關(guān)于機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊化教學(xué)探索

楊凱程

摘 要 機(jī)械基礎(chǔ)是我校針對電控類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，包含理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、液壓與氣壓傳動等傳統(tǒng)教材的內(nèi)容。根據(jù)課程特點(diǎn)采用模塊化教學(xué)方式，對不同的專業(yè)劃分重點(diǎn)模塊和自學(xué)模塊，自學(xué)模塊采用分組教學(xué)的方式。推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化改革，增強(qiáng)實(shí)踐性。對課程的考核方法進(jìn)行改革，主要包括對實(shí)驗(yàn)?zāi)K的單獨(dú)考核，以及加強(qiáng)對各模塊綜合應(yīng)用能力的考核。

關(guān)鍵詞 機(jī)械基礎(chǔ) 模塊化教學(xué) 考核方法

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)械基礎(chǔ)是我校針對自動化、數(shù)控等電控類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械方面基礎(chǔ)知識，提高專業(yè)素養(yǎng)。教材將機(jī)械專業(yè)的四門專業(yè)課程集中在一本書中進(jìn)行介紹：理論力學(xué)，材料力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，液壓與氣壓傳動。這門課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、與工程實(shí)際結(jié)合緊密等特點(diǎn)。學(xué)習(xí)該課程有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力，也有利于啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開拓其創(chuàng)新潛能。但由于教材各部分內(nèi)容跳躍性較大，知識點(diǎn)過于零散，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法不利于學(xué)生消化吸收。針對該門課程的特點(diǎn)，我系教研組認(rèn)為在課程的教授過程中應(yīng)更加注重實(shí)踐教學(xué)，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用；突出重點(diǎn)，加強(qiáng)對各部分內(nèi)容的聯(lián)系；增強(qiáng)學(xué)生自主性，采用模塊化教學(xué)方式。

模塊化教學(xué)模式的本質(zhì)是將各課程的內(nèi)容分解成各個零散的知識點(diǎn)，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)把相關(guān)單元進(jìn)行組合形成教學(xué)模塊。要實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的更新和調(diào)整，可以采用增刪和組合的方式。因此，這種教學(xué)模式的內(nèi)容配置較為靈活，教學(xué)目的性較強(qiáng)。①

我校從2014年9月起對機(jī)械基礎(chǔ)課程進(jìn)行了模塊化教學(xué)改革，具體方案如下：

1 模塊化理論教學(xué)改革

1.1 課程的結(jié)構(gòu)體系

按照教材內(nèi)容和以往的教學(xué)進(jìn)度表，機(jī)械基礎(chǔ)課程由若干個部分組成，若按照課程的內(nèi)容進(jìn)行模塊劃分，則如表1所示。

（1）理論力學(xué)模塊。理論力學(xué)模塊包含靜力學(xué)，動力學(xué)，運(yùn)動學(xué)三個子模塊。靜力學(xué)主要研究質(zhì)點(diǎn)系受力作用時的平衡規(guī)律，其中包括力系的簡化和物體的受力分析，在工程技術(shù)中具有廣泛的運(yùn)用；動力學(xué)主要研究力與運(yùn)動之間的關(guān)系，基本內(nèi)容包括質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)，質(zhì)點(diǎn)系動力學(xué)，剛體動力學(xué)等；運(yùn)動學(xué)主要從幾何角度描述和研究物體位置隨時間的變化規(guī)律。

（2）材料力學(xué)模塊。材料力學(xué)是研究材料在各種外部載荷作用下的應(yīng)變、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的一門學(xué)科。其子模塊包含各種變形：拉伸與壓縮，扭轉(zhuǎn)和彎曲等；此外還有應(yīng)力的狀態(tài)分析及強(qiáng)度理論。

（3）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)模塊。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要研究各種機(jī)構(gòu)的原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的方法。這是整個課程四個模塊當(dāng)中最重要的一個，學(xué)習(xí)前面兩個模塊的目的就是為了學(xué)習(xí)此模塊打下基礎(chǔ)。

（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(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動方式。液（氣）壓傳動目前在工程中應(yīng)用廣泛，因此將其作為單獨(dú)模塊置于課程中。

1.2教學(xué)改革實(shí)行方案

（1）具體模塊的構(gòu)建：在機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)中應(yīng)用模塊化教學(xué)的理念，重點(diǎn)內(nèi)容是進(jìn)行知識重組，使授課內(nèi)容模塊化。②機(jī)械基礎(chǔ)的課程教學(xué)主要針對自動化，數(shù)控及電氣工程專業(yè)，而在對這幾個專業(yè)進(jìn)行教學(xué)的過程中我們應(yīng)當(dāng)有的放矢，針對專業(yè)特點(diǎn)重新進(jìn)行模塊的劃分（如表2所示）。對該專業(yè)的重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)講解，相對不重要的內(nèi)容可以從該專業(yè)的模塊中去掉，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

