机械工程基础课程教学研究与实践
2022-06-08
摘 要： 《机械工程基础》是非机械类专业的重要专业基础课。针对本课程教学中存在的课程目标定位不明确，教学内容的繁杂、学生学习兴趣不高和学习效果不理想的情况，通过明确课程教学目标，优化教学内容，改进教学方法，使课程学习更具知识性、科学性、普及性和趣味性，同时力求简单易懂、易教、易学，调动学生学习主动性和积极性，有助于培养学生的工程素质。
关键词： 机械工程基础 教学研究 工程素质
提高质量是世界各国进入高等教育大众化阶段后面临的共同问题，也是我国高等教育发展的必由之路。面对经济社会发展的新形势与新任务，目前我国高等教育改革，已从高等教育的规模发展向高等教育的内涵式发展改变。重基础、宽口径已成为高等教育改革的方向，为适应应用型、复合型、创新型人才培养，提高学生就业创业能力，增强高校人才的适应性，就必须加强基础理论知识的学习、工程素质的培养。
机械工程基础课程作为一门非机械类专业基础课程，是以原工程制图、金属材料及热处理、机械设计基础、机械制造技术等机械类课程进行整合的一门基础课程，它向学生提供机械产品使用、设计和制造所需的基本理论、方法和技能。该课程是大学阶段培养非机械类学生工程素质的一门重要课程。但目前该课程的设置存在以下几个问题：①由于在教学过程中没有建立认同的课程目标定位标准，目前现有的教学方案仅仅是将相关机械类课程内容的简单组合，教学内容实际是分离的，没有达到课程综合的真正目的；②现有的课程教学内容过分强调内容的系统性、完整性，而没有反映应用型本科教学所要求的“应用型”特点，教学内容过于繁杂；③相关教学内容未能很好地整合，内容重复、前后颠倒、衔接不好等问题不同程度地存在， 不利于学生综合能力的培养；④未与学生的所学专业相关联，学生的学习兴趣要求不高，学习效果较差，学生的工程素质提高不明显[1]。
机械工程基础课程教学改革以盐城工学院电气工程与自动化专业为例，以培养电气工程师能力为本，以工程素质、应用能力和创新能力培养为主线，进行课程教学改革。教学改革中主要体现“一精二重三讲四会”的教学原则和方法：一精是指基础理论教学要精练，以满足专业课教学所必需的基本理论；二重是指在教学重点上强调基本概念的应用和实践能力的训练；三讲是指授课上要做到基本概念讲清楚，重点内容讲透彻，知识点讲全面；四会是指教学要求上做到基本理论会运用，基本方法会掌握，基本技能会操作，基本问题会分析解决。
根据我校电气工程与自动化专业的教学改革目标要求，机械工程基础作为该专业开设的一门唯一的机械工程类课程，我们对该课程的教学目标设置、教学内容的准备及教学方法的实施等进行了多方面研究与探讨，使其符合该专业人才培养要求，提高学生的专业素养。
1.课程教学目标设置
高等教育培养的是生产、建设、管理、服务需要的高等技术应用型人才，在全面推进素质教育的过程中，不仅要加强文化素质，更要注重工程素质教育。因此，将非机械类的机械工程基础课程性质定位成一门以“机械工程基本素质教育”为主的工程类基础课，符合工程实际对应用型人才基本素质的要求，也符合我校电气工程与自动化专业人才培养目标的要求。
机械工程基础课程是将机械制图、工程材料、机械原理、机械设计、机械制造等机械设计制造相关内容，经统筹安排、有机结合而成的一门综合性的技术基础课程。机械工程基础作为非机械类专业开设的一门唯一的机械工程类课程，涉及内容广泛。课程综合化不仅解决了课时有限的问题，而且使学生对机械工程有一个比较全面的了解。以专业岗位职责需求整合相关教学内容，不求原课程知识体系的完整性和系统性，突出实用性和针对性，注重对机械工程知识了解，理顺机械工程知识与专业知识之间的关系，培养学生的横向扩展能力。
