汽車服務(wù)工程專業(yè)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程雙創(chuàng)教學(xué)改革探討

金慧　王小勇

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力是高校培養(yǎng)學(xué)生的重要課題之一，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》作為汽車服務(wù)工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，應(yīng)及時以培養(yǎng)雙創(chuàng)人才為目標(biāo)做出教學(xué)改革。本文探討了汽車服務(wù)工程專業(yè)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀，并從重塑課程目標(biāo)、重構(gòu)課程內(nèi)容、授課方式改革三方面提出了改革舉措。特別是重構(gòu)課程內(nèi)容，融入工程案例、學(xué)科競賽等，讓學(xué)生從學(xué)懂工程案例、掌握機械設(shè)計知識到自己設(shè)計課題方案、計算和分析、完成設(shè)計說明書。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ) 教學(xué)改革 重構(gòu)課程內(nèi)容 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

1 引言

國務(wù)院辦公廳2015年提出深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見[4]（國辦發(fā)〔2015〕36號），本次雙創(chuàng)教育改革一方面對我國實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展經(jīng)濟有重要作用；另一方面，能推進高等教育改革，培養(yǎng)適應(yīng)新時代發(fā)展需要的人才，促進高校畢業(yè)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)。CDIO教學(xué)理念是以項目驅(qū)動作為教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)模式，能實現(xiàn)課程知識和工程實踐融合，非常符合應(yīng)用型高校培養(yǎng)工程人才的教學(xué)理念，也符合高校雙創(chuàng)教育改革思路，可有效培養(yǎng)高校生的動手能力、團隊協(xié)作創(chuàng)新能力。本校汽車服務(wù)工程專業(yè)著力于培養(yǎng)從事汽車后服務(wù)市場行業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員，不論汽車銷售崗、保險理賠定損崗、汽車檢測維修崗，還是二手車回收鑒定崗等等崗位均需要有扎實的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程理論知識，并要求理論知識用于實際工作環(huán)節(jié)。

本論文探索“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)課程教學(xué)”，雙創(chuàng)教育與機械設(shè)計基礎(chǔ)課程協(xié)同發(fā)展，首先能夠培養(yǎng)既具有專業(yè)知識又具有創(chuàng)新意識的人才，同時能提升學(xué)生對未來就業(yè)的認(rèn)知，不斷提高人才培養(yǎng)和社會需求的契合度；其次協(xié)同發(fā)展能夠促進課程教學(xué)改革，優(yōu)化課程內(nèi)容、教學(xué)方法、教育理念、課程形式等；最后，協(xié)同發(fā)展能夠能夠以此推動我校應(yīng)用型本科汽車服務(wù)工程專業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)、增值賦能、高質(zhì)量發(fā)展。

2 機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是汽車服務(wù)工程專業(yè)的一門基礎(chǔ)必修課程之一，第四學(xué)期開課，是一門承上啟下的課程，是機械類學(xué)科專業(yè)必不可少的課程，用以培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計能力。該課程包括72學(xué)時理論教學(xué)，旨在讓學(xué)生掌握“常用機構(gòu)”、“機械傳動”、“軸系零部件”方面知識；8學(xué)時實驗教學(xué)，旨在讓學(xué)生掌握機構(gòu)組成和工作原理、試驗步驟及數(shù)據(jù)采集等[1]。本校為應(yīng)用型本科院校，更重視理論知識的實踐，更強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力。

目前本課程課堂教學(xué)主要采用五階段教學(xué)法，重點是理論知識的講解，將專業(yè)知識按理論體系來分章節(jié)，每一章節(jié)老師講懂學(xué)生聽懂吃透知識點并能自行完成課后習(xí)題；老師在理論基礎(chǔ)知識講解上下了很深的功夫，可是雙創(chuàng)融合課程做的不夠，知識在工程中的典型應(yīng)用就講得不透，對于機構(gòu)和機械學(xué)生缺乏實踐接觸無法形成直觀印象，所以在參加學(xué)科競賽時設(shè)計作品無法與理論知識聯(lián)系，作品設(shè)計科學(xué)依據(jù)不足。

汽車服務(wù)工程專業(yè)每級兩個行政班級。一個班是普通高考招生，特點是大部分同學(xué)先修課知識儲備滿足本課程需求，但該班學(xué)生是第一次接觸《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程，前期的課程導(dǎo)入和引領(lǐng)學(xué)習(xí)至關(guān)重要；另一個班是三校生高考招生，特點是大部分同學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計算能力較薄弱，但部分學(xué)生高考前有機設(shè)課程和制圖課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，有一定的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程基礎(chǔ)知識儲備和機設(shè)興趣，激發(fā)學(xué)生的深層次學(xué)習(xí)和提升計算能力是重點。