電氣工程專業(yè)和自動化專業(yè)涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是綜合性較強(qiáng)的專業(yè)。因此我們在教學(xué)時要更注重機(jī)械知識與電學(xué)知識的融會貫通，即兩者間有交集的部分，包括機(jī)械傳動和液（氣）壓回路模塊。而材料力學(xué)和理論力學(xué)中的部分基礎(chǔ)知識可以作為學(xué)生的自學(xué)內(nèi)容。

對于數(shù)控專業(yè)的學(xué)生來說，我們的目標(biāo)是培養(yǎng)掌握數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)的基本理論、基礎(chǔ)知識，能在生產(chǎn)第一線從事生產(chǎn)、管理、產(chǎn)品營銷、設(shè)備維護(hù)等工作需要的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。因此，機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識，如機(jī)械設(shè)計(jì)概論，機(jī)械連接等都要作為重點(diǎn)知識來進(jìn)行教授。而數(shù)控專業(yè)專業(yè)性較強(qiáng)，與液壓傳動的直接聯(lián)系較少，因此把這一部分作為學(xué)生的自學(xué)模塊。

（2）加強(qiáng)模塊教學(xué)中的學(xué)生管理。學(xué)生是模塊化教學(xué)的對象，為了更系統(tǒng)化地進(jìn)行模塊化教學(xué)改革，應(yīng)當(dāng)建立與之相配套的學(xué)生學(xué)習(xí)管理保障系統(tǒng). 制訂包括選課規(guī)定、學(xué)分管理、認(rèn)知實(shí)習(xí)、企業(yè)實(shí)訓(xùn)等一系列的規(guī)章制度，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，保障學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。③在進(jìn)行自學(xué)模塊的教學(xué)時，將學(xué)生按照該專業(yè)的自學(xué)模塊進(jìn)行分組。比如對自動化專業(yè)的學(xué)生，一共有三個自學(xué)模塊，就將該班級的學(xué)生分為三組。每一組學(xué)生負(fù)責(zé)不同的模塊，針對該模塊搜集資料自主學(xué)習(xí)，并且在該模塊學(xué)習(xí)完成后要進(jìn)行課件的制作、演示和答辯。

2 推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化改革，增強(qiáng)實(shí)踐性

機(jī)械基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個教學(xué)過程中重要的一環(huán)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于課堂理論教學(xué)，是理論教學(xué)的輔助手段。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膬H僅局限于對知識的驗(yàn)證和加深理解，忽略了實(shí)驗(yàn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，沒有形成一個完整的實(shí)驗(yàn)體系，不利于學(xué)生的融會貫通和能力的提高。④我院從2014年起實(shí)行機(jī)械基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，采用模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法（如表3所示）：

具體操作是將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)其自身特點(diǎn)及在各專業(yè)中的地位劃分為創(chuàng)新性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性及自選實(shí)驗(yàn)?zāi)K。在做實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生針對不同的模塊進(jìn)行有目的性的預(yù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)過程中，則要根據(jù)不同模塊的實(shí)驗(yàn)要求，著重解決該模塊的核心問題，從而提高學(xué)生相應(yīng)的能力。

3 考核方法改革

模塊化教學(xué)針對教學(xué)大綱的要求和不同專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)定不同的教學(xué)模塊。我們在對學(xué)生進(jìn)行考核時，既要重視單個模塊的掌握情況，也必須要對學(xué)生各個模塊間知識的連貫性及結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行考查。此外，要加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)?zāi)K的考核，改變傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的情況。

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)K單獨(dú)考核。對實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行單獨(dú)考核可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的性，使其相對獨(dú)立于理論教學(xué)；也方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理，便于學(xué)生的選課；此外，實(shí)驗(yàn)?zāi)K的單獨(dú)考核能夠提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視程度，使老師和學(xué)生更加重視實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊應(yīng)與各理論教學(xué)模塊并行，并在具備科學(xué)性、系統(tǒng)性和銜接性的前提下單獨(dú)進(jìn)行考核。

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

注釋

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

② 谷曼，徐滟.機(jī)械制造基礎(chǔ)課程模塊化教學(xué)的探索[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（6）：88-90.

③ 袁暋，許強(qiáng)等.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模塊化教學(xué)改革研究——借鑒德國FH成功經(jīng)驗(yàn)[J].合肥學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（4）：56-65.

④ 劉德福，何玉輝.機(jī)械工程專業(yè)課程的層次化與模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探索與實(shí)踐[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2012（1）：79-82.