機械設計綜合實踐課教學團隊建設探索

邊宇樞 高志慧 裴旭

摘 要：隨著機械設計學科的深刻變革，原有機械設計綜合實踐課教學難以滿足新形勢的要求，教學改革迫在眉睫。任課教師是教學改革的主體，建設一支團結協作、積極探索、勇于創新的教學團隊成為機械設計綜合實踐課教學改革成敗的關鍵。文章以機械設計綜合實踐課為依托，以教學改革為牽引，在團隊成員管理架構、團隊內部協作模式、教師培養制度與激勵機制等方面開展了一系列探索工作，有力推動了教學團隊建設、保證了教改順利執行、提高了教學質量。

關鍵詞：機械設計；綜合實踐；團隊建設；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2096-000X（2018）05-0067-04

Abstract： With the profound changes in the mechanical design discipline， existing teaching methods for the mechanical design comprehensive practice course have not satisfied new requirements. Therefore， teaching reform is urgent. Teachers are key factors of teaching reform. It is crucial to build a teaching team characterized by cooperation， active exploration and innovation. In this paper， a series of exploration work and teaching reform have been conducted based on the mechanical design comprehensive practice course， including administration architecture， internal cooperation mode， cultivation regulation and incentive mechanism， etc. These measures have effectively promoted teaching team building， guaranteed teaching reformation and improved teaching quality.

Keywords： mechanical design； comprehensive practice； team building； teaching reform

機械設計綜合實踐課，又名：機械設計綜合課程設計，是高等工科院校機械設計系列課中的一門重要實踐環節課程[1]。它不僅擔負著對機械制圖、機械原理和機械設計課程知識進行融會貫通的任務，更是拓展學生視野、培養學生綜合設計能力與創新精神的重要平臺。

當前，隨著機械設計學科的深刻變革，各種新的設計理論與分析方法層出不窮，大量計算機輔助分析設計工具不斷涌現[2-3]。在新形勢下，原有機械設計綜合實踐課教學暴露出一系列問題。以我校為例，存在著實訓項目陳舊、難度低、新意少、重復性工作量大、學生熱情不高等問題。因此，機械設計綜合實踐課的教學改革已迫在眉睫。

由于任課教師是教學改革的主體，因此建設一支團結協作、積極探索、勇于創新的教學團隊成為機械設計綜合實踐課教學改革成敗的關鍵。目前，雖然對于機械設計綜合實踐課的教學改革已經開展了諸多工作，但是對于機械設計綜合實踐課教學團隊建設的探索尚不多見[4-8]。為此，本文以機械設計綜合實踐課為依托，以教學改革為牽引，在團隊成員管理架構、團隊內部協作模式、教師培養制度與激勵機制等方面開展了一系列探索工作，有力推動了教學團隊的建設。

一、教學團隊建設的意義

所謂“教學團隊”，并非教師們的松散組合，而是由講授相同課程、具有共同目標、遵守相同規則、共享教學成果、相互團結、相互幫助、統一領導、統一規劃的教師們所組成的有機整體。

對于機械設計綜合實踐課而言，加強教學團隊建設、構建合理的教學梯隊是提高教學質量的關鍵，具有十分重要的意義。這主要表現為：

（一）課程受眾的廣泛性決定了教學團隊建設的必要性

在我校，機械設計綜合實踐課面向機械類與近機械類的16個專業，涵蓋學生約1400人，影響范圍十分廣泛。因此，課程改革牽一發而動全身，必須慎之又慎。一旦出現問題，其負面影響將不可估量。由此可見，機械設計綜合實踐課的教學改革與課程建設的前提是必須建立一支強有力的教學團隊，依靠群體智慧、采用群策群力，而不能單打獨斗。

（二）教學內容的廣博性決定了教學團隊建設的重要性

機械設計綜合實踐課是繼機械制圖、機械原理與機械設計的重要后續課程。它不僅擔負著融會貫通前三門課程知識的任務，更是拓展視野、培養技能、鍛煉素質的關鍵環節，為學生未來從事機械產品的研發與創新奠定基礎。因此，機械設計綜合實踐課的教學內容十分廣博，涉及：機械制圖、機械原理、機構運動學與動力學、結構設計、理論力學、材料力學、金屬工藝學、優化理論等多方面的知識與技能。如此眾多的知識背景與技術需求，迫切需要來自不同研究領域的教師積極參與進來，發揮各自優勢。因此，在機械設計綜合實踐課的教學改革中，任何形式的單兵作戰都將無濟于事，建設一支團結協作的高水平課程團隊十分重要。

