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關鍵詞:機械識圖與EDA技術 任務驅動 “理論+實踐+應用”融合
機械識圖與EDA技術課程改革以適用、夠用、管用為主線,以任務驅動為引領,將機械識圖、電氣識圖、Protel DXP 2004 繪圖軟件通過精選、融合和貫通,有機地整合成為一門專業技術基礎課。在教學內容的安排和課堂教學實踐中,始終要充滿“工程”氛圍,將“理論+實踐+應用”融合一體,提高學生解決電類專業所涉及的專業基礎能力,以滿足創新型社會對技能人才的知識、能力和素質結構方面的要求。
一、課程內容設計要求
機械識圖與EDA技術課程是在充分調研基礎上,根據機械與電氣識圖、電工EDA兩門課程重構教學內容,按自動化、機電一體化等專業所需的識讀機械圖樣與電氣圖樣方面的崗位職業能力要求,開設的重要專業技術基礎課。課程內容設計時要基于工作過程,將電類的職業標準融入到課程標準、課程內容的設計和實施中,教學內容要對接生產過程所需要的關鍵技能,以任務驅動法或項目導向為引領,充分結合崗位職業能力需求特點。
該課程是獲得“中級維修電工”證書或“中級電子產品裝接工”職業資格證必考的內容,是提高學生專業能力、方法能力、社會能力的專業技術基礎課程。
二、調研課程工作任務
機械識圖與EDA技術課程的改革思路是從行業與企業調研(相關網絡、現場參觀、專家咨詢、座談等方式)入手,了解社會對技能人才崗位職業能力的需求,設置該課程的教學任務,然后將任務反饋給企業,提出具體的課程教學大綱,確定對接崗位職業能力的課程內容體系。
針對課程的工作任務,設計了普通鉗工、控制線路原理、機械識圖、電子技術、電動機維修、機床控制線路、常用儀表、PLC控制、企業供電、CAD與Protel軟件應用等17項工作任務調查問卷,要求調研企業簡要填寫每項工作任務的行動領域及初級、中級、高級、技師電工的需求量。并且請部分企業技術人員、人事管理部門、部分專業教師對所確定的課程內容體系進行分析論證,進一步明確課程的工作任務。
三、確定課程的內容體系
通過調研分析,該課程的工作任務是掌握國家機械圖樣和電氣圖樣的基本標準,正確識讀簡單、常用的機電零件圖形,能用Protel軟件繪制電氣電子元件庫,創建機床電氣控制元件與原理圖。因此刪除兩門課程的重復部分,對截交線和相貫線只需要了解鋼管斜切和彎曲視力,刪除了復雜層次原理圖和PCB線路設計,增加了實用節能燈、數字萬用表原理圖、機床控制線路圖繪制,線路原理圖分析只對能力較強的學生提出了一定的要求,這些知識可以為學生學習后續課程和就業打下堅實的基礎。
1.開發工學結合任務驅動式校本教材
《機械識圖與EDA技術》是一本工學結合導向、以任務為驅動編寫的校本教材。教材針對中職學校對電類專業人才的培養定位,本著“以理論夠用為度,實際應用操作為主”的編寫原則,以識讀和繪制原理圖為主線構建教材的框架,突出設計軟件應用的實操能力,兼顧中級維修電工、電子產品裝接工等職業能力方面的需要。
2.設置任務驅動引領型知識體系
機械識圖與EDA技術課程按工作任務過程進行調整和融合,重新設置11個工作任務,即制圖的基本規定(含電氣識圖)、三視圖的形成、認識基本幾何體、看畫軸測圖(含行程開關殼體)、識讀組合體(含變壓器、按鈕等三視圖)、識讀機械圖樣(含電動機的零件圖或裝配圖)、認識電氣符號及電氣圖、識讀接線位置圖(機加工車間電力平面圖)、用Protel DXP 2004繪制基本電路原理圖(數字萬用表原理圖)、繪制機床電氣控制線路圖(CA6140控制線路圖)、電動機拆裝(三相異步電動機)等。每一個任務都注重實操應用能力和職業能力的要求,確定相應的子任務。對每一任務采用驅動法,對學生完成任務情況進行評價,而且每一任務按能力遞進方式安排能力目標,循序漸進。
例如,設置“三視圖形成”任務的目的、相關知識點和技能點時,目的是掌握三視圖的形成過程及投影規律,能繪制簡單物體的三視圖;相關知識點包括三視圖的概念、形成過程、投影規律及視圖中的線、線框的含義;關鍵技能點是能繪制簡單物體的三視圖。
四、實行教學做一體化教學模式
