機械設(shè)計課程教學改革研究

摘 要 本文基于機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的特點，結(jié)合技術(shù)應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)要求，運用項目驅(qū)動的教學改革思想，從教學組織模式、教學內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)等方面提出了理論教學與課程設(shè)計并行進行、運用項目設(shè)計案例豐富教學內(nèi)容、根據(jù)機械設(shè)計項目內(nèi)涵，構(gòu)建多層次實驗教學體系等改革策略，以提高學生的技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 機械設(shè)計 案例 項目驅(qū)動

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

0 引言

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是綜合運用所學基礎(chǔ)理論如數(shù)學、力學、材料學、金屬工藝學、機械制圖等課程結(jié)合工程實際應(yīng)用的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門設(shè)計性很強的課程，但用傳統(tǒng)的教學方式教學缺乏系統(tǒng)性，學生只是機械、被動的接受知識，造成“只知其然，不知其所以然”的狀況，并且傳統(tǒng)教學著重分析，不利培養(yǎng)學生的設(shè)計能力。這樣，既不利于培養(yǎng)學生對理論知識的靈活應(yīng)用，更不符合設(shè)計規(guī)律。因此，我們采用“項目驅(qū)動教學法”，即在課程教學之初，以系統(tǒng)化的觀點確定課程學習目標，進行任務(wù)分解，構(gòu)建教學情境，營造寬松的學習環(huán)境，讓學生確定目標，帶著項目任務(wù)學習，這樣更有利于激發(fā)學生的學習興趣，有利于學生自主學習，充分調(diào)動學生學習的主動性、創(chuàng)造性。改革內(nèi)容主要涉及到教學模式、教學內(nèi)容及實踐環(huán)節(jié)等方面。

1 理論教學與項目訓練并行進行改革教學模式

傳統(tǒng)的機械教學方式通常是課堂理論教學輔之一些實驗，然后進行課程設(shè)計綜合訓練，這是一種串聯(lián)式的教學方式，這種方式是把機械設(shè)計系統(tǒng)所需要的知識抽象分割開，如原理篇的知識經(jīng)過整理按照平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、典型機構(gòu)、其它機構(gòu)、機械系統(tǒng)的調(diào)速、平衡等形成了機構(gòu)設(shè)計的理論基礎(chǔ)，課程學習完之后進行課程設(shè)計，按照這種方式組織教學，學生只是在機械的、被動接受知識，既不利于激發(fā)學生的學習興趣，也不利于培養(yǎng)學生對理論知識的靈活應(yīng)用，而并行式的教學方式是按照機械設(shè)計的實際設(shè)計過程如方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學動力學分析、系統(tǒng)分析等過程組織教學內(nèi)容，并且在理論學習的同時同步進行課程設(shè)計，再學習設(shè)計內(nèi)容之初引導學生帶著設(shè)計問題，邊學邊實踐，讓學生帶著目的任務(wù)進行學習，這樣可充分調(diào)動學生的積極性，主動學習，在學習過程中科學地培養(yǎng)學生的設(shè)計意識及系統(tǒng)思考問題的能力，也有利于學生對基礎(chǔ)理論的理解和掌握。通過項目訓練，使理論聯(lián)系實際，有利于培養(yǎng)設(shè)計能力。

2 運用項目設(shè)計案例豐富教學內(nèi)容

2.1 融入真實的項目設(shè)計案例

機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，但它又比基礎(chǔ)課中的物理、理論力學等課程更加結(jié)合工程實際，目前在機械設(shè)計基礎(chǔ)的理論教學中，依然著重于抽象的理論知識講解，雖然增加了很多實際實例，但是大都限于舉例說明，如機構(gòu)運動簡圖、運動分析與力分析模型以及習題練習等都是從實踐中進行抽象出來的設(shè)計命題，如何將工程實際問題歸結(jié)為設(shè)計命題是目前學生解決實際問題時的一個難點，如果只是在抽象的問題中進行學習，不能讓學生和實際有效地聯(lián)系起來，這樣不利于培養(yǎng)學生解決問題的實際能力。如果用新穎生動的真實事例融入到教學之中——由案例組成教學內(nèi)容，構(gòu)建教學體系，把真實的典型問題、設(shè)計要求展現(xiàn)在學生面前，讓他們在真實的設(shè)計條件中，設(shè)身處地地去思考、去分析、去討論，這樣，在教學過程中，學生不是被動的、消極的接受者，而是主動的、積極的知識探究者，這樣會充分激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的主動性和積極性，對培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力及分析、解決實際問題的能力將極有益處，也會加強對諸如“死點”、“急回特性”等概念和各種機構(gòu)原理、特性的理解速度，加深對這些概念所表示的物理意義的理解程度，提高學習效率。

