机械基础课程“五位一体”实践教学体系构建的研究

席晓燕 张向红

摘要：实践教学是培养大学生创新精神、创新能力和实踐能力的最重要教学环节。本文根据机械基础课程的特点，提出了构建“五位一体”（引导认知、基本训练、基础实验、综合实验、创新实践）实践教学体系，介绍了机械基础课程构建“五位一体”实践教学体系的意义、形成以及实施效果，期望能对同类课程起到指导作用。

关键词：机械基础课程；五位一体；实践教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）17-0198-02

一、实践教学在机械基础课程中的重要性

机械基础课程中的实践教学，需要与时俱进，具备鲜明的时代特色，随着社会的发展、教育的改革应不断地进行内容的更新与形式的变换。大学生面对新的机遇和挑战，应在实践教学中不断提高自身的素质和能力，才能适应时代的发展需要。加强实践教学，培养创新人才，是21世纪应用型本科院校面临的共同课题。传统的教育教学方式重视理论教学，教学模式是以“教师、课堂、教材为中心”的，属于应试教育，学生的实践能力不能得到有效培养，对于学生的专业能力与综合素质的发展，起着严重制约的影响作用。因此，重视实践教学，从实践教学中总结经验，理论与实践相结合，才能形成科学的教学思想，构建合理的实践教学体系，是机械基础课程的重要任务。

机械基础课程是机械技术的平台课程，覆盖工科机类各个专业，是学生迈向专业的通行证，是其他机械专业理论课的基础，知识的实用性较强，对于学好后续课程和从事机械类专业都是很重要的，由于其内容多而广、概念深奥且难以理解等原因，传统的教学模式不能满足新时期的教学需求。本文提出的机械基础课程“五位一体”实践教学体系构建的现实意义如下。

第一，培养学生关注实践、立足实践、在实践中学习和提高，形成有益的学习观。

第二，学生对于知识与技能的掌握和应用能力得以强化。

第三，学生的创新能力会得到相应提高。

第四，有效增强学生的职业适应性和竞争能力。

二、“五位一体”实践教学体系构建

“五位一体”的实践教学体系是一个有机的整体，五个重要方面的关系是相对独立且统一的，实践教学重视的是实践能力的培养，需要一定的理论支持，同时具有相对独立的体系与明确的学习目标。实践教学对学生的培养目标是：综合实践能力与开拓创新能力的加强。因此，机械基础课程“五位一体”的实践教学体系的构建，是以机械基础课程的专业理论知识为基础，深入到机械基础知识的认识、机械设计、机械创新设计的认知规律中，应用到机械工程制图、机械设计基础、创造工程学的事件教学环节中，并将多元融为一体，构建引导认知、基本训练、基础实验、综合实验和创新实践“五位一体”实践教学体系。“五位一体”实验课程体系架构如图1所示。

1.引导认知。引导认知指的是在学习机械基础新课程之前，教师应设置预热课程：展示与新课程相关的实物和模型，对学生学习机械基础新课程起到一定的启蒙作用，有助于增强学生对于新知的认知度。因此，学校设置了机械原理陈设柜、机械设计陈列柜，购置了一系列机械模型与实物供学生学习。同时还有机械创新设计实验台、减速器拆装试验台等。教师在讲授课程之前可以集中或分组带领学生参观各种试验台与陈列柜，其中有与机械基础相关的从机器的组成到工作原理知识的各种陈列，学生通过参观陈列品，对机械有了初步的印象与了解，对于接下来的学习起着重要的铺垫作用。另外，教师在此阶段可以引入问题引导式教学方法，即教师参照学生已有的学习基础和知识结构，根据实物和模型的工作过程和工作原理设计相关问题，让学生带着这些问题去观察、去思考，比如：缝纫机是如何工作的？汽车变速器的原理？减速器工作原理？里面都包含哪些零件？

2.基本训练。机械创新设计能力的培养需要进行基本技能的训练，机械创新设计的步骤为：草图绘制、计算机绘图、三维造型等。教师可以针对每一个环节进行项目训练，加强培养学生的空间想象力、构形能力、图形表达能力，为提高机械设计能力打下坚实的基础。在机械创新设计基本技能训练的实践教学模式中，教师可以采取任务驱动法，由教师制定学习阶段内的相关机械零件，布置好任务，要求学生在指定时间内，根据任务目标，运用CAD绘图软件绘制出零件图，并进行三维设计造型、测绘并绘制机构运动简图以及齿轮范成原理等训练。

3.基础实验。通过基础实验掌握机械只是系统的基本原理、基本试验的方法，以达到有效培养学生的工程实践能力、分析问题的能力与解决问题的能力，是针对于机械系统基本原理与基本实验方法进行的初步剖析。机械系统的基本试验包括速度波动调节实验、动平衡试验等。

4.综合实验。为了适应经济社会发展下对高素质人才的要求（综合性、创新性、设计性），在教学中采用机械基础知识的综合实验，综合实验是以学生自我的训练为主。学校目前开设的综合实验有基于机构创新的搭接实验、机构创新设计及模型制作、轴系结构设计实验和轴系结构创新组合训练实验，并且每届学生中都有部分学生主动参加，例如，2012级机制专业有近80名同学参加，2013级机制专业有40名同学参加。参与实施综合实验为提高学生的设计能力起到了良好的促进作用。

5.创新实践。机械基础课程“五位一体”实践教学体系的构建原则是：以学生为主体、以学生的自我训练为主、重视学生的个性发展、培养高素质的创新设计人才。在实践的教学过程中，将学生的兴趣爱好与特长等方面融入到教学中，并指导学生积极参加各类机械设计大奖赛。参加学科竞赛，是提升学生的创新能力的有效途径，同时，学生的综合设计能力、工程实践能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力都得到了相应的提升，取得良好的成绩。例如，我校在2014年、2016年的河北省大学生机械创新设计大赛均取得一、二、三等奖；获得实用新型专利20余项，发明专利5项，学生参与教师课题10项。

三、“五位一体”实践教学体系实施效果

我系在机械基础课程“五位一体”实践教学体系实施过程中，总结出了一些经验也取得了一些成绩。

1.“五位一体”实践教学体系保证实践教学和理论教学有机融合，强化了学生对知识的掌握和应用，学生对机械基础课程热情明显高涨。

2.“五位一体”实践教学体系，培养、建设了一支善于开展产学研的教学队伍。我系大部分教师转变了教学观念，由教师的教转变为学生的学，而教师为了更好地指导学生的实践积极走访、联系各个企业、科研院所，教学、科研能力得到很大的提升。

3.“五位一体”实践教学体系使实践教学得到实质性的加强，机械基础课程的培养目标能够落到实处，理论指导实践，真正从教学实施的角度去贯彻机械基础课程建设目标。

4.“五位一体”实践教学体系，提高了学生设计简单传动装置的能力，增加了学生参加大学生科技创新活动的数量和质量，切实提高了学生的应用创新能力。

5.通过“五位一体”实践教学体系，增强学生的职业适应性和竞争力。根据我们对毕业生的跟踪，发现实践能力强、或参加过学科竞赛的学生职业发展都很好，这其中有的学生利用自己在学校参与的创新创业项目进行自己创业，比如2012级机械设计制造及其自动化专业一名学生在校时对3D打印机非常感兴趣，在校期间多次参加全国3D大赛、3D扫描与逆向设计大赛，毕业后利用自己积累的经验和知识开设了一家少儿3D打印培训机构，目前公司也基本初具规模。

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