应对转型发展的机械设计立体化教材建设

解占新?刘刚

摘 要：晋中学院机械专业根据转型发展的要求，开展了机械设计立体化教材体系的建设工作，构建了新的教学方法和教学模式，形成了集实验教学、网络教学、CAI 课件、纸质教材于一体的立体化教材资源。经过几年的教学实践，形成了机械设计课程立体化教材体系，提高了教学效率和教学质量。本文就应对转型发展的机械设计立体化教材建设进行阐述。

关键词：转型发展 机械设计 立体化教材

课 题：本文系晋中学院教改项目（ZI2012jg15）研究成果。

为了满足我国经济的发展，促进高层次应用型技术人才的培养，积极推进我国高等教育大众化进程，随着国家教育部对全国普通高校改革方向的进一步明确，全国普通本科高校中600多所已经或正在向应用技术型办学方向转变。如何适应中国的应用型改革，如何在地方院校成功实现转型发展，使学生摆脱“高学历，低能力”的困境，更好地将机械设计理论与实践相结合，笔者学院机械设计教研室积极进行了一系列教学改革，在理论知识传授的基础上，不断加强学生实践能力与创新能力的培养，突出“应用型”的特征。

目前，传统的机械设计的课程教学主要以理论教学为主，教学内容更新不够，机械设计、机械原理课程的教材主要围绕理论知识，机械设计理论内容相对陈旧，不能适应技术的发展；教学手段也相对单一，课堂教学多是“一本教材一支笔，一块黑板一张嘴”，教学中学生主体性难以发挥，学生学习热情比较低，虽然辅以多媒体教学，但是在培养学生实践能力与实验技能方面仍有欠缺。因此，如何使机械设计课程实现实操应用与理论构建相结合，成为笔者学院教研室多年来的研究课题。

自2010年起，笔者所在教研组开展了机械设计立体化教材体系的建设工作，构建新的教育模式和教育教学方法，力求在新型专业工程技术人才的培养上下工夫。几年来的教学实践与不断建设的立体化教材体系，使机械设计课程建设取得了一些成果。

一、构建机械设计课程立体化教材的思路

笔者学院机械设计课程以培养学生综合机械设计能力为主线，以机械设计的基本概念、基本知识和基本设计计算方法为主要内容，具有突出设计性、实践性和综合性的特点，是面向机械设计及其自动化、机械制造工艺学等专业本科生的一门专业基础课。

根据机械设计课程的内容及特点，确立了立体化教材建设的指导思想：以综合能力培养为目标，以课程教学为主要形式，注重理论与实践相结合，适应学院的转型发展。

机械设计课程立体化教材突出课程教学的立体化模式，设计整合了大量教学资源，辅以多媒体网络教学平台将教材、学习指导书、试题库、实验教学课件等多元化教学方案，在学生实习操作，实验教学的基础上，把机械设计理论巧妙融合，在解决机械设计问题中贯穿理论的应用，真正实现了教育思维方式的转变，可以最大限度地满足学生的教学需求，极大地促进了教学改革。

二、对机械设计立体化教材内容的修正

1.夯实基础、建设主教材体系

笔者学院在使用多年的《机械设计讲义》《机械原理讲义》的基础上，删除了生产实践中不再使用的陈旧内容，结合科研成果，充实了机械设计及其自动化的新内容，建立起以夯实基础、突出特色、培养学生创新能力为宗旨的主教材体系建设体系，于2013年参与编写并由华中科技科技出版社出版了《机械设计》《机械原理》两本教材，用于晋中学院的相关专业教学。

