基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革

田君 韓立發(fā)

(東莞理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，廣東東莞 523808)

一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)高等教育注重對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)理論教學(xué)，而輕視對(duì)他們的實(shí)踐能力培養(yǎng)，造成了學(xué)生的動(dòng)手能力較差的現(xiàn)狀。隨著我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，不但要求學(xué)生具有較好的理論基礎(chǔ)知識(shí)，而且更為重要的是要求他們具有較好的實(shí)踐能力，才能設(shè)計(jì)出符合社會(huì)需求的好產(chǎn)品，才能設(shè)計(jì)出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的好產(chǎn)品。針對(duì)目前我國(guó)高校的學(xué)生培養(yǎng)模式與社會(huì)需求不協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀，2009年10月開(kāi)始，教育部先后召開(kāi)了3次研討會(huì)，并確定實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，試點(diǎn)開(kāi)展工程師培養(yǎng)模式改革，在校期間工科學(xué)生需要到企業(yè)學(xué)習(xí)一整年［1］。2010年6月，廣東省內(nèi)除華南理工大學(xué)、汕頭大學(xué)外，東莞理工學(xué)院作為地方院校也進(jìn)入了教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”名單。卓越工程師應(yīng)該具備21世紀(jì)新型工程師的基本品質(zhì)，包括:1)超強(qiáng)的工程分析能力;2)較好的動(dòng)手能力;3)較好的創(chuàng)新意識(shí)和設(shè)計(jì)能力;4)較高的倫理道德標(biāo)準(zhǔn)以及職業(yè)素養(yǎng);5)較好的應(yīng)用和更新知識(shí)的能力;6)持之以恒的學(xué)習(xí)能力;7)較好的商務(wù)與管理技能;8)一定的領(lǐng)導(dǎo)才能;9)良好的溝通能力［2］。還應(yīng)該兼具以下特質(zhì):1)正確理念的堅(jiān)持或自我否定的勇氣;2)對(duì)局部或整體工程價(jià)值的科學(xué)判斷力;3)對(duì)權(quán)威工程學(xué)術(shù)或工程技術(shù)獨(dú)到的批判力;4)優(yōu)秀民族工程文化傳承與世界先進(jìn)工程文化吸收的責(zé)任感［3］。只有具備了以上品質(zhì)特征的工程師，才能稱(chēng)得上是真正的卓越工程師。因此，形成能夠進(jìn)行自我調(diào)整和更新的、面向卓越工程師培養(yǎng)體系的教學(xué)改革是值得研究的重要課題。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作為機(jī)械或近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，針對(duì)其目前的教學(xué)現(xiàn)狀，根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求，圍繞著培養(yǎng)具有一定的實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用型本科人才的目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、設(shè)計(jì)成果展現(xiàn)形式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革和探討，指導(dǎo)學(xué)生從工程應(yīng)用的角度，結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維，應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)手段去解決工程實(shí)際問(wèn)題，考慮相關(guān)的工程技術(shù)要求，逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程本身所涉及的知識(shí)面廣，理論性強(qiáng)，與實(shí)踐結(jié)合緊密。它不但要求綜合運(yùn)用材料力學(xué)、理論理學(xué)、工程材料、機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，更為重要的要具有產(chǎn)品創(chuàng)新能力和解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題的能力［4－5］，這也是“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”所要求的。因而在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)是我們首先要解決的問(wèn)題，如何將理論與實(shí)踐知識(shí)有效地融合起來(lái)也是我們必須要解決的重要課題。要解決這兩大問(wèn)題，筆者認(rèn)為，第一，對(duì)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材進(jìn)行修改。目前我們所用教材的知識(shí)內(nèi)容體系創(chuàng)新性不夠，教學(xué)內(nèi)容偏重理論推導(dǎo)，沒(méi)有體現(xiàn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”中所要求的“創(chuàng)新和實(shí)踐能力”主線，與生產(chǎn)實(shí)際要求的課程內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)的編排存在一定的差距。因而要重點(diǎn)進(jìn)行教材更新，這可能需要更多的優(yōu)秀工程師與機(jī)械設(shè)計(jì)理論專(zhuān)家共同編寫(xiě)能體現(xiàn)出“創(chuàng)新和實(shí)踐能力”的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材。第二，對(duì)現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行改革。目前我們?cè)谥R(shí)點(diǎn)的選擇和安排上沒(méi)有脫離傳統(tǒng)的教學(xué)理念，我們的教學(xué)方法和教學(xué)手段比較單一，不注意采用先進(jìn)的教學(xué)手段來(lái)充實(shí)自己的教學(xué)活動(dòng)，忽視案例教學(xué)、問(wèn)題教學(xué)等方式的運(yùn)用，導(dǎo)致教學(xué)信息量太小，無(wú)法傳授更多的知識(shí)。課程教學(xué)中只是理論知識(shí)的簡(jiǎn)單講解，沒(méi)有結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行教學(xué)。因而不利于學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性的充分發(fā)揮，學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力較差。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單，而且大都以演示性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏創(chuàng)意性和設(shè)計(jì)性，學(xué)生參與動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)較少，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高，因而開(kāi)發(fā)有利于提高學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的綜合性實(shí)驗(yàn)勢(shì)在必行。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系中的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行的第一次較全面、較系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)性很強(qiáng)的綜合性設(shè)計(jì)訓(xùn)練［6］，長(zhǎng)期以來(lái)我校將減速器作為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的題目，當(dāng)然組成減速器的零部件覆蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的絕大部分內(nèi)容，便于學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合。然而，每年我校的工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)、熱能等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都在重復(fù)同樣的設(shè)計(jì)內(nèi)容，勢(shì)必會(huì)影響教師的創(chuàng)新設(shè)計(jì)積極性。另外，我校制圖課的測(cè)繪練習(xí)也選擇減速器，這就使得學(xué)生缺乏新奇感，勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)積極性，影響設(shè)計(jì)成果。當(dāng)然，卓越工程師的核心就是創(chuàng)新能力，要提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，就必須結(jié)合學(xué)生所學(xué)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)和學(xué)生對(duì)本門(mén)課的掌握程度，適當(dāng)?shù)赝貙捳n程設(shè)計(jì)的選題。顯然，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程在教學(xué)模式上與“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的目標(biāo)不協(xié)調(diào)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式改革勢(shì)在必行。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論教學(xué)的改革

