機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型教學(xué)模式*

席本強(qiáng) 王 琦 曲 輝

遼寧工程技術(shù)大學(xué) 遼寧阜新 123000

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型教學(xué)模式*

席本強(qiáng) 王 琦 曲 輝

遼寧工程技術(shù)大學(xué) 遼寧阜新 123000

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程教學(xué)的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，教學(xué)中采用應(yīng)用創(chuàng)新型教學(xué)模式是大勢(shì)所趨。學(xué)生先修課技能準(zhǔn)備不足，學(xué)時(shí)有限，而教學(xué)所要求的訓(xùn)練任務(wù)量較重，這些成為阻礙該課程教學(xué)向創(chuàng)新型模式改革的突出障礙。本文采用教師引導(dǎo)與學(xué)生自主選題相結(jié)合的選題方式，采用以3～5人的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為主體的過(guò)程管理模式，應(yīng)用研究性開(kāi)放式的教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生因材施教，取得了較好的教學(xué)效果。

機(jī)械原理；教學(xué)改革；課程設(shè)計(jì)；創(chuàng)新能力

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工科院校機(jī)械類(lèi)課程中最適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一門(mén)課程，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程所學(xué)理論知識(shí)、技能和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是學(xué)生獲得工程技術(shù)訓(xùn)練的必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。根據(jù)《高等工科院校機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求》的精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造設(shè)計(jì)、開(kāi)拓能力應(yīng)作為課程設(shè)計(jì)的主線。目前，各高校對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革都十分重視，而且重點(diǎn)都轉(zhuǎn)移到如何進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和組織型式的創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性熱情中來(lái)。

目前，我校在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中遇到的突出問(wèn)題：

1.學(xué)時(shí)相對(duì)較少，《高等工科院校機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求》規(guī)定，機(jī)械類(lèi)(含近機(jī)類(lèi))專(zhuān)業(yè)課要安排“機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)”，單獨(dú)設(shè)課?，F(xiàn)在各校一般安排1～1.5周學(xué)時(shí)，我校安排1周學(xué)時(shí)。創(chuàng)新型機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)要求學(xué)生既完成典型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、力分析及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸確定等基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的訓(xùn)練，同時(shí)還要求學(xué)生創(chuàng)造性地對(duì)某一簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)獨(dú)立地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)方案確定和對(duì)其中的某些機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于二年級(jí)在校本科生而言，在1周時(shí)間內(nèi)完成是十分困難的，也就是說(shuō)絕大多數(shù)學(xué)生將完不成這兩項(xiàng)要求。

2.選題方式難以確定，指導(dǎo)教師命題易束縛學(xué)生思維，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生自主選題有時(shí)則過(guò)于簡(jiǎn)單或過(guò)于復(fù)雜，過(guò)于簡(jiǎn)單達(dá)不到課程設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練要求，復(fù)雜又難以完成。

3.實(shí)際設(shè)計(jì)中易發(fā)生訓(xùn)練重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，由于解析法的運(yùn)用，大量計(jì)算將通過(guò)計(jì)算機(jī)編程求解，求解過(guò)程較機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課上訓(xùn)練的內(nèi)容要復(fù)雜很多，所以多數(shù)學(xué)生不具備獨(dú)立完成編程求解的能力，他們不得不把幾乎全部精力都放在提高計(jì)算機(jī)編程能力上，這樣使機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)變成了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課的訓(xùn)練，而不是進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析與綜合的訓(xùn)練。

4.設(shè)計(jì)過(guò)程難以管理，由于學(xué)生先修課的知識(shí)及能力參差不齊，加之課程設(shè)計(jì)中題目較為相似，能力稍差的學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免拷貝和抄襲，而且對(duì)指導(dǎo)教師而言又難以控制。

長(zhǎng)期以來(lái)，我校在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中嘗試過(guò)很多教學(xué)改革，積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文旨在探索一套較完整且可行的適合我校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新型教學(xué)模式。

一、進(jìn)一步明確機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)的具體目標(biāo)

概括地講，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)有2個(gè)，一是對(duì)機(jī)械原理課程中所學(xué)的知識(shí)鞏固、訓(xùn)練和提高，二是通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)機(jī)構(gòu)綜合能力、利用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、自學(xué)能力以及創(chuàng)新能力等4個(gè)方面的能力。

