機械精度設計課程教學改革與實踐
時間:2022-06-23 08:34:39
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摘要:根據教育部促進信息技術與教育教學深度融合的要求,針對機械精度設計課程教學方法單調、教學資源稀缺、教學質量不佳的現狀,建立了課程網絡教學平臺,介紹了各組成模塊的功能。并以此為基礎,以提高學生創新設計和工程實踐能力的導向,在課程教學方法、教學手段、教學內容等方面進行改革,教學實踐結果表明此教學模式有助于提高課程教學質量。
關鍵詞:機械精度設計;網絡教學;教學模式;教學資源
1課程特點及教學難點
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確提出要加強網絡教學資源體系建設,開發網絡學習課程,創新網絡教學模式[1]?;诰W絡教學的課程教學模式改革是實現教育教學方法創新與優質教學資源共享的重要途徑。機械精度設計課程又稱互換性與技術測量,是我校機械類與近機類專業本科生,包括機械工程及自動化、機械電子工程、車輛工程、熱能與動力工程、過程裝備與控制、安全工程、材料加工工程、核工程與核技術等專業本科生必修的技術基礎課。該課程研究機械設計和制造過程中的公差配合與檢測技術,介紹有關國家標準的規定與實施方法,教學內容包括互換性的基礎知識、典型件的互換性、測量技術基礎和尺寸鏈等4大部分[2]。但這幾部分內容在邏輯上聯系不緊密,概念術語繁多,教學內容枯燥抽象,教學難度大。同機械原理、機械設計等技術基礎課程相比,該課程教學的軟硬件顯得比較單薄,教學方法單調,教學資源匱乏。該課程僅有24個教學學時,一般是一周一次課,內容多學時少的狀況導致師生之間課堂互動不足,一方面教師專注于講解教材內容,難以充分關注學生的反應;另一方面學生疲于聽講,無法適時深入思考和理解教學難點。師生之間缺乏必要的、及時的交流也必然影響教學質量。該課程的教學質量不理想成為了制約學生機械創新設計能力和工程實踐能力提高的瓶頸。因此,對該課程開展基于網絡教學的教學模式改革是十分必要的。
2課程網絡教學平臺
該課程教學網站(圖1)是利用華南理工大學教育技術中心自主開發的“教學網站動態生成平臺”搭建的。該平臺采用ASP.NET結構,具備完善的后臺功能,可讓教師將工作重心放在教學內容和教學方法的設計上,以所見即所得的方法搭建教學網站[3]。平臺還提供了資源庫模板、視頻資源模板、首頁模板、學生管理模板、作業模板、論壇模板、多模塊頁、下載及文章發表模板、靜態圖片新聞模板、登錄模板、投票模板、超鏈接模板、播放器模板、資源搜索模板、網站訪問量統計模板、樹型列表模板、普通靜態頁面、有邊框靜態頁面、分段靜態頁面、主持人介紹等共20個模板,方便教師根據需要靈活搭建各種模塊和管理各類資源。該課程網絡教學平臺將信息技術與課程教學進行深層融合,教學資源緊密結合課程教學需要,突出理論聯系實際的指導思想,以提高創新設計和工程實踐能力為導向,以方便教師教、學生學為出發點,以資源豐富、充分開放共享為基本目標,確保課程資源的系統完整,注重課程資源的適用性和易用性。該課程網絡教學平臺具備網上教學、答疑輔導、實驗指導等功能,不僅包含課程簡介、教學大綱、教學日歷、課程教案、課程組成員介紹、教學課件、重點難點指導、參考資料目錄、實驗項目介紹、課程建設規劃、學生管理等基本教學資源,而且還涵蓋素材資源庫(包括圖片、動畫、微視頻)、案例庫(包括鉆模板、活塞與氣缸、齒輪液壓泵、減速器齒輪的配合設計)、試題庫及答案(近年期末考試題及答案)、教學論壇(即教學BBS,設置了若干個討論區,供師生課后發帖交流)、在線討論(即聊天室,供師生在線交流)、實驗演示(實驗目的、原理、規程介紹)、儀器介紹(實驗儀器的用途、結構介紹及照片)、作業系統(無紙化提交、批改作業)、加工方法介紹(常規加工方法的微視頻)、國家標準(與本課程有關的國家標準電子版)、問卷調查(了解教學狀況與教學需求)和在線自測/考試系統等拓展教學資源。
3課程教學模式改革與實踐
根據教育部提出的促進信息技術與教育教學深度融合的方針要求,課程組基于網絡教學平臺對機械精度設計課程進行了教學模式改革與實踐。在教學過程中采用啟發式教學法、案例教學法、研究型教學法等方法開展教學。注重講授與自學相結合、討論與交流相給合,強調師生之間的互動和交流,采取自主學習、探究式學習、問題式學習等學習方法,激發學生的學習積極性、創造性和主觀能動性,充分調動學生參與到知識的探究與問題的解決過程中,在追尋問題解決方案過程中獲得知識和技能,培養學生的創新思維和創造能力。首先教師通過學生管理模塊將從學校教務管理系統中導出的選課學生班級名單批量導入到課程網絡教學平臺中,建立用戶名和初始登錄密碼均為學生學號的學生賬戶,學生登錄后可修改密碼和個人信息。通過學生管理模塊,教師還可以獲得每位學生的登錄次數和使用時長等信息,并可將其作為平時成績評定的一個參考。學生通過課程描述模塊可以了解課程教學大綱和教學日歷,還可以獲知課程教學重點和難點,有針對性地提高學習效率。