机械基础教学中开展多层次实践教学的探索

2023-02-23

1998年, 《中华人民共和国高等教育法》规定:高等教育的任务之一是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才, 进入21世纪, 多种学科领域相互融合。为此, 教育工作者特别是高等院校广大教师正在积极探索围绕创新精神和实践能力、紧跟时代发展步伐的教育新思路和培养模式。

随着我国高等教育的大众化, 社会需求的多元化, 对当代大学生的各方面知识的要求越来越全面。《机械基础》是一门综合性较强的应用型课程, 其中实践教学在培养学生理论与实践结合上显得尤为重要。

实践教学就是通过实验、实践、课程设计等一系列实践性教学环节, 巩固学生所学的理论知识, 应用理论知识解决实际问题的教学, 是高等学校整个教学活动中的一个重要环节。它是对理论教学的验证、补充和拓展。相对于侧重传授基本理论、基本原理和规律等知识的理论教学, 具有较强的应用性和可操作性, 实践教学旨在培养、训练学生的理论知识的应用能力和创新能力。

在实践教学中, 如何设计教学过程, 才能使学生都能获得不同层次的锻炼机会以致获得较大的收益, 这就是我们在实践教学中必须认真考虑的一个问题, “多层次实践教学”给出了一种尝试。

1 机械基础教学中开展多层次的实践教学

1.1 多层次实践教学

当代美国著名心理学家、教育家布卢姆的掌握学习理论认为:“只要提供恰当的材料, 并在进行教学的同时给每个学生提供适度的帮助和充分的时间, 几乎所有的学生都能完成学习任务或达到规定的学习目标”。根据这个掌握学习理论的设想和要求逐步发展起来的多层次教学思想很好地将传统教学理论与现代教学理论统一。

所谓“多层次实践教学”, 就是为了使实践教学符合各层次学生的实际情况, 满足各层次学生的需要, 每个学生在学习中都能获得求知的满足和学习成功的喜悦, 实现各自的理想, 达到学习优化之目的, 在实践教学的各个环节上多层次管理, 多层次评价的教学思路。具体落实到教师的备课、讲评、成绩评定、实践设备更新以及学生接受知识和对教学情况的反馈之中。因此, 教师在实践教学环节上要以分层教学理论的基本思想为指导, 针对学生的具体情况设计自己的教学活动。

1.2 机械基础中开展多层次实践教学

《机械基础》课程实践教学包括实验和课程设计, 利用多层次实践教学的思路来提高教学效益, 将实践内容按照基本要求、能力提高和创新综合应用等分出若干等级。具体实施办法如下。

1.2.1 多层次实验教学

实验内容在满足大纲要求的必做实验外, 开设部分选做实验和难度较大的综合性实验。能力提高和创新综合应用实验为选做, 学生可根据自身情况在完成必做实验之后完成。能力提高实验在内容上是对必做内容的扩展和加深, 通过实验训练, 了解科学基础应用和创新的方法和过程;更重要的是, 在实践过程中构建理论体系, 培养学生的动手能力和创新意识, 进而转化为自身的素养。

基本要求实验的目的在于使学生加深对理论知识的理解, 注重的是对课堂上所教授理论知识的验证或认识机械设计的宏观概况, 培养学生基本实验技能, 要求所有学生全部完成。主要包括典型机构认识实验、机构简图测绘实验、典型机械零部件结构分析实验、带传动实验、滑动轴承实验、齿轮范成实验、回转体平衡实验。

能力提高实验是由学生和教师共同实施的实验, 教师向学生提出实验目的, 提供相关资料, 学生以独立或集体研究的方式完成实验。包括机器运动循环图分析实验、轴系结构设计实验、机器人实验。

创新综合应用实验主要是针对专业方向拓展类的实验, 赋予学生更大的自主权和实现实验设计的空间。学生可以充分发挥想象力和创造力, 实现自己的设计, 注重培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力, 让学生体会运用自身所学知识, 甚至学科交叉能力在实验中解决问题。包括机构创新与制做实验、机械传动方案设计实验、机器人动作设计与控制实验。

1.2.2 多层次课程设计

课程设计题目的选择主要考虑要在规定的时间内比较全面地应用课程内容设计通用传动装置, 主要有运动设计和结构设计两大类。

对于机械运动学设计, 题目主要是各类组合机构的设计, 其基本要求就是根据教师给定的设计原始数据, 在教师指导下独立完成设计任务;能力提高设计可以对一些常用的机械由教师给出设计方向和基本数据, 自行确定最佳方案和设计数据, 完成较完善的机构分析与设计;创新综合应用设计则是在前述设计的基础上, 进一步通过机构创意试验台完成机构搭接, 并根据运行结果分析, 改进机构, 提出创新思想, 完善机构。

对于机械结构学设计, 主要有基本要求和较高层次要求和更高层次要求三个层次。按大纲基本要求是教师讲解设计程序及设计注意事项, 学生按设计指导书中所提供的设计范例说明一步步进行。常用的设计题目是齿轮减速器 (一级或者二级) 。较高层次的要求在于对设计方案的优化以及对所用零件的结构、材料等进行优化设计。而更高层次的要求是使得课程设计与生产实际相结合, 在教师指导下解决生产实际中的问题, 创造性找到解决问题的新方案, 并依此进行设计。

除基本要求的内容外, 其他的实践教学内容在课内学时的限制下是完不成的, 因此采取课内压一点、课外补一点的办法, 通过实行实验室的开放式管理, 课程设计的分散进行集中指导等多种模式完成。

1.3 实践课程成绩评价多层次

实践教学内容, 使得每个学生完成任务的难易程度不同, 成绩的评定就要根据实践内容的不同相应的做出多个层次的评价指标。

实验课程, 针对必做实验和选做实验, 成绩评定可以采用模糊评判的原则, 设一般要求成绩记为A1, 较高成绩记为A2, 高级要求成绩记为A3, 权重分别为B1, B2, B3, 则学生得分为A=A1×B1+A2×B2+A3×B3, 成绩评定的权重根据实验内容不同可以上下浮动。课程设计成绩的评定要根据学生选题的不同层次给出相应的评分标准。满足基本要求总成绩可到80分, 较高要求题目成绩最高可达95分, 高级要求题目成绩可考虑加分至120分, 按照相应层次选择题目而又未能达到预定训练目标可酌情减少成绩。

2 结语

多层次实践教学是高等教育的大众化的产物, 在这种思路下, 学生可以根据自己的兴趣选取实验内容, 也满足了不同层次学生的要求;学生在选作实验内容的同时还要对自己准确定位, 实事求是, 这也就锻炼了学生认识自我, 判断自我的能力。成绩评价标准的分层对学生的成绩评定更加客观、公平。多数学生不再为满足要求而强制性学习, 提高了学生学习的主动性, 培养了学生的创新意识和创新精神。同时, 一些有专业特长的学生可以根据自己的潜能, 合理地分配时间和精力, 全面地发展个性。

摘要：针对社会需求的多元化和学生掌握知识全面化, 本文提出在机械基础教学中改变统一的教学模式, 开展多层次实践教学, 并从实验和课程设计要求、成绩评价进行了具体的分析。

关键词：机械基础,多层次,实践教学