基于新工科背景的机械基础课程教学的思考

孙学辉

（青岛市即墨区第一职业中等专业学校，山东 青岛 266000）

0 引言

高等院校在教学过程中，在借鉴传统教学方式的基础上，对其进行改革创新，明确新工科教学目标、对教学模式进行改革创新、完善教学相关内容、大力开展实践教学，从而丰富学生的理论知识、提高相关综合技能、提升实践操作能力、培养学生自主思考和解决问题的能力，从而为培养出一批优秀的、高质量的工业技术型人才。

1 基于新工科背景的机械基础课程教学过程中存在的问题

1.1 教学目标不明确

高等院校在开展工科实验教学中，由于确认目标不明确，将会导致在工科实验教学过程中，无法实现实验目的。教师在机械基础课程教学过程中对教学内容安排不合理，没有根据学生自身情况制定教学方案，从而将会直接影响学生实验完成情况。这对高等院校培养高质量人才带来了巨大的影响，无法快速提高学生实践技能和创新技能。

1.2 教学方式过于落后

教师在教学过程中，采用传统的教学方式，教学老师一味的传授课本知识，按照课本内容进行讲解，要求学生按照教材讲授内容进行实验，教学老师在实验教学过程中过于死板，教学思想观念老旧、落后，没有与当代社会发展情况相结合。这样的教学课堂过于枯燥、乏味，难以调动学生的学习兴趣，使学生无法积极主动的参与到课堂讨论中，这将会降低学生的教学效果。

1.3 忽视实验教学

教学教师在对学生进行机械教学过程过于重视机械基础理论知识，从而忽略了机械实验教学方面的知识。这样的传统教学模式较为老旧、呆板，使学生失去对机械基础知识学习的兴趣，降低机械课堂教学质量。由于教学教师对机械基础理论课程的不合理安排，从而导致教学课时不够，教学质量低，从而难以培养出高质量人才[1]。

2 教学改革探索与实践

2.1 论新工科建设需求，凸显应用，调整教学内容

“新工科”建设主要以“重基础、突应用、宽口径”作为新工科发展原则，通过不断优化教学内容，重视应用理论知识，通过循序渐进的方式进行教学。高等院校在教学过程中，主要是通过长期积累的教学经验对该课程的难易程度进行课程调整，主要是从静力学、材料力学、容器设计等方面进行排序。另外，在教学内容的难易程度上可以看出，工程力学是整个教学过程中基础内容，而化学压力容器设计是整个机械设计中的难点，机械传动装置设计部分主要包括静力学和材料力学等教学内容，这些内容学生在之前学习生涯中有所涉及，因此，高等院校教师并不进行重点讲授。通过适当的减少教学内容，对相关理论知识进行归纳。而材料力学部分内容主要是根据胡克定律研究依据，教师在讲授过程中通过对定律的定义以及理论知识进行讲解；工程容器设计部分主要以薄膜为研究依据，从选材的角度上出发，对内压薄壁容器进行设计。根据相关教学数据显示，这种独具特色的教学方式不仅可以突出教学重点还可以提高课堂效率、培养学生学习兴趣[2]。

随着工科类学科的不断发展进步，教师在授课过程中为了理论知识进行更新补充，需要重视教学内容的实用性、完整性。例如：教师在传授机械传动相关内容时，可以将同步齿形带、高速带、主动磁轴承等相关内容进行结合，这样学生不仅学习到教材上的内容还可以了解延伸内容，从而开阔学生的视野，激发学生学习的积极性，培养学生的自主学习能力和实践能力[3]。

2.2 论学生志趣，改进教学方式

高等院校通过重视双向交流，采取互动式教学方式。由于工程设备机械专业具有较强的工程性，因此教师在教学过程中需要对传统的教学方式进行改革创新。在教学过程中不仅仅要把知识点传授给学生，还需要考察学生的实践动手能力。而双向交流互动式教学方式，可以让学生参与到工程设备机械专业教学过程中，教学核心由教师转变为学生，以学生为教学中心，教师可以及时对学生存在的疑问进行答疑解惑，这样有助于提高课堂效率，培养学生主观学习能力[4-5]。另外，教师在课前准备好课件内容，并且要求学生在课下进行预习，这样教师可以根据学生所提出的问题进行讲解，正确引导学生学习思维能力，在课程讲解过程中，将机械专业相关理论知识带入到课题中，这样有利于灌输学生工程素质教育理念。

随着“新工科”理念的不断提出，从而改变了传统课堂教学模式，在有限的教学时间内，通过挖掘课堂教学效率，确保培养学生工程素质教育理念思想。从而改变了传统课堂中的“灌输式”教学模式，高等院校大力推行“探究式”教学模式，使学生积极主动的参与到教学中，并且鼓励学生思考问题，激发学生的思维能力，提高学生的学习兴趣。例如：在讲解内压薄壁圆筒壳与球壳计算公式中，教师通过分组的方式，让学生对计算公式中所涉及到的对象、条件、范围进行讨论，并且对其进行总结。

