閻紹澤　申永勝

摘要：要切實(shí)提高高等學(xué)校機(jī)械類精品課程的教學(xué)質(zhì)量，必須充分重視課程教學(xué)的六個基本要素，即講授、討論、作業(yè)、實(shí)踐、考核和教材。本文以清華大學(xué)機(jī)械原理國家級精品課建設(shè)為例，闡述了研究型大學(xué)精品課程教學(xué)六個基本要素建設(shè)的內(nèi)涵，及其研究型教學(xué)理念在六要素中的貫徹體現(xiàn)；從構(gòu)成課程教學(xué)的基本要素出發(fā)，探討了提高精品課程教學(xué)質(zhì)量的途徑。

關(guān)鍵詞：精品課程；教學(xué)六要素；研究型教學(xué)

提高課程教學(xué)質(zhì)量，涉及課程內(nèi)容的規(guī)劃與整合、教學(xué)方法與手段、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)平臺、師資隊(duì)伍等方面的建設(shè)與改革。但上述教學(xué)方面的改革成果最終要落實(shí)到課程教學(xué)基本要素上實(shí)施，因此，本文從分析課程教學(xué)基本要素出發(fā)，探討提高教學(xué)質(zhì)量的途徑。

課程的教學(xué)質(zhì)量取決于課程教學(xué)的六個基本要素：講授、討論、作業(yè)、實(shí)踐、考核和教材。清華大學(xué)作為研究型大學(xué)，其機(jī)械類精品課程建設(shè)要服從于學(xué)校建設(shè)一流大學(xué)的總體目標(biāo)。學(xué)校要求建設(shè)精品課必須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，要將研究型教學(xué)理念貫徹始終。近年來，通過對國外著名大學(xué)機(jī)械類課程教學(xué)的深入調(diào)研，結(jié)合我校工程教育的實(shí)際情況，從規(guī)范課程教學(xué)基本要素入手，進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，加強(qiáng)了課程教學(xué)和訓(xùn)練主要環(huán)節(jié)的建設(shè)，將研究型教學(xué)理念融入于課程教學(xué)的基本要素中。

一、精品課教學(xué)六要素

1.課堂講授采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識

課堂教學(xué)是影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，全面提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在課堂教學(xué)中，我們采用以教師為主導(dǎo)的啟發(fā)式教學(xué)，課堂教學(xué)質(zhì)量很大程度上取決于教學(xué)設(shè)計(jì)的水平，根據(jù)課程教學(xué)要求，以及教學(xué)資源和科研學(xué)術(shù)積累情況，精選和組織教學(xué)內(nèi)容。按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，將講授內(nèi)容梳理成幾個前后關(guān)聯(lián)的教學(xué)模塊，設(shè)定問題并確定分析問題的思路，選擇問題引導(dǎo)、啟迪思維的講授方法。

在教學(xué)內(nèi)容中，注意強(qiáng)化基礎(chǔ)，拓寬知識，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，處理好“少而精”與“廣而新”的關(guān)系，注重及時將科學(xué)前沿和工程技術(shù)的最新發(fā)展引入教學(xué)，拓展學(xué)生的視野和增加學(xué)生的知識面。在課堂教學(xué)形式上，注意不拘一格，加強(qiáng)師生交流，啟發(fā)式地“教”，重點(diǎn)講思路、講方法，引導(dǎo)學(xué)生通過探索進(jìn)行學(xué)習(xí)，避免簡單地“灌輸型”傳授知識，鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考、大膽質(zhì)疑，將傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的教學(xué)模式，活躍了課堂氣氛，既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和終身學(xué)習(xí)能力。

2.專題討論，師生互動，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力

專題討論是讓學(xué)生參與教學(xué)，教學(xué)相長，師生互動，通過專題研討使學(xué)生主動建構(gòu)和拓展知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力。針對課程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)問題，我們設(shè)置了6學(xué)時的小班專題討論課，討論5類議題，涉及運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件、急回特性、連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、混合輪系傳動比計(jì)算、機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)等知識點(diǎn)，分別通過對一組題目解法的討論，達(dá)到上述教學(xué)目標(biāo)。設(shè)置的討論題目多為無標(biāo)準(zhǔn)答案的題目，教師提前將討論題目上網(wǎng)，讓學(xué)生自由組合分組做準(zhǔn)備。在討論課上，各組選派代表上臺主講，由教師和其他同學(xué)問辯，最后由教師進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評。在這種環(huán)境下，學(xué)生們各抒己見，創(chuàng)造力和智慧相互激勵。學(xué)生的作用是雙重的，既學(xué)習(xí)新知識，又傳授新知識，每位學(xué)生都有對討論課做貢獻(xiàn)的責(zé)任，增加了與教師深入討論的機(jī)會。小班專題討論課不僅是大班課堂教學(xué)的必要補(bǔ)充，更是實(shí)現(xiàn)師生之間交流的手段與過程，是強(qiáng)化教學(xué)效果、發(fā)展學(xué)生個性的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。

