應(yīng)用型院?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)改革

金偉　趙紅霞　潘維東　劉朝暉

摘要：基于對“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”這門課在應(yīng)用型本科院校教學(xué)中存在的問題的分析，提出了三維實(shí)踐教學(xué)體系，研究了本門課的實(shí)踐教學(xué)模式，并討論了以提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等的改革，以促進(jìn)應(yīng)用型本科院校機(jī)類專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型;機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);實(shí)踐教學(xué);改革

0 ?引言

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是應(yīng)用型本科院校機(jī)械類專業(yè)和近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)課程，有機(jī)地整合了機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容，在機(jī)類和近機(jī)類專業(yè)課程體系中占有重要地位[1，2]。對于應(yīng)用型本科院校來說，教學(xué)體系的構(gòu)建應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，在教學(xué)過程中逐漸培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。然而，目前本課程的教學(xué)有一定的局限性，因此，本文在結(jié)合本校專業(yè)及學(xué)生實(shí)際情況的前提下，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、與本門課所在專業(yè)相結(jié)合等幾方面著手，對課程進(jìn)行多方位的建設(shè)和改革，以提高學(xué)生的綜合能力。

1 ?“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中存在的問題

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程”的教學(xué)模式是課堂教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，目前存在的問題是，教學(xué)內(nèi)容多但學(xué)時(shí)少，教學(xué)模式過于傳統(tǒng)，學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力和主動學(xué)習(xí)的意識，在實(shí)踐教學(xué)中，所結(jié)合的理論知識又很少，久而久之使學(xué)生對這門課程不夠重視，學(xué)習(xí)過程中主要依靠老師的課上講解。

在新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的時(shí)代背景下，本門課的教學(xué)應(yīng)該著重于結(jié)合實(shí)踐的專業(yè)知識的教學(xué)和學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，在引導(dǎo)學(xué)生扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識的前提下倡導(dǎo)創(chuàng)新教育，以適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)的需要。表1為傳統(tǒng)教育與創(chuàng)新教育的比較。

2 ?構(gòu)建三維實(shí)踐教學(xué)體系

近年來，許多高校在實(shí)踐教學(xué)體系方面進(jìn)行了改革和創(chuàng)新，應(yīng)用型院校在這方面進(jìn)行了多項(xiàng)研究[3-6]。本文提出的三維教學(xué)體系由機(jī)械專業(yè)實(shí)踐平臺、多樣化的實(shí)踐環(huán)境、素質(zhì)培養(yǎng)等組成，機(jī)械實(shí)踐教學(xué)平臺在教學(xué)目標(biāo)、方法、過程、教學(xué)評估、評價(jià)等方面具有多樣性、特色化、分類化的特點(diǎn)，旨在制定教學(xué)目標(biāo)、方法、過程、教學(xué)評估、評價(jià)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。三維實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建為“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

此結(jié)構(gòu)與內(nèi)容設(shè)置體現(xiàn)了教育改革的周期性和模塊化，專業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練是為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會的良好平臺，學(xué)生可以進(jìn)行創(chuàng)新活動，學(xué)生的個(gè)性和潛力可以體現(xiàn)出來。在定期培訓(xùn)中，在不同的學(xué)習(xí)階段應(yīng)提供不同的技能支持，通過相互合作，學(xué)生可以共同進(jìn)步。學(xué)生在水平比較低的時(shí)候，應(yīng)該多學(xué)習(xí)和鞏固基礎(chǔ)知識，而在水平比較高的時(shí)候，應(yīng)挑戰(zhàn)專業(yè)知識和實(shí)際應(yīng)用，它不僅要求對知識有更深入的理解，而且更重視將理論與實(shí)踐相結(jié)合。不同類型的知識與不同階段的學(xué)生相結(jié)合，針對不同階段的學(xué)生設(shè)計(jì)具體的模塊，開展相應(yīng)的素質(zhì)訓(xùn)練，每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該有機(jī)會參與，既可以鞏固專業(yè)知識的應(yīng)用，又可以使學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到提高。

機(jī)械類課程實(shí)踐平臺的實(shí)踐教學(xué)課程主要有基礎(chǔ)課、綜合課和專業(yè)課三種?；A(chǔ)課程主要針對初學(xué)專業(yè)的學(xué)生，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是認(rèn)知學(xué)習(xí)，可以從簡單的畫法幾何開始學(xué)習(xí)，所設(shè)計(jì)的模塊是比較基礎(chǔ)的。綜合課程是在學(xué)生掌握知識點(diǎn)后開設(shè)，所設(shè)計(jì)的模塊結(jié)合了基本知識模塊，它不僅培養(yǎng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識的分析和應(yīng)用，而且還能幫助學(xué)生解決問題。專業(yè)課一般是在學(xué)習(xí)到一定程度的時(shí)候開設(shè)，主要針對專業(yè)知識和基本技能的應(yīng)用。

