應用型人才培養模式下機械設計課程教學改革探索

華成麗 梁棟

摘 ?要：應用型人才培養模式是當前我國高等教育發展的重要趨勢之一。隨著經濟全球化和科技的發展，各高等院校也積極地從人才培養方案和課程體系等方面調整來體現應用型人才培養的要求。機械設計課程是高等工科院校中機械類專業的一門主干課程。該文將以應用型人才培養目標和要求為導向，針對授課過程中存在的突出問題，在課程內容及體系、教學方法創新、現代化教學手段應用和工程實踐能力培養等方面，開展課程教學改革與探索，提升課程教學效果和人才培養質量，為后續相關學科課程改革等奠定良好的基礎和實施建議。

關鍵詞：機械設計 ?應用型人才培養 ?教學方法 ?教學效果

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2020）10（b）-0118-03

Abstract： The training mode of applied talents is one of the important development trends in the higher education in China. With economic globalization and the development of science and technology， colleges and universities actively adjust the talent training program and curriculum system to reflect the requirements of application-oriented talent training. Mechanical design course is the main course of mechanical specialty in higher engineering colleges and universities. Based on applied talents training objectives and requirements， in view of the problems existing in the teaching process， we carry out the reform and exploration of the course including the course contents and theoretical system， the innovation of teaching methods， the application of modern teaching methods and the cultivation of engineering practice ability. The teaching effect and the quality of personnel training will be improved. It lays a good foundation and implementation suggestions for the subsequent curriculum reform of related disciplines.

Key Words： Mechanical design; Applied talents training; Teaching methods; Teaching effectiveness

當前，應用型人才需求對教育改革和發展提出了更高、更嚴的要求。面對日益競爭的復雜環境，如何提高學生的綜合素質和能力，有效地適應現代科技發展，一直是高等教育改革的核心和焦點。機械設計是機械類專業畢業生需系統掌握和實踐應用的專業基礎課程之一，筆者圍繞應用型人才培養目標需求，在教學內容設置、教學方法創新及工程能力培養等方面開展了較多有益的工作，為機械類專業學生的綜合素質和能力的提高打下堅實的基礎。

1 ?突出重點教學內容，優化理論體系

應用型人才培養的核心和關鍵是構建以能力為核心的人才培養模式和課程體系。機械設計課程性質是以一般尺寸通用零件的設計為核心的設計性課程，學生通過學習相關內容去掌握有關的設計規律和技術措施，從而具備設計其他通用或專用零、部件的能力。按照應用型人才培養的目標和要求，對課程教學內容和體系設置進行合理的設置和調整，明確培養應用型人才的側重點和落腳點，著重于綜合能力、素質和技能的培養。

機械設計課程學習過程中，學生前期對于零、部件的了解或熟識程度不夠，往往感覺內容較繁多雜亂，各篇之間的關聯性不清晰，沒有學習頭緒從而導致能力培養達成度不高。首先，為了理順各篇章節關系，增強學生認知感，在課程教學體系上按照“總—分—總”的思路，以減速器總體結構為主體，介紹各部分組成零、部件形式及結構設計，再整體裝配合成。其次，教學過程中，將齒輪傳動設計計算、軸的設計計算等列為典型重點內容講解。而將機械零件常用材料和選擇原則、帶傳動、鏈傳動等列為一般理解內容，給定學習提綱和相關要求，通過線上線下結合方式安排學生自主學習，同時通過檢查或測驗等方式檢驗學習效果。再次，在課程體系設置上注重多學科交叉，比如齒輪傳動失效形式中提及的塑性變形需要與工程材料相關部分融合學習，齒輪、軸等材料選用中也涉及到材料力學、金屬工藝學知識等。最后，合理調整教學內容和順序，如在“螺紋連接”“齒輪傳動”和“軸的設計”內容中講授“機械零件強度”部分內容，既可以保證知識的合理銜接，又可以增加理論知識理解和運用。

2 ?合理改進教學方法，采用先進教學手段，提高教學效果

現階段機械設計課程教學方式以“教+看”為主，存在的主要問題如下：學生對零部件構造、運動原理及過程等不清楚，對所學內容感性認識程度不夠，且教學過程互動性較差;課程內容缺乏本領域內相關現狀及前沿技術，難以延伸學生知識面;理論授課內容與工程實踐聯系不夠緊密。通過應用先進信息教學手段，合理改進教學方法，提高學生學習積極性和興趣，進一步提高教學效果。

教學準備階段，采用互動式方法，提前根據教學內容設計好問題，引導學生主動思考，激發他們探究真相的興趣。教學過程中，以“精、準、寬、新”為原則，準確把握重點和難點內容講授，拓寬內容知識面，圍繞當前學科發展趨勢和前沿內容適當增加相關知識，傳授學生設計思路和方法，同時鼓勵學生敢于提出問題、積極回答問題，實現教師與學生的良好互動。此外，設置涉及多學科的綜合性討論題目，讓學生參與到教學中來，調動學生的主觀能動性，使教與學融為一體。例如，利用計算機輔助設計手段如CAD、Pro/E、UG等開展設計分析，應用新型材質材料提高零件機械性能和強度，介紹當前新型齒輪傳動發展及應用等。

采用先進的多媒體信息教學手段，豐富機械設計應用實例教學內容，通過“國之重器”“重大工程裝備”“典型裝備與系統”等介紹，輔助學生理解和掌握課堂教授內容，更好地掌握零部件結構與設計的問題。利用學習通、雨課堂等先進在線教學媒介，提供電子課件、電子教案、網上習題和網上答疑等教學資源，培養學生自主學習能力。發揮多媒體的綜合優勢，充分利用模具、教具、動畫等多種方式，實現教學內容的可視性和形象性，直觀形象地展現出重難點內容，演示零部件的結構和裝配過程等。

3 ?增強學生工程意識和實踐能力

應用型人才培養著重于學生實踐能力和工程意識的提升。在教學過程中，通過現場參觀、生產實習或機械裝備安全實操等方式，進一步加強學生對機械設備通用零、部件的感性認識和了解。通過觀看相關現代機械裝備及自動化生產線的文獻及資料，對典型機械裝備的工作原理和通用零部件作用、主要特點和應用場合等有更好的理解。組織以實際工程為背景的課堂討論與交流，通過過程引導介紹、對工程案例的分析探討等，幫助學生消化抽象難懂的理論知識，培養學生建立工程實際意識，減少課程枯燥性，提高課程教學效果。此外，在課后作業或課程設計中結合工程實際命題，在齒輪設計、軸結構設計校本、齒輪測繪過程等鍛煉學生解決工程實際問題的能力。加強實訓實操水平和素質，實驗教學過程中讓學生根據所學知識和技能等，在大綱要求范圍內自行選題，幫助學生掌握機械設計的基本實驗技能。鼓勵學生積極踴躍參加各級機械設計競賽等，培養學生的創新設計意識、綜合設計能力和團隊協作精神。不同于以往片面看重考試成績的考核方法，采用平時成績、卷面考試及工程應用能力相結合的考核方式，使考核與能力培養結合起來，傾向考核學生的創新能力、工程應用能力、分析/解決實際問題的能力。

4 ?結語

堅持“以人為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養能力，是高等教育改革發展的基本遵循。按照應用型人才培養模式目標及要求，從課程內容和體系、教學模式和方法、學生工程能力培養等方面對機械設計課程提出了一定的改革方法及措施，對于今后機械設計教學實施提供了參考和借鑒。

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