王姣

【摘要】文章首先介紹了立體化教學(xué)資源的含義。然后根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程目標(biāo)，提出了該課程立體化教學(xué)資源建設(shè)的內(nèi)容;以核心期刊論文調(diào)研完成研究報(bào)告為大作業(yè);運(yùn)用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的參賽作品開設(shè)實(shí)驗(yàn)等。最后在機(jī)械設(shè)計(jì)精品資源共享課基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行立體化資源建設(shè)的探索與實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】立體化教學(xué)資源;機(jī)械設(shè)計(jì)課程;應(yīng)用型本科院校

為了適應(yīng)現(xiàn)階段異常激烈的就業(yè)競爭，高等教育的人才培養(yǎng)模式和教學(xué)模式正在發(fā)生著深刻的變革。其中，應(yīng)用型本科高校更著重強(qiáng)調(diào)以社會(huì)、市場和就業(yè)需求為主要導(dǎo)向，培養(yǎng)應(yīng)用型、能力型、創(chuàng)新型人才。根據(jù)《教育部關(guān)于“十二五”期間高等學(xué)校設(shè)置工作的意見》的部署和要求，我校已實(shí)現(xiàn)由華中科技大學(xué)的獨(dú)立學(xué)院轉(zhuǎn)設(shè)為獨(dú)立設(shè)置的民辦本科高校。在此形勢下，學(xué)校對人才培養(yǎng)、課程體系和教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)提出更為迫切的要求。

為順應(yīng)“新工科”的發(fā)展，機(jī)械電子工程專業(yè)著眼于課程的可拓展性、多元性、復(fù)合性、交叉性，展開了一系列的課程改革。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，是工科高等學(xué)校機(jī)械類各專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的核心課程，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、綜合設(shè)計(jì)能力和機(jī)械工程實(shí)踐能力方面占有重要的地位。該課程零部件種類較多，設(shè)計(jì)校核內(nèi)容復(fù)雜，工程意識(shí)要求較高，對于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，不經(jīng)過系統(tǒng)的訓(xùn)練無法綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識(shí)來解決問題。因此，在課堂教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)尤為重要。

一、立體化教學(xué)資源

立體化的概念主要是從立體化教材開始的。立體化教材是以紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)能力為目標(biāo)，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，以多媒介、多形態(tài)、多用途及多層次的教學(xué)資源和多種教學(xué)服務(wù)為內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性配套教學(xué)出版物的集合。它打破了傳統(tǒng)知識(shí)傳播載體的局限性，充分利用現(xiàn)代科技手段融合多種教學(xué)資源。

隨著計(jì)算機(jī)的普及與多媒體教學(xué)的推廣，國內(nèi)大多數(shù)高校的教學(xué)方式已基本實(shí)現(xiàn)多媒體的配音動(dòng)畫、圖像、錄像、文字的電腦展示，配合口授和紙質(zhì)教材。

目前該門課程教學(xué)方式的改革進(jìn)一步地演變?yōu)楣S生產(chǎn)線零部件、標(biāo)準(zhǔn)件和裝置的“實(shí)物”進(jìn)入課堂輔助教學(xué)。該教學(xué)方式的變革要求教師不僅要為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的紙質(zhì)教材、豐富直觀的多媒體課件，還需要提供實(shí)際案例的分析和實(shí)物的展示講解，這就形成了教學(xué)資源開發(fā)的“立體化”趨勢。

立體化教學(xué)資源是以計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)室模型和實(shí)用裝置為支撐平臺(tái)，運(yùn)用多種新型教學(xué)工具，基于創(chuàng)新性、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)思路，建立一種適合于多元化教學(xué)應(yīng)用的主教材、教師參考書、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、電子教案、實(shí)例講案、實(shí)物分析、試題庫等。立體化教學(xué)資源集書本、錄像、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課件、立體實(shí)物或模型等于一體，將聲音、圖像、視頻、動(dòng)手拆裝等信息輸入方式相結(jié)合，使教與學(xué)在時(shí)間和空間上都得到了極大的延展。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)課程的培養(yǎng)目標(biāo)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程目標(biāo)及能力要求具體如下。

