创建国家精品课程实现理论实践结合*

2014-04-16徐格宁

中国教育技术装备 2014年6期

◆徐格宁

作者：徐格宁，博士，教授，博士生导师，太原科技大学副校长，全国优秀教师，省级教学名师，国家级机械实验教学示范中心主任，主要研究方向为重大装备机械结构系统现代设计与分析方法研究、复杂机械结构系统CAD/CAE、仿真理论研究及系统集成（030024）。

太原科技大学是以工科为主的多科性大学，以机械类和近机械类专业为主导，自1965年成立起重运输机械、工程机械、矿山机械专业以来，将金属结构课程定为机械类专业方向必修的主干专业基础课（起重机械、工程机械、矿山机械、物流工程、安全工程）。在校、院和系领导的高度重视和课程教学团队的共同努力下，本门课程已经成为学校水平高、影响大、覆盖宽、教师和学生高度重视、教学质量稳定、教学效果好的课程之一。金属结构课程建设以培养高等工程技术应用型人才为目标，坚持“注重理论研究，强调工程概念，加强实践环节，激发创新意识，重视能力培养”教改思路；经过多年探索和建设，发挥该校机械设计制造与自动化专业创建、发展过程中的优势，突出课程体系、教学内容、教学手段和教材建设等几方面改革实践，已形成一套科学、系统、有效的教学新模式，具有鲜明的特色。2009年金属结构课程被评为省级精品课程，2010年金属结构课程被评为国家级精品课程，2013年扩展为山西省精品资源共享课。

1 金属结构课程体系改革

理论教学体系改革建立以现代机械结构有关的理论及方法为基础，侧重学生工程素质、综合应用和创新设计能力培养的课程体系。根据这一新体系，注重加强与拓宽基础、加强工程背景、有利于学生自主学习的原则，进行教学内容的整合、协调和优化。

实践教学体系改革通过“基本实验能力的形成——分析（设计）与综合能力的训练——创新精神的培养”构建实践教学体系。课程新体系注重理论教学与实践教学并重、各教学环节有机衔接和整体优化，形成了课堂教学、实验教学、课程设计一体化的教学体系。

2 理论教学改革与实践

改革以教师、课堂、书本为中心的知识灌输传授方法，采用以教师为主导、学生为主体的多种形式，注意教学互动与交流，促进学生积极思考，激发学生的创造性思维

具体做法：加强课程联动环节——将专业基础课中的基本模型、基本理论、基本方法、基本规律与专业课中的典型机型的典型构件、典型工况的典型载荷、典型模型的典型分析及典型步骤联动对应，打通课程的内在联系，承上启下地解决课程的重点、难点问题；加强课堂互动环节——提问、回答、讨论、报告——解决课程的重点、难点问题；加强课程内外结合环节——问题、例题、习题、解题——解决课程的重点、难点问题。

坚持课堂教学和案例教学相结合以工程问题为背景，将行业标准、规范、案例分析融入相关教学内容中进行讲授，培养学生工程能力，拓宽学生知识面。

坚持课程教学与专业、科研有机结合金属结构课程覆盖的专业和方向宽泛。教学过程中，在严格按照教学大纲进行授课的基础上，针对不同专业和方向，调整教学内容。将本课程的基本概念、基本理论和相关专业方向后续专业课程有效衔接并有机联合。对于起重机械、工程机械专业方向的学生，强化机械系统中的动力学部分以及零部件疲劳强度计算等内容，使学生认识到如何运用所学知识来解决系统中动力学及零部件疲劳强度问题，从而提高系统的安全性和可靠性。对于特种设备安全工程、物流工程等专业的学生，除了讲解金属结构的基础知识以外，注重讲解一些现代设计理论、零部件维修性能等，使学生能够将现代设计理论和本专业知识有机结合，如将通过可靠性设计以确定设备寿命和维修周期，保证设备安全性等有关知识溶入教学中。通过上述方式，实现了该课程和后续专业课的有机结合，充分发挥了该课程的作用，让学生看得见、摸得着、用得上，将课堂知识真正落到实处，为后续专业课程提供了坚实的基础。

