采礦卓越班《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革研究

劉秀蓮　于克強(qiáng)

摘要：文章根據(jù)采礦工程專(zhuān)業(yè)卓越工程師裁人培養(yǎng)的要求，在分析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)及采礦專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了培養(yǎng)卓越采礦工程師的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革思路和措施。

Abstract： In accordance with the requirements of cultivation of mining engineering professional excellence engineers， the paper proposes the teaching reform ideas and measures on Basic Mechanical Design for the cultivation of outstanding mining engineers base on the characteristics of Basic Mechanical Design and the mining students.

關(guān)鍵詞：卓越工程師；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；采礦工程

Key words： outstanding engineers；Basic Mechanical Design；mining engineering

中圖分類(lèi)號(hào)：G423.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）07-0202-02

0 引言

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，教育的使命在于知識(shí)的創(chuàng)新和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》以及《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中，均把“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”列為重大改革項(xiàng)目，以促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)向工程教育強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。《黑龍江省高等教育綜合改革試點(diǎn)實(shí)施方案》把我校列為實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)學(xué)校之一。“卓越計(jì)劃”的核心便是對(duì)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。2012年，黑龍江科技大學(xué)最先在采礦專(zhuān)業(yè)成立了采礦卓越班。從基礎(chǔ)課教學(xué)的角度考慮，怎樣配合卓越計(jì)劃來(lái)開(kāi)展課程教學(xué)，這是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。

1 采礦卓越班的學(xué)生狀況

采礦卓越班學(xué)生大部分來(lái)自農(nóng)村，且班級(jí)沒(méi)有女生，因此班級(jí)學(xué)習(xí)氣氛比較濃厚，班級(jí)具有很強(qiáng)的凝聚力，學(xué)生對(duì)機(jī)械有很大的興趣，并有一定的動(dòng)手能力，對(duì)新鮮事物有很強(qiáng)的求知欲。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程具有一定的理論性和很強(qiáng)的實(shí)踐性，是介紹機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的課程，主要以組成機(jī)器的常用機(jī)構(gòu)及通用零部件為研究對(duì)象。課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)通用零件和機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力，掌握重要機(jī)械參數(shù)的測(cè)定以及運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行初步的工程設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

3 針對(duì)采礦卓越班的教學(xué)改革

3.1 合理設(shè)置授課內(nèi)容

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程涉及知識(shí)面廣、知識(shí)點(diǎn)多，因而結(jié)合采礦專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和需求，在授課內(nèi)容方面盡可能貼近專(zhuān)業(yè)背景即從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)實(shí)例的選取、典型機(jī)械設(shè)備在行業(yè)中的應(yīng)用，到相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排，都盡可能貼近采礦專(zhuān)業(yè)背景；學(xué)時(shí)的安排上應(yīng)該壓縮太專(zhuān)業(yè)的理論學(xué)時(shí)而提高實(shí)際應(yīng)用能力的學(xué)時(shí)。如在講解各種常用機(jī)構(gòu)如齒輪時(shí)，結(jié)合采礦專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)重點(diǎn)講解其組成、特點(diǎn)、工作原理及應(yīng)用，對(duì)理論性較強(qiáng)的公式等內(nèi)容則只強(qiáng)調(diào)公式中個(gè)參數(shù)的選取，意義即可，不必過(guò)多講解公式的推導(dǎo)；在引入案例時(shí)側(cè)重于與采礦專(zhuān)業(yè)相關(guān)的設(shè)備，如礦山機(jī)械、起重機(jī)械、帶式輸送機(jī)等，極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了知識(shí)的連貫性和統(tǒng)一性，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，并且培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3.2 案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的興趣

在傳統(tǒng)的黑板教學(xué)、實(shí)物和圖像等課堂講授的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，采用多媒體教學(xué)，將課程教學(xué)內(nèi)容條理化、簡(jiǎn)明化和形象化，用學(xué)生日常生活中用的或常見(jiàn)的實(shí)物案例和錄像增加學(xué)生的理解，如在講解運(yùn)動(dòng)副時(shí)可通過(guò)教室內(nèi)的風(fēng)扇，門(mén)的合頁(yè)，校園內(nèi)的運(yùn)動(dòng)器材等形象生動(dòng)地讓學(xué)生了解轉(zhuǎn)動(dòng)副的組成及其工作原理，拓展教學(xué)空間，增加教學(xué)信息，盡量達(dá)到化繁為簡(jiǎn)和化難為易的目的，豐富教學(xué)內(nèi)容。

為了讓學(xué)生能更好地了解機(jī)械零部件在礦山設(shè)備中的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教師利用各種機(jī)會(huì)到各地礦山、井下、礦山機(jī)械廠，煤機(jī)廠等進(jìn)行實(shí)地考察學(xué)習(xí)，拍攝了大量的礦山設(shè)備及其關(guān)鍵零部件（齒輪、軸、軸承、帶、帶輪、鏈條、鏈輪和箱體等）相片，并錄制了真實(shí)的相關(guān)機(jī)器的作業(yè)視頻畫(huà)面，把搜集到的大量資料整理后插入到多媒體課件中，從而在一定程度上豐富了課程內(nèi)容。同時(shí)，也為提高課程的講授質(zhì)量提供了有力保障。

