基于凸显专业特色和工程应用能力培养的“机械设计基础”课程教学改革研究

刘敏?冯霞?吕中亮?韩贤武

摘 要：目前，应用型本科学生越来越关心所学课程与自己职业目标的相关性。针对传统的“机械设计基础”课程教学普遍缺乏与专业需求和工程实际的结合这一突出问题，本文以凸显专业特色和工程应用能力培养作为切入点，围绕教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面对“机械设计基础”课程进行了深入探索和实践。

关键词：专业特色；专业基础；应用型；机械设计；教学改革

一、整合和优化教学内容，使之能够反映专业特色

1.以石油工程装备为背景，优化教学内容

现在，本科生尤其是应用型本科学生越来越关心所学课程与自己的职业目标的相关性。[1]传统的机械设计基础教学内容过于重视理论知识的阐述，只注重课程本身的独立性和完整性，而缺少与学生未来职业相关的教学内容，缺少与工程实际和专业需求的结合。解决机械设计基础课程教学中理论与石油工程装备实际相脱离的问题，需结合专业特点，对原有教学内容进行优化。教学内容应力求高度概括机械设计基础知识和基本理论，充分反映学科最新成就及发展趋势，尤其是要反映出石油工程装备研究领域的最新成果和发展趋势。在充分研究教材及参考书的基础上，跟踪石油工程装备领域的学科前沿，不断充实教学内容，使学生在有限的时间内获得更多的信息。

2.结合专业需求，增加石油工程装备教学案例

在现行的机械设计基础授课中，采用案例教学的比例不高，即使有也略显陈旧，几乎没有反映现代石油工程实践的案例分析，与专业需求的结合不够。机械设计基础的教学内容包含机械原理和机械设计两大板块。在机械原理板块的机构分析、机械设计板块的连接、机械传动和零部件的教学内容中，根据石油工程类学生的专业特点加入大量的工程实例，使教学内容始终保持鲜明的石油行业特色。

二、围绕专业特色，加强前后续课程之间的有机联系，体现理论知识的应用综合性

1.加强各系任课教师之间的交流与合作

通过对石油工程专业的人才培养计划的深入分析，发现该专业的课程设置中有两门机械类的课程。一门是第四学期开设的专业基础课程“机械设计基础”，另一门是第五学期开设的专业课程“钻井机械”。“钻井机械”是本科石油工程专业的一门专业课，主要讲授石油钻机的基本组成、类型、基本参数、驱动与传动方式以及钻机各主要组成部件的结构原理、性能参数、基本特性、使用维护和有关的基本计算。该课程能培养学生对钻井设备进行合理选型、正确使用、维护保养的基本理论和初步能力，较好地解决钻井设备运行中所遇到的实际问题。这两门课程虽然分别安排在不同的学期授课，但其关联甚为紧密。然而，两门课程的任课教师大多只是停留在讲好本门课程内容上，“各扫门前雪”，对课程体系内容的关联性认识不足，不能向学生交代一个完整的清晰的知识体系，不能满足应用型人才培养的教学需要。此外，机械学院承担“机械设计基础”的基础系和“钻井机械”的装备系在课程研讨上闭门造车，各自为政，缺乏必要的合作和交流，致使教学内容局限、单一，不能凸显专业特色。因此，在教学过程中应注重加强两系任课教师之间的交流与合作，经常开展各系之间的教学研讨活动，全面提高任课教师的全局意识，为培养真正的石油工程应用型本科人才创造条件。

2.实现前后续课程内容之间的有机融合

结合我校石油办学特色，以工程应用能力培养为主线，结合钻井机械课程中涉及的相关内容，分析确定石油工程专业学生应掌握的机械设计基础方面的知识、应用能力，以此来确定课程的知识点及能力培养方案，让基础理论知识为后续专业课服务。具体来讲，可以在机械设计基础课程中融入钻井机械教材涉及的具体教学实例，来说明相关的机械理论知识在专业实践生产中的应用。通过这样的实例把两门课程的内容有机串联起来，形成一个密切联系的课程群。并且要求课程群中每位任课教师尽可能多地结合先修课程和后续课程的相关内容对该门课程进行讲解，使每一门课程的内容向两端延伸。[2]这样学生学到的理论知识就是综合性的，将来进入社会，学生的职业适应性也会有所增强。

三、优化教学手段和教学方法，培养学生的主动学习能力

“机械设计基础”是一门实践性较强的课程。学生在学习这门课程之前，接触的工程实际很少，缺乏与机械相关的实践知识，感受不到学习这门课程的意义所在，因而大大挫伤了学生学习这门课程的积极性。

1.采用工程案例教学方法，突出专业特色，激发学生的求知欲

由于“机械设计基础”各章节之间的内容自成体系，独立性强，知识点多而散，学生初学时很难把握课程的中心内容。[3]采用凸显专业特色的典型工程案例方法进行教学，不仅能把这些独立的章节内容串联起来，同时可使学生直接接触到与专业密切相关的工程应用，使学生了解到所学知识具有专业性和针对性，激发学生的学习兴趣。

