關于機械基礎課程模塊化教學探索

楊凱程

摘 要 機械基礎是我校針對電控類專業開設的一門專業基礎課，包含理論力學、材料力學、機械設計基礎、液壓與氣壓傳動等傳統教材的內容。根據課程特點采用模塊化教學方式，對不同的專業劃分重點模塊和自學模塊，自學模塊采用分組教學的方式。推進實驗教學的模塊化改革，增強實踐性。對課程的考核方法進行改革，主要包括對實驗模塊的單獨考核，以及加強對各模塊綜合應用能力的考核。

關鍵詞 機械基礎 模塊化教學 考核方法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.10.049

Abstract Mechanical foundation is a professional basic course for electronic control specialty in our university， which includes theoretical mechanics， material mechanics， foundation of mechanical design， hydraulic and pneumatic transmission， etc.. According to the characteristics of the course， the modular teaching mode is adopted， the key modules and the self-study modules are divided into different majors. To promote the reform of the experimental teaching， and enhance the practice of teaching. The examination method of the curriculum reform， including the separate assessment of the experimental module， as well as to strengthen the ability of the comprehensive application of the module assessment.

Keywords mechanical foundation； modular teaching； examination method

機械基礎是我校針對自動化、數控等電控類專業開設的一門專業基礎課，旨在幫助學生學習機械方面基礎知識，提高專業素養。教材將機械專業的四門專業課程集中在一本書中進行介紹：理論力學，材料力學，機械設計基礎，液壓與氣壓傳動。這門課程具有實踐性強、與工程實際結合緊密等特點。學習該課程有助于培養學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，也有利于啟迪學生的創新思維、開拓其創新潛能。但由于教材各部分內容跳躍性較大，知識點過于零散，采用傳統的教學方法不利于學生消化吸收。針對該門課程的特點，我系教研組認為在課程的教授過程中應更加注重實踐教學，切實加強學生對知識的理解和應用；突出重點，加強對各部分內容的聯系；增強學生自主性，采用模塊化教學方式。

模塊化教學模式的本質是將各課程的內容分解成各個零散的知識點，根據專業特點把相關單元進行組合形成教學模塊。要實現教學內容的更新和調整，可以采用增刪和組合的方式。因此，這種教學模式的內容配置較為靈活，教學目的性較強。①

我校從2014年9月起對機械基礎課程進行了模塊化教學改革，具體方案如下：

1 模塊化理論教學改革

1.1 課程的結構體系

按照教材內容和以往的教學進度表，機械基礎課程由若干個部分組成，若按照課程的內容進行模塊劃分，則如表1所示。

（1）理論力學模塊。理論力學模塊包含靜力學，動力學，運動學三個子模塊。靜力學主要研究質點系受力作用時的平衡規律，其中包括力系的簡化和物體的受力分析，在工程技術中具有廣泛的運用；動力學主要研究力與運動之間的關系，基本內容包括質點動力學，質點系動力學，剛體動力學等；運動學主要從幾何角度描述和研究物體位置隨時間的變化規律。

（2）材料力學模塊。材料力學是研究材料在各種外部載荷作用下的應變、應力、強度、剛度、穩定性的一門學科。其子模塊包含各種變形：拉伸與壓縮，扭轉和彎曲等；此外還有應力的狀態分析及強度理論。

（3）機械設計基礎模塊。機械設計基礎主要研究各種機構的原理和機械設計的方法。這是整個課程四個模塊當中最重要的一個，學習前面兩個模塊的目的就是為了學習此模塊打下基礎。

（4）液壓與氣壓傳動模塊。液壓（氣壓）傳動是用液體（氣體）作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液（氣）壓傳動目前在工程中應用廣泛，因此將其作為單獨模塊置于課程中。

1.2教學改革實行方案

（1）具體模塊的構建：在機械制造基礎課程教學中應用模塊化教學的理念，重點內容是進行知識重組，使授課內容模塊化。②機械基礎的課程教學主要針對自動化，數控及電氣工程專業，而在對這幾個專業進行教學的過程中我們應當有的放矢，針對專業特點重新進行模塊的劃分（如表2所示）。對該專業的重點內容重點講解，相對不重要的內容可以從該專業的模塊中去掉，讓學生自主學習。

