机械设计基础课程教学改革的探讨

石 玉 陈立新

（华北电力大学，河北 保定 071003）

“机械设计基础”课程是机械类及近机类各专业中一门重要的专业基础课，一方面对学生认识使用和设计机械装置起着举足轻重的作用，另一方面对学生学习专业课程起着承上启下的桥梁作用。该课程具有基础性、设计实践性和综合性等特点，是培养学生运用所学知识解决工程实际问题以及创造性思维和创新设计能力的重要课程。作为一门具有较长历史的技术基础课，在课程设置、教学内容等方面都形成了自身较完整的体制。但是，随着社会的进步和经济的发展，旧的教学体制和内容难免与新时代对人才的要求相矛盾；传统的教学方法也有需要更新的地方，所以教学改革势在必行。成人教育以技术应用型人才为培养目标，所以更应注重本课程的设计性、实用性，即学生实际机械设计能力的培养。为此，必须以全面机械设计素质培养为中心、实际机械设计能力培养为主线，结合成人教育的特点，对传统的《机械设计基础》教学内容体系和教学方法手段进行改革。

一、根据课程特点，强调学生设计能力培养的重要性

《机械设计基础》课程是培养学生的机械设计能力的工科专业基础课，通常采用课堂教学、实验和课程设计等多种方式实施教学。成人教育应把以课堂教学为主的理论教育和直接获取实际经验知识的实验有机地结合。由于其本身是一门与实践结合非常紧密的课程，所以教学上也要求采用理论教学和工程实践相结合的授课方式，尽可能地让学生通过本门课程的学习，掌握较多的有关机械设计实践方面的知识。而实践环节的教学目标是使学生认知机械设备与机械装置，掌握绘制实际机构运动简图的技能；掌握对简单机械参数测试的手段；加深对常用机械基本理论的理解和验证；培养学生的机构设计能力和测试技能，以提高学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力；获得基本的工程训练和对实验结果进行分析的能力。

二、教学内容以“实用性”为原则，突出课程的工程背景

在《机械设计基础》课程的教学内容上要突出成人教育的特点及专业的特性。成人教育培养目标强调的是人才的应用性和复合性，其毕业生所从事的岗位大部分是一线的工作。鉴于此特殊性，应从以下几个方面入手对教学内容进行改革。

首先是在课堂讲授中要淡化繁琐的、过深的、不必要的理论推导和证明。学生的工作性质决定了他们没有必要对计算公式、定理等内容的推导像高等学历教育培养研究型人才那样搞得清清楚楚，而应把重点放在如何应用上。本课程应运用基础理论知识、实际经验来分析工程中出现的现象，以及如何运用这些公式、定理、方法等来解决非常基础的实际设计问题。因此，在教学内容整合上要突出分析问题和解决问题的思路和方法，注重如何运用这些公式、定理、方法等来解决基本实际设计以及零部件运用、分析的实际问题。这样更符合培养目标的要求，也势必会取得更好的教学效果。

其次是要结合不同专业的各自特点对教学内容进行适当的调整。由于各专业的培养目标不同，所安排的课程和教学要求也不同，因此《机械设计基础》课程应根据本专业的学习要求，以及工作岗位的要求选取适合的教学内容，选择紧密结合本专业的具有创造性的课程设计题目，使学生能把有限的时间和精力花在学习有用的知识上，避免所有的专业学习内容千篇一律的现象，造成教学资源、精力等各方面的浪费。

再有就是考虑到成人教育中学时长度安排的特点，教学中应讲求“短、平、快”，具有速效性。要对课程内容进行优化整合，对教学内容要精选少讲，要以机械传动、机械零件的设计为主线，要把精力集中于研究掌握机构、零部件的结构、选材、标准与规范、工作情况分析、受力分析、应力状态分析、失效形式及其原因分析、设计计算准则、参数选择、设计方法步骤以及问题处理上，讲授相关的基本知识和基本理论及设计方法，注重结合工程实际中的实例，对设计中应注意的问题加以强调和说明。考虑到大部分学生均来自生产第一线，还可以引导学生结合他们在工作中遇到的实际问题，利用课堂所学的知识和理论进行课堂的讨论，给学生留出独立分析问题、思考问题的时间，而在整个过程中教师只起到引导的作用。这样，不仅会加深学生对课堂知识的理解和掌握，而且有助于提高学生利用所学知识解决工程实际问题的能力。

