提高“機械設(shè)計”課程教學(xué)質(zhì)量的探索與實踐

趙彥峻,葛文慶,曹立軍

摘要：“機械設(shè)計”課程是機械類專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。山東理工大學(xué)作為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的試點院校，該課程以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”培養(yǎng)要求為指導(dǎo)思想。本文分析了影響該課程教學(xué)質(zhì)量的主要問題，并從六個方面對提高“機械設(shè)計”課程教學(xué)質(zhì)量進行了探索與實踐。

關(guān)鍵詞：“機械設(shè)計”；教學(xué)質(zhì)量；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）45-0153-02

“機械設(shè)計”課程是高等學(xué)校工科機械類專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程和從事機械產(chǎn)品設(shè)計的必備基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的核心課程，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量是各個高校一直探索和實踐的課題。

一、影響“機械設(shè)計”課程教學(xué)質(zhì)量的主要問題

“機械設(shè)計”課程的教學(xué)內(nèi)容除了使學(xué)生掌握通用機械零部件的工作原理、特點、選用及設(shè)計計算方法外，更重要的是對培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的正確思路、方法和能力有著重要的作用。但目前仍存在“機械設(shè)計”課程教學(xué)觀念落后，缺乏對知識應(yīng)用、實踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；教學(xué)內(nèi)容與工程實際脫節(jié)；“滿堂灌”的單向灌輸式教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)參與度低；過程性考核方式尚未形成等。

二、提高“機械設(shè)計”課程教學(xué)質(zhì)量的改革措施

1.轉(zhuǎn)變課程教學(xué)觀念，引入創(chuàng)新理念，培養(yǎng)學(xué)生工程意識。圍繞“學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)”這一主線，樹立工程教育觀念，依據(jù)行業(yè)、企業(yè)人才的需求來培養(yǎng)學(xué)生。在教學(xué)中讓學(xué)生明確，不僅僅要學(xué)會“機械設(shè)計”的課本知識，更重要的是要具有應(yīng)用所學(xué)知識去分析和解決實際工程問題的能力，在學(xué)習(xí)與應(yīng)用中善于思考，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力，設(shè)計要具有創(chuàng)新意識。

創(chuàng)新能力、創(chuàng)新設(shè)計的課程教學(xué)理念貫穿課程教學(xué)始終。課程開始即引入創(chuàng)新設(shè)計，告之學(xué)生設(shè)計包括”創(chuàng)新“兩字，設(shè)計即要進行創(chuàng)新性設(shè)計。學(xué)習(xí)“機械設(shè)計”這門課，既要理解和掌握基礎(chǔ)知識，又要重視個人創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高個人的綜合素質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生要有信心、毅力，做一個努力學(xué)習(xí)、具有創(chuàng)新精神的人。在教學(xué)的整個過程中，不斷納入創(chuàng)新設(shè)計，加強對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。強調(diào)在機械設(shè)計過程中，常采用簡化復(fù)雜問題的方式來進行處理，利用前人經(jīng)驗進行預(yù)先假設(shè)設(shè)計，以及設(shè)計數(shù)據(jù)的選取及設(shè)計數(shù)據(jù)重要性的判斷，造成設(shè)計數(shù)據(jù)的近似性，因此，設(shè)計結(jié)果不存在標(biāo)準(zhǔn)答案，設(shè)計結(jié)果不存在唯一性，使學(xué)生在解決實際問題時，要善于思考，要有工程意識。在教學(xué)中，不但要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且還要培養(yǎng)學(xué)生對自己設(shè)計作品的社會責(zé)任感，從而為祖國由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的過程中，樹立做出自己貢獻的意識與決心。

2.問題探究式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、互動性。以問題為載體，培養(yǎng)學(xué)生思維能力為核心，從問題探究式教學(xué)模式中激發(fā)學(xué)生對問題的求解能力。通過問題探究式方法提高學(xué)生的求知欲及課堂中的參與能力，從而也提高課堂中學(xué)生的積極性和活躍性。變被動為主動，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。如，在講“鏈傳動”時，聯(lián)系學(xué)生騎自行車現(xiàn)象提出問題：掉過鏈子嗎？為什么會掉鏈呢？從哪個鏈輪掉鏈等問題。學(xué)生從回憶開始，回答，進而分析問題，思考問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。經(jīng)教師引導(dǎo)巧妙地將課程中的問題和學(xué)生一起進行了解決，這種學(xué)習(xí)方式不僅提高了學(xué)生的自信心，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。如在講“軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計”時，可利用探究式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生運用發(fā)散性思維分析多種零件布置方案，比較各種方案的優(yōu)劣，從而找到最佳的方案，最重要的是要強調(diào)學(xué)生的主動參與。在機構(gòu)運動簡圖、具有確定運動的條件、自由度計算以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計的講授時，可采用情境學(xué)習(xí)教學(xué)方法，將課堂設(shè)置在擺好實物的實驗室，通過讓學(xué)生親自動手裝拆不同形式的實物和模型，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感，這樣一來學(xué)生的學(xué)習(xí)效果將會起到事半功倍的作用。