課程目標(biāo)1：掌握螺紋連接與螺旋傳動(dòng)、鍵連接、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、軸、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器等通用零部件的基本概念、基本原理及設(shè)計(jì)方法，并具有應(yīng)用相關(guān)原理和方法進(jìn)行復(fù)雜工程問題中的通用傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的能力。課程目標(biāo)2：掌握機(jī)械零件的失效分析及計(jì)算準(zhǔn)則、機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算、連接零部件、傳動(dòng)零部件、軸系零部件的承載能力分析與參數(shù)設(shè)計(jì)，并具有將其運(yùn)用于機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校核計(jì)算與選用的能力。課程目標(biāo)3：能夠使用相關(guān)儀器設(shè)備開展常用零部件設(shè)計(jì)與分析的實(shí)驗(yàn)研究，并記錄實(shí)驗(yàn)過程，進(jìn)行結(jié)果分析，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程的特點(diǎn)，大部分紙質(zhì)教材要講解清楚零部件的設(shè)計(jì)方法需要非常多的設(shè)計(jì)公式、標(biāo)準(zhǔn)文件和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、參數(shù)選取的范圍分析、應(yīng)用的數(shù)據(jù)和圖表。其中，設(shè)計(jì)公式計(jì)算非常煩瑣，涉及的參數(shù)非常多，每個(gè)參數(shù)的選取既存在一定的要求和限制，又具有開放性。在講解過程中難免存在填鴨式輸入，使課堂枯燥而沉悶，教學(xué)效果難以保障。

為此，應(yīng)用優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行課堂教學(xué)改革，運(yùn)用特色的立體化教學(xué)資源豐富課堂，解決以往課堂教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)研究不夠緊密的問題，在充分研究現(xiàn)有教育理論和教學(xué)方法的同時(shí)，注重創(chuàng)新教育、實(shí)踐環(huán)境研究，能更適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，更貼近民辦高校的教育教學(xué)改革。

三、課程立體化資源的建設(shè)與實(shí)踐

2008年該門課程已在校內(nèi)網(wǎng)站上建立精品資源共享課，學(xué)生可在課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)時(shí)用網(wǎng)絡(luò)瀏覽電子教案和試題庫，充分利用課外實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

在網(wǎng)絡(luò)課件已運(yùn)用多年的基礎(chǔ)上，立體化資源建設(shè)從以下幾個(gè)方面著手。

（一）教學(xué)內(nèi)容的全面與升級(jí)

隨著行業(yè)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”與智能制造已成為大勢所趨。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法也在與時(shí)俱進(jìn)，動(dòng)態(tài)更新，可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)教材已無法滿足日新月異的技術(shù)更新。在輔助教材中增加一切有價(jià)值的教育教學(xué)資源，包括其他大學(xué)的課程資源;視頻、動(dòng)畫、圖片;期刊、圖書、專利、博士與碩士論文、年鑒等文獻(xiàn)資源;實(shí)驗(yàn)室模型;通用標(biāo)準(zhǔn)件;歷年大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的作品實(shí)物;工廠現(xiàn)役或退役的機(jī)械零部件等。

在龐大的信息與知識(shí)中，要根據(jù)課程內(nèi)容選擇必要的教學(xué)資源，有效整合，經(jīng)過科學(xué)的教學(xué)加工和課堂驗(yàn)證，從而形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，才能實(shí)現(xiàn)有價(jià)值的立體化教學(xué)資源。

