一、调查背景
"机械原理"课程是我国高等院校机械类专业必修的一门主干技术基础课程,在培养学生的机械设计综合能力方面占有十分重要的地位。为全面了解国内高校"机械原理"课程的教学、教改情况以及对该课程发展和教学改革的意见,从中总结出具有普遍意义的经验和改革成果,以便向机械学科教学指导委员会和教育部提出切实建议,并为新一轮"机械原理课程教学基本要求"修订提供依据,教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会和全国机械原理教学研究会决定对全国相关高校"机械原理"课程的教学状况进行问卷调查,并由教育部机械基础课程教学指导分委员会机械原理课指组具体操作。
调研工作自2007年8月开始,机械原理课指组多次利用全国性相关会议的机会,向参会学校发放调查问卷,同时提供可网上下载的调查表。截至2008年10月,共收回问卷样本59份(其中,本科学校57所,专科学校2所)。交回调查问卷的学校有"985工程"大学、"211工程"大学、地方重点大学和一般地方高校,调查面具有一定的代表性。
二、调研基本信息
1.师资队伍情况
参加调研教师来源
参加调研教师总人数/人 |
国家级教学名师/人 |
省级教学名师/人 |
校级教学名师/人 |
478 |
2 |
12 |
26 |
0.42% |
2.5% |
5.4% |
被调查的授课教师结构(364人)
职称结构 |
年龄结构 |
学位结构 |
教授 |
副教授 |
讲师 |
助教 |
岁 |
35~55岁 |
>55岁 |
博士 |
硕士 |
84人 |
148人 |
119人 |
13人 |
118人 |
228人 |
18人 |
142人 |
161人 |
23% |
40.7% |
32.7% |
3.6% |
32.4% |
62.6% |
4.9% |
39% |
44.2% |
专任实验指导教师与实验室管理人员结构(114人)
职称结构 |
年龄结构 |
学位结构 |
高级 |
中级 |
初级 |
岁 |
35~55岁 |
>55岁 |
博士 |
硕士 |
38人 |
59人 |
17人 |
22人 |
87人 |
5人 |
3人 |
23人 |
33.3% |
51.8% |
14.9% |
19.3% |
76.3% |
4.4% |
2.6% |
20.2% |
2.学时分配情况(57所本科学校)
学时分配情况
实验教学学时 |
学时数 |
学校数 |
比例 |
≥16学时 |
7 |
12.2% |
12学时 |
2 |
3.5% |
10学时 |
4 |
7% |
8学时 |
14 |
24.6% |
6学时 |
22 |
38.6% |
≤4学时 |
8 |
14% |
课堂教学学时 |
学时数 |
学校数 |
比例 |
>60 学时 |
13 |
22.8% |
50 ~ 60 学时 |
30 |
52.6% |
学时 |
14 |
24.5% |
3.开课学期及学生数(57所本科学校)
开课学期和学时数
单学期开 |
开设学期 |
学校数 |
班级数 |
学生人数 |
生师比 |
第5学期 |
24 |
545 |
20009人 |
42∶1 |
第4学期 |
21 |
第3学期 |
9 |
跨学期开 |
第3—4学期 |
1 |
第4—5学期 |
1 |
第3—6学期 |
1 |
4.课程建设情况(59所学校)
课程建设情况
国家精品课程 |
省级以上精品课程 |
校级以上精品课程 |
国家工科机械基础课程教学基地 |
国家级实验教学示范中心 |
省级以上实验教学示范中心 |
校级以上实验中心 |
院系级以上实验中心 |
9 |
27 |
43 |
8 |
10 |
26 |
42 |
53 |
15.3% |
45.7% |
72.8% |
13.5% |
16.9% |
44% |
71.1% |
89.8% |
从以上统计知,被调查学校从事"机械原理"课程教学的教师职称结构和年龄结构合理。教师中具有博士学位的人数占教师总数的30.3%,具有硕士学位的人数占教师总数的38.4%,博士学位人数和硕士学位人数占教师总数的68.7%,达到本科教学水平评估的优秀标准。
在被调查的学校中,72.8%的学校将本门课程作为精品课程进行建设,其中国家精品课程9门,省级以上精品课程27门,校级以上精品课程43门。该门课程建设情况较好,但"机械原理"作为机械学科的一门主干课,尚有16个学校的"机械原理"课程未成为精品课程,还需加强建设。
