基于新工科背景的機械基礎課程教學的思考

孫學輝

（青島市即墨區第一職業中等專業學校，山東 青島 266000）

0 引言

高等院校在教學過程中，在借鑒傳統教學方式的基礎上，對其進行改革創新，明確新工科教學目標、對教學模式進行改革創新、完善教學相關內容、大力開展實踐教學，從而豐富學生的理論知識、提高相關綜合技能、提升實踐操作能力、培養學生自主思考和解決問題的能力，從而為培養出一批優秀的、高質量的工業技術型人才。

1 基于新工科背景的機械基礎課程教學過程中存在的問題

1.1 教學目標不明確

高等院校在開展工科實驗教學中，由于確認目標不明確，將會導致在工科實驗教學過程中，無法實現實驗目的。教師在機械基礎課程教學過程中對教學內容安排不合理，沒有根據學生自身情況制定教學方案，從而將會直接影響學生實驗完成情況。這對高等院校培養高質量人才帶來了巨大的影響，無法快速提高學生實踐技能和創新技能。

1.2 教學方式過于落后

教師在教學過程中，采用傳統的教學方式，教學老師一味的傳授課本知識，按照課本內容進行講解，要求學生按照教材講授內容進行實驗，教學老師在實驗教學過程中過于死板，教學思想觀念老舊、落后，沒有與當代社會發展情況相結合。這樣的教學課堂過于枯燥、乏味，難以調動學生的學習興趣，使學生無法積極主動的參與到課堂討論中，這將會降低學生的教學效果。

1.3 忽視實驗教學

教學教師在對學生進行機械教學過程過于重視機械基礎理論知識，從而忽略了機械實驗教學方面的知識。這樣的傳統教學模式較為老舊、呆板，使學生失去對機械基礎知識學習的興趣，降低機械課堂教學質量。由于教學教師對機械基礎理論課程的不合理安排，從而導致教學課時不夠，教學質量低，從而難以培養出高質量人才[1]。

2 教學改革探索與實踐

2.1 論新工科建設需求，凸顯應用，調整教學內容

“新工科”建設主要以“重基礎、突應用、寬口徑”作為新工科發展原則，通過不斷優化教學內容，重視應用理論知識，通過循序漸進的方式進行教學。高等院校在教學過程中，主要是通過長期積累的教學經驗對該課程的難易程度進行課程調整，主要是從靜力學、材料力學、容器設計等方面進行排序。另外，在教學內容的難易程度上可以看出，工程力學是整個教學過程中基礎內容，而化學壓力容器設計是整個機械設計中的難點，機械傳動裝置設計部分主要包括靜力學和材料力學等教學內容，這些內容學生在之前學習生涯中有所涉及，因此，高等院校教師并不進行重點講授。通過適當的減少教學內容，對相關理論知識進行歸納。而材料力學部分內容主要是根據胡克定律研究依據，教師在講授過程中通過對定律的定義以及理論知識進行講解；工程容器設計部分主要以薄膜為研究依據，從選材的角度上出發，對內壓薄壁容器進行設計。根據相關教學數據顯示，這種獨具特色的教學方式不僅可以突出教學重點還可以提高課堂效率、培養學生學習興趣[2]。

隨著工科類學科的不斷發展進步，教師在授課過程中為了理論知識進行更新補充，需要重視教學內容的實用性、完整性。例如：教師在傳授機械傳動相關內容時，可以將同步齒形帶、高速帶、主動磁軸承等相關內容進行結合，這樣學生不僅學習到教材上的內容還可以了解延伸內容，從而開闊學生的視野，激發學生學習的積極性，培養學生的自主學習能力和實踐能力[3]。

2.2 論學生志趣，改進教學方式

高等院校通過重視雙向交流，采取互動式教學方式。由于工程設備機械專業具有較強的工程性，因此教師在教學過程中需要對傳統的教學方式進行改革創新。在教學過程中不僅僅要把知識點傳授給學生，還需要考察學生的實踐動手能力。而雙向交流互動式教學方式，可以讓學生參與到工程設備機械專業教學過程中，教學核心由教師轉變為學生，以學生為教學中心，教師可以及時對學生存在的疑問進行答疑解惑，這樣有助于提高課堂效率，培養學生主觀學習能力[4-5]。另外，教師在課前準備好課件內容，并且要求學生在課下進行預習，這樣教師可以根據學生所提出的問題進行講解，正確引導學生學習思維能力，在課程講解過程中，將機械專業相關理論知識帶入到課題中，這樣有利于灌輸學生工程素質教育理念。

隨著“新工科”理念的不斷提出，從而改變了傳統課堂教學模式，在有限的教學時間內，通過挖掘課堂教學效率，確保培養學生工程素質教育理念思想。從而改變了傳統課堂中的“灌輸式”教學模式，高等院校大力推行“探究式”教學模式，使學生積極主動的參與到教學中，并且鼓勵學生思考問題，激發學生的思維能力，提高學生的學習興趣。例如：在講解內壓薄壁圓筒殼與球殼計算公式中，教師通過分組的方式，讓學生對計算公式中所涉及到的對象、條件、范圍進行討論，并且對其進行總結。

