況，注意具體問題的細節操作。在授課過程中，教師應因地制宜、循序漸進地進行講授，比如難點慢放、與圖解對應的推導過程的演示、控制板書放映的速度等等。同時，將該電子教案提供給學生自學使用，教案中豐富的信息、直觀生動的演示，大大地提高了學生的學習興趣和課堂效率。因此，只有將電子教案與實際課堂相結合，課程重點、難點才能有的放矢，才能方便學生和教師的的需要，這是建立在教研組成員之前的大量工作與反復推敲教材的基礎上的。

3.利用網絡技術，制作課程教學視頻

當今大學教育資源已經實現網絡化、智能化。智能手機、平板電腦、筆記本電腦等移動終端被越來越多的學生使用。課程教學模式也由原有的單一課堂教學走向多元化，以教學視頻為主的時代悄然來臨。筆者所在課題組于2016年3月錄制了《機械原理網絡教學》視頻，學生可通過有線與無線方式訪問網絡課程教學資源，使網絡課程學習的隨機性與零散性大大增強，視頻制作結合圖、文、聲、像等多種信息，力求為學生學習提供更直觀的感受、更便捷的學習空間，使機械設計課程與生活學習相連接，既實現學生自主性學習，又提高了教師課堂教學的效率。教師要革新思路，與時俱進，研究教學視頻的設計與制作，為新型學習環境下網絡教學資源的建設提供新的方案，創建出適合新型學習環境的精品教學資源。

4.豐富課堂教學，整合多媒體教學課件

在電子教案、教材、課堂視頻制作整理的過程中，由多位教師完成了以助教助學為目的《機械原理》《機械設計》系列教學課件。機械原理、機械設計是比較適合用CAI 課件進行教學的課程，在課件中采用動畫、仿真等技術，講解課程中的難點和重點。尤其對于初學機械原理、機械設計課程的學生，三維動畫、仿真技術等教學演示調動了學生對抽象原理的理解，可以起到事半功倍的教學效果。

5.編寫輔助教材，開發《機械設計試題庫》

幾年來，筆者學院的機械設計教學團隊精心準備，編寫完成了大量的試題，題型包括選擇題、判斷題、填空題、分析題和計算題。考試時可以在教學大綱的要求下抽取試卷，也可以用于平時組織學生在線模擬測試。題庫內容符合大綱指定的考核要求，經過幾年的實踐證明，學生的成績基本上符合正態分布，對客觀評價學生的教學效果能起到一定的作用。

除了主教材的編寫、試題庫的修訂，為了增強學生的日常學習積極性，還圍繞課堂教學及考試，修訂配套建設的輔助教材，比如《機械原理學習指南》《機械設計》《實驗教學指導書》《機械設計例題與習題》等相關輔助教材，主要是指導學生學習這些課程，另外還有一些典型例題，在實踐中很受學生們的歡迎。

三、小結

機械設計立體化教材的建設與整個課程內容、體系的改革相結合，機械設計、機械原理課程內容和體系的改革是目的，立體化教材建設是手段，將兩者結合可以及時反映教學改革的要求。以立體化教材建設的形式促進教學改革的實施，不僅對機械設計教學改革有積極作用，而且對其他課程的改革也有一定的借鑒意義。

此項研究成果將促進筆者學院教學水平的不斷進步和教學質量的不斷提高。幾年的實踐證明，學生的學習興趣濃厚，考試綜合統計平均都達到良好等次。目前約80%學生考研都選擇機械原理、機械設計課程。機械設計、機械原理CAI多媒體教學課件，經不斷改進完善，受到有關專家的好評。另外，機械設計立體化教材建設將滿足廣大教師和學生的需求，為教學提供更優質而全面的服務。完善后可以在其他相關學校推廣使用，對于地區經濟的發展也會產生積極影響。