机械原理课程设计的创新型教学模式*

席本强 王 琦 曲 辉

辽宁工程技术大学 辽宁阜新 123000

机械原理课程设计的创新型教学模式*

席本强 王 琦 曲 辉

辽宁工程技术大学 辽宁阜新 123000

机械原理课程设计是机械原理课程教学的重要实践性环节，教学中采用应用创新型教学模式是大势所趋。学生先修课技能准备不足，学时有限，而教学所要求的训练任务量较重，这些成为阻碍该课程教学向创新型模式改革的突出障碍。本文采用教师引导与学生自主选题相结合的选题方式，采用以3～5人的创新团队为主体的过程管理模式，应用研究性开放式的教学模式，对学生因材施教，取得了较好的教学效果。

机械原理；教学改革；课程设计；创新能力

机械原理课程设计是高等工科院校机械类课程中最适合培养学生创新能力的一门课程，是培养学生综合运用机械原理课程所学理论知识、技能和解决实际问题的能力，是学生获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。根据《高等工科院校机械原理课程教学基本要求》的精神，培养学生的创造设计、开拓能力应作为课程设计的主线。目前，各高校对机械原理课程设计的教学改革都十分重视，而且重点都转移到如何进一步提高设计的内容、方法和组织型式的创新性，激发学生创造性热情中来。

目前，我校在机械原理课程设计教学中遇到的突出问题：

1.学时相对较少，《高等工科院校机械原理课程教学基本要求》规定，机械类(含近机类)专业课要安排“机械原理课程设计”，单独设课。现在各校一般安排1～1.5周学时，我校安排1周学时。创新型机械原理课程设计教学要求学生既完成典型机构运动分析、力分析及机构运动尺寸确定等基础知识和基本技能的训练，同时还要求学生创造性地对某一简单机械系统独立地进行运动方案确定和对其中的某些机械进行设计，对于二年级在校本科生而言，在1周时间内完成是十分困难的，也就是说绝大多数学生将完不成这两项要求。

2.选题方式难以确定，指导教师命题易束缚学生思维，不利于创新能力的培养，学生自主选题有时则过于简单或过于复杂，过于简单达不到课程设计的技能训练要求，复杂又难以完成。

3.实际设计中易发生训练重点的转移，由于解析法的运用，大量计算将通过计算机编程求解，求解过程较机械类专业学生计算机语言课上训练的内容要复杂很多，所以多数学生不具备独立完成编程求解的能力，他们不得不把几乎全部精力都放在提高计算机编程能力上，这样使机械原理课程设计变成了计算机语言课的训练，而不是进行机构分析与综合的训练。

4.设计过程难以管理，由于学生先修课的知识及能力参差不齐，加之课程设计中题目较为相似，能力稍差的学生在设计过程中难免拷贝和抄袭，而且对指导教师而言又难以控制。

长期以来，我校在机械原理课程设计中尝试过很多教学改革，积累了一定的实践经验，本文旨在探索一套较完整且可行的适合我校创新型人才培养战略目标的机械原理课程设计创新型教学模式。

一、进一步明确机械原理课程设计教学的具体目标

概括地讲，机械原理课程设计的教学目标有2个，一是对机械原理课程中所学的知识巩固、训练和提高，二是通过课程设计培养机构综合能力、利用计算机解决工程实际问题的能力、自学能力以及创新能力等4个方面的能力。

要完成上述目标，一个最完整的训练过程应该是由学生自己(或在教师指导下)自由拟定题目，确定目标产品(机构)，再根据目标产品(机构)的功能需求，对所学常用机构进行选型和组合，确定该机构的实现方案，再经过机构的运动学和动力学分析，确定机构中各构件间的运动学尺寸及参数，最后形成机构运动简图，即完成机构的总体方案设计。

目前国内高校对机械原理课程设计的选题一般采用两种做法：一种是选用已有的典型机械(如牛头刨、压床等)，进行比较系统的运动分析、力分析等，可以使学生加深对机械原理课程各章节的理解和掌握；另一种是通过对某一简单机械系统由学生独立地进行运动方案确定和对其中的某些机械进行设计，并着重于通过课程设计使学生的创造能力得到培养。而实际上这两方面的要求都是机械原理课程设计所要完成的任务。以前由于课时有限只能两者选其一，而不能兼顾。