要完成上述目標(biāo)，一個(gè)最完整的訓(xùn)練過(guò)程應(yīng)該是由學(xué)生自己(或在教師指導(dǎo)下)自由擬定題目，確定目標(biāo)產(chǎn)品(機(jī)構(gòu))，再根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品(機(jī)構(gòu))的功能需求，對(duì)所學(xué)常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行選型和組合，確定該機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案，再經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸及參數(shù)，最后形成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，即完成機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)。

目前國(guó)內(nèi)高校對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的選題一般采用兩種做法：一種是選用已有的典型機(jī)械(如牛頭刨、壓床等)，進(jìn)行比較系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析、力分析等，可以使學(xué)生加深對(duì)機(jī)械原理課程各章節(jié)的理解和掌握；另一種是通過(guò)對(duì)某一簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)由學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)方案確定和對(duì)其中的某些機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，并著重于通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生的創(chuàng)造能力得到培養(yǎng)。而實(shí)際上這兩方面的要求都是機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)。以前由于課時(shí)有限只能兩者選其一，而不能兼顧。

因此，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，如何完成課程設(shè)計(jì)的全部訓(xùn)練目標(biāo)，就成為創(chuàng)新型機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)要解決的首要問(wèn)題。

二、探尋適合我校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新型教學(xué)模式

為了解決上述矛盾，我們?cè)跈C(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程中不斷地嘗試新的模式，實(shí)踐證明，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力普遍提高，取得了一定的效果。具體做法是：

1.選題方面，采取教師引導(dǎo)與學(xué)生自主選題相結(jié)合的方式

指導(dǎo)教師根據(jù)指導(dǎo)書(shū)介紹選題的一般方法，規(guī)定幾個(gè)大的方向，再提出具體要求，如機(jī)構(gòu)選型中要用到幾類(lèi)機(jī)構(gòu)。然后學(xué)生在一天時(shí)間內(nèi)尋找題目，制定出初步的運(yùn)動(dòng)方案，經(jīng)學(xué)生分組討論后交由指導(dǎo)教師修改和確認(rèn)，對(duì)于選不出題的學(xué)生也不打消其積極性，而是由指導(dǎo)教師為其指定一個(gè)題目，確保每名學(xué)生訓(xùn)練到機(jī)械原理課程教學(xué)中所要求的基本技能和進(jìn)一步鞏固基本知識(shí)。

2.訓(xùn)練內(nèi)容方面，既要體現(xiàn)設(shè)計(jì)的完整性又要重點(diǎn)突出

在課程設(shè)計(jì)期間，學(xué)生的主要任務(wù)都是通過(guò)一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)來(lái)體現(xiàn)，所有的分析、計(jì)算與作圖都圍繞這一任務(wù)來(lái)進(jìn)行。但是機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該以機(jī)械原理課程教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，把設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要精力放在對(duì)機(jī)構(gòu)的分析與綜合上。

3.過(guò)程管理方面，既重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作又要每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成訓(xùn)練目標(biāo)

要完成課程設(shè)計(jì)的全部目標(biāo)要求，總的任務(wù)量太重，如果要求學(xué)生在1～1.5周內(nèi)獨(dú)立完成，對(duì)每個(gè)學(xué)生都是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此在過(guò)程管理中，不能一味強(qiáng)調(diào)獨(dú)立完成，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展交流與協(xié)作，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。我們的做法是，在課程設(shè)計(jì)布置任務(wù)時(shí)根據(jù)自愿的原則將學(xué)生分成3～5人的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，選題階段，由團(tuán)隊(duì)集體確定一個(gè)題目，而且在選題階段，團(tuán)隊(duì)成員還可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。題目選定后，團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員都必須有獨(dú)立的任務(wù)要完成，而且這些任務(wù)將作為最后考核該學(xué)生成績(jī)的主要依據(jù)。指導(dǎo)教師審核學(xué)生選題時(shí)，不僅審核題目及方案的合理性，還要審核任務(wù)分配的合理性。

