《特种加工》课程多元化教学方法研究

2023-01-30

《特种加工》是一门涉及面广、综合性强、与工程实际结合紧密的课程, 它涉及到物理、化学、材料学、自动控制、计算机等多个学科领域的基础知识, 并且相关学科的最新成果也都在特种加工领域得到体现。目前, 在《特种加工》课程的教学过程中存在如下一些问题:

首先, 通过本课程的学习, 可以锻炼学生综合应用所学知识来解决工程问题的能力, 从而培养学生的创新能力。但是我们的课程现在仍以灌输型教学为主, 与培养创新型人才的目标极不适应, 因此, 在教学中迫切需要开展教学体系和教学方法的研究, 变学生被动学习为主动学习, 这也是培养创新型人才的重要保证。

另外, 在目前的宽口径人才培养模式下, 课程学时不断被压缩, 使内容与学时的教学矛盾愈加突出, 而且该领域的新技术不断涌现并迅速普及, 如何让学生既要掌握重要的基础理论知识, 又要了解学科发展的前沿技术, 是目前教学改革亟待解决的问题, 建立课程网站, 通过网络为学生提供大量文字、动画和视频资源是解决该问题的一个比较切实可行且有效的途径。

最后, 《特种加工实验》课是《特种加工》课程理论教学的实践环节和重要的辅助手段, 对于提高学生动手实践能力和加深学生对所学理论知识的理解具有重要意义, 但目前的实验教学以演示性实验和现场参观为主, 因此有必要增加一些实践环节, 培养学生的实践能力。

综上所述, 为解决《特种加工》课程存在的这些问题, 培养具有创新精神和创新能力的人才, 同时完成“教学质量是教育的生命线”这一根本任务, 课程改革必须在以下三个方面进行: (1) 教学方法的研究; (2) 新型教学模式的研究; (3) 实践环节的教学模式和实验教学的内容和方法的改革。通过本课程的学习, 可以让学生掌握大量的基础理论知识和学科的前沿技术, 同时提高学生综合应用所学知识来解决工程问题的能力, 培养学生的创新精神和创新能力。因此, 《特种加工》课程的教学改革具有重要意义。

2 教学方法和教学模式改革

针对《特种加工》课程存在教学模式单一、学时少的问题, 提出了集多媒体教学、网络教学、课堂辩论、小组讨论、学生讲课、研究报告等多种教学方式于一体的多元化教学方法。

2.1 多媒体教学

《特种加工》课程的特点是理论深、工程背景强, 学生自主学习有相当的难度, 仅凭借简单、抽象的板书是不能达到预期授课效果的, 即使在黑板上绘制简单的图形, 往往也不能将问题解释清楚, 采用多媒体教学使图文声并茂, 向学生提供形式多样、功能各异的感性材料, 形象生动的动感画面, 悦耳动听的音乐背景, 能把学生带进宽松愉悦的学习环境, 从而为课堂教学营造一种浓厚的学习氛围, 以此拨动学生的心弦, 荡起思维的火花, 使学生以最佳状态投入学习。另外, 采用多媒体教学可以节省大量的时间, 以弥补目前学时不足的现状, 因为黑板的面积有限, 板书简要则不能确切表达授课老师的意图, 影响学生的理解和掌握;若板书详细势必会浪费大量的课堂时间, 影响教学进度, 而多媒体教学正好帮助教师解决了这个令人左右为难的问题。清晰的投影配合生动视频动画将每一节授课的内容鲜活呈现给学生, 培养学生的学习兴趣, 激发学生的学习热情。

多媒体教学虽然有上述优点, 但多年的教学经验和学生反馈意见也表明;多媒体教学也存在一些弊端, 运用不妥也会适得其反。例如, 每页内容过多, 导致学生像在远距离看报纸;翻页速度过快, 影响学生理解, 导致课程内容不连贯, 支离破碎;翻一页讲一页似的教学, 犹如照本宣科, 学生抓不住重点, 尽管老师可能会通过加重符号或不同的颜色字体来区分内容的主次, 但如果老师多加强调, 还是会给学生造成一种“哪里都是重点, 哪里又都不是重点”的错觉[1,2]。

因此, 仅通过应用多媒体实现多媒体教学是完全不够的, 还要针对应用过程中存在的问题进行改进, 这样才能真正使学生受益, 真正提供教学质量。为此, 首先在制作多媒体课件时多倾听学生的意见和建议, 关注学生所关注的, 解决学生学习中存在的问题。接下来, 就是结合教学大纲和学生意见, 制作满足学生需要的多媒体课件。具体来说, 包括以下几方面:

(1) 每节课的开题和结尾概括性介绍本节的学习内容和重点内容, 突出层次感, 尤其对重点、难点内容要详细讲解, 必要时要配合一定的图片、动画和视频等。

(2) 对于每页的幻灯片要做到内容条理清晰, 少而精, 突出重点;字体尽量大, 让每个学生都清楚看见黑板上显示的内容, 因为目前本门课程是大班上课, 一般要100余人, 教室很大, 所以字体尽量要大。另外, 每页演示的速度也要慢快适当, 并保证讲课内容与幻灯片同步, 让学生有充分的时间去阅读、记录和理解。

2.2 网络教学

《特种加工》课程是一门多学科的综合体, 工程性很强, 要解决生产和研究中的实际问题, 课堂上所讲授的知识是远远不够的, 大量的知识需要学生在课外中获取, 培养学生捕捉、整理和分析信息, 自我获取知识和信息, 利用信息创造效益的能力, 鼓励学生有所发现、有所发明、有所创造、有所前进, 培养学生的创造性思维。

