機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實(shí)踐——以江南大學(xué)相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)的課程為例

倪自豐，沈愛(ài)紅

（江南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122）

一、引言

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是近機(jī)械類和非機(jī)械類各工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課[1]，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程意識(shí)、設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的主要課程，涉及的專業(yè)有食品、紡織、包裝、印刷、化工、高分子材料、工業(yè)工程等。由于各專業(yè)培養(yǎng)的人才目標(biāo)各不相同，所以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法的要求也大相徑庭，尤其是江南大學(xué)這類輕工業(yè)類院校，各專業(yè)的課程教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的環(huán)境等與一般工科院校差別較大。如何根據(jù)各專業(yè)的不同特點(diǎn)和現(xiàn)有的教學(xué)條件，提高機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程的教學(xué)質(zhì)量，的確是需要解決的一個(gè)實(shí)際難題。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和綜合性，在各專業(yè)課程教學(xué)中起著承上啟下的鋪墊作用。教學(xué)的基本目的就是使學(xué)生能夠比較扎實(shí)地掌握從事工程技術(shù)常規(guī)工作所需要的基本理論與基本技能，同時(shí)讓學(xué)生了解關(guān)于本學(xué)科的時(shí)新知識(shí)和前沿動(dòng)態(tài)，開(kāi)闊學(xué)生的思路，拓展他們的視野，從而更有利于學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。然而近幾年來(lái)，由于學(xué)生整體質(zhì)量的逐年下滑，一些基礎(chǔ)性課程的開(kāi)設(shè)不足，講授的學(xué)時(shí)不斷被壓縮，有的專業(yè)為了迎合社會(huì)人才的需求，打亂了基本的課程教學(xué)體系。因此，為了適應(yīng)這樣的變化，達(dá)到各專業(yè)對(duì)該課程教學(xué)提出的具體要求，同時(shí)也是讓教學(xué)的效果最佳化，教學(xué)者不得不在講授機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程時(shí)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面進(jìn)行必要的改革。

二、教學(xué)內(nèi)容體系改革

在教學(xué)內(nèi)容上，必須從教學(xué)大綱的要求出發(fā)，針對(duì)近機(jī)械類和非機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)生從事的工作崗位要求，結(jié)合各專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，對(duì)課程內(nèi)容做有目的地調(diào)整。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)對(duì)近機(jī)械類和非機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，課程涉及的內(nèi)容多、概念多、公式多、圖表多、計(jì)算多。在學(xué)時(shí)有限的情況下，機(jī)械原理部分的講授側(cè)重于通用機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和常用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法；機(jī)械設(shè)計(jì)部分則側(cè)重于設(shè)計(jì)計(jì)算公式的正確應(yīng)用、零件參數(shù)的合理確定和結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。對(duì)于一些過(guò)深的理論推導(dǎo)與證明等內(nèi)容可以點(diǎn)到即止，或?qū)⑵浒才艦樽詫W(xué)部分。[2-4]

另外，在重點(diǎn)講授教學(xué)大綱基本要求內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)方向結(jié)合起來(lái)。例如，在講解機(jī)構(gòu)原理在機(jī)器上的應(yīng)用實(shí)例時(shí)，針對(duì)高分子材料專業(yè)的學(xué)生時(shí)，應(yīng)該盡量引用高分子材料成型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行講解；針對(duì)食品專業(yè)的學(xué)生時(shí)，應(yīng)該盡量引用食品加工的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行講解；而針對(duì)工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生時(shí)，應(yīng)該盡量引用各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行講解，以擴(kuò)大他們的知識(shí)面。

經(jīng)過(guò)教研室全體教師多年的教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)社會(huì)對(duì)人才所需知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求，教研室對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精選、融合和相互滲透，形成了由理論教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)成的新體系（見(jiàn)圖1），充分體現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。

圖1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程體系結(jié)構(gòu)圖

三、教學(xué)方法改革策略

1.精選開(kāi)篇緒論，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，教師普遍感到理論知識(shí)學(xué)起來(lái)枯燥、動(dòng)手設(shè)計(jì)起來(lái)單調(diào)，如何找到一種比較新穎、有效解決這些實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)方式，一直是教師們不斷探索和研究的方向。一般情況，當(dāng)學(xué)生對(duì)所學(xué)的課程知識(shí)產(chǎn)生興趣和愛(ài)好時(shí)，就會(huì)從內(nèi)心深處萌生求知的欲望，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，這樣學(xué)習(xí)過(guò)程也就不再是一種精神負(fù)擔(dān)，而是一種愉快體驗(yàn)，學(xué)習(xí)效果也會(huì)事半功倍。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是入門課程，內(nèi)容比較枯燥。作為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的第一堂課，怎樣通過(guò)緒論課的講解讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)、內(nèi)容、研究對(duì)象、研究方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的興趣至關(guān)重要。通過(guò)強(qiáng)調(diào)本課程的地位以及與其他課程的關(guān)系，利用多媒體演示與緒論配套的圖形、實(shí)例和動(dòng)畫等，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)和理解本課程的意義，建立宏觀認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。[5]