3 探討《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)改革舉措

加強課程建設(shè)，構(gòu)建專創(chuàng)融合課程體系，動態(tài)調(diào)整專業(yè)課程《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容，重塑課程目標(biāo)—理論學(xué)習(xí)與實踐并重，重構(gòu)課程內(nèi)容，開展形式多樣的課程創(chuàng)新教學(xué)方式方法，可以使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專業(yè)教學(xué)有效銜接。

3.1 重塑課程目標(biāo)—理論學(xué)習(xí)與實踐并重

汽車服務(wù)工程專業(yè)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程現(xiàn)行的教學(xué)大綱教學(xué)目標(biāo)一是掌握理論知識，包括“常用機構(gòu)”工作原理和設(shè)計計算、以及“機械傳動”和“軸系零部件”的設(shè)計與計算方法等；目標(biāo)二是思政內(nèi)容，包括“大國工匠精神”、“安全意識”等。為體現(xiàn)雙創(chuàng)教學(xué)，在原有課程教學(xué)目標(biāo)基礎(chǔ)上增加雙創(chuàng)能力目標(biāo)“掌握機械創(chuàng)新設(shè)計方法，具備參加學(xué)科競賽的能力，根據(jù)機械使用要求開展獨立設(shè)計、計算的能力，機械設(shè)計過程中具備創(chuàng)新能力?！盵6]。并優(yōu)化思政目標(biāo)“培養(yǎng)學(xué)生具有工匠精神、科學(xué)素養(yǎng)、愛國主義情懷、全局觀和系統(tǒng)觀、創(chuàng)新意識”的內(nèi)容。針對現(xiàn)有班級特點，合理分配單元課時，從而實現(xiàn)三位一體的教學(xué)目標(biāo)。

3.2 重構(gòu)課程內(nèi)容

3.2.1 融入工程案例

創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思想要以了解最前沿的科技成果為基礎(chǔ)，如何在課程教學(xué)環(huán)節(jié)融入工程案例值得去思考，尤其是針對汽車服務(wù)工程專業(yè)，工程案例的選擇要與專業(yè)相關(guān)，且能幫助到今后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)。本文探索從三個環(huán)節(jié)融入工程案例，環(huán)節(jié)一，在課堂教學(xué)理論知識時融入，如在第一單元緒論講述現(xiàn)代機械設(shè)計時講解由我國億航智能企業(yè)獨立研發(fā)制造的長距離自動駕駛飛行器，在單元十齒輪傳動學(xué)習(xí)時講解采埃孚公司設(shè)計的變速器Aphon工作原理及組成，激發(fā)學(xué)生的名族自豪感和對機械設(shè)計的創(chuàng)新靈感。環(huán)節(jié)二，以3-5人小組為單位分配機械類項目，學(xué)生自主查閱資料分析機械用到的機構(gòu)和零件，組織線上讀書會每周一組學(xué)生分享學(xué)習(xí)成果，如臨工智科挖掘機動臂轉(zhuǎn)運項目或汽車零部件物流無人倉庫等項目。環(huán)節(jié)三，布置實踐任務(wù)，按題目類型分配指導(dǎo)教師，完成機械的設(shè)計和計算過程，題目可以學(xué)生自擬或者采用學(xué)科競賽課題。在完成實踐任務(wù)的過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，并調(diào)動創(chuàng)新思維。具體思路如圖2所示。

3.2.2 融入機械設(shè)計類學(xué)科競賽

結(jié)合專業(yè)教育特點，基于全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、“挑戰(zhàn)杯”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、中國大學(xué)生機械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽、3D大賽等各類賽事的競賽內(nèi)容、方式[5]，在班級內(nèi)組織并成立創(chuàng)新小組，指配競賽課題研究方向的指導(dǎo)老師。競賽題目可作為實踐環(huán)節(jié)的任務(wù)，學(xué)科競賽與課程教學(xué)相融合，在競賽中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中競賽，從而形成相輔相成的學(xué)習(xí)環(huán)境。

比如十一屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題為“機械創(chuàng)新推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、自然和諧邁向仿生新高度”。內(nèi)容包括設(shè)計與制作小型興農(nóng)機械，或者提高仿生機械運動性能為目標(biāo)的“仿生青蛙”和“仿生蝴蝶”（簡稱：高性能仿生機械）。在融入工程案例的環(huán)節(jié)一，在單元八講述知識點—機械零件設(shè)計的步驟時可以結(jié)合題目要求給學(xué)生講授相關(guān)的知識點。例如：和學(xué)生共同探討蝴蝶的翅膀結(jié)構(gòu)及鱗片分布，以及飛行機理和機械結(jié)構(gòu)，分析研發(fā)新型輕量化材料，改進設(shè)計飛行器飛行的穩(wěn)定性等。