因此, 本课程采取课堂精讲与学生自学相结合的教学模式。通过建设网络平台, 帮助学生课前预习和课后复习, 为学生创造更多自主学习的条件和空间。网络平台将为学生提供便于自学的丰富的文字、动画和视频资料, 内容包括:

(1) 学科基础理论知识、最新进展、前沿理论、技术与装备等介绍;

(2) 原理性图片和动画、实际生产的视频资料;

(3) 业界著名高校、研究机构、企业公司等介绍或网站网络链接;

(4) 专题讨论区、学生论坛等。

2.3 课堂辩论、小组讨论和学生讲课

传统的教育方式方法是以已有知识的传授为教学目标, 以教师为中心, 以课堂讲授为主要方法。这种教学模式出现的负面影响:一是自学、讨论等处于辅助地位, 创新实践机会少;二是教师控制课堂, 知识灌输和应试训练占据课堂的几乎全部, 学生不是为解决问题而学习, 而是被动听课, 其主体地位被扼杀, 个性被压抑。学生的主动性、独立性、批判性难以发展, 不利于创新能力的培养。

为避免传统的填鸭式教学, 课程将穿插课堂辩论、小组讨论和学生讲课等多种教学形式, 采用启发式和探索式的方法, 激发学生的独立思考和创新意识, 增加师生间、学生间的交流、沟通与合作, 在培养和发展学生智力因素的同时, 应注重人格化教学艺术, 培养和发展学生的“动机、兴趣、情感、意志和性格”等非智力因素。因为创新能力不仅是一种智力特征, 也是一种人格特征, 一种精神状态, 是智力与非智力因素的综合培养学生自学能力、表达能力和创新意识[3,4]。

(1) 课堂辩论和小组讨论

根据课程特点、该领域研究现状等, 自拟题目, 将学生分组, 查相关资料, 就某一课题, 组织学生课堂辩论, 把学习的权利和探索的时空留给学生, 让学生自己选择学习的方式, 设计活动方案, 安排学习程序, 通过查资料、思考、讨论等多种活动, 在思辩中获取知识, 形成自己自主学习的能力和刻苦钻研精神。

(2) 学生讲课

在教学过程中, 教师要充分相信学生、尊重学生, 以充分调动学生学习的积极性为前提, 以教给学生学习方法为重点, 以促进学生智能提高为核心, 把学生作为课堂的主人、学习的主人, 适当安排某些教学内容让学生讲课, 使学生更加主动地学习, 主动地发展。

2.4 研究报告

中国学生从小学到大学一直以应试教育为主, 分数就是学生的命根, 导致学生从小到大学习的目的似乎就是考高分, 而忽视了学习真正的目的。为弱化考试在学习中的重要性, 教学过程中将研究报告作为课程最后成绩的一部分, 就是说仅凭借最后考试是不能拿到高分的。在课程开始时, 就准备一些研究题目, 让学生任选一个题目, 课后通过查资料、消化吸收、总结出自己的学术观点, 最后以报告形式提交给任课教师。通过这种教学方式也给学生提供了自主探究的机会, 改变了以往那种让学生跟在自己后面亦步亦趋的习惯, 引导学生自主学习。

3 实践教学改革

对于机械专业方向的学生来说, 只有扎实的理论基础是远远不够的, 工程实践能力和综合应用能力也必不可少。对于《特种加工》课程来说, 《特种加工实验》是课程理论教学必不可缺的实践环节和重要的辅助手段, 对于提高学生动手实践能力和加深学生对所学理论知识的理解具有重要意义, 但目前的实验教学以演示性实验和现场参观为主, 因此有必要增加一些学生亲自动手的实验, 并尝试开设部分研究性实验, 让学生自行设计实验方案、自主进行实验和观察总结实验结果, 培养学生动手实践能力和创新能力。另外, 还要鼓励学生提问、质疑、创设问题情境, 多创造条件参与社会实践活动、调研活动和科研等活动, 激发学生的求知欲望和创造欲望。

(1) 增加学生亲自动手的实验

新增加的实验包括电火花成型加工实验、电火花线切割加工实验以及超声波清洗实验, 这些实验操作相对容易, 通过实验员简单讲解, 学生即可进行实际操作。

(2) 研究性实验

结合科研工作, 提出一些特种加工相关的研究性题目, 由研究生带领本科学生进行相关的研究实验, 例如:混粉电火花加工中混粉作用机理、超薄壁低刚度工件的电铸加工、硬脆材料超声波辅助钻削加工、功能晶体材料的化学机械抛光原理与工艺等等。另外, 也鼓励学生自由选题, 结合实验室条件, 进行一些研究工作。

4 结语

通过对目前《特种加工》课程教学现状的研究和分析, 提出了针对教学方法、教学模式和实践教学方面的改革意见, 对《特种加工》课程进行全方位的改革。提出了集多媒体教学、网络教学、课堂辩论、小组讨论、学生讲课、研究报告等多种教学方式于一体的多元化教学方法, 并根据现有教学条件, 增加了学生可亲自动手的实验, 设计了一些研究型的实验, 多方面调动学生学习热情, 培养学生自学能力和创新意识。

摘要：针对目前《特种加工》教学中存在教学模式单一、学时少、缺少实践环节等问题, 从教学方法、教学模式和实践环节方面进行了深入研究和探讨。提出了集多媒体教学、网络教学、课堂辩论、小组讨论、学生讲课、研究报告等多种教学方式于一体的多元化教学方法, 帮助学生更好的掌握基础理论知识和学科的前沿技术。根据现有教学条件, 增加一些学生可亲自动手的实验, 并设计了一些研究型实验, 激发学生独立思考能力和创新意识。

关键词：多元化教学,教学模式,人才培养,创新