机械工程学科硕士研究生专业课程教学设计与探索

摘要：专业课程建设对于提高机械工程学科研究生的培养质量具有重要影响。为了建设高层次的育人平台，笔者通过分析机械工程学科硕士研究生的培养要求，探讨了教学内容、教学方法、教学形式对改善课堂教学质量的作用及其设计方法、实现手段，以实现专业课程建设水平的提升。

关键词：机械工程学科；硕士研究生；专业课程；教学设计

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）01-0194-02

硕士研究生掌握专业知识和相应的分析方法是通过一系列专业课程的严格训练来实现的，专业课程建设的基本思路是以培养质量为基础、以训练能力为中心构建教学方法[1]，提高专业课的教学质量是研究生课程建设的基本要求和目标之一。

目前，机械工程学科硕士研究生专业课程一般设计为36个学时，课堂教学中存在内容多与学时少的矛盾，研究生往往只是建立了一些基本概念，在课程内涵和外延方面难以做到真正理解与掌握。为了提升课堂教学效果，需要在理清机械工程学科硕士研究生培养要求的条件下，对授课内容、教学方法和教学形式进行合理规划与设计。

一、机械工程学科硕士研究生培养要求分析

随着现代科学技术的发展，机械工程学科的内涵在不断深化，研究生专业课程的建设目标和建设方式也在适时调整。根据学科发展特点和研究生教育的基本规律，紧紧围绕提高培养质量这一核心目标[2]，各高校对专业方向、建设目标、课程体系以及实施方式进行改进和优化，要求培养掌握机械工程学科坚实的基础理论和系统的专门知识、具有从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力，能够解决科学技术难题的高级专业人才，并具备锻炼成长为高层次科技管理人才的基本能力和素质。

为了保证研究生培养过程的规范性，不同高校对修课学分、实践环节、论文选题与开题、中期筛选、学位论文评价标准与审核、学术论文发表等方面提出了明确要求，涉及从入学到授予学位的各个环节。例如在能力培养方面，要求研究生具备使用现代信息技术进行资料查阅和调研的能力、组织管理与协作攻关能力、科学研究或工程设计能力、写作能力、表达与交流能力等。

作为研究生专业知识、业务能力、综合素质形成的核心环节之一，课程体系、课程设置需要根据培养目标进行改进和完善，合理设计在公共基础课程、专业课程、实践训练等方面的学分要求。其中专业课程的设置尤为关键，既不能过于宽泛，又要让研究生具有较大的选课自由度。例如，国防科技大学机械工程学科根据研究方向和选课学生的特点，设置了《数字化制造技术》《精密工程基础理论与方法》等13门专业课程，构成了硕士研究生培养的专业课程体系，通过教学内容、教学方法、教学形式规划与设计为提升培养质量提供支持。

二、教学内容规划与创新

教学内容是研究生专业课程最直观的体现，教学过程发生之前教材内容只是各种经验体系的静态集合，这要求教师科学合理地进行加工处理，满足研究生对理论知识和实践能力的培养要求。

1.根据综合型、研究型大学的特点，专业课程教学目标放在打牢基础知识、提高学术素养上，以提高研究生的认识水平和创新能力，达到易教易学的目的。例如在《数字化制造技术》教学中，以典型机械零部件的设计、制造、测试和评价为主线，增强知识结构的体系性、贯通性，并系统地融入了研究团队的学术思想、专业知识和分析方法，让研究生学有所用，提高学习积极性和学习效果。

2.教学内容既要保证专业属性，又应具有一定的综合性和系统性，达到较宽的受益面。例如《精密工程基础理论与方法》以培养研究生具备精密机械设计与研制能力、精密工程基本操作方法、精密测量理论功底和相关技术技能为目标，在更高的层次上把握机械工程学科的内涵、特点和发展动向。为了保证教学内容的先进性，引入了英国Cranfield大学《Precision Engineering》课程的原版教案，并融入美国加州Berkeley大学《Precision Manufacturing》、麻省理工学院《Precision Machine Design》等课程的思想和内容。

3.注重实践过程。实践训练能够激发研究生的成就感，通过增加设计型、综合型实验的比重，逐步培养研究生的工程意识和理论联系实际的能力。在实验方法上采用实际动手实验、情景式体验相结合的方针，建立和完善包括专业实习中心、基础实验平台、科研实验室、演示视频、虚拟实验系统、实验室网站等构成的立体化实验系统，满足课内实验、课外实践和创新研究的需求。