3 实践教学改革与实践

实践教学环境建设与金属结构课程相关实验室属机械实验教学中心。机械实验教学中心是国家实验教学示范中心、山西省虚拟仿真实验教学示范中心。金属结构课程相关实验室建设紧密跟踪行业和制造业的发展，适时将科研成果转化为教学资源，如自主设计具有工程背景的实验系统（设备）：机械传动、力学行为、调度管理试验系统及大型结构疲劳综合实验台等。实验系统（设备）集结构、光电、机械、控制、仿真、调度、管理于一体，体现多学科知识融合的系统集成；可开设虚实结合的设计创新性实验项目，实现工程教育回归工程的目标。

实验教学改革与实践以国家示范实验教学中心，构建以综合、设计、创新能力培养为中心的“分层次+开放式”的实验教学新模式。“分层次”是将实验分为三个层次（基础型、分析与综合型、创新与设计型），不同层次实验采用不同的教学方法和手段。“开放式”是将实验项目、内容、时间面向学生全面开放，为学生个性化培养提供自由发展的平台和空间，真正体现以学生为主体、教师为主导，实现了由验证性实验向设计实验、单一性实验向综合实验及具有工程背景实验的转变。

合理设置相关的实验项目，引导学生在实践中掌握课程的重点和难点。在教学中紧密联系工程实际，逐步形成独有的实验和实践教学特色，将教学、工程和科研紧密结合，以科研支撑教学，以教学促进科研。如将国家重大技术装备科技攻关项目——“桥式起重机主梁疲劳设计与实验研究”的成果列入本科生的“金属结构疲劳实验”内容。

课程设计改革与实践在课程设计中着重解决如何提高学生的综合设计能力、创新能力和工程实践能力，开展创新设计活动，调动学生设计思维。充分利用创新实验室的仪器、设备及虚拟仿真示范实验教学中心中面向工程实际的实用软件，使学生能将现代设计理论及方法应用于设计中，实现了课程设计与工程实际有机结合。鼓励学生直接参加教师的科研课题，并作为本课程的课程设计题目，将所学的基本知识直接应用于工程实际中。

4 课程教学团队建设

高水平的师资队伍建设是精品课程建设的根本保证。课程负责人为全国优秀教师、省级教学名师，在国内本领域具有较高的知名度。课程教学团队由7位教师和1位专职实验师构成，其中，博士生导师1人，硕士生导师3人，教授3人，副教授2人，讲师2人，高级实验师1人；7位教师中，博士研究生学历3人，在读博士研究生2人。为提高青年教师的教学水平，实行培养导师制、听课制度和学位提升制，保证持续稳定提高教学团队的整体教学和学术水平。

近年来，承担国家、省部级教改项目7项，获山西省教学成果奖3项，承担国家、省部级科研项目7项，获省部科技进步奖3项，在本领域具有较高的教学水平、学术水平和行业知名度。

5 《金属结构》教材建设

教材建设特色优势显著，起步最早，历史悠久，注重传承，不断创新。国内第一部教材是学校老专家徐克晋教授主编的《起重运输机金属结构》1962版，奠定了我国金属结构课程的基础。之后陆续主编再版《金属结构》1982版、1993版，1987年获机械工业部全国高等学校优秀教材一等奖，1988年获全国高等学校优秀教材奖。1997年由徐格宁教授主编《起重运输机金属结构设计》，精练了前续教材内容，突出了实用性，在全国本领域高校、研究所、生产企业使用了12年，有上百家企业和部分国家重点工程（如三峡工程的1200吨桥式起重机、西气东输工程的DG70吊管机、SD8高驱动架推土机研制）以及本学科领域的学者、论文、教材所引用。2006年，《起重运输机金属结构设计》的第2版更名为《机械装备金属结构设计》。2009年，徐格宁教授主编出版国家“十一五”规划教材《机械装备金属结构设计》，既传承老教材的精华，又吸纳多年科研成果及主持修订的最新国家标准（2008年出版）的内容，实现了教学内容、科研成果和实际工程的有机结合。