（三）教學現狀的嚴重性決定了教學團隊建設的迫切性

當前，機械設計綜合實踐課存在諸多不足，例如：設計對象單一、難度偏低、創新性不足、重復性工作量大、設計手段落后、缺乏系統完整的機械設計流程訓練、學生熱情不高等。諸多沉疴舊疾遠非一人之力可以救治。因此，建設一支教學經驗豐富、科研實力深厚、責任心強的教學團隊迫在眉睫。

綜上所述，面向機械設計綜合實踐課教學改革，建設一支團結協作、積極探索、勇于創新的教學團隊，在教學內容、教學方法、教學手段以及評價體系等方面開展深入探索與實踐，具有十分重要的意義。

二、現狀與問題

目前，我校機械設計綜合實踐課共有18位教師。其中，70%以上具有10年以上授課經歷，教學經驗豐富；80%以上具有博士學位，從事科研工作，科研經驗豐富；60%以上主持過國家自然科學基金項目，具備深厚的創新攻關能力。

雖然每位教師的個體實力較強，但從教學團隊角度看，依然存在一定不足。主要表現為：授課水平參差不齊，整體教學水平有待提高；團隊成員缺乏統一調度，其教學經驗與科研經歷并未有機結合，尚未形成合力，沒有充分發揮各自優勢；團隊成員的積極性并未充分調動起來，缺少系統的、有針對性的、定期的溝通與交流；大多數團隊成員并未將其豐富的科研經歷和成果轉化到機械設計綜合實踐課的教學中；青年教師雖然經歷了崗前培訓、聽課與試講，但在教學方法上還需要進一步提高等。這些問題嚴重阻礙了教改的深入進行。

因此，如何將教學經驗與科研經歷有機結合、充分整合教學團隊資源、發揮團隊成員優勢、提高團隊教學水平，已成為機械設計綜合實踐課教改成敗的關鍵。為此，全面開展了教學團隊建設。

三、面向教改的團隊建設

（一）構建層次化的管理架構

鑒于團隊成員數量多、平面化管理方式效率低下，因此采取層次化管理架構。面向教改，將團隊成員分為三層，如圖1所示。

在第三層（最底層）中，根據任課教師特點，將其分為：項目組、機構組與結構組。其中，項目組的教師具備豐富的科研經歷和較高的科研素質，能夠從科研角度對實訓項目以及教改各環節進行把關，確保其具有一定的真實性、合理性與可行性。機構組的教師具備深厚的機構學知識背景和較強的機構創新能力，能夠從構型綜合、運動學/動力學分析、創新設計的角度對教改提出建議和要求。結構組的教師具有豐富的結構設計、強度設計/校核、優化設計的知識與技術背景，工程經驗豐富，能夠從結構設計、選材、裝配、強度分析、結構優化的角度對教改提出建議和要求。這三個組的成員定期進行相互交流，使各方面的建議和要求融合成為一個有機整體。

第二層是總體組，由教學經驗與科研經驗豐富、責任心強的核心教師組成，負責決策。通過與項目組、機構組與結構組的定期溝通，對機械設計綜合實踐課的教改內容、教學方法、教學手段與評價體系等提出指導性意見，進行綜合評估，糾正錯誤，推動進程。根據專業背景，總體組成員也分別是第三層中的各組成員。

第一層是團隊負責人，具備較高的學術水平和團隊管理能力，領導整個教學團隊，形成強大的團隊凝聚力，制定教改計劃，組織教改活動，管理協調各組之間的交流與溝通，整合各組資源，負責教改的全部工作。團隊負責人也是總體組中的成員。