3 ?“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)改革

3.1 教學(xué)方法改革

①在教室里進(jìn)行小組活動。根據(jù)學(xué)生的意愿或教師隨機(jī)分組，老師給每個(gè)小組相同的任務(wù)，小組成員討論總體方案，然后執(zhí)行任務(wù)。例如，在“機(jī)械手原理圖繪制與分析”項(xiàng)目中，每個(gè)組討論出一個(gè)大致的思路完成一幅簡單的畫圖，完成小組合作，老師總結(jié)與分析，可以大大提高課堂教學(xué)的整體效率。

②老師可以鼓勵和帶動學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)。鼓勵學(xué)生利用現(xiàn)有的條件，如在實(shí)驗(yàn)室復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)機(jī)械課程，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。教師還可以提供課外實(shí)踐任務(wù)或新項(xiàng)目吸引學(xué)生，或鼓勵學(xué)生參加省級和國家級比賽，使學(xué)生有足夠的平臺和機(jī)會鍛煉自己，提高自己在開放式教學(xué)模式下的實(shí)踐能力。

3.2 改革的原則和內(nèi)容

教學(xué)改革原則和內(nèi)容組成如圖2所示。

3.2.1 應(yīng)遵循的原則

①學(xué)生所做的項(xiàng)目應(yīng)來源于工程實(shí)際，與專業(yè)緊密結(jié)合，具有方向性、可行性、創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題、進(jìn)行工程技術(shù)創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，引導(dǎo)學(xué)生在工程領(lǐng)域做出具有創(chuàng)新性和工程應(yīng)用實(shí)效的成果。

②項(xiàng)目要從簡單到復(fù)雜，難度不斷提高，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識的實(shí)質(zhì)意義，注重學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。

3.2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

①教學(xué)內(nèi)容以應(yīng)職崗位的人才規(guī)格為目標(biāo)，結(jié)合企業(yè)的培養(yǎng)意見，以適用、實(shí)用為原則，以“應(yīng)用”為主旨特征，優(yōu)化知識技能結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練并重，突出能力培養(yǎng)，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

②各課程、單元之間不強(qiáng)求學(xué)科的系統(tǒng)性，根據(jù)社會生產(chǎn)中的發(fā)展規(guī)律和生產(chǎn)實(shí)際情況，對教學(xué)內(nèi)容作好時(shí)續(xù)上的必要調(diào)整，注重學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

③課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)以學(xué)生為中心，并注意對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、興趣、習(xí)慣、品質(zhì)、意志等方面的培養(yǎng)，積極探索以學(xué)生為主體的各種靈活多樣的教學(xué)形式和影視、電腦課件等現(xiàn)代教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。

④目前社會對人才的需求很高，除了專業(yè)知識，實(shí)踐能力和做事方式也同樣重要。實(shí)踐技能包括社交技能、團(tuán)隊(duì)合作能力，做事方式包括態(tài)度和處理方式。為了適應(yīng)社會形勢和掌握專業(yè)知識，應(yīng)采取相應(yīng)的、適當(dāng)合理的考核方式對學(xué)生的每一項(xiàng)技能做出客觀評價(jià)。

3.3 實(shí)踐教學(xué)與所在專業(yè)相結(jié)合

①本課程的教學(xué)內(nèi)容可以劃分為不同的板塊，因“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”包含的內(nèi)容比較多，包括平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)件選用等等。以學(xué)生為主導(dǎo)因素，不同專業(yè)或不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)生有不同的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，或者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的先后順序做出調(diào)整，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

②學(xué)習(xí)過程中結(jié)合專業(yè)軟件，目前實(shí)際工作中使用較多的計(jì)算機(jī)輔助軟件有AutoCAD，SolidWorks，UG，Pro-E等，所有涉及制造的各行業(yè)幾乎都用AutoCAD制作二維圖紙，SolidWorks軟件適合作三維建模。對于不太好想象的運(yùn)動機(jī)構(gòu)，如多構(gòu)件機(jī)構(gòu)的運(yùn)動、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)與組合機(jī)構(gòu)，都可以用SolidWorks的動畫功能建立構(gòu)件和構(gòu)件之間的運(yùn)動關(guān)系，模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，生成模擬動畫，相對于枯燥的書本知識來說有更生動的效果，從而幫助學(xué)生增強(qiáng)感性認(rèn)知，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4 ?結(jié)語

對于應(yīng)用型本科院校來說，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”這門課教學(xué)體系的構(gòu)建應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，本文在分析了目前本門課教學(xué)普遍存在的問題的前提下，構(gòu)建了三維實(shí)踐教學(xué)體系，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、與本門課所在專業(yè)相結(jié)合等幾方面著手，對課程進(jìn)行多方位的建設(shè)和改革。課程建設(shè)只有在師生共同參與下，在教學(xué)實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善，才能取得更好的教學(xué)效果。

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基金項(xiàng)目：江西省教學(xué)改革研究課題（項(xiàng)目編號JXJG07148）;江西省高校教學(xué)改革研究省級項(xiàng)目（項(xiàng)目編號JXJG-17-9-18）。

作者簡介：金偉（1979-），女，井岡山大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，碩士，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與仿真;趙紅霞（通訊作者）（1971-），女，井岡山大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，博士后，教授，研究方向?yàn)闄C(jī)械電子工程。