面向卓越工程師培養(yǎng)的《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)改革與實(shí)踐

江連會，郭柏林，鄭銀環(huán)，韓少軍

摘要：根據(jù)面向卓越工程師培養(yǎng)的要求，卓越班學(xué)生的狀況，從實(shí)際出發(fā)，對《機(jī)械設(shè)計》課程教學(xué)進(jìn)行了改革與探索。擴(kuò)展了課程教學(xué)內(nèi)容，增大了課程設(shè)計選題范圍，加強(qiáng)了課外訓(xùn)練。上述改革，加強(qiáng)了對學(xué)生自學(xué)能力、動手能力、創(chuàng)新思想的培養(yǎng)以及學(xué)生個性化培養(yǎng)，經(jīng)過初步實(shí)踐，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；改革；實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）16-0046-02

目前，我國現(xiàn)行的工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式“科學(xué)化”的趨勢越來越凸現(xiàn)，重理論、輕實(shí)踐，重課堂、輕課外，重精深、輕綜合，重灌輸、輕自學(xué)，培養(yǎng)的人才與社會各行各業(yè)的需求不適應(yīng)[1]。面對上述問題，如何以社會需求為導(dǎo)向，以工程實(shí)際為背景，以工程技術(shù)為主線，深化工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革，已經(jīng)引起高教界的高度關(guān)注。為此，教育部發(fā)起了“卓越工程師培養(yǎng)計劃”，目的是培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)社會發(fā)展需要的各類卓越工程技術(shù)人才。機(jī)械設(shè)計課程是高等學(xué)校工科機(jī)類、近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[2]。課程特點(diǎn)是工程性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，信息量大，主要培養(yǎng)學(xué)生的三維空間形象思維能力、工程綜合應(yīng)用能力以及工程創(chuàng)新能力。按照本校卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)械設(shè)計課程改革的原則是強(qiáng)化課程內(nèi)容的實(shí)踐性、創(chuàng)新性與開放性，注重理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，以培育學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、引領(lǐng)能力以及創(chuàng)新能力，綜合提高學(xué)生的人文與科學(xué)素質(zhì)。具體的教改實(shí)踐包括三個環(huán)節(jié)：課內(nèi)教學(xué)、課程設(shè)計和課外訓(xùn)練。課內(nèi)教學(xué)是基礎(chǔ)，積累理論知識；課程設(shè)計是初訓(xùn)，初步鍛煉實(shí)踐能力；課外訓(xùn)練是實(shí)訓(xùn)，全面檢驗理論和實(shí)踐知識的掌握情況；而這一切教學(xué)和訓(xùn)練活動的最終目的是應(yīng)用。它們之間的關(guān)系如圖1所示。