3.3 授課方式的改革

3.3.1 基于CDIO工程教育模式[2-3]

基于CDIO工程教育模式的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)方式方法探討，首先重構(gòu)課程教學(xué)體系，將教材內(nèi)容分為三個層次，第一層次是常用機構(gòu)和常用零件基礎(chǔ)知識的掌握；第二層次是結(jié)構(gòu)分析和材料選擇工程理論知識和實踐的掌握；第三層次是機構(gòu)和機械運動、動力分析，以及設(shè)計計算能力的掌握，讓教學(xué)過程從易到難逐步完成課程教學(xué)目標(biāo)。其次在教學(xué)過程中以項目為導(dǎo)向，工程案例融入課程教學(xué)的環(huán)節(jié)二課后導(dǎo)讀和環(huán)節(jié)三實踐活動均是以CDIO工程教育理念為指導(dǎo)思想，實現(xiàn)在學(xué)中做，在做中學(xué)，逐步的從聽懂工程案例到會分析工程案例，最后達(dá)到自己設(shè)計課題方案、計算和分析、完成設(shè)計說明書。然后對目前的考核形式（由期末成績和考勤及作業(yè)成績組成）進行改革，增加項目考核成績，項目成績由自我評價、成員互評、指導(dǎo)老師評價三方面成績評定。自我評價有利于學(xué)生的自我總結(jié)，成員互評有利于調(diào)動成員在團隊工作時的積極性和主動性，指導(dǎo)老師評價有利于對設(shè)計過程及設(shè)計結(jié)果給出正確的指導(dǎo)建議。最終達(dá)到課程教學(xué)預(yù)期能力，具體實施方案如圖3所示。

3.3.2 基于創(chuàng)造性理念

在課后導(dǎo)讀工程案例和實踐活動時，采用兩段式引導(dǎo)方法開展教學(xué)。在分析問題階段，全班學(xué)生共同參與，以課題的階段設(shè)計要求為目標(biāo)，教師引導(dǎo)學(xué)生以所學(xué)課程知識來分析問題并加以討論，逐漸養(yǎng)成學(xué)生自主分析問題的習(xí)慣。在解決問題階段，組織該課題的學(xué)生根據(jù)前期的分析結(jié)果，通過查找資料和探索研究確定解決問題的方案，完成設(shè)計實踐。這樣既讓部分學(xué)生通過完成難度較大的課程設(shè)計題目來完成工程設(shè)計的系統(tǒng)訓(xùn)練，又以此為目標(biāo)，引導(dǎo)其他學(xué)生完成實踐活動。

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程知識點較零碎，教師制作基礎(chǔ)知識微課，讓學(xué)生在課前利用碎片化的時間學(xué)習(xí)，課后采用思維導(dǎo)圖進行總結(jié)復(fù)習(xí)提高學(xué)習(xí)效率。讓充足的精力和更多的時間可以投入到課堂學(xué)習(xí)、課后導(dǎo)讀、實踐活動中，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新思維。

4 結(jié)束語

針對汽車服務(wù)共工程專業(yè)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)重理論、實踐知識教學(xué)輕學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀，從重塑課程目標(biāo)、重構(gòu)課程內(nèi)容、改革授課方式三方面提出了雙創(chuàng)教學(xué)改革舉措。重塑課程目標(biāo)時增加雙創(chuàng)能力目標(biāo)和課程思政目標(biāo)，形成三位一體教學(xué)目標(biāo)。重構(gòu)課程內(nèi)容，一方面從課堂教學(xué)內(nèi)容、課后導(dǎo)讀、實踐活動三個環(huán)節(jié)融入前沿的工程案例，充分的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生從聽懂工程案例到會分析工程案例，最后達(dá)到自己設(shè)計課題方案、計算和分析、完成設(shè)計說明書；另一方面，融入機械設(shè)計類學(xué)科競賽主題內(nèi)容，形成以賽促教，學(xué)生在賽事中遇到問題并解決問題，從而激發(fā)創(chuàng)新靈感。改革授課方式，一方面基于CDIO工程教育模式實施融入工程案例的內(nèi)容教學(xué)，以項目驅(qū)動為教學(xué)理念，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維；另一方面在整個教學(xué)環(huán)節(jié)基于創(chuàng)新理念教學(xué)，基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)以引導(dǎo)學(xué)習(xí)為主，課后導(dǎo)讀工程案例和實踐活動時采用兩段式引導(dǎo)方法教學(xué)。

注：蘭州工業(yè)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革項目（LGYCXJG-23-12）。

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