教、學、做一體化基于中等職業教育以就業為導向和以能力培養為本位的指導思想,結合課程特點,培養學生的實踐能力,將教與學、學與做有機地結合,將傳授知識與提高能力統一起來,增強實踐性教學,以提高教學的實效性。在教授“機床控制線路原理圖繪制”時,以電動機正反轉示教板、操作為導向,通過演示電動機正轉、反轉二種狀態,讓學生了解布線方式、組合開頭、接觸器等電氣元件,以創建常用電氣元件庫為任務,以學生畫元件、添加元件庫、繪原理圖、分析討論原理圖為主要學習內容,完成工作任務。
五、課程教學效果評價
評價體系的設置直接影響到教學質量和學生的積極性。課堂教學的評價結合學生任務完成情況、日常行為與實訓操作規范、期末成績等方面綜合起來考核,培養學生自覺遵守國家標準和操作規范的良好習慣,提高學生的學習興趣。因此,將每個工作任務完成質量、工作態度、操作規程、安全文明生產、創新能力等方面進行量化。工作任務的總成績取每個任務成績的平均數,讓學生養成注重與崗位工作過程對接的實訓教學過程的習慣,提高學生綜合技能水平,同時教師對每一工作任務學習效果和學生能力態度給出指導性意見。
課程考核綜合成績=過程性考核成績(40%)+工作任務成績(40%)+期末考試成績(20%)。
六、小結
以工學結合為切入點,以典型工作任務為導向,在教學中完成電機拆裝、電氣符號與基本電氣圖、照明線路圖、機床控制線路圖等任務的設計,以培養學生的專業能力、方法能力、社會能力,提高學生的技術技能水平。
參考文獻:
[1]林濤.模塊一體化在《電工EDA》課程教學中應用[J].中國職業技術教育,2012(32).
[2]潘紅艷.網絡環境下“三段式”梯度教學模式研究[J].職業教育研究,2012(5).
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[4]蔣向東.Protel DXP 2004電路板設計實例與操作[M].北京:航空工業出版社,2011.
【關鍵詞】機械原理;課堂教學;教學方法
機械原理課程,作為一門機械類專業的專業技術基礎課,在進行課堂教學過程中,應圍繞課程的內在特點,來做好相應的教學準備工作。其講授的課程內容與授課過程應體現本課程的特點。
一、課堂教學存在的問題
課堂教學是多種教學形式中最常用的一種,它要求教師以講解知識為主,學生以聽課為主,這本身就存在很多問題。首先,在教師的教學觀念上,存在著把教學的重點,放在對知識的傳授和講解上,對于學生接受知識、理解知識的能力,學的程度如何考慮不夠;其次,學生作為課堂教學的主體和對象,存在著注意力不夠、玩手機和睡覺等不良現象,這直接影響了聽課效果;其他問題,如課程內容趣味性不夠,教師講課沉悶,不活躍等等。
二、本課程的課堂教學狀況
機械原理課程的課程教學現狀來看,基本上以課堂教學為主,采用的是傳統的講授方法,即是以“教材、教師、課堂”為核心的封閉式教學模式,因其單一、傳統、簡單的教學形式,限制了學生主觀能動性的發揮,也就限制了學生學習本課程的興趣,影響了學生學習的積極性,這也就降低了課程的授課效果,以至于達不到預期的教學目的。
三、改變教學觀念,提升學生學習興趣
針對課堂教學過程中存在的問題,教師要做出相應的改變。一,要做好觀念的轉變,要充分考慮學生的因素,包括對問題接受能力和理解能力,每次課都要有一定的機動時間留給學生,便于與學生進行溝通。二,教師在課前要對所講內容進行認真思考,詳細設計出每次課的講課過程。三,教師要充分發揮教學過程中的主導作用,要利用好各種教學手段,使整個授課過程生動活潑,充分調動學生學習的積極性。
四、課堂教學過程的探索
機械原理課程應該分成兩部分,一是關于機構的結構與運動學;二是機構和機器的動力學問題。
首先,關于機構的結構與運動學。這一部分內容來講,主要是機構的結構問題,以及機構的運動學問題,機構的結構部分主要屬于作圖能力的培養,這方面應以制圖能力為基礎。機構的運動學問題與理論力學關系緊密,主要是矢量方程與矢量多邊形問題的處理能力。
