机械原理课程改革研究

机械原理课程改革研究

[摘要]基于成果导向教育理念,以学生能力需求为导向,通过制定课程能力评价标准,明确机械原理课程教学中存在的问题,并结合课程实际达成度结果,提出强化基础、面向工程应用的课程持续改进方式,并取得一定的效果。

[关键词]成果导向;课程能力评价;持续改进

成果导向教育最初由Spady在1981年提出,该理念在美国、澳大利亚、英国等国的高等工程教育中得到广泛的实践。随着2016年国际工程联盟大会《华盛顿协议》全会全票通过了中国的转正申请,我国成为第18个《华盛顿协议》正式成员,成果导向教育成为我国工程教育的重要发展方向。成果导向教育是基于学生成果为导向,以学生实际工程能力需求为指引,确定培养目标,核定毕业要求,从而构建符合能力需求的课程知识体系。

1课程改革研究目标

机械原理课程作为机械类专业的专业基础课程,起着承上启下的作用,对于建立学生初步的方案设计能力,掌握机构设计能力有着至关重要的作用,但是原有的课程体系中,均强调科学理论而忽视工程应用,因此出现了学生会解题、会考试而面向工程问题却无法拿出具体的设计方案的问题。成果导向教育理念的引入,可以明确学生工程能力需求,从定量方式考核学生能力达成情况,评判教学过程及效果,明确后续改革的方向。机械原理课程改革拟以成果导向为基础,明确本门课程学生能力需求,划分课程目标,制定与课程目标相符合的教学环节,设立定量化考核方式,从而综合评判学生能力达成情况,并为后续的课程持续改进提供依据。

2主要研究内容

课程评价考核是评价学生能力是否达成的重要手段,因此科学合理的评价方式尤为重要,本门课程的考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的,以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容。课程目标评价内容及符号意义说明如下表,字母A、B、C和D则分别表示学生作业、课堂表现、实验、期末考试的实际平均得分,其中,D=D1+D2;D1为期末考试中对应课程目标1的试题得分,D2为期末考试中对应课程目标2的试题得分。

3具体实施情况分析

依据评价方式要求,对三届学生的《机械原理》进行了课程达成度评价,其具体数据如下表所示。

3.1课程目标结果分析

分析结果中存在未达成情况,主要因为课程目标2达成度评价值较低,只有0.54,究其原因,主要因为授课过程中忽视了学生对机构分析的掌握程度,没有根据学生实际情况调整课程内容及授课方式,导致此项评分较低。在3项课程目标中,课程目标2评分较低情况出现几率较大。课程目标2主要关于掌握平面机构的结构分析、运动分析、力分析、机械效率原理和方法,并具有将其用于解决机构识别、表达和分析与求解问题的能力。

3.2后续课程持续改进方向

针对在三级学生中,课程目标2的达成度两次处于最低值的问题,研究发现,课程目标2主要需要学生掌握机构的运动及受力分析的内容,但是学生原有的数理基础不强,且这部分内容相对于课程目标1而言偏理论化,学生缺乏兴趣,因此在后续的课程改进过程中,降低分析难度,提高学生学习兴趣及信心为主要工作点。依据本门课程的特点,在后续课程中将引入软件环节,将运动及受力分析模块化,降低原有数理课程对本门课程的影响,通过软件的直观体验提高学生学习兴趣,并在教学环节中增加“项目研究”这一教学环节,通过完成项目方案设计与分析,提高学生对于课程内容的理解。

3.3新一轮课程实施情况及达成度结果

在2015级机械原理课程中实际采取的教学改进手段包括两个方面:一是增加了习题课环节;在原有课程内容中,采用强化基础,重视讲解与训练的形式,增设习题课环节,从而达到督促学生完成基础知识训练的目的,强化基础知识的掌握与应用。二是增加了大作业环节;在完成课程之初即下达大作业任务要求,要求学生完成一套日常生活中用到的简单机构设计,并完成模型制作、三维仿真分析设计及设计说明书。通过大作业环节,加深学生对实际机构的理解,掌握初步进行方案设计及选型的方法,并掌握用软件方法来分析机构。通过在新一届学生上面的实践,课程目标2达成情况有了明显改善,在2017级达成度评价结果中,课程目标2达成度评价结果上升到0.78,且通过三维软件建模仿真+实物模型制作的方式,学生积极参加课堂大作业环节,通过训练,学生更理解方案设计的原理,在2018年全国大学生机械创新设计大赛过程中,2018级学生积极参与,并获得了国赛奖项。

4结语

通过对机械原理课程采用基于成果导向的建设思路,反向设计课程内容,建立定量化评价方式。通过数据结果,反思课程建设中存在的问题,并进行持续改进。本文提出了课程改革的新方向,并给出了具体建设和调整的思路,取得了一定的建设成果。

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作者:赵燕 单位:武昌首义学院机电与自动化学院