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摘要:“工程机械”是机械工程及自动化专业的专业主干课,结合笔者所在学院机械工程及自动化本科生教学的特点,我们从教学大纲制定、教材编写、教学内容取舍着手,几年来不断补充更新教学内容及优化软件,改革教学手段、教学方法,注意提高学生的素质教学及创新能力培养,并在考试方法及提高学生实际操作能力等方面进行了教学改革实践探讨,取得了一定成果。
关键词:工程机械;教学改革;素质教育
作者简介:王海花(1974-),女,山西太原人,石家庄铁道大学机械工程学院车辆工程系,副教授,工学硕士,主要研究方向:工程机械与机车车辆;郑明军(1971-),男,河南温县人,石家庄铁道大学机械工程学院车辆工程系,副教授,工学博士,主要研究方向:工程机械。(河北 石家庄 050043)
基金项目:本文系2008年河北省教育科学研究十一五规划课题项目(项目编号:O8020360)的研究成果。
“工程机械”课程是机械工程及自动化的专业基础课,它承前启后,理论和实践紧密结合,既是对学生前期基础知识的综合利用,同时又为后续专业课程的学习打下坚实基础。根据石家庄铁道大学机械工程学院(以下简称“我院”)对工程机械专业学生的培养目标——服务国家工程建设一线的高级机械技术工程师,我们对“工程机械”课程的教学过程进行改革,制订出一套切实可行的教改方案,使学生能够学到真正有用的知识。以“有用”作为增删课程内容的标准,以“会用”作为教学效果检验,主要取得的教学改革教学研究成果体现在五方面。
一、建立了“六结合”的教学模式
“工程机械”是一门实践性很强的课程,而且其内容繁,机械类型多,单靠课内学时无法达到满意的教学效果,因此我们提出了“六结合”的教学模式。
1.理论教学与多样化的实践教学紧密结合
该门课程的特点决定了理论与实践相结合的极端重要性。在理论教学方面,为了能在较少的课时内获得较多的知识量,将具有普遍性的结构理论、结构原理作为重点,充分利用传统的教学手段、多媒体课件、网络教学、专题讲座等多种教学方式让学生尽快掌握;在实践教学方面,开设了基础性实验、综合性设计性实验,举办机械创新设计大赛,加强实习实训环节来加快学生对各种机械的认识,并将重点部位作为能力训练的关键。通过基础性实验,使学生对工程机械有总体认识;通过综合性设计性实验,使学生对工程机械有更深的掌握。
2.课内教育与课外教育相结合
突破传统教学计划的狭隘定义,把学生课外的社会实践、竞赛、学术论文等活动纳入到教学计划的框架中。如学生参加机械创新大赛、发表相关论文等记入一定的成绩,以此鼓励学生拓展知识面。通过举办机械创新设计大赛,充分锻炼学生分析问题解决问题的能力以及创新意识。
3.课堂教学与综合训练相结合
依托学院的维斯特工程机械技术培训中心,对学生进行系统的实习实训,使他们掌握国际最新的技术成果,锻炼他们的专业技能,力争使学生毕业时拿到“双证”(毕业证和专项技能证书)。
4.课堂教学与校外实习相结合
中国人民解放军第6411工厂是石家庄铁道大学长期定点的校外实习基地,学生通过三周的入厂实习,大大开阔了眼界,对工程机械有了整体的、直观的全面认识,受益匪浅。
5.课程教学与课程设计相结合
课程设计教学是我院保证学生设计训练不断线、加强实践环节教学、提高教学效果的主要教学改革措施之一。
6.课程教学与毕业设计相结合
毕业设计是学生毕业前学习深化与升华的重要过程,是实现本科培养目标的重要阶段。经过近年来的实践证明,在毕业设计环节中,结合工程实践开展产学研合作,是培养高素质人才的有效途径。
二、强化实践教学,把科研的成果及时引入到教学中
1.加大实践环节所占比例,提高学生的动手能力和创新精神
