基于能力培养的《机械设计》课程教学研究与实践

刘 军，许鸣宇

（大连科技学院， 辽宁 大连116052）

基于能力培养的《机械设计》课程教学研究与实践

刘 军，许鸣宇

（大连科技学院， 辽宁 大连116052）

本文结合多年的教学实践，对应用型本科院校的特点和《机械设计》课程教学现状进行了详细的分析，并针对该课程的理论教学内容、教学方法、实践教学、学生学习方式以及成绩评定等环节进行了教学研究与实践.

能力培养；机械设计；教学研究；实践

1 基于能力培养的《机械设计》课程教学研究与实践的意义

1.1 基于能力培养的课程教学改革背景

中国教育部自2009年实施“卓越工程师教育培养计划”以来，全国各大高校已经陆续着手准备实施方案，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才.卓越工程师培养的重要性目前已在中国高等教育的各个阶层达成共识，但关于卓越工程师培养的具体计划尚未形成共识性模式，各大高校均是在教育部的政策导向和扶持下，开展了基于各自工科培养计划的探索性工作.

1.2 《机械设计》课程特点

《机械设计》课程是工科院校机械类专业的一门非常重要的专业基础课程，是一门论述机械设计理论、研究机械设计方法的课程，是学生学习机械工程学、从事机械工程设计的理论基础，在教学计划安排上，该课程起到由基础理论课向工程专业课过渡的承上启下的作用[1].《机械设计》课程是综合运用机械制图、机械原理、金工实习、理论力学和材料力学等先修课程知识来解决实际工程问题的技术基础课，是应用型人才培养中最基础、最重要的一环，对培养学生掌握科学思维方法、增强工程创新意识具有重要作用，同时能为学生后续专业课程的理论学习、课程实践、毕业设计打下坚实的基础.

1.3 《机械设计》教学研究与实践的意义

由于应用型本科院校不同于研究型本科院校，《机械设计》课程的教学不能完全沿用原有的教育理念和体系，应把学生综合能力的提高作为教学重点，努力造就适应能力强的应用型人才.因此，在教育部推出“卓越工程师教育培养计划”这一项国家层面系统工程的大背景下，该课程的教学改革，将有利于建立适合应用型本科院校培养模式的教学体系.同时对于旨在培养应用型创新人才的应用型本科院校而言具有极其重要的意义.

2 《机械设计》课程的教学现状分析

总结多年来的教学实践和毕业设计的反馈信息，应用型本科院校学生在《机械设计》这门课程的学习中普遍存在以下问题：

（1）从学生方面看，由于本门课程的实践应用性较强，学生以往在传统学科学习过程所养成的学习方法很难适应本门课程的学习.又加之一些学生学习基础薄弱，不具备良好的学习习惯，学习理论知识存在畏难情绪，且自控能力较差造成了课程教学效果的不理想.

（2）从教材方面看，目前应用型院校使用的多为注重理论知识的逻辑性较强的传统教材，这样的教材对于应用型院校本科学生而言存在一定的难度.另外由于学生对一些先修课程知识掌握的不好，也严重影响了本门课程的学习.

（4）从实验方面看，实验教学不被重视，仅有4个学时的验证性实验，且内容陈旧抽象，难以理解.部分实验采用的是由实验人员操作，学生只作观察记录的实验方法.这些问题淡化了学生对科技创新活动的兴趣，限制了其创新能力的提升.

（5）从课程设计方面看，学生普遍对讲授内容缺乏感性认识，例如对减速器的具体结构和工艺缺乏实际认识，课程设计过程中，照搬照抄的现象较为普遍.另外，也很少有学生拥有自己独特的见解.在课程设计答辩时部分学生不能准确回答问题，存有应付了事、蒙混过关的侥幸心理，课程设计效果不好.

3 基于能力培养的《机械设计》课程教学改革内容

通过对其它高校的教学和实践内容进行实际调研，同时根据本院大学生的能力培养定位和《机械设计》课程教学中存在的实际问题，我们针对以下各内容进行了教学改革.

3.1 改革理论教学内容和教学方式

《机械设计》教材中的理论知识是比较枯燥的，尤其是诸多繁杂公式的推导过程更是让学生难以接受.我们尝试着淡化这些内容，努力将学生的学习精力引导到公式结果的的应用上.同时改变以前每一章节频繁布置作业的做法，换之以课外大作业的形式，将课程设计的任务书下发给学生，并为每人配以不同的原始数据，将减速器设计计算作为案例教学，贯穿于平时每一章节的教学中，这样就把各章独立的教学内容有机的连接起来，达到学以致用的教学目的，带着这样的目标进行教学，无疑解决了机械设计理论课内容相对枯燥、晦涩难懂的问题.

