機械設計基礎“以賽促學”教學模式的探索

田勝利 杜 力 謝 俊

（重慶工商大學制造裝備機構設計與控制重慶市重點試驗室，重慶 400067）

0 引言

機械設計基礎的傳統教學模式側重于理論教學，實踐培養手段陳舊，在教學過程中令師生感到枯燥乏味，無法激發學生的學習興趣和教師的授課激情。 為了更好地培養學生學習興趣、提高學習能力、端正學習態度、加深學習記憶、啟發學術創新，有必要構建在教學上以學生為主、以教師為輔，在模式上以賽促學、以賽促教的新教學模式，落實該課程的基礎性、操作性、推廣性、現代化以及實踐化。

為了滿足新工科背景下大學生教育發展的需求，重慶工商大學積極圍繞機械設計基礎課程探索“以賽促學、以賽促教”的教學模式，實踐效果顯著。 本文在概述機械設計基礎的傳統教學模式現狀的基礎上，提出了通過修訂課程設置方案、制定激勵與保障制度等改革措施構建“以賽促學”的全新教學模式；進而探討了“以賽促學”教學模式的開展形式，從科技競賽的組織形式和科技競賽的融入方式兩個方面闡述了“以賽促學” 教學模式在實際教學活動中的具體實施辦法，分享實踐經驗。 文章的研究成果對構建機械設計基礎“以賽促學”教學模式具有積極促進作用。

1 課程傳統教學模式的現狀

機械設計基礎傳統教學模式下的教學內容主要分為課堂理論教學和課程實踐環節。 課堂理論教學內容主要包括：運動機構的分析與設計、傳動機構的設計、典型零部件的設計與選用等多個模塊。 教學模式主要以“講授法”為主，即教師課堂講授，學生課后完成作業，期末考試的教學模式完成教學大綱要求。 課程實踐通常要求在2～3 周內完成齒輪減速箱的結構設計，主要考察學生對機械結構和零部件的設計能力和繪圖能力， 雖然設計齒輪減速箱涉及知識面廣、內容多、存在普遍性，但在時間緊張的情況下，學生只能“照貓畫虎”，缺乏學習的主動性和對知識點的靈活應用， 最終造成課程實踐過分側重于繪圖能力考察，對技巧、創新、能力等元素融入較少。

傳統的“課堂講授+學生作業+期末考試”的課程教學模式，即使結合了課程實踐環節，教學手段單一且低效。 學生在缺乏需求牽引和目標導向的情況下，單單通過每周零散的幾次課堂理論學習和功利的課程實踐，難以掌握課程200 多個知識點，難以熟練掌握機械設計手冊查詢、經驗公式應用、機械設計理念培養等多項技能。 學生的學習熱情隨著課程的深入逐漸被磨滅，創造性思維得不到充分發展，對所學知識的實際價值得不到充分理解。

枯燥的課堂環境，死板的考核方式，功利的課程實踐，幾十年不變的教材使得傳統教學模式既不能使學生的綜合素質得到培養，也不能使教師的知識儲備得到更新。 高校只有進行深度教學改革才能培養出滿足時代需求的大學生。 因此，“以賽促學、以賽促教為橫，以學生為主、以教師為輔為縱”的全新教學模式是課程改革的重要發展趨勢之一。

2 “以賽促學”教學模式的改革措施

科技競賽的初衷是“以賽促學，以賽促教”，力爭在科技競賽過程中使大多數學生受益。 由特定的指導老師對篩選的優秀學生進行“開小灶”“突擊式”的專業輔導， 甚至在指導教師科研成果的基礎上稍作修改后作為學生的參賽作品， 一味追求好的名次有悖于科技競賽的初衷。因此，有必要構建“以賽促學”的教學模式，將科技競賽倡導的技巧、創新、能力元素融入課程教學環節，充分發揮科技競賽對課程教學的推動作用。

2.1 修訂課程設置方案

機械設計基礎課程中抽象的概念單單通過教師口述很難詮釋清楚。 傳統的課程實踐中學生不能自主進行創新設計，而且因任務雷同只能采用手工繪圖的模式。 創新創業活動中總有學生因各種原因在畢業前修不滿創新創業學分。 因此，將機械設計基礎、課程實踐、創新創業活動的課時和學分進行整合，修訂統一的教學大綱，推廣“以賽促學”教學模式，促使教師進行教學改革、鼓勵學生自主創新和應用現代設計方法，保證學生在教學活動中以集體形式完成創新創業活動。 同時，在保證專業必修課程（機械制圖、機械制造技術基礎、現代控制理論、互換性與檢測基礎等）的基礎上，增設相關選修課程，例如，計算機輔助設計培訓課（AutoCAD、SolidWorks、3D Max 等）、信息技術培訓課（PPT 課件、Flash 動畫、Photoshop 圖像處理等）。

2.2 制定激勵與保障制度

“以賽促學”教學模式的制定和實施，必定會占用教師和學生大量的時間。 因此激勵與保障制度是進行課程改革的必要條件。 針對教師，教改項目立項、教學工作量乘1.5～2 倍系數、同等條件下評優評獎傾斜、評職稱時認定教學標志性成果等多項制度，解決教師在教學與科研雙重任務下面臨的矛盾和困難。 針對學生，創新創業項目立項、沖抵創新創業學分或課程實踐學分、同等條件下評優評獎傾斜等多項制度，解決大學生擔憂因科技競賽投入大量時間而影響理論課程學習的問題。