在多年的教学实践中,本着“必需、够用”的原则,大量削减繁多的理论课时,将理论教学按工作装置、构造原理、结构设计等模块划分。增加实践环节的课时。采用多媒体教学等先进手段加强学生对结构原理的认识,突出结构认识、掌握维护、检测、故障诊断等技能。同时,通过提供实验、实习、实训、机械创新大赛等多种实践机会,大大提高了学生的工程意识、工程素养以及动手能力和创新精神。
2.开展课程设计、毕业设计教学改革研究和实践,取得重要成果
为了增强大学生对工程机械主要部件和主要工作装置的认识和了解,每年将其分解进行课程设计,不仅增强了大学生对工程机械主要构件的了解,同时提高了他们分析问题、解决问题的能力。另外以我们承担的国家新世纪教育教学改革工程世行贷款项目——“毕业设计环节教学改革与实践”项目为契机,深化毕业设计教学改革。以观念创新指导毕业设计教学改革,模式创新促进学生综合素质培养,方法创新提高学生工程实践能力,管理创新保证毕业设计质量。
3.科研促进教学,成效明显
以科研促教学是近几年课程教学改革的一大成果。近十多年来,我院在全断面隧道掘进机(TBM)、隧道通风技术及风机研制、工程机械故障诊断、铁路客运专线施工架桥机、造桥机设计等领域承担了一批重大科研项目,取得了多项国际先进和国内领先的科研成果。通过参与这些科研项目,一方面,大大提高了教师的学术水平和教学水平,使他们不但上课能当好教师,下现场还能当工程师,搞科研还能当设计师,为培养面向施工一线的工程技术人才提供了坚实的师资队伍。另一方面,教师将最新的研究成果引入到教学中,并通过课堂教学、讲座、毕业设计、学生参加科研项目、建立和发展实践基地等手段提高本课程的教学效果。最新的理论和实践成果丰富了课堂教学,使教学内容新、生动具体,既增加了学习兴趣,又能调动学生学习的积极性。用科研成果提升课程教学水平和质量,实现可持续发展。
4.案例式教学使学生与工程实践零接触
在讲授过程中,避免枯燥无味的理论分析,把石家庄铁道大学历年来参与国家重大工程时了解、掌握的多种工程机械作为工程案例,不仅使学生了解掌握了国际最先进的施工机械,同时以施工机械的使用、管理、检测为事例进行机械分析,大大活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣,同时也使他们在学校就能实现工程实践零接触,大大提高了他们毕业后适应工作的能力。
三、与国际工程机械最大生产制造商卡特皮勒公司合作建立校内实训基地
为了使学生对工程机械深入了解并提高其动手能力,2005年学院建立了国内唯一的同国际工程机械最大生产制造商卡特皮勒公司相联合的校内实训基地,卡特皮勒公司计划5年内投入约300万美元的教学实习、实训设备及整套教案,培养从事相关卡特公司生产的在我国各个行业施工的工程机械的维修与管理,成为卡特维修工程师的实用型人才。该训练中心的建立,为从事工程机械方向的大学生提供了很好的学习环境。
四、在教学方法和手段方面进行了多项改革
1.采用灵活多样的教学形式
采取报告式、互动式、启发式、考查式、案例式等多种形式相结合,活跃课堂气氛,提高学生的学习积极性。如在互动式教学中,可在教师的指导下进行专题讨论,教师对学生的观点逐一点评,在讨论中,教师学生各抒己见,在交流中共同进步,拓宽了知识面。
2.因材施教
由于石家庄铁道大学人才培养定位主要以为我国重大工程建设培养应用型人才为主要目标,所以大型工程机械被列为不同专业的必选课程,针对不同专业特点,根据工程机械结构要求的不同,采取分类上课,形成不同学时的教学大纲。并组织编写了针对性更强的教材《工程机械与施工》,用于非机械专业的工程机械课程教学。
3.改革考试方法
改变原来单纯的试卷考试方法,初步构建起“以能力考核为核心,理论知识和实践能力相结合”的考核方式。注重考核学生分析问题解决问题的能力。实行考试成绩、平时作业、实验成绩、实训成绩、课程设计成绩相结合的综合评价方法,体现考核内容的多样化,提高学生的综合能力。