3.精選習(xí)題鞏固基礎(chǔ)知識，撰寫課外論文延拓知識空間，培養(yǎng)分析與解決問題能力

作業(yè)練習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題能力的教學(xué)基本要素。教師根據(jù)主要知識點(diǎn)精選習(xí)題，通過作業(yè)練習(xí)，鞏固所學(xué)知識的理解。習(xí)題分為2類，一類是引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)基本概念、基本理論的習(xí)題；另一類是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析與設(shè)計(jì)的習(xí)題，例如，利用計(jì)算機(jī)對書本包裝機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析。從作業(yè)中能夠反映學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，教師可以發(fā)現(xiàn)典型差錯并及時糾正學(xué)生解題中錯誤。

設(shè)置了科技綜述小論文撰寫環(huán)節(jié)，拓展知識空間。教師布置與課程相關(guān)的小論文題目，如機(jī)械工程發(fā)展史、機(jī)器人發(fā)展史、航天器發(fā)展史、汽車發(fā)展史、微型機(jī)械研究進(jìn)展等，供學(xué)生選擇，學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)和資料，撰寫3 000～5 000字的科技小論文。教學(xué)實(shí)踐表明這一課外作業(yè)鍛煉了學(xué)生科研總結(jié)能力和科技論文表達(dá)能力，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械原理的興趣。

4.設(shè)置多層次實(shí)踐環(huán)節(jié)，提供拔尖人才發(fā)展的空間，培養(yǎng)動手實(shí)踐和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力

實(shí)踐教學(xué)包括認(rèn)識實(shí)踐、基本型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目訓(xùn)練(Project)和課外科技活動。前二種實(shí)驗(yàn)屬于認(rèn)識型、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，旨在通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能，驗(yàn)證所學(xué)的理論，加深對所學(xué)知識的理解；后三種屬于研究型、創(chuàng)新型實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生在動手實(shí)踐中自學(xué)新知識，進(jìn)行創(chuàng)新性研究訓(xùn)練。

以2008年秋季學(xué)期機(jī)械原理教學(xué)為例，設(shè)置了3個必修實(shí)驗(yàn)：典型機(jī)構(gòu)的運(yùn)動與應(yīng)用實(shí)例展示、典型機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)簡圖測繪和漸開線齒輪的加工原理實(shí)驗(yàn)研究。

典型機(jī)構(gòu)的運(yùn)動與應(yīng)用實(shí)例展示屬于認(rèn)識實(shí)踐，通過對機(jī)械原理模型、創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例模型的參觀學(xué)習(xí)，以及對典型機(jī)械系統(tǒng)拆裝，培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)器和機(jī)構(gòu)及其工作原理的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力。

典型機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)簡圖測繪屬于基本型實(shí)驗(yàn)，通過對油泵、沖床、插齒機(jī)、牛頭刨床、包裝機(jī)等典型機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動簡圖繪制，使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用構(gòu)件及其常用運(yùn)動副聯(lián)接符號和機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的簡圖符號，正確繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，掌握機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法以及運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件。

漸開線齒輪的加工原理實(shí)驗(yàn)研究屬于研究型實(shí)驗(yàn)。我們精選了齒輪機(jī)構(gòu)一章中漸開線齒廓的根切及其變位修正、漸開線變位齒輪、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動等3個知識模塊不在課堂上講授，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)研究中獲得。學(xué)生通過自學(xué)和查閱有關(guān)文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和搭接實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題并分析產(chǎn)生問題的原因，提出相應(yīng)對策，最后撰寫研究報(bào)告和答辯。

除了上述必修實(shí)驗(yàn)外，還設(shè)置了多項(xiàng)供學(xué)生選修的設(shè)計(jì)型與研究型實(shí)驗(yàn)，如機(jī)構(gòu)搭接與性能測試系列實(shí)驗(yàn)、含彈性構(gòu)件的機(jī)構(gòu)動力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)等。

利用教學(xué)示范中心以及科研實(shí)驗(yàn)室提供的條件，設(shè)置了project訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和綜合設(shè)計(jì)能力。參加這種訓(xùn)練的同學(xué)可以申請免試。另外，我們將機(jī)械設(shè)計(jì)大獎賽、“挑戰(zhàn)杯”科技作品大獎賽、大學(xué)生研究訓(xùn)練(SRT)項(xiàng)目等課外科技實(shí)踐活動作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的輔助訓(xùn)練平臺，組織學(xué)生參加