3 “以賽促學”教學模式的開展形式

在“以賽促學”教學理念的指導下建立“以賽促學”的教學模式，科技競賽的組織形式及融入方式至關重要。 在新的教學模式中，多元化的教學手段，開放式的教學環境， 更能激發學生的主觀能動性和創造性，提升教學效率。

3.1 科技競賽的組織形式

3.1.1 教師科研項目

高校教師基于從事的科學研究領域，結合所授課程內容制定賽事主題和任務，班級學生分組參賽。 班級學生間分組參賽，鼓勵小組內分工合作，小組間互相競爭，激發學生主觀能動性。 這種方式因教師將熟悉的研究課題融入教學環節，不僅有效地將學生從枯燥的課堂環境引入真實的學術研究中，而且有助于教師推進和推廣科研項目。 并且從課堂中遴選出對教師科研項目感興趣的同學，與畢業設計相結合，實行導師制繼續培養，將事半功倍。

3.1.2 校級科技活動月競賽

科技活動月競賽在學校由機械工程學院主辦，全校師生參加的校級比賽，在每年11 月份舉辦。 比賽項目包括：科技作品小發明小創作比賽、包裝結構設計比賽、包裝創新設計比賽、機器人大賽、工程制圖大賽、科技論文大賽、汽車發動機拆裝大賽、汽車評估師大賽、3D 打印大賽9 項賽事。 科技活動月競賽等校級比賽經過多年的沉淀，具有延續性、傳統性和成熟性，在師生之間具有關注度高、傳承性好、參與度高等特點。 利用科技活動月競賽等校級比賽作為“以賽促學”的組織形式， 可充分展示各學院的科技創新成果，促進全校師生間的交流學習， 營造良好的學習氛圍，為構建“以賽促學”教學模式創造了有利條件。

3.1.3 大學生創新創業訓練項目

大學生創新創業訓練項目也是“以賽促學”教學模式重要的組織形式。 大學生創新創業訓練項目分為校級、市級和國家級，由大學生個人或團隊完成項目的申報、立項和結題。 以大學生創新創業訓練項目為“以賽促學”教學模式的組織形式，不僅可以鍛煉學生的創新創業能力，還可以鍛煉學生資料收集、申報書撰寫、項目執行等多項能力。實踐證明，創新創業訓練項目因開放性大，學生可根據個人興趣開展創新創業活動，極大地調動了學生的主觀能動性。同時，教師指導學生完成創新創業訓練項目結題， 在學校被認定為標志性教學成果，這也極大地調動了教師的積極性。

3.1.4 各類機械創新設計競賽

機械創新設計競賽的類別較多，比如，全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽、 全國大學生機械創新設計大賽、 全國大學生工程訓練綜合能力競賽、中國高校智能機器人創意大賽、中國教育機器人大賽、全國大學生創新方法應用大賽、中國大學生機械工程創新創意大賽——智能制造大賽、 挑戰杯——全國大學生課外學術科技作品競賽、 全國大學生包裝結構創新設計大賽、中國包裝創意設計大賽，等等。 實踐證明，通過更高層次的比賽，才能進一步歷練學生的綜合能力，提升教師的業務水平，展示學校科研風采。同時，高層次的比賽對于學生解決專業難題，知悉行業競爭，了解社會需求等方面具有重要意義。

3.2 科技競賽的融入方式

提出了以“項目式”作為科技競賽在機械設計基礎課程的融入方式。 即在“機械設計基礎”課堂教學開始階段，由學生根據科技競賽的組織形式完成創新項目申報，并作為課程實踐的任務目標。 教師作為學生課程的講授者，按照大綱要求完成教學任務；同時，教師作為學生項目的指導者，引導學生在規定的時間內完成項目任務。 在課程結束階段，采用過程性與總結性并重的考核方式，對學生的學習效果進行全面而客觀的評價。 學生通過作品現場功能展示、PPT 講解和現場答辯相結合的方式充分展示設計成果。 教師團隊從學習態度、技術水平與實際能力、創新性、說明書撰寫質量、圖紙質量、答辯水平等角度對學生分項打分，作為課程實踐的成績。 教師將創新項目的成績作為機械設計基礎課程的平時成績，調整課程期末考試與平時成績的折算比例，得到機械設計基礎理論課程的期末成績。 學生以創新項目為依托繼續參加各級別的科技競賽， 根據競賽成績認定大學生創新創業學分。 科技競賽通過上述方式融入機械設計基礎的教學環節，有效地解決了理論課程枯燥乏味、課后作業抄襲嚴重、課程實踐作品千篇一律、被動型學生創新創業學分不滿等問題。

4 結語

在“以賽促學、以賽促教”教學理念的指導下，將科技競賽融入機械設計基礎的理論課程和實踐環節是最合適的選擇之一。 教學實踐表明，“以賽促學、以賽促教”的教學模式使得學生學習的主觀能動性充分地被調動起來，創新設計活動常態化，綜合素質得到了有效提高； 使得教師的技能專長得到充分發揮，知識技能得到更新，教學與科研共同發展；使得學院的特色學科建設得到進一步推動，精品課程和專業認證等工作得到了有力支撐。

“以賽促學、以賽促教”的教學模式對教與學的促進效果令人驚喜，值得廣大教育從業者長期探索和踐行。