机械设计基础“以赛促学”教学模式的探索

田胜利 杜 力 谢 俊

（重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点试验室，重庆 400067）

0 引言

机械设计基础的传统教学模式侧重于理论教学，实践培养手段陈旧，在教学过程中令师生感到枯燥乏味，无法激发学生的学习兴趣和教师的授课激情。 为了更好地培养学生学习兴趣、提高学习能力、端正学习态度、加深学习记忆、启发学术创新，有必要构建在教学上以学生为主、以教师为辅，在模式上以赛促学、以赛促教的新教学模式，落实该课程的基础性、操作性、推广性、现代化以及实践化。

为了满足新工科背景下大学生教育发展的需求，重庆工商大学积极围绕机械设计基础课程探索“以赛促学、以赛促教”的教学模式，实践效果显著。 本文在概述机械设计基础的传统教学模式现状的基础上，提出了通过修订课程设置方案、制定激励与保障制度等改革措施构建“以赛促学”的全新教学模式；进而探讨了“以赛促学”教学模式的开展形式，从科技竞赛的组织形式和科技竞赛的融入方式两个方面阐述了“以赛促学” 教学模式在实际教学活动中的具体实施办法，分享实践经验。 文章的研究成果对构建机械设计基础“以赛促学”教学模式具有积极促进作用。

1 课程传统教学模式的现状

机械设计基础传统教学模式下的教学内容主要分为课堂理论教学和课程实践环节。 课堂理论教学内容主要包括：运动机构的分析与设计、传动机构的设计、典型零部件的设计与选用等多个模块。 教学模式主要以“讲授法”为主，即教师课堂讲授，学生课后完成作业，期末考试的教学模式完成教学大纲要求。 课程实践通常要求在2～3 周内完成齿轮减速箱的结构设计，主要考察学生对机械结构和零部件的设计能力和绘图能力， 虽然设计齿轮减速箱涉及知识面广、内容多、存在普遍性，但在时间紧张的情况下，学生只能“照猫画虎”，缺乏学习的主动性和对知识点的灵活应用， 最终造成课程实践过分侧重于绘图能力考察，对技巧、创新、能力等元素融入较少。

传统的“课堂讲授+学生作业+期末考试”的课程教学模式，即使结合了课程实践环节，教学手段单一且低效。 学生在缺乏需求牵引和目标导向的情况下，单单通过每周零散的几次课堂理论学习和功利的课程实践，难以掌握课程200 多个知识点，难以熟练掌握机械设计手册查询、经验公式应用、机械设计理念培养等多项技能。 学生的学习热情随着课程的深入逐渐被磨灭，创造性思维得不到充分发展，对所学知识的实际价值得不到充分理解。

枯燥的课堂环境，死板的考核方式，功利的课程实践，几十年不变的教材使得传统教学模式既不能使学生的综合素质得到培养，也不能使教师的知识储备得到更新。 高校只有进行深度教学改革才能培养出满足时代需求的大学生。 因此，“以赛促学、以赛促教为横，以学生为主、以教师为辅为纵”的全新教学模式是课程改革的重要发展趋势之一。

2 “以赛促学”教学模式的改革措施

科技竞赛的初衷是“以赛促学，以赛促教”，力争在科技竞赛过程中使大多数学生受益。 由特定的指导老师对筛选的优秀学生进行“开小灶”“突击式”的专业辅导， 甚至在指导教师科研成果的基础上稍作修改后作为学生的参赛作品， 一味追求好的名次有悖于科技竞赛的初衷。因此，有必要构建“以赛促学”的教学模式，将科技竞赛倡导的技巧、创新、能力元素融入课程教学环节，充分发挥科技竞赛对课程教学的推动作用。

2.1 修订课程设置方案

机械设计基础课程中抽象的概念单单通过教师口述很难诠释清楚。 传统的课程实践中学生不能自主进行创新设计，而且因任务雷同只能采用手工绘图的模式。 创新创业活动中总有学生因各种原因在毕业前修不满创新创业学分。 因此，将机械设计基础、课程实践、创新创业活动的课时和学分进行整合，修订统一的教学大纲，推广“以赛促学”教学模式，促使教师进行教学改革、鼓励学生自主创新和应用现代设计方法，保证学生在教学活动中以集体形式完成创新创业活动。 同时，在保证专业必修课程（机械制图、机械制造技术基础、现代控制理论、互换性与检测基础等）的基础上，增设相关选修课程，例如，计算机辅助设计培训课（AutoCAD、SolidWorks、3D Max 等）、信息技术培训课（PPT 课件、Flash 动画、Photoshop 图像处理等）。

2.2 制定激励与保障制度

“以赛促学”教学模式的制定和实施，必定会占用教师和学生大量的时间。 因此激励与保障制度是进行课程改革的必要条件。 针对教师，教改项目立项、教学工作量乘1.5～2 倍系数、同等条件下评优评奖倾斜、评职称时认定教学标志性成果等多项制度，解决教师在教学与科研双重任务下面临的矛盾和困难。 针对学生，创新创业项目立项、冲抵创新创业学分或课程实践学分、同等条件下评优评奖倾斜等多项制度，解决大学生担忧因科技竞赛投入大量时间而影响理论课程学习的问题。