一、課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐

考慮到卓越班學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)、素質(zhì)好，在總的課時總量不變的情況下，適當(dāng)提高講課速度，拓展教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗的深度和難度是可行的。拓寬理論知識，將普通班授課時不講的選修內(nèi)容選擇一部分向卓越班學(xué)生進(jìn)行講解。對于卓越班的學(xué)生，除了講述常用的零部件、常規(guī)設(shè)計方法外，面對科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，還要介紹一些先進(jìn)的設(shè)計方法、先進(jìn)的技術(shù)和新發(fā)展的零部件，如現(xiàn)代設(shè)計方法、虛擬設(shè)計方法、計算機(jī)輔助設(shè)計、有限元等先進(jìn)設(shè)計方法和現(xiàn)在出現(xiàn)并正在推廣使用的直線軸承、磁懸浮軸承、線性導(dǎo)軌等零部件，以拓寬學(xué)生的知識面，開拓學(xué)生的設(shè)計思路。拓展工程知識，為學(xué)生的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。工程知識拓展引入的第一部分內(nèi)容為“與授課內(nèi)容有關(guān)的工程實(shí)例”，回答學(xué)生“學(xué)習(xí)有何用”的問題。選擇的實(shí)例多是學(xué)生比較熟悉的生活中的例子，如在自由度計算中采用雨傘、車門開關(guān)機(jī)構(gòu)等，在齒輪和輪系學(xué)習(xí)中采用汽車變速箱實(shí)例。通過這些例子，增強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解和梳理。工程知識拓展引入的第二部分內(nèi)容為“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽部分獲獎作品”，從設(shè)計構(gòu)思、機(jī)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度計算等方面講解大賽部分作品，一方面引申課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，另一方面為課外訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容的改革。實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容改革的原則是體現(xiàn)基本技能訓(xùn)練與能力拓展相結(jié)合，理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的設(shè)計思想。增加實(shí)驗的綜合性、設(shè)計性。如我們增加了機(jī)械傳動系統(tǒng)創(chuàng)意組合綜合性實(shí)驗，學(xué)生自行設(shè)計傳動方案，選擇各種零件、工具進(jìn)行裝配。這是一次非常逼真的工程實(shí)踐鍛煉，綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計課程中所學(xué)各種零部件，了解了各種傳動方案特點(diǎn)，體會了機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的重要性，體驗了工程設(shè)計、裝配中要注意的一些問題。增加了實(shí)驗的開放性，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要與實(shí)驗室老師約定實(shí)驗時間和實(shí)驗內(nèi)容。雖然課程內(nèi)容擴(kuò)展了，難度增加了，通過一學(xué)年的實(shí)踐，無論從平時作業(yè)質(zhì)量、學(xué)生問的問題，還是考試成績來看，卓越班學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，比以往普通班的學(xué)生還要扎實(shí)，這充分證明我們擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，增大教學(xué)內(nèi)容的難度是可行的。

二、課程設(shè)計的改革與實(shí)踐

課程設(shè)計是對學(xué)生所學(xué)課程知識的綜合應(yīng)用鍛煉，是從認(rèn)識走向?qū)嵺`的工程能力訓(xùn)練，是調(diào)動學(xué)生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計著重于學(xué)生綜合能力和工程能力的培養(yǎng)。卓越班學(xué)生的基礎(chǔ)好、素質(zhì)高，在課程設(shè)計的廣度和深度上都有更高的要求。在設(shè)計題目的選擇上，改變傳統(tǒng)的以帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置為題目的方式，鼓勵學(xué)生調(diào)研相關(guān)工程需要，自主選擇相應(yīng)題目，使學(xué)生認(rèn)識到不是為設(shè)計而設(shè)計，而是為工程需要而設(shè)計。目前學(xué)生采用的題目有機(jī)械原理課程設(shè)計題目、機(jī)械類創(chuàng)新項目的題目或者根據(jù)工程實(shí)際需要提練的題目。通過將上述題目結(jié)構(gòu)化，延續(xù)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生得到系統(tǒng)性設(shè)計鍛煉。在設(shè)計過程中，鼓勵學(xué)生到實(shí)地考察、拆裝相關(guān)產(chǎn)品，提高感性認(rèn)識；通過查閱相應(yīng)資料和網(wǎng)絡(luò)了解相關(guān)零部件價格，培養(yǎng)學(xué)生建立產(chǎn)品的工程實(shí)用性、成本設(shè)計思想；鼓勵學(xué)生通過查找資料、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)解決相應(yīng)問題，提高學(xué)生的自學(xué)能力。通過一年的實(shí)踐證明，這種選題的方法以及設(shè)計過程的要求，提高了學(xué)生對課程設(shè)計的興趣和積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)能力、查閱資料的能力、動手能力以及工程實(shí)踐能力，取得了良好的效果。