4.改革授课方法
在教学手段方面,主要采用传统的教学手段、多媒体教学以及网络教学手段。对于理论性强、公式推导比较多的内容,采用边推导、边设问的方式,使学生循序渐进地掌握所学知识;对于图表、图纸比较多以及需要动态演示的内容,采用多媒体授课,使授课内容生动、形象,便于学生的理解,激发学生的求知欲;为了方便学生自学,充分利用网络平台,将教学大纲、电子教案等集中上网,使学生随时调用,自由掌握学习时间。
五、建立完善的教学制度和教学组织
为了达到良好的教学效果,使精品课程培育出精品学生,建立了如下教学制度和教学组织。
1.日常教学资料检查制度
采取课程组课程负责人制,每月定期进行课程组会议,教学大纲、教学内容、教学改革集体审定。另外,在开学初、期中以及期末,定期检查教师的课程教案、课程实施计划、课程小结、教学日志等基本教学资料,保证了教师课前、课后等各个环节准备的充分性。
2.教学效果评价制度
建立了教学效果评价的跟踪制度,评价指标具体,评价手段多样。建立了校评教、教评教、学评教制度,定期安排教学学院领导、督导组专家和教研室专家进行听课,实行学生评教,通过给教师打分和网上信箱等,对教师的教学态度和教学水平等进行综合评价。
3.建立了学院、分院(系)和教研室三级教学质量监控组织体系,保证了各项制度的落实
六、结束语
本门课程自编及参编系列教材已被十几所学校使用,因此已完全具备相互开放、资源共享的基础,目前有关教材、多媒体、相应软件(已制成光盘)均可以资源共享,且2006年被评为河北省精品课程,2007年被评为国家级精品课程,为各高校间实行课程互选、学分互认、资源共享做好准备。
参考文献:
[1]唐大放,李意民.新世纪机械工程专业的改革与发展[J].煤炭高等教育,2003,(6):67-69.
[2]倪胜利.对机械基础系列课程教学改革的探索[J].浙江水利水电专科学校学报,2002,(6):18-19.
[3]张秋菊.对机械工程教育及其改革的思考[J].无锡教育学院学报,2002,(4):36-38.
(责任编辑:刘辉)
关键词:工程机械;教学改革;素质教育
作者简介:王海花(1974-),女,山西太原人,石家庄铁道大学机械工程学院车辆工程系,副教授,工学硕士,主要研究方向:工程机械与机车车辆;郑明军(1971-),男,河南温县人,石家庄铁道大学机械工程学院车辆工程系,副教授,工学博士,主要研究方向:工程机械。(河北 石家庄 050043)
基金项目:本文系2008年河北省教育科学研究十一五规划课题项目(项目编号:O8020360)的研究成果。
“工程机械”课程是机械工程及自动化的专业基础课,它承前启后,理论和实践紧密结合,既是对学生前期基础知识的综合利用,同时又为后续专业课程的学习打下坚实基础。根据石家庄铁道大学机械工程学院(以下简称“我院”)对工程机械专业学生的培养目标——服务国家工程建设一线的高级机械技术工程师,我们对“工程机械”课程的教学过程进行改革,制订出一套切实可行的教改方案,使学生能够学到真正有用的知识。以“有用”作为增删课程内容的标准,以“会用”作为教学效果检验,主要取得的教学改革教学研究成果体现在五方面。
一、建立了“六结合”的教学模式
“工程机械”是一门实践性很强的课程,而且其内容繁,机械类型多,单靠课内学时无法达到满意的教学效果,因此我们提出了“六结合”的教学模式。
1.理论教学与多样化的实践教学紧密结合
该门课程的特点决定了理论与实践相结合的极端重要性。在理论教学方面,为了能在较少的课时内获得较多的知识量,将具有普遍性的结构理论、结构原理作为重点,充分利用传统的教学手段、多媒体课件、网络教学、专题讲座等多种教学方式让学生尽快掌握;在实践教学方面,开设了基础性实验、综合性设计性实验,举办机械创新设计大赛,加强实习实训环节来加快学生对各种机械的认识,并将重点部位作为能力训练的关键。通过基础性实验,使学生对工程机械有总体认识;通过综合性设计性实验,使学生对工程机械有更深的掌握。
