基于新工科理念下机械基础课程组建设与探究性教学模式研究

倪自丰 卢学玉 沈培玉 浦广益

摘 要：文章根据江南大学机械工程学院的人才培养目标，以“新工科”理念为导向，结合工程认证的具体要求，阐述了江南大学机械工程学院机械基础课程组建设与课程群教学改革。以转变观念为先导，以教学改革为核心，以队伍建设为根本，以完善条件为基础，以制度建设为保障，以创新型人才培养为目标，积极探索人才培养的新模式，不断提高教学水平。

关键词：新工科;机械基础;工程认证;教学研究

中图分类号：G642 文献标识码：A 收稿日期：2019-04-18 文章编号：1674-120X（2019）23-0083-02

一、引言

机械作为现代工业体系的基石，其人才培养是重中之重。通过课程组建设，可促进教师教学能力的发展和教学水平的提高，使机械基础系拥有一支队伍稳定、年龄和知识结构合理、教学科研水平高的师资队伍。同时，优化教学体系、整合教学内容、改革教学方法，能切实有效地提高教学质量，适应工程教育人才培养的要求。

二、稳定、高效的课程组建设

课程组可以使教师摆脱过去在教学过程中的孤独处境，树立同伴互助、共同发展的意识，形成组内、组际在理论、专业知识、业务技能、经验交流、资源利用等方面共同分担与分享的机制，充分发挥团队协作和集体智慧的优势，使课程组的价值得到真正体现。

（一）优化课程组结构

根据江南大学机械工程学院（以下简称“我校”）机械基础系课程特点，目前有图学、力学、机械原理与机械设计3个课程组，针对课程组师资紧缺、年龄结构和知识结构不合理的现状，需要进一步整合与引进师资。在我校的支持下，采取“多渠道、多层次”引进年轻教师进入课程组，一方面可以引进人才，另一方面可以使现有的青年教师加入。所引进的教师应具有相关课程教学经验或具有相关课程学历背景和相关知识储备，并通过试讲、系与课程组的讨论、学院审核等环节决定课程组新成员，使课程组结构得到优化。

（二）明确课程组职责，完善课程组制度

课程组实行组长负责制，课程组组长应有一定的课程组相关课程的教学水平，责任心强，对教学各个环节全面负责，确保教学秩序井然。课程组负责制定相关课程的教学大纲、考核要求、考核制度和评价制度等。主讲教师在课程组共同研究和探讨的基础上制定课程的教学内容和教学方法，保证课程教学内容的一致性、教学方法的合理性。新加入课程组的教师在第一轮正式授课前，必须预先听课、备课，并进行若干次试讲，提高课程的教学能力。课程组每月开展教学研究活动，讨论教学过程中教与学存在的问题，研究教学方法、教学手段等。

（三）建设教学能力和工程能力兼备的师资队伍

教师的整体素质关系到人才培养的质量，建立一支素质高、结构合理、稳定的教师队伍，是搞好课程建设的关键，是培养“新工科”新型人才的可靠保证。因此，加强师资队伍建设被列为课程组建设的核心和重要内容，以提高教师的全面素质和综合能力。

为确保课程组主讲教师的教学水平，课程组应组织教学经验交流会，充分发挥老教师“传、帮、带”作用，使青年教师在课程组教学活动中不断学习、完善、发展，丰富教学经验与方法，提高教学能力和育人本领;同时，积极组织青年教师参加教学讲课竞赛，增强青年教师提高教学水平的意识。机械基础课程群为专业基础课程，这些课程均与工程密切相关，因此不仅要鼓励青年教师参与科研的理论研究，还应鼓励其参与工程项目，提高工程意识与工程能力，以满足新工科人才培养的需要;支持青年教师积极参与指导学生的实践活动，将科研与教学结合，做到以教学带科研，以科研促教学。这样在培养学生的同时，可进一步提高教师的科研与教学水平。

通过课程组建设，强化教师的敬业精神、竞争意识与责任意识，以及工程意识与工程能力，可以为我校建立一支职称结构合理、学术水平高、教学科研能力强、熱心教学工作、有敬业奉献精神的稳定的教师队伍。

三、探究性教学模式下的课程群改革

探究性教学模式的研究和实施是创新型人才培养的基础，符合“新工科”工程教育的教学模式。本文从机械大类专业人才培养方案的要求出发，进行机械基础课程群探究性教学模式下的课程改革与教学研究。