三、课程建设的组织方式与教学实施的运行机制
各校课程建设与教学运行情况如下:
(1)6所学校(占被调查学校的10.2%)的课程建设是每位任课教师的个人行为,由每位教师根据自己的教学经验和体会自主开展建设。
(2)51所学校(占被调查学校的86.4%)成立了课程教学团队,实行团队负责人(或课程主持人,或主讲教师)负责制,课程建设是团队的集体行为,在团队负责人组织和协调下,开展有计划的课程建设。
(3)3所学校(占被调查学校的5%)的课程建设由院系领导或教学委员会统一负责,任课教师只需按下达的要求做。
(4)44所学校(占被调查学校的74.5%)的任课教师、实验指导教师参与了专业培养方案的制定。
(5)52所学校(占被调查学校的88.1%)对授课班级使用统一的教学大纲、考试大纲、各教学环节考核方式与成绩评定办法。
(6)12所学校(占被调查学校的20.3%)使用试题库出卷。
(7)18所学校(占被调查学校的30.5%)实行教考分离。
(8)3所学校(占被调查学校的5%)试题中有实验内容,其比例为5%~10%。
(9)50所学校(占被调查学校的84.7%)采用统一试卷、统一评分标准、集体流水批改方式组织考试。
(10)9所学校(占被调查学校的15.3%)统一试卷,统一评分标准,但由每位任课教师自行批改。
(11)5所学校(占被调查学校的8.4%)统一试卷,但由每位任课教师自定评分标准,自行批改。
(12)5所学校(占调查学校的8.4%)的课程总评成绩构成及比例由任课教师自定。
(13)52所学校(占被调查学校的88.1%)的课程总评成绩构成及比例由课程教学团队统一规定。
成绩构成及比例情况
平时 |
学校数 |
期中考试 |
学校数 |
期末考试 |
学校数 |
实验 |
学校数 |
5% |
2 |
5% |
1 |
30%~45% |
3 |
5% |
8 |
10% |
14 |
10% |
4 |
50% |
3 |
10% |
22 |
15% |
4 |
15% |
1 |
55% |
1 |
15% |
1 |
20% |
22 |
20% |
3 |
60% |
3 |
25% |
1 |
25% |
2 |
30% |
1 |
70% |
20 |
0% |
27 |
30% |
6 |
40% |
2 |
75% |
2 |
|
|
40% |
1 |
0% |
47 |
80% |
16 |
|
|
0% |
8 |
|
|
85% |
3 |
|
|
|
|
|
|
100% |
8 |
|
|
从以上统计知,被调查学校的绝大多数学校成立了课程教学团队,采用统一的教学大纲、考试大纲及各教学环节考核方式与成绩评定办法,课程总评成绩构成及比例由课程教学团队统一规定,总评成绩构成及比例虽然不一致,但各有特点。被调查学校的大多数教师参与了专业培养方案的制定,对教学内容熟悉,教学规范,教学运行总体情况良好。被调查学校中有少数学校的课程建设是任课教师的个人行为,69.5%的学校的课程考试未实行教考分离,使用试题库出卷的学校还不多,这些方面的改革还需进一步加强。
四、理论教学情况
各校理论教学情况如下:
(1)59所学校(占被调查学校的100%)都有课程教学大纲
40所学校(占被调查学校的67.8%)认为本课程的理论学时安排合适;19所学校(占被调查学校的32.2%)认为本课程的理论学时安排太少;各学校理论学时的正态分布与要求增加学时情况见以下图表(图中学校数为纵坐标,学时为横坐标):
增加学时情况
(2)理论教学使用公开出版教材情况
教材名称 |
主编 |
使用学校数(所) |
百分数 |
机械原理 |
孙 桓 |
27 |
45.8% |
机械原理教程 |
申永胜 |
9 |
15.2% |
机械原理与机械设计 |
张策 |
2 |
3.3% |
机械原理 |
吴克坚 |
2 |
3.3% |
机械设计基础 |
陈国定 |
1 |
1.7% |
机械原理 |
黄茂林 |
1 |
1.7% |
机械原理 |
王知行 |
1 |
1.7% |
机械设计基础 |
周家泽 |
1 |
1.7% |
机械原理 |
刘会英 |
1 |
1.7% |
机械设计基础 |
吴瑞祥 |
1 |
1.7% |
机械原理 |
谢进 |
1 |
1.7% |
机械原理 |
邹慧君 |