三、課外訓(xùn)練的改革與實(shí)踐

學(xué)生在學(xué)完“工程圖學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計”等技術(shù)基礎(chǔ)課程后，組織課外機(jī)械制作的多種活動，特別是開展全國性的“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”，這對于鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新精神、合作精神并培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，為發(fā)現(xiàn)具有培養(yǎng)前途的拔尖創(chuàng)新人才，激勵人才脫穎而出，是一種非常好的方式[3]。作者本人指導(dǎo)學(xué)生參加了笫二、笫三、第四屆“全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”和我校四屆“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練”項目。從我們的實(shí)際指導(dǎo)教學(xué)中，深感課外創(chuàng)新訓(xùn)練和創(chuàng)新比賽能深化學(xué)生機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)知識，夯實(shí)學(xué)生今后自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新精神的極為有效的教學(xué)環(huán)節(jié)，是一條培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的有效途徑。為此學(xué)院對課外創(chuàng)新訓(xùn)練加大了投入和改革：學(xué)生參加課外訓(xùn)練加一定的學(xué)分，取得國家級和省級成果，增加學(xué)生綜合成績，通過這種方式增加了學(xué)生參與的積極性；老師參與創(chuàng)新訓(xùn)練項目，給予相應(yīng)的工作量，取得國家級和省級成果給予相應(yīng)的獎勵，激勵了老師指導(dǎo)項目的積極性；學(xué)院積極組織，由專人負(fù)責(zé)成立了各種課外訓(xùn)練小組，加大了課外訓(xùn)練小組的經(jīng)費(fèi)投入，每個小組都由不同年級的學(xué)生組成，形成了穩(wěn)定的學(xué)生梯隊；以上改革為學(xué)生和老師參加機(jī)械設(shè)計大賽提供了制度保障。通過上述改革，機(jī)電學(xué)院在最近四屆“全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”比賽中都獲得了驕人的成績，特別是在2012年取得了突破性的成果，獲得了5項一等獎，位居全國高校第一位，同時很多學(xué)生的創(chuàng)新項目申請了專利。參加比賽的學(xué)生能力得到全面提高，深得用人單位的好評。

教學(xué)改革對于培養(yǎng)“卓越工程師”具有重要的意義，通過上述《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)改革的實(shí)施，已經(jīng)取得了初步的成果，同時，教學(xué)改革又是一個長期探索和不斷積累的過程，需要結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)和具體情況，注重學(xué)生的個性化發(fā)展，以培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)為中心，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力等。應(yīng)該進(jìn)一步加大教學(xué)研究投入，改善教學(xué)條件，促進(jìn)儀器設(shè)備和資源的更新、共享與利用，推動教學(xué)改革研究與實(shí)踐，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核方式等方面的改革與創(chuàng)新，進(jìn)一步探索創(chuàng)新型卓越人才的培養(yǎng)模式，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張安富，劉興鳳.實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.

[2]秦小嶼.提高機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)思考[J].高等教育研究，2009，26（1）：63-64.

[3]楊叔子，吳昌林，彭文生.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽很重要[J].高等工程教育研究，2007，（2）：1-5.

基金項目：武漢理工大學(xué)教研項目：（2010017）。

摘要：根據(jù)面向卓越工程師培養(yǎng)的要求，卓越班學(xué)生的狀況，從實(shí)際出發(fā)，對《機(jī)械設(shè)計》課程教學(xué)進(jìn)行了改革與探索。擴(kuò)展了課程教學(xué)內(nèi)容，增大了課程設(shè)計選題范圍，加強(qiáng)了課外訓(xùn)練。上述改革，加強(qiáng)了對學(xué)生自學(xué)能力、動手能力、創(chuàng)新思想的培養(yǎng)以及學(xué)生個性化培養(yǎng)，經(jīng)過初步實(shí)踐，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；改革；實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）16-0046-02

