機械設(shè)計課程設(shè)計基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革

劉月英　王南　張海霞

【摘 要】機械設(shè)計課程設(shè)計是培養(yǎng)機械類專業(yè)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié)。本文對目前機械設(shè)計課程設(shè)計中所存在的問題進行了分析，從課堂教學(xué)方式、考核方式、實踐環(huán)節(jié)等方面入手，提出了以學(xué)生創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的教學(xué)改革，以提高機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量和加強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】課程設(shè)計;創(chuàng)新能力;教學(xué)改革

機械設(shè)計是機械工程專業(yè)本科生的主干課程之一，本課程對學(xué)生的綜合能力要求較高，需要學(xué)生在課程中綜合應(yīng)用機械制圖、材料力學(xué)、機械原理等前期課程的知識，并要求學(xué)生運用所學(xué)的知識去分析和解決實際工程問題的能力。基于這樣一種情況，目前的機械設(shè)計課程設(shè)計已經(jīng)不能滿足時代的要求，必須對機械設(shè)計課程設(shè)計進行改革。

一、機械設(shè)計課程設(shè)計現(xiàn)狀分析

（一）傳統(tǒng)的機械設(shè)計課程設(shè)計題目太單一和簡單，模式化問題嚴(yán)重

目前我校機械設(shè)計課程設(shè)計都是采用齒輪減速器裝置作為課程設(shè)計內(nèi)容，但是多年來減速器一直作為傳統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容，存在內(nèi)容陳舊、思路單一并且網(wǎng)上現(xiàn)成資料過多等諸多問題。在課程設(shè)計內(nèi)容中包含了機械設(shè)計課程的絕大部分的知識內(nèi)容，對提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力打下了基礎(chǔ)，但也暴露出不少的問題。

（二）抄襲現(xiàn)象

以我校為例，雖然可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)號選擇不同的設(shè)計參數(shù)，但是減速器總體的結(jié)構(gòu)是相同的，在學(xué)生中抄襲現(xiàn)象還是比較普遍的，甚至有學(xué)生直接照搬網(wǎng)上現(xiàn)成的資料，幾乎很少有學(xué)生會去思考適合自己參數(shù)的結(jié)構(gòu)、裝配、密封等問題。

（三）方式陳舊

我校的課程設(shè)計工作量為手工繪制減速器裝配圖一張、零件圖兩張和一份設(shè)計報告。雖然通過此過程可以提高作圖能力，但是目前虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)非常成熟，包括CAD軟件以及動力學(xué)、力學(xué)分析軟件已經(jīng)普遍被應(yīng)用在機械設(shè)計等領(lǐng)域，而僅有一小部分學(xué)生會去主動學(xué)習(xí)虛擬仿真技術(shù)。這種狀況已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展的需求，學(xué)生的競爭力也會下降。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

（一）建立基于實際工程項目的衍生設(shè)計題庫

以往的課程設(shè)計內(nèi)容雖然包含了機械設(shè)計課程的絕大部分內(nèi)容，但是題目老舊，缺少內(nèi)容的創(chuàng)新，學(xué)生的積極性不高。并且學(xué)生對自己完成的方案是否可實現(xiàn)也缺少途徑去驗證。因此，引入基于實際工程項目或者大學(xué)生創(chuàng)新比賽相關(guān)的題目可以有效地擴大課程設(shè)計的題目范圍，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力。同時這對授課教師也提出了更高的要求，即不能拘泥于課本授課，教師在備課時，可以對以往的科研項目進行歸納總結(jié)，結(jié)合工程實際整理出適合作為課程設(shè)計的題目，也可以鼓勵學(xué)生結(jié)合“挑戰(zhàn)杯”等比賽自主選擇課題。教師則需對自主選擇的課題從難度、可行性、工作量等方面進行把關(guān)，保證課程設(shè)計能夠順利進行。學(xué)生也可以通過這個過程提高查閱文獻資料以及獨立思考的能力。

（二）撰寫發(fā)明專利、期刊論文

在上述基礎(chǔ)上，挑選較好的設(shè)計方案，鼓勵學(xué)生申請發(fā)明專利并指導(dǎo)學(xué)生撰寫期刊論文。在有條件的情況下，申請專項經(jīng)費購買相關(guān)材料加工出樣機。這樣既能激發(fā)學(xué)生參與課程設(shè)計的積極性，也能鍛煉學(xué)生實際參與項目的能力，為后續(xù)就業(yè)、升學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。鼓勵優(yōu)秀的學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等比賽，使得學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”的過程中對已學(xué)的知識進行融會貫通。

（三）改進教學(xué)方法和模式

傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是以教師為主體，通過授課傳授學(xué)生知識。但是學(xué)生對其內(nèi)容往往印象不深，甚至一知半解。而在課改后，鼓勵教師和學(xué)生合作，共同參與交流、討論，鼓勵案例式教學(xué)模式，注重對學(xué)生知識、能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。教師可布置一些綜合性、開放性的問題，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻資料，甚至可借助實驗室的設(shè)備和資源，進行分析和研究，從而引導(dǎo)學(xué)生獨立思考、自由發(fā)揮和自覺學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)造性思維，并且在這個過程中教師也可以與學(xué)生一起探索新的教學(xué)方法及模式。

（四）建立全面的成績評價體系

建立能夠全面、客觀地反映教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生創(chuàng)新能力等的成績評價體系，提高學(xué)生對自己創(chuàng)新思維培養(yǎng)的重視程度。堅持全方位的成績評價體系，即總成績包含平時成績、設(shè)計成績以及創(chuàng)新成果等多個方面進行綜合評價。教師根據(jù)實際情況，分配各項權(quán)重進行量化分?jǐn)?shù)。平時成績主要包括機械設(shè)計課程原理和方法的掌握，解決實際問題的能力以及學(xué)生的創(chuàng)新想法。設(shè)計成績包括提交的設(shè)計報告和設(shè)計圖紙分?jǐn)?shù)。創(chuàng)新成果主要包括虛擬仿真、期刊論文、專利或“挑戰(zhàn)杯”等活動。此項不做硬性要求，鼓勵有能力的學(xué)生去嘗試參與相關(guān)活動，甚至可以借此鼓勵學(xué)生提前進入實驗室，跟隨教師從事相關(guān)科研項目。

本次教學(xué)改革將專業(yè)知識和創(chuàng)新實踐等有機結(jié)合，更好地體現(xiàn)了重基礎(chǔ)、強應(yīng)用的人才培養(yǎng)目標(biāo)，建立特色鮮明的教學(xué)體系。這將有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和駕馭實際項目的能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團隊合作精神，學(xué)生對工程問題的分析和解決能力也得到加強，為后續(xù)的教學(xué)環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計都打下了良好的基礎(chǔ)。

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