基于船舶与海洋工程专业特点的机械设计课程教学优化探究

屈舒蕾，张大朋，严谨

(广东海洋大学船舶与海运学院，广东湛江 524088)

随着教育部“卓越工程师教育培养计划”的出台，工科专业对学生的工程能力和创新能力有了更高的要求。现如今，海洋科学技术已在高速发展，海洋调查船、水下工程技术与设备、潜水器等技术不断涌现。这些技术的发展离不开机械设计这门课程，因此，各大高校应该重视这门课程及优化教学方法。对船舶与海洋工程专业来说，最基础的便是掌握船舶与海洋结构物设计的理论及方法，这便需要基础课程机械设计与其他学科相结合，让学生了解机械设计随时代发展的脉络。目前，学生对其相关专业特点尚不了解，课程学习受到了一定的限制，课程内容方面有所欠缺，课程的实践教学方面也不够完善[1]。针对这些问题，我们有必要基于船舶与海洋工程专业特点来对机械设计课程进行教学的改革优化探究。

一、机械设计课程的主要目标及对船舶与海洋工程专业的重要性

（一）机械设计课程的主要目标

机械设计课程是工科专业学生必修的一门基础课程，其教学要领在于基础机械的设计与实践。这门课程的主要目标是让学生了解与机械相关的机械设备和机械零件，并能掌握零件组成机械的过程。富有想象力、创造力，对机械设计的课程设计尤为重要。

（二）机械设计课程对船舶与海洋工程专业的重要性

随着我国的海洋经济水平不断提高和海洋科学技术的不断完善，行业对机械设计水平要求逐步提高。机械设计是海洋科学技术的基础，只有对机械设备、机械零件了如指掌，对机械安装过程理解通透，我们才能更好地完成一项机械设计，才能使海洋科学技术更好地提升。作为船舶与海洋工程专业的学生，我们的目标便是让海洋科学技术日益完善。基于此，高校就必须将船舶与海洋知识充分融入机械设计的教学中，立足专业背景，让专业学生了解机械设计的重要性，注重培养学生专业思维与实践能力，全面推进机械设计课程教学优化。

二、当前机械设计课程的教学实际及问题分析

（一）当前机械设计课程的教学实际

1.机械设计课程教学内容陈旧枯燥

机械设计这门课程的教材分十八章叙述，教材内容复杂。对绝大多数缺乏工程知识的学生来说，他们会备感杂、乱、散，甚至是枯燥无味，面对一系列设计性工程内容课程，无法用心投入。现阶段国内的大部分高校在进行机械设计类课程的主题选择时一般是根据教材指南选定材料、参数计算、结构设计，最后创建工具的零件图、装配图、设计指南。这样的课程主题很好地表现出了机械设计理论知识的核心，但却不利于学生的理解[2]。机械设计内容的陈旧性、广泛性，使学生对机械设计这门课逐渐失去新鲜感，加上课程内容与授课方式之间的矛盾，限制了对学生思维与实践设计能力的培养。

2.机械设计课程教学不合理

机械设计基础课程教学时间有八周，一周两节大课。老师教学的主要内容是PPT以及课本，主要涉及机械设计理论知识核心内容及设计过程指导。机械设计课程涉及大量的复杂结构的动态变化过程以及实际结构的静态分析，然而大多数学生缺乏实践知识和空间想象能力，容易在学习中出现情绪波动，甚至对学习心生厌恶、备感吃力[3]。课堂上老师教学缺乏教与学的互动，不够灵活多样，主要以口头讲授为主，这样的课堂教学不能够很好地调动学生学习这门课的积极性，课堂出现的将会是一片鸦雀无声的景象，课堂犯困、开小差的学生也会越来越多，这便严重影响了教学效果。不合理的课堂教学不仅让学生对课堂教学的内容难以理解消化，而且会使学生失去对机械设计课程学习的兴趣。

（二）当前机械设计课程的问题分析

1.机械设计课程实践教学机制不够完善

近年来，实践教学逐渐被重视起来。在一些高校，实践教学已成为考核学生的一个重要指标。实践能够抛开纸上谈兵，只有在实践中完成真正的操作设计，才能够发现内容设计中可能存在的错误，才能够真正地修改解决问题，同时避免不必要的损失。

2.机械设计课程授课教师缺乏实际工程经验

理论知识与实践的结合是尤为重要的。教师将机械设计理论知识教给学生的同时，还应该开设实践课程，让学生设计创作，带着任务及创作精神进行实践设计。然而，本校不重视机械设计课程实践的教学，教师也普遍缺乏实际的工程实践经验，导致难以保障实践教学效果。

三、基于船舶与海洋工程专业特点的机械设计教学体系的构建与方案实施

（一）基于船舶与海洋工程专业特点的机械设计教学体系的构建

1.合理创新完善机械设计课程教学内容，突出船舶与海洋特点

船舶与海洋工程专业机械设计课程内容主要包括变速箱总体设计、机械主要部件设计、装配图及零件设计、设计说明的编制。目前机械设计的教材中，教学内容多而课时相对较少，教师应当对教材内容做适当的删减修改，除去内容上过时的思想，保留先进性，例如，一些偏难偏深又不实用的内容便可删除，重点注重完善基础理论知识，尽量做到内容“少而精”[4]。这样的内容一环扣一环地将机械设计的理论知识核心展示了出来，能够让学生在学习中由浅到深一步步地理解并掌握基础理论知识。除了完善教学内容，教师还需要合理创新，可以新增有关船舶与海洋的一些科学技术，例如可以增加船舶动力机械装置的设计及组成。这样既涵盖了机械设计基本的理论知识，又有利于培养实际能力，还增加了船舶与海洋专业的特点，既将专业知识进行了扩展，又能保证教材内容上的多样性。