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論課程教學(xué)目標(biāo)主要是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的能力。教師以自己制定的教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中圍繞教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生一起展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，并以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，激勵(lì)學(xué)生為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而努力學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中，筆者認(rèn)為采取導(dǎo)趣、導(dǎo)疑、導(dǎo)思、導(dǎo)行等教學(xué)方法和手段，并且每次圍繞課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真的教學(xué)設(shè)計(jì)，就能較好地培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣和創(chuàng)新發(fā)展的能力。

導(dǎo)趣就是激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣，這是相當(dāng)重要的，沒(méi)有激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師盡管付出了很多的勞動(dòng)，收效卻甚微，有些學(xué)生不但不能認(rèn)真學(xué)習(xí)，反而厭學(xué)甚至逃學(xué)。因而教師必須想辦法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，有了興趣就有學(xué)習(xí)動(dòng)力。比如在序言章節(jié)就可以從機(jī)械技術(shù)的發(fā)展講起，從而引發(fā)學(xué)生的好奇性。機(jī)械技術(shù)的運(yùn)用自古就有，木牛流馬，就是三國(guó)時(shí)期蜀漢丞相諸葛亮發(fā)明的一種運(yùn)輸工具，它是典型的機(jī)械齒輪傳動(dòng)裝置的應(yīng)用，如何設(shè)計(jì)出木牛流馬，就是我們這門(mén)課程所要研究的問(wèn)題。而任何現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和工程領(lǐng)域都需要應(yīng)用機(jī)械，就是人們的日常生活，也越來(lái)越多地應(yīng)用各種機(jī)械了，如汽車(chē)、自行車(chē)、鐘表、照相機(jī)、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)機(jī)、吸塵器，等等，而這一切都離不開(kāi)機(jī)械技術(shù)。讓學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)充滿(mǎn)希望，這是產(chǎn)生興趣的第一站。例如在講授“機(jī)構(gòu)自由度”的內(nèi)容時(shí)，首先向?qū)W生說(shuō)明學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)自由度在實(shí)際工作中的意義，并在本章最后給出關(guān)于牛頭刨床的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的例子，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度予以改正，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，訓(xùn)練他們的創(chuàng)造性思維。

