《机械原理》“研究型”教学模式初探

尤小梅，马星国，王铁军，赵满平

（沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159）

《机械原理》“研究型”教学模式初探

尤小梅，马星国，王铁军，赵满平

（沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159）

基于建构主义学习理论及“CDIO”国际工程教育理念，改革现行《机械原理》单一“师教生学”的课程教学模式，建立基于设计专题的“研究型”课程教学模式，通过“做中学”促使学生主动完成知识建构和能力建构。

机械原理；教学模式；研究型教学；教学改革

一、机械原理课程教学模式改革背景

《机械原理》是机械工程类本科专业的一门重要专业基础课，有着极为广泛的工程应用背景。它在培养学生创造性思维以及机械工程实践能力训练等方面发挥着重要作用[1]。如何在《机械原理》课程的教学过程中，加强对学生工程设计能力的训练，提高学生的知识应用能力，开拓学生的思维空间，提高学生的创新设计能力，是培养机械专业应用型人才的关键[2]。

传统的机械原理教学模式主要存在如下几个问题：（1）一直以成熟、单一的理论知识传授为中心，缺乏对学生创新思维启发、创新能力培养的有效途径，学生被动地接受，限制了其主观能动性的调动和创造性思维的培养。（2）理论教学之后的实践环节通常按照规定的课程设计题目开展，这种理论与实践相互分离的教学模式，导致学生在课程学习过程中缺乏渐进式的设计训练，在之后面对课程设计时普遍感觉无从下手，简单模仿、甚至照搬照抄，在提高知识应用能力和创新能力方面的效果不够理想。

二、机械原理课程教学模式改革的理论基础及改革思路

建构主义的认知论认为：人的认识不是被动接受的，而是通过个体的经验建构起来的[3-5]。近年来，由MIT、瑞典皇家工程学院等发起并得到工程教育界及产业界积极肯定的CDIO工程教育模式，它是基于产品研发到产品运行全生命周期的教学，让学生以主动的，实践的和联系的方式学习工程，培养学生的四大能力（即工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力）[6]。实践证明，CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的。《机械原理》是一门技术基础课程，其最显著的特点是基础理论与工程实际的结合。显然，CDIO“做中学”的理念和方法值得机械原理课程教学借鉴。

在机械原理课程改革过程中，我们提出从更新教学理念入手，变“师教生学、学生被动接受”的教学模式为“以学生为主体、以教师为主导”的教学模式。淡化技术细节，注重知识的系统性和应用性。以知识传授为基础，以能力培养为目标，建立“研究型”教学模式——把学习、研究、实践有机的结合，使学生成为学习的主体。学生在研究中积累知识、培养能力和锻炼思维，同时养成科学研究的精神和科学态度，在研究中完成课程学习，实现知识与能力的建构。具体实践过程中，我们探索和建立了基于设计专题的研究型“教”、“学”模式，即在理论教学过程的不同阶段，穿插基于实际工程问题的设计专题，建立面向教师的“研究性”教学模式和面向学生的“研究性”学习模式；最后，改革实践环节，即改变传统单纯按照既定题目开展课程设计的实践教学模式，提倡因材施教，规定题目和自选开放性题目并重，促使优秀学生脱颖而出。自选的开放性题目可以是理论教学过程中设计专题的延伸和拓展，也可以来自学生的课外创新实践活动。

三、机械原理课程研究型教学模式的主要内容和实施方法

机械原理课程“研究型”教学模式的主要内容是将理论教学与历年机械创新设计大赛的主题内容相结合，将工程实际问题进行提炼、分解，结合理论知识点确立设计专题。

1.以教师为主导的研究型“教学”模式中，主要由课堂理论授课和组织学生针对机械创新设计大赛的主题展开调研两个部分组成。理论授课采用“启发式”教学，针对学生的调研结果，通过分析实际工程应用问题，引出相关的理论知识点。在组织学生调研过程中，指导学生按照不同的机械类型将调研结果进行整理分类。通过分类引导学生发现不同机械类型中存在的问题，继而有目的地针对不同问题设定相应的设计专题。比如，功能原理设计、运动规律设计、机构型式设计、系统协调设计等。同时结合理论教学的知识点讲授，以及后期学生的课堂讨论，设计作品的课堂点评等手段充分调动学生的主观能动性，使其主动参与到学习的进程中，启发其创新思维，改变传统教师理论授课的“我要教”为学生的“我要学”。

