基于船舶與海洋工程專業特點的機械設計課程教學優化探究

屈舒蕾，張大朋，嚴謹

(廣東海洋大學船舶與海運學院，廣東湛江 524088)

隨著教育部“卓越工程師教育培養計劃”的出臺，工科專業對學生的工程能力和創新能力有了更高的要求。現如今，海洋科學技術已在高速發展，海洋調查船、水下工程技術與設備、潛水器等技術不斷涌現。這些技術的發展離不開機械設計這門課程，因此，各大高校應該重視這門課程及優化教學方法。對船舶與海洋工程專業來說，最基礎的便是掌握船舶與海洋結構物設計的理論及方法，這便需要基礎課程機械設計與其他學科相結合，讓學生了解機械設計隨時代發展的脈絡。目前，學生對其相關專業特點尚不了解，課程學習受到了一定的限制，課程內容方面有所欠缺，課程的實踐教學方面也不夠完善[1]。針對這些問題，我們有必要基于船舶與海洋工程專業特點來對機械設計課程進行教學的改革優化探究。

一、機械設計課程的主要目標及對船舶與海洋工程專業的重要性

（一）機械設計課程的主要目標

機械設計課程是工科專業學生必修的一門基礎課程，其教學要領在于基礎機械的設計與實踐。這門課程的主要目標是讓學生了解與機械相關的機械設備和機械零件，并能掌握零件組成機械的過程。富有想象力、創造力，對機械設計的課程設計尤為重要。

（二）機械設計課程對船舶與海洋工程專業的重要性

隨著我國的海洋經濟水平不斷提高和海洋科學技術的不斷完善，行業對機械設計水平要求逐步提高。機械設計是海洋科學技術的基礎，只有對機械設備、機械零件了如指掌，對機械安裝過程理解通透，我們才能更好地完成一項機械設計，才能使海洋科學技術更好地提升。作為船舶與海洋工程專業的學生，我們的目標便是讓海洋科學技術日益完善。基于此，高校就必須將船舶與海洋知識充分融入機械設計的教學中，立足專業背景，讓專業學生了解機械設計的重要性，注重培養學生專業思維與實踐能力，全面推進機械設計課程教學優化。

二、當前機械設計課程的教學實際及問題分析

（一）當前機械設計課程的教學實際

1.機械設計課程教學內容陳舊枯燥

機械設計這門課程的教材分十八章敘述，教材內容復雜。對絕大多數缺乏工程知識的學生來說，他們會備感雜、亂、散，甚至是枯燥無味，面對一系列設計性工程內容課程，無法用心投入。現階段國內的大部分高校在進行機械設計類課程的主題選擇時一般是根據教材指南選定材料、參數計算、結構設計，最后創建工具的零件圖、裝配圖、設計指南。這樣的課程主題很好地表現出了機械設計理論知識的核心，但卻不利于學生的理解[2]。機械設計內容的陳舊性、廣泛性，使學生對機械設計這門課逐漸失去新鮮感，加上課程內容與授課方式之間的矛盾，限制了對學生思維與實踐設計能力的培養。

2.機械設計課程教學不合理

機械設計基礎課程教學時間有八周，一周兩節大課。老師教學的主要內容是PPT以及課本，主要涉及機械設計理論知識核心內容及設計過程指導。機械設計課程涉及大量的復雜結構的動態變化過程以及實際結構的靜態分析，然而大多數學生缺乏實踐知識和空間想象能力，容易在學習中出現情緒波動，甚至對學習心生厭惡、備感吃力[3]。課堂上老師教學缺乏教與學的互動，不夠靈活多樣，主要以口頭講授為主，這樣的課堂教學不能夠很好地調動學生學習這門課的積極性，課堂出現的將會是一片鴉雀無聲的景象，課堂犯困、開小差的學生也會越來越多，這便嚴重影響了教學效果。不合理的課堂教學不僅讓學生對課堂教學的內容難以理解消化，而且會使學生失去對機械設計課程學習的興趣。

（二）當前機械設計課程的問題分析

1.機械設計課程實踐教學機制不夠完善

近年來，實踐教學逐漸被重視起來。在一些高校，實踐教學已成為考核學生的一個重要指標。實踐能夠拋開紙上談兵，只有在實踐中完成真正的操作設計，才能夠發現內容設計中可能存在的錯誤，才能夠真正地修改解決問題，同時避免不必要的損失。

2.機械設計課程授課教師缺乏實際工程經驗

理論知識與實踐的結合是尤為重要的。教師將機械設計理論知識教給學生的同時，還應該開設實踐課程，讓學生設計創作，帶著任務及創作精神進行實踐設計。然而，本校不重視機械設計課程實踐的教學，教師也普遍缺乏實際的工程實踐經驗，導致難以保障實踐教學效果。

三、基于船舶與海洋工程專業特點的機械設計教學體系的構建與方案實施

（一）基于船舶與海洋工程專業特點的機械設計教學體系的構建

1.合理創新完善機械設計課程教學內容，突出船舶與海洋特點

船舶與海洋工程專業機械設計課程內容主要包括變速箱總體設計、機械主要部件設計、裝配圖及零件設計、設計說明的編制。目前機械設計的教材中，教學內容多而課時相對較少，教師應當對教材內容做適當的刪減修改，除去內容上過時的思想，保留先進性，例如，一些偏難偏深又不實用的內容便可刪除，重點注重完善基礎理論知識，盡量做到內容“少而精”[4]。這樣的內容一環扣一環地將機械設計的理論知識核心展示了出來，能夠讓學生在學習中由淺到深一步步地理解并掌握基礎理論知識。除了完善教學內容，教師還需要合理創新，可以新增有關船舶與海洋的一些科學技術，例如可以增加船舶動力機械裝置的設計及組成。這樣既涵蓋了機械設計基本的理論知識，又有利于培養實際能力，還增加了船舶與海洋專業的特點，既將專業知識進行了擴展，又能保證教材內容上的多樣性。

