机械设计基础教学结构改革浅析

李霞　魏敏　马蓉

摘要：机械设计基础是一门理论性、实践性和应用性较强且较为抽象的课程。针对目前该课程教学改革中存在的问题，本文从实验教学和课堂教学的角度进行实践和探索。通过应用网络技术、开发创新性实验等改革，大大地提高了学生的学习兴趣，提升了学生的自主学习能力，使学生的观察能力、综合设计与创新能力、实践动手能力及分析和解决问题的能力得到明显改进和提高，从而使学生的学习由被动变主动，加深对机械设计基础课程的认识和了解，进而达到提高教学效果的目的。

关键词：机械设计；教学结构；教学改革

多年来，我校机械设计教学改革取得了不小的成绩，做了很多工作，但是普遍反映整个教改并没有大的突破，原因在哪儿呢？主要问题在于，这些教改只注重了教学内容、教学手段和教学方法的改革，而忽视教学结构的改革。比如说最近几年编了很多新的教材，这是教学内容的改革；各个学校增添了很多机械创新设备，比如机构创新试验台、机械设计陈列柜还有其他的教学设施，这是教学手段的改革。这些改革确实是很需要的，因为对推动整个教学改革有一定意义。但是，在投入大量人力、物力进行这类改革的同时，却忽视了一个更为根本性的改革，这就是教学结构的改革。

一、 机械设计基础的教学中存在的问题

尽管高校的机械设计基础教学改革已进行了多年，但从总体上看，目前的教学过程并没有真正摆脱传统教育模式的影响。按照素质教育的思想，教育的目的是全面提高人的素质，要通过学校的各种教育，把对学生而言是外在的知识和感受内化为学生个人内在的、稳定的个性心理品质，从而为学生一生的发展提供良好的基础。在机械设计基础的教学过程中，传授必要的知识是重要的，但更重要的是使学生养成正确的学习方法和很强的自学能力，培养学生的科学精神和健全人格。而目前无论是培养模式还是教学过程、课堂教学还是实践教学，都还没有真正体现这一精神。因此，对在传统教育模式下形成的教学过程来一番彻底的改造，真正做到素质教育与大学教学过程的融合是推进高校教学改革的关键。

多年实践表明，机械设计基础教学改革不是一件容易的事。首先是观念上真正、彻底的转变不容易，要在行动上实施更不容易了同时，我们的教师本身就是由传统教育模式培养出来的，多年教学工作养成的教学方式与方法要改也难，加上还有环境、条件、氛围、政策等诸多因素的影响与制约。这也就是教学改革搞了多年而成效并不理想的主要原因。小范围、局部的改革和试点经过艰苦努力能见成效，要大面积推广实施，坚持下去，在全局上形成气候就比较艰难了。

在以前的教学中只重视理论知识的传授，忽视创新能力和实践能力培养的现象。学生的学习成绩主要反映理论学习的优劣，因而，在工科毕业生中出现了“高分低能”的现象。一方面教师创新精神欠缺、专职实验教师队伍结构欠合理。随着教学工作量的增加教师没有大量精力去探索创新人才培养的模式和方法。教师创新意识不足，很难产生具有创造性的教学成果和科研成果。而专职实验教师是实践教学的主力军。目前学校对教师队伍的学历结构、知识结构和职称结构强调较多，而对其实验能力要求不高。另一方面，由于扩招而导致学生的整体素质的下降，学习的主动性、积极性不高，加上对对固有教学模式的厌倦。

二、 机械设计基础实践教学结构的改革

随着实践教学改革的深入，学科建设的进行和课程体系的调整，我们及时转变教育观念，紧密围绕机械设计人才的培养目标，提出了对学生进行综合创新能力培养的教学目标，并紧密结合学校学科建设，对机械设计基础课程建设采取了综合配套、全面推进的一系列改革的探索和尝试。在现代教育思想、教育理论、学习理论、教学设计理论等方面的指导下，机械设计基础课程的教学改革将在实践-总结-再实践的研究与探索中不断完善，将会更加符合教学规律，取得更好的教学效果。

大学生实践能力的培养日益受到人们的重视，因为实践是创新的基础。应该彻底改变传统教育模式下实践教学处于从属地位的状况。构建科学合理培养方案的一个重要任务是必须为学生构筑一个合理的实践能力体系，并从整体上策划每个实践教学环节。这种实践教学体系是与理论教学平行而又相互协调、相辅相成的。应尽可能为学生提供综合性、设计性、创造性比较强的实践环境。机械设计基础是一种实践性较强的课程，它必须有赖于大量独立的成功的机械创新设计实例，通过实验学生可以初步提炼总结出机械创新设计的原由，个别实例研究到归纳总结出一般性原则、方法的过程，也就是机械创新设计的一种基本研究方法。创新设计能大大地激发学生的学习兴趣，锻炼了他们的动手能力，培养了基本的机械素养，能够综合应用所学到的知识来解决实际问题，提高了创新能力，为培养一位优秀的工程师打下了基础。

