機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探討

石 玉 陳立新

（華北電力大學(xué)，河北 保定 071003）

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是機械類及近機類各專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，一方面對學(xué)生認識使用和設(shè)計機械裝置起著舉足輕重的作用，另一方面對學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程起著承上啟下的橋梁作用。該課程具有基礎(chǔ)性、設(shè)計實踐性和綜合性等特點，是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決工程實際問題以及創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新設(shè)計能力的重要課程。作為一門具有較長歷史的技術(shù)基礎(chǔ)課，在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容等方面都形成了自身較完整的體制。但是，隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，舊的教學(xué)體制和內(nèi)容難免與新時代對人才的要求相矛盾；傳統(tǒng)的教學(xué)方法也有需要更新的地方，所以教學(xué)改革勢在必行。成人教育以技術(shù)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標，所以更應(yīng)注重本課程的設(shè)計性、實用性，即學(xué)生實際機械設(shè)計能力的培養(yǎng)。為此，必須以全面機械設(shè)計素質(zhì)培養(yǎng)為中心、實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)為主線，結(jié)合成人教育的特點，對傳統(tǒng)的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法手段進行改革。

一、根據(jù)課程特點，強調(diào)學(xué)生設(shè)計能力培養(yǎng)的重要性

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計能力的工科專業(yè)基礎(chǔ)課，通常采用課堂教學(xué)、實驗和課程設(shè)計等多種方式實施教學(xué)。成人教育應(yīng)把以課堂教學(xué)為主的理論教育和直接獲取實際經(jīng)驗知識的實驗有機地結(jié)合。由于其本身是一門與實踐結(jié)合非常緊密的課程，所以教學(xué)上也要求采用理論教學(xué)和工程實踐相結(jié)合的授課方式，盡可能地讓學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，掌握較多的有關(guān)機械設(shè)計實踐方面的知識。而實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)目標是使學(xué)生認知機械設(shè)備與機械裝置，掌握繪制實際機構(gòu)運動簡圖的技能；掌握對簡單機械參數(shù)測試的手段；加深對常用機械基本理論的理解和驗證；培養(yǎng)學(xué)生的機構(gòu)設(shè)計能力和測試技能，以提高學(xué)生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力；獲得基本的工程訓(xùn)練和對實驗結(jié)果進行分析的能力。

二、教學(xué)內(nèi)容以“實用性”為原則，突出課程的工程背景

在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)內(nèi)容上要突出成人教育的特點及專業(yè)的特性。成人教育培養(yǎng)目標強調(diào)的是人才的應(yīng)用性和復(fù)合性，其畢業(yè)生所從事的崗位大部分是一線的工作。鑒于此特殊性，應(yīng)從以下幾個方面入手對教學(xué)內(nèi)容進行改革。

首先是在課堂講授中要淡化繁瑣的、過深的、不必要的理論推導(dǎo)和證明。學(xué)生的工作性質(zhì)決定了他們沒有必要對計算公式、定理等內(nèi)容的推導(dǎo)像高等學(xué)歷教育培養(yǎng)研究型人才那樣搞得清清楚楚，而應(yīng)把重點放在如何應(yīng)用上。本課程應(yīng)運用基礎(chǔ)理論知識、實際經(jīng)驗來分析工程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，以及如何運用這些公式、定理、方法等來解決非常基礎(chǔ)的實際設(shè)計問題。因此，在教學(xué)內(nèi)容整合上要突出分析問題和解決問題的思路和方法，注重如何運用這些公式、定理、方法等來解決基本實際設(shè)計以及零部件運用、分析的實際問題。這樣更符合培養(yǎng)目標的要求，也勢必會取得更好的教學(xué)效果。

其次是要結(jié)合不同專業(yè)的各自特點對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于各專業(yè)的培養(yǎng)目標不同，所安排的課程和教學(xué)要求也不同，因此《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程應(yīng)根據(jù)本專業(yè)的學(xué)習(xí)要求，以及工作崗位的要求選取適合的教學(xué)內(nèi)容，選擇緊密結(jié)合本專業(yè)的具有創(chuàng)造性的課程設(shè)計題目，使學(xué)生能把有限的時間和精力花在學(xué)習(xí)有用的知識上，避免所有的專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容千篇一律的現(xiàn)象，造成教學(xué)資源、精力等各方面的浪費。

