关于机械基础课程模块化教学探索

杨凯程

摘 要 机械基础是我校针对电控类专业开设的一门专业基础课，包含理论力学、材料力学、机械设计基础、液压与气压传动等传统教材的内容。根据课程特点采用模块化教学方式，对不同的专业划分重点模块和自学模块，自学模块采用分组教学的方式。推进实验教学的模块化改革，增强实践性。对课程的考核方法进行改革，主要包括对实验模块的单独考核，以及加强对各模块综合应用能力的考核。

关键词 机械基础 模块化教学 考核方法

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.10.049

Abstract Mechanical foundation is a professional basic course for electronic control specialty in our university， which includes theoretical mechanics， material mechanics， foundation of mechanical design， hydraulic and pneumatic transmission， etc.. According to the characteristics of the course， the modular teaching mode is adopted， the key modules and the self-study modules are divided into different majors. To promote the reform of the experimental teaching， and enhance the practice of teaching. The examination method of the curriculum reform， including the separate assessment of the experimental module， as well as to strengthen the ability of the comprehensive application of the module assessment.

Keywords mechanical foundation； modular teaching； examination method

机械基础是我校针对自动化、数控等电控类专业开设的一门专业基础课，旨在帮助学生学习机械方面基础知识，提高专业素养。教材将机械专业的四门专业课程集中在一本书中进行介绍：理论力学，材料力学，机械设计基础，液压与气压传动。这门课程具有实践性强、与工程实际结合紧密等特点。学习该课程有助于培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，也有利于启迪学生的创新思维、开拓其创新潜能。但由于教材各部分内容跳跃性较大，知识点过于零散，采用传统的教学方法不利于学生消化吸收。针对该门课程的特点，我系教研组认为在课程的教授过程中应更加注重实践教学，切实加强学生对知识的理解和应用；突出重点，加强对各部分内容的联系；增强学生自主性，采用模块化教学方式。

模块化教学模式的本质是将各课程的内容分解成各个零散的知识点，根据专业特点把相关单元进行组合形成教学模块。要实现教学内容的更新和调整，可以采用增删和组合的方式。因此，这种教学模式的内容配置较为灵活，教学目的性较强。①

我校从2014年9月起对机械基础课程进行了模块化教学改革，具体方案如下：

1 模块化理论教学改革

1.1 课程的结构体系

按照教材内容和以往的教学进度表，机械基础课程由若干个部分组成，若按照课程的内容进行模块划分，则如表1所示。

（1）理论力学模块。理论力学模块包含静力学，动力学，运动学三个子模块。静力学主要研究质点系受力作用时的平衡规律，其中包括力系的简化和物体的受力分析，在工程技术中具有广泛的运用；动力学主要研究力与运动之间的关系，基本内容包括质点动力学，质点系动力学，刚体动力学等；运动学主要从几何角度描述和研究物体位置随时间的变化规律。

（2）材料力学模块。材料力学是研究材料在各种外部载荷作用下的应变、应力、强度、刚度、稳定性的一门学科。其子模块包含各种变形：拉伸与压缩，扭转和弯曲等；此外还有应力的状态分析及强度理论。

（3）机械设计基础模块。机械设计基础主要研究各种机构的原理和机械设计的方法。这是整个课程四个模块当中最重要的一个，学习前面两个模块的目的就是为了学习此模块打下基础。

（4）液压与气压传动模块。液压（气压）传动是用液体（气体）作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液（气）压传动目前在工程中应用广泛，因此将其作为单独模块置于课程中。

1.2教学改革实行方案

（1）具体模块的构建：在机械制造基础课程教学中应用模块化教学的理念，重点内容是进行知识重组，使授课内容模块化。②机械基础的课程教学主要针对自动化，数控及电气工程专业，而在对这几个专业进行教学的过程中我们应当有的放矢，针对专业特点重新进行模块的划分（如表2所示）。对该专业的重点内容重点讲解，相对不重要的内容可以从该专业的模块中去掉，让学生自主学习。