其次,是關于機構和機器的動力學問題,而其中關于機構的章節尤為重要,因而更要重視其教學方法的選擇,可將啟發式、互動式等教學方法穿插起來使用,把本課程各種機構涉及到的實例、實物模型、圖片、動畫等教學手段綜合起來,結合課程內容的情況,進行有機的融合與滲透。當我們在講到連桿機構、凸輪機構、齒輪機構這幾章時,要充分激發學生的善于思考問題的能力、好動好奇心理和一定空間想象能力,調動其學習積極性,通過實例、動畫、實物模型和圖片,把機構的“動”的特點充分地表現出來,從而達到提高教學效果的目的。例如,在講授連桿機構時,可以用四桿運動鏈做教具,也可以舉縫紉機、公交車們啟閉機構、雷達天線機構、搖頭電風扇、飛機起落架等實例,來講授連桿機構的有關內容,將教具與實例結合的效果就是,一方面,可以使學生看清機構具體是如何運動的,另一方面也能夠讓他們了解這種機構的應用,加深其對機構工作特點的理解。
結 語
課堂教學作為主要的教學形式,在我們的教學過程中,還會繼續存在下去,但其實施過程,還有很多值得我們思考的問題,由于機械原理課程,既有屬于傳統學科的內容,具有傳統學科的特點;又包含有像機器人設備、數碼設備這種領先機械行業的、屬于科技水平很高的機器,說明其具有先進性的特點,因此,在教學過程中,需要我們不斷地提高自己,汲取先進學科知識,并將其滲透到教學過程中。不斷地總結教學經驗,不斷地提高教學水平,是我們畢生為之努力的方向。
作者簡介:毛崇智(1963-),男,漢族,山東萊州,副教授,山東理工大學機械工程學院/機械設計。
關鍵詞:CAD技術;CAD課程;項目化教學
計算機技術的發展和數字化信息技術的形成促使了機械CAD技術的產生。進入二十一世紀以來,我國已經成為國際生產制造業的領頭羊,制造業的發展為我國帶來了極大的經濟效益和社會效益。為適應我國制造業高速發展形勢的需要,各高校相繼開設了CAD技術的相關教學課程。其中,《CAD技術基礎》是理論和實踐結合性較高的基礎性課程,是學生畢業后從事機械設計、CAD技術研究、開發等工作的基礎。提高應用型本科《CAD技術基礎》課程教學質量是進行合理、科學的人才培養的關鍵。
一、應用型本科《CAD技術基礎》課程的概述
《CAD技術基礎》是一門介紹計算機輔助設計基本原理及應用的課程。課程內容介紹了CAD的基本概念、工作過程及功能,CAD系統的結構、分類、組成及發展現狀與趨勢,CAD系統的軟件、硬件及應用等,同時針對專業特點及學生軟件掌握情況,側重AutoCAD軟件的應用,結合專業知識,重點培養學生運用CAD繪制二維工程圖樣的能力,及CAD簡單三維模型創建。《CAD技術基礎》課程內容設置的比例為理論內容占據教科書比重較大,實踐的相關內容較少。學生在學量的理論內容的同時沒有輔助的實踐練習,這樣的教學內容會導致學生只會紙上談兵不會實際操作[1]。
二、應用型本科《CAD技術基礎》課程的教學模式存在的問題
(一)課程內容量大與課時少搭配不均
《CAD技術基礎》的課程內容涉及到的知識量較大,但是,學校設置的課時較少。在既定的時間情況下,教師無法將知識點相關聯的內容講解的全面,從而導致學生對知識點難以透徹的理解,降低了學生學習的積極性。
(二)教學課程內容的不合理
教師在進行機械CAD技術教學時,大部分教師完全依賴教材內容的設置模式進行教學課程內容的設置。《CAD技術基礎》教科書的內容以理論為主,以少量的實踐練習為輔。教師完全的依附于教科書的安排,使教學內容乏味枯燥,無法激起學生的學習興趣,更無法鍛煉學生的專業技能。不合理的教學課程內容的安排,使實踐環節得不到實施,無法提高學生綜合能力。
(三)教師的綜合素質不高
計算機技術的發展和制造業水平的提高促使國家對機械CAD技術人才的需求量加大。由此,國家教育部門在各大高校開設了機械CAD技術課程。其課程開設的時間較晚,其教師團隊的專業程度也就參差不齊。《CAD技術基礎》的課程內容包含了CAD的設計理論和網絡的相關技術以及數據庫相關內容等。其教學內容涉及面很廣,這就要求教師具有專業的知識面結構,課程的實踐內容,更提高了對教師實際操作水平的要求。教師的綜合能力不夠是不能勝任《CAD技術基礎》的課程的教學任務的[2]。
(四)教學設備的不完善
計算機技術和電子數字化技術的基礎是CAD技術。計算機技術和電子數字化技術的更新速度可謂是日新月異,大多數高校進行CAD技術的課程教學時,其教學內容與時代進步的計算機技術以及電子數字化技術的更新程度是不匹配的。這樣不完善的教學設備,是無法進行《CAD技術基礎》課程合理科學的教學實踐的。
三、應用型本科《CAD技術基礎》課程項目化教學改革策略