2.豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程具有很強(qiáng)的理論聯(lián)系工程實(shí)際的特點(diǎn)，而學(xué)生缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這使得教學(xué)和學(xué)習(xí)比較困難，應(yīng)采用多樣化的教學(xué)手段，來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，如實(shí)物、模型、多媒體課件、錄像、網(wǎng)絡(luò)課堂等。

多媒體技術(shù)通過(guò)圖、文、聲、視頻等集成，可以將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表現(xiàn)的內(nèi)容用動(dòng)畫表示，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的積極性與興趣。可是長(zhǎng)時(shí)間地觀看屏幕，學(xué)生容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，這時(shí)可以采用板書教學(xué)，發(fā)揮其靈活方便、互動(dòng)性好的特點(diǎn)。同時(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生的反饋信息，及時(shí)調(diào)整教學(xué)的節(jié)奏，增進(jìn)師生間的良性互動(dòng)，促使整個(gè)教學(xué)過(guò)程充滿生機(jī)和活力。實(shí)物、模型可以有效增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，觀看錄像可以彌補(bǔ)教材內(nèi)容的不足，網(wǎng)絡(luò)課堂可以拓展知識(shí)傳授的空間，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

此外，應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學(xué)方式，采用啟發(fā)式教學(xué)方法、課堂討論式教學(xué)方法等，不僅僅是簡(jiǎn)單地傳授知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，而是指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)探索進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如零件的設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生自己做主，只要滿足設(shè)計(jì)要求即可，至于哪一種方案更經(jīng)濟(jì)、更合理的問(wèn)題可以通過(guò)互動(dòng)討論的方式進(jìn)行。

3.重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)

課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)該環(huán)節(jié)的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用該課程及其他基礎(chǔ)課程的理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并增強(qiáng)了他們獨(dú)立工作能力和工程實(shí)踐能力。另外，要鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮個(gè)人的獨(dú)創(chuàng)性，完成不同的設(shè)計(jì)方案，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)動(dòng)手操作、觀察和測(cè)量，可以加深對(duì)所學(xué)的知識(shí)理解，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的基本技能，增強(qiáng)分析能力和動(dòng)手能力。學(xué)生可以直接接觸到實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)問(wèn)題。例如通過(guò)減速器的結(jié)構(gòu)分析和拆裝實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生綜合掌握觀察、分析、拆卸、裝配、測(cè)繪等內(nèi)容，開(kāi)拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。另外，要增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。例如在機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過(guò)選用各種零件、構(gòu)件和連接件搭建出機(jī)構(gòu)組合的不同方案，從而大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)激發(fā)了他們的創(chuàng)新性思維。

四、考核方式改革

考試是測(cè)試學(xué)生的知識(shí)與能力、評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量的基本手段，是教學(xué)過(guò)程中的重要一環(huán)，是對(duì)一階段教學(xué)工作的總結(jié)與檢查，也是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)業(yè)績(jī)的重要環(huán)節(jié)，考試的形式對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過(guò)程有著相當(dāng)大的影響。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它不僅要求學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念，而且更重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力。為此，首先要制訂合理的理論與實(shí)踐教學(xué)管理規(guī)范；其次要建立院、系相結(jié)合的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系；第三，要完善教學(xué)考核的組織工作；第四，要確立教學(xué)質(zhì)量調(diào)查在教學(xué)考核中的核心地位；第五，將教學(xué)調(diào)查與實(shí)驗(yàn)考核有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

由于傳統(tǒng)的閉卷考試方式不利于考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，不利于充分發(fā)揮學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和潛能。考試應(yīng)該貫穿于課程講授的全過(guò)程，以促進(jìn)知識(shí)的掌握、能力的培養(yǎng)及教學(xué)質(zhì)量的提高。考試形式分理論考試與實(shí)踐考試兩種，理論考試采用閉卷形式，主要考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握程度，考試則更加側(cè)重學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

五、結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是高等工科院校近機(jī)械類和非機(jī)械類各專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它對(duì)師資素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等一系列教學(xué)環(huán)節(jié)都提出了嚴(yán)格要求。在教學(xué)過(guò)程中，教師需要針對(duì)各專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)、教學(xué)課程體系特點(diǎn)和課程本身的特點(diǎn)，積極探索各種教學(xué)方法和教學(xué)手段，緊密結(jié)合工程實(shí)際，采取多種方法培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練和指導(dǎo)，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的水平，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力。

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