另外在教学方式上，教师可以选择一些适合分组讨论的知识内容穿插到课堂教学中，如轴的结构设计和滚动轴承的组合设计等.采用此种教学方式需要教师正确的引导和组织，力争在最大程度上调动所有学生学习的主观能动性.这样的课堂教学会让枯燥的机械设计理论知识变得鲜活生动.

3.2 重视实验教学和学生工程实践能力的培养，改革实践教学内容

①实验教学（必修）：根据人才培养的需要构建新的机械设计实验教学体系，改变传统教学中实验仅作为“验证”环节的状况，保证必要的基础性实验，创建分析设计及综合性实验，增设创造性较强的研究性实验项目.如新建轴系组合设计等设计性实验；组建用于机构分析、机械创意设计、机械创意模型制作的机械创新设计实验室.实验室可以实行半开放式管理，以满足学生自主学习的要求.将实验教学作为培养高素质、创新型人才的重要模块进行改革与建设.②课程设计（必修）：重视课程设计，精选设计题目及设计的内容与要求，注意尽量联系工程实际，并兼顾与教学内容的结合.

课程设计中引入计算机辅助设计CAD，针对学生能力，开展分层次教学，让学有余力的学生利用课程设计的平台锻炼三维建模和二维绘图能力.

通过典型零件的展示或展板等形式建立课程设计教学走廓，加强实践教室的文化建设，使课堂教学和直观现场教学有机结合.培养学生的理论联系实际的能力，为学习后续的专业课程以及培养创新意识及创新能力奠定坚实的基础.

③工程综合实践（选修）：积极开展工程综合实践活动，创立机械创新设计第二课堂，大力推进大学生创新教育.通过第二课堂的平台，鼓励学生自己选题，自主设计.提升学生工程创新意识、培养学生的实践动手能力和团队合作精神，促进创新人才的培养，从而达到多层次、多渠道培养学生能力和提高教学质量的目的.通过第二课堂这个平台，组织和鼓励学生参加校、省及国家的各项赛事，提高学生综合应用所学知识解决工程问题的能力，培养学生的创新精神和动手能力.

3.3 建立试题库，改革学生学习方式

建立新结构体系的《机械设计》试题库，促进教学方法的改革，教师在教学中可以依据试题库的试题为导向，引导学生进行集体讨论或自测练习，促使学生进行独立思考，培养他们自主学习的能力.

3.4 建设教学网站，为学生提供一个自由学习的环境

《机械设计》课程教学网站的建设目地是给学生提供一种全新的学习环境及学习方法.教学网站服务于教学，并为学生的学习提供一种辅助工具.

教学网站能够提供相关信息的下载，如教学大纲、教学日历、生产实际素材、工程应用实例、课件、机械设计试题库、答案、软件、课件等，实现资源共享，增大课程教学的信息量，方便学生进行网上学习和课后复习.同时开辟教学互动平台，学生在学习或实践中遇到的问题可以通过平台提出解决，教师和学生还可通过平台进行互动式交流、答疑等，使课堂教学和网络教学紧密结合.

3.5 采用多元评价体系评定学生成绩

由于《机械设计》这门课程实践应用性比较强，因此应该按照比例对学生进行综合成绩评定.课堂听课状况、回答问题情况、平时作业情况、实验成绩、期末考试、第二课堂的进展情况以及在各级赛事中的参与及奖项情况等都要予以考虑.这种成绩评定的改革可以兼顾学生的个体差异，能够更客观更真实地反映学生的水平和能力.

4 结束语

多年来，课题组成员置身于教学第一线，借鉴国内外相关成功经验，针对应用型本科院校的学生特点，在《机械设计》课程建设方面总结出了一套切实可行的教学方法，并将其应用于两届学生，取得了非常好的效果.基于能力培养的《机械设计》课程教学研究与实践结果表明：将案例教学和学生分组讨论的教学方式引入课堂教学中，可以解决理论教学枯燥的问题；将验证性实验改革为综合性和创造性实验能够增加学生的创新思维能力；将计算机辅助设计CAD引入到课程设计中可以增强学生的软件应用能力；鼓励和引导学生参加第二课堂和各级大型赛事，可以提高学生综合应用所学知识解决工程问题的能力以及团队协作精神；采用多元评价体系评定学生的成绩，做到了兼顾学生的个性发展，能够客观真实地反映学生的水平和能力.

〔1〕孙志礼，冷兴聚，等.机械设计[M].东北大学出版社，2000.

〔2〕巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波.机械设计课程设计[M].沈阳：东北大学出版社，2000.

〔3〕范绍玉，程艳辉，魏学忠.机械设计课程实践教学创新的探讨[J].中国教育技术装备，2009.

〔4〕贾丽红，梁军.独立学院应着力“应用型创新”学生培养[J].中国高等教育，2009.

G642

A

1673-260X（2014）06-0239-02

此论文为2012年辽宁省教改项目，题目为“基于能力培养的《机械设计》教学研究与实践”