(一)合理設置項目化的教學課時
依據《CAD技術基礎》的課程內容,進行學期課時時間的合理安排。盡量在課時方面,讓教師放開束縛,書本上的知識點進行項目化的整合,使教師可以建立將教學內容與企業中的項目相融合的知識體系。項目化教學課時的設置,促進學生的學習積極性的提升,從而提高學生在應用基礎理論知識的基本能力。
(二)項目化教學內容和方法的設計
1.教學內容的項目化
雖然《CAD技術基礎》的課程內容多以理論為主,但教師在授課的過程中,要進行合理、科學化備課。教師可以模擬企業的有關項目的實際工作流程,教師將學習的知識點與企業項目中相關內容進行融合,使每一個項目出現的實際問題對應的知識點具有很強的針對性,使學生能很快的融入到整個項目實踐的學習中去。
2.項目化教學方法的設計
CAD技術的關鍵應用是在培養學生運用AutoCAD繪制圖樣的能力。所以教師在進行授課的過程,要將理論知識與實踐巧妙的結合。教師可以根據學生的學習水平將學生進行分組,教師進行統一項目的布置,學生可以通過閱讀項目的任務書去了解相關的項目內容和注意事項。教師將相關的CAD制圖方法進行講解,學生通過自己學習掌握的知識進行項目完成工作。這樣的教學方法安排,既能提高學生學習的積極性,又能促使學生主動去實踐CAD制圖能力。從而達到培養優秀的機械CAD技術人才。
(三)提高教師的綜合素質
學校在進行教師考核的過程中一定要以專業程度作為教師的考核標準。由于機械CAD技術在時展的推動下不斷的進步和更新,教師在教學授課的過程中要進行不斷的學習和提升。所以,為提升教師的教學能力和素質,學校要定期為教師提供專業的技術培訓[3]。
(四)完善教學設備和校外的實踐課程
《CAD技術基礎》的課程的實踐課內容主要是以上機畫圖為主,學校引進先進的計算機設備及軟件可以提高學生的專業應用技能。學校可以組織帶領學生去各大企業了解其工作生產模式,學校也可以與企業進行簽約,讓學生到各大企業進行實踐學習,使學生通過校外的實踐課程更好的了解CAD制圖的應用途徑,從而提高學生的綜合能力。
綜上所述,計算機技術的高速發展,使CAD技術人才的培養成為當下教育的關鍵問題。本文通過對應用型本科《CAD技術基礎》課程項目化教學改革的論述,提出了相關的解決策略,為各高校的教育工作者在提高教學質量和促進學生綜合能力的發展方面提供了借鑒。
參考文獻:
[1]黃奇瑞.應用型本科電子技術課程項目化教學改革[J].科教導刊(中旬刊),2015,05(09):45-47.
關鍵詞:機械設計基礎 教學改革 教學方法
《機械設計基礎》是機電工程專業基礎學科之一,是研究機械的工作狀態、工作原理、機械構成原理、機械零件功用和機械零件結構及工作可靠度的工程技術科學。該學科所涉及的知識與技能不但為從事與機械工程相關工作的技術人員所必備,而且對人們的生活和工作中的創新實踐活動有極大的幫助。下面筆者從自身的教學實踐出發,談一談該課程的教學改革的一些做法。
一、加強課程內容的整合
隨著科學技術的不斷發展,教材的滯后性越來越呈現出來,因此必須對課程內容進行整合。要刪除陳舊的章節、增加必要的新知識等手段,精心設計課程體系。強調機械設計基礎與生產一線實際應用的緊密聯系,突出中職教育的特點,重新編排課程內容的順序、詳略,重新確定重點,構建了課程新體系:機械設計理論基礎――聯接――機械傳動――通用零部件――機械系統綜合設計。課程新體系有利于學生先了解機械整體的基本知識和要求,把握零件和整體的關系,再從聯接入手,到各種機械傳動、常用機構,以機械傳動為課題重點,把握各種機械傳動的特點,為培養學生機械安裝和調試能力打下基礎。機械系統綜合設計,對機械設計一些共性問題進行綜合闡述,為后繼的課程設計做好準備。優化重組課程內容。同時,在教學中適當補充一些與生產一線聯系緊密的實例,如軸承的安裝、定位、配合、緊固、調整、和密封。對于部分實踐性很強的內容,如帶傳動中傳動裝置的安裝、調試,包括帶輪的安裝、調整,帶的安裝、松緊程度的檢驗及調整,帶的張緊等,可以利用多媒體教學手段,有條件的話改為現場實踐教學,把原本抽象的內容變得直觀易懂。如對機械設計部分,把齒輪傳動的設計計算應用、軸的設計、滾動軸承的選擇及組合設計、螺紋聯接的強度計算及螺栓組聯接的受力分析、機械零件的疲勞強度設計等內容列為重點,利用有限的學時詳細講授。