1 |
1.7% |
机械原理 |
杨家军 |
1 |
1.7% |
机械设计基础 |
程时甘 |
1 |
1.7% |
(3)17所学校采用双语教学(占被调查学校的28.8%)情况
双语教学教材使用情况
教材名称 |
主编 |
出版单位 |
使用学校数 |
Machine Design |
Robert.Norton |
机械工业出版社 |
2 |
Mechanisms and Machine Theory |
叶仲和、蓝兆辉 |
高等教育出版社 |
4 |
Design of machinery |
原著Norton (韩建友改编) |
高等教育出版社 |
1 |
机械原理英文版 |
李桦民 |
武汉理工大学出版社 |
1 |
机械原理课程双语教学辅助资料 |
谢进、刘光帅 |
|
1 |
自编双语教材 |
|
|
8 |
(4)20所学校使用公开出版的电子课件(占被调查学校的23.9%)情况
主要公开出版的电子课件
教材名称 |
编著者 |
出版社 |
出版社时间 |
使用学校数 |
机械原理电子教案 |
葛文杰 |
高等教育出版社 |
2005年 |
8 |
机械原理多媒体教学系统 |
申永胜 |
清华大学出版社 |
2005年 |
5 |
机械原理 |
党祖祺 |
高等教育电子音像出版社 |
2002年 |
1 |
机械原理 |
王知行 |
高等教育出版社 |
2005年 |
2 |
(5)42所学校(占被调查学校的71.2%)使用自编电子教案(含使用自己公开出版电子教案的学校)。
(6)12所学校(占被调查学校的20.3%)教师与学生在网上答疑与互动。
(7)各校布置作业情况
布置与批改情况 |
不布置 |
布置 |
不批改 |
部分批改 |
全批改 |
学校数 |
1 |
58 |
2 |
16 |
41 |
从以上统计可知,被调查学校的理论教学平均学时(含实验学时)为56.2。其中,40所学校(占被调查学校的68%)认为本课程的理论学时安排合适;19所学校(占被调查学校的32%)认为本课程的理论学时安排太少,多数要求增加到60学时左右,50~60学时是各校希望和可以接受的学时数。绝大多数学校使用公开出版的教材,使用最多的教材分别是孙桓、申永胜编写的教材;17所学校(占被调查学校的28.8%)采用双语教学,所使用的双语教材有原版教材和叶仲和编写的英文教材等。绝大多数学校采用多媒体方式教学,其中20所学校(占被调查学校的33.9%)使用公开出版的电子课件,使用最多的电子课件是葛文杰和申永胜编制的电子课件,有些学校使用自编电子教案。12所学校(占被调查学校的20.3%)的教师与学生在网上答疑与互动,57所学校(占被调查学校的96.6%)都布置了作业,其中41所学校(占被调查学校的69.5%)给予全部批改。
由统计可知,绝大多数学校采用多媒体方式教学,教学手段较为先进。部分学校采用双语教学,并使用公开出版的双语教材,双语教学改革取得一定进展。仅有12所学校(占被调查学校的20.3%)的教师与学生在网上进行答疑与互动,这方面的改革与建设还需要进一步提倡和加强。
五、教学改革与研究
被调查学校中参加教学改革与研究的本课程教师有273人(占57.1%)。2004年以来,他们共参加各类教学研究课题213项,其中部级课题20项、省级课题45项、校级课题148项,涉及经费452万元,人均1.65万元。2004年以来,本课程教师取得的教学改革与研究成果129项,其中部级12项、省级41项、校级76项。2004年以来,本课程教师获得的教材奖共计10项,其中部级3项、省级3项、校级4项。2004年以来,本课程教师获得多媒体课件奖32项,其中部级5项、省级8项、校级19项。近年来,这些教师共发表教学改革与研究论文292篇。可以看出,"机械原理"课程教师总体上都比较活跃,能够积极参与教学研究,教学改革内容涉及课程体系改革(33所学校)、教学内容更新(35所学校)、教学方法改革(42所学校)、教学手段改革(43所学校)、实验改革(32所学校)、计算机辅助教学改革(28所学校)、课程设计改革(37所学校)、学生课外科技活动(31所学校),并取得了很好的成绩。
各校都组织教师开展教学研讨活动,并参加全国性教学研讨会。在提高师资水平方面,学校采取的主要措施有国内进修(15所学校)、国外进修(13所学校)、攻读学位(43所学校)、参加科研(45所学校)、参加生产实践(13所学校)、讲课竞赛(37所学校)等。
