《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)改革探討

麻建坐

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)涉及的內(nèi)容多、知識(shí)面廣。針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行了探討，在注重培養(yǎng)學(xué)生基本理論知識(shí)的同時(shí)、加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維以及實(shí)際設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)手段；改革一、引言

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程作為高等工科院校機(jī)械類(lèi)及其它相關(guān)工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用技術(shù)性人才培養(yǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，其涵蓋的內(nèi)容廣，包含有理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬學(xué)、工程材料、機(jī)械傳動(dòng)、常用機(jī)構(gòu)、通用零件設(shè)計(jì)等內(nèi)容，課程的綜合性很強(qiáng)。該課程要求學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，更重要的是理解那些從工程實(shí)踐中得來(lái)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)具備將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中去的能力，因而課程的實(shí)踐性亦很強(qiáng)[1]。該課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生后續(xù)專(zhuān)業(yè)課打下基礎(chǔ)，在教學(xué)中起到承先啟后的作用。本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本技能和基本方法；培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)一般通用零部件的能力，為將來(lái)從事設(shè)計(jì)科研工作打下基礎(chǔ)。在現(xiàn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在如下突出問(wèn)題：（1）教學(xué)形式仍以課堂教學(xué)為主。雖然課堂教學(xué)是傳授知識(shí)的主要渠道，但是，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的廣泛性與教學(xué)形式的單一性之間存在矛盾，影響了學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的掌握，限制了學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。（2）實(shí)踐教學(xué)手段缺乏，難以實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。由于缺乏合適的實(shí)驗(yàn)操作手段以及學(xué)時(shí)所限，很難提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性素質(zhì)等實(shí)踐能力，教學(xué)效果不甚理想[2]。（3）缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練?，F(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，忽視了培養(yǎng)讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行課題規(guī)劃能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，影響了學(xué)生將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題和進(jìn)入工作崗位后的實(shí)際工作[3]。針對(duì)以上這些問(wèn)題，圍繞課程教學(xué)目標(biāo)，圍繞培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的主線(xiàn)，試圖從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行改革探討。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)培養(yǎng)的是學(xué)生進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。但一個(gè)優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計(jì)工程師，不僅要知道機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，還要對(duì)產(chǎn)品生命周期、項(xiàng)目運(yùn)作的相關(guān)知識(shí)有所了解。教學(xué)中應(yīng)插入這些知識(shí)，以擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面和綜合能力的培養(yǎng)。

在技術(shù)進(jìn)步不斷加快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷激烈的今天，社會(huì)要求的是具有扎實(shí)的實(shí)際設(shè)計(jì)能力和富有創(chuàng)新意識(shí)的設(shè)計(jì)者，是多學(xué)科兼融的全才。也只有綜合型、創(chuàng)新型人才更能真正適應(yīng)市場(chǎng)需要。作為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程教學(xué)，也應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，最大限度地提高學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，把握本學(xué)科的發(fā)展脈搏，及時(shí)補(bǔ)充新型機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)、零件。介紹新的設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等內(nèi)容，拓寬視野。培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)汁的思路和方法，培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才。創(chuàng)新方法及思維有專(zhuān)門(mén)的教程和參考資料，在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)課時(shí)有限的情況下專(zhuān)門(mén)騰出時(shí)間介紹創(chuàng)新方法是不現(xiàn)實(shí)的，但可以在教學(xué)過(guò)程中穿插引入創(chuàng)新方法及思維的話(huà)題，然后提供一些參考文獻(xiàn)讓有興趣拓寬知識(shí)的同學(xué)進(jìn)一步探索。

（一）理論教學(xué)方面?，F(xiàn)行課程教學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)理論有較為細(xì)致的介紹，但忽略了實(shí)際知識(shí)和主觀能動(dòng)性在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用，這使得學(xué)生一遇到實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題，面對(duì)一些需要根據(jù)有關(guān)知識(shí)確定參數(shù)的部分就茫然不知所措[4]。課程內(nèi)容體系的編排可以考慮加強(qiáng)工程實(shí)際設(shè)計(jì)所需的基本知識(shí)、基本理論和設(shè)計(jì)方法，適當(dāng)增減教材內(nèi)容，破除片面追求理論完整、繁雜公式推導(dǎo)的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)際應(yīng)用。以設(shè)計(jì)為線(xiàn)索，加強(qiáng)實(shí)用性、實(shí)踐性?xún)?nèi)容和習(xí)題，刪減過(guò)深的、不必要的理論推導(dǎo)和證明、過(guò)時(shí)內(nèi)容、或是偏深偏難而又不實(shí)用的內(nèi)容；舍去概念化的、對(duì)提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平意義不大的部分，加強(qiáng)應(yīng)用性的設(shè)計(jì)方法、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和公式、圖表等可操作性強(qiáng)、對(duì)提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平有益的部分。結(jié)合工程實(shí)際問(wèn)題，在講解基本設(shè)計(jì)計(jì)算原理和設(shè)計(jì)方法的同時(shí)穿插一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納和總結(jié)的能力，形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路和方法，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）實(shí)踐教學(xué)方面。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)既要培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)

基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)生后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，更要突出機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐主題。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題最基本、重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)[5]。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生熟悉和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和規(guī)律，學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用相關(guān)理論知識(shí)，熟悉使用有關(guān)的技術(shù)信息和參考資料，逐步培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)、創(chuàng)新的工程設(shè)計(jì)能力[1]。雖然通過(guò)現(xiàn)行的減速器設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力上起到重要作用，但由于在減速器設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生只需參考指導(dǎo)教材，按部就班進(jìn)行，程式化成分很高，設(shè)計(jì)的內(nèi)容千篇一律，體現(xiàn)不了學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng)，限制了對(duì)學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)造力的培養(yǎng)。因此，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)是可以適當(dāng)簡(jiǎn)化減速器設(shè)計(jì)內(nèi)容，增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容，采用任務(wù)多樣、自主規(guī)劃模式，培養(yǎng)學(xué)生的基本設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