二、綜合運用多種教學方法
本課程學習活動的設計應以生產和生活中的常用器具和機械為載體,課程內容的教學要求必須以學生自主學習為主,老師的講授與輔導為輔。為保證學習活動的順利開展,我們教師事先對教學內容必須要有充分的準備,對整個教學過程要有一個全面完整的精心教學設計,為學生布置學習任務,提供必要的學習資料,教師必須要求學生進行先期預習,在課堂上采取集中講授、問題研討等多種形式解決相關問題,在實習環節采取分組方式,分派各組的工作任務,實行有效的分工與合作。共同完成學習任務。
在教學方式上,廣泛采用角色扮演教學、情境教學、案例教學等方法,從理論的傳授過渡到方法的學習。通過本課程的學習使學生掌握機械設計基礎的基本思維方式及機械設計基礎的實踐技能,在每一次課上都有相應的案例,與生產實際結合緊密,鼓勵學生積極參與案例分析。同時密切結合中職學生的特點,突出學生主體,寓教于樂,通過與課程內容緊密配合的課堂活動(角色扮演、討論、案例分析等),豐富教學內容,調動學生學習的興趣,激發他們的學習熱情和互動交流意識,使學生真正成為學習的主人。
三、突出實踐性教學環節
《機械設計基礎》是一門實踐性很強的課程,過去的教學體系重理論、輕實踐,加之教育經費投入的不足,教學模具不完全、實驗設備少。近幾年來,我校購置了大批教學模具和實驗設備,擴建了實驗室,完善了實驗性教學體系。由于學生很難在現有車間的封閉機器中見到各類機構及其傳動系統,因此,建立了機構陳列室。機構陳列室主要展出機器中常見的各類機構的形式和用途,演示機構的基本原理,采取開放式管理,學生碰到書本中難以理解的機構可以隨時進機構陳列室觀看模型,收到了較好的效果。開設的實驗課除傳統的齒輪傳動效率測試、帶傳動及鏈傳動等實驗外,還考慮根據現有實驗條件逐步增加設計性、創新性的機構綜合實驗。根據教學進度,組織學生到生產現場教學參觀、實習,增加學生對所學內容的感性認識,充分發揮“工程環境”的教學優勢,為課程綜合設計打下良好基礎。
四、利用多媒體課件
伴隨著計算機技術尤其多媒體技術的迅速發展,應用多媒體進行教學的教學模式成為教學改革的熱點和發展趨勢,它以圖文并茂、聲像結合、動靜相宜的表現形式,使學生獲得直觀、生動、具體的教學效果。機械設計基礎課程是一門理論聯系實際的課程,學生普遍對該課程所研究的各種機器、機構和零件缺乏感性認識,而且課程內容也較為繁雜,為了使缺乏相關實踐經驗的學生能夠較好地理解課程的內容,過去幾十年一直采用掛圖、模型乃至實物輔助教學。為適應教學改革的需要,研制了多媒體課件,從而將課堂教學引入全新的境界,進一步提高了課堂教學的質量。在課件的制作過程中,根據認知規律和課程特點設計和組織課件內容。根據教學內容充分利用多媒體優勢創設生動活潑的教學情景,多角度地調動學生的積極性。如在課件中,數十幅三維動畫有效地幫助學生在頭腦中建立起機構和運動的聯系,掌握機構的工作原理;合理的色彩搭配、豐富多彩的文字動畫和幻燈片風格各異的頁面切換,配以適當的音效,有助于突出課堂教學內容的重點,抓住學生的注意力;在教學內容上增加了許多相關的背景知識和實際應用知識的影片資料,這些內容花費時間很少,但卻能夠使學生開闊視野,增長見識,增強學生的實踐意識,彌補了書本知識的不足。課件采用了超媒體的設計方法,除了能準確無誤地實現靈活的跳轉外,還能方便地導入大量的視頻資料,特別是插圖、表格、平面圖像、三維動畫和錄像片段。這對于形象化教學和提高教學效率都起到了非常重要的作用。
五、采取科學的評價手段
在呈現評價結果時,應注重體現綜合評價和要素評價兩方面。對學生的評價可區分課程考核評價(60%)和實際操作技能考核評價(40%)兩份成績,其中課程考核評價分為考試成績和平時成績兩個部分(40%、20%)。課程考核評價中的考試成績按照理論教學中知識的預期成果要求用筆試與答辯方式進行考核,其成績占總成績的40%。平時成績的考核評價通過課堂教學中的各種不同教學活動方式下的表現記錄進行綜合評定,其成績占總成績的20%。實際操作技能考核評價是通過對學生實踐成果反映出的能力水平與職業態度進行考核,其成績占總成績的40%。
參考文獻:
[1]張紹甫,張瑩,李鐵成.機械工程基礎(第二版).高等教育出版社,2009.