（二）建立以任務為驅動的協作模式

為使團隊建設落于實處，以機械設計綜合實踐課為依托，以具體的教改任務為驅動，在教學團隊的內部協作模式方面開展了深入探索，有力推動了教學團隊的建設。

1. 實訓項目設計

實訓項目是學生在機械設計綜合實踐課上需要完成的設計任務，是教學要求與培養目標的實施載體。實訓項目的水平在很大程度上決定了培養學生的水平，因而是教改重點。因此，在滿足教學大綱的前提下，需要改變原有只針對減速器的單一設計模式，擴大選題范圍。

為此，以項目組成員為核心，充分發揮他們科研經驗豐富、科研素質高的優勢。從教師的科研項目以及工程實際中提煉一些難度適中、具有一定實用價值和創造性的實訓項目，例如：力反饋設備、微創手術器械、太空艙門展收機構等。這既擴展了學生視野又提升了設計過程的挑戰性，對于提高學生的科研素質與設計能力具有極為重要的意義。在此基礎上，由總體組對項目組提交的實訓項目在難度、創新性、可行性等方面進行綜合評估。通過遴選，最終確定實訓項目。

2. 教學內容建設

原有教學內容偏重減速器的零部件結構設計，缺乏對執行機構進行分析與綜合的內容，缺少對機構運動學與動力學領域重要概念和知識的輸入。為此，以機構組成員為核心，充分發揮他們機構學知識背景深厚、機構創新能力強的優勢。在教學內容上，針對實訓任務，適當引入構型綜合、運動學與動力學分析、強度設計與校核、優化設計等機構學基礎知識。引導學生初步學會運用這些知識實現機構的分析與綜合。在此基礎上，由總體組對引入內容的深度和廣度進行把關，確保其可行性。

3. 現代設計方法與計算機分析手段相融合

以機構組和結構組的成員為核心，在設計、分析、計算、校核、繪圖等教學環節中，全面引入ADAMS、ProE、SolidWorks、AutoCAD等多種計算機輔助分析設計工具，探索現代設計方法與計算機輔助分析設計手段相融合實現創新設計的教學模式，綜合提升學生的機械設計技能。其中，利用ADAMS軟件進行機構的創新設計、運動學與動力學分析、強度設計與校核、優化設計；利用SolidWorks、ProE等軟件進行減速器的三維結構設計；利用SolidWorks、ProE等軟件的二維投射功能或者AutoCAD軟件，繪制減速器的二維裝配圖和二維零件圖。在此基礎上，由總體組對現代設計流程與計算機分析手段的匹配性、時間分配、實施難度等問題進行總體把握。

4. 三層評價體系的建立

原有的評價體系側重于檢查學生對基礎知識的掌握，無法全面評價學生。因此，以總體組成員為核心，充分發揮他們教學經驗豐富的優勢，在專業基礎知識、計算機輔助分析設計技能、機構創新設計能力三個層面，按照時間維度，設計一系列評價指標，建立起比較完整的評價體系，全面評價學生。

5. 新教材建設

隨著機械設計綜合實踐課教學內容的改革，教材需要同步更新，以反映最新的教學要求和培養目標。為此，以項目組成員為核心，充分發揮他們教學經驗豐富、科研經驗豐富、責任心強的優勢，結合新的實訓項目，以文字的形式，重點闡述現代機械設計方法與流程以及基于CAD/CAE的現代設計手段在機械設計中的運用，旨在訓練學生的專業基礎知識、計算機輔助分析設計技能與機構創新設計能力。教材初稿形成后，分發給教學團隊的每個成員進行閱讀。通過多輪研討后，實現教材定稿。在此基礎上，提煉符合最新教學內容與教學要求的新版教學大綱。

綜上所述，機械設計綜合設計課的教學改革離不開教學團隊成員的群策群力。如表1所示，構建良好、高效的團隊內部協作模式，為教學改革的成功提供了有力保障。

四、強化培訓的團隊建設

隨著機械設計綜合實踐課教學改革的深入，年輕教師的培養與老教師的提高已迫在眉睫。因此，面向教改的崗位培訓已成為教學團隊建設的關鍵。

（一）年輕教師的培養

年輕教師雖然經歷了崗前培訓、聽課與試講，但在教學方法和教學經驗上還需要進一步提高。為此，建立起教學導師培養制度。采用“一帶一”的模式，為每位年輕教師配備一位教學經驗豐富的教師作為其教學導師。年輕教師觀摩教學導師的課堂教學，學習其授課經驗與技巧；另一方面，教學導師隨堂聽取年輕教師的講課，及時指導并糾正其授課問題。通過這種“傳幫帶”，迅速提高年輕教師的授課水平。