現(xiàn)代社會(huì)中，無(wú)論是政府機(jī)關(guān)還是企事業(yè)單位，幾乎各行各業(yè)都離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。這種以創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為主體的課程設(shè)計(jì)模式，使學(xué)生在設(shè)計(jì)期間既分工又合作，對(duì)學(xué)生獨(dú)立工作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力都是一個(gè)良好的鍛煉，有利于學(xué)生盡早適應(yīng)將來(lái)工作。

由于團(tuán)隊(duì)共同完成一個(gè)題目，每個(gè)人所分配的任務(wù)相對(duì)減少，學(xué)生就有充裕時(shí)間完成設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)中每一個(gè)訓(xùn)練環(huán)節(jié)都參與和進(jìn)行了充分的思考，所以達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，又解決了時(shí)間緊任務(wù)重的矛盾。

4.任務(wù)要求方面，既保證一般要求又因材施教

課程設(shè)計(jì)的基本要求是完成機(jī)構(gòu)分析與綜合等基本訓(xùn)練目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上再?gòu)?qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。由于學(xué)生的能力千差萬(wàn)別，有時(shí)各有所長(zhǎng)，所以在創(chuàng)新任務(wù)要求上不能一概要求，而應(yīng)因人而異，因材施教。由于這種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為不同能力水平的學(xué)生提供一個(gè)共同參與的平臺(tái)，每個(gè)學(xué)生都能充分開(kāi)發(fā)創(chuàng)造性思維，發(fā)揮自己特長(zhǎng)，這樣激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，因此在很大程度上杜絕學(xué)生拷貝和抄襲現(xiàn)象。

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)最適合應(yīng)用研究性開(kāi)放式教學(xué)模式，在課程設(shè)計(jì)期間，學(xué)生綜合利用網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館等各種資源，收集整理資料，運(yùn)用現(xiàn)代創(chuàng)新技法，科學(xué)選題。設(shè)計(jì)期間同學(xué)相互協(xié)作，共同研究和學(xué)習(xí)。課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，教學(xué)過(guò)程并未就此結(jié)束，而是把教學(xué)延伸到課堂以外，對(duì)一部分題目跟蹤指導(dǎo)，進(jìn)一步完善，逐漸形成作品參加各種比賽，或者申報(bào)國(guó)家專(zhuān)利。

三、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是完成機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，而總體方案設(shè)計(jì)階段又是機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)重要階段，也是最能體現(xiàn)創(chuàng)新性的一個(gè)階段。

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型教學(xué)模式,在一定程度上解決了我校該課程教學(xué)中的突出問(wèn)題,從實(shí)際教學(xué)效果來(lái)看有了明顯改善,切實(shí)讓每名學(xué)生都得到了一定程度的鍛煉。部分學(xué)生的作品參加了校機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、省機(jī)械設(shè)計(jì)大賽并獲得了獎(jiǎng)項(xiàng),還有一部分作品申報(bào)了國(guó)家專(zhuān)利。學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。

[1]李秀春，秦志鈺.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)改革探討[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2008，6

[2]師忠秀，王繼榮.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003

[3]裘建新.我國(guó)高校機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革[J].高等學(xué)校理工科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)通訊，2005，5：18

[4]王湘江，林國(guó)湘，鄒樹(shù)梁.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教改實(shí)踐[J].建材高教理論與實(shí)踐，2000，2

Research and practice in creative teaching mode of course design on theory of machines and mechanisms

Xi Benqiang, Wang Qi, Qu Hui
Liaoning technical university, Fuxin, 123000, China

Course design on theory of machines and mechanisms is an important practical aspect of the course of theory of machines and mechanisms, and there is a tendency towards creative teaching. For the inadequate knowledge of the preview courses, the inadequate time, and the heavy task may be the main obstacle of the reform towards creative teaching. In this paper, the mode of choosing topics is in a way of combining of teachers’guide and student self-selection. The creative team of the course design is formed, the number of the team can be 3 to 5, and in this team students can fulfill their tasks together. Using the opening researching teaching mode, teaching bases their abilities, and a better effect of teaching is achieved.

theory of machines and mechanisms; teaching reform; course design; innovation ability

2010-06-18

席本強(qiáng)，碩士，副教授。

*本文系遼寧工程技術(shù)大學(xué)“應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”課題(YB084076)。