三、结合工程特色进行教学方法和手段的改进

由于《机械设计基础》本身是一门与实践结合非常紧密的课程，在教学方法上也要求采用理论教学和工程实践相结合的授课方式，而教学作为师生的一种互动过程，应实施交互学习。教师必须首先吃透教材内容，抓住每一章节的难点和重点，按照由浅入深，由表及里，深入浅出，理论联系实际等原则引导学生思维。教师应采用“设疑”、“置疑”的“问题式教学”方法，这样可以通过注意力，调动学生的积极性，而且通过学生自己提出问题、解决问题来提高他们分析问题和解决问题的能力，所以，应寻找最适合学生的方式，更好地发掘学生潜力，培养学生系统探索、独立思维、发展创新能力。随着计算机技术的发展，传统教学中的教材、教学参考书、黑板、粉笔等载体和手段，可以被计算机及网络所提供的集成化教学环境，如多媒体学习系统、演示环境、师生交互环境所取代。教师可以利用多媒体充分表达教学意图，例如，在介绍轴的结构设计时，动画可以很容易地把轴上零件的轴向和周向固定方法、轴上零件的安装拆卸等表达的非常清楚。

在国外，运用网络的远程教育越来越多地被应用于成人教育。学生可以不受时间、地点和学时的限制，根据自己的情况方便地进行自主学习。远程教育是通过网络信息化的平台，让广大学生能在网络技术的环境下，接受优质教育。要加快推进信息技术教育，首先要实现观念的转变，要把信息技术从学习对象转变为学习工具，要把信息化作为提高教育质量的一个重要载体，真正把信息技术运用到学习之中。此外，要把信息技术从辅助教学的手段转变为学习的方式，发挥信息技术在学生自主学习、交流合作等方面的优势，构建在网络环境下学生自主学习的方式。为了发展远程教育，提高学生的学习兴趣和培养学生的综合素质，我们在资源库还提供了网上讨论角，教师和学生都可以提出讨论的主题。教师在讨论过程中起主导作用，对学生的问题进行及时的解答，并进行修改删除等操作，当认为讨论的目的达到后，再更换新的讨论题。这样不仅扩大了学生的知识面，丰富了教学内容，而且使教师授课的发挥空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的三维空间，使教学内容更加丰富、直观、规范；大大激发了学生自主学习的积极性，真正实现了以教师为主导、学生为主体的新的教学模式。

另外，为了更有利于培养学生的工程技能，可以进行现场教学。在以往的教学中，《机械设计基础》课程通常以课堂教学的形式来实现，教学普遍偏重于基本理论分析，从书本到黑板，全是纸上谈兵。内容繁琐、枯燥，学生不感兴趣，难以集中注意力听讲、思考，难以调动学生自主学习的积极性。现场实验教学是把课堂从教室搬到实验室或车间，通过学生完成规定的实验，来观察实物结构并完成实际操作，获得对书本知识的验证和补充，更深刻地理解掌握基本知识与理论，并使学生实际动手和操作能力得到训练。这种围绕实验教学活动而进行的教学结构形式，是有效实现教学目标的创新教学法之一。例如，把轴系结构分析作为教学内容，学生可以通过拆卸、分析、测绘等手段进行相互之间的探讨，再加上教师的当面指导，最终能使学生直观掌握轴、齿轮、键等相关理论知识和实际知识，以及密封、润滑等基本知识，达到理论与实践的结合。总之本方法在获得专业知识的同时也培养了学生实际操作、观察分析等能力以及合作精神，有利于培养学生的综合素质。

以自学为主是成人教育的又一特点。结合这一特点，教学中要加强对学生自学的引导，特别是课前的自学和课后的复习。课前的自学是根据教师编写的自学进度表有计划地学习。由于学生一般都是生产第一线的主力，工作任务比较繁重，学习时间相对较少，教师可以根据每一章的重点所在，提出思考题，使学生能够有针对性地学习，不仅节省了时间，而且提高了预习的效果。课后及时复习课堂所学知识，并通过练习加以巩固是非常必要的。教师要对课外习题的布置加以精选，例题和习题不在于多，而在于精，还要具有启发性，达到举一反三的目的。学生通过练习进一步加深对所学知识的理解和掌握，而且可以引导学生开动脑筋积极思考。

四、结论

在教学改革的大潮中，传统课程如何改革是一个很重要的问题，不论是教学思想的转变，还是教学内容、教学方法和手段的改革，都将对学生工程设计能力的提高和综合素质的培养起到非常重要的作用。《机械设计基础》课程以实际机械分析能力和设计能力培养为主线，采取从基本知识、基本理论和基本方法的理解掌握入手，结合工程实际，培养设计能力和创造能力的教学方法，使得《机械设计基础》课程从教学内容到教学方法以及学习方法上都更有利于学生掌握知识、启迪创造性思维、形成创新设计能力，不仅有利于后续专业课的学习，更有利于提高学生的实际设计能力。这种教学改革使得本课程的教学内容和教学方法更符合成人教育的教育规律，更符合成人教育人才培养目标的要求。