基于一体化教学模式的机械工程专业教学改革探索与实践

2023-12-04颜立访

现代制造技术与装备 2023年10期

颜立访

（常德技师学院，常德 415000）

机械工程专业在现代工业中扮演着重要角色，但是传统的教学模式还存在一定问题。为了满足当前社会对机械工程人才的要求，在机械工程专业教学中引入一体化教学模式。一体化教学模式指将理论教学与实践教学有机结合，在课堂教学的基础上引入实验、实习和实训等环节，以强化学生的理论知识体系，培养他们的实际操作能力和问题解决能力[1]。

1 机械工程专业教学改革中存在的问题

首先，机械工程专业的教学内容与实际需求脱节，使得学生缺乏解决实际问题的能力。在传统的教学模式下，教材内容过于理论化，与实际工作中的需求相去甚远，学生在毕业后往往无法适应工作环境。其次，教学方法单一，使得学生缺乏主动学习意识和实践能力。传统的教学方法以讲授为主，学生只能被动接受知识，缺乏主动思考和实践的机会。这种单一的教学方法限制了学生的学习兴趣和动力，无法培养学生的实践能力和创新能力。最后，实践环节不足导致学生缺乏实际操作机会。机械工程专业需要学生具备一定的实践操作能力，但是在教学中实践环节往往被忽视。学生缺乏实际操作的机会，无法将理论知识与实际问题相结合，也无法培养出综合素质和实践能力。

2 基于一体化教学模式的机械工程专业教学改革探索

基于一体化教学模式的机械工程专业教学改革探索主要包括课程与教学内容的整合、教学方法与手段的创新以及理论教学与实践教学的结合，如图1 所示。第一，课程与教学内容的整合。通过跨学科的方式整合课程与教学内容，旨在培养学生的跨学科思维能力。例如，将机械设计、材料力学、控制工程等相关课程进行整合，使学生能够综合运用不同学科的知识解决实际问题。

图1 教学改革探索

第二，教学方法与手段的创新。采用案例教学法和问题导向学习等创新的教学方法，旨在培养学生的综合分析能力。通过实际案例的引导，学生能够主动思考和解决问题，培养他们的创新思维和解决实际问题的能力。

第三，理论教学与实践教学的结合。通过设计实践教学项目，引导学生思考和分析实际问题，培养他们的问题解决能力和创新能力。例如，组织学生参与机械设计竞赛、实习实训等实践活动，让他们能够将理论知识应用到实际中，增强自身的实际操作能力和创新能力。

通过这些改革探索，可以使机械工程专业的教学更加贴近实际需求，培养学生的综合能力和创新能力，提升其就业竞争力。同时，促进学生的自主学习和自主发展，培养他们的学习能力和创新意识。

2.1 课程与教学内容的整合

通过跨学科的方式整合课程。例如，将机械工程专业的课程与电子工程学、计算机科学等学科进行整合，形成“机械与智能控制”课程。这门课程包括机械力学、电子电路和控制理论等内容，目的是培养学生的跨学科思维能力。学生可以通过这门课程了解机械工程与电子工程的交叉领域，掌握智能控制系统的设计与应用，学习如何综合运用不同学科的知识解决实际问题，培养自身的创新能力和复杂问题解决能力[2]。

整合教学内容指整合相关知识，以形成具有一定主题和逻辑关系的教学内容。例如，在教授机械力学的同时，融入相关的材料学和机械设计知识。教师可以在讲解力学基本原理时，引入材料性质与应用和机械设计方法与技巧。通过整合教学内容，使学生更好地理解不同知识之间的关联性，增强他们综合运用知识的能力。此外，教师可以通过案例分析和项目实践等方法，让学生综合运用不同学科的知识解决实际问题，培养他们综合思考和解决问题的能力。这种方式可以帮助学生建立更全面的知识体系，改善学生的学习效果，增强学生的实际应用能力。

2.2 教学方法创新

创新教学方法是教学改革的重要内容。案例教学法是以案例为基础的教学法，目的是培养学生的自主学习能力、实践能力、分析能力和问题解决能力。例如，教师可以在教授机械设计课程时引入真实的机械设计案例，如设计自动化生产线。学生可以通过真实案例学习机械设计的理论知识，培养自身的综合分析能力。问题导向学习（Problem-Based Learning，PBL）是一种以问题为导向、以学生为中心的教学方法。它通过引导学生解决实际问题，达到学习特定知识和技能的目的。例如，在教授机械材料课程时，教师可以引导学生提出问题，然后让他们通过研究和实验探索问题的答案，并进行反思和讨论，以此培养他们的批判性思维和自主学习能力[3]。

2.3 实践教学与理论教学的结合

首先，根据机械工程专业的特点和学生的学习需求设计实践教学项目，让学生在实际操作中学习和应用理论知识。其次，教师要在实践教学过程中引导学生思考和分析实际问题，帮助他们将理论知识与实际问题联系起来，培养其问题解决能力和创新能力。再次，学校要提供必要的实践教学资源，如实验室设备和实习基地等。最后，学校可以与企业合作，让企业为实践教学提供机会和场所。

3 基于一体化教学模式的机械专业教学改革实践案例分析

某高校为了增强学生的实践能力和创新能力进行教学改革，引入一体化教学模式，让学生在实际工程项目中进行学习和实践。学校设计了一门综合实践课程，选择具有实际应用价值的项目作为实践项目，如小型机械设备的设计和制作等。课程教学目标是增强学生的实践能力和创新能力，培养学生的问题解决能力和工程实践能力。教学评价方式为综合评价，评价指标包括设计方案的创新性、制造过程的规范性和项目成果的实用性等。一体化教学模式下机械设计与制造课程教学评价表，如表1 所示。

表1 一体化教学模式下机械设计与制造课程教学评价表

通过案例说明，采用一体化教学模式有效增强了学生的实践能力和创新能力。通过项目实践既增强了学生的独立思考能力和解决问题能力，又锻炼了他们的团队合作能力和沟通能力[4]。基于一体化教学模式的机械专业教学改革实践取得了良好的效果，为学生的综合素质提升和就业能力培养奠定了基础。

4 基于一体化教学模式的机械工程专业教学改革的挑战和对策

基于一体化教学模式的机械工程专业教学改革面临两方面挑战。一方面，学生的学习能力和实践能力不足，缺乏主动学习意识和实践意识。这可能是由于传统的教学模式注重理论知识的传授，而缺乏对实践能力的培养。另一方面，课程和教学内容整合难度大，需要花费大量时间和精力来设计和调整课程。这是因为一体化教学模式要求将不同学科的知识融合在一起，使学生能够综合应用这些知识解决实际问题[5]。

为了解决上述挑战，可以开设专门的课程，教授学习方法和技巧，帮助学生提高学习效果和学习效率。鼓励学生参与科研和实践活动，如实验室实践、项目研究等，使他们能够将理论知识应用到实际问题中。针对学生的不同学习需求和能力水平，可以提供个性化的学习辅导，如一对一辅导、小组辅导等，帮助学生克服学习困难，改善学习效果。同时，建立学生评价和反馈机制，如定期进行教学满意度调查、开展学生座谈会等，以便及时调整和改进教学方法和内容。鼓励教师参与成果评审和分享活动，如参加学术会议、发表教学论文等，以便与同行交流和分享教学经验。建立教学资源在线平台，提供教学资源检索和下载功能，使学生能够随时随地获取所需的教学资料。通过采取一系列措施，可以促进基于一体化教学模式的机械工程专业教学改革的顺利进行，增强学生的学习能力和实践能力，提升教学质量和效果。