本站原创摘 要：《机械设计基础》是高等工科院校机械类、近机械类和非机械类各专业开设的一门专业技术课.本文以增强教学效果为目的,从做好课堂导入、激发学生的求知欲、合理运用多媒体教学,以及面对“90后”大学生如何教学等探讨非机专业《机械设计基础》教学过程中的经验和感受.
关 键 词：《机械设计基础》非机专业教学效果
《机械设计基础》是一门机械类专业的重要专业基础课,是连接基础课程和专业课程的重要纽带,同时也是近机械专业和非机械专业的一门重要技术基础课程.目前许多工科院校具有工程性质的非机械专业都开设了《机械设计基础》这门课程,比如江南大学的食品科学与工程、纺织服装工程等.该课程概念多、原理难、内容抽象,而且实践性非常强.这对专业知识缺乏感性认识、思维活跃又求新求变的“90后”大学生来讲,显然是缺乏吸引力的.但多年来,大部分任课教师并没有注意到非机械专业与机械专业在教学中的不同,因而学生普遍反映《机械设计基础》这门课程枯燥难学,任课教师也感到事倍功半.因此,对于非机械专业,如何把枯燥乏味的书本知识变成学生想学的工程知识和技能,提高学生的学习热情至关重要.笔者结合自身的教学经验,就如何增强非机械专业《机械设计基础》教学效果进行探讨.
一、教学内容有所取舍
对于机械专业学生,在教学《机械设计基础》课程之前,我们一般会先开设一些先导课程,比如《画法几何》、《机械制造基础》、《材料力学》和《理论力学》等,但由于非机专业的培养目标与机械专业不同,先行课程对于非机械专业不会全部开设,这就给《机械设计基础》课程的学习造成很大困难,因为非机械专业的学生所用的教材与机械专业的学生是一样的[1].因此为了达到较好的教学效果,对于非机械专业的学生授课必须根据实际情况对教学内容进行适当的调整.根据非机专业的专业特点,对于超出学生理解能力的内容进行删减,对于一些复杂的计算公式等做简单介绍,不应像要求机械专业的学生一样要求非机械专业的学生做透彻的理解,因为对于非机专业的学生,学习《机械设计基础》不是为了设计机器,而是解决在今后工作和学习中遇到的有关机械方面的问题.因此,教材上复杂公式的推导和论证等内容应适当取舍,使学生有更多的精力解决实际问题,达到较好的教学效果.例如轴类零件强度和刚度的计算,齿轮传动中轮齿齿面接触疲劳强度的计算公式的推导过程[2]等内容都应删除.这些内容涉及理论力学和材料力学的内容,即使讲授,非机械专业的大部分学生也听不懂,因而可以不做讲解,有兴趣的可以自学.应用性较强的内容则可以重点讲授.
二、教学前的准备
对于教师来说,能否上好一节课,关键在于提前做准备.是否能上好《机械设计基础》,若准备充分,则上课自如、生动；若准备不足,则上课乏味、无趣.笔者曾在江南大学人文学院王树洲教授的精品课堂上深刻有体会地说：“无论你是否有教学经验,做好充分的课前准备,你的课堂将会精彩万分!”
所谓准备,笔者有两方面的理解.一是指具体的准备工作,如案例寻找、课件制作、教学设计等,学生手中通常只有一本教材,而教师要熟悉各种教材,并将主要内容凝练到PPT中,再根据课程要求准备相应的案例,以及对学生习题做出透彻分析,以此做到教学过程井然有序,且富有逻辑.二是指心理准备工作,教学是教师与学生共同参与的双边活动,教师的情绪、精神面貌将直接影响教学效率,以良好的心理素质和适应能力应对课堂教学,为学生营造轻松、愉快的学习氛围,对于青年教师更是如此.
三、教学中的设计
在一节45分钟的课堂里,学生的注意力会随着学习时间的增加而分散,尤其非机专业的学生学习理论性较强的《机械设计基础》,很容易走思.如何将学生的注意力保持在一个理想的稳定状态,要求在教学过程中精心设计.
1.设计有效的课程导入,激发学生学习兴趣.
学生在课程开始时,注意力最为集中,这时可以采用观看与课程相关的案例（视频、音频、图片等）,或提出与课程相关的问题,引起学生的好奇心与求知欲,以此过渡到课程内容的教学上.比如,在讲授复合铰链内容之前,先给出一个带有复合铰链的机构运动简图,让学生自己计算机构自由度.根据已学过的知识,绝大多数学生都会漏数复合铰链处的转动副,因而计算结果出错.这时可以告诉学生为什么会出错,引入复合铰链的概念.这样导入可以使学生记忆深刻,注意力更集中.另外,也可以通过复习上节课的内容,或讲解上节课布置的思考题,在帮助学生巩固所学知识的同时,将新旧课程内容有机串联起来.
2.合理安排师生互动,启发学生思考问题.
教师的主导作用离不开学生的自主参与,教师与学生在课堂上的相互对话、相互沟通与相互理解意味着双方的相互认可,学生在与教师平等交流的过程中获得自信,从而体验到讨论、探究的乐趣.此时,教师要鼓励学生大胆参与,使学生在发展个性的同时,锻炼其思维能力、表达能力和创新精神,真正实现教学相长.“创造始于问题”,学生生疑,疑则思进[3].在课堂教学中积极创造条件,制造悬念,促进学生思考.例如,在讲解螺纹防松时,我先提出问题：“自行车脚蹬的螺栓为什么会经常掉?”因为这个问题是实际生活中经常遇到的,所以学生会积极讨论,讨论的结果是螺母发生松动.进而我再提问：“螺母为什么会松动?”引发下一轮讨论,结果是由于骑车时的振动引起.这样一环扣一环可以促使学生养成发现问题、提出问题的好习惯,从而有效开展自主学习.
3.采用多种教学方式与手段,吸引学生注意力.
要使学生在课堂上注意力集中而不开小差,教师必须起主导作用,尽可能采用多种教学方式与手段,并充分利用多媒体开展教学.教学中引入多媒体可以弥补传统教学的一些不足,为课堂注入新的生机.非机专业的学生大多理论基础比较薄弱,并且缺乏空间想象力,教学中引入多媒体可以丰富教学资源,增强课堂教学效果[4].比如在讲解减速器的组成[2]时,如果只是静止的图片,学生很难理解机械与机构、构件、零件之间的关系.而利用多媒体开展教学,将减速器解剖开来放映,零件一个个地分离出来,学生就可以非常清楚地看出零件与机械的关系,同时以多媒体播放动画,声音还可以激发学生的学习兴趣,提高学生的学习热情.多媒体教学在《机械设计基础》教学中的作用巨大,特别对于力学知识和空间想象力较差的非机专业 340;学生而言,显得尤为重要.增强课堂教学效果,教师的教学风格非常重要,讲台如同舞台,学生如果是观众,教师就是演员,学生的注意力将随着教师的语调、音量、方位、动作而发生改变.因此,教师在授课时注意重点内容应该语调高,音量大,适当运用肢体语言,以吸引学生的注意力.
四、教学后的反思
教学对于学生来说是一次性的活动,而对于教师来说却是循环性活动.所以,教师若在教学后没有进行思考,总结教学中的不足,那么教学只能成为一项重复劳动,不可能达到提高教学水平的目的.提高自身教学能力需要一个漫长的过程,教师应该根据不同专业的特点,在不断总结自身教学经验的同时,向有经验的老教师学习更为有效的教学方法,以此增强教学效果.