应用技术型大学《机械设计基础》课程改革浅谈

张尧成　杨莉　戴军

【摘要】应用技术型大学是以“学生为中心、职业为导向、能力为本位”作为基本教学思路，着重培养学生对课程内容相关技能的掌握和应用。《机械设计基础》是机械类或近机类专业培养学生机械设计能力的一门主干课程，但课程内容相对比较成熟、经验性内容较多、课程内容相对比较枯燥。针对于此，从教学内容、教学方法和手段、考核方法等方面进行了相应的改革尝试，以期为《机械设计基础》课程改革提供参考依据。

【关键词】《机械设计基础》 应用 教学

【基金项目】常熟理工学院科研成果培育项目（JXK2014003）。

【中圖分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0226-02

一、课程特点

课程建设与改革是提高教学品质的核心，也是教学改革的重点和难点。对应用技术型大学，应采用“双能协同，知行合一”的应用型人才培养模式，落实“注重学理、亲近业界”人才培养理念，以适应时代发展，全面提高人才培养质量，必须加强课程建设与改革。

《机械设计基础》是面向机械类和近机械类专业的一门重要专业基础课程，课程具有较强的应用型设计内容，且课程是集理论力学、材料力学、机械原理、工程材料、热处理工艺、机械零件毛坯成形和切削加工技术等内容为一体的综合性课程[1]。课程知识点多且散、理论性强、各个章节之间跨度大，需较丰富的实践体验经验才能使将所学知识串联起来[2]。

课程对学生机械专业课的学习打基础，起着承上启下的作用；同时该课程的综合性和实践性都很强，课程许多内容可直接用于生产实践的设计与应用。故此课程的学习可培养学生具有一定的机械基础知识和初步的机械设计能力，同时理解从工程实践中得来的知识经验，还要具备将所学应用到行业工程实践中的实际工作能力，培养学生的发散性思维和创新能力，为今后从事机械技术工作打下基础。若有学生前期知识基础不牢或自学能力不够，会使学生普遍感觉这门课程难学而导致学习积极性不高。鉴于以上情况，认为根据应用技术型大学以“学生为中心、职业为导向、能力为本位”为基本教学思路的特点，对《机械设计基础》教学内容进行优化、对教学方法与考核方式进行改善十分重要。

二、教学内容特点

《机械设计基础》的教学内容主要包括三大部分：机械设计的基础知识，如平面机构的运动简图和自由度；常见机构的结构及设计，如凸轮机构、齿轮传动和蜗轮传动、联接与螺纹传动、带传动和链传动；机构的装配与设计，如轮系和减速器；轴和轴承等。

在课程初期或教学进入到某一个大部分时，可向学生介绍将要学习内容的总体框架，使学生可以初步从机械系统的总体去认识机构。使学生对各机构间的关系有初步了解后，可进入具体教学内容的学习，在学习过程中让学生具体了解各种机构的构成、工作原理、特点和功能，可使学生不再孤立地了解和设计某一种机构，而是以机械系统为主线，依次掌握各种机构分析、设计的基本理论和方法，理清各种机构间的关系及异同点。

教学内容要以技能和应用作为准绳，故本课程的主要教学方向是以项目为导向、以工程问题为驱动[3]。教学内容的重点应突出技能的掌握和工程实际的应用，故在教学过程中先以实际工程例子作为引导引入新的课程内容，可提高学生主动思考、主动学习、激发学生探索创新的思维。在教学过程中，教师应举一反三，将教学内容进行引申到工程问题，使学生保持学生学习热情的同学，也加深或拓展学生的视野。在某一部分教学内容结束后，教师可结合教学内容和行业实际情况提出一个或多个项目任务，教师进行问题的引导与学生一起讨论，最后指导学生完成项目的设计方案并实施方案。课程中齿轮设计、传动设计、轴设计、轴承及联轴器等零件的设计都可作为项目计划内容。学生完成项目计划后可体验到产品设计的真实过程，可增强学生的学习兴趣和自信感。

课程设计是本课程的重要教学内容之一。课程设计题目应该尽可能接近实际生产且题目形式应多样化。为了使学生不至于对课程设计有突兀感，可在课程之初将课程设计题目列表发给学生，让学生在课程学习的过程中，根据自己的兴趣及能力选择相应的题目。这种方式可调动学生自主学习，也可使课程设计过程更具开拓性和应用性。

教学内容和课程设计题目，要根据不同专业、不同学习水平进行调整。两方面内容均要体现专业的特点，也要与社会应用和工程创新相结合。只要在教学过程中调动学生的主观能动性，使其主动地开展学习和思考，才能提高教学成效和促进学生的实践能力和综合素质的提高。

