基于新工科理念下機械基礎課程組建設與探究性教學模式研究

倪自豐 盧學玉 沈培玉 浦廣益

摘 要：文章根據江南大學機械工程學院的人才培養目標，以“新工科”理念為導向，結合工程認證的具體要求，闡述了江南大學機械工程學院機械基礎課程組建設與課程群教學改革。以轉變觀念為先導，以教學改革為核心，以隊伍建設為根本，以完善條件為基礎，以制度建設為保障，以創新型人才培養為目標，積極探索人才培養的新模式，不斷提高教學水平。

關鍵詞：新工科;機械基礎;工程認證;教學研究

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-04-18 文章編號：1674-120X（2019）23-0083-02

一、引言

機械作為現代工業體系的基石，其人才培養是重中之重。通過課程組建設，可促進教師教學能力的發展和教學水平的提高，使機械基礎系擁有一支隊伍穩定、年齡和知識結構合理、教學科研水平高的師資隊伍。同時，優化教學體系、整合教學內容、改革教學方法，能切實有效地提高教學質量，適應工程教育人才培養的要求。

二、穩定、高效的課程組建設

課程組可以使教師擺脫過去在教學過程中的孤獨處境，樹立同伴互助、共同發展的意識，形成組內、組際在理論、專業知識、業務技能、經驗交流、資源利用等方面共同分擔與分享的機制，充分發揮團隊協作和集體智慧的優勢，使課程組的價值得到真正體現。

（一）優化課程組結構

根據江南大學機械工程學院（以下簡稱“我校”）機械基礎系課程特點，目前有圖學、力學、機械原理與機械設計3個課程組，針對課程組師資緊缺、年齡結構和知識結構不合理的現狀，需要進一步整合與引進師資。在我校的支持下，采取“多渠道、多層次”引進年輕教師進入課程組，一方面可以引進人才，另一方面可以使現有的青年教師加入。所引進的教師應具有相關課程教學經驗或具有相關課程學歷背景和相關知識儲備，并通過試講、系與課程組的討論、學院審核等環節決定課程組新成員，使課程組結構得到優化。

（二）明確課程組職責，完善課程組制度

課程組實行組長負責制，課程組組長應有一定的課程組相關課程的教學水平，責任心強，對教學各個環節全面負責，確保教學秩序井然。課程組負責制定相關課程的教學大綱、考核要求、考核制度和評價制度等。主講教師在課程組共同研究和探討的基礎上制定課程的教學內容和教學方法，保證課程教學內容的一致性、教學方法的合理性。新加入課程組的教師在第一輪正式授課前，必須預先聽課、備課，并進行若干次試講，提高課程的教學能力。課程組每月開展教學研究活動，討論教學過程中教與學存在的問題，研究教學方法、教學手段等。

（三）建設教學能力和工程能力兼備的師資隊伍

教師的整體素質關系到人才培養的質量，建立一支素質高、結構合理、穩定的教師隊伍，是搞好課程建設的關鍵，是培養“新工科”新型人才的可靠保證。因此，加強師資隊伍建設被列為課程組建設的核心和重要內容，以提高教師的全面素質和綜合能力。

為確保課程組主講教師的教學水平，課程組應組織教學經驗交流會，充分發揮老教師“傳、幫、帶”作用，使青年教師在課程組教學活動中不斷學習、完善、發展，豐富教學經驗與方法，提高教學能力和育人本領;同時，積極組織青年教師參加教學講課競賽，增強青年教師提高教學水平的意識。機械基礎課程群為專業基礎課程，這些課程均與工程密切相關，因此不僅要鼓勵青年教師參與科研的理論研究，還應鼓勵其參與工程項目，提高工程意識與工程能力，以滿足新工科人才培養的需要;支持青年教師積極參與指導學生的實踐活動，將科研與教學結合，做到以教學帶科研，以科研促教學。這樣在培養學生的同時，可進一步提高教師的科研與教學水平。

通過課程組建設，強化教師的敬業精神、競爭意識與責任意識，以及工程意識與工程能力，可以為我校建立一支職稱結構合理、學術水平高、教學科研能力強、熱心教學工作、有敬業奉獻精神的穩定的教師隊伍。

三、探究性教學模式下的課程群改革

探究性教學模式的研究和實施是創新型人才培養的基礎，符合“新工科”工程教育的教學模式。本文從機械大類專業人才培養方案的要求出發，進行機械基礎課程群探究性教學模式下的課程改革與教學研究。