2.制定标准化内容，修订电子教案

电子教案的开发应用了PowerPoint，Flash和Authware等软件，图、文及动画并茂，将教学内容以幻灯片的形式展现给使用者。由于学生的层次不同，专业侧重点也有所差异，教师可以根据自己的需要对电子教案进行有针对性的修改，为课堂教学的顺利进行打下基础。目前该电子教案在机械设计、机械原理等课程教学中普遍应用。当然，电子教案只是课程教学的摹本与基础，为了使电子教案更符合学生的认知过程，在具体教学中发挥出较好的效果，必须结合学生实际情况，注意具体问题的细节操作。在授课过程中，教师应因地制宜、循序渐进地进行讲授，比如难点慢放、与图解对应的推导过程的演示、控制板书放映的速度等等。同时，将该电子教案提供给学生自学使用，教案中丰富的信息、直观生动的演示，大大地提高了学生的学习兴趣和课堂效率。因此，只有将电子教案与实际课堂相结合，课程重点、难点才能有的放矢，才能方便学生和教师的的需要，这是建立在教研组成员之前的大量工作与反复推敲教材的基础上的。

3.利用网络技术，制作课程教学视频

当今大学教育资源已经实现网络化、智能化。智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端被越来越多的学生使用。课程教学模式也由原有的单一课堂教学走向多元化，以教学视频为主的时代悄然来临。笔者所在课题组于2016年3月录制了《机械原理网络教学》视频，学生可通过有线与无线方式访问网络课程教学资源，使网络课程学习的随机性与零散性大大增强，视频制作结合图、文、声、像等多种信息，力求为学生学习提供更直观的感受、更便捷的学习空间，使机械设计课程与生活学习相连接，既实现学生自主性学习，又提高了教师课堂教学的效率。教师要革新思路，与时俱进，研究教学视频的设计与制作，为新型学习环境下网络教学资源的建设提供新的方案，创建出适合新型学习环境的精品教学资源。

4.丰富课堂教学，整合多媒体教学课件

在电子教案、教材、课堂视频制作整理的过程中，由多位教师完成了以助教助学为目的《机械原理》《机械设计》系列教学课件。机械原理、机械设计是比较适合用CAI 课件进行教学的课程，在课件中采用动画、仿真等技术，讲解课程中的难点和重点。尤其对于初学机械原理、机械设计课程的学生，三维动画、仿真技术等教学演示调动了学生对抽象原理的理解，可以起到事半功倍的教学效果。

5.编写辅助教材，开发《机械设计试题库》

几年来，笔者学院的机械设计教学团队精心准备，编写完成了大量的试题，题型包括选择题、判断题、填空题、分析题和计算题。考试时可以在教学大纲的要求下抽取试卷，也可以用于平时组织学生在线模拟测试。题库内容符合大纲指定的考核要求，经过几年的实践证明，学生的成绩基本上符合正态分布，对客观评价学生的教学效果能起到一定的作用。

除了主教材的编写、试题库的修订，为了增强学生的日常学习积极性，还围绕课堂教学及考试，修订配套建设的辅助教材，比如《机械原理学习指南》《机械设计》《实验教学指导书》《机械设计例题与习题》等相关辅助教材，主要是指导学生学习这些课程，另外还有一些典型例题，在实践中很受学生们的欢迎。

三、小结

机械设计立体化教材的建设与整个课程内容、体系的改革相结合，机械设计、机械原理课程内容和体系的改革是目的，立体化教材建设是手段，将两者结合可以及时反映教学改革的要求。以立体化教材建设的形式促进教学改革的实施，不仅对机械设计教学改革有积极作用，而且对其他课程的改革也有一定的借鉴意义。

此项研究成果将促进笔者学院教学水平的不断进步和教学质量的不断提高。几年的实践证明，学生的学习兴趣浓厚，考试综合统计平均都达到良好等次。目前约80%学生考研都选择机械原理、机械设计课程。机械设计、机械原理CAI多媒体教学课件，经不断改进完善，受到有关专家的好评。另外，机械设计立体化教材建设将满足广大教师和学生的需求，为教学提供更优质而全面的服务。完善后可以在其他相关学校推广使用，对于地区经济的发展也会产生积极影响。