（一）优化课程体系，整合教学内容

通过课程组形成机械基础课程群，要明确机械基础课程群各门课的地位、作用，分析课程之间内在的联系，加强课程之间的有效衔接和教学内容的融合，整合、优化教学内容，避免课程教学内容的重复，增加新知识;以机械设计为主线，将其与课程实验、课程设计、大学生创新训练以及工程实践等内容重新进行整合，实现课程之间的融合与贯通;以课堂教学为主、专题讲座为辅（案例分析报告或学术讲座）、项目训练为手段，使各有侧重的课堂讲授、专题报告与训练项目三者有机结合、相互交叉，构成以培养综合能力为主干、传授基础知识为分支的机械基础课程群体系，从而培养学生的工程实践、创新素质和科研的基本能力。下面就机械基础课程群的几门主干课程的整合和解构分别进行说明。

第一，工程图学教学与零部件构形设计。该门课程重在强化工程语言“交流”的特点，着重培养空间想象能力、几何体构形能力、创新构形能力和机件表达能力，并且结合国家标准和工程图知识，培养学生工程设计的基本能力;同时，跟踪现代CAD的最新发展和相关研究热点，引导学生进行CAD软件的自主学习。课程内容方面注重理论知识与实践训练相结合，从而实现与后续相关课程的整体衔接，进一步深化工程图学综合能力培养的内涵。

第二，理论力学和材料力学是经典的基础力学课程。课程组要分析两门课程的差异性及一体性，强调基础力学知识在机械设计中的应用，并通过专项讲座融入力学前沿研究，开阔学生学术视野，激发学生的创新意识。

第三，机械原理课程教学和机构分析。理论教学包括各种机构和机器具有的共性基本知识、常用机构的性能及其设计方法两大内容，重点让学生掌握常用机构的组成原理、机构运动学和动力学规律，培养学生的机构综合分析能力和机构创新设计能力。

第四，机械设计课程教学和机械系统设计。理论教学重在常用机构和通用零件设计的基本理论和知识，以及有关的设计规律和技术措施。整合力学课程知识进行受力分析、强度计算，有利于学生理解和掌握力学知识在机械设计中的应用;在教学内容上增加新技术、新方法的讲授，淘汰过时的内容，如增加计算机辅助设计和运动分析;将机械原理课程中齿轮机构和轮系与本课程中齿轮设计的教学内容整合，使齿轮传动与设计内容更为系统化;突出整机设计思想，加强系统训练，着重培养学生的创新意识，增强学生独立分析、解决实际问题的能力。结合机械设计课程设计，使学生综合运用机械基础知识，培养一般机械系统综合设计的能力和使用现代设计工具的能力。

（二）研究与实施探究性教学模式，提高教学效果

克服传统的教师灌输式教学模式，在机械基础课程群的教学过程中实施探究性教学模式，开展以学生为中心、以教师为主导的教学活动，师生共同参与教学过程。教师基于某个知识点和教学目标，向学生提出问题、任务，引导、启发学生自主学习与探究，实现知识教育向认知教育转变，激发学生的学习兴趣和求知欲，培养学生的批判思维与探索精神，提高对学生课外学习量与质的要求。

以《机械设计》课程教学过程为例，为了使学生了解现代机械的学科背景，教师在课程教学前，首先开设了介绍机械学科的最新发展和工程前沿的引导性学术报告;在课堂教学过程中，辅以连接、传动、轴系等相关专题报告，增强学生的科学设计理念，提高其分析和解决工程实际问题的能力;在课堂教学后，布置适当的综合设计性作业并提供相应的工程训练项目，从而使学生在理论学习和项目训练的过程中掌握基础知识并形成创新设计能力。

四、创新评估体系，发挥导向作用

机械基础课程群在机类本科人才培养过程中，具有承前启后的作用，是实现人才培养目标和专业培养目标的关键。教师要合理利用课程考核，发挥其在探究性教学新模式中的重要导向作用。考核方式可采用闭卷、开卷、半开卷，以及口试、论文、作品等多种形式，使考试成为继续学习的中间环节。还要加强教学过程的阶段考查，如随机测试、常规作业、大论文、创新实验、工程实践、项目训练等，增大阶段考查成绩占课程总成绩的比例。并且，在课程考核过程中加强对学生学习过程和自主学习能力的考核。

五、结语

基于“新工科”理念下，我校机械基础课程组需优化课程组结构，包括师资年龄结构、知识结构、课程组之间教师的融合;优化课程体系，将机械基础课程教学内容进行整合，引入新知識、新方法。为进行课程群改革，实施探究性教学模式，一方面促进教师不断探索、了解和掌握本专业最新信息和技术动态;另一方面促使学生自主学习，提高分析问题、解决问题的能力，使教师所教和学生所学更加贴近工程实际，为工程设计打下良好的基础。

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