2.以学生为主体的研究型“学习”模式中，学生通过实地考察、网络搜索等手段进行调研、结果整理分类以及根据调研结果发现问题的过程中，可以充分调动和发挥其自身主观能动性，激发其对于课程的学习兴趣。同时，教师要适时鼓励学生独立思考，大胆质疑，引导其多方位、多角度地发现问题，继而针对设定的设计专题运用理论知识进行解决问题的多方案创新构思、展示和讨论，找出存在的问题并加以改进；掌握设计专题中蕴含的基本概念，扩展课堂所学知识，学会设计原理的灵活运用，在这一自身逐步探索的研究型学习模式中，学生的积极性得以全面调动，创造性思维得以进一步训练和拓展。

3.完成了基于设计专题的理论教学过程之后，学生的创新思维、实际设计能力和综合能力均得到了一定程度上的训练，改变了传统的到了课程设计环节没有头绪，无从下手的状况。此时，针对课程设计的实践环节，可以灵活把握。即课程设计的题目可以来自教师规定的题目，但更加鼓励学生继续综合、修改和完善理论教学过程中基于设计专题的设计成果，进而从中筛选出优秀的设计作品，并进一步进行后期的改进、制作及创新性试验等工程实践活动，为参加机械创新设计大赛做准备。在这一实践过程中，学生的工程实践能力和团队合作意识得以锻炼和提高。

四、结语

1.研究是一种实践活动，实践是实现知识向能力转化的主要途径。知识的建构不仅仅是对单个知识的掌握，更主要的是要将所学知识联系起来加以系统化，并最终形成能力。传统教学模式存在的较大问题就是给学生灌输了一大堆缺乏联系的知识，导致知识的碎片化，而往往又缺乏将这些碎片化的知识系统化的手段。《机械原理》课程研究型教学模式的核心是学生通过自己的努力完成知识和能力的建构，这种建构是在教师指导下，学生针对特定课程内容的研究中完成的，是典型的“做中学”模式。

2.《机械原理》课程“研究型”的教、学相辅模式，促使学生将理论知识与工程实践有机结合，大大激发了他们的学习兴趣，使其能够主动探索、思考问题。同时便于培养学生的团队协作精神，提高了他们的综合实践能力和创新设计能力。在这一过程中，学生成为教学实践过程中的主导者，而教师则成为引导者、咨询者和评价者。学生不再是被动地接受知识，而是主动获取知识，主动完成知识和能力的自我建构。

总之，希望本次对于《机械原理》课程”研究型“教学模式的改革，能探索出一条以能力培养为核心的新的课程教学模式，并且通过今后实际教学过程中的实践，“研究型”教学模式不断获得完善，以此来更好地完成教学目标。

[1]孙亮波，孔健益，黄美发，等.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械，2012，12（37）：21-23.

[2]李志义.我国工程教育改革的若干思考 [J].中国高等教育，2012，（10）：30-34.

[3]David Jonassen et al.，，Constructivism and Computer-MediatedCommunication in Distance Education，The American Journal of DistanceEducation Vol.9 No.2，1995.

[4]Brent G.Wilson，Metaphors for Instruction：Why We Talk About LearningEnvironments，Educational Technology，Sept-Oct 1995.

[5]Chris Dede，The Evolution of Constructivist Learning Environments：Immersion in Distributed Virtual Worlds，Educational Technology，Sept-Oct1995.

[6]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006，（11）：81-83.

G642.0

A

1674-9324（2014）20-0077-02

2012年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究立项项目（辽教发[2012]130号）；2011年度沈阳理工大学本科教学改革研究立项项目。

尤小梅（1976-），女，江苏连云港人，工学博士，沈阳理工大学机械工程学院，副教授。