3 “以赛促学”教学模式的开展形式

在“以赛促学”教学理念的指导下建立“以赛促学”的教学模式，科技竞赛的组织形式及融入方式至关重要。 在新的教学模式中，多元化的教学手段，开放式的教学环境， 更能激发学生的主观能动性和创造性，提升教学效率。

3.1 科技竞赛的组织形式

3.1.1 教师科研项目

高校教师基于从事的科学研究领域，结合所授课程内容制定赛事主题和任务，班级学生分组参赛。 班级学生间分组参赛，鼓励小组内分工合作，小组间互相竞争，激发学生主观能动性。 这种方式因教师将熟悉的研究课题融入教学环节，不仅有效地将学生从枯燥的课堂环境引入真实的学术研究中，而且有助于教师推进和推广科研项目。 并且从课堂中遴选出对教师科研项目感兴趣的同学，与毕业设计相结合，实行导师制继续培养，将事半功倍。

3.1.2 校级科技活动月竞赛

科技活动月竞赛在学校由机械工程学院主办，全校师生参加的校级比赛，在每年11 月份举办。 比赛项目包括：科技作品小发明小创作比赛、包装结构设计比赛、包装创新设计比赛、机器人大赛、工程制图大赛、科技论文大赛、汽车发动机拆装大赛、汽车评估师大赛、3D 打印大赛9 项赛事。 科技活动月竞赛等校级比赛经过多年的沉淀，具有延续性、传统性和成熟性，在师生之间具有关注度高、传承性好、参与度高等特点。 利用科技活动月竞赛等校级比赛作为“以赛促学”的组织形式， 可充分展示各学院的科技创新成果，促进全校师生间的交流学习， 营造良好的学习氛围，为构建“以赛促学”教学模式创造了有利条件。

3.1.3 大学生创新创业训练项目

大学生创新创业训练项目也是“以赛促学”教学模式重要的组织形式。 大学生创新创业训练项目分为校级、市级和国家级，由大学生个人或团队完成项目的申报、立项和结题。 以大学生创新创业训练项目为“以赛促学”教学模式的组织形式，不仅可以锻炼学生的创新创业能力，还可以锻炼学生资料收集、申报书撰写、项目执行等多项能力。实践证明，创新创业训练项目因开放性大，学生可根据个人兴趣开展创新创业活动，极大地调动了学生的主观能动性。同时，教师指导学生完成创新创业训练项目结题， 在学校被认定为标志性教学成果，这也极大地调动了教师的积极性。

3.1.4 各类机械创新设计竞赛

机械创新设计竞赛的类别较多，比如，全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、 全国大学生机械创新设计大赛、 全国大学生工程训练综合能力竞赛、中国高校智能机器人创意大赛、中国教育机器人大赛、全国大学生创新方法应用大赛、中国大学生机械工程创新创意大赛——智能制造大赛、 挑战杯——全国大学生课外学术科技作品竞赛、 全国大学生包装结构创新设计大赛、中国包装创意设计大赛，等等。 实践证明，通过更高层次的比赛，才能进一步历练学生的综合能力，提升教师的业务水平，展示学校科研风采。同时，高层次的比赛对于学生解决专业难题，知悉行业竞争，了解社会需求等方面具有重要意义。

3.2 科技竞赛的融入方式

提出了以“项目式”作为科技竞赛在机械设计基础课程的融入方式。 即在“机械设计基础”课堂教学开始阶段，由学生根据科技竞赛的组织形式完成创新项目申报，并作为课程实践的任务目标。 教师作为学生课程的讲授者，按照大纲要求完成教学任务；同时，教师作为学生项目的指导者，引导学生在规定的时间内完成项目任务。 在课程结束阶段，采用过程性与总结性并重的考核方式，对学生的学习效果进行全面而客观的评价。 学生通过作品现场功能展示、PPT 讲解和现场答辩相结合的方式充分展示设计成果。 教师团队从学习态度、技术水平与实际能力、创新性、说明书撰写质量、图纸质量、答辩水平等角度对学生分项打分，作为课程实践的成绩。 教师将创新项目的成绩作为机械设计基础课程的平时成绩，调整课程期末考试与平时成绩的折算比例，得到机械设计基础理论课程的期末成绩。 学生以创新项目为依托继续参加各级别的科技竞赛， 根据竞赛成绩认定大学生创新创业学分。 科技竞赛通过上述方式融入机械设计基础的教学环节，有效地解决了理论课程枯燥乏味、课后作业抄袭严重、课程实践作品千篇一律、被动型学生创新创业学分不满等问题。

4 结语

在“以赛促学、以赛促教”教学理念的指导下，将科技竞赛融入机械设计基础的理论课程和实践环节是最合适的选择之一。 教学实践表明，“以赛促学、以赛促教”的教学模式使得学生学习的主观能动性充分地被调动起来，创新设计活动常态化，综合素质得到了有效提高； 使得教师的技能专长得到充分发挥，知识技能得到更新，教学与科研共同发展；使得学院的特色学科建设得到进一步推动，精品课程和专业认证等工作得到了有力支撑。

“以赛促学、以赛促教”的教学模式对教与学的促进效果令人惊喜，值得广大教育从业者长期探索和践行。