【国家一流本科课程1】二十二年磨一剑 机械原理课程团队精益求精

作者:李文迪 蒲亚杰编辑:陈孖川发布时间:2021-05-26浏览次数:161

二十二年磨一剑   机械原理课程团队精益求精

 

见习记者  李文迪  蒲亚杰

 

    “大班理论课讲热点、教重点;小班研讨课展现教材革新,将前沿知识融入研讨主题。”这是“机械原理”课程建设中,课程负责人孔建益教授始终强调的核心内容。

  在孔建益的带领下,“机械原理”教学团队始终坚持“以学生为中心”的理念。功夫不负有心人,该课程在2007年被评为国家精品课,2013年被评为国家精品资源共享课,2020年被评为国家级一流本科课程。

教材改革为先导   创新课程奠定基础

    “计算机技术飞速发展,图解法教材已经无法满足信息时代,学生的要求。”好的课程,首先需要好的教材。1998年,廖汉元教授和孔建益教授联合编写出全国第一本“机械原理”课程全解析法教材,旨在培养学生利用计算机编程技术解决机械设计问题的能力。

  该书受到国内权威人士的一致好评。教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会主任委员张策教授认为:“该教材代表我国机械原理学术水平和教学水平的精品教材之一。”

  新的教材编写需要与之相应的教学方法、教学手段。

    “我们是国内第一批将PPT引入课堂的队伍。”课程主讲老师邹光明表示,上世纪90年代末,国内计算机动画制作软件还未普及,为使学生更好的理解所学知识,老师们定期集中学习PPT制作技巧,将成品应用于课堂。

    “PPT上的动画让学习的内容更加生动形象,知识都‘动了起来’。”是大多数学生的感受。实际工程机械的运动、实验和加工过程等都通过PPT直观展示在学生面前,增强了学生对工程机械的感性认识。

  进入新世纪不久,优化设计、计算机数学知识……如雨后春笋般涌现,刚刚编写好不到5年的教材面临更新换代的问题。

    “我们在第二版教材增加了机构学前沿内容并于2007年完成编写。”孔建益介绍,新教材将全解析法与计算机技术相结合,把受控机构学等前沿知识融入教材。同时,实验课上引入计算机辅助实验,把验证性的实验变成综合性和创新性的实验,获学生一致好评。

    2013年,该教材第三版完成,并被评为“十二五”国家级规划教材,全国12所高校选用了这套教材及其CAI课件。

大班授课小班研讨  资源共享不断成长

    “机械原理”作为机械类专业的核心课程,每节大课有近百名学生参加。在传统的授课模式下,“老师讲,学生听”的形式始终以老师为主体,限制了学生自我思维的发展,降低了教育的实效性。

    “改革势在必行。”为充分尊重学生学习的主体性,团队首先考虑采用小组制教学模式,定期进行小组讨论并邀请学生分享讨论成果。“效果不错,不少同学反映,课程的参与度提高了。”

  然而,大课堂上教学内容统一,无法考虑到学生个体差异,这使得小组讨论往往顾此失彼,仍有不少同学游离在课堂之外。

    “因材施教,用不同的方式对待不同的学生。”“可以增设实践板块,让学生亲自动手领悟机械原理。”课程团队对小组制进行改进,构建了以学生为中心的“大班授课、小班研讨”新型教学模式。

  大班授课构建基础理论框架,小班研讨引导学生进行专题讨论,两相结合以实现教学资源共享最大化。

  大班主讲教师的课程着重于讲授系统性和层次性的知识,讲重点、讲难点、讲热点。

  小班辅导老师主要引导学生专题讨论、强化实践应用,学生可以在机构运动仿真程序的编程与开发、给定主题的机构方案设计、机械系统的三维建模与运动动画制作等三大类课程设计中任意选择一项Project完成。

  同时,老师会对大班的课程内容分析讨论,并详细讲解典型习题,加深学生对重难点的理解和掌握。

  在课堂中,老师们会将自己最新的科研成果引入课堂,鼓励学生查阅文献,开阔视野,引导学生走入科研的殿堂。

    “如何设计一个仿生扑翼机构?”“如何改进哈罗单车?”看似天马行空的想象,在机械原理的研讨课上纷纷变为现实。热心公益的杜丽设计了爬楼机器人,痴迷军事的胡德康剖析了直升机传动机构,热衷改良炼钢技术的苏磊发明了转炉倾动系统……学生们对研讨课上的机械世界充满热情。

  生动有趣的课堂背后,是教师团队们的苦心钻研和默默付出。如何在保证研讨课顺利进行的基础上,精炼理论、压缩课时,成了教师们亟待解决的难题。

    “问题导入法”“案例教学法”等多种教学方法被引进课堂;多媒体、编程等现代教学手段也运用在教学的各个环节。

    2017级学生赵驰回忆:“机械原理课上,老师们经常会把生活中的机械结构拍下来,融合课本知识进行分享,提醒我们多多关注身边的机械机构。这让我们对自己的专业产生了更多的兴趣。”

  改革成果学生共享,也让团队获得国家教学成果二等奖1项,省级奖励5项。

永葆初心优化改进   打造一流本科课程

    “如何让学生在日常学习上多下功夫,不要等到考试前才临时‘抱佛脚’?”办公室里,教学团队成员围坐在一起,就如何提高学生们学习的主动性商讨办法。

  打造出一门真正以学生为中心的精品课程,始终是教学团队追求的目标。

  孔建益教授担任课程总体设计师,起着“领头羊”的作用;侯宇教授负责教学计划及教学内容安排;邹光明教授负责教学方法设计;汤勃教授负责实践教学设计;李佳副教授负责课程评价。

  五位老师分工明确,又目标一致,“丰富课堂内容、改变讲课方式、引导学生多多进行实践、多元化的考核方式……”大家常常为了一堂课的授课方式与重点争论的热火朝天。

  学生的创新创业能力有待提升,他们便计划新建自主学习中心、校企联合实验室、创新实践平台;学生认为专业知识过于枯燥,他们就带领学生开发专业知识通关小游戏,将冷冰冰的“杆件结构”转化为生动有趣的游戏问答。

  在学生中流传最广、印象最深的,是侯宇用解析法进行机构运动分析时,填的一首词《如梦令·运动分析》——“要做运动分析,先列解析方程。矢量多边形,坐标方程式。求导,求导,得出运动规律。”面对赞誉,侯宇谦虚地摆手:“就是一刹那,脑子里灵光一现,想起了李清照的《如梦令·常记溪亭日暮》,就即兴填了一首。”

  近年来,“互联网+教育”“智能+教育”风起云涌,团队第一时间与“爱课程”“学习通”等线上教育平台合作,推出在线课程。

  该课程得到中国工程院苏义脑院士、段正澄院士等校内外专家的充分肯定;近五年,学生评教打分优良率达到100%。

  从1998年完成第一本全解析法教材,到2020年被评为国家级一流本科课程,二十二年,弹指一挥间。“但我们‘一切以学生为中心’的理念没有变,打造更加优秀的课程,满足学生的学习需求与个性发展的初心没有变。”孔建益说。

 

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