2.课内教育与课外教育相结合
突破传统教学计划的狭隘定义,把学生课外的社会实践、竞赛、学术论文等活动纳入到教学计划的框架中。如学生参加机械创新大赛、发表相关论文等记入一定的成绩,以此鼓励学生拓展知识面。通过举办机械创新设计大赛,充分锻炼学生分析问题解决问题的能力以及创新意识。
3.课堂教学与综合训练相结合
依托学院的维斯特工程机械技术培训中心,对学生进行系统的实习实训,使他们掌握国际最新的技术成果,锻炼他们的专业技能,力争使学生毕业时拿到“双证”(毕业证和专项技能证书)。
4.课堂教学与校外实习相结合
中国人民解放军第6411工厂是石家庄铁道大学长期定点的校外实习基地,学生通过三周的入厂实习,大大开阔了眼界,对工程机械有了整体的、直观的全面认识,受益匪浅。
5.课程教学与课程设计相结合
课程设计教学是我院保证学生设计训练不断线、加强实践环节教学、提高教学效果的主要教学改革措施之一。
6.课程教学与毕业设计相结合
毕业设计是学生毕业前学习深化与升华的重要过程,是实现本科培养目标的重要阶段。经过近年来的实践证明,在毕业设计环节中,结合工程实践开展产学研合作,是培养高素质人才的有效途径。
二、强化实践教学,把科研的成果及时引入到教学中
1.加大实践环节所占比例,提高学生的动手能力和创新精神
在多年的教学实践中,本着“必需、够用”的原则,大量削减繁多的理论课时,将理论教学按工作装置、构造原理、结构设计等模块划分。增加实践环节的课时。采用多媒体教学等先进手段加强学生对结构原理的认识,突出结构认识、掌握维护、检测、故障诊断等技能。同时,通过提供实验、实习、实训、机械创新大赛等多种实践机会,大大提高了学生的工程意识、工程素养以及动手能力和创新精神。
2.开展课程设计、毕业设计教学改革研究和实践,取得重要成果
为了增强大学生对工程机械主要部件和主要工作装置的认识和了解,每年将其分解进行课程设计,不仅增强了大学生对工程机械主要构件的了解,同时提高了他们分析问题、解决问题的能力。另外以我们承担的国家新世纪教育教学改革工程世行贷款项目——“毕业设计环节教学改革与实践”项目为契机,深化毕业设计教学改革。以观念创新指导毕业设计教学改革,模式创新促进学生综合素质培养,方法创新提高学生工程实践能力,管理创新保证毕业设计质量。
3.科研促进教学,成效明显
以科研促教学是近几年课程教学改革的一大成果。近十多年来,我院在全断面隧道掘进机(TBM)、隧道通风技术及风机研制、工程机械故障诊断、铁路客运专线施工架桥机、造桥机设计等领域承担了一批重大科研项目,取得了多项国际先进和国内领先的科研成果。通过参与这些科研项目,一方面,大大提高了教师的学术水平和教学水平,使他们不但上课能当好教师,下现场还能当工程师,搞科研还能当设计师,为培养面向施工一线的工程技术人才提供了坚实的师资队伍。另一方面,教师将最新的研究成果引入到教学中,并通过课堂教学、讲座、毕业设计、学生参加科研项目、建立和发展实践基地等手段提高本课程的教学效果。最新的理论和实践成果丰富了课堂教学,使教学内容新、生动具体,既增加了学习兴趣,又能调动学生学习的积极性。用科研成果提升课程教学水平和质量,实现可持续发展。
4.案例式教学使学生与工程实践零接触
在讲授过程中,避免枯燥无味的理论分析,把石家庄铁道大学历年来参与国家重大工程时了解、掌握的多种工程机械作为工程案例,不仅使学生了解掌握了国际最先进的施工机械,同时以施工机械的使用、管理、检测为事例进行机械分析,大大活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣,同时也使他们在学校就能实现工程实践零接触,大大提高了他们毕业后适应工作的能力。