（二）通用零部件進(jìn)入課堂

根據(jù)課程目標(biāo)1，要想讓學(xué)生掌握通用零部件的基本設(shè)計(jì)方法，首先需要讓學(xué)生實(shí)際接觸過通用零部件，知其然才能知其所以然。標(biāo)準(zhǔn)零部件如各類型的滾動(dòng)軸承、窄V帶、滾子鏈、螺栓、聯(lián)軸器等，帶入課堂后學(xué)生的參與度明顯得到提升。例如：礦泉水瓶的三線螺紋與綠茶飲料瓶的單線螺紋的自鎖性能與效率的分析;各種滾動(dòng)軸承的類型講解、每類軸承所能承受的載荷類型、適用的場合、選用的原則，直接用實(shí)物對照后更清楚易懂;自攻螺釘和普通螺釘?shù)膮^(qū)別;剛性聯(lián)軸器和有補(bǔ)償作用的聯(lián)軸器對比等。教學(xué)手段的趣味性、教學(xué)內(nèi)容的具體化都有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果。

（三）結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)以課外自學(xué)輔助

根據(jù)課程目標(biāo)2，結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)需要在一般設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上結(jié)合工況分析來完成，具有個(gè)性化、項(xiàng)目化的屬性。因此，布置一次調(diào)研報(bào)告或研究報(bào)告作為大作業(yè)，要求學(xué)生在學(xué)校圖書館網(wǎng)頁的“中國知網(wǎng)”鏈接上登錄下載機(jī)械設(shè)計(jì)方面的三年內(nèi)核心期刊論文，針對論文中的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，提交基礎(chǔ)理論知識(shí)的分析報(bào)告。主題可自選，或教師擬定，例如農(nóng)業(yè)機(jī)器人、助殘裝置、救災(zāi)破障裝置等，讓學(xué)生既能了解當(dāng)前設(shè)計(jì)領(lǐng)域的趨勢，又能增強(qiáng)課程教學(xué)的先進(jìn)性和融入感。

（四）分析類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更貼近工作過程

根據(jù)課程目標(biāo)3，用分析類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目代替認(rèn)知類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在2016年全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上，我院學(xué)生獲得了國家一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國家二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖北省一等獎(jiǎng)5項(xiàng)的成績。在學(xué)院制作經(jīng)費(fèi)有限的條件下，5個(gè)參賽隊(duì)伍的作品完成度卻比較高。將其應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，方案分析-材料選用-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-強(qiáng)度計(jì)算-制作加工-安裝調(diào)試-方案優(yōu)化，以每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置問題的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的過程，既能增強(qiáng)學(xué)生的好奇心，引發(fā)學(xué)生新一輪的思考，又能豐富課堂，帶領(lǐng)學(xué)生吸收實(shí)踐性的設(shè)計(jì)題目。

立體化教學(xué)資源的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過探究式教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)等方式應(yīng)用廣泛而豐富的教學(xué)資源。

四、總結(jié)

經(jīng)過對企業(yè)的人才需求調(diào)研，當(dāng)今制造業(yè)已朝著智能化、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、定制化發(fā)展。立體化教學(xué)資源建設(shè)是對教學(xué)資源、技術(shù)資源和教學(xué)實(shí)施過程的整合與優(yōu)化，是提升專業(yè)內(nèi)涵、提高教學(xué)質(zhì)量、推動(dòng)教學(xué)模式改革的重要保障。

因此，將應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)和立體化教學(xué)資源建設(shè)的架構(gòu)相結(jié)合，將教學(xué)改革和教學(xué)資源應(yīng)用相結(jié)合，構(gòu)建基于先進(jìn)教學(xué)資源的立體化教學(xué)新模式。在大學(xué)課程教學(xué)中，以學(xué)生為主體，以工作過程為導(dǎo)向，堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)的常態(tài)機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的態(tài)度、推理和預(yù)測的習(xí)慣、獨(dú)立解決問題和創(chuàng)新的能力。改革傳統(tǒng)認(rèn)知教育教學(xué)方法，探索應(yīng)用型人才的能力點(diǎn)與素質(zhì)點(diǎn)體系、培養(yǎng)方案和培養(yǎng)途徑。

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