面向应用型创新人才培养的课程教学模式改革——以《机械设计》课程为例

刘 凌

(西安文理学院 机械与材料工程学院，西安 710065)

【教育教学研究】

面向应用型创新人才培养的课程教学模式改革
——以《机械设计》课程为例

刘 凌

(西安文理学院 机械与材料工程学院，西安 710065)

以《机械设计》课程为例研究面向应用创新型人才课程教学方式的改革，首先对改革内容、教学目标、实践教学体系的构建做了介绍，然后研究通过实验室现场教学，一方面提高学生理论知识水平，另一方面加强学生的实践教学。除了让学生学到系统的、有一定深度和广度的理论知识外，还应培养学生的实际设计能力和工程应用能力。提出了一些教学思路，并对通过这种教学方法进行一轮教学后的结果予以阐述。从教学效果来看，该方法切实可行，真正达到了培养学生理论教学和实践教学相结合的目的。

应用型创新人才；教学模式；实验室现场教学；实践教学

一、《机械设计》课程改革内容

《机械设计》是一门理论和实践性很强的课程，学习这门课程旨在让学生具有一定的从业能力和机械设计基础能力，也就是工程应用能力(包括各种大赛的参与和机械设计一些软件的应用)和专业综合能力(包括简单机械设计能力和零部件的装配及综合分析所设计的装备能力)，而目前机械设计及自动化专业的本科毕业生普遍缺乏这方面的能力，因此需要对现有的《机械设计》课程教学体系进行改革，并以培养学生的从业能力为导向。就本课程的改革内容做以下说明。[1]

1.从注重知识传授到注重能力培养转变

以传授知识、培养技能、加强实践等以培养学生应用能力，提高教学质量，加强机械设计思维的训练，以提高教学效果。[2]

2.教学模式改革

①改变传统的教学模式，进一步完善课程现场教学内容，带着问题让学生以小组讨论的形式去解决问题，积极制作和现场教学配套的课件，让学生真正把理论与实践有机结合；②从单纯的黑板—课件转变到实验室现场教学—现场教学，让学生感官上知道零部件运动的方式和工作状况，让学生置身于现场设计工作中，通过改善现有实验设备运行的不足，完善教学设备的改造工程，让实验设备最大化地满足学生的教学需要。③上课学生以小组的形式，通过老师实物讲解，达到应用型技术创新培养的目的。[3]

二、《机械设计》改革的目标

《机械设计》教学改革的目标是：以理论知识够用，强调工程应用，采用实验室现场教学和多媒体辅助教学，重点以工程应用为导向深入理论分析，并配以实验设备的实物认知和实际应用；搭建综合实验平台，以设计性实验为主来改革实验教学内容；改进实验设备，提高学生工程创新应用能力；探索改革人才培养模式，以提高学生的创新应用能力为导向的机械设计课程体系的建设。[4]

三、实践教学体系的构建

《机械设计》现场教学是培养学生感性认识和理论分析能力，以提高学生从业能力。首先，现场教学是让学生看着实物理解理论知识，比单凭理论讲解让学生更能接受理论课讲解的内容，克服理论教学的不足，通过转变传统教育模式，让学生在实验室有一种身临其境的工程设计感受。其次，现场教学能够将分散的单科教学如《机械制图》《公差与配合》《机械工程材料》等很多专业课，包括计算机基础和应用都能有机地串接起来。面向创新型应用人才的培养，能够缩减机械专业学生毕业后适应现场工作的时间，提高他们的从业能力。

1.构建以培养学生就业竞争力为主导的实践教学体系

改革现有的实践教学体系，将实践教学体系分成课内实践与课外培养工程能力为导向的机电类学生实践教学体系两部分。课内部分实验主要以创新性实验课程和设计性实验为主，且课堂教学直接在实验室进行，看着实物讲理论，通过理论验证实物的正确性。课外部分又包含两个部分：一是通过参观一些工厂，让学生增强感性认识；二是要求以大三、大四学生为主体，申报各种创新创业项目，参加各种全国性、省级大赛，带领学生撰写相关科研小论文[5-6]。