課程團隊模塊提供了各位任課教師的信息,包括其研究方向和研究項目,便于學生根據自己的興趣申請參加教師的科研項目,獲得科研實踐學分,或者邀請任課教師指導本科生自己的研究計劃項目或者創新創業項目。教師可靈活利用教學資源模塊開展課堂教學,學生則可通過教學資源模塊下載課程教學課件和教學素材進行課外學習。其中教學素材包括一些教材上無法提供的動畫和微視頻,形象生動的數字化資源能夠將幾何公差帶、體外(體內)作用尺寸、尺寸和幾何公差之間相關要求等抽象的、難以理解的內容展示出來,現場加工與檢驗的錄像能把一些機械零部件的生產制造過程以及一些幾何誤差的檢驗方法呈現出來,這有助于基本不具備工程經驗的學生學習實踐性較強的知識點。模擬試題部分提供了多套往年的全真試題及其答案,便于學生考前復習,提高復習效率。教學案例部分則優選了幾個難度適中的機械零部件的精度設計案例供教師選擇開展案例教學與研究型教學,以提高學生的學習興趣與參與程度[4]。教師可以通過教學管理模塊管理學生用戶及其權限,可通過作業管理功能作業,學生可以在此提交作業。在線討論功能可實現師生課后在約定答疑時間實時互動,在線答疑。問卷調查功能可讓教師獲得學生對課程教學的意見和建議,了解學生的學習狀態和要求,并將此作為完善網絡教學平臺和改進教學方式的依據。學生可以通過課程實驗模塊預習各個實驗項目內容,熟悉各種實驗儀器的功能和結構組成,通過實驗演示功能的圖片、動畫和視頻可了解實驗目的、實驗步驟或預先獲知大致的實驗結果,這樣可以更充分地做好實驗前準備,改進實驗教學效果。擴展資料模塊提供常規的冷加工和熱加工工藝過程的視頻,有助于學生理解各種加工方法的原理及其所能獲得的加工精度。國家標準技術文件集合收集了尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、尺寸鏈和各種典型件公差規定和誤差檢測的國家標準的pdf文件,有利于學生全面了解機械精度設計與技術測量的國家標準體系,樹立標準化的意識,為其將來從事機械工程技術工作提供基礎訓練。教學論壇模塊則給師生提供了課外交流互動的機會,學生可于非在線答疑時間在各個討論區發帖子提出問題、討論問題,還可以瀏覽前幾屆學生碰到的一些難點問題,從而避免走彎路,提高學習效率。教師可以在課后空余時間解答問題、點評問題,所有學生都可以看到答復,從而避免逐個重復地回答共性的問題,提高工作效率。在線測試模塊提供了試題庫和試卷庫,題型有選擇題、判斷題、填空題和簡答題等,學生既可以從試題庫中選擇試題進行練習來檢驗自己對各個知識點的掌握情況,也可以將試題組合成試卷進行模擬考試來檢驗學習效果,試卷在學生提交后可自動批改并顯示成績和各道題的正誤情況。
4總結
在基于該網絡教學平臺完成課程學習之后,學生反映良好,普遍認為:網絡平臺資源能緊密結合課程教學需要,理論聯系實際,有利于系統地學習機械精度設計知識,了解其在整個機械設計過程中的重要性;教學資源豐富,尤其是視頻和動畫等資源非常利于學習和理解抽象的概念和術語,各種拓展資源有利于開闊視野,彌補工程經驗的不足;使用方便,較好地考慮了課程資源的適用性和易用性,便于課外預習和復習,開放共享程度高;師生互動便利,學生可以很方便地將課后碰到的問題及時向教師反映并得到解答;在線測試和模擬試題便于學生了解考試要求和復習重點,提高復習效率;教學案例緊密結合工程實際,有利于學生工程思想的培養和實踐能力的提高。因此,基于網絡教學平臺的機械精度設計課程教學模式改革有利于激發學生的學習興趣,拓寬學生的知識面,也有利于培養學生的創新思維,增強學生分析問題、解決問題的能力,從而改進課程教學效果,提高課程的教學質量,促進機械類專業的三大設計基礎課協同發展,為學生今后進行專業課程設計和畢業設計打下堅實的理論和實踐基礎,最終有助于提高學生創新設計和工程實踐能力以及就業競爭力,為推進經濟發展方式轉變提供強有力的人才支撐和智力保障。
作者:李旻 張鐵 胡廣華 單位:華南理工大學機械與汽車工程學院
參考文獻:
[1]教育部.國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)[EB/OL].http://www.moe.edu.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html,(2010.07.29)[2017.04.06].
[2]張鐵,李旻.互換性與測量技術[M].北京:清華大學出版社,2010.
[3]華南理工大學教務處教育技術中心.動態網站建設使用手冊[EB/OL].http://222.16.42.180/首頁/服務指南/linkFiles/動態網站建設使用手冊201612184545.pdf,(2016-12-18)[2017-04-06].
[4]李旻.案例教學法在互換性與技術測量教學中的應用[J].裝備制造技術,2013(8):202-204.
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