三、教學(xué)方法改革

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作為一門(mén)綜合性較強(qiáng)的應(yīng)用型主干技術(shù)基礎(chǔ)課，具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)、教學(xué)過(guò)程要體現(xiàn)以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)參與進(jìn)課堂的原則，合理設(shè)計(jì)授課計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中，理論聯(lián)系實(shí)際，既注重講授基本理論的系統(tǒng)性，又要分析討論實(shí)際生產(chǎn)中的案例，改變“灌輸式”和“填鴨式”教學(xué)模式，多采用“案例法”、“討論法”、“導(dǎo)學(xué)式”等教學(xué)方法。重視教師的導(dǎo)向作用，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維素質(zhì)。

實(shí)踐是知識(shí)的源泉，實(shí)踐性教學(xué)對(duì)于知識(shí)的獲取、能力的形成與發(fā)展起重要的作用。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系從題目、內(nèi)容及做法上沿用蘇聯(lián)的教學(xué)體系，目前機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的題目主要還是“減速器設(shè)計(jì)”[6]，這套體系培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用基本知識(shí)和基本理論的能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生基本設(shè)計(jì)能力的具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，但由于設(shè)計(jì)內(nèi)容單一、設(shè)計(jì)方法和手段單調(diào)，對(duì)于新設(shè)計(jì)方法和手段的利用不夠，對(duì)于課題規(guī)劃問(wèn)題研究討論不夠，會(huì)影響學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力。

改變課程設(shè)計(jì)與教學(xué)脫節(jié)的做法，將減速器設(shè)計(jì)融人整個(gè)課程教學(xué)過(guò)程中而不是單獨(dú)進(jìn)行。在講機(jī)械傳動(dòng)之前就將減速器設(shè)計(jì)題目安排給學(xué)生，對(duì)減速器里的主要傳動(dòng)形式進(jìn)行講解，然后留給學(xué)生思考和討論確定設(shè)計(jì)減速器的關(guān)鍵零部件，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)課程。這樣，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中就能以課堂作業(yè)或課外作業(yè)的形式逐步完成傳動(dòng)計(jì)算部分、標(biāo)準(zhǔn)件選擇部分等減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算部分，在此過(guò)程中教師進(jìn)行階段性檢查并輔以必要的指導(dǎo)。期末繪制圖紙、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。在教學(xué)過(guò)程中采用總結(jié)、答辯的方法把減速器設(shè)計(jì)與整個(gè)教學(xué)內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)，使實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，使對(duì)學(xué)生基本設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)循序漸進(jìn)、更加扎實(shí)，避免理論脫離實(shí)際，改善教學(xué)質(zhì)量。

在完成機(jī)械設(shè)計(jì)基本能力訓(xùn)練之后，在不增加授課總學(xué)時(shí)和學(xué)生負(fù)擔(dān)的前提下，用一周時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力不是基本能力的簡(jiǎn)單拼湊，創(chuàng)新能力具有進(jìn)攻性，而基本能力僅僅具有適應(yīng)性[3]。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可采用學(xué)生自己的愛(ài)好、實(shí)用、難易恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)題目，也可以采用教師科研項(xiàng)目中與機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)題目，為學(xué)生保留廣闊的創(chuàng)新思維空間，培養(yǎng)學(xué)生的敏銳性、洞察力、預(yù)見(jiàn)性等創(chuàng)新能力。

四、教學(xué)手段改革

（一）加強(qiáng)實(shí)物教學(xué)方法。實(shí)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育，在課程教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生盡可能更多的接觸生產(chǎn)實(shí)際。例如：參觀實(shí)驗(yàn)室、陳列室、工廠車(chē)間、開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)，使抽象的內(nèi)容變得形象、具體、簡(jiǎn)單、易于理解，不斷積累實(shí)踐知識(shí)，激發(fā)學(xué)生求知欲。

（二）采用多媒體方式教學(xué)。媒體教學(xué)方式可以改變傳統(tǒng)教育的單調(diào)性，例如遇到學(xué)生不好理解的內(nèi)容，可以先通過(guò)仿真動(dòng)畫(huà)導(dǎo)入，讓學(xué)生對(duì)所述內(nèi)容有一個(gè)直觀形象的感性認(rèn)識(shí)，降低學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知難度。與黑板板書(shū)相比，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不僅可以通過(guò)圖文、仿真、動(dòng)畫(huà)幫助學(xué)生理解內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可以節(jié)約時(shí)間對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行深入分析和討論。

（三）鼓勵(lì)自主學(xué)習(xí)。組織專(zhuān)題學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生課外查閱相關(guān)資料，啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵(lì)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納、總結(jié)和對(duì)比，激勵(lì)學(xué)生探討學(xué)習(xí)的收獲和體會(huì)。充分給予學(xué)生參與課堂交流的權(quán)利和機(jī)會(huì)，體現(xiàn)教師在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位。

五、結(jié)束語(yǔ)

為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的具備扎實(shí)基礎(chǔ)、較強(qiáng)實(shí)踐能力、富有創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才，探討了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)新模式，注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和基本理論的掌握同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)際設(shè)計(jì)能力。

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