高等院校通過利用多媒體技術來對學生進行教學，從而提高課堂效率，并且通過播放一些視頻、圖片展示工程機械設備結構、組成。將抽象化書本上理論知識生動、形象的展示出來，另外，教師還可以通過利用互聯網技術平臺對課程進行安排，充分調動學生的積極性、提高課堂效率，讓學生不受時間、地點的限制，自學教學內容。另外，教師在對材料力學性能講解過程中，可以利用實驗視屏將教學內容展示給學生，使學生對材料力學性質有所了解。

2.3 論教學效率，豐富教學手段

工程設備機械教學中涉及大量的專有名詞、原理、圖表、公式、結構示意圖，學生對機械方面知識接觸的較少，缺乏機械工程概念，若教師采用傳統方式進行教學，教學效果不是十分明顯。因此，教師為了準確、形象的展示工程設備機械教學中的示意圖、公式、圖表等，一般利用多媒體技術，運用FLASH軟件，制作工程設備機械立體圖，通過結合教學圖像，營造一個良好的教學環境，活躍課堂教學氣氛，增加師生之間的互動性，從而幫助學生歸納相關機械方面的知識點，實現圖文轉化，提高學生的學習興趣，這樣有利于提高學生的學習效率。例如：老師在講解工程設備中的有縫鋼管、無縫鋼管以及塑料管之間的區別時，由于不同工程材質，在應用上具有差異。老師可以利用多媒體技術，將不同差異的管子進行分類，直觀為學生進行分析講解，有利于學生區別、記憶。多媒體信息技術通過從改善教學理論、教學思想、教學方式以及教學結構等方面，來活躍課堂氣氛，有助于提高教學成果。

“第二課堂”是以“新工科”為教學背景，通過利用靈活、多樣化的教學方學生化學技能，提高學生的創新實踐能力，培養高質量人才。在執行“第二課堂”時需要與社會實踐緊密的聯系在一起，這種教學方式激發學生的團隊意識，取長補短，分工明確，有助于培養學生的思維能力和自主創新能力。

圖1 課程網絡教學資源

3 以新工科為基礎，改革機械基礎課程

3.1 建立新工科類課程體系

高等院校傳統的教學方式由于只重視基礎理論知識而忽略了培養學生工程意識和創新能力，這將會導致，學生在學習課程后，仍然不清楚零部件設計過程、制造過程甚至零部件組裝過程。工程設計是人類未來創造的主要形式之一，一般選擇設計的機器可以打破可各課程之間的界限，構建合理的教學框架。機械基礎理論課程主要包括理論課程和實踐課程兩方面，其中理論課程體系主要將課程之間進行連接融合，從而培養學生綜合能力，構建學生工程設計意識。而實踐課程是在機械基礎課程的基礎上進行實踐課程，主要分為基礎層、提高層和創新層，具體見下圖2所示。其中基礎層是鍛煉學生工程設計以及相關制造能力；提高層是進一步提高工程設計、專業技術以及工程理論等能力；創新層是全面提高學生的創新設計能力、綜合設計能力以及工程實踐能力。

圖2 新工科機械基礎實踐課程

3.2 構建“雙師型”機械基礎課程教師團隊

高等院校通過優化教師團隊的學歷、職稱、專業等因素，重點培養中青年教師成為高等院校未來發展的領頭羊。高等院校在選拔教師團隊領軍人時，需要確定培養目標，通過對其進行相關理論知識和實踐操作能力培訓，從而更新教學理念，提高業務水平。高等院校要求機械類教師每年深入企業進行學習，熟悉了解企業相關科技項目，從而全面提高教師工程素質。另外，高等院校還可以外聘合作企業中高級工程技術人員擔任學雄安的兼職教師，從而完善高等院校工程技術教師資源，外聘教師在教學過程中，可以結合工程實際問題進行分析研究，并且與課程教學將結合，舉例說明。例如：外聘老師在對零件圖、裝配圖等教學過程中，可以從企業發展的角度，結合機械設備中零部件的制造、裝配、加工、檢驗、工藝流程等方面來進行講解，并且對學生進行作業指導，從而提高學生的工程實踐能力和技術創新質量，外聘教師還可以將自己科研成果展示給學生，將企業最新技術以及未來發展方式帶到教學課堂中，使學生實時掌握機械技術未來發展前景，激發學生的學習興趣，提高學生的綜合應用能力和綜合素質。

4 結論

機械基礎課程一直是高等院校改革創新的主流，尤其是工程設備機械占據工程類專業的主體地位，本文在“新工科”教學背景下，通過對機械基礎課程進行改革創新，不斷改善機械基礎課程的教學模式，培養學生的自主學習能力、創新意識、工程設計能力和獨立思考能力，激發學生的學習興趣，使學生積極主動的參與到課堂學習中來，從而更好的，滿足企業對機械類人才的需求。