专业认证背景下以学生为中心的Pro/E实验教学改革
2015-12-15严明霞张道德胡新宇
严明霞 张道德 胡新宇
摘要:专业认证是我国当前高等工程教育关注的焦点,以学生为中心是专业认证的核心教学理念。湖北工业大学机械设计与制造及自动化专业,以工程教育专业认证标准为指导,积极探索机电专业课程教学改革,从讲好课程绪论、注重趣味性新颖性、考核评价多元化等方面,对Pro/E实验教学改革做出有益的探索和实践。实践证明,改革有利于提高学生独立思考和解决问题的能力,有利于增强学生的探索精神和创新能力,与专业认证要求相适应,为培养符合专业认证标准的卓越工程师后备人才提供有力支持。
关键词:专业认证;Pro/E课程;以学生为中心;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0242-02
专业认证是实现工程教育国际互认的重要基础。为了促进我国工程教育参与国际竞争,教育部自2006年起在全国实施工程教育专业认证。通过专业认证,可以促进学科建设和发展,加强工程实践教育,提高工程教育人才培养对工业产业的适应性,促进我国工程教育参与国际交流,实现国际互认,国内很多高校已经以专业认证为导向做了大量工作。今年,我校在教育部高等学校机械专业教学指导委员会的指导下,机械设计与制造及自动化专业认证工作蓬勃开展。面对专业认证的新要求和新形势,“Pro/E基础与应用”实验教学必须实施改革。
一、Pro/E实验教学与专业认证的不适应
“Pro/E基础与应用”虽然只是一门专业选修课,但非常实用,学生课程设计、毕业设计、参加机械创新设计大赛、参与科研课题及今后参加机械领域工作等场合都会用到这项技能。然而,教学过程中,普遍存在教师重视不够、照本宣科,学生学习主动性不强的问题,教学面貌和教学效果与专业认证存在严重的不适应。Pro/E实验教学迫切需要改头换面,与时俱进。专业认证的核心理念是“以学生为中心”,重视实践,重视创新意识和创新能力的培养,关注教学过程中“学生真正收获了什么”。在深入思考后,笔者以该理念为指导,实施系列以学生为中心的Pro/E实验教学改革措施,取得良好的教学效果。
二、基于专业认证需求,以学生为中心,实施Pro/E实验教学改革
1.讲好绪论——布好开局,培养学生对课程的热爱和向往之情。学生必须“了解本专业的前沿发展现状和趋势”,是专业认证对专业教学的要求之一。这点在绪论课中应得以体现。绪论是一门课程的大纲,是课程的高度浓缩。讲好绪论课,教师必须站在领域与学科、历史与现实、理论与应用的高度,高屋建瓴地统揽课程内容全貌,点评课程的形成與发展、内容与特色,以及该课程与相关课程、学科的联系,让学生认为学习该课程有用、有趣。
一堂好的绪论课,可以抓住学生的求知心理,激发学习兴趣,使他们满怀期待投入新课程的学习。考虑到Pro/E是一门软件应用课程,笔者在介绍软件发展的前世今生后,精心选取三个软件应用实例进行演示,以形象直观的视觉效果,吸引学生的注意力,激发学习欲望。第一个实例是发动机的整机装配动画。该实例为汽车厂家研发部为自己产品所做的,来自工程实际,贴合机电专业课与企业紧密结合的教改要求。学生看完后会产生一种向往,对软件学习有欲望。第二个是直齿圆柱齿轮减速器整机虚拟装配。由于机械设计课程设计中,学生曾设计出该类减速器,容易产生亲切感,学完软件也能创建这样的作品,对软件学习有信心。第三个是上届学生在该课程学习结束时创作的作品,是课程学完后的成果展现。由于是学生自己的作品,他们除了亲切,还会产生一种敬佩和向往之情,热心学习新课程。通过三个典型实例的展示,学生产生浓厚的学习兴趣,激发强烈的学习欲望,为后续全面深入地学习本课程开启良好的开端。
2.注重趣味性和新颖性,增强课堂的吸引力,启发学生思考,鼓励学生实践。为了抓住学生的心理,吸引学生的注意力,Pro/E课程采用案例式教学和启发式教学相结合的方式。基于系列典型案例,吸引学生,启发学生,引导和鼓励学生通过思考和实践自己完成模型的创建。笔者没有直接告诉学生最快最好的模型创建步骤,而是启发他们理清建模思路,鼓励他们大胆尝试,体验多次失败后的成功带来的发自内心的喜悦。
