應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程改革淺談

張堯成　楊莉　戴軍

【摘要】應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)是以“學(xué)生為中心、職業(yè)為導(dǎo)向、能力為本位”作為基本教學(xué)思路，著重培養(yǎng)學(xué)生對課程內(nèi)容相關(guān)技能的掌握和應(yīng)用?！稒C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是機(jī)械類或近機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計能力的一門主干課程，但課程內(nèi)容相對比較成熟、經(jīng)驗性內(nèi)容較多、課程內(nèi)容相對比較枯燥。針對于此，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考核方法等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改革嘗試，以期為《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程改革提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 應(yīng)用 教學(xué)

【基金項目】常熟理工學(xué)院科研成果培育項目（JXK2014003）。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）01-0226-02

一、課程特點

課程建設(shè)與改革是提高教學(xué)品質(zhì)的核心，也是教學(xué)改革的重點和難點。對應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)，應(yīng)采用“雙能協(xié)同，知行合一”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，落實“注重學(xué)理、親近業(yè)界”人才培養(yǎng)理念，以適應(yīng)時代發(fā)展，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須加強(qiáng)課程建設(shè)與改革。

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是面向機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程具有較強(qiáng)的應(yīng)用型設(shè)計內(nèi)容，且課程是集理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、工程材料、熱處理工藝、機(jī)械零件毛坯成形和切削加工技術(shù)等內(nèi)容為一體的綜合性課程[1]。課程知識點多且散、理論性強(qiáng)、各個章節(jié)之間跨度大，需較豐富的實踐體驗經(jīng)驗才能使將所學(xué)知識串聯(lián)起來[2]。

課程對學(xué)生機(jī)械專業(yè)課的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，起著承上啟下的作用；同時該課程的綜合性和實踐性都很強(qiáng)，課程許多內(nèi)容可直接用于生產(chǎn)實踐的設(shè)計與應(yīng)用。故此課程的學(xué)習(xí)可培養(yǎng)學(xué)生具有一定的機(jī)械基礎(chǔ)知識和初步的機(jī)械設(shè)計能力，同時理解從工程實踐中得來的知識經(jīng)驗，還要具備將所學(xué)應(yīng)用到行業(yè)工程實踐中的實際工作能力，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力，為今后從事機(jī)械技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。若有學(xué)生前期知識基礎(chǔ)不牢或自學(xué)能力不夠，會使學(xué)生普遍感覺這門課程難學(xué)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。鑒于以上情況，認(rèn)為根據(jù)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)以“學(xué)生為中心、職業(yè)為導(dǎo)向、能力為本位”為基本教學(xué)思路的特點，對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、對教學(xué)方法與考核方式進(jìn)行改善十分重要。

二、教學(xué)內(nèi)容特點

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容主要包括三大部分：機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)知識，如平面機(jī)構(gòu)的運動簡圖和自由度；常見機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計，如凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪傳動和蝸輪傳動、聯(lián)接與螺紋傳動、帶傳動和鏈傳動；機(jī)構(gòu)的裝配與設(shè)計，如輪系和減速器；軸和軸承等。

在課程初期或教學(xué)進(jìn)入到某一個大部分時，可向?qū)W生介紹將要學(xué)習(xí)內(nèi)容的總體框架，使學(xué)生可以初步從機(jī)械系統(tǒng)的總體去認(rèn)識機(jī)構(gòu)。使學(xué)生對各機(jī)構(gòu)間的關(guān)系有初步了解后，可進(jìn)入具體教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中讓學(xué)生具體了解各種機(jī)構(gòu)的構(gòu)成、工作原理、特點和功能，可使學(xué)生不再孤立地了解和設(shè)計某一種機(jī)構(gòu)，而是以機(jī)械系統(tǒng)為主線，依次掌握各種機(jī)構(gòu)分析、設(shè)計的基本理論和方法，理清各種機(jī)構(gòu)間的關(guān)系及異同點。