（一）優化課程體系，整合教學內容

通過課程組形成機械基礎課程群，要明確機械基礎課程群各門課的地位、作用，分析課程之間內在的聯系，加強課程之間的有效銜接和教學內容的融合，整合、優化教學內容，避免課程教學內容的重復，增加新知識;以機械設計為主線，將其與課程實驗、課程設計、大學生創新訓練以及工程實踐等內容重新進行整合，實現課程之間的融合與貫通;以課堂教學為主、專題講座為輔（案例分析報告或學術講座）、項目訓練為手段，使各有側重的課堂講授、專題報告與訓練項目三者有機結合、相互交叉，構成以培養綜合能力為主干、傳授基礎知識為分支的機械基礎課程群體系，從而培養學生的工程實踐、創新素質和科研的基本能力。下面就機械基礎課程群的幾門主干課程的整合和解構分別進行說明。

第一，工程圖學教學與零部件構形設計。該門課程重在強化工程語言“交流”的特點，著重培養空間想象能力、幾何體構形能力、創新構形能力和機件表達能力，并且結合國家標準和工程圖知識，培養學生工程設計的基本能力;同時，跟蹤現代CAD的最新發展和相關研究熱點，引導學生進行CAD軟件的自主學習。課程內容方面注重理論知識與實踐訓練相結合，從而實現與后續相關課程的整體銜接，進一步深化工程圖學綜合能力培養的內涵。

第二，理論力學和材料力學是經典的基礎力學課程。課程組要分析兩門課程的差異性及一體性，強調基礎力學知識在機械設計中的應用，并通過專項講座融入力學前沿研究，開闊學生學術視野，激發學生的創新意識。

第三，機械原理課程教學和機構分析。理論教學包括各種機構和機器具有的共性基本知識、常用機構的性能及其設計方法兩大內容，重點讓學生掌握常用機構的組成原理、機構運動學和動力學規律，培養學生的機構綜合分析能力和機構創新設計能力。

第四，機械設計課程教學和機械系統設計。理論教學重在常用機構和通用零件設計的基本理論和知識，以及有關的設計規律和技術措施。整合力學課程知識進行受力分析、強度計算，有利于學生理解和掌握力學知識在機械設計中的應用;在教學內容上增加新技術、新方法的講授，淘汰過時的內容，如增加計算機輔助設計和運動分析;將機械原理課程中齒輪機構和輪系與本課程中齒輪設計的教學內容整合，使齒輪傳動與設計內容更為系統化;突出整機設計思想，加強系統訓練，著重培養學生的創新意識，增強學生獨立分析、解決實際問題的能力。結合機械設計課程設計，使學生綜合運用機械基礎知識，培養一般機械系統綜合設計的能力和使用現代設計工具的能力。

（二）研究與實施探究性教學模式，提高教學效果

克服傳統的教師灌輸式教學模式，在機械基礎課程群的教學過程中實施探究性教學模式，開展以學生為中心、以教師為主導的教學活動，師生共同參與教學過程。教師基于某個知識點和教學目標，向學生提出問題、任務，引導、啟發學生自主學習與探究，實現知識教育向認知教育轉變，激發學生的學習興趣和求知欲，培養學生的批判思維與探索精神，提高對學生課外學習量與質的要求。

以《機械設計》課程教學過程為例，為了使學生了解現代機械的學科背景，教師在課程教學前，首先開設了介紹機械學科的最新發展和工程前沿的引導性學術報告;在課堂教學過程中，輔以連接、傳動、軸系等相關專題報告，增強學生的科學設計理念，提高其分析和解決工程實際問題的能力;在課堂教學后，布置適當的綜合設計性作業并提供相應的工程訓練項目，從而使學生在理論學習和項目訓練的過程中掌握基礎知識并形成創新設計能力。

四、創新評估體系，發揮導向作用

機械基礎課程群在機類本科人才培養過程中，具有承前啟后的作用，是實現人才培養目標和專業培養目標的關鍵。教師要合理利用課程考核，發揮其在探究性教學新模式中的重要導向作用。考核方式可采用閉卷、開卷、半開卷，以及口試、論文、作品等多種形式，使考試成為繼續學習的中間環節。還要加強教學過程的階段考查，如隨機測試、常規作業、大論文、創新實驗、工程實踐、項目訓練等，增大階段考查成績占課程總成績的比例。并且，在課程考核過程中加強對學生學習過程和自主學習能力的考核。

五、結語

基于“新工科”理念下，我校機械基礎課程組需優化課程組結構，包括師資年齡結構、知識結構、課程組之間教師的融合;優化課程體系，將機械基礎課程教學內容進行整合，引入新知識、新方法。為進行課程群改革，實施探究性教學模式，一方面促進教師不斷探索、了解和掌握本專業最新信息和技術動態;另一方面促使學生自主學習，提高分析問題、解決問題的能力，使教師所教和學生所學更加貼近工程實際，為工程設計打下良好的基礎。

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