《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程的教學(xué)設(shè)計及實踐

向　陽，熊　瑛

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程的教學(xué)設(shè)計及實踐

向陽，熊瑛

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長沙 410128）

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》是培養(yǎng)創(chuàng)新型機(jī)械類專業(yè)人才的主干專業(yè)課。隨著科技的迅速發(fā)展，《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》的課程教學(xué)需要與時俱進(jìn)。為提高學(xué)生設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品的能力和創(chuàng)新能力，根據(jù)《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程特點(diǎn)，從教學(xué)主體、教學(xué)方法和教學(xué)策略入手，進(jìn)行了教學(xué)改革和實踐。

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計；教學(xué)；改革

1　前言

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》是機(jī)械類專業(yè)的主干必修課程之一，闡述了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計共性規(guī)律和設(shè)計方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可從整機(jī)的角度和系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，了解一般機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的規(guī)律和特點(diǎn)，掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的基本方法和技術(shù)?！稒C(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》內(nèi)容繁多，不僅僅是針對某一類或者某一方面的機(jī)械或者傳動進(jìn)行研究，具有涵蓋面廣、概括性強(qiáng)等特點(diǎn)，缺乏系統(tǒng)性和完整性，大大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。要在有限的課時內(nèi)，讓學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)律和方法，突出課程中重點(diǎn)和難點(diǎn)，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新型思維的教學(xué)目標(biāo)，教師需要重組教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，改變教學(xué)策略，加強(qiáng)設(shè)計實踐。

2　教學(xué)改革的策略

2.1　改變教學(xué)重心，以學(xué)生為中心

教學(xué)不僅僅需要教師傳道授業(yè)，更需要學(xué)生自主學(xué)習(xí)。首先，開展線上線下混合式教學(xué)，讓學(xué)生在線上自主學(xué)習(xí)部分課程內(nèi)容，并完成相應(yīng)練習(xí)和測試；其次，以提問、分組討論、答辯等方式為主開展線下教學(xué)，課堂中教師采用啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)，教學(xué)生怎么學(xué)、學(xué)什么，通過分組討論啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生大膽構(gòu)想，課后要求學(xué)生自主研究設(shè)計，查閱資料；最后，教師給出開放式設(shè)計主題，讓學(xué)生課后通過論證和評估將自己的構(gòu)想變成機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計方案。這個過程能使學(xué)生樹立系統(tǒng)的觀念，體會機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的方法和過程。設(shè)計結(jié)果不僅讓學(xué)生有成就感，也讓他們感受到在設(shè)計過程中還有許多知識需要拓展擴(kuò)充，促進(jìn)他們不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步。

2.2　改變教學(xué)重點(diǎn)，理論聯(lián)系實際

實施《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)，不僅要拓寬學(xué)生在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的知識面，還要幫助學(xué)生掌握系統(tǒng)尤其是機(jī)械系統(tǒng)的相關(guān)知識，使學(xué)生學(xué)會站在系統(tǒng)的高度設(shè)計與分析產(chǎn)品。首先，教師在課程教學(xué)過程中要緊密結(jié)合工程實踐，在講授書本知識的同時，結(jié)合工程實踐中遇到的一些典型的設(shè)計案例，用學(xué)生學(xué)過的知識加以講解分析。這樣，能加深學(xué)生對知識的理解，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其次，教師可模擬企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計過程，布置一些系統(tǒng)設(shè)計的題目，要求學(xué)生采用團(tuán)隊合作的形式完成設(shè)計，讓每個學(xué)生設(shè)計一個子系統(tǒng)。團(tuán)隊通過分工合作查資料、開展市場調(diào)查、分析產(chǎn)品現(xiàn)狀，根據(jù)市場需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計并畫出總體方案示意圖，在課堂中進(jìn)行演示答辯。這樣，不僅能在課堂上調(diào)動學(xué)生的積極性，還能在課前課后很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2.3　實戰(zhàn)提升能力，比賽促進(jìn)教學(xué)

近年來，多種形式的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽不斷涌現(xiàn)。教師可以比賽為契機(jī)改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力。教師在教學(xué)中可以根據(jù)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題，鼓勵學(xué)生自己提出設(shè)計題目，通過團(tuán)隊競爭的方式優(yōu)選出好的設(shè)計方案參加比賽。教師帶領(lǐng)學(xué)生參與調(diào)查、分析、設(shè)計、制作、調(diào)試、宣傳等機(jī)械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生感受設(shè)計的艱辛和成功的喜悅。在實踐過程中，學(xué)生肯定會遇到一些技術(shù)難題。在解決這些實際問題時，學(xué)生會在自主探究思考的過程中進(jìn)一步加深對整個機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計過程的理解。通過與機(jī)械創(chuàng)新大賽相結(jié)合，《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)不再是紙上談兵，可真正做到以學(xué)促賽、學(xué)賽結(jié)合，教學(xué)也會變得更加生動、更有意義。

2.4　突破教材約束，緊跟時代步伐

21世紀(jì)是創(chuàng)新的世紀(jì)。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，隨著新工科概念的提出，機(jī)械學(xué)科與多個學(xué)科不斷交叉和融合是其發(fā)展的必然趨勢。目前，現(xiàn)代機(jī)械已經(jīng)發(fā)展成為一個多學(xué)科交叉的技術(shù)系統(tǒng)，《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程的教學(xué)需要融合很多最新的知識、利用很多最新的技術(shù)，因此教師要與時俱進(jìn)、不斷學(xué)習(xí)、不斷提升和充實自己。同時，教師給學(xué)生傳授知識，要著眼于教材但不能局限于教材，要與社會發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步相一致、與新工科的發(fā)展方向相一致、與培養(yǎng)具有創(chuàng)新型能力的21世紀(jì)機(jī)械工程師的要求相一致。

3　結(jié)語

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》是機(jī)械專業(yè)主干專業(yè)課程，會隨著科技的發(fā)展而不斷發(fā)展和完善。教師只有不斷學(xué)習(xí)、不斷改進(jìn)教學(xué)方法和完善教學(xué)手段，才能提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

[1] 郝雪弟．《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程內(nèi)涵與教學(xué)的探討[J]．河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，30(1)．

[2] 徐紅芹．我?！稒C(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)的改革探索[J]．教育教學(xué)論壇，2016(52)．

[3] 趙敬澤．機(jī)械類創(chuàng)新設(shè)計比賽與創(chuàng)新教育[J]．教育教學(xué)論壇，2016(40)：1213-1214．

[4] 王燕霜．《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程創(chuàng)新型教學(xué)實踐及改革[J]．洛陽師范學(xué)院學(xué)報，2010(5)：187-189．

Teaching design and practice of the “Mechanical System Design”

XIANG Yang, XIONG Ying

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China)

"Mechanical System Design" is the main professional course for cultivating innovative mechanical talents. In the era of the rapid development of science and technology, the teaching of “Mechanical System Design” needs to keep pace with the times. In order to enhance students' ability to design mechanical products and improve their innovative ability, according to the characteristics of the course, the author has carried out reform and practice from the teaching subject, teaching methods, and teaching strategies.

mechanical system design；teaching；reform

G642.3

A

2096–8736(2020)03–0057–02

向陽（1975—），男，湖南長沙人，副教授，博士，主要研究方向為農(nóng)業(yè)工程。