2.机械设计课程教学方法的改革

对于教学方法，要将以老师为中心的传统教学模式改成以学生为中心，要坚持以启发式教学模式为主，打造灵活多样、生动形象的课堂氛围，注重引导学生主动学习、独立思考，积极投入课堂实践，还要加强参与式教学模式的应用，引导鼓励学生走上讲台，实现多方面综合培养[5-6]。教师要杜绝独立地讲解各章内容，而是要通过整理归纳，发现章节与章节之间的联系，有效地组合成一个整体，这样才能通俗易懂，便于学生们更好地理解消化。为了更好地培养船舶与海洋工程专业学生解决实际专业问题的能力，教师就应该在专业课程教学中将教学与专业知识相结合。在机械设计的课程教学中，教师可以将齿轮知识的教学和海洋科学技术机械的零件教学相结合，在对齿轮数据进行计算分析时结合船体结构中的齿轮结构特点进行讲解，这样能使学生简化对实际工程中零件结构的形式的认识过程，使其既能更好地掌握机械设计的理论知识，又能将船舶与海洋工程的实际结构融入课程教学，体现了教学不只是授予学生知识，更重要的是教会学生方法，也能够突出机械设计知识的应用性。在教学手段上，教师要注重改变传统的以口头讲述为主的教学，将计算机技术与课本知识结合在一起，采用现代化的多媒体教学手段，既能增加教学内容，又能激发学生们学习的兴趣。引导学生们带着积极灵活的思维头脑深入课堂学习，可以整体提高机械设计课程的教学质量与效益。

（二）基于船舶与海洋工程专业特点的机械设计教学方案的实施

1.提升教师队伍工程实践水平，校企联合加强师资队伍建设

对于机械设计课程的优化不仅需要对教学内容和教学方法做出改革，还需要加强机械设计课程师资队伍的建设[7-8]。第一，完善优惠政策，加大高校引进高层次教师人才力度。对于机械设计教师，高校应该选取熟悉工程技术，拥有雄厚的工程学背景的专业教师。第二，提升教师自身素质。高校通过安排教师参加国家级培训，加大教师培训的资金投入，提高教师个人素质、知识储备、道德水准；积极鼓励教师对机械企业的研究，提高教师的工程实践技能，注重加强“双师型”师资队伍培养，努力建设一支知识水平高、道德才能好、专业素质优良、数量足够的师资队伍。

2.完善机械设计课程实践教学机制

高校要充分认识机械设计课程实践教学的重要性，同时注重机械设计理论知识与实践的结合，培养学生工程设计能力与创新思维[9]。第一，加强高校实验室的建设。实验室是进行课程实践教学的重要基地。高校不仅要增加放置机械设计实验基础仪器，而且应该将重心放在一些设计技术含量高、有特色、新颖的深度实践上。第二，有层次地进行机械设计课程实践教学。实践教学是一个由易到难、循序渐进的教学过程。第一个层次是实践基础的理论知识，需要将机械设计核心理论知识掌握。第二个层次是基础的实验，包括实验设计的主要内容、实验过程等，同时将实验内容与理论知识相结合。第三个层次是深度实验，该实验主要是一些大型综合设计实验，提高专业学生的设计性、综合性技术。

3.完善学生机械设计教学考核机制

为了保证机械设计教学的实效性，高校需要完善教学考核机制，对于学生期末考试的成绩评估，不能简单地进行期末试卷考试评估，而是应该丰富评估的内容，从多个层面来考核学生对这门课程的学习掌握能力[10]。教师可以在一学期的教学中分段考核，例如，学习齿轮传动、轴承这些重点章节，教师可以以小组分组的形式对小组进行作业的考核，在其他学习平台上可以布置一些简单的学习任务，一是通过学生们的完成情况考察他们的学习态度，二是提高学生们对机械设计的学习能力。综合全面的机械设计教学考核，能够提高学生们在考核前期对机械设计课程学习的动力。

4.积极开展机械设计类活动比赛

高校应广泛开展第二课堂活动，积极鼓励学生参与学校举办的机械设计类活动比赛，丰富课程的学习方式，培养学生机械设计的思维与创新设计能力，同时为全国性大赛打好基础，例如，全国机械创新设计大赛、机械工业设计赛等，还能培养学生学习的主动性与积极性，进一步开阔思路、拓宽视野。

四、结束语

随着海洋科技进步和船舶与海洋工程专业的不断发展，本专业的机械设计课程需要跟紧时代步伐，将要求逐步提高。为了能够培养与未来行业发展要求相适应的专业技能强、综合素质高的机械制造行业人才，机械设计课程的教学优化工作必须不断推进，通过合理创新改革课程教学内容及教学方法，突出船舶与海洋特点，将合理创新完善机械设计课程教学内容、改革机械设计教学方法、加强机械设计课程师资队伍建设、强化机械设计实践教学、加大院校学科交流等结合起来，使教学质量得到进一步的提高。