高校“机械基础”课教学存在的问题与对策

杨恩霞 王君

摘要：“机械基础”课程教学中存在着教学内容陈旧、教学方法不灵活、师资力量薄弱、考核评价单一、实验类型少等问题；提高教学质量的对策包括优化教学内容、采用灵活的教学方法与教学手段、加强师资力量、改进考核模式、丰富实验教学内容等。

关键词：高校机械基础课；教学质量；问题；对策

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002-0845（2013）01-0068-02

提高教育质量永远是高等院校工作的主旋律。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》明确提出，提高质量是高等教育发展的核心任务，提高课程教学质量又是提高教育质量的关键。

一、“机械基础”课教学中存在的问题

“机械基础”作为一门自然科学基础课程，它是以组成机械的常用机构及通用零件为研究对象的学科，在工程科学人才培养体系中占有重要地位。传统教学的不足主要表现在以下几个方面。

一是教学内容陈旧。现有课程内容局限在传统的几类常用机构和经典的设计方法上，没有及时反映建立在计算机应用基础上的现代设计理论和设计方法。学生就业时发现要用的没学，有些学的却没用没有重视理论知识的实际应用，不能反映机械学科的最新发展状况。如在常用机构中主要介绍图解法原理与方法，而解析法、现代设计方法介绍的却不多；在机械系统方案设计中，关于机器人、开式链等现代机械内容没有阐述。

二是教学方法不够灵活。“机械基础”课程的特点是内容繁杂，综合实践性强，灵活性大，既有理论性，也有实践性和应用性。因此，“机械基础”课堂的教学方法应是把学科知识传授、工程设计能力培养融合起来，以能力为导向，以社会需要为依托[1]。而目前课程教学普遍是灌输式教学，教师讲得多，讲得细，致使学生处于被动学习状态，不善于主动学习，思维不活跃，知识面较窄。学生学习能力不强，缺乏独立思考能力及创新精神。

三是师资力量比较薄弱。虽然近年来各高校都引进了一些高学历的教师，但长期以来对实验教师没有足够的重视，造成实验指导教师学历层次偏低、知识结构不合理、教学能力不高和对先进技术的跟踪能力明显不足。此外，近几年引进的青年教师没有在工厂企业锻炼的经历，普遍缺乏工程实践能力和教学经验，教师的综合素质有待提高。

四是考核评价单一。目前许多高校对该课程的考核基本沿袭多年的传统闭卷考核方式，期末一卷定终身。其考核的是对基础知识的掌握程度和解题计算能力，偏重记忆性内容，缺乏对学生分析综合能力、实践能力的考核，导致学生把精力放在死记硬背知识点上，严重制约了学生解决工程问题及综合设计的能力。这样的考试不能真实反映学生的综合知识和技能水平，达不到检验教学质量、提高人才综合素质的要求。

五是实验类型少。目前高校“机械基础”实验大多是常规验证性实验，缺少综合型实验和设计研究型实验，并且根据教育部高等学校“机械基础”课程教学指导委员会的要求，理论学时与实验学时的比例不应高于5：1，但多数院校的实验学时比例在7：1左右。实验教学目标仅停留于加深学生对理论知识的理解和注重对所授理论知识的验证上。随着社会对创新人才需求的不断增加，传统的实验教学所表现出来的弊端也日益突出[2]。如各实验所涉及的知识面窄，缺乏各学科知识的关联性，所用的实验手段单一，实验设备较少，学生只需按实验指导书中的方法、步骤即可完成实验，学生是被动的参与，因而严重制约了学生动手能力及创新能力的提高。