選用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)媒介和教學(xué)方法就能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，學(xué)生覺(jué)得自己學(xué)懂了，理解了，有收獲了，就會(huì)不自覺(jué)地深入學(xué)習(xí)下去。保持學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門(mén)課程的持續(xù)學(xué)習(xí)熱情和興趣，就變得尤其重要。因而，在專(zhuān)業(yè)授課過(guò)程中，要能讓學(xué)生較好和較快地理解所學(xué)知識(shí)，就必須盡可能讓學(xué)生“感同身受”，讓他們看得見(jiàn)、摸得著、動(dòng)得起來(lái)。最便捷的方法就是利用教學(xué)模型。一方面，因?yàn)槟Ｐ椭庇^，學(xué)生獲取的知識(shí)最直接;另一方面，模型動(dòng)起來(lái)后，能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如，講“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型”時(shí)，筆者帶領(lǐng)學(xué)生用硬紙板或細(xì)木條自制不同類(lèi)型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，再通過(guò)演示、講解、小組討論等教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的“主體性”，讓學(xué)生真正參與到課堂中來(lái)，這樣就能持續(xù)不斷地激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，收到事半功倍的效果。另一種方法就是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的多媒體表現(xiàn)與信息交互功能，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，把過(guò)去傳統(tǒng)的、靜態(tài)的書(shū)本教材形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛陕曇?、文本、視頻、動(dòng)畫(huà)構(gòu)成的動(dòng)態(tài)教材，這當(dāng)然要求教師具有制作多媒體課件的能力，如果教師沒(méi)有這個(gè)能力，不妨去購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的多媒體課件，這就需要學(xué)校的財(cái)政支持了。通過(guò)多媒體集成、動(dòng)畫(huà)模擬仿真和豐富的圖像信息將會(huì)極大地?cái)U(kuò)展學(xué)生認(rèn)知深度與廣度，也使教師擺脫了時(shí)間和空間對(duì)講授內(nèi)容的束縛，如清楚地顯示某些復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程，動(dòng)態(tài)地顯示出軸系零件裝配過(guò)程等，這更有利于激發(fā)學(xué)生的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想象力、邏輯聯(lián)想力，有利于認(rèn)知思維的深化與發(fā)展，有利于增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力。從而真正提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

導(dǎo)疑就是在課堂教學(xué)中積極創(chuàng)造條件，提出問(wèn)題，促使學(xué)生帶著問(wèn)題思考學(xué)習(xí)。例如在講授曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性時(shí)，可以先從牛頭刨床的工作情況說(shuō)起，為什么牛頭刨床工作時(shí)慢，而空行程回來(lái)快?學(xué)生自然就有興趣帶著問(wèn)題去思考學(xué)習(xí)。

導(dǎo)思就是讓學(xué)生主動(dòng)去“想”、去“探索”、去“發(fā)現(xiàn)”，從而有效解決心中的疑惑。例如在講授機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置的概念時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中所見(jiàn)到的縫紉機(jī)工作情況開(kāi)始，在實(shí)際使用中，縫紉機(jī)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)踏不動(dòng)或倒車(chē)現(xiàn)象。讓同學(xué)們?nèi)ヌ剿鬟@個(gè)現(xiàn)象的原因。這時(shí)，同學(xué)們就會(huì)畫(huà)出縫紉機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析出當(dāng)連桿與曲柄共線時(shí)，連桿加給曲柄的力將經(jīng)過(guò)鉸鏈中心，此力對(duì)鉸鏈中心不產(chǎn)生力矩，因此不能使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。這實(shí)際上已分析清楚縫紉機(jī)工作時(shí)的死點(diǎn)位置，自然，同學(xué)們就會(huì)對(duì)死點(diǎn)位置的概念理解特別深刻。