關鍵詞:機械專業;課程體系;實踐教學;中外對比
中圖分類號:TU;G642文獻標志碼:A文章編號:10052909(2012)05001304課程體系是指諸多課程相互聯系而構成的整體,包括根據培養目標設置哪些課程,如何設置課程,內容、形式、形態各異的課程如何結合才能達到整體優化的效果。課程體系直接反映人才的培養目標。機械專業課程體系的研究對特色專業建設和培養高素質應用型人才都具有重要的意義。
中澳教育存在很多差異,不少學者從不同角度進行了論述[1-5]。筆者通過對比新南威爾士大學(以下簡稱“UNSW”)與沈陽建筑大學(以下簡稱“SJZU”)機械專業本科生培養模式和培養方案,分析兩所學校在課程體系建設(包括專業課程設置、課程群、實踐教學環節等)方面的特色,對借鑒澳大利亞高等教育教學經驗,培養應用型高級人才提出建議。
一、課程設置對比
課程設置是人才培養方案的核心內容。根據培養目標,要求學生在單一性的基礎上實現多樣性,即體現不同的個性發展,突出專業特色和個性。因此,課程設置要充分體現學科融合,突出專業特色;要著重加強綜合性教學實踐內容,強化綜合能力。課程設置要有利于培養學生扎實的理論基礎,使他們既有通才的素質,又有專才的技能。課程設置的設計屬于課程體系范疇,它應以培養目標和培養規格為依據,在一定教學方案設計原則的指導下,選擇課程內容和組織教學過程。
UNSW機械學院和SJZU機械學院都建立于1949年。目前兩學院建設規模和招生人數都相似,都以培養機械工程類人才為目標,前者在澳大利亞工程院校排名前5位,后者于2008年獲批國家級特色專業建設點。
UNSW各專業方向每學期開設4門課,4年共開設32門課程。每門課程均為6學分,總共192分;總學時根據不同專業方向略有不同,以機械設計方向為例,總學時為2 028。其中所有的實踐環節,包括實習、課程設計、畢業設計等都穿插在課程中,不單獨設置。SJZU機械專業分為理論課程和公共實踐環節及專業方向實踐環節,其中理論課共開設41門課程,其總學分為150,總學時為2 394,除此外所有實踐環節有52學分,共53周。
課程設置按照通識教育平臺、基礎教育平臺、專業基礎教育平臺和專業教育平臺歸類,從開課門數、所占學分和學時比例等幾個方面進行對比,如表1所示。
從表1可以看出,在通識教育平臺中,SJZU開設的課程數、所占學分和學時均比UNSW多,前者大約是后者的4倍;在基礎課程中,SJZU開設的課程數比UNSW少2門,所占學分和學時少8%~10%;在專業基礎課程中,SJZU開設的課程數是UNSW的2倍,所占學分比例比UNSW多12%;在專業教育平臺中,SJZU開設的課程數比UNSW的少4門,所占學分和學時比例少24%。總體看,SJZU在專業基礎平臺中所設置的課程較多,重點培養學生的專業基礎,有利于學生進一步深造;UNSW開設的基礎課程和專業課程所占比重大,說明該校對基礎教育和專業教育非常重視。重視基礎課程,即“厚基礎”可以提高學生的就業適應性;重視專業課程,即“強專業”有利于提高學生的工程適應性,這也是澳洲高校人才培養的普遍規律。
二、課程群對比
深入研究課程體系內部的關系,考慮人才培養知識結構需求,根據課程內容相關性等因素構建不同課程群。課程群就是把具有相關性或有一定目的的不同課程編排到一起,組成一個“群”,進行系統的學習和教授。在課程群內部,以核心主干課為主線,優化教學內容,通過各課程相關知識點的有機結合,研究各課程之間的關系,使之相互促進,相映成彰。通過對UNSW和SJZU機械專業課程群進行對比,分析各自特色(表2)。表2UNSW和SJZU機械專業課程群對比表課程類型課程群UNSW機械專業開設課程SJZU機械專業開設課程通識教育平臺社科類通識教育1思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱要、思想和中國特色社會主義理論體系概論、基本原理科普類通識教育2軍事理論、健康教育、外語、體育基礎教育平臺計算機類計算機1計算機文化基礎、C語言數學類高等數學1A、高等數學1B、工程數學2E、數值方法與統計高等數學1、線性代數1、概率與統計物理類物理1A、固體力學1、固體力學2、熱力學、流體力學大學物理、物理實驗專業基礎平臺創新類機械工程與創新建筑機械