案例的挑选很重要,贴近工程实际固然好,但若能穿插一些来源生活、接地气、有趣新颖的案例,更会让人耳目一新。(1)旋转楼梯。旋转楼梯是校园教学楼旁的一处建筑,学生每日经过,它里面包含尺寸增量阵列和螺旋扫描的综合应用。Pro/E创建的旋转楼梯被展示在大家面前时,每个人都会有一种亲切感。仔细分析后,发现确实很难做。①台阶。首先引导学生分析楼梯台阶的特点:台阶围绕立柱螺旋式逐层上升。学生很快就会想到采用轴阵列,但如何让台阶逐层上升,这需要学生好好试一试,体验阵列中尺寸增量的使用效果。学生经过多次反复试验,并未成功,最后请教其他同学或教师,豁然开朗后,印象更深。②扶手。创建需要用螺旋扫描特征,思路清楚。学生感觉容易创建,但尝试后,学生很快会发现随手创建的扶手和旋转台阶不符。这时,教师要启发学生思考:为什么不符,存在什么样的匹配问题?经一番思考,学生明白需要仔细计算螺距,才能匹配上。(2)奥运五环。五环是奥运会的会标,作为案例,既让人亲切,又非常新颖,让学生有强烈的创建欲望。它里面包含基准面、特征编辑和角度尺寸增量阵列三个方面的知识点融合,有一定的难度。教师可以这样启发学生理清思路:①思考如何创建出平面五环,这步相对简单。学生应对普通阵列动些脑筋,建倾斜基准面,沿基准面阵列,可得出平面五环。②引导学生观察立体五环特点,上面三个环左侧向纸内倾斜,下面两个左侧向纸外倾斜。如何倾斜?可采用特征编辑的旋转实现。③创建立体五环。此时会用到尺寸增量阵列。增量尺寸就是上一步旋转过程中得到的角度,这一步是难点。学生有了初步的建模思路后,也要勇于尝试建模的过程。可能会多次失败,碰到很多实践问题,这时教师要多加鼓励,帮助学生完整地走完这个过程,走向成功。
3.考核评价多元化。专业认证倡导“注重学生能力培养”、“着重考核创新意识和创新能力的培养”、“着重考查学生学到了什么”,强调通过抓学习过程,培养学生实践能力、创新能力和学习成效,而不是单纯的期末卷面成绩。Pro/E实验课程实行考核评价多元化,课程最终成绩由三部分组成:课堂练习60%、期末考试30%和自由选题创意建模10%。
在实施过程中,教师要抓好每堂课,记录学生的每次课堂练习成绩,工作量有点儿大,但效果明显。(1)教师根据學生练习情况实时记录平时成绩,学生做得好的想着下次继续努力,不好的有了压力,课后自然会抓紧复习和预习,良好的学习氛围在不知不觉中形成。(2)教师在检查过程中,能收集学生出现的一些共性问题,有利于教学反思和下次课讲解的针对性。(3)由于启发式教学注重启发学生思考,鼓励学生开放思维,因此也会收集到少数学生令人意外的创造性思维解决办法,学生欣喜,教师也高兴,将这些新鲜的思路整理后分享,大家更是欣喜。(4)检查记录平时成绩的方式,可以加强师生之间的沟通,教师也能深入了解每位学生的学习基础、学习习惯、学习困难和旷课原因等,有针对性地给予关心和帮助;学生切身感受到被重视和被关爱,课程学习积极性都很积极。自由选题创意建模,要求学生创建一个自选创意零件、部件或整机。这是课程的拓展和升华,应鼓励学生运用所学进行创作,让学生亲身体验学有所用,学有所成。
经过实践,班上学生都能提交一份作品,或简单或复杂。教师挑选部分优秀作品讲评,会起到两方面的作用:一是为全班学生课程结束后取得的成果进行庆祝,让学生的成就感油然而生;二是积累新鲜素材,以便下轮课程学习开始时,给新学生展示学长作品,让他们产生一种敬佩和向往,有学习动力。
专业认证是国际工程教育改革与创新的潮流,是提高工程教育质量的重要举措,是当前高校关注的焦点。专业认证的核心教学理念是以学生为中心,实现以教师为中心的教学向以学生为中心的教学的转变。基于这一教学理念,对机电专业课程实施教学改革,能有效地促进我校机械设计与制造及自动化专业的专业认证工作,对全面提升我校工程教育质量具有深远意义。
参考文献:
[1]曾德伟,沈洁,席海涛.剖析专业认证标准与理念,提升工程教育质量[J].实验技术与管理,2013,30(12):169-171.
[2]胡文龙.工程专业认证背景下的高校教师教学发展[J].高等工程教育研究,2015,(1):73-78.
[3]李洪波,周佳.从“上课率”到“上座率”:建构“以学生为中心”的课堂教学[J].黑龙江高教研究,2014,238(2):160-162.
[4]梅锦春.回归教学:大学教育改革的必由之路[J].中国大学教学,2014,(7):45-47.