再有就是考慮到成人教育中學(xué)時長度安排的特點，教學(xué)中應(yīng)講求“短、平、快”，具有速效性。要對課程內(nèi)容進行優(yōu)化整合，對教學(xué)內(nèi)容要精選少講，要以機械傳動、機械零件的設(shè)計為主線，要把精力集中于研究掌握機構(gòu)、零部件的結(jié)構(gòu)、選材、標準與規(guī)范、工作情況分析、受力分析、應(yīng)力狀態(tài)分析、失效形式及其原因分析、設(shè)計計算準則、參數(shù)選擇、設(shè)計方法步驟以及問題處理上，講授相關(guān)的基本知識和基本理論及設(shè)計方法，注重結(jié)合工程實際中的實例，對設(shè)計中應(yīng)注意的問題加以強調(diào)和說明。考慮到大部分學(xué)生均來自生產(chǎn)第一線，還可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合他們在工作中遇到的實際問題，利用課堂所學(xué)的知識和理論進行課堂的討論，給學(xué)生留出獨立分析問題、思考問題的時間，而在整個過程中教師只起到引導(dǎo)的作用。這樣，不僅會加深學(xué)生對課堂知識的理解和掌握，而且有助于提高學(xué)生利用所學(xué)知識解決工程實際問題的能力。

三、結(jié)合工程特色進行教學(xué)方法和手段的改進

由于《機械設(shè)計基礎(chǔ)》本身是一門與實踐結(jié)合非常緊密的課程，在教學(xué)方法上也要求采用理論教學(xué)和工程實踐相結(jié)合的授課方式，而教學(xué)作為師生的一種互動過程，應(yīng)實施交互學(xué)習(xí)。教師必須首先吃透教材內(nèi)容，抓住每一章節(jié)的難點和重點，按照由淺入深，由表及里，深入淺出，理論聯(lián)系實際等原則引導(dǎo)學(xué)生思維。教師應(yīng)采用“設(shè)疑”、“置疑”的“問題式教學(xué)”方法，這樣可以通過注意力，調(diào)動學(xué)生的積極性，而且通過學(xué)生自己提出問題、解決問題來提高他們分析問題和解決問題的能力，所以，應(yīng)尋找最適合學(xué)生的方式，更好地發(fā)掘?qū)W生潛力，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)探索、獨立思維、發(fā)展創(chuàng)新能力。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)中的教材、教學(xué)參考書、黑板、粉筆等載體和手段，可以被計算機及網(wǎng)絡(luò)所提供的集成化教學(xué)環(huán)境，如多媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)、演示環(huán)境、師生交互環(huán)境所取代。教師可以利用多媒體充分表達教學(xué)意圖，例如，在介紹軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，動畫可以很容易地把軸上零件的軸向和周向固定方法、軸上零件的安裝拆卸等表達的非常清楚。

在國外，運用網(wǎng)絡(luò)的遠程教育越來越多地被應(yīng)用于成人教育。學(xué)生可以不受時間、地點和學(xué)時的限制，根據(jù)自己的情況方便地進行自主學(xué)習(xí)。遠程教育是通過網(wǎng)絡(luò)信息化的平臺，讓廣大學(xué)生能在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的環(huán)境下，接受優(yōu)質(zhì)教育。要加快推進信息技術(shù)教育，首先要實現(xiàn)觀念的轉(zhuǎn)變，要把信息技術(shù)從學(xué)習(xí)對象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具，要把信息化作為提高教育質(zhì)量的一個重要載體，真正把信息技術(shù)運用到學(xué)習(xí)之中。此外，要把信息技術(shù)從輔助教學(xué)的手段轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的方式，發(fā)揮信息技術(shù)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、交流合作等方面的優(yōu)勢，構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式。為了發(fā)展遠程教育，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，我們在資源庫還提供了網(wǎng)上討論角，教師和學(xué)生都可以提出討論的主題。教師在討論過程中起主導(dǎo)作用，對學(xué)生的問題進行及時的解答，并進行修改刪除等操作，當(dāng)認為討論的目的達到后，再更換新的討論題。這樣不僅擴大了學(xué)生的知識面，豐富了教學(xué)內(nèi)容，而且使教師授課的發(fā)揮空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的三維空間，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、直觀、規(guī)范；大大激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，真正實現(xiàn)了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的新的教學(xué)模式。