因此，在有限的学时内，如何完成课程设计的全部训练目标，就成为创新型机械原理课程设计要解决的首要问题。

二、探寻适合我校创新型人才培养战略目标的机械原理课程设计创新型教学模式

为了解决上述矛盾，我们在机械原理课程设计的教学过程中不断地尝试新的模式，实践证明，学生的创新意识和创新能力普遍提高，取得了一定的效果。具体做法是：

1.选题方面，采取教师引导与学生自主选题相结合的方式

指导教师根据指导书介绍选题的一般方法，规定几个大的方向，再提出具体要求，如机构选型中要用到几类机构。然后学生在一天时间内寻找题目，制定出初步的运动方案，经学生分组讨论后交由指导教师修改和确认，对于选不出题的学生也不打消其积极性，而是由指导教师为其指定一个题目，确保每名学生训练到机械原理课程教学中所要求的基本技能和进一步巩固基本知识。

2.训练内容方面，既要体现设计的完整性又要重点突出

在课程设计期间，学生的主要任务都是通过一个机械系统的总体方案设计来体现，所有的分析、计算与作图都围绕这一任务来进行。但是机械原理课程设计，应该以机械原理课程教学内容为基础，把设计过程中的主要精力放在对机构的分析与综合上。

3.过程管理方面，既重视团队协作又要每个学生独立完成训练目标

要完成课程设计的全部目标要求，总的任务量太重，如果要求学生在1～1.5周内独立完成，对每个学生都是一个严峻的挑战。因此在过程管理中，不能一味强调独立完成，应该鼓励学生开展交流与协作，共同完成设计任务。我们的做法是，在课程设计布置任务时根据自愿的原则将学生分成3～5人的创新团队，选题阶段，由团队集体确定一个题目，而且在选题阶段，团队成员还可以根据需要进行调整。题目选定后，团队每个成员都必须有独立的任务要完成，而且这些任务将作为最后考核该学生成绩的主要依据。指导教师审核学生选题时，不仅审核题目及方案的合理性，还要审核任务分配的合理性。

现代社会中，无论是政府机关还是企事业单位，几乎各行各业都离不开团队协作。这种以创新团队为主体的课程设计模式，使学生在设计期间既分工又合作，对学生独立工作能力和团队协作能力都是一个良好的锻炼，有利于学生尽早适应将来工作。

由于团队共同完成一个题目，每个人所分配的任务相对减少，学生就有充裕时间完成设计任务。同时对设计中每一个训练环节都参与和进行了充分的思考，所以达到了设计目标，又解决了时间紧任务重的矛盾。

4.任务要求方面，既保证一般要求又因材施教

课程设计的基本要求是完成机构分析与综合等基本训练目标，在此基础上再强调创新能力的培养。由于学生的能力千差万别，有时各有所长，所以在创新任务要求上不能一概要求，而应因人而异，因材施教。由于这种创新团队为不同能力水平的学生提供一个共同参与的平台，每个学生都能充分开发创造性思维，发挥自己特长，这样激发了他们的学习兴趣，因此在很大程度上杜绝学生拷贝和抄袭现象。

机械原理课程设计的教学最适合应用研究性开放式教学模式，在课程设计期间，学生综合利用网络、图书馆等各种资源，收集整理资料，运用现代创新技法，科学选题。设计期间同学相互协作，共同研究和学习。课程设计结束后，教学过程并未就此结束，而是把教学延伸到课堂以外，对一部分题目跟踪指导，进一步完善，逐渐形成作品参加各种比赛，或者申报国家专利。

三、结束语

机械原理课程设计的具体任务是完成机械系统总体方案设计，而总体方案设计阶段又是机械设计的一个重要阶段，也是最能体现创新性的一个阶段。

机械原理课程设计的创新型教学模式,在一定程度上解决了我校该课程教学中的突出问题,从实际教学效果来看有了明显改善,切实让每名学生都得到了一定程度的锻炼。部分学生的作品参加了校机械设计大赛、省机械设计大赛并获得了奖项,还有一部分作品申报了国家专利。学生对该课程的学习兴趣明显提高。

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[4]王湘江，林国湘，邹树梁.机械原理课程设计教改实践[J].建材高教理论与实践，2000，2

Research and practice in creative teaching mode of course design on theory of machines and mechanisms

Xi Benqiang, Wang Qi, Qu Hui
Liaoning technical university, Fuxin, 123000, China

Course design on theory of machines and mechanisms is an important practical aspect of the course of theory of machines and mechanisms, and there is a tendency towards creative teaching. For the inadequate knowledge of the preview courses, the inadequate time, and the heavy task may be the main obstacle of the reform towards creative teaching. In this paper, the mode of choosing topics is in a way of combining of teachers’guide and student self-selection. The creative team of the course design is formed, the number of the team can be 3 to 5, and in this team students can fulfill their tasks together. Using the opening researching teaching mode, teaching bases their abilities, and a better effect of teaching is achieved.

theory of machines and mechanisms; teaching reform; course design; innovation ability

2010-06-18

席本强，硕士，副教授。

*本文系辽宁工程技术大学“应用创新型人才培养”课题(YB084076)。