4.以科学研究丰富课程内涵。积极跟踪国内外最新动态，将先进的教育思想融入专业课程体系建设中，将最新的研究成果充实到课程内容中。例如《精密工程基础理论与方法》依托“精密工程”湖南省创新团队和超精密加工技术湖南省重点实验室，引入国际上最新开发、具有代表性的工艺技术到课程内容中，建设了超精密切削、磁流变抛光、离子束加工等经典案例库，通过系统化组织，满足教学内容的基础性和前沿性要求。

5.促进研究生创新思维和创新能力的养成。有意识地启发、激发研究生的创新思维和构思训练[3]，使他们从传递、继承知识转变为体验和发现知识，从记忆知识转变为运用知识来发展创新思维和创新品质。例如在《精密工程基础理论与方法》中通过设计超精密加工工艺模块，让研究生分析机床、刀具、环境条件对加工精度的影响，并对局限性进行评估，促使他们综合运用所学知识，在透彻思考的基础上设计新的工艺方案，实现从动手到动脑的过程转变。

三、教学方法的设计与改进

从本科到研究生，高校研究生在知识结构和学习习惯等方面发生了较大的转变。为了让研究生从课堂环境中接受新的专业知识、从浩繁的参考资料中理出课程主线，教师需要对教学方法进行合理设计。

1.教学方法设计必须围绕教学目的，适应课堂教学实际，使学习变得主动和富有成效。教师应根据每堂课的教学内容和要求，精心选择和组织素材，设计多层次并且紧密关联的知识模块，使研究生达到真正掌握的程度。

2.把握课程特点，采用情境追溯、问题探究、案例分析等方法，提升课堂教学效果。根据教学目标和内容精心选择、组织逼真或形象化的教学场景，使研究生直接感受、领悟学习的知识点，形成观念上的认同。例如把《数字化制造技术》对数字化设计的方式方法、数字化制造装备的组成结构、数字化制造过程的技术特点以图片、视频等方式进行展示，通过分析、讨论和总结，促进研究生认识水平的提高。

3.根据研究生的反馈信息进行效果评价和节奏调整。教学过程中注重课堂反映，加强互动，通过趣味性授课方式设计，吸引研究生的注意力；基于对学习内容的理解程度，将知识点以与实际相结合的方式展现在研究生面前，对于普遍性问题做出及时回应，对重点、难点和基本概念等内容进行适时总结。

4.逐步实现与网络教学、MOOC等教学方式的交融。不断充实、更新和完善课件、电子教案、教学视频、案例库、在线答疑等网络资源，为研究生的自主性学习和研究性学习提供有力支撑，实现基于网络的互动教学。

四、教学形式的多样化设计

为了营造生动灵活的课堂氛围、激发研究生的求知欲望和学习主动性，需要在教学形式的多样性、丰富性等方面开展设计。

1.开设研讨课。研究生对所学知识有一个反思与再提高的过程，如果课堂上只是由教师单向讲授，不利于知识的传输。通过开设研讨课，让研究生在认真思考、充分论证的基础上大胆发表自己的见解与观点，强化他们对学习过程的参与程度。由于课前需要独立查阅大量科技文献、全方位了解所阐述的问题，这对于拓宽研究生的知识面、优化知识结构也具有重要意义。

2.开设科研体验课。让研究生在一定程度上亲历科研过程，体验科研思想，课堂内容要反映当前科学技术发展的趋势，突出基础性、研究性和前沿性，引入创新思想、科研成果、学术动态，从而训练研究生的创新思维和创新能力。

3.聘请机械工程学科国际知名学者承担一定课时的授课任务，为研究生提供聆听大师讲课的机会，激发了他们的学习热情，开阔学术视野，促进教学水平的提升。此外，通过邀请国际知名学者讲述在发明创造中的亲身体会，增强示范效应，为研究生将来从事学术工作拓宽思路，进而培养综合素质。

参考文献：

[1]王贵林，彭小强，胡皓，等.机械类研究生专业课程教学特点与改进方法[J].中国科教创新导刊，2013，（22）.

[2]王贵林，郑子文，吴宇列，等.机械工程学科研究生培养方案改革的特点与思考[J].高等教育研究学报，2009，（153）.

[3]王永杰，陈光，阎开印，等.通过创新创业课培养创新型人才的实践[J].中国大学教学，2011，（01）.