教學(xué)內(nèi)容要以技能和應(yīng)用作為準(zhǔn)繩，故本課程的主要教學(xué)方向是以項目為導(dǎo)向、以工程問題為驅(qū)動[3]。教學(xué)內(nèi)容的重點應(yīng)突出技能的掌握和工程實際的應(yīng)用，故在教學(xué)過程中先以實際工程例子作為引導(dǎo)引入新的課程內(nèi)容，可提高學(xué)生主動思考、主動學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的思維。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)舉一反三，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行引申到工程問題，使學(xué)生保持學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同學(xué)，也加深或拓展學(xué)生的視野。在某一部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和行業(yè)實際情況提出一個或多個項目任務(wù)，教師進(jìn)行問題的引導(dǎo)與學(xué)生一起討論，最后指導(dǎo)學(xué)生完成項目的設(shè)計方案并實施方案。課程中齒輪設(shè)計、傳動設(shè)計、軸設(shè)計、軸承及聯(lián)軸器等零件的設(shè)計都可作為項目計劃內(nèi)容。學(xué)生完成項目計劃后可體驗到產(chǎn)品設(shè)計的真實過程，可增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信感。

課程設(shè)計是本課程的重要教學(xué)內(nèi)容之一。課程設(shè)計題目應(yīng)該盡可能接近實際生產(chǎn)且題目形式應(yīng)多樣化。為了使學(xué)生不至于對課程設(shè)計有突兀感，可在課程之初將課程設(shè)計題目列表發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中，根據(jù)自己的興趣及能力選擇相應(yīng)的題目。這種方式可調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也可使課程設(shè)計過程更具開拓性和應(yīng)用性。

教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)計題目，要根據(jù)不同專業(yè)、不同學(xué)習(xí)水平進(jìn)行調(diào)整。兩方面內(nèi)容均要體現(xiàn)專業(yè)的特點，也要與社會應(yīng)用和工程創(chuàng)新相結(jié)合。只要在教學(xué)過程中調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，使其主動地開展學(xué)習(xí)和思考，才能提高教學(xué)成效和促進(jìn)學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)的提高。

三、教學(xué)手段

1.利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)。課程中涉及到許多對初學(xué)者較難理解的動態(tài)過程，如齒輪的傳動過程、齒輪的范成加工過程、帶傳動的打滑現(xiàn)象等。可采用多媒體教學(xué)的方法，將靜態(tài)的二維圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)的三維模型，使教學(xué)內(nèi)容變得直觀和生動，從而幫助學(xué)生快速理解和掌握機(jī)構(gòu)的運行原理及過程，也可彌補(bǔ)部分學(xué)生的理解能力不足或教師表達(dá)不充分的傳統(tǒng)教學(xué)不足之處。再者，教材所體現(xiàn)的是課程的經(jīng)典知識，可利用網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生了解教材上沒有體現(xiàn)而又能呈現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的前沿知識點或科技信息，可拓寬學(xué)生的眼界，并有助于學(xué)生對課程內(nèi)容興趣的提高。

2.實例教學(xué)。應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)的教學(xué)以職業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位。可讓學(xué)生進(jìn)入機(jī)械加工中心，對典型實例機(jī)械設(shè)備進(jìn)行拆卸，讓學(xué)生直觀地了解各種機(jī)構(gòu)和零件在機(jī)械裝備中的工況，甚至可讓學(xué)生親自動手運轉(zhuǎn)機(jī)械，使學(xué)生將理論教學(xué)課學(xué)習(xí)的知識與實際機(jī)械的構(gòu)造進(jìn)行聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.討論式教學(xué)。針對某一特定問題，如某一機(jī)構(gòu)的設(shè)計思路或某一工程問題，由教師進(jìn)行問題的引入，而教學(xué)過程以學(xué)生進(jìn)行分組討論為主體，各組分別由一人論述本組的解決思路或方案，其他組同學(xué)對提出的方案進(jìn)行評述其優(yōu)點或缺點以及改進(jìn)思路。最后由教師進(jìn)行點評各組方案的可行性及改進(jìn)思路。討論式教學(xué)是以學(xué)生為解決問題或提出設(shè)計思路方案的教學(xué)主體，教師充當(dāng)裁判員角色，這可提早歷練學(xué)生在實際工程中解決問題的發(fā)散性思維。