目前，我國現(xiàn)行的工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式“科學(xué)化”的趨勢越來越凸現(xiàn)，重理論、輕實(shí)踐，重課堂、輕課外，重精深、輕綜合，重灌輸、輕自學(xué)，培養(yǎng)的人才與社會各行各業(yè)的需求不適應(yīng)[1]。面對上述問題，如何以社會需求為導(dǎo)向，以工程實(shí)際為背景，以工程技術(shù)為主線，深化工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革，已經(jīng)引起高教界的高度關(guān)注。為此，教育部發(fā)起了“卓越工程師培養(yǎng)計劃”，目的是培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)社會發(fā)展需要的各類卓越工程技術(shù)人才。機(jī)械設(shè)計課程是高等學(xué)校工科機(jī)類、近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[2]。課程特點(diǎn)是工程性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，信息量大，主要培養(yǎng)學(xué)生的三維空間形象思維能力、工程綜合應(yīng)用能力以及工程創(chuàng)新能力。按照本校卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)械設(shè)計課程改革的原則是強(qiáng)化課程內(nèi)容的實(shí)踐性、創(chuàng)新性與開放性，注重理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，以培育學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、引領(lǐng)能力以及創(chuàng)新能力，綜合提高學(xué)生的人文與科學(xué)素質(zhì)。具體的教改實(shí)踐包括三個環(huán)節(jié)：課內(nèi)教學(xué)、課程設(shè)計和課外訓(xùn)練。課內(nèi)教學(xué)是基礎(chǔ)，積累理論知識；課程設(shè)計是初訓(xùn)，初步鍛煉實(shí)踐能力；課外訓(xùn)練是實(shí)訓(xùn)，全面檢驗理論和實(shí)踐知識的掌握情況；而這一切教學(xué)和訓(xùn)練活動的最終目的是應(yīng)用。它們之間的關(guān)系如圖1所示。

一、課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐

考慮到卓越班學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)、素質(zhì)好，在總的課時總量不變的情況下，適當(dāng)提高講課速度，拓展教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗的深度和難度是可行的。拓寬理論知識，將普通班授課時不講的選修內(nèi)容選擇一部分向卓越班學(xué)生進(jìn)行講解。對于卓越班的學(xué)生，除了講述常用的零部件、常規(guī)設(shè)計方法外，面對科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，還要介紹一些先進(jìn)的設(shè)計方法、先進(jìn)的技術(shù)和新發(fā)展的零部件，如現(xiàn)代設(shè)計方法、虛擬設(shè)計方法、計算機(jī)輔助設(shè)計、有限元等先進(jìn)設(shè)計方法和現(xiàn)在出現(xiàn)并正在推廣使用的直線軸承、磁懸浮軸承、線性導(dǎo)軌等零部件，以拓寬學(xué)生的知識面，開拓學(xué)生的設(shè)計思路。拓展工程知識，為學(xué)生的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。工程知識拓展引入的第一部分內(nèi)容為“與授課內(nèi)容有關(guān)的工程實(shí)例”，回答學(xué)生“學(xué)習(xí)有何用”的問題。選擇的實(shí)例多是學(xué)生比較熟悉的生活中的例子，如在自由度計算中采用雨傘、車門開關(guān)機(jī)構(gòu)等，在齒輪和輪系學(xué)習(xí)中采用汽車變速箱實(shí)例。通過這些例子，增強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解和梳理。工程知識拓展引入的第二部分內(nèi)容為“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽部分獲獎作品”，從設(shè)計構(gòu)思、機(jī)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度計算等方面講解大賽部分作品，一方面引申課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，另一方面為課外訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容的改革。實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容改革的原則是體現(xiàn)基本技能訓(xùn)練與能力拓展相結(jié)合，理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的設(shè)計思想。增加實(shí)驗的綜合性、設(shè)計性。如我們增加了機(jī)械傳動系統(tǒng)創(chuàng)意組合綜合性實(shí)驗，學(xué)生自行設(shè)計傳動方案，選擇各種零件、工具進(jìn)行裝配。這是一次非常逼真的工程實(shí)踐鍛煉，綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計課程中所學(xué)各種零部件，了解了各種傳動方案特點(diǎn)，體會了機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的重要性，體驗了工程設(shè)計、裝配中要注意的一些問題。增加了實(shí)驗的開放性，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要與實(shí)驗室老師約定實(shí)驗時間和實(shí)驗內(nèi)容。雖然課程內(nèi)容擴(kuò)展了，難度增加了，通過一學(xué)年的實(shí)踐，無論從平時作業(yè)質(zhì)量、學(xué)生問的問題，還是考試成績來看，卓越班學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，比以往普通班的學(xué)生還要扎實(shí)，這充分證明我們擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，增大教學(xué)內(nèi)容的難度是可行的。