二、提高“机械基础”课教学质量的对策

为真正教好这门课程，培养学生具有工程意识和创新能力，笔者结合多年的教学实践，提出如下建议。

1.优化教学内容

随着现代科学技术的发展，“机械基础”教学内容要以培养学生的方案构思和结构设计能力为主，突出机械系统方案设计及机构创新设计。因此，“机械基础”课程应删除落后、陈旧和重复的内容，增加含有现代工程技术和现代科学的新内容、增加培养学生综合设计能力的内容；针对“机械基础”课程内容多而学时少的问题，教师要熟练掌握教材的整体内容，注意精选整合教学内容，综观全局，把握重点和难点，增添新知识点，使教学内容能反映出机械学科领域的最新科技成果。例如在机械系统方案设计中，既有机构组成与结构分析、典型机构设计理论，也有新机器、新传动和机器人机构设计等内容的简单介绍，适当增加机械的运动方案及机构的创新设计。

2.采用灵活的教学方法与教学手段

授课的方法和手段直接影响到学生的学习效果。学生的学习应自主探索、合作交流、独立获取知识。

（1）启发式、研讨式教学法

“机械基础”教学需要活跃的课堂学术氛围，要改变以往“一言堂”的模式，需提倡采用启发式、研讨式教学方法，这些教学方法能强化学生发现问题的意识，能把教师的单向传授变为师生之间双向交流互动，避免教师唱独角 戏[3]。如在讲解“平面机构自由度计算”的三个注意事项之前，教师先找出一个类似的机构，让学生计算自由度，再引出复合铰链、局部自由度和虚约束的处理方法。通过“提出问题—分析解决问题—再提出问题”的过程，把授课变成教学双方共同参与的教学过程。例如在讲齿轮机构时，可提出“直齿轮、斜齿轮、锥齿轮各有何特点？各应用在什么场合？”“直齿轮和斜齿轮是否可以正确啮合？”“直齿轮机构、斜齿轮机构、交错轴斜齿轮机构的接触方式分别是什么？”等问题，通过设置思考情境，把学生探索的热情激发出来。需要注意的是教师在设置问题时应注意抓住教材的重点、难点和关键点，问题的内容应一环扣一环，由浅入深，由简到繁，形成连续的思索，以引起学生思想上的共鸣，活跃课堂气氛，使有些结论不点自破。随着课堂教学进程，在恰当的时候提出恰当的问题，通过学生的思考或回答，养成思维习惯，使学生变接受学习为发现学习[4]。

（2）四步式教学法

四步教学法包含四个基本环节：自学指导、启发思考、达标验收、强化效应[5]。这些环节不是孤立的，是密切相连的。自学指导中有启发，启发思维中也有自学、验收。强化中也可自学、启发，这四环，环环相扣，充分发挥学生的主体地位。四步教学法的特点是少了教师满堂式的讲解，多了教师重点的指引；少了学生被动地接受，多了学生的主动参与。在“机械基础”教学中使用四步教学法，可以增强学生学习机械课程的积极性，培养对机械知识的兴趣和创新能力。

（3）案例式教学法

案例式教学方法适用于实践性强，动手能力强的课程。根据“机械基础”课程实践性强的特点，在笔者的教学中，常采用一些源于生活、源于生产实践的案例。由于“机械基础“课程内容的相对独立性，学生无法想象多种机构是如何进行连接组合形成一台机器的。因此，建议教师将案例式教学方法贯穿于”机械基础“课程教学的始终，使教学内容注入更多的工程因素，达到基本知识、基本理论与工程实际紧密结合的目的。在授课时，选择一到两台典型机器作为案例，如学生较为熟悉的自行车，通过分析自行车的组成部分即连杆机构、棘轮机构、链传动、轴等内容，分别在各章节对这些内容作更深入的案例剖析。通过案例教学，使学生充分了解整部机械与各组成部分之间的联系，了解各组成部分在整部机械中的作用，综合课程各部分所学的知识，提高分析综合能力。