三、教学手段

1.利用现代多媒体技术。课程中涉及到许多对初学者较难理解的动态过程，如齿轮的传动过程、齿轮的范成加工过程、带传动的打滑现象等。可采用多媒体教学的方法，将静态的二维图像转变为动态的三维模型，使教学内容变得直观和生动，从而帮助学生快速理解和掌握机构的运行原理及过程，也可弥补部分学生的理解能力不足或教师表达不充分的传统教学不足之处。再者，教材所体现的是课程的经典知识，可利用网络资源，使学生了解教材上没有体现而又能呈现学科发展的前沿知识点或科技信息，可拓宽学生的眼界，并有助于学生对课程内容兴趣的提高。

2.实例教学。应用型技术大学的教学以职业为导向、以能力为本位。可让学生进入机械加工中心，对典型实例机械设备进行拆卸，让学生直观地了解各种机构和零件在机械装备中的工况，甚至可让学生亲自动手运转机械，使学生将理论教学课学习的知识与实际机械的构造进行联系，激发学生的学习兴趣。

3.讨论式教学。针对某一特定问题，如某一机构的设计思路或某一工程问题，由教师进行问题的引入，而教学过程以学生进行分组讨论为主体，各组分别由一人论述本组的解决思路或方案，其他组同学对提出的方案进行评述其优点或缺点以及改进思路。最后由教师进行点评各组方案的可行性及改进思路。讨论式教学是以学生为解决问题或提出设计思路方案的教学主体，教师充当裁判员角色，这可提早历练学生在实际工程中解决问题的发散性思维。

4.案例教学。案例教学与讨论类教学类似，不同点是案例教学以教师为主导。针对某一有典型特点的机械设计实例，由教师进行循序渐进地提出引导性问题，与学生进行讨论，并随时对学生提出的观点进行评述。某一问题讨论结束后，教师即刻提出下一引导问题，直至此机械设計的过程蓝图完全呈现。案例式教学也是历练学生解决实际问题发散性思维，但教学过程要以工程上解决机械设计问题的思路为轴线，以让学生了解实际工程问题的解决思路。

5.对比法教学。本课程中涉及多种齿轮，如直齿轮、斜齿轮和锥齿轮；多种间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿机构等；多种传动形式，如齿轮传动与蜗杆传动、带传动和链传动等。这些机构在结构形式、受力分析和应力分析等方面都具有相似性，可针对此种情况，为学生建立学习对比学习卡片，将类似机构的结构分析、受力分析和应力分析等进行比较，并列出各自的不同点。学生利于此学习卡片，可清晰地对比相似机构的异同点，从而有助学生对知识点的掌握。

四、考核手段

本课程一般采用闭卷考试对学生进行考核，在此考核方式下，学生通常要记忆大量复杂公式而倍感厌烦，故闭卷考试并非最佳的考核方式。在闭卷考试不能完全改革的情况下，可增加其他考核方式的权重，以“应用”作为考核学生的主要依据。

1.口头考核：教师结合教材内容，提炼出多个理论知识点与工程应用细节相结合的问题，针对学生的回答考核学生对理论知识的掌握和对实际问题的解决思路。此考核方式是针对讨论式教学和案例教学的检验。

2.课程设计式考核：教师结合教材内容，提出数个机械设计题目，将学生分为多组，每组学生自主讨论、确定设计思路和方案。学生需提交考核报告，报告内容包括设计内容的讨论整理稿、思路的确定过程、最终的设计方案和组员的分工。根据每组的总评和组员分工的完成情况对每个学生进行考核评估。

此两种考核方式应该先后进行，口头考核考察学生解决实际工程问题的思维水平，即是否掌握了技能；课程设计式考核考察学生解决实际工程问题的能力水平，即是否会应用技能解决实际技术问题。

五、结语

只有对《机械设计基础》课程从教学内容、教学方法和手段、考试方法等方面进行不断尝试改进，才能提高教学质量并使学生掌握课程教学内容，使《机械设计基础》成为一门历练学生创造性思维、掌握与行业实际生产相关的应用性能力的课程。

参考文献：

[1]阚璐.谈《机械设计基础》课改的几点体会[J].考试周刊， 2013， 24： 8-9.

[2]贺路.浅谈《机械设计基础》教学改革[J].新课程研究， 2013，10： 96-98.

[3]赵晓平.《机械设计基础》课程改革探讨[J].装备制造技术， 2013，2：211-212.