（二）老教師的再培訓

與年輕教師相比，部分老教師雖然教學經驗豐富，但是存在知識陳舊、觀念落后等不足，缺乏對當前常用計算機輔助分析設計軟件的深入了解。為此，一方面通過專項培訓，強化老教師對ADAMS、ProE、Solidworks等軟件的理解與掌握。另一方面，定期開展教學內容與教學方法的交流，重點針對現代設計方法與先進計算機輔助分析設計手段相融合等關鍵問題開展深入研討，促進了老教師的知識更新，有力推動了整體教學水平的提高。

五、基于激勵的團隊建設

教學團隊建設不能僅依靠制度來約束。為提高團隊成員的凝聚力和積極性，還需要正視激勵的作用，從物質上和精神上激發團隊成員的工作熱情，從而持續穩定地推動團隊建設。

由于機械設計綜合實踐課教學團隊建設所獲資金十分寶貴，所以必須按照“有所為有所不為”的原則合理運用。堅持“以人為本”的原則，充分尊重教師們在腦力方面的辛勤付出，以教改任務為分配單元，將資金直接投入到從事教改工作第一線的教師身上，使其有付出有回報。

物質激勵固然重要，但精神激勵也不可或缺。機械設計綜合實踐課教學團隊奉行“開放共享、百花齊放”的原則，支持團隊成員的個人發展。通過提供資金，鼓勵團隊成員在現有教改框架下針對自己的教改工作，發表教改論文、參加教學會議，擴大教學影響；推薦優秀成員申請各種教學獎勵。另一方面，鼓勵團隊成員從當前教改工作中引育出新的教改生長點，申請新的教改項目。截止目前，本團隊已發表了十余篇教改論文，有兩名成員獲評北京市教學名師。團隊建設步入良性循環，發展勢頭良好。

六、團隊建設特色

綜上所述，我們機械設計綜合實踐課教學團隊建設的探索工作具有以下特點：

1. 構建層次化管理架構：擯棄原有的平面化管理方式，建立教學團隊的層次化管理架構。根據任課教師特點，將其分入不同專項組并歸入不同管理層次，有效提高管理效率。

2. 探索以任務為驅動的高效協作模式：在教學團隊的層次化管理架構中，以具體的教改任務為驅動，構建起團隊成員之間高效的內部協作模式，有效增強了團隊戰斗力。

3. 建立年輕教師培養制度與老教師再培訓制度：為每位年輕教師配備一位教學經驗豐富的教師作為教學導師。通過“傳幫帶”，迅速提高年輕教師的授課水平。另一方面通過專項培訓，強化老教師對計算機輔助分析設計工具的理解與掌握，促進知識更新。

4. 定期教學研討：通過定期的教學研討，促進教學內容的不斷豐富和教學方法的不斷改進，有力推動了整體教學水平的提高。

5. 充分利用激勵：正視激勵的作用，從物質上和精神上激發團隊成員的工作熱情，提高團隊成員的凝聚力，從而持續穩定地推動團隊建設。

上述有特色的教學實踐活動在機械設計綜合實踐課教學團隊的建設中發揮了重要作用。

七、結束語

本文以機械設計綜合實踐課為依托，以教學改革為牽引，對教學團隊建設開展了一系列探索工作。在人員管理上，擯棄原有的平面化管理方式，建立起層次化管理架構，有效提高了管理效率。在層次化管理架構中，以教改任務為驅動，構建起團隊成員之間高效的內部協作模式，有效增強了團隊戰斗力。建立了年輕教師培養制度與老教師再培訓制度。通過定期舉行教學研討，有力推動了整體教學水平的提高。通過建立激勵制度，持續穩定地推動了團隊建設。這些探索工作有力推動了教學團隊建設，保證了教改的順利執行，提高了教學質量。

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