基于能力培養(yǎng)的《機械設計》課程教學研究與實踐

劉 軍，許鳴宇

（大連科技學院， 遼寧 大連116052）

基于能力培養(yǎng)的《機械設計》課程教學研究與實踐

劉 軍，許鳴宇

（大連科技學院， 遼寧 大連116052）

本文結(jié)合多年的教學實踐，對應用型本科院校的特點和《機械設計》課程教學現(xiàn)狀進行了詳細的分析，并針對該課程的理論教學內(nèi)容、教學方法、實踐教學、學生學習方式以及成績評定等環(huán)節(jié)進行了教學研究與實踐.

能力培養(yǎng)；機械設計；教學研究；實踐

1 基于能力培養(yǎng)的《機械設計》課程教學研究與實踐的意義

1.1 基于能力培養(yǎng)的課程教學改革背景

中國教育部自2009年實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”以來，全國各大高校已經(jīng)陸續(xù)著手準備實施方案，該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才.卓越工程師培養(yǎng)的重要性目前已在中國高等教育的各個階層達成共識，但關于卓越工程師培養(yǎng)的具體計劃尚未形成共識性模式，各大高校均是在教育部的政策導向和扶持下，開展了基于各自工科培養(yǎng)計劃的探索性工作.

1.2 《機械設計》課程特點

《機械設計》課程是工科院校機械類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎課程，是一門論述機械設計理論、研究機械設計方法的課程，是學生學習機械工程學、從事機械工程設計的理論基礎，在教學計劃安排上，該課程起到由基礎理論課向工程專業(yè)課過渡的承上啟下的作用[1].《機械設計》課程是綜合運用機械制圖、機械原理、金工實習、理論力學和材料力學等先修課程知識來解決實際工程問題的技術(shù)基礎課，是應用型人才培養(yǎng)中最基礎、最重要的一環(huán)，對培養(yǎng)學生掌握科學思維方法、增強工程創(chuàng)新意識具有重要作用，同時能為學生后續(xù)專業(yè)課程的理論學習、課程實踐、畢業(yè)設計打下堅實的基礎.

1.3 《機械設計》教學研究與實踐的意義

由于應用型本科院校不同于研究型本科院校，《機械設計》課程的教學不能完全沿用原有的教育理念和體系，應把學生綜合能力的提高作為教學重點，努力造就適應能力強的應用型人才.因此，在教育部推出“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”這一項國家層面系統(tǒng)工程的大背景下，該課程的教學改革，將有利于建立適合應用型本科院校培養(yǎng)模式的教學體系.同時對于旨在培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才的應用型本科院校而言具有極其重要的意義.

2 《機械設計》課程的教學現(xiàn)狀分析

總結(jié)多年來的教學實踐和畢業(yè)設計的反饋信息，應用型本科院校學生在《機械設計》這門課程的學習中普遍存在以下問題：

（1）從學生方面看，由于本門課程的實踐應用性較強，學生以往在傳統(tǒng)學科學習過程所養(yǎng)成的學習方法很難適應本門課程的學習.又加之一些學生學習基礎薄弱，不具備良好的學習習慣，學習理論知識存在畏難情緒，且自控能力較差造成了課程教學效果的不理想.

（2）從教材方面看，目前應用型院校使用的多為注重理論知識的邏輯性較強的傳統(tǒng)教材，這樣的教材對于應用型院校本科學生而言存在一定的難度.另外由于學生對一些先修課程知識掌握的不好，也嚴重影響了本門課程的學習.

（4）從實驗方面看，實驗教學不被重視，僅有4個學時的驗證性實驗，且內(nèi)容陳舊抽象，難以理解.部分實驗采用的是由實驗人員操作，學生只作觀察記錄的實驗方法.這些問題淡化了學生對科技創(chuàng)新活動的興趣，限制了其創(chuàng)新能力的提升.

（5）從課程設計方面看，學生普遍對講授內(nèi)容缺乏感性認識，例如對減速器的具體結(jié)構(gòu)和工藝缺乏實際認識，課程設計過程中，照搬照抄的現(xiàn)象較為普遍.另外，也很少有學生擁有自己獨特的見解.在課程設計答辯時部分學生不能準確回答問題，存有應付了事、蒙混過關的僥幸心理，課程設計效果不好.

3 基于能力培養(yǎng)的《機械設計》課程教學改革內(nèi)容

通過對其它高校的教學和實踐內(nèi)容進行實際調(diào)研，同時根據(jù)本院大學生的能力培養(yǎng)定位和《機械設計》課程教學中存在的實際問題，我們針對以下各內(nèi)容進行了教學改革.

3.1 改革理論教學內(nèi)容和教學方式

《機械設計》教材中的理論知識是比較枯燥的，尤其是諸多繁雜公式的推導過程更是讓學生難以接受.我們嘗試著淡化這些內(nèi)容，努力將學生的學習精力引導到公式結(jié)果的的應用上.同時改變以前每一章節(jié)頻繁布置作業(yè)的做法，換之以課外大作業(yè)的形式，將課程設計的任務書下發(fā)給學生，并為每人配以不同的原始數(shù)據(jù)，將減速器設計計算作為案例教學，貫穿于平時每一章節(jié)的教學中，這樣就把各章獨立的教學內(nèi)容有機的連接起來，達到學以致用的教學目的，帶著這樣的目標進行教學，無疑解決了機械設計理論課內(nèi)容相對枯燥、晦澀難懂的問題.

另外在教學方式上，教師可以選擇一些適合分組討論的知識內(nèi)容穿插到課堂教學中，如軸的結(jié)構(gòu)設計和滾動軸承的組合設計等.采用此種教學方式需要教師正確的引導和組織，力爭在最大程度上調(diào)動所有學生學習的主觀能動性.這樣的課堂教學會讓枯燥的機械設計理論知識變得鮮活生動.

