基于项目教学和CAI的《机械设计基础》课程改革探究

张清华

（北京师范大学珠海分校 广东珠海 519087）

基于项目教学和CAI的《机械设计基础》课程改革探究

张清华

（北京师范大学珠海分校 广东珠海 519087）

《机械设计基础》是一门理论性、实践性和综合性较强的技术基础课程。本文从教学组织形式、教学内容、教学方法以及教学评价与考核方式等方面进行了改革的探索与实践，以期学生更好地掌握这门课程。

项目教学 CAI机械设计基础

1.引言

《机械设计基础》是工科偏机械类专业一门重要的技术基础课程，具有较强的理论性、实践性和综合性。讲授对象是从未有过工程实践的大学生，这是本课程的难点。传统的教学过程是一种“填鸭式”的教学，一切都是由教师决定，学生只是被动的参与；同时许多学校机械设计基础课程的教学多采用直观式教学方式，即教师借助挂图、简易实物模型等来说明机械的工作原理、结构、设计理论和计算方法，教学模式比较单一，对一些复杂、模糊、抽象的机械运动和工作原理很难阐述清楚。传统教学模式达不到理想的教学效果。本文将从项目教学和多媒体CAI（计算机辅助教学）两方面来阐述《机械设计基础》的课程改革。让学生在实践中学习理论知识，同时用理论来指导工程实践，提升课程教学质量。

2.改革内容

2.1 改革教学组织形式

理论教学与实践教学相结合。首先，课题组老师基于社会发展需求和课程任务要求设计一批课程项目。学生化整为零，分成若干小组，在授课之前把课程项目分配到各个小组。学生在接受理论课的同时也着手研究本组的课程项目，每个小组都选派一名导师负责指导（授课或者相关专业教师）。课程负责人定期检查项目完成情况。在课程结束时，学生小组也要相应地完成各自的课程项目。

教师主导、学生主体、加强交流探讨、突出能力培养。改变传统的教师和学生在教学中的作用和地位，教师将从知识的灌输者角色转化为教学计划的设计者，教学过程的主导者，教学活动的组织者。学生要充分发挥“主体”作用。改变被动听课的状态。当老师讲授与课程项目相关的章节时，学生就会开始思索与自己课题项目相应的方案设计、结构设计等问题，与老师和学生进行交流探讨，由于课程设计与专业结合，与理论课同步，学生学习兴趣浓，学习效果自然会好。

在课程结束前，利用一些课时来分析和评估学生的作品，把学生的一些优秀作品作为案例在课堂上进行分析讲解，使学生更好的掌握所学知识。同时激励学生的学习积极性，增强主动求知的欲望。

2.2 改革教学内容

对机械设计基础课程的教学内容进行有机的重组和优化。增加以电、液压为动力源的机构组合，结合实际的典型机械或机器，如开式传动链、机械手、打印机等，分析各类机构巧妙组合给机器带来的优良特性以及这些组合的衍生变异，使学生对现代机器有一较全面的认识。

增加计算机辅助设计的应用。尽管图解法曾在工程实际中起过举足轻重的作用，但是，随着对机构分析及设计精度和效率要求的提高，以及计算手段和方法的飞速发展，在机构分析和设计中采用解析法已显示得必要而且可能，解析法便于与现代先进的设计手段结合起来而获得最佳的设计方案，能更准确、更全面地反映工程实际、解决许多图解法难以解决的问题。但是，图解法形象直观，有利于学生的理解，对某些简单问题比解析法更加方便有效。

对课程项目进行精心设计，要与时俱进，课程项目选题应符合时代发展需求，更要与社会需求紧密联系。增加项目教学，理论联系实际，把学科发展动态融入到教学中去，让学生了解学科发展现状以及最新的热门课题。

2.3 改革教学方法

采用多种教学手段，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。例如，对某一机构或传动，先讲清原理，然后利用计算机辅助教学软件制作演示动画，播放几则这一机构或传动装置在各种实际机器上应用的视频，这样做非常形象，学生容易接受和理解，同时也能引起他们的兴趣，激发他们学习的积极性。

充分利用计算机辅助教学软件。如Flash软件可以对机构的运动分析、力分析进行动画演示，用MATLAB求解机构运动学、动力学方程以及设计参数的求解等。

改变传统的教学模式，以学生为主体，采用任务驱动，教、学、做一体化的教学模式。教师课堂上讲解原理、计算方法等。为了完成课程项目，学生必须在掌握本课程的基本知识的前提下，还需要学习一些课外的知识，如3D建模软件、绘制产品工程图等。最后对所设计的机械或机构进行组装加工。完整的课程学习体现了理论与实践的完美结合。

2.4 改革教学评价与考核方式

教学评价是指挥棒，它直接体现评价者的价值观念。谁来评，如何评，评价的方法都需要改革。由于教学内容、教学方法、教学的组织形式都发生了变化，因此教学质量的评价和考核方式都应作相应的改革。改变以往片面的、由学生来评价老师的传统做法，应组织相关专家、教师、学生、用人单位共同评价。改革学生的单一考核方式，完善考核体系。从考试成绩、课程项目、课堂表现等方面进行综合评价。

结语

通过对《机械设计基础》课程综合改革的探索和实践，提高了学生的学习积极性，营造了学生重实践、勤思考、勇创新的良好学风，提高了教学效果。同时，也提高了教师的综合素质，使教师在教学组织形式、教学内容、教学方法、考核与评价方式等方面有了进一步的改革与创新。目前，已逐渐形成师生互动性强、学生学习积极性高、教师教学勇于改革、教学质量高的良好局面，为培养现代应用型人才打下了良好的基础。

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