基于項目教學和CAI的《機械設計基礎》課程改革探究

張清華

（北京師范大學珠海分校 廣東珠海 519087）

基于項目教學和CAI的《機械設計基礎》課程改革探究

張清華

（北京師范大學珠海分校 廣東珠海 519087）

《機械設計基礎》是一門理論性、實踐性和綜合性較強的技術基礎課程。本文從教學組織形式、教學內容、教學方法以及教學評價與考核方式等方面進行了改革的探索與實踐，以期學生更好地掌握這門課程。

項目教學 CAI機械設計基礎

1.引言

《機械設計基礎》是工科偏機械類專業一門重要的技術基礎課程，具有較強的理論性、實踐性和綜合性。講授對象是從未有過工程實踐的大學生，這是本課程的難點。傳統的教學過程是一種“填鴨式”的教學，一切都是由教師決定，學生只是被動的參與；同時許多學校機械設計基礎課程的教學多采用直觀式教學方式，即教師借助掛圖、簡易實物模型等來說明機械的工作原理、結構、設計理論和計算方法，教學模式比較單一，對一些復雜、模糊、抽象的機械運動和工作原理很難闡述清楚。傳統教學模式達不到理想的教學效果。本文將從項目教學和多媒體CAI（計算機輔助教學）兩方面來闡述《機械設計基礎》的課程改革。讓學生在實踐中學習理論知識，同時用理論來指導工程實踐，提升課程教學質量。

2.改革內容

2.1 改革教學組織形式

理論教學與實踐教學相結合。首先，課題組老師基于社會發展需求和課程任務要求設計一批課程項目。學生化整為零，分成若干小組，在授課之前把課程項目分配到各個小組。學生在接受理論課的同時也著手研究本組的課程項目，每個小組都選派一名導師負責指導（授課或者相關專業教師）。課程負責人定期檢查項目完成情況。在課程結束時，學生小組也要相應地完成各自的課程項目。

教師主導、學生主體、加強交流探討、突出能力培養。改變傳統的教師和學生在教學中的作用和地位，教師將從知識的灌輸者角色轉化為教學計劃的設計者，教學過程的主導者，教學活動的組織者。學生要充分發揮“主體”作用。改變被動聽課的狀態。當老師講授與課程項目相關的章節時，學生就會開始思索與自己課題項目相應的方案設計、結構設計等問題，與老師和學生進行交流探討，由于課程設計與專業結合，與理論課同步，學生學習興趣濃，學習效果自然會好。

在課程結束前，利用一些課時來分析和評估學生的作品，把學生的一些優秀作品作為案例在課堂上進行分析講解，使學生更好的掌握所學知識。同時激勵學生的學習積極性，增強主動求知的欲望。

2.2 改革教學內容

對機械設計基礎課程的教學內容進行有機的重組和優化。增加以電、液壓為動力源的機構組合，結合實際的典型機械或機器，如開式傳動鏈、機械手、打印機等，分析各類機構巧妙組合給機器帶來的優良特性以及這些組合的衍生變異，使學生對現代機器有一較全面的認識。

增加計算機輔助設計的應用。盡管圖解法曾在工程實際中起過舉足輕重的作用，但是，隨著對機構分析及設計精度和效率要求的提高，以及計算手段和方法的飛速發展，在機構分析和設計中采用解析法已顯示得必要而且可能，解析法便于與現代先進的設計手段結合起來而獲得最佳的設計方案，能更準確、更全面地反映工程實際、解決許多圖解法難以解決的問題。但是，圖解法形象直觀，有利于學生的理解，對某些簡單問題比解析法更加方便有效。

對課程項目進行精心設計，要與時俱進，課程項目選題應符合時代發展需求，更要與社會需求緊密聯系。增加項目教學，理論聯系實際，把學科發展動態融入到教學中去，讓學生了解學科發展現狀以及最新的熱門課題。

2.3 改革教學方法

采用多種教學手段，以提高學生對課堂內容的理解和掌握。例如，對某一機構或傳動，先講清原理，然后利用計算機輔助教學軟件制作演示動畫，播放幾則這一機構或傳動裝置在各種實際機器上應用的視頻，這樣做非常形象，學生容易接受和理解，同時也能引起他們的興趣，激發他們學習的積極性。

充分利用計算機輔助教學軟件。如Flash軟件可以對機構的運動分析、力分析進行動畫演示，用MATLAB求解機構運動學、動力學方程以及設計參數的求解等。

改變傳統的教學模式，以學生為主體，采用任務驅動，教、學、做一體化的教學模式。教師課堂上講解原理、計算方法等。為了完成課程項目，學生必須在掌握本課程的基本知識的前提下，還需要學習一些課外的知識，如3D建模軟件、繪制產品工程圖等。最后對所設計的機械或機構進行組裝加工。完整的課程學習體現了理論與實踐的完美結合。

2.4 改革教學評價與考核方式

教學評價是指揮棒，它直接體現評價者的價值觀念。誰來評，如何評，評價的方法都需要改革。由于教學內容、教學方法、教學的組織形式都發生了變化，因此教學質量的評價和考核方式都應作相應的改革。改變以往片面的、由學生來評價老師的傳統做法，應組織相關專家、教師、學生、用人單位共同評價。改革學生的單一考核方式，完善考核體系。從考試成績、課程項目、課堂表現等方面進行綜合評價。

結語

通過對《機械設計基礎》課程綜合改革的探索和實踐，提高了學生的學習積極性，營造了學生重實踐、勤思考、勇創新的良好學風，提高了教學效果。同時，也提高了教師的綜合素質，使教師在教學組織形式、教學內容、教學方法、考核與評價方式等方面有了進一步的改革與創新。目前，已逐漸形成師生互動性強、學生學習積極性高、教師教學勇于改革、教學質量高的良好局面，為培養現代應用型人才打下了良好的基礎。

［1］董美華.基于校企合作的機械設計基礎教學改革與實踐［J］.山東廣播電視大學學報，2013（1），23-25.

［2］徐兵.“項目導入法”在機械設計基礎教學中的運用［J］.職業技術教育（教科版），2002，22（23），39-41.

［3］陳娟.多媒體在機械設計基礎教學中的應用［J］.學科教育，2011（09），128.

［4］徐林林，陳家慶，朱江.基于任務驅動的機械設計基礎教學改革［J］.化工高等教育，2009（06），72-73+108.