并給以指導(dǎo)。這些課外項(xiàng)目為學(xué)生提供更多的、適合自身特點(diǎn)的挑戰(zhàn)和培養(yǎng)機(jī)會，很好地調(diào)動了學(xué)生課程學(xué)習(xí)鉆研的主動性和積極性，為更靈活的因材施教提供了舞臺。

5.改革考核方式，引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，利于拔尖人才脫穎而出

考核方式作為教學(xué)效果評價的重要手段，對學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)具有重要的導(dǎo)向作用。為了抑制平時放松、考試臨時突擊現(xiàn)象，我們加大了對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和考核，平時成績占40％，由平時作業(yè)、專題討論課、基本實(shí)驗(yàn)和綜合訓(xùn)練等成績構(gòu)成。期末考試成績占60％，考試題目多為設(shè)計(jì)型題目，無標(biāo)準(zhǔn)答案、一題多解，強(qiáng)調(diào)工程背景，重點(diǎn)考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題和創(chuàng)新思維的能力。

為了利于拔尖人才培養(yǎng)，還開辟了免試通道。申請免試的學(xué)生除要取得平時成績外，還要完成4組Project項(xiàng)目。這些訓(xùn)練項(xiàng)目的設(shè)置旨在培養(yǎng)學(xué)生的四種能力：形象思維能力，即對實(shí)際機(jī)械中的機(jī)構(gòu)或構(gòu)思的方案能正確地用運(yùn)動簡圖的形式表達(dá)；運(yùn)用計(jì)算機(jī)對復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析的能力；發(fā)散思維和創(chuàng)新能力，即根據(jù)功能要求構(gòu)思多種方案，進(jìn)行方案評價選優(yōu)并完成整體方案設(shè)計(jì)；團(tuán)隊(duì)協(xié)作和實(shí)踐動手能力，即將自己的設(shè)計(jì)方案變成實(shí)物或模型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案合理性并作改進(jìn)設(shè)計(jì)。只要完成了這些題目且成績合格就不必參加限時的期末考試，有創(chuàng)見者可得優(yōu)秀。

6.建設(shè)高水平的立體化教材和教學(xué)資源，為啟迪思維、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和因材施教提供保障

教材是知識的載體，高質(zhì)量的教學(xué)需要有高質(zhì)量的教材和教學(xué)資源支撐，根據(jù)本學(xué)科最新進(jìn)展及多年的教學(xué)實(shí)踐，我們對機(jī)械原理課程體系和內(nèi)容進(jìn)行了重大改革，舍棄了傳統(tǒng)的以機(jī)構(gòu)分析為主線的內(nèi)容體系，建立了“以設(shè)計(jì)為主線，分析為設(shè)計(jì)服務(wù)，立足點(diǎn)是機(jī)械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)”的新體系。根據(jù)這一新體系，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性調(diào)整、重組和更新。重組后的教學(xué)內(nèi)容由“機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計(jì)”、“機(jī)械的動力設(shè)計(jì)”和“機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)”三部分組成，課程內(nèi)容更新幅度達(dá)1/3以上，既對課程的基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行了重組和擴(kuò)展，又適當(dāng)引入了機(jī)械原理的前沿內(nèi)容和工程技術(shù)的最新發(fā)展，從而使課程內(nèi)容跟上了科技發(fā)展的步伐，具有時代氣息。如在“機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)”一篇中，介紹了方案設(shè)計(jì)的過程、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)理論和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，突出了功能原理設(shè)計(jì)、運(yùn)動規(guī)律設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)、系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和方案評價與決策等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容上的這些更新，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

將改革成果落實(shí)到教材建設(shè)上，出版和開發(fā)了一系列高水平的教材和教學(xué)資源。在全國率先進(jìn)行機(jī)械原理立體化教材研究與建設(shè)，編寫出版了6種機(jī)械原理課程教材。主持研制的“機(jī)械原理網(wǎng)絡(luò)課程”被教育部評為全國首批優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程，并由高等教育出版社出版發(fā)行；建立了“清華大學(xué)機(jī)械原理課程網(wǎng)站”，所有教學(xué)資料均已上網(wǎng)。這些教材和教學(xué)資源，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟迪思維，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和因材施教，例如，在《機(jī)械原理教程》每章后增加了“文獻(xiàn)閱讀指南”，不僅為學(xué)生指明深入學(xué)習(xí)的參考書，還介紹了在這一章涉及的領(lǐng)域里的研究熱點(diǎn)，并推薦深入研究該領(lǐng)域的參考文獻(xiàn)。這一做法屬國內(nèi)首創(chuàng)，適應(yīng)了培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的要求，得到師生高度評價。