概論、綜合素質訓練制造類制造設計基礎、工程材料與化學機械制造技術基礎、機械精度設計與測量技術、機械工程材料力學類工程力學1理論力學2、材料力學2設計類工程設計2、機械設計1機械原理、機械設計電子與控制類電子與通訊工程、線性系統與控制電工技術1、電子技術1、控制工程基礎、機電傳動與控制、微機原理測試類工程試驗測試技術方法與管理類工程管理現代設計方法制圖類畫法幾何2、工程制圖與CAD2液壓類液壓傳動與控制專業教育平臺力學類設計類專業類工程力學2結構力學機械設計2工程機械、鋼結構高級熱流體學內燃機與工機底盤計算機工程工程機械液壓系統高級振動學機械振動實踐實踐類專業工程、畢業設計1、畢業設計2生產實習、認識實習、畢業設計選修專業選修1、專業選修2專業選修1、專業選修2通過對比和深入調研,課程群的構建和課程內容的深淺程度、涉及范圍等都有所不同。
(一)基礎教育課程群比較
學科基礎教育平臺主要由數學、物理和計算機這3個課程群組成。通過深入調研和對比發現,在數學課程群中,UNSW開設的高等數學是分在2個學期開設,盡管基本內容與SJZU大體相同,但是更有利于學生的吸收和消化;通過教學大綱了解到,UNSW開設的數值方法與統計,其內容寬泛但難度較低。在物理課程群中,UNSW除了普通物理外,還開設了熱力學和流體力學,以后的專業課中還繼續熱傳導等方面的學習。在計算機課程群中,UNSW開設的計算機主要學習C語言,以鍛煉學生的編程能力為目標,其作業難度較大,學生要完成3個大的編程任務;SJZU開設的計算機課程則以掌握基礎知識為主。
(二)專業基礎課程群比較
在專業基礎教育平臺中,根據課程內容的相似性劃分課程群,如力學類、設計類、制造類、電子與控制類、測試類、方法與管理類和創新類等類課程群,在專業教育平臺中有力學類、設計類和專業類等課程群。
在力學類課程群中:UNSW只開設了工程力學1、2,卻包含了理論力學、材料力學、機械原理、結構力學,以及疲勞斷裂等力學知識,所涉內容廣泛,但難度較低。UNSW力學類課程群重點在于將不同的知識點融合在一起,培養學生解決工程中的綜合性問題的能力,避免對知識的割裂,并拉近與工程實踐的距離。而SJZU分別開設了理論力學、材料力學和結構力學等3門力學類課程,內容難度較大,理論性較強,往往因用人單位的需求而設置。
在設計類課程群中,UNSW將機械零件的設計分在大二和大三的3門課程中,課程內容前后銜接合理,有利于學生循序漸進地學習,且涉及范圍寬泛,普適性較強,但是比較零散,缺乏系統性。而SJZU開設的機械設計課程群學時雖不多,卻具有較強的系統性和內容的完整性,有利于學生對這類知識模塊的迅速掌握。
在電子與控制類、制造類、方法與管理類和測試類課程群中,UNSW都具有一個共同的特點,就是課程緊密結合實際工程,以課程任務為主線引導學生掌握知識和技能,培養學生動手動腦能力。如UNSW開設的工程試驗就是以測試為主要內容的實踐性課程,在實驗室進行教學,要求學生完成對不同傳感器的測試、安裝及實際應用等任務,從而達到學以致用的目的。
在創新類課程群中,雙方各有特色:如UNSW開設的機械工程與創新課,內容涵蓋了機械制圖、快速設計、工具使用、項目規劃和作品制作等內容,綜合性和實踐性非常強,將機械工程基本素質培養集于一體,強化培養學生的創新意識和動手能力,也培養了學生的項目管理能力和團結協作能力。又如SJZU開設了綜合素質訓練實踐環節,學生通過拆裝機械產品增強感性認識,并通過機械創新方案的構思和制作增強動手能力和創新意識。
(三)專業教育課程群比較
比較兩校專業課有以下特點:(1)UNSW注重培養學生解決實際問題的能力。如開設的專業工程課程,是一個類似畢業實習的一門實踐課,要求學生到企業解決實際問題,如設計環保裝置等,應用以前學過的理論知識提出解決方案,并為以后的畢業設計打下伏筆。(2)SJZU在專業課程設置上更重專業化,知識分門別類,系統性和專業性強,如機械設計專業方向開設了鋼結構、工程機械和工程機械液壓系統等特色課程,突出了面向建設行業特色的培養模式,緊密聯系建筑機械裝備,為培養學生建筑機械產品的設計制造與運行管理能力打下基礎,有利于學生就業。