2.充分利用和开发多媒体教学，制作一套能够凸显专业特色的机械设计基础教学课件

目前我国应用型本科教学的研究起步不久，适用于应用型本科的机械设计基础教材并多不见，能够凸显石油专业特色的几乎没有。为此，可以充分利用多媒体的优势来弥补一些纸质教材内容的不足。教师可以将需要补充的内容制作成多媒体课件，作为补充教材发给学生。此外，针对学生实践机会少，对机械设备，尤其是石油专业设备缺乏认识的问题，笔者还专门到石油石化企业录制各种机构、传动装置机械工作的现场视频，将其融入到多媒体课件中并进行详细解说，增加学生的专业实践知识。将纯理论性的知识与专业生产实践相结合起来，使学生身临其境，感受到“学有所用”，对发挥学生的学习主观能动性起到了极大的促进作用。

3.理论教学与模型实体教学相结合，实现教学实用化，形象化

现行的“机械设计基础”大多以多媒体教室作为教学地点，教师通过播放幻灯片，采用灌输式的方式直接实现课本知识的简单“搬运”。但低年级石油工程专业的学生接触工程实际少，对机械设备缺乏感性认识，很难通过课本及幻灯片想象出机械实体模型，难以将理论知识实用化。因此，在教学过程中，应改变以多媒体教室为单一教学地点的方式，将重要章节的课程教学移到实验室，[4]

联系实际模型进行讲解。通过具体案例分析，增强学生对实体的感官认识。老师所讲内容看得见，摸得着，与日常生活密切相关，学生可以很快了解常见机构在一般机器中的应用。这种教学方法，使理论教学更加实用化、形象化，充分调动了学生学习的主观能动性，扩大了学生的空间感知。此外，结合专业特色，添置一批石油装备中常见的机械模型，对于培养学生的专业意识可以起到很好的启蒙作用。

四、加强学生工程应用能力的培养

目前在培养工程技术应用型人才的过程中，普遍存在的问题就是学生工程意识淡薄、缺乏与工程技术应用相关的各类知识以及应用工程技术转化为生产力后劲不足等问题。[5]教学过程中不注重学生工程应用能力的培养，势必致使所培养的毕业生存在所学理论与实践脱节、实践经验不足、从业适应期长、用理论解决实际问题的能力很差等诸多弊端，不能满足企业的要求，从而在很大程度上影响了企业接收这类高校毕业生的积极性。[6]为此，从以下几个方面入手改革可收到较为理想的效果。

1.将现代工程意识渗透至课堂教学中

具体可从以下几方面入手：

（1）合理编排教学内容。现行的机械设计基础课程教学对设计理论有较为细致的介绍，但忽略了实际知识在机械设计中的作用，这使得学生一遇到实际设计问题，面对一些需要根据有关知识确定参数的部分就茫然不知所措。为此，在课程内容的编排上可以适当增减教材内容，舍弃片面追求理论完整、繁杂公式推导的教学模式，而将设计能力的培养作为教学重点，以设计为线索，结合具体的设计题目，将参数的选取融入具体的设计步骤中。总之，基础理论的教学需以够用为度，在教学内容的安排和课堂教学实践中营造工程氛围，加强学生工程意识的培养，提高学生解决工程设计的能力，为后续的专业设计打下良好基础。

（2）精选一些与专业相关的产品应用实例照片和现场录像，内容包括最新开发的产品、经济效益显著的工程项目以及最失败的设计案例等来充实教学内容。这样授课以专业背景为载体，以工程设计为主线，把学生从单纯课本知识的接受灌输，转变为自主提问学习，充分发挥其主观能动性，以达到培养学生的工程素养和工程实践能力的教学目的。

（3）此外，聘请一些经验丰富的工程师走进课堂教学，跟学生分享工程实践案例，通过交流也可让教师从中吸取工程经验，丰富教学内容。

2.采用“学以致用”的考核方式

传统的机械设计基础课程试卷考核通常采用考核基本概念和理论计算的形式。学生只能根据书本上叙述的理论进行解答，不仅降低了学生平时主动思考、勇于提出新观点的积极性，限制了其主观能动性的发挥，也难以考查出学生运用理论知识解决实际问题的能力。为此，可以有意识地增加主观题在试卷中的比重，评价标准应侧重于解决问题的过程而非答案，力求更加客观地反映出学生机械设计能力的真实水平。

本文以凸显专业特色和工程应用能力培养作为切入点，将专业基础课和后续的专业课进行有机融合，让学生以主动的、实践的、课程内容之间具有有机联系的方式进行学习，全面培养了学生分析问题和解决工程实际问题的能力。同时本文在教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行的深入探索和取得的效果，也为其他专业基础课程教学和其他高校在培养应用型人才方面提供了参考。

参考文献：

[1]王晓青.应用型本科人才培养需要应用型教材——从中加工程图学教材比较看应用型本科教材适应性[J].黄石理工学院学报，2010（03）：51—54.

[2]彭彦平，刘艳秋，刘彤晏.基于实践能力培养的设计类课群教学改革与研究[J].吉林省教育学院学报（中旬），2014（05）：39—40.

[3]刘相权. “机械设计基础”课程任务驱动式教学改革研究[J].中国电力教育，2014（11）：120—121.

[4]赵芳伟，张 翔.基于应用的机械设计基础综合教学探索[J].赤峰学院学报（自然科学版），2014（07）： 196—197.

[5]邓子龙，高兴军.机械设计基础课程理论、实践教学优化与整合探索研究[J].价值工程，2014（06）： 285—287.

[6]肖亚航.应用型机械专业人才培养师资队伍建设的途径[J].今日科苑，2010（20）.

（作者单位：重庆科技学院）