4.案例教學(xué)。案例教學(xué)與討論類教學(xué)類似，不同點是案例教學(xué)以教師為主導(dǎo)。針對某一有典型特點的機(jī)械設(shè)計實例，由教師進(jìn)行循序漸進(jìn)地提出引導(dǎo)性問題，與學(xué)生進(jìn)行討論，并隨時對學(xué)生提出的觀點進(jìn)行評述。某一問題討論結(jié)束后，教師即刻提出下一引導(dǎo)問題，直至此機(jī)械設(shè)計的過程藍(lán)圖完全呈現(xiàn)。案例式教學(xué)也是歷練學(xué)生解決實際問題發(fā)散性思維，但教學(xué)過程要以工程上解決機(jī)械設(shè)計問題的思路為軸線，以讓學(xué)生了解實際工程問題的解決思路。

5.對比法教學(xué)。本課程中涉及多種齒輪，如直齒輪、斜齒輪和錐齒輪；多種間歇運動機(jī)構(gòu)，如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒機(jī)構(gòu)等；多種傳動形式，如齒輪傳動與蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動等。這些機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)形式、受力分析和應(yīng)力分析等方面都具有相似性，可針對此種情況，為學(xué)生建立學(xué)習(xí)對比學(xué)習(xí)卡片，將類似機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、受力分析和應(yīng)力分析等進(jìn)行比較，并列出各自的不同點。學(xué)生利于此學(xué)習(xí)卡片，可清晰地對比相似機(jī)構(gòu)的異同點，從而有助學(xué)生對知識點的掌握。

四、考核手段

本課程一般采用閉卷考試對學(xué)生進(jìn)行考核，在此考核方式下，學(xué)生通常要記憶大量復(fù)雜公式而倍感厭煩，故閉卷考試并非最佳的考核方式。在閉卷考試不能完全改革的情況下，可增加其他考核方式的權(quán)重，以“應(yīng)用”作為考核學(xué)生的主要依據(jù)。

1.口頭考核：教師結(jié)合教材內(nèi)容，提煉出多個理論知識點與工程應(yīng)用細(xì)節(jié)相結(jié)合的問題，針對學(xué)生的回答考核學(xué)生對理論知識的掌握和對實際問題的解決思路。此考核方式是針對討論式教學(xué)和案例教學(xué)的檢驗。

2.課程設(shè)計式考核：教師結(jié)合教材內(nèi)容，提出數(shù)個機(jī)械設(shè)計題目，將學(xué)生分為多組，每組學(xué)生自主討論、確定設(shè)計思路和方案。學(xué)生需提交考核報告，報告內(nèi)容包括設(shè)計內(nèi)容的討論整理稿、思路的確定過程、最終的設(shè)計方案和組員的分工。根據(jù)每組的總評和組員分工的完成情況對每個學(xué)生進(jìn)行考核評估。

此兩種考核方式應(yīng)該先后進(jìn)行，口頭考核考察學(xué)生解決實際工程問題的思維水平，即是否掌握了技能；課程設(shè)計式考核考察學(xué)生解決實際工程問題的能力水平，即是否會應(yīng)用技能解決實際技術(shù)問題。

五、結(jié)語

只有對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考試方法等方面進(jìn)行不斷嘗試改進(jìn)，才能提高教學(xué)質(zhì)量并使學(xué)生掌握課程教學(xué)內(nèi)容，使《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》成為一門歷練學(xué)生創(chuàng)造性思維、掌握與行業(yè)實際生產(chǎn)相關(guān)的應(yīng)用性能力的課程。

參考文獻(xiàn)：

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