三、与国际工程机械最大生产制造商卡特皮勒公司合作建立校内实训基地
为了使学生对工程机械深入了解并提高其动手能力,2005年学院建立了国内唯一的同国际工程机械最大生产制造商卡特皮勒公司相联合的校内实训基地,卡特皮勒公司计划5年内投入约300万美元的教学实习、实训设备及整套教案,培养从事相关卡特公司生产的在我国各个行业施工的工程机械的维修与管理,成为卡特维修工程师的实用型人才。该训练中心的建立,为从事工程机械方向的大学生提供了很好的学习环境。
四、在教学方法和手段方面进行了多项改革
1.采用灵活多样的教学形式
采取报告式、互动式、启发式、考查式、案例式等多种形式相结合,活跃课堂气氛,提高学生的学习积极性。如在互动式教学中,可在教师的指导下进行专题讨论,教师对学生的观点逐一点评,在讨论中,教师学生各抒己见,在交流中共同进步,拓宽了知识面。
2.因材施教
由于石家庄铁道大学人才培养定位主要以为我国重大工程建设培养应用型人才为主要目标,所以大型工程机械被列为不同专业的必选课程,针对不同专业特点,根据工程机械结构要求的不同,采取分类上课,形成不同学时的教学大纲。并组织编写了针对性更强的教材《工程机械与施工》,用于非机械专业的工程机械课程教学。
3.改革考试方法
改变原来单纯的试卷考试方法,初步构建起“以能力考核为核心,理论知识和实践能力相结合”的考核方式。注重考核学生分析问题解决问题的能力。实行考试成绩、平时作业、实验成绩、实训成绩、课程设计成绩相结合的综合评价方法,体现考核内容的多样化,提高学生的综合能力。
4.改革授课方法
在教学手段方面,主要采用传统的教学手段、多媒体教学以及网络教学手段。对于理论性强、公式推导比较多的内容,采用边推导、边设问的方式,使学生循序渐进地掌握所学知识;对于图表、图纸比较多以及需要动态演示的内容,采用多媒体授课,使授课内容生动、形象,便于学生的理解,激发学生的求知欲;为了方便学生自学,充分利用网络平台,将教学大纲、电子教案等集中上网,使学生随时调用,自由掌握学习时间。
五、建立完善的教学制度和教学组织
为了达到良好的教学效果,使精品课程培育出精品学生,建立了如下教学制度和教学组织。
1.日常教学资料检查制度
采取课程组课程负责人制,每月定期进行课程组会议,教学大纲、教学内容、教学改革集体审定。另外,在开学初、期中以及期末,定期检查教师的课程教案、课程实施计划、课程小结、教学日志等基本教学资料,保证了教师课前、课后等各个环节准备的充分性。
2.教学效果评价制度
建立了教学效果评价的跟踪制度,评价指标具体,评价手段多样。建立了校评教、教评教、学评教制度,定期安排教学学院领导、督导组专家和教研室专家进行听课,实行学生评教,通过给教师打分和网上信箱等,对教师的教学态度和教学水平等进行综合评价。
3.建立了学院、分院(系)和教研室三级教学质量监控组织体系,保证了各项制度的落实
六、结束语
本门课程自编及参编系列教材已被十几所学校使用,因此已完全具备相互开放、资源共享的基础,目前有关教材、多媒体、相应软件(已制成光盘)均可以资源共享,且2006年被评为河北省精品课程,2007年被评为国家级精品课程,为各高校间实行课程互选、学分互认、资源共享做好准备。
参考文献:
[1]唐大放,李意民.新世纪机械工程专业的改革与发展[J].煤炭高等教育,2003,(6):67-69.
[2]倪胜利.对机械基础系列课程教学改革的探索[J].浙江水利水电专科学校学报,2002,(6):18-19.
[3]张秋菊.对机械工程教育及其改革的思考[J].无锡教育学院学报,2002,(4):36-38.
(责任编辑:刘辉)