机械设计基础教学改革

摘 要：针对为非机类专业开设的机械设计基础课程,提出了课程的培养要求,结合教学内容进行了课程教育教学环节设计,研究了能力达成的形成性评价方法,为教育教学环节与能力培养的基本规律研究打下基础.

关 键 词 ：教育教学环节 能力达成 评价方法

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0137-02

重庆大学机械工程学院针对工业工程、冶金工程、建筑环境与设备工程、工程力学等专业的非机械类本科生开设的机械设计基础课程,是学校通识教育课程中的一门重要的技术基础课程.该课程主要介绍常用机构和通用机械零部件的基本知识和基本设计方法,培养学生初步具有简单机械传动装置设计能力.在教学内容方面着重传授基本知识、基本理论、基本方法,在培养实践能力方面着重创新构思和设计技能的基本训练.为了不断提高该课程的教学质量,近年来在教育教学环节设计和能力达成的形成性评价方法上进行了一些探索.

1.明确课程培养要求

为了明确课程教学目的,首先根据国家、社会、时代对人才在知识、能力、素质三方面的要求[1],结合课程面向的非机类专业的工程特点,提出了本门课程的培养要求,如表1所示.该课程作为非机类专业学生的技术基础课程,课程教学应注重基础知识的掌握、能力的训练及创新精神的培养.

2.课堂教学环节设计

相对机械类的机械设计基础课程而已,该课程内容略简,学时略少,在课堂教育教学环节方面,按照学生为主体、课内和课外相结合、能力训练为主导的原则来进行设计.除了传统的课堂讲授以外,主要的教育教学环节有：

（1）引导式提问环节.

在课程教学过程中,在给出知识点之前,教师通过设置问题背景,以提问的方式引出知识点,激发学生兴趣进行主动思考[2].例如,“大齿轮和小齿轮的宽度是不是应该相等?”“自行车链条的链节数应该是奇数还是偶数?”给学生搜寻自己相关的知识结构、做出判断的时间,在听取学生回答后,再步步引导分析,得出正确结论.这种方式有助于引导学生思考,加强对知识点的理解和记忆.

（2）逻辑归纳环节.

在课程教学中,教师运用类比法、对比法、分类法、列表法、流程图法等,把教材上大段铺叙的文字、原理推导或分散的结论等演变成清晰直观的图、表等形式,帮助学生对问题形成更加直观的认识和透彻的理解,同时有利于学生的逻辑思维、归纳思维和演绎思维能力的培养.在课程全部结束前进行一次课程总结,由教师和学生共同完成,通过回顾和梳理,帮助学生从更宏观的角度对课程的整体构架和各章内容要点形成全面、深刻的认识.

（3）自学与讲授结合环节.

安排部分课程内容以自学与讲授相结合的形式进行教学.例如,“计算平面机构自由度的注意事项”“轴上零件的固定”等章节,先要求学生自学并归纳知识点,再由老师串讲知识点,学生对照进行更正或补充,然后教师结合例题或关键问题讨论考察学生对知识的掌握情况,启发学生思考和分析,最后由老师总结.通过学生自学可以培养学生独立学习、总结提炼、发现问题和分析判断的能力；通过教师讲授可以完善和补充教学内容,引导学生思考,结合实例或讨论强化知识点的掌握,从而确保教学效果.

（4）专题训练环节.

根据课程内容布置专题训练作业.例如,凸轮廓线的设计和绘制,螺纹连接的选择、强度计算和绘图等等.这一环节的目的是通过动脑和动手强化学生对知识要点的理解,利于学生更好的掌握机械设计的基本过程和方法.

（5）知识拓展环节.

针对课程涉及的教学内容,安排1～2次非命题作业,引导学生进行知识拓展.例如,在“概论”章节,结合机械类型、发展等的介绍,要求学生结合自己专业自选一类机械设备（例如交通工具、通风设备、冶金设备）查阅其发展历史、现状及趋势,形成综述报告.又如,在“铰链四杆机构”章节,要求学生在自己专业相关的机械设备中找到三类铰链四杆机构的应用实例,给出机构实物图片和机构简图,并叙述其基本工作原理.学生通过文献检索和资料阅读分析进行知识拓展,提高探索兴趣,训练综述能力.该环节可由学生单独完成,也可分组完成.

3.能力达成的形成性评价方法探索

为了考察课程各个课堂教学环节对学生达到课程培养要求的效果,将二者对应起来设计了课堂教学环节效果评价表,对能力的形成性评价方法进行了探索[3].表中每个单项的评分为0～3分（对应效果为：无,弱,一般,好）.通过初步调查并对评价结果进行统计,得出单项的平均分及各行各列的总分平均分（取整数）如表2所示.

初步调查结果显示,目前设置的课堂教学环节,对应前四项课程培养要求的效果评价较好,在创新能力培养方面较弱,有待加强.逻辑归纳环节虽然总分较低,但在基础理论教学方面的效果较好,可以继续完善.该评价方法基本反映了教学环节与能力达成的因果关系,但要通过该评价方法来研究教育教学环节与能力培养的基本规律,还需进一步细化和完善.

4.结论

针对非机械类本科生的机械设计基础课程进行了改革探索,从知识、能力、素质三方面明确了本门课程的培养要求,再针对课程要求设置引导式提问、逻辑归纳、自学与讲授结合、专题训练、知识拓展等课堂教学环节,再采用教学环节与课程要求对应的评价方法进行能力达成的形成性评价.初步研究表明,上述教学环节中对创新能力的培养不足,有待进一步改革；能力达成的评价方法基本反映了教学环节与能力达成的因果关系,还需进一步细化和完善以便为教育教学环节与能力培养的基本规律研究打下基础.