另外，為了更有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程技能，可以進行現(xiàn)場教學(xué)。在以往的教學(xué)中，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程通常以課堂教學(xué)的形式來實現(xiàn)，教學(xué)普遍偏重于基本理論分析，從書本到黑板，全是紙上談兵。內(nèi)容繁瑣、枯燥，學(xué)生不感興趣，難以集中注意力聽講、思考，難以調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。現(xiàn)場實驗教學(xué)是把課堂從教室搬到實驗室或車間，通過學(xué)生完成規(guī)定的實驗，來觀察實物結(jié)構(gòu)并完成實際操作，獲得對書本知識的驗證和補充，更深刻地理解掌握基本知識與理論，并使學(xué)生實際動手和操作能力得到訓(xùn)練。這種圍繞實驗教學(xué)活動而進行的教學(xué)結(jié)構(gòu)形式，是有效實現(xiàn)教學(xué)目標的創(chuàng)新教學(xué)法之一。例如，把軸系結(jié)構(gòu)分析作為教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以通過拆卸、分析、測繪等手段進行相互之間的探討，再加上教師的當(dāng)面指導(dǎo)，最終能使學(xué)生直觀掌握軸、齒輪、鍵等相關(guān)理論知識和實際知識，以及密封、潤滑等基本知識，達到理論與實踐的結(jié)合。總之本方法在獲得專業(yè)知識的同時也培養(yǎng)了學(xué)生實際操作、觀察分析等能力以及合作精神，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

以自學(xué)為主是成人教育的又一特點。結(jié)合這一特點，教學(xué)中要加強對學(xué)生自學(xué)的引導(dǎo)，特別是課前的自學(xué)和課后的復(fù)習(xí)。課前的自學(xué)是根據(jù)教師編寫的自學(xué)進度表有計劃地學(xué)習(xí)。由于學(xué)生一般都是生產(chǎn)第一線的主力，工作任務(wù)比較繁重，學(xué)習(xí)時間相對較少，教師可以根據(jù)每一章的重點所在，提出思考題，使學(xué)生能夠有針對性地學(xué)習(xí)，不僅節(jié)省了時間，而且提高了預(yù)習(xí)的效果。課后及時復(fù)習(xí)課堂所學(xué)知識，并通過練習(xí)加以鞏固是非常必要的。教師要對課外習(xí)題的布置加以精選，例題和習(xí)題不在于多，而在于精，還要具有啟發(fā)性，達到舉一反三的目的。學(xué)生通過練習(xí)進一步加深對所學(xué)知識的理解和掌握，而且可以引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋積極思考。

四、結(jié)論

在教學(xué)改革的大潮中，傳統(tǒng)課程如何改革是一個很重要的問題，不論是教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變，還是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段的改革，都將對學(xué)生工程設(shè)計能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到非常重要的作用。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程以實際機械分析能力和設(shè)計能力培養(yǎng)為主線，采取從基本知識、基本理論和基本方法的理解掌握入手，結(jié)合工程實際，培養(yǎng)設(shè)計能力和創(chuàng)造能力的教學(xué)方法，使得《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方法以及學(xué)習(xí)方法上都更有利于學(xué)生掌握知識、啟迪創(chuàng)造性思維、形成創(chuàng)新設(shè)計能力，不僅有利于后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，更有利于提高學(xué)生的實際設(shè)計能力。這種教學(xué)改革使得本課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法更符合成人教育的教育規(guī)律，更符合成人教育人才培養(yǎng)目標的要求。