2.改革实验随堂教学，发挥学生的主动性

通过实验室现场教学，随堂提出问题，让学生验证理论的正确性。记得在讲滚动轴承时，我在课堂上提出了一个问题，让学生观察减速器采用二级斜齿轮时轴承采用什么轴承，为什么要用这种轴承？学生通过拆装减速器发现，该减速器采用7系列轴承，中型减速器采用圆锥滚子轴承，小型的减速器采用球轴承，这就与课本的理论知识衔接了起来。当然不只是滚动轴承，轴的周向和轴向定位方式通过边看实物边讲解，让学生理解了各种定位方式对工业实际的指导作用。如果单纯地进行理论课堂教学，学生学习的主动性不强，有的学生甚至对学习失去兴趣，达不到教学的目的与要求。在二级齿轮传动试验中，我让学生自己搭建二级减速器，每组学生搭建的结果不一样，然后大家在一起分析总结哪种更为合理，这样可以培养学生自我探索、自我创新的能力，提高学生综合思考能力和解决实际问题能力，把部分课堂还给学生，教师在一些知识点上只做引导,调动学生积极有利于可以思考，采用启发式和讨论式展开实验教学，对于出现的不同实验结果让学生自我分析，作出合理的解释，不局限于一种实验结果[7]。

四、教学思路的改革

1.采用“两条腿走路”方式进行因材施教

既要注重培养工程应用能力强的技术型本科毕业生，又要注重培育理论水平与实践能力兼备的高素质研究生后备人才，如图1(见90页)所示。从以前的单一课堂教学思路中走出来。采用两条腿走路：一条腿走实验室现场教学，一条腿走第二课堂，让学生在第二课堂中充分发挥自己综合运用知识的能力。在第二课堂中，学生可以自拟题目，还可以参加大学生创新创业项目，也可以参加各种大赛，比如工程训练大赛、机械创新大赛、挑战杯等等，很多学生在第二课堂做得相当出色。

2.以学生课外科技创新活动为标杆，用竞赛和学生的大创项目激发学生的科研及实践激情，培养学生工程应用能力和创新思维能力。

3.以国内大中型企业对人才的需求为导向，以创新性思维为纽带，将提高人才培养质量落到实处。

4.通过学生参加各种大赛促进科研项目的滋生

近三年来，我院参加的省部级以上的各种大赛有17个，其中典型的有全国大学生工程训练综合能力竞赛、“挑战杯”陕西省大学生课外学术科技作品竞赛、全国机械创新设计大赛、“飞思卡尔”全国智能车竞赛西部赛区、全国工业设计大赛、永冠杯铸造工艺设计大赛、“知识产权杯”工业设计大赛等，共获奖36个，其中特等奖两项，一等奖11项，二等奖若干，国家级奖两项，学生在实践中不断强化了科研意识，也促使了大创项目的产生，在大赛过程中把所学的理论知识用于实践，丰富了学生的知识结构。

五、解决教学上的问题

1.教学方法改革

采用传统教学与现代教学方法相结合的形式。一方面采用传统的教学模式，一方面采用现场教学模式。针对有些理论知识强的知识点采用理论教学模式，对有些实践性强的知识点采用现场教学模式。

2.教学手段改革

加强实验室现场教学，如果有条件去企业，针对企业现场实际教学，结合理论采用实验室教学模式。针对齿轮、轴等零件，用实验室现有的零件，采用实物教学，针对每个零件的参数、性能去讲解。尤其轴类零件的轴向定位和周向定位，用实验室现场的实物讲解怎么轴向定位,怎样周向定位。

3.提升实验设备的性能，进行动、静态结合形式教学

目前实验设备很多处于静态模式，学生上课时间有限，不可能拆解，所以对有些部件可以通过制作爆炸图拆解，以便让学生看到内部结构，然后根据内部结构的理论教学，通过实验再拆解实物，让他们做到理论和实物完全结合，这样加强了理论和实践的结合度。

图1 两条腿走路模式

4.第二课堂的设立促进实验室教学

第二课堂主要是让学生通过各种大赛去做实物，把实验室现场教学的知识点充分得到应用。通过全国大学生工程素质训练“无碳小车”的制作以及机械创新大赛等第二课堂的制作，让学生把所学的理论知识用于实际。

5.大创项目促进学生对课程的进一步感性理解

我们机械专业自2013年开始大创项目以来，学生发表论文6篇，已被录用两篇，两项合计8篇。其中，学生为第一作者论文两篇，导师为第一作者、学生为第二作者的有6篇；EI收录论文3篇，其中学生为第一作者EI收录论文一篇，申请专利或软件著作权9项。