3.2 重視實驗教學和學生工程實踐能力的培養(yǎng)，改革實踐教學內(nèi)容

①實驗教學（必修）：根據(jù)人才培養(yǎng)的需要構(gòu)建新的機械設計實驗教學體系，改變傳統(tǒng)教學中實驗僅作為“驗證”環(huán)節(jié)的狀況，保證必要的基礎性實驗，創(chuàng)建分析設計及綜合性實驗，增設創(chuàng)造性較強的研究性實驗項目.如新建軸系組合設計等設計性實驗；組建用于機構(gòu)分析、機械創(chuàng)意設計、機械創(chuàng)意模型制作的機械創(chuàng)新設計實驗室.實驗室可以實行半開放式管理，以滿足學生自主學習的要求.將實驗教學作為培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才的重要模塊進行改革與建設.②課程設計（必修）：重視課程設計，精選設計題目及設計的內(nèi)容與要求，注意盡量聯(lián)系工程實際，并兼顧與教學內(nèi)容的結(jié)合.

課程設計中引入計算機輔助設計CAD，針對學生能力，開展分層次教學，讓學有余力的學生利用課程設計的平臺鍛煉三維建模和二維繪圖能力.

通過典型零件的展示或展板等形式建立課程設計教學走廓，加強實踐教室的文化建設，使課堂教學和直觀現(xiàn)場教學有機結(jié)合.培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實際的能力，為學習后續(xù)的專業(yè)課程以及培養(yǎng)創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力奠定堅實的基礎.

③工程綜合實踐（選修）：積極開展工程綜合實踐活動，創(chuàng)立機械創(chuàng)新設計第二課堂，大力推進大學生創(chuàng)新教育.通過第二課堂的平臺，鼓勵學生自己選題，自主設計.提升學生工程創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的實踐動手能力和團隊合作精神，促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，從而達到多層次、多渠道培養(yǎng)學生能力和提高教學質(zhì)量的目的.通過第二課堂這個平臺，組織和鼓勵學生參加校、省及國家的各項賽事，提高學生綜合應用所學知識解決工程問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和動手能力.

3.3 建立試題庫，改革學生學習方式

建立新結(jié)構(gòu)體系的《機械設計》試題庫，促進教學方法的改革，教師在教學中可以依據(jù)試題庫的試題為導向，引導學生進行集體討論或自測練習，促使學生進行獨立思考，培養(yǎng)他們自主學習的能力.

3.4 建設教學網(wǎng)站，為學生提供一個自由學習的環(huán)境

《機械設計》課程教學網(wǎng)站的建設目地是給學生提供一種全新的學習環(huán)境及學習方法.教學網(wǎng)站服務于教學，并為學生的學習提供一種輔助工具.

教學網(wǎng)站能夠提供相關信息的下載，如教學大綱、教學日歷、生產(chǎn)實際素材、工程應用實例、課件、機械設計試題庫、答案、軟件、課件等，實現(xiàn)資源共享，增大課程教學的信息量，方便學生進行網(wǎng)上學習和課后復習.同時開辟教學互動平臺，學生在學習或?qū)嵺`中遇到的問題可以通過平臺提出解決，教師和學生還可通過平臺進行互動式交流、答疑等，使課堂教學和網(wǎng)絡教學緊密結(jié)合.

3.5 采用多元評價體系評定學生成績

由于《機械設計》這門課程實踐應用性比較強，因此應該按照比例對學生進行綜合成績評定.課堂聽課狀況、回答問題情況、平時作業(yè)情況、實驗成績、期末考試、第二課堂的進展情況以及在各級賽事中的參與及獎項情況等都要予以考慮.這種成績評定的改革可以兼顧學生的個體差異，能夠更客觀更真實地反映學生的水平和能力.

4 結(jié)束語

多年來，課題組成員置身于教學第一線，借鑒國內(nèi)外相關成功經(jīng)驗，針對應用型本科院校的學生特點，在《機械設計》課程建設方面總結(jié)出了一套切實可行的教學方法，并將其應用于兩屆學生，取得了非常好的效果.基于能力培養(yǎng)的《機械設計》課程教學研究與實踐結(jié)果表明：將案例教學和學生分組討論的教學方式引入課堂教學中，可以解決理論教學枯燥的問題；將驗證性實驗改革為綜合性和創(chuàng)造性實驗能夠增加學生的創(chuàng)新思維能力；將計算機輔助設計CAD引入到課程設計中可以增強學生的軟件應用能力；鼓勵和引導學生參加第二課堂和各級大型賽事，可以提高學生綜合應用所學知識解決工程問題的能力以及團隊協(xié)作精神；采用多元評價體系評定學生的成績，做到了兼顧學生的個性發(fā)展，能夠客觀真實地反映學生的水平和能力.

〔1〕孫志禮，冷興聚，等.機械設計[M].東北大學出版社，2000.

〔2〕鞏云鵬，田萬祿，張祖立，黃秋波.機械設計課程設計[M].沈陽：東北大學出版社，2000.

〔3〕范紹玉，程艷輝，魏學忠.機械設計課程實踐教學創(chuàng)新的探討[J].中國教育技術(shù)裝備，2009.

〔4〕賈麗紅，梁軍.獨立學院應著力“應用型創(chuàng)新”學生培養(yǎng)[J].中國高等教育，2009.

G642

A

1673-260X（2014）06-0239-02

此論文為2012年遼寧省教改項目，題目為“基于能力培養(yǎng)的《機械設計》教學研究與實踐”