二、課程設(shè)計的改革與實(shí)踐

課程設(shè)計是對學(xué)生所學(xué)課程知識的綜合應(yīng)用鍛煉，是從認(rèn)識走向?qū)嵺`的工程能力訓(xùn)練，是調(diào)動學(xué)生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計著重于學(xué)生綜合能力和工程能力的培養(yǎng)。卓越班學(xué)生的基礎(chǔ)好、素質(zhì)高，在課程設(shè)計的廣度和深度上都有更高的要求。在設(shè)計題目的選擇上，改變傳統(tǒng)的以帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置為題目的方式，鼓勵學(xué)生調(diào)研相關(guān)工程需要，自主選擇相應(yīng)題目，使學(xué)生認(rèn)識到不是為設(shè)計而設(shè)計，而是為工程需要而設(shè)計。目前學(xué)生采用的題目有機(jī)械原理課程設(shè)計題目、機(jī)械類創(chuàng)新項目的題目或者根據(jù)工程實(shí)際需要提練的題目。通過將上述題目結(jié)構(gòu)化，延續(xù)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生得到系統(tǒng)性設(shè)計鍛煉。在設(shè)計過程中，鼓勵學(xué)生到實(shí)地考察、拆裝相關(guān)產(chǎn)品，提高感性認(rèn)識；通過查閱相應(yīng)資料和網(wǎng)絡(luò)了解相關(guān)零部件價格，培養(yǎng)學(xué)生建立產(chǎn)品的工程實(shí)用性、成本設(shè)計思想；鼓勵學(xué)生通過查找資料、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)解決相應(yīng)問題，提高學(xué)生的自學(xué)能力。通過一年的實(shí)踐證明，這種選題的方法以及設(shè)計過程的要求，提高了學(xué)生對課程設(shè)計的興趣和積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)能力、查閱資料的能力、動手能力以及工程實(shí)踐能力，取得了良好的效果。

三、課外訓(xùn)練的改革與實(shí)踐

學(xué)生在學(xué)完“工程圖學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計”等技術(shù)基礎(chǔ)課程后，組織課外機(jī)械制作的多種活動，特別是開展全國性的“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”，這對于鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新精神、合作精神并培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，為發(fā)現(xiàn)具有培養(yǎng)前途的拔尖創(chuàng)新人才，激勵人才脫穎而出，是一種非常好的方式[3]。作者本人指導(dǎo)學(xué)生參加了笫二、笫三、第四屆“全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”和我校四屆“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練”項目。從我們的實(shí)際指導(dǎo)教學(xué)中，深感課外創(chuàng)新訓(xùn)練和創(chuàng)新比賽能深化學(xué)生機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)知識，夯實(shí)學(xué)生今后自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新精神的極為有效的教學(xué)環(huán)節(jié)，是一條培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的有效途徑。為此學(xué)院對課外創(chuàng)新訓(xùn)練加大了投入和改革：學(xué)生參加課外訓(xùn)練加一定的學(xué)分，取得國家級和省級成果，增加學(xué)生綜合成績，通過這種方式增加了學(xué)生參與的積極性；老師參與創(chuàng)新訓(xùn)練項目，給予相應(yīng)的工作量，取得國家級和省級成果給予相應(yīng)的獎勵，激勵了老師指導(dǎo)項目的積極性；學(xué)院積極組織，由專人負(fù)責(zé)成立了各種課外訓(xùn)練小組，加大了課外訓(xùn)練小組的經(jīng)費(fèi)投入，每個小組都由不同年級的學(xué)生組成，形成了穩(wěn)定的學(xué)生梯隊；以上改革為學(xué)生和老師參加機(jī)械設(shè)計大賽提供了制度保障。通過上述改革，機(jī)電學(xué)院在最近四屆“全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”比賽中都獲得了驕人的成績，特別是在2012年取得了突破性的成果，獲得了5項一等獎，位居全國高校第一位，同時很多學(xué)生的創(chuàng)新項目申請了專利。參加比賽的學(xué)生能力得到全面提高，深得用人單位的好評。