六、机械设计课程改革成效

西安文理学院为了实现转型发展，突出应用型大学的特色，升级大学的办学定位，目前把机械设计及其自动化专业列为第一批转型专业，而《机械设计》课程作为该专业第一批试点实践教学课程，从教学模式、人才培养模式方面必须进行改革，改革的目的是通过现场实验室教学让学生通过感性认知达到理解理论知识的能力，第一轮教学已完成，从第一轮实践的教学结果来看，效果显著。

第一，第一次课改后，学生的考试通过率高达97.5%，比起以往通过率不足75%是的确有了很大的改善。

第二，刚结束的全国大学生第四届工程训练大赛陕西赛区的“无碳小车”比赛结果令人满意，这次比赛我们用了最短的时间达到了很好的效果，就与机械设计课程的实践教学是分不开的。

第三，打破了以往机械设计课程设计只做减速机的传统设计，让一部分学生开始设计无碳小车，让学生多思路、多结构地把机械原理和机械设计以及其他相关专业课程有机结合起来，形成一个完整的机械设计知识理论体系。

第四，顶岗实习。组织学生到企业顶岗实习，目的在于使学生掌握有关制造业中的一些工艺流程和方法以及生产过程，在顶岗实习实践活动中摸索一些工业产品的制作技巧，培养学生的感性思维能力和实践动手能力。我校目前与陕西鼓风机有限公司、西安富士康、西重所、精一、天元等企业联合，让学生利用空余时间直接参加企业生产活动，极大调动了学生对《机械设计》课程的学习兴趣。

七、结论

通过以上教学模式和教学方法的改革，使学生既能加强实践动手能力，又能提高理论水平;既有动态思维能力，又有静态思维方式。有利于培养一代对制造业有现实作用的人才。加强实践教学，培养学生的创新创业能力的落脚点在于实践，所以在机械设计制造及其自动化专业构建实践教学平台的过程中，建立渗透现场的实践教学模式，设计以创新创业为导向的第二课堂活动，加强机械专业学生的实践技能，借助认知实习、顶岗实习等企业实践平台激发学生的创新创业热情、树立科学的学习观、培养学生的创新创业和竞争意识。

[1] 郑春龙，邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究，2007,(4)：85-86.

[2] 刘建勇，朱学义，朱亮峰.以从业能力为导向的会计实践教学体系研究[J].山西财经大学学报(高等教育版),2010,(3):35-38.

[3] 孙湘湘. 基于创新创业能力培养的民办高校营销专业实践教学平台构建研究[J].创新与创业教育,2015,(1):86-89.

[4] 杨景发,等. 光电物理类专业创新实践教学体系的构建与实践[J].物理通报, 2015,(3):10-12.

[5] 谢志刚，李强，宋力. 以市场需求为导向的环境专业实践教学体系的探索[J].教育教学论坛,2015,(2):144-145.

[6] 朱银惠, 薛士科, 宋瑛, 郭东萍.以技术应用能力为中心构建具有高职特色的实践教学体系[J]. 中国职业技术教育,2007, (5):50-51.

[7] 陈玉，裴九芳，肖平.《机电一体化原理》课程建设体系研究——以加强学生工程实践能力为导向[J].职业教育,2015,(1):235-236.

[责任编辑 申亚民]

Reform of the Teaching Pattern Oriented to Practical Innovative Talents —Based on the course of Mechanical Design

LIU Ling

(Xi’anUniversityinShaanxiXi’an710065)

This paper employed the course of Mechanical Design as an example to study the reform of the teaching pattern facing practical innovative talents courses. Firstly, t the reform content, teaching target, and the construction of practical teaching system were introduced. Secondly, the laboratory field teaching was studied to improve students’ theoretical knowledge level and strengthen the practical teaching. In addition to allow students to learn the systemic theoretical knowledge with certain depth and breadth, the students’ practical design ability and engineering application ability should be further cultivated. Finally, some teaching methods were presented and the results of a new round of teaching with this teaching method were revealed. From the perspective of teaching effect, the method is practical and feasible, which can achieve the goal of the combination of cultivating students’ theoretical teaching and practical teaching.

Practical innovative talents; teaching pattern; the laboratory field teaching；practical teaching.

2016-09-28

西安文理学院教育教学改革项目：面向应用型创新人才培养的“机械设计”(JG2015B007)

刘 凌(1974—)，女，陕西武功人，西安文理学院机械与材料工程学院副教授，主要从事智能装备与数控技术研究。

G642.3

A

1008-777X(2016)06-0088-04