電氣工程專業和自動化專業涉及電力電子技術，計算機技術，電機電器技術信息與網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，是綜合性較強的專業。因此我們在教學時要更注重機械知識與電學知識的融會貫通，即兩者間有交集的部分，包括機械傳動和液（氣）壓回路模塊。而材料力學和理論力學中的部分基礎知識可以作為學生的自學內容。

對于數控專業的學生來說，我們的目標是培養掌握數控技術及應用專業的基本理論、基礎知識，能在生產第一線從事生產、管理、產品營銷、設備維護等工作需要的應用型高級技術人才。因此，機械方面的基礎知識，如機械設計概論，機械連接等都要作為重點知識來進行教授。而數控專業專業性較強，與液壓傳動的直接聯系較少，因此把這一部分作為學生的自學模塊。

（2）加強模塊教學中的學生管理。學生是模塊化教學的對象，為了更系統化地進行模塊化教學改革，應當建立與之相配套的學生學習管理保障系統. 制訂包括選課規定、學分管理、認知實習、企業實訓等一系列的規章制度，從而調動學生學習的主動性，保障學生學習的有效性。③在進行自學模塊的教學時，將學生按照該專業的自學模塊進行分組。比如對自動化專業的學生，一共有三個自學模塊，就將該班級的學生分為三組。每一組學生負責不同的模塊，針對該模塊搜集資料自主學習，并且在該模塊學習完成后要進行課件的制作、演示和答辯。

2 推進實驗教學的模塊化改革，增強實踐性

機械基礎的實驗教學是整個教學過程中重要的一環，對培養學生的創新能力和綜合素質起著關鍵作用。傳統的實驗教學依附于課堂理論教學，是理論教學的輔助手段。實驗目的僅僅局限于對知識的驗證和加深理解，忽略了實驗之間的內在聯系，沒有形成一個完整的實驗體系，不利于學生的融會貫通和能力的提高。④我院從2014年起實行機械基礎課程實驗教學改革，采用模塊化實驗教學方法（如表3所示）：

具體操作是將實驗項目根據其自身特點及在各專業中的地位劃分為創新性、驗證性、設計性、綜合性及自選實驗模塊。在做實驗前要求學生針對不同的模塊進行有目的性的預習。在實驗過程中，則要根據不同模塊的實驗要求，著重解決該模塊的核心問題，從而提高學生相應的能力。

3 考核方法改革

模塊化教學針對教學大綱的要求和不同專業學生的特點，設定不同的教學模塊。我們在對學生進行考核時，既要重視單個模塊的掌握情況，也必須要對學生各個模塊間知識的連貫性及結合點進行考查。此外，要加強對實驗模塊的考核，改變傳統教學中實驗教學依附于理論教學的情況。

（1）實驗模塊單獨考核。對實驗模塊進行單獨考核可以提高實驗教學的目的性，使其相對獨立于理論教學；也方便實驗教學的管理，便于學生的選課；此外，實驗模塊的單獨考核能夠提高學生對實驗的重視程度，使老師和學生更加重視實踐。實驗教學模塊應與各理論教學模塊并行，并在具備科學性、系統性和銜接性的前提下單獨進行考核。

（2）加強對各模塊綜合應用的考核。我們在對學生考核時不僅要重視各個單獨模塊的知識掌握情況，還要注重對知識連貫性和結合點掌握程度的考查。對各個模塊的單獨考核可通過隨堂考試和期末考試的方式；而對學生綜合應用的考核則要通過布置課題或解決生產實際問題的方式進行。

注釋

① 徐理勤，顧建民.應用型本科人才培養模式及其運行條件探討[J].高教探索，2007（3）：22 -25.

② 谷曼，徐滟.機械制造基礎課程模塊化教學的探索[J].河南科技學院學報，2014（6）：88-90.

③ 袁暋，許強等.基于應用型人才培養的模塊化教學改革研究——借鑒德國FH成功經驗[J].合肥學院學報（自然科學版），2011（4）：56-65.

④ 劉德福，何玉輝.機械工程專業課程的層次化與模塊化實驗教學體系改革探索與實踐[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2012（1）：79-82.