3.3 課后作業(yè)與具體實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合

課后作業(yè)的主要作用是使學(xué)生進(jìn)一步理解和鞏固課堂上教師所講授的知識(shí)，但如果作業(yè)的內(nèi)容僅限于抽象的公式推導(dǎo)和數(shù)據(jù)分析，學(xué)生勢(shì)必以完成任務(wù)的心態(tài)去完成課后作業(yè)，而不會(huì)進(jìn)行深入思考與觀察，因此學(xué)生不僅對(duì)課后作業(yè)的興趣不高，而且可能產(chǎn)生逆反心理。為此課程組編撰了一系列與生活及工程實(shí)際相關(guān)的習(xí)題，包括鐘公交車(chē)車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)見(jiàn)圖的繪制，汽車(chē)變速箱鐘齒輪機(jī)構(gòu)的各檔傳動(dòng)比計(jì)算，螺旋式千斤頂?shù)淖枣i條件等，此類(lèi)結(jié)合生活實(shí)用裝置與生產(chǎn)實(shí)際的題目大大激發(fā)了學(xué)生的興趣，對(duì)學(xué)生起到了良好的課后訓(xùn)練作用。

3.4 發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的作用

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，即使在課程講授中采用多媒體動(dòng)畫(huà)和實(shí)驗(yàn)等多種方式，但學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)明顯不足，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)在課堂中的應(yīng)用，可在一定程度上彌補(bǔ)相片或視頻的不足，提高學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。

針對(duì)機(jī)械中的典型零部件如齒輪、軸和軸承等，通過(guò)課堂講授可以讓學(xué)生了解掌握其特點(diǎn)，組成及工作原理，但學(xué)生并不能真正的了解它們真實(shí)的、具體的工作過(guò)程與實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，一方面，讓學(xué)生置身與計(jì)算機(jī)還原出的虛擬設(shè)備中，可以解剖開(kāi)整個(gè)設(shè)備，并從各個(gè)角度了解、掌握其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各個(gè)組成零部件的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，彌補(bǔ)了相片或視頻的不足，從而讓一些抽象知識(shí)直觀化，具體化，加速學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解、消化與吸收；另一方面鼓勵(lì)學(xué)生參與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的虛擬設(shè)計(jì)，建立資源庫(kù)，不僅可以豐富教學(xué)素材，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與應(yīng)用能力。

3.5 增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽

結(jié)合課程特點(diǎn)與專(zhuān)業(yè)特色，針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活中的實(shí)例，在班級(jí)設(shè)置創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，具體方式可以采用計(jì)算機(jī)應(yīng)用或?qū)嶋H小制作，從而提高學(xué)生的軟件應(yīng)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力。引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)機(jī)器或機(jī)械方面的小發(fā)明、新型傳動(dòng)、機(jī)器人等知識(shí)，并在學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品中選出優(yōu)秀的參加學(xué)校組織的創(chuàng)新大賽，并相應(yīng)在平時(shí)成績(jī)中給予適當(dāng)加分措施，提高學(xué)生的積極性。

3.6 微信助學(xué)

卓越班雖然是小班上課，但也是1名教師面對(duì)30名學(xué)生，而且考慮學(xué)生的個(gè)性不同，僅憑課堂的交流時(shí)間，教師并不能掌握所有學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生存在的問(wèn)題也不能及時(shí)反饋給教師并獲得解答。

通過(guò)微信，教師在課堂教學(xué)之外，可以把本次課程的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容上傳到微信互動(dòng)平臺(tái)以供學(xué)生課下反復(fù)學(xué)習(xí)，學(xué)生可以隨時(shí)發(fā)表評(píng)論和回答問(wèn)題，并對(duì)于個(gè)別不自信的學(xué)生還可以通過(guò)私聊方式獲得教師的解惑；教師可以了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，知識(shí)掌握程度，并且因此不是面對(duì)面交流，可以使學(xué)生與教師之間的溝通更隨性，更拉近教師和學(xué)生的距離，師生互動(dòng)變得容易，從而進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.7 考核方式的改革

培養(yǎng)卓越工程師的核心思想是在加強(qiáng)文化知識(shí)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，因此在課程考核方式上也應(yīng)該有所體現(xiàn)，即平時(shí)成績(jī)占50%，期中考試成績(jī)占20%，期末成績(jī)占30%。在考核中應(yīng)該重視學(xué)生能力，在平時(shí)成績(jī)中出勤及課堂表現(xiàn)占10%，作業(yè)10%，實(shí)驗(yàn)10%，創(chuàng)新設(shè)計(jì)10%，其他10%（包括小制作、小發(fā)明，和科技論文等等），在平時(shí)表現(xiàn)中采取適當(dāng)加分策略鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考，積極發(fā)言；卷面考試分兩次期中和期末考試，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程內(nèi)容雜，章節(jié)之前關(guān)聯(lián)性不是很大，學(xué)時(shí)多，一般為60學(xué)時(shí)，因此當(dāng)課程快結(jié)束時(shí)，學(xué)生為了期末考試只能拿出大量時(shí)間和精力來(lái)復(fù)習(xí)書(shū)本上的知識(shí)點(diǎn)，考試內(nèi)容也多為課本知識(shí)點(diǎn)的再現(xiàn)，學(xué)生是為了考試而學(xué)習(xí)，造成了學(xué)生重知識(shí)而輕能力，而這與卓越計(jì)劃相違背，因此為了提高學(xué)生能力的培養(yǎng)，在卷面考核中增加期中考試，可以減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，把更多時(shí)間和精力解放出來(lái)，放在實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、小制作小發(fā)明上，從而提高學(xué)生的操作動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力。通過(guò)考核方式的改革，卓越班學(xué)生與普通采礦班學(xué)生的成績(jī)相對(duì)比，卓越班的平均成績(jī)，優(yōu)良率和及格率都比普通班要高（見(jiàn)表1），具有一定的推廣價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)及采礦專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行分析，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核方式上進(jìn)行了改革，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，為采礦卓越班《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革的實(shí)施進(jìn)行了有益探索，通過(guò)卓越班與普通班成績(jī)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，以上改革措施具有一定的推廣價(jià)值，學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

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