对电类专业而言， 机械工程基础是一门介绍机械工程有关基本概念、基本理论及基本计算、设计方法的一门综合性技术基础课。课程围绕“机械工程材料”、“工程图样表达”、“常用机械传动装置”、“常用机械加工方法与机床”几个典型项目，将与机械设计制造相关的基本内容统筹安排、有机贯通与融合，体现“实用、够用”为度的原则。力图用较少的学时侧重于对涉及机械工程的有关基本概念、基本理论加以阐述。以理实一体教学为纽带，以理论教学与现场教学相结合的手段，培养学生学习理论、实践认识、发现问题、分析问题、解决问题的能力；为后续课程的学习打下坚实基础。
通过本课程学习，使学生的具有初步工程意识和标准化意识；能用准确、简明、规范的工程语言表达设计思想和意图。学生应达到的能力目标确定为：①能初步确认一般机械零件所用的一般工程材料；②能初步绘制和阅读简单机械工程图样；③了解机器的组成和平面机构的相关知识，了解机械传动和常用零部件的基本内容；④正确理解机械制造的相关概念，了解常用的机械加工方法，能初步确定零件的成型或加工的基本方法。
2.课程教学内容设计
根据上述的能力培养目标，确定本课程的知识点为：①常用工程材料的性能、牌号及应用；②投影原理、工程图样的绘制和阅读方法；③机械传动及其常用零部（元）件的工作原理、特点、应用、结构及标准；④零件毛坯的生产、切削加工和成型的基本方法。
本课程内容囊括机械制图、工程材料、材料热处理、冷加工和热加工等机械设计制造相关的诸多内容，如果追求系统的、完整的、严密的体系，则势必引起学时的不适当膨胀，这显然与“工程素质教育够用为度”的原则相偏离。所以，我们着力把课程构建成为服从整个专业知识结构体系的需要，并在专业结构中起到恰如其分的作用。因此，在教学设计中对课程内容进行模块化设计，突破学科教学的系统性和完整性，强化了针对性，针对学生所必须掌握的理论知识和操作技能进行设计。该模式以模块为教学单位，重视学生综合职业能力的培养，强调学生主体性，注重提高应用型人才的综合素质。根据机械工程基础课程教学目标要求将该课程划分为机械导论模块、工程材料基础模块、机械制图基础模块、机械设计基础模块、机械制造技术基础模块。各模块涵盖的知识单元内容如表一所示。
关键词： 机械工程基础 教学研究 工程素质
提高质量是世界各国进入高等教育大众化阶段后面临的共同问题，也是我国高等教育发展的必由之路。面对经济社会发展的新形势与新任务，目前我国高等教育改革，已从高等教育的规模发展向高等教育的内涵式发展改变。重基础、宽口径已成为高等教育改革的方向，为适应应用型、复合型、创新型人才培养，提高学生就业创业能力，增强高校人才的适应性，就必须加强基础理论知识的学习、工程素质的培养。
机械工程基础课程作为一门非机械类专业基础课程，是以原工程制图、金属材料及热处理、机械设计基础、机械制造技术等机械类课程进行整合的一门基础课程，它向学生提供机械产品使用、设计和制造所需的基本理论、方法和技能。该课程是大学阶段培养非机械类学生工程素质的一门重要课程。但目前该课程的设置存在以下几个问题：①由于在教学过程中没有建立认同的课程目标定位标准，目前现有的教学方案仅仅是将相关机械类课程内容的简单组合，教学内容实际是分离的，没有达到课程综合的真正目的；②现有的课程教学内容过分强调内容的系统性、完整性，而没有反映应用型本科教学所要求的“应用型”特点，教学内容过于繁杂；③相关教学内容未能很好地整合，内容重复、前后颠倒、衔接不好等问题不同程度地存在， 不利于学生综合能力的培养；④未与学生的所学专业相关联，学生的学习兴趣要求不高，学习效果较差，学生的工程素质提高不明显[1]。