2.機械設計課程教學方法的改革

對于教學方法，要將以老師為中心的傳統教學模式改成以學生為中心，要堅持以啟發式教學模式為主，打造靈活多樣、生動形象的課堂氛圍，注重引導學生主動學習、獨立思考，積極投入課堂實踐，還要加強參與式教學模式的應用，引導鼓勵學生走上講臺，實現多方面綜合培養[5-6]。教師要杜絕獨立地講解各章內容，而是要通過整理歸納，發現章節與章節之間的聯系，有效地組合成一個整體，這樣才能通俗易懂，便于學生們更好地理解消化。為了更好地培養船舶與海洋工程專業學生解決實際專業問題的能力，教師就應該在專業課程教學中將教學與專業知識相結合。在機械設計的課程教學中，教師可以將齒輪知識的教學和海洋科學技術機械的零件教學相結合，在對齒輪數據進行計算分析時結合船體結構中的齒輪結構特點進行講解，這樣能使學生簡化對實際工程中零件結構的形式的認識過程，使其既能更好地掌握機械設計的理論知識，又能將船舶與海洋工程的實際結構融入課程教學，體現了教學不只是授予學生知識，更重要的是教會學生方法，也能夠突出機械設計知識的應用性。在教學手段上，教師要注重改變傳統的以口頭講述為主的教學，將計算機技術與課本知識結合在一起，采用現代化的多媒體教學手段，既能增加教學內容，又能激發學生們學習的興趣。引導學生們帶著積極靈活的思維頭腦深入課堂學習，可以整體提高機械設計課程的教學質量與效益。

（二）基于船舶與海洋工程專業特點的機械設計教學方案的實施

1.提升教師隊伍工程實踐水平，校企聯合加強師資隊伍建設

對于機械設計課程的優化不僅需要對教學內容和教學方法做出改革，還需要加強機械設計課程師資隊伍的建設[7-8]。第一，完善優惠政策，加大高校引進高層次教師人才力度。對于機械設計教師，高校應該選取熟悉工程技術，擁有雄厚的工程學背景的專業教師。第二，提升教師自身素質。高校通過安排教師參加國家級培訓，加大教師培訓的資金投入，提高教師個人素質、知識儲備、道德水準；積極鼓勵教師對機械企業的研究，提高教師的工程實踐技能，注重加強“雙師型”師資隊伍培養，努力建設一支知識水平高、道德才能好、專業素質優良、數量足夠的師資隊伍。

2.完善機械設計課程實踐教學機制

高校要充分認識機械設計課程實踐教學的重要性，同時注重機械設計理論知識與實踐的結合，培養學生工程設計能力與創新思維[9]。第一，加強高校實驗室的建設。實驗室是進行課程實踐教學的重要基地。高校不僅要增加放置機械設計實驗基礎儀器，而且應該將重心放在一些設計技術含量高、有特色、新穎的深度實踐上。第二，有層次地進行機械設計課程實踐教學。實踐教學是一個由易到難、循序漸進的教學過程。第一個層次是實踐基礎的理論知識，需要將機械設計核心理論知識掌握。第二個層次是基礎的實驗，包括實驗設計的主要內容、實驗過程等，同時將實驗內容與理論知識相結合。第三個層次是深度實驗，該實驗主要是一些大型綜合設計實驗，提高專業學生的設計性、綜合性技術。

3.完善學生機械設計教學考核機制

為了保證機械設計教學的實效性，高校需要完善教學考核機制，對于學生期末考試的成績評估，不能簡單地進行期末試卷考試評估，而是應該豐富評估的內容，從多個層面來考核學生對這門課程的學習掌握能力[10]。教師可以在一學期的教學中分段考核，例如，學習齒輪傳動、軸承這些重點章節，教師可以以小組分組的形式對小組進行作業的考核，在其他學習平臺上可以布置一些簡單的學習任務，一是通過學生們的完成情況考察他們的學習態度，二是提高學生們對機械設計的學習能力。綜合全面的機械設計教學考核，能夠提高學生們在考核前期對機械設計課程學習的動力。

4.積極開展機械設計類活動比賽

高校應廣泛開展第二課堂活動，積極鼓勵學生參與學校舉辦的機械設計類活動比賽，豐富課程的學習方式，培養學生機械設計的思維與創新設計能力，同時為全國性大賽打好基礎，例如，全國機械創新設計大賽、機械工業設計賽等，還能培養學生學習的主動性與積極性，進一步開闊思路、拓寬視野。

四、結束語

隨著海洋科技進步和船舶與海洋工程專業的不斷發展，本專業的機械設計課程需要跟緊時代步伐，將要求逐步提高。為了能夠培養與未來行業發展要求相適應的專業技能強、綜合素質高的機械制造行業人才，機械設計課程的教學優化工作必須不斷推進，通過合理創新改革課程教學內容及教學方法，突出船舶與海洋特點，將合理創新完善機械設計課程教學內容、改革機械設計教學方法、加強機械設計課程師資隊伍建設、強化機械設計實踐教學、加大院校學科交流等結合起來，使教學質量得到進一步的提高。