（4）CDIO项目教学法

国际上先进的CDIO项目教学方法，代表构思、设计、实现和运作，让学生以主动的、实践的方式学习工程知识。强调个人工程能力不仅应包含个人的理论知识和专业技能，而且还应包含团队交流合作等一系列能力。因此，CDIO项目教学法是一种重视课程之间有机联系的学习方式。其主要特点：一是注重项目的选取；二是注重教学的实施与体验；三是注重教学的互动与沟通。学习过程变成了人人都能参与创新的项目开发过程，学生在项目学习中理解并把握课程要求的知识与技能，培养了分析问题和解决问题的能力，锻炼了表达能力及团队合作能力。

（5）多媒体与板书的有机结合

“机械基础”课程具有抽象、实践性强等特点，如对于机构分析、机构设计、运动分析等内容，仅靠口头表述及模型、图片展示很难将其原理表述清楚，学生只能想象机构的运动过程，而通过应用多媒体教学，可以形象地展示机构的运动过程，变抽象为具体，变静态为动态。因此，学生的思维得到了直观动态的修正与验证，增加了学习兴趣。通过采用多媒体教学，可将图解法作图的步骤展示出来，避免授课教师将大量的时间用于画图。但“机械基础”教学也离不开板书，板书灵活性强，其条理性和连贯性在教学中所起的作用是不可替代的，因此，要处理好课件与板书的关系，使二者相互配合，充分发挥各自的优势。

3.加强师资力量

建设一支高水平的师资队伍是提高教学质量的关 键[6]。一方面，可以加大高层次人才引进力度，通过引进学科领军人才、柔性人才、海内外优秀人才、特聘教授，接轨国家及地方各种人才计划等方式，改善教师队伍的学历、职称结构，提高学科带头人和学术骨干的总体数量。另一方面，重视青年教师的培养工作，如岗前培训、顶岗挂职、海外研修等。通过选派教师参加全国“机械基础”教学指导委员会年会及教学研讨会、鼓励教师到国内外著名高校访问学习交流、进工厂实习锻炼等措施，使青年教师早日成为教学骨干，从而提高师资队伍的整体实力。

4.改进考核模式

考核是教学评价的重要手段，是了解学生学习情况的主要依据。“机械基础”课程应注重学生在知识的应用能力、创新能力等方面进行综合考核，使考核形式多样化、考核时间全程化、考核内容全面化。结合课程的授课进度，具体可以采用团队作业，撰写小论文，小设计，实验，期中测验及期末笔试（开卷、闭卷）、口试等方式进行考核。在考核内容上要减少死记硬背的内容，增大综合分析能力的考核的比例，以考查学生掌握综合性知识的情况及利用所学知识解决实际问题的能力。

5.丰富实验教学内容

“机械基础”实验课程除了传统的基础实验外，还应增加综合设计性实验和创新型实验。根据理工类专业人才培养目标的需要，对实验内容、实验方法进行拓展，削减传统实验教学体系中的验证性实验。由于综合设计性实验覆盖面大，连贯性强，调动了学生对知识探求的积极性，使学生将学过的理论与实践相结合，学生的动手能力和综合实践能力在实验室得到充分的锻炼和发展。

创新型实验，可促进学生由被动完成实验变为主动学习，激发学生参加实验的兴趣。此类实验不应局限于实验指导书，应充分发挥利用学生所学过的知识，利用各种原理，通过创新构思、设计计算、分析校核等，创造性地设计出能够完成一定功能的机构或产品，培养学生的动手能力和工程实践能力。

参考文献：

[1]潘玉清. 论我国机械类专业教育中存在的问题及解决方法[J]. 长沙铁道学院学报：社会科学版，2009（6）：97-98.

[2]丁建文，石名磊，刘松玉，滕玉明. 新时期提高工科专业课课堂 教学效果的途径探索与思考[J]. 高教论坛，2009（2）：40-42.

[3]程保文. 讲究教学艺术 提高课堂教学效果[J]. 山东工业大学学 报：社科版，1995（3）：85-86.

[4]张子强. 谈“四步教学法”[J]. 中国教育学刊，2007（11）：55-57.

[5]朱红艳. 提高高校教学质量的研究[J]. 教育探索， 2008（7）：91-92.