全面改革机械设计课程设计实践教学环节，以课题小组的形式进行完整的机械系统设计系统方案设计，引入现代设计手段，进行分析和表达，极大的提高了学生的兴趣和积极性。突出创新意识的培养。机械设计本身就是一种创新性的工作，我们的目标是使学生在校期间就应具备初步的创新设计能力及动手能力，为此我们在课堂上注重启发学生的创新思维，课下积极指导学生参加多项机械设计创新大赛。提高了学生的积极性，也激发了学生的创新能力。

三、机械设计基础课题教学结构改革

在教学方法上减少课堂讲授时数，营造课外创新环境，在各个环节中贯彻学生自学、教师导学的思想，培养学生“存疑、求异”的思维方式。从创造学和设计方法学的基本理论出发，通过对创新、创新思维、创造原理和创造技法的介绍，针对开发型、变异型、反求型等创新设计类型，围绕机械设计中的原理方案设计、机构设计和结构设计，通过对大量的创新案例进行归纳、分析，以及对案例深入浅出的讲解与“点评”，力图使学生理解为什么要对机械设计进行创新、什么是机械创新设计和怎样进行机械创新设计。

近年来，机械设计课程教学的改革探索中发现，改变传统填鸭式教学模型，将被动听变为学生的主动学，能提高学生的学习兴趣和欲望，由“教师指定题目、学生完成题目”的方式转变为“教师和学生共同完成一个设定项目”的方式，充分培养学生应用书本知识分析和解决实际工程问题的能力，提高综合素质。机械设计课具有较强的实践性，为了丰富教学内容，拓宽学生的知识面，培养学生的综合能力，我们在教学资源建设中，重点建设了“图片库”“ 动画”和“录像库”等。其中图片库共了高质量的数码照片约1 300张，录像库中共了录像短片五十多个。这些教学资源为教师的授课、学生的学习与研究提供了有力的支撑。

提高教学质量的关键性的因素之一是具有高学术、高教学水平的师资队伍，任课的教师要具有丰富的教学经验、深受学生欢迎的教师组成。结构合理，他们既能从事教学工作，也能从事科学研究工作，他们不仅在国内外核心期刊上发表了高水平的学术论文，还发表了具有创见性的教学论文。调动学生的主观能动性，教与学融为一体，使学生成为课堂的主体。经过多年的探索和积累，从2006年开始充分利用大学提供的网络平台，全面实行课程的网络教学，覆盖了课程的辅助教学、作业布置、提交、批改、答疑讨论、信息发布和网上测试等环节（点击率列学校网络课程第一）。

教育理念和教学水平有显著提高，随着现代教育技术和信息化的发展，本课程开发和研制了适应本课程的教学内容的多媒体课件，应用于教学中，大大调动了学生的学习积极性，也提高了老师的综合素质。近几年来，多媒体课件分别获得石河子大学第二届、第三届课件大赛三等奖2 项，全国第五届多媒体课件大赛中获高教组三等奖2项，优秀奖1项，全国第八届多媒体课件大赛获高教组二等奖1项。课程的教师注重培养学生的创新设计能力和实验动手能力，五年内先后成立了3批共32人的机械创新设计课外活动小组，将书本所学知识引入到学生的实践活动中。指导学生科技作品。

“整合教学”将“讲授”和“探究”有机结合，在讲授中渗透探究，在探究中注重讲授。这种教学旨在实现“双主”的作用.即使教师做为教学的引导者和参与者.通过对问题的引导与点拨、对思想与方法等要点的提示分析，以及在学生探索基础上的一般规律的总结性讲授，引导和调控学生的思维过程，激发学生自主探索解决问题的积极性和创造性，使学生在获取基础知识的同时，进行有效的思维训练，并获得思维能力和创新精神的培养。例如在讲授轴的设计时，先由学生在满足基本要求的前提下自主任意设计轴的结构，然后组织学生讨论，发表自己的意见，在教师的引导下，最终得出正确、合理的结构。这样使学生真正参与到教学中来。在课程设计中也采用了这种教学方法。教师们在授课中注重与学生交流，经常提出一些问题，引导学生的思路，使台上、台下融为一体，课堂气氛活跃。

四、 总结和建议

通过对近几年教学和学生学习状况的调查，我们认识到了教学改革的重要性，教育若不认真改革，培养出来的学生将普遍缺乏创新思维、创新能力，难以承担振兴中华民族的重任，不能很好地适应21世纪的需要。面对世界科技飞速发展的挑战，我们必须把增强民族的创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识，教育在培育创新精神和培养创造型人才方面肩负着特殊的使命。

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编辑∕岳 凤