高等院校通过利用多媒体技术来对学生进行教学，从而提高课堂效率，并且通过播放一些视频、图片展示工程机械设备结构、组成。将抽象化书本上理论知识生动、形象的展示出来，另外，教师还可以通过利用互联网技术平台对课程进行安排，充分调动学生的积极性、提高课堂效率，让学生不受时间、地点的限制，自学教学内容。另外，教师在对材料力学性能讲解过程中，可以利用实验视屏将教学内容展示给学生，使学生对材料力学性质有所了解。

2.3 论教学效率，丰富教学手段

工程设备机械教学中涉及大量的专有名词、原理、图表、公式、结构示意图，学生对机械方面知识接触的较少，缺乏机械工程概念，若教师采用传统方式进行教学，教学效果不是十分明显。因此，教师为了准确、形象的展示工程设备机械教学中的示意图、公式、图表等，一般利用多媒体技术，运用FLASH软件，制作工程设备机械立体图，通过结合教学图像，营造一个良好的教学环境，活跃课堂教学气氛，增加师生之间的互动性，从而帮助学生归纳相关机械方面的知识点，实现图文转化，提高学生的学习兴趣，这样有利于提高学生的学习效率。例如：老师在讲解工程设备中的有缝钢管、无缝钢管以及塑料管之间的区别时，由于不同工程材质，在应用上具有差异。老师可以利用多媒体技术，将不同差异的管子进行分类，直观为学生进行分析讲解，有利于学生区别、记忆。多媒体信息技术通过从改善教学理论、教学思想、教学方式以及教学结构等方面，来活跃课堂气氛，有助于提高教学成果。

“第二课堂”是以“新工科”为教学背景，通过利用灵活、多样化的教学方学生化学技能，提高学生的创新实践能力，培养高质量人才。在执行“第二课堂”时需要与社会实践紧密的联系在一起，这种教学方式激发学生的团队意识，取长补短，分工明确，有助于培养学生的思维能力和自主创新能力。

图1 课程网络教学资源

3 以新工科为基础，改革机械基础课程

3.1 建立新工科类课程体系

高等院校传统的教学方式由于只重视基础理论知识而忽略了培养学生工程意识和创新能力，这将会导致，学生在学习课程后，仍然不清楚零部件设计过程、制造过程甚至零部件组装过程。工程设计是人类未来创造的主要形式之一，一般选择设计的机器可以打破可各课程之间的界限，构建合理的教学框架。机械基础理论课程主要包括理论课程和实践课程两方面，其中理论课程体系主要将课程之间进行连接融合，从而培养学生综合能力，构建学生工程设计意识。而实践课程是在机械基础课程的基础上进行实践课程，主要分为基础层、提高层和创新层，具体见下图2所示。其中基础层是锻炼学生工程设计以及相关制造能力；提高层是进一步提高工程设计、专业技术以及工程理论等能力；创新层是全面提高学生的创新设计能力、综合设计能力以及工程实践能力。

图2 新工科机械基础实践课程

3.2 构建“双师型”机械基础课程教师团队

高等院校通过优化教师团队的学历、职称、专业等因素，重点培养中青年教师成为高等院校未来发展的领头羊。高等院校在选拔教师团队领军人时，需要确定培养目标，通过对其进行相关理论知识和实践操作能力培训，从而更新教学理念，提高业务水平。高等院校要求机械类教师每年深入企业进行学习，熟悉了解企业相关科技项目，从而全面提高教师工程素质。另外，高等院校还可以外聘合作企业中高级工程技术人员担任学雄安的兼职教师，从而完善高等院校工程技术教师资源，外聘教师在教学过程中，可以结合工程实际问题进行分析研究，并且与课程教学将结合，举例说明。例如：外聘老师在对零件图、装配图等教学过程中，可以从企业发展的角度，结合机械设备中零部件的制造、装配、加工、检验、工艺流程等方面来进行讲解，并且对学生进行作业指导，从而提高学生的工程实践能力和技术创新质量，外聘教师还可以将自己科研成果展示给学生，将企业最新技术以及未来发展方式带到教学课堂中，使学生实时掌握机械技术未来发展前景，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合应用能力和综合素质。

4 结论

机械基础课程一直是高等院校改革创新的主流，尤其是工程设备机械占据工程类专业的主体地位，本文在“新工科”教学背景下，通过对机械基础课程进行改革创新，不断改善机械基础课程的教学模式，培养学生的自主学习能力、创新意识、工程设计能力和独立思考能力，激发学生的学习兴趣，使学生积极主动的参与到课堂学习中来，从而更好的，满足企业对机械类人才的需求。