教學(xué)改革對于培養(yǎng)“卓越工程師”具有重要的意義，通過上述《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)改革的實(shí)施，已經(jīng)取得了初步的成果，同時，教學(xué)改革又是一個長期探索和不斷積累的過程，需要結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)和具體情況，注重學(xué)生的個性化發(fā)展，以培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)為中心，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力等。應(yīng)該進(jìn)一步加大教學(xué)研究投入，改善教學(xué)條件，促進(jìn)儀器設(shè)備和資源的更新、共享與利用，推動教學(xué)改革研究與實(shí)踐，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核方式等方面的改革與創(chuàng)新，進(jìn)一步探索創(chuàng)新型卓越人才的培養(yǎng)模式，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張安富，劉興鳳.實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.

[2]秦小嶼.提高機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)思考[J].高等教育研究，2009，26（1）：63-64.

[3]楊叔子，吳昌林，彭文生.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽很重要[J].高等工程教育研究，2007，（2）：1-5.

基金項目：武漢理工大學(xué)教研項目：（2010017）。

摘要：根據(jù)面向卓越工程師培養(yǎng)的要求，卓越班學(xué)生的狀況，從實(shí)際出發(fā)，對《機(jī)械設(shè)計》課程教學(xué)進(jìn)行了改革與探索。擴(kuò)展了課程教學(xué)內(nèi)容，增大了課程設(shè)計選題范圍，加強(qiáng)了課外訓(xùn)練。上述改革，加強(qiáng)了對學(xué)生自學(xué)能力、動手能力、創(chuàng)新思想的培養(yǎng)以及學(xué)生個性化培養(yǎng)，經(jīng)過初步實(shí)踐，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；改革；實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）16-0046-02

目前，我國現(xiàn)行的工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式“科學(xué)化”的趨勢越來越凸現(xiàn)，重理論、輕實(shí)踐，重課堂、輕課外，重精深、輕綜合，重灌輸、輕自學(xué)，培養(yǎng)的人才與社會各行各業(yè)的需求不適應(yīng)[1]。面對上述問題，如何以社會需求為導(dǎo)向，以工程實(shí)際為背景，以工程技術(shù)為主線，深化工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革，已經(jīng)引起高教界的高度關(guān)注。為此，教育部發(fā)起了“卓越工程師培養(yǎng)計劃”，目的是培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)社會發(fā)展需要的各類卓越工程技術(shù)人才。機(jī)械設(shè)計課程是高等學(xué)校工科機(jī)類、近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[2]。課程特點(diǎn)是工程性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，信息量大，主要培養(yǎng)學(xué)生的三維空間形象思維能力、工程綜合應(yīng)用能力以及工程創(chuàng)新能力。按照本校卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)械設(shè)計課程改革的原則是強(qiáng)化課程內(nèi)容的實(shí)踐性、創(chuàng)新性與開放性，注重理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，以培育學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、引領(lǐng)能力以及創(chuàng)新能力，綜合提高學(xué)生的人文與科學(xué)素質(zhì)。具體的教改實(shí)踐包括三個環(huán)節(jié)：課內(nèi)教學(xué)、課程設(shè)計和課外訓(xùn)練。課內(nèi)教學(xué)是基礎(chǔ)，積累理論知識；課程設(shè)計是初訓(xùn)，初步鍛煉實(shí)踐能力；課外訓(xùn)練是實(shí)訓(xùn)，全面檢驗理論和實(shí)踐知識的掌握情況；而這一切教學(xué)和訓(xùn)練活動的最終目的是應(yīng)用。它們之間的關(guān)系如圖1所示。