導(dǎo)行就是引導(dǎo)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和工程師素養(yǎng)。學(xué)習(xí)習(xí)慣一般包括課前預(yù)習(xí)、質(zhì)疑、課堂筆記、課后復(fù)習(xí)、獨(dú)立完成作業(yè)等自主學(xué)習(xí)行為。工程師素養(yǎng)包括分析能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、較高的倫理道德標(biāo)準(zhǔn)以及職業(yè)素養(yǎng)等。而且還應(yīng)該包括正確理念的堅(jiān)持或自我否定的勇氣、優(yōu)秀民族工程文化傳承與世界先進(jìn)工程文化吸收的責(zé)任感等。在課堂教學(xué)中，教師要把握機(jī)會(huì)，指導(dǎo)這些行為、習(xí)慣的形成。好的行為習(xí)慣會(huì)使學(xué)生終身受益。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)起著不可或缺的關(guān)鍵作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生加深對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本理論的理解，同時(shí)能夠使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容獲得感性認(rèn)識(shí)，是對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的補(bǔ)充和擴(kuò)展，有助于提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。筆者主要從以下兩方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

1)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。比如說(shuō)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)照模型進(jìn)行簡(jiǎn)圖測(cè)繪并計(jì)算自由度，以此來(lái)檢查機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性。這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是課堂理論教學(xué)的一個(gè)補(bǔ)充。在此基礎(chǔ)上，我們鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)谡n后分成若干個(gè)設(shè)計(jì)小組，以實(shí)際生活中的機(jī)構(gòu)為啟發(fā)，設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，在條件允許的情況下做出實(shí)物模型。依照自己的實(shí)物模型進(jìn)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪和自由度的計(jì)算來(lái)驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。并且與同學(xué)們一起，評(píng)出設(shè)計(jì)合理、模型漂亮的優(yōu)秀小組，并給予適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)。這樣不但激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，而且也大大提高同學(xué)們動(dòng)手能力。

2)開(kāi)發(fā)有利于提高學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的綜合性實(shí)驗(yàn)。以機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)基本實(shí)驗(yàn)為根基，構(gòu)建“綜合、設(shè)計(jì)、開(kāi)放、創(chuàng)新”為模式的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向認(rèn)知性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)發(fā)展，常規(guī)設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法相結(jié)合［7］。如在單一的皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，我們可以利用機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、拼裝及分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)，讓學(xué)生根據(jù)負(fù)載形式，設(shè)計(jì)不同傳動(dòng)比、不同傳動(dòng)路徑的傳動(dòng)系統(tǒng)方案，并按照自己設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案，安裝系統(tǒng)。通過(guò)這樣的一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，可以讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)組成機(jī)械系統(tǒng)常用的零部件及安裝方法，組合裝配機(jī)械系統(tǒng)，利用檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)實(shí)際系統(tǒng)的傳動(dòng)比和效率，對(duì)系統(tǒng)輸人輸出的傳動(dòng)速度變化及系統(tǒng)效率變化進(jìn)行分析，獲得機(jī)械系統(tǒng)方案的正確設(shè)計(jì)。最后根據(jù)設(shè)備提供的零部件清單，找到裝配系統(tǒng)所需的零部件，按照自己設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案，安裝系統(tǒng)。第一安裝動(dòng)力部件，第二安裝負(fù)載，第三安裝中間傳動(dòng)部件。實(shí)驗(yàn)臺(tái)利用測(cè)力傳感器與光電傳感器檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的輸入及輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱進(jìn)行采集處理，數(shù)據(jù)通過(guò)串口輸入計(jì)算機(jī)，形成可視化的適時(shí)變化曲線。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程貫穿了“以學(xué)為主、以教為輔”的新理念，理論聯(lián)系實(shí)踐，充分發(fā)揮了學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的改革

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是該課程的最后一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)步驟，是學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有極其重要的地位。結(jié)合目前的教學(xué)現(xiàn)狀和卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，從以下兩方面進(jìn)行改革。