二、實(shí)施效果

通過多年對機(jī)械原理課程教學(xué)基本要素的建設(shè)，提高了教學(xué)質(zhì)量，取得了顯著的實(shí)施效果。

1.提高了教師的教學(xué)水平

機(jī)械原理課程的主講教師在清華大學(xué)進(jìn)行的歷次教學(xué)質(zhì)量評估和學(xué)生評教中均取得了優(yōu)異的成績。2004年教育部國家工科教學(xué)基地驗(yàn)收專家組在基地驗(yàn)收期間隨機(jī)選聽了該課程部分教師的課堂教學(xué)，給出了“課堂教學(xué)效果優(yōu)秀”的評價。2007年教育部本科教學(xué)水平評估的專家隨機(jī)聽取了該課程教師的授課，無論對老教師還是青年教師都給出了“課堂教學(xué)效果優(yōu)秀”的評價，認(rèn)為“講課都非常投入，內(nèi)容清晰，配套的課件做得很好，從形式到內(nèi)容都不錯。幾位教師的精神狀態(tài)非常值得稱道，這一點(diǎn)對教學(xué)效果的影響是非常大的”。

2.教學(xué)效率和效果均有很大提高

通過對機(jī)械原理課程教學(xué)的基本要素研究與建設(shè)，協(xié)調(diào)了教學(xué)要素之間的關(guān)系，節(jié)約了部分知識模塊的課內(nèi)學(xué)時，拓展了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了自主獲取知識的能力，提升了學(xué)生創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，也為拔尖人才脫穎而出創(chuàng)造了條件。

在學(xué)校組織的學(xué)生評教中，學(xué)生對機(jī)械原理課程教學(xué)給予了高度的評價。如：“教學(xué)課件內(nèi)容豐富、生動，讓我們學(xué)起來有興趣，效率也高”?！霸谡n堂上設(shè)置許多問題，啟發(fā)我們思考，做到深入淺出，符合我們的認(rèn)識規(guī)律，易于理解與掌握”?！坝∠笞钌畹氖怯懻撜n，通過對一些題目的討論，鍛煉了我們的表達(dá)能力，深入理解了課程的內(nèi)容。再一個是齒輪加工研究型實(shí)驗(yàn)，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，安裝實(shí)驗(yàn)裝置，比較難，但卻很有趣，學(xué)了很多知識，有利于啟發(fā)和加深我們對所學(xué)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)了我們分析和解決實(shí)際工程問題的能力”?！巴ㄟ^做免試題目，提高了我運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析、設(shè)計(jì)和表達(dá)機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力，以及實(shí)踐動手等能力。我覺得這門課程各環(huán)節(jié)設(shè)置比較好，收獲很多”。

3.取得一批教學(xué)成果

先后取得了一批重要的教學(xué)改革、教學(xué)研究成果，并獲得多項(xiàng)國家級獎勵。機(jī)械原理課程被評為國家精品課程，課程負(fù)責(zé)人獲首屆國家級教學(xué)名師獎，“機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程體系改革與實(shí)踐”和“機(jī)械原理立體化教材建設(shè)”分別獲國家級教學(xué)成果二等獎，機(jī)械原理教程及輔導(dǎo)與習(xí)題獲全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)入選首屆國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

提高課程教學(xué)質(zhì)量，是精品課建設(shè)的首要任務(wù)。研究型大學(xué)精品課建設(shè)為教學(xué)基本要素賦予了更豐富的內(nèi)涵，經(jīng)過多年對國家精品課程機(jī)械原理的改革與實(shí)踐，我們深切體會到：教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐訓(xùn)練的建設(shè)，以及現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用等，最終要落實(shí)到課程教學(xué)的六個基本要素中，因此，提高精品課教學(xué)質(zhì)量，建設(shè)課程教學(xué)的六個基本要素是關(guān)鍵。面對培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才的需求，我國研究型大學(xué)必須貫徹研究型教學(xué)理念，規(guī)范和建設(shè)具有研究型大學(xué)特色的精品課程基本要素，為切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量奠定基石。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艷梅，馮婉玲.研究型教學(xué)模式下的本科精品課程建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2003(8).

[2]閻紹澤，申永勝等.機(jī)械原理課程教學(xué)模式改革的探討與實(shí)踐[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)社會科學(xué)版，2004，5(增刊).

[3]申永勝，湯曉瑛等.課程考試改革與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，1999(3).

[責(zé)任編輯：文和平]