一、課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐

考慮到卓越班學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)、素質(zhì)好，在總的課時總量不變的情況下，適當(dāng)提高講課速度，拓展教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗的深度和難度是可行的。拓寬理論知識，將普通班授課時不講的選修內(nèi)容選擇一部分向卓越班學(xué)生進(jìn)行講解。對于卓越班的學(xué)生，除了講述常用的零部件、常規(guī)設(shè)計方法外，面對科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，還要介紹一些先進(jìn)的設(shè)計方法、先進(jìn)的技術(shù)和新發(fā)展的零部件，如現(xiàn)代設(shè)計方法、虛擬設(shè)計方法、計算機(jī)輔助設(shè)計、有限元等先進(jìn)設(shè)計方法和現(xiàn)在出現(xiàn)并正在推廣使用的直線軸承、磁懸浮軸承、線性導(dǎo)軌等零部件，以拓寬學(xué)生的知識面，開拓學(xué)生的設(shè)計思路。拓展工程知識，為學(xué)生的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。工程知識拓展引入的第一部分內(nèi)容為“與授課內(nèi)容有關(guān)的工程實(shí)例”，回答學(xué)生“學(xué)習(xí)有何用”的問題。選擇的實(shí)例多是學(xué)生比較熟悉的生活中的例子，如在自由度計算中采用雨傘、車門開關(guān)機(jī)構(gòu)等，在齒輪和輪系學(xué)習(xí)中采用汽車變速箱實(shí)例。通過這些例子，增強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解和梳理。工程知識拓展引入的第二部分內(nèi)容為“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽部分獲獎作品”，從設(shè)計構(gòu)思、機(jī)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度計算等方面講解大賽部分作品，一方面引申課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，另一方面為課外訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容的改革。實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容改革的原則是體現(xiàn)基本技能訓(xùn)練與能力拓展相結(jié)合，理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的設(shè)計思想。增加實(shí)驗的綜合性、設(shè)計性。如我們增加了機(jī)械傳動系統(tǒng)創(chuàng)意組合綜合性實(shí)驗，學(xué)生自行設(shè)計傳動方案，選擇各種零件、工具進(jìn)行裝配。這是一次非常逼真的工程實(shí)踐鍛煉，綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計課程中所學(xué)各種零部件，了解了各種傳動方案特點(diǎn)，體會了機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的重要性，體驗了工程設(shè)計、裝配中要注意的一些問題。增加了實(shí)驗的開放性，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要與實(shí)驗室老師約定實(shí)驗時間和實(shí)驗內(nèi)容。雖然課程內(nèi)容擴(kuò)展了，難度增加了，通過一學(xué)年的實(shí)踐，無論從平時作業(yè)質(zhì)量、學(xué)生問的問題，還是考試成績來看，卓越班學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，比以往普通班的學(xué)生還要扎實(shí)，這充分證明我們擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，增大教學(xué)內(nèi)容的難度是可行的。

二、課程設(shè)計的改革與實(shí)踐

課程設(shè)計是對學(xué)生所學(xué)課程知識的綜合應(yīng)用鍛煉，是從認(rèn)識走向?qū)嵺`的工程能力訓(xùn)練，是調(diào)動學(xué)生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計著重于學(xué)生綜合能力和工程能力的培養(yǎng)。卓越班學(xué)生的基礎(chǔ)好、素質(zhì)高，在課程設(shè)計的廣度和深度上都有更高的要求。在設(shè)計題目的選擇上，改變傳統(tǒng)的以帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置為題目的方式，鼓勵學(xué)生調(diào)研相關(guān)工程需要，自主選擇相應(yīng)題目，使學(xué)生認(rèn)識到不是為設(shè)計而設(shè)計，而是為工程需要而設(shè)計。目前學(xué)生采用的題目有機(jī)械原理課程設(shè)計題目、機(jī)械類創(chuàng)新項目的題目或者根據(jù)工程實(shí)際需要提練的題目。通過將上述題目結(jié)構(gòu)化，延續(xù)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生得到系統(tǒng)性設(shè)計鍛煉。在設(shè)計過程中，鼓勵學(xué)生到實(shí)地考察、拆裝相關(guān)產(chǎn)品，提高感性認(rèn)識；通過查閱相應(yīng)資料和網(wǎng)絡(luò)了解相關(guān)零部件價格，培養(yǎng)學(xué)生建立產(chǎn)品的工程實(shí)用性、成本設(shè)計思想；鼓勵學(xué)生通過查找資料、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)解決相應(yīng)問題，提高學(xué)生的自學(xué)能力。通過一年的實(shí)踐證明，這種選題的方法以及設(shè)計過程的要求，提高了學(xué)生對課程設(shè)計的興趣和積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)能力、查閱資料的能力、動手能力以及工程實(shí)踐能力，取得了良好的效果。