机械工程基础课程教学改革以盐城工学院电气工程与自动化专业为例，以培养电气工程师能力为本，以工程素质、应用能力和创新能力培养为主线，进行课程教学改革。教学改革中主要体现“一精二重三讲四会”的教学原则和方法：一精是指基础理论教学要精练，以满足专业课教学所必需的基本理论；二重是指在教学重点上强调基本概念的应用和实践能力的训练；三讲是指授课上要做到基本概念讲清楚，重点内容讲透彻，知识点讲全面；四会是指教学要求上做到基本理论会运用，基本方法会掌握，基本技能会操作，基本问题会分析解决。
根据我校电气工程与自动化专业的教学改革目标要求，机械工程基础作为该专业开设的一门唯一的机械工程类课程，我们对该课程的教学目标设置、教学内容的准备及教学方法的实施等进行了多方面研究与探讨，使其符合该专业人才培养要求，提高学生的专业素养。
1.课程教学目标设置
高等教育培养的是生产、建设、管理、服务需要的高等技术应用型人才，在全面推进素质教育的过程中，不仅要加强文化素质，更要注重工程素质教育。因此，将非机械类的机械工程基础课程性质定位成一门以“机械工程基本素质教育”为主的工程类基础课，符合工程实际对应用型人才基本素质的要求，也符合我校电气工程与自动化专业人才培养目标的要求。
机械工程基础课程是将机械制图、工程材料、机械原理、机械设计、机械制造等机械设计制造相关内容，经统筹安排、有机结合而成的一门综合性的技术基础课程。机械工程基础作为非机械类专业开设的一门唯一的机械工程类课程，涉及内容广泛。课程综合化不仅解决了课时有限的问题，而且使学生对机械工程有一个比较全面的了解。以专业岗位职责需求整合相关教学内容，不求原课程知识体系的完整性和系统性，突出实用性和针对性，注重对机械工程知识了解，理顺机械工程知识与专业知识之间的关系，培养学生的横向扩展能力。
对电类专业而言， 机械工程基础是一门介绍机械工程有关基本概念、基本理论及基本计算、设计方法的一门综合性技术基础课。课程围绕“机械工程材料”、“工程图样表达”、“常用机械传动装置”、“常用机械加工方法与机床”几个典型项目，将与机械设计制造相关的基本内容统筹安排、有机贯通与融合，体现“实用、够用”为度的原则。力图用较少的学时侧重于对涉及机械工程的有关基本概念、基本理论加以阐述。以理实一体教学为纽带，以理论教学与现场教学相结合的手段，培养学生学习理论、实践认识、发现问题、分析问题、解决问题的能力；为后续课程的学习打下坚实基础。
通过本课程学习，使学生的具有初步工程意识和标准化意识；能用准确、简明、规范的工程语言表达设计思想和意图。学生应达到的能力目标确定为：①能初步确认一般机械零件所用的一般工程材料；②能初步绘制和阅读简单机械工程图样；③了解机器的组成和平面机构的相关知识，了解机械传动和常用零部件的基本内容；④正确理解机械制造的相关概念，了解常用的机械加工方法，能初步确定零件的成型或加工的基本方法。
2.课程教学内容设计
根据上述的能力培养目标，确定本课程的知识点为：①常用工程材料的性能、牌号及应用；②投影原理、工程图样的绘制和阅读方法；③机械传动及其常用零部（元）件的工作原理、特点、应用、结构及标准；④零件毛坯的生产、切削加工和成型的基本方法。
本课程内容囊括机械制图、工程材料、材料热处理、冷加工和热加工等机械设计制造相关的诸多内容，如果追求系统的、完整的、严密的体系，则势必引起学时的不适当膨胀，这显然与“工程素质教育够用为度”的原则相偏离。所以，我们着力把课程构建成为服从整个专业知识结构体系的需要，并在专业结构中起到恰如其分的作用。因此，在教学设计中对课程内容进行模块化设计，突破学科教学的系统性和完整性，强化了针对性，针对学生所必须掌握的理论知识和操作技能进行设计。该模式以模块为教学单位，重视学生综合职业能力的培养，强调学生主体性，注重提高应用型人才的综合素质。根据机械工程基础课程教学目标要求将该课程划分为机械导论模块、工程材料基础模块、机械制图基础模块、机械设计基础模块、机械制造技术基础模块。各模块涵盖的知识单元内容如表一所示。