3.充分利用信息技術(shù)，通過多種教學(xué)手段，提高學(xué)生對知識的理解與記憶。機械設(shè)計教學(xué)內(nèi)容繁雜，聯(lián)系生產(chǎn)實際的內(nèi)容較多，理論知識比較枯燥，而且難以理解。為了解決這個難題，教師充分利用信息技術(shù)，采用動畫、立體的方式進行教學(xué)是有效的解決方案。這主要是因為采用生產(chǎn)實際的視頻能夠解決學(xué)生沒有見過和接觸過實際情況的難題。利用flash軟件制作動畫來展示機械運動的原理和內(nèi)容。利用solidworks三維軟件制作了形象生動的三維模型，使課程內(nèi)容立體直觀地擺在學(xué)生面前，提高了學(xué)生對于某些知識點的理解性。到企業(yè)拍攝與購買的方式獲得了大量的視頻，將視頻圖像應(yīng)用于教學(xué)，使枯燥的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w、形象的畫面，使得在機械設(shè)計課程的教學(xué)中枯燥難以理解的理論知識，容易講，容易聽，容易理解，容易記憶了，提高機械設(shè)計課程的課堂質(zhì)量和效率。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段進行課外輔導(dǎo)答疑與討論，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)課件和網(wǎng)絡(luò)習(xí)題隨時在網(wǎng)上論壇切磋，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的實時性。

4.創(chuàng)新設(shè)計大作業(yè)，鼓勵學(xué)生參加各類創(chuàng)新設(shè)計比賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團結(jié)協(xié)作精神、理論聯(lián)系實際解決實際問題的能力，在“機械設(shè)計”課程的教學(xué)中，增加了機械創(chuàng)新設(shè)計大作業(yè)。通常以宿舍為單位3—5人為一組進行創(chuàng)新設(shè)計作業(yè)。創(chuàng)新作業(yè)通常分為以下六個模塊：（1）每組討論，發(fā)現(xiàn)或?qū)ふ覇栴}；（2）組內(nèi)初擬設(shè)計題目，課堂5分鐘的演講，相互討論，最終組內(nèi)確定題目；（3）創(chuàng)新作業(yè)的設(shè)計、計算、校核、繪制三維圖；（4）階段設(shè)計的演講以及最終設(shè)計成果的演講；（5）打印設(shè)計說明書；（6）鼓勵學(xué)生參加實踐鍛煉，參加比賽。創(chuàng)新設(shè)計大作業(yè)提交時間確定在學(xué)期末，占課程成績的20%，通過機械創(chuàng)新設(shè)計大作業(yè)，提高學(xué)生專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新、溝通和團結(jié)協(xié)作能力。

5.充分利用機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力。機械設(shè)計課程設(shè)計是一次綜合實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)中要著力培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生在掌握了基本方法的基礎(chǔ)上進行有效的思考，避免被自己固有的思維定式所束縛。通過課程設(shè)計使學(xué)生得到系統(tǒng)性設(shè)計訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。此外，教師也可以鼓勵學(xué)生通過調(diào)研相關(guān)實際工程需要，自主確定設(shè)計題目。在設(shè)計過程中鼓勵并創(chuàng)造條件讓學(xué)生拆裝相關(guān)機械產(chǎn)品，實地進行考察，提高其感性認(rèn)識。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等途徑查閱相應(yīng)資料，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，組織學(xué)生分組進行相互學(xué)習(xí)與討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過課程設(shè)計，不但提高了學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力與自學(xué)能力，而且還提高了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。

6.加強過程性考核方式，全力提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)習(xí)效果。課程考核是測試學(xué)生的知識與能力的基本手段，它具有導(dǎo)向功能、反饋功能、評價功能等多種功能，是教學(xué)過程中的重要一環(huán)。恰當(dāng)?shù)目己朔绞侥軌蛞龑?dǎo)學(xué)生選擇正確而科學(xué)的學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)方法?！皺C械設(shè)計”課程考核過程中增加過程性考核方式，加強學(xué)生平時學(xué)習(xí)成績，學(xué)生期末總評成績包括課堂成績、實驗成績、大設(shè)計作業(yè)成績以及期末考試成等4大部分組成。教學(xué)過程中，注重學(xué)生平時的學(xué)習(xí)，全面關(guān)注學(xué)生平時學(xué)習(xí)，避免“突擊式”準(zhǔn)備考試現(xiàn)象的發(fā)生，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓教師和學(xué)?？梢愿玫卣莆諏W(xué)生的學(xué)習(xí)情況。通過增加過程性考核方式，增大實踐及平時學(xué)習(xí)部分的內(nèi)容，注重學(xué)生過程性考核，培養(yǎng)學(xué)生功夫用在平時，促進了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高，尤其是提高了學(xué)生把理論知識應(yīng)用于實踐的能力，對卓越工程師的培養(yǎng)也起到了良好的激勵作用。

機械設(shè)計課程是機類大學(xué)生一門承上啟下的課程，掌握好機械設(shè)計課程對于學(xué)生鞏固以前學(xué)過的知識和學(xué)好以后的專業(yè)課具有重要的作用。以培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新能力”為主線，教師通過不斷提高自身素質(zhì)，改革教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，不斷提高機械設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量，不僅滿足了“卓越計劃”人才培養(yǎng)方案提出的要求，而且對于培養(yǎng)適應(yīng)新型工業(yè)化要求的卓越工程技術(shù)人才也有著十分重要的意義。

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