在上述学校中,有13所学校的任课教师经常登陆全国机械原理教学网站,36所学校的任课教师较少登陆,10所学校的任课教师从未登陆。各校对全国机械原理教学网站最感兴趣的模块是新闻及教学改革信息,他们对该网站的架构与内容的具体建议主要是增加内容、及时更新、保证畅通。
各校教学改革的主要特色包括:
(1)及时将先进的理论、方法和技术引入课程教学内容。
(2)建立自主学习网络教学模式。
(3)构筑新课程体系。新体系实现了教学内容的内拓、教学环节的外延、课外综合实践的纵向扩展以及设计与制造的贯通,体现了学生能力培养的循序渐进性,突出了整体观、系统观、创新观和发展观。
(4)将理论教学中的"专题研究"、"综合型大作业"与实践教学中的"实验课程"、"课程设计"、设计与制造"贯通实践"、"课外科技创新活动"、"机械设计竞赛"有机结合,并辅以专题讲座,全面拓展和深化了实践教学的内容与方法,在学生实践能力培养模式的改革方面迈出重大步伐,并已取得显著实效。
(5)课题训练与大学生机械创新大赛结合。
六、各校的主要建议和意见
各校认为,"机械原理"理论教学改革的指导思想和原则应为:适应21世纪国家经济社会发展对机械专业人才的需求,充分考虑机械设计系列课程的有机衔接,对本课程的教学内容进行整体优化,制订科学的教学基本要求;各学校应在满足教学基本要求的基础上,根据自身的定位和服务面向,进行各自的教学改革,使"机械原理"理论教学的改革既满足要求又各具特色。
各校对"机械原理"课程建设提出的意见包括:
(1)应将更多工程实际中的设计及应用实例增加到课堂教学中。希望组织人力制作一套新的有关典型机构的类型、应用等方面的多媒体课件,让学生更形象直观地接受更多最新的机构方面的知识。
(2)建议该课程学时数应不少于64。理论学时和课程设计学时要分别明确。如果学时偏少,机械基础课程教学指导分委员会要分类指导。
(3)要求举办青年教师培训班,对青年教师进行教学设计、教学创新、课堂教学艺术等的培训,提高青年教师的教学水平;举办教师研讨班,通过专题研讨,提高教师的学术水平。
(4)希望加强"机械原理"课程全国网站建设、办好网站,以便于学习各兄弟院校的先进经验。网站应有丰富的教学资源和国内外重要信息。
综合近年来各学校在"机械原理"理论教学改革上取得的经验,本调查研究报告特提出以下建议:
(1)进一步凝练课程内容,适度精简传统内容,增加学科前沿中重要的、比较成熟的新理论新技术。
(2)对传统内容,课堂上只讲授基本的部分,通过课外自学,以及讨论课、研讨课的形式引导学生自主探索和研究延伸性内容。
(3)在教学内容推陈出新的过程中,结合本校的实际情况,恰当掌握平面机构、空间机构、机器人机构等在课程中的比重,适度界定机械动力学、机构组合与变异、组合机构、机构选型、机构方案评价等内容的深度和广度。
(4)在教学内容中增加有助于进行创新设计的内容或开设与创新设计相关的选修课程。有条件的学校在机构运动方案设计的教学内容中,可考虑从机构选型扩展到构型。
(5)根据本校特色和专业需要,以及"机械原理"的拓展内容和现代内容,开设相关的选修课,开设学科前沿的最新成果专题讲座。在教师和学生中树立终身教育的观念。
(6)教学内容进一步与工程实践相结合,在课外作业中加强具有工程背景应用的内容。
(7)注意处理"机械原理"课程的理论教学、实验教学、课程设计、创新与科技活动之间的联系,注意处理必修课、选修课和课外活动之间的联系,注意处理"机械原理"课程与其他机械设计基础课程之间的联系,使其形成有机的、完善的机械基础课程新体系。
(8)进一步加强教材建设。教材编写要充分体现分类指导,要编写出针对不同类型、不同层次、不同行业的有特色的教材。要注重纸质教材、电子教材和网络教材的有机结合,实现教材建设的立体化。
(9)希望重点大学将教学型教学方式转变为研究型教学方式。以教师为主导,作精讲引导;以学生为主体,强调学生的自主学习、研究型探索和个性化的课外实践活动。
(10)在课堂教学中,注重教与学的双向沟通,开展启发式教学、讨论式教学和案例教学等教学方法的改革。
(11)把信息技术作为提高教学质量的重要手段,进一步开展运用信息技术开展多媒体"教"与"学"的活动,提高利用网络资源进行"教"与"学"活动的能力。
(12)有条件的学校可根据自己的培养目标要求,全部或部分地用原版教材作为教材或主要参考书,积极开展双语教学。