UNSW課程內容寬泛而難度較低,注重知識點銜接和綜合應用,理論與實踐環節相輔相成,注重實用性和工程應用,并著力培養學生的動手能力和創新意識;SJZU課程設置注重知識的系統性和完整性,重視理論知識學習,課程具有行業特色,為培養高級專業技術人才做準備。
三、實踐環節對比
中澳高校在實踐教學環節設置安排上差別很大。國內工科院校普遍都將課程設計、畢業設計、實習等環節單獨設置,集中訓練,用整周的時間完成某一環節;而UNSW的所有實踐環節都穿插在不同的課程中,沒有獨立的課程設計或實習,課堂內容直接與實踐結合,邊學邊練,在實踐中發現問題并找到解決問題的方法。
其一,金工實習。國內高校一般安排2~3周在金工實習基地集中訓練;而UNSW則作為一年級的工程設計與創新課程中的一個環節,帶學生去車間培訓,學習加工工具的使用和簡單的實物制作。國內高校都有獨立生產實習和畢業實習環節;而UNSW不統一安排,只是要求學生在假期找企業進行12周的實習,完成實習報告并帶回企業反饋,并在專業工程課程上完成實習內容和結果的匯報和驗收。
其二,對于機械原理、機械設計等課程的課程設計,國內采用集中訓練的方式,便于學生集中思路完成設計;而UNSW以大作業的形式根據課程進度進行課程設計,并且大多數課程中都有多個設計類的大作業,以課程任務為主線引導學生學習,從而達到知識的活學活用。
其三,國內大部分高校安排在最后一個學期進行畢業設計,作為對幾年理論學習的總結和對所學知識的應用。UNSW則作為兩門課程分布在大四的兩個學期,也就是用一年的時間完成畢業設計,同時還要學習其他的專業課程,邊學邊做。前一學期不寫畢業論文,但要完成對課題的深入了解,提出問題并找到解決方法,并在專業工程課程中參加答辯;后一學期根據具體的研究項目撰寫畢業論文,根據相關要求制作出實體,并進行最終的答辯。盡管畢業設計在組織形式等方面有所不同,但兩校對畢業設計的要求同樣嚴格。
四、結語
綜合比較UNSW和SJZU的課程體系,從課程設置、課程群特點、實踐環節等幾方面進行了對比,找出各自特點,借鑒國外的經驗,提出一些操作性強、易于實踐的新想法,為深化教學改革、優化課程體系,完善課程體系建設以及特色專業建設提供依據。
其一,在課程設置上,UNSW重基礎,更重專業教育。“厚基礎”可以提高學生的就業適應性,“強專業”有利于提高學生的工程適應性;SJZU更重視專業基礎教育,有利于學生進入更高層次的學習。借鑒國外的課程設置情況,取長補短,在兼顧通才與專才教育的前提下,要進一步完善修訂培養方案,調整課程體系,探索適應SJZU特色專業的人才培養模式。
其二,在課程群建設上,既要保持知識的系統性和行業特色,又要注重知識點的融合以及理論和實踐教學的融合,并側重知識的寬泛性和工程實用性。在課程群建設中,刪減重復課程,加強知識點之間的內在聯系,注重課程內容的銜接,強化知識的綜合應用。
其三,在實踐環節中,實施課堂教學與實踐教學的銜接,并逐步形成以“課程任務”為主線的教學思路。通過課堂中的“課程任務”,鍛煉學生的動手能力,培養創新意識,使他們在完成各種課程任務過程中,將知識學以致用,不僅掌握知識,鍛煉能力,而且也培養他們的學習興趣,增強自信心,最終達到理解知識、運用知識的目的。
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Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between
China and Australia
LUO Jiman1, ZHENG Xijian1, YUN Yanbin2, DUAN Chunzheng3
(1. Traffic and Mechanical Engineering College, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, Liaoning Province, P. R. China;
2. College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China;
3. School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 110624, Liaoning Province, P. R. China)