1)力求課程設(shè)計(jì)選題的多樣性。新增設(shè)的課程設(shè)計(jì)題目除了要符合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求之外，還應(yīng)盡可能結(jié)合學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)。如針對(duì)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)可選一級(jí)減速器的設(shè)計(jì)。而針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)工程專(zhuān)業(yè)可選較為簡(jiǎn)單的產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如日常生活中的剪刀，剪刀種類(lèi)繁多，用途廣泛，常見(jiàn)的有家用剪刀、花木剪刀、裁縫剪刀、鋼鐵剪刀、指甲剪刀、伸縮剪刀、筆形剪刀等。使用計(jì)算機(jī)繪出這些產(chǎn)品的三維電腦模型和平面結(jié)構(gòu)圖，繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析它們的優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問(wèn)題進(jìn)行結(jié)構(gòu)和外觀創(chuàng)新設(shè)計(jì)。例如，生活中的剪刀雖然在一定程度上省力，但在剪很多東西或者較硬東西時(shí)，仍然感到吃力，同時(shí)，長(zhǎng)期握剪刀導(dǎo)致手部的肌肉及神經(jīng)出現(xiàn)“疲勞感”，而引起生理性震顫。那么改進(jìn)后的新型剪刀在結(jié)構(gòu)和外觀設(shè)計(jì)上要能讓大家用更小的力剪更多的東西，大大提高工作效率，同時(shí)也能讓大家在使用產(chǎn)品過(guò)程中更加舒適，充分體會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)的力量，更加享受生活。另外，也可與畢業(yè)設(shè)計(jì)掛鉤即從畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中截選出一些合適的傳動(dòng)裝置作為課程設(shè)計(jì)題目。因課程設(shè)計(jì)題目一般來(lái)于工程或生活實(shí)際，所以亦應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的工程或生活實(shí)際自擬題目，以提高學(xué)生的興趣，但其題目須經(jīng)指導(dǎo)老師審定后方可使用。

2)將傳統(tǒng)的集中式課程設(shè)計(jì)模式改為先分散后集中的課程設(shè)計(jì)模式。所謂先分散后集中的課程設(shè)計(jì)模式就是在開(kāi)始講述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中機(jī)械設(shè)計(jì)部分內(nèi)容時(shí)，就把課程設(shè)計(jì)任務(wù)布置給學(xué)生，讓學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論教學(xué)過(guò)程中就以課外作業(yè)的形式完成課程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)計(jì)算如帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇、鍵和聯(lián)軸器的選擇及校核等。至于草圖繪制、審查和修改，繪制裝配圖，繪制零件圖，編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和答辯等，則集中在課程設(shè)計(jì)專(zhuān)用周進(jìn)行。由于這種先分散后集中的課程設(shè)計(jì)模式將課程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)計(jì)算基本放在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論教學(xué)期間，所以不僅可以充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，使學(xué)生有充裕的時(shí)間較好地完成課程設(shè)計(jì)，同時(shí)也可使學(xué)生的基本設(shè)計(jì)能力通過(guò)這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程得到扎實(shí)培養(yǎng)，有效地提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，獲得良好教學(xué)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)需要建立科學(xué)的教學(xué)體系，切實(shí)提高大學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力。我校地處東莞這個(gè)世界制造業(yè)名城，可與生產(chǎn)不同產(chǎn)品的多個(gè)企業(yè)進(jìn)行深度合作，能極大地加強(qiáng)學(xué)生與工程實(shí)際的聯(lián)系。從而更好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，以達(dá)到在校就能培養(yǎng)工程師的目標(biāo)。

［1］王永東.“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)下無(wú)機(jī)化學(xué)課程教學(xué)的思考［J］.東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(5):114－116.

［2］National Academies Press.Educating the Engineer of 2020:Adapting Engineering Education to the New Century［M］.Washington DC:The Nationl Academies Press，2005.

［3］王少懷，劉羽，黃培明，等.實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”打造“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)［J］.中國(guó)地質(zhì)教育，2010(4):63－65.

［4］孫建東，李春書(shū).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.

［5］楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.北京:高等教育出版社，2007.

［6］朱雙霞，史新逸，李梁.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)［M］.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社，2009.

［7］周琪.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版，2005(12):157－158.