2.2 引入創(chuàng)新設(shè)計實例項目

為了適應(yīng)對創(chuàng)新人才的需求，很多學校也在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中增設(shè)了方案創(chuàng)新設(shè)計等內(nèi)容，以引導學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，也達到了一定的效果，但是對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)只經(jīng)過一些實踐的訓練，還不足以達到學生對創(chuàng)新能力的一種質(zhì)的改變，讓學生在整個學習過程中掌握一些創(chuàng)新思維的方法和工具更能達到一種知識靈活應(yīng)用、知識不斷升華的境界。從傳統(tǒng)的頭腦風暴法、試錯法等創(chuàng)新方法到目前熱門的TRIZ技術(shù)都對創(chuàng)新思維規(guī)律和方法進行了有益的探索，也形成了獨特的方法，取得了極大的收益，如果將這些方法加以整理，結(jié)合機械設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識，如TRIZ技術(shù)的發(fā)明原理、技術(shù)系統(tǒng)進化法則、發(fā)明問題解決算法、最終理想解的內(nèi)涵與機構(gòu)設(shè)計的理論方法相結(jié)合，貫穿于教學的始終，再輔助于實踐的練習，將會對學生的創(chuàng)新能力有極大的提高。

3 根據(jù)機械設(shè)計項目內(nèi)涵，構(gòu)建多層次的實驗教學體系

傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程大都是驗證性實驗，不利于激發(fā)學生的設(shè)計概念及創(chuàng)新意識，實踐是創(chuàng)新之源，工程實踐是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，沒有工程實踐的能力就談不上創(chuàng)新能力。在課程體系的改革中，從工程實際應(yīng)用出發(fā)，注重工程基礎(chǔ)知識和實踐能力的培養(yǎng)。項目驅(qū)動實踐環(huán)節(jié)的改革緊緊圍繞機械設(shè)計基礎(chǔ)課程項目訓練主題，并充分利用近年來實踐性教學環(huán)節(jié)硬件建設(shè)成果，改造、加強實驗與實踐環(huán)節(jié)，盡可能利用現(xiàn)代技術(shù)改造課程實驗、設(shè)計訓練，通過實踐培養(yǎng)，提高學生綜合素質(zhì)，由淺入深、循序漸進地改革實驗教學內(nèi)容，通過實踐環(huán)節(jié)使學生逐漸形成設(shè)計概念，掌握設(shè)計方法。

實驗項目從創(chuàng)新能力培養(yǎng)的規(guī)律出發(fā)，在改造傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上，它減少了驗證性實驗，增設(shè)設(shè)計性，創(chuàng)新性和綜合性實驗。通過基礎(chǔ)層次、提高層次及綜合層次等多層次的實驗教學體系培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。例如，目前該課程的實驗教學體系由齒輪參數(shù)測定、范成運動（驗證性實驗）、機構(gòu)簡圖繪制（提高性運用知識實驗）、機械系統(tǒng)方案設(shè)計（綜合性創(chuàng)新性實驗）組成，通過多層次的實驗教學，使學生的實踐動手能力、分析問題解決問題能力、創(chuàng)新意識等得到了培養(yǎng)和提高，為創(chuàng)新設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

將項目驅(qū)動法引入機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學，構(gòu)建多層次的實驗教學體系，使理論教學與項目訓練并行，讓學生始終帶著問題學習；同時，加強項目案例式的教學內(nèi)容和實際的訓練練習，以突破學生在實際問題轉(zhuǎn)化為工程問題時的難點，這不僅激發(fā)了學生主動學習的熱情，也有利于學生設(shè)計和實踐能力的培養(yǎng)，提高學生的技術(shù)應(yīng)用能力。

基金項目：項目來源：（1）上海市教學團隊——機械創(chuàng)新設(shè)計課程群教學團隊；（2）上海電機學院教研教改項目

參考文獻

[1] 華中科技大學.機械類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學改革綜合實踐的研究[EB/OL].http：//www.cn-mmtd.com

[2] 重慶大學.機械基礎(chǔ)課堂教學與實踐教學綜合改革的實踐與建設(shè)[EB/OL].http：//www.cn-mmtd.com