三、課外訓(xùn)練的改革與實(shí)踐

學(xué)生在學(xué)完“工程圖學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計”等技術(shù)基礎(chǔ)課程后，組織課外機(jī)械制作的多種活動，特別是開展全國性的“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”，這對于鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新精神、合作精神并培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，為發(fā)現(xiàn)具有培養(yǎng)前途的拔尖創(chuàng)新人才，激勵人才脫穎而出，是一種非常好的方式[3]。作者本人指導(dǎo)學(xué)生參加了笫二、笫三、第四屆“全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”和我校四屆“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練”項目。從我們的實(shí)際指導(dǎo)教學(xué)中，深感課外創(chuàng)新訓(xùn)練和創(chuàng)新比賽能深化學(xué)生機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)知識，夯實(shí)學(xué)生今后自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新精神的極為有效的教學(xué)環(huán)節(jié)，是一條培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的有效途徑。為此學(xué)院對課外創(chuàng)新訓(xùn)練加大了投入和改革：學(xué)生參加課外訓(xùn)練加一定的學(xué)分，取得國家級和省級成果，增加學(xué)生綜合成績，通過這種方式增加了學(xué)生參與的積極性；老師參與創(chuàng)新訓(xùn)練項目，給予相應(yīng)的工作量，取得國家級和省級成果給予相應(yīng)的獎勵，激勵了老師指導(dǎo)項目的積極性；學(xué)院積極組織，由專人負(fù)責(zé)成立了各種課外訓(xùn)練小組，加大了課外訓(xùn)練小組的經(jīng)費(fèi)投入，每個小組都由不同年級的學(xué)生組成，形成了穩(wěn)定的學(xué)生梯隊；以上改革為學(xué)生和老師參加機(jī)械設(shè)計大賽提供了制度保障。通過上述改革，機(jī)電學(xué)院在最近四屆“全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”比賽中都獲得了驕人的成績，特別是在2012年取得了突破性的成果，獲得了5項一等獎，位居全國高校第一位，同時很多學(xué)生的創(chuàng)新項目申請了專利。參加比賽的學(xué)生能力得到全面提高，深得用人單位的好評。

教學(xué)改革對于培養(yǎng)“卓越工程師”具有重要的意義，通過上述《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)改革的實(shí)施，已經(jīng)取得了初步的成果，同時，教學(xué)改革又是一個長期探索和不斷積累的過程，需要結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)和具體情況，注重學(xué)生的個性化發(fā)展，以培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)為中心，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力等。應(yīng)該進(jìn)一步加大教學(xué)研究投入，改善教學(xué)條件，促進(jìn)儀器設(shè)備和資源的更新、共享與利用，推動教學(xué)改革研究與實(shí)踐，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核方式等方面的改革與創(chuàng)新，進(jìn)一步探索創(chuàng)新型卓越人才的培養(yǎng)模式，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張安富，劉興鳳.實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.

[2]秦小嶼.提高機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)思考[J].高等教育研究，2009，26（1）：63-64.

[3]楊叔子，吳昌林，彭文生.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽很重要[J].高等工程教育研究，2007，（2）：1-5.

基金項目：武漢理工大學(xué)教研項目：（2010017）。