陳 磊 楊長(zhǎng)牛 黃文權(quán) 孫澤剛 劉郁蔥

四川輕化工大學(xué) 四川 自貢643000

為推動(dòng)工程教育改革創(chuàng)新，“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)已經(jīng)達(dá)成[1]，快速推動(dòng)全國(guó)高校在工程教育領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)教學(xué)模式的改革。新工科是在新經(jīng)濟(jì)和新產(chǎn)業(yè)的背景下，以科技創(chuàng)新為核心，在新興領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)機(jī)制，新工科建設(shè)通過(guò)設(shè)置和發(fā)展新興工科專業(yè)來(lái)完成，也可以是傳統(tǒng)工科專業(yè)應(yīng)對(duì)新科技的革新[2][3]?！稒C(jī)械原理》課程作為高校機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，銜接著前面基礎(chǔ)課程與后續(xù)專業(yè)課程，起到承前啟后的作用，在新工科背景下必須快速適應(yīng)新工科對(duì)高校人才培養(yǎng)的要求，主動(dòng)改革。由于目前關(guān)于《機(jī)械原理》課程在新工科背景下如何改革的研究較少，故本文結(jié)合我校機(jī)械工程學(xué)院開設(shè)的《機(jī)械原理》課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行研究。通過(guò)前期調(diào)查，發(fā)現(xiàn)《機(jī)械原理》課程存在學(xué)時(shí)減少、教學(xué)內(nèi)容、評(píng)價(jià)方式、與相關(guān)課程體系與內(nèi)容的銜接等現(xiàn)象，與教學(xué)改革要求存在的差距較大。譬如傳統(tǒng)的“死板八股文”教學(xué)模式，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)無(wú)興趣；“標(biāo)準(zhǔn)答案”的考試方式，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維等。針對(duì)我校機(jī)械原理課程教學(xué)中存在的不足，提出一種基于智能機(jī)械的機(jī)械原理課程改革與實(shí)踐的方法。以新工科理念為指導(dǎo)，以學(xué)生為中心，開展以智能機(jī)械為載體的課程教學(xué)內(nèi)容再設(shè)計(jì)和課程教學(xué)環(huán)節(jié)邊界再設(shè)計(jì)，以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的意識(shí)，主動(dòng)實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，提高學(xué)生獨(dú)立工作和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生在開拓性與原創(chuàng)性上的能力和快速學(xué)習(xí)新事物的能力。

1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

傳統(tǒng)機(jī)械原理教學(xué)理念測(cè)重于“傳道授業(yè)解惑”，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的接受、汲取和運(yùn)用，以教師為主體，對(duì)學(xué)生最終的掌握程度進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)，但學(xué)生存在的問(wèn)題沒(méi)有從根本上解決。新工科建設(shè)背景下，機(jī)械原理課程重點(diǎn)在以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生理解專業(yè)和道德責(zé)任，將來(lái)能做什么。因此，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念對(duì)課程建設(shè)與發(fā)展、培養(yǎng)滿足新工科要求的機(jī)械類專業(yè)人才具有重要意義。

以智能機(jī)械為載體，進(jìn)行課程體系改革與理論課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)邊界再設(shè)計(jì)。側(cè)重于機(jī)器人(智能機(jī)械)的結(jié)構(gòu)、新型傳動(dòng)與機(jī)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用；通過(guò)對(duì)幾種主流工業(yè)機(jī)器人與服務(wù)機(jī)器人基本功能的分析及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的融合，建立一套以方案設(shè)計(jì)能力、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維能力、綜合設(shè)計(jì)能力為依據(jù)的學(xué)生課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)機(jī)制，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生在開拓性與原創(chuàng)性上學(xué)生的能力和快速學(xué)習(xí)新事物的能力。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案下，機(jī)械原理課程內(nèi)容抽象、難懂、各章節(jié)之間邏輯性較強(qiáng)，學(xué)生僅靠強(qiáng)化記憶和習(xí)題練習(xí)難以達(dá)到調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和興趣。為了提高課程的教學(xué)質(zhì)量和效率，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容顯得十分重要。第一，調(diào)整理論課程內(nèi)容。機(jī)械原理理論課程分為四大板塊，分別為機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、常見機(jī)構(gòu)的分析及其設(shè)計(jì)。其中，運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)部分內(nèi)容在實(shí)際應(yīng)用中較少，可對(duì)其進(jìn)行部分優(yōu)化。第二，教學(xué)內(nèi)容再設(shè)計(jì)和教學(xué)環(huán)節(jié)邊界再設(shè)計(jì)。主要體現(xiàn)在：通過(guò)分析機(jī)器人(智能機(jī)械)的主要結(jié)構(gòu)與組成特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。減少解析內(nèi)容和一般比較容易理解且能自學(xué)的內(nèi)容(包括理論力學(xué)重復(fù)部分)；在相應(yīng)章增加機(jī)器人設(shè)計(jì)的內(nèi)容。第三，課程教學(xué)環(huán)節(jié)邊界再設(shè)計(jì)。①課堂教學(xué)講授基本概念與設(shè)計(jì)方法②課外通過(guò)現(xiàn)代教學(xué)手段理解教學(xué)內(nèi)容③課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力與工程實(shí)踐能力④創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)訓(xùn)練工程實(shí)踐動(dòng)手能力。

3 教學(xué)手段多樣化

首先，應(yīng)用現(xiàn)代多媒體對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行教學(xué)手段優(yōu)化，即利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。以可視、可動(dòng)的方式部分替代傳統(tǒng)板書講授教學(xué)，將直觀的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和課程相關(guān)的理論知識(shí)相結(jié)合，通過(guò)Solidworks、Proe、UG 等三維CAD軟件呈現(xiàn)給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)大量難懂的知識(shí)點(diǎn)變得直觀生動(dòng)。其次，以學(xué)生為中心，開展學(xué)生講，教師聽的模式，尤其是相對(duì)簡(jiǎn)單的章節(jié)。將班級(jí)分為若干個(gè)小組，進(jìn)行討論總結(jié)，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)指正，訓(xùn)練學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和組織能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。

4 基于專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的課程評(píng)價(jià)體系

依據(jù)教育部專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，課程考核采用平時(shí)考核和考試考核。課程考核成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)構(gòu)成。課程采用定量分析方法，數(shù)據(jù)來(lái)源于學(xué)習(xí)該門課程的所有學(xué)生在各考核環(huán)節(jié)取得的成績(jī)。采用課程達(dá)成情況分析統(tǒng)計(jì)表，以課程目標(biāo)為分析對(duì)象，確定各課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的考核環(huán)節(jié)及分值比例，錄入學(xué)生在各考核環(huán)節(jié)取得的學(xué)習(xí)成績(jī)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)后得到各課程目標(biāo)的達(dá)成情況、畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成情款以及學(xué)生個(gè)體的課程達(dá)成情況，并分別針對(duì)達(dá)成情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

5 結(jié)論

根據(jù)新工科建設(shè)的要求，結(jié)合機(jī)械原理課程的特點(diǎn)，圍繞機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課程評(píng)價(jià)體系上進(jìn)行適當(dāng)變化，適時(shí)引入相關(guān)領(lǐng)域最新知識(shí)與技術(shù)，緊跟學(xué)科發(fā)展方向，探索出一套適合本課程的有效的教學(xué)方法和手段，在一定程度上提高學(xué)生在開拓性與原創(chuàng)性上學(xué)生的能力和快速學(xué)習(xí)新事物的能力。