电气工程专业和自动化专业涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是综合性较强的专业。因此我们在教学时要更注重机械知识与电学知识的融会贯通，即两者间有交集的部分，包括机械传动和液（气）压回路模块。而材料力学和理论力学中的部分基础知识可以作为学生的自学内容。

对于数控专业的学生来说，我们的目标是培养掌握数控技术及应用专业的基本理论、基础知识，能在生产第一线从事生产、管理、产品营销、设备维护等工作需要的应用型高级技术人才。因此，机械方面的基础知识，如机械设计概论，机械连接等都要作为重点知识来进行教授。而数控专业专业性较强，与液压传动的直接联系较少，因此把这一部分作为学生的自学模块。

（2）加强模块教学中的学生管理。学生是模块化教学的对象，为了更系统化地进行模块化教学改革，应当建立与之相配套的学生学习管理保障系统. 制订包括选课规定、学分管理、认知实习、企业实训等一系列的规章制度，从而调动学生学习的主动性，保障学生学习的有效性。③在进行自学模块的教学时，将学生按照该专业的自学模块进行分组。比如对自动化专业的学生，一共有三个自学模块，就将该班级的学生分为三组。每一组学生负责不同的模块，针对该模块搜集资料自主学习，并且在该模块学习完成后要进行课件的制作、演示和答辩。

2 推进实验教学的模块化改革，增强实践性

机械基础的实验教学是整个教学过程中重要的一环，对培养学生的创新能力和综合素质起着关键作用。传统的实验教学依附于课堂理论教学，是理论教学的辅助手段。实验目的仅仅局限于对知识的验证和加深理解，忽略了实验之间的内在联系，没有形成一个完整的实验体系，不利于学生的融会贯通和能力的提高。④我院从2014年起实行机械基础课程实验教学改革，采用模块化实验教学方法（如表3所示）：

具体操作是将实验项目根据其自身特点及在各专业中的地位划分为创新性、验证性、设计性、综合性及自选实验模块。在做实验前要求学生针对不同的模块进行有目的性的预习。在实验过程中，则要根据不同模块的实验要求，着重解决该模块的核心问题，从而提高学生相应的能力。

3 考核方法改革

模块化教学针对教学大纲的要求和不同专业学生的特点，设定不同的教学模块。我们在对学生进行考核时，既要重视单个模块的掌握情况，也必须要对学生各个模块间知识的连贯性及结合点进行考查。此外，要加强对实验模块的考核，改变传统教学中实验教学依附于理论教学的情况。

（1）实验模块单独考核。对实验模块进行单独考核可以提高实验教学的目的性，使其相对独立于理论教学；也方便实验教学的管理，便于学生的选课；此外，实验模块的单独考核能够提高学生对实验的重视程度，使老师和学生更加重视实践。实验教学模块应与各理论教学模块并行，并在具备科学性、系统性和衔接性的前提下单独进行考核。

（2）加强对各模块综合应用的考核。我们在对学生考核时不仅要重视各个单独模块的知识掌握情况，还要注重对知识连贯性和结合点掌握程度的考查。对各个模块的单独考核可通过随堂考试和期末考试的方式；而对学生综合应用的考核则要通过布置课题或解决生产实际问题的方式进行。

注释

① 徐理勤，顾建民.应用型本科人才培养模式及其运行条件探讨[J].高教探索，2007（3）：22 -25.

② 谷曼，徐滟.机械制造基础课程模块化教学的探索[J].河南科技学院学报，2014（6）：88-90.

③ 袁暋，许强等.基于应用型人才培养的模块化教学改革研究——借鉴德国FH成功经验[J].合肥学院学报（自然科学版），2011（4）：56-65.

④ 刘德福，何玉辉.机械工程专业课程的层次化与模块化实验教学体系改革探索与实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2012（1）：79-82.