提高“机械设计”课程教学质量的探索与实践

赵彦峻,葛文庆,曹立军

摘要：“机械设计”课程是机械类专业一门重要的专业技术基础课程。山东理工大学作为教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的试点院校，该课程以“卓越工程师教育培养计划”培养要求为指导思想。本文分析了影响该课程教学质量的主要问题，并从六个方面对提高“机械设计”课程教学质量进行了探索与实践。

关键词：“机械设计”；教学质量；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）45-0153-02

“机械设计”课程是高等学校工科机械类专业学生的一门重要的专业技术基础课程，是学习专业课程和从事机械产品设计的必备基础，也是培养学生创新能力的核心课程，提高该课程的教学质量是各个高校一直探索和实践的课题。

一、影响“机械设计”课程教学质量的主要问题

“机械设计”课程的教学内容除了使学生掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设计计算方法外，更重要的是对培养学生解决实际问题的正确思路、方法和能力有着重要的作用。但目前仍存在“机械设计”课程教学观念落后，缺乏对知识应用、实践能力及创新能力的培养；教学内容与工程实际脱节；“满堂灌”的单向灌输式教学，使学生学习参与度低；过程性考核方式尚未形成等。

二、提高“机械设计”课程教学质量的改革措施

1.转变课程教学观念，引入创新理念，培养学生工程意识。围绕“学生创新能力培养”这一主线，树立工程教育观念，依据行业、企业人才的需求来培养学生。在教学中让学生明确，不仅仅要学会“机械设计”的课本知识，更重要的是要具有应用所学知识去分析和解决实际工程问题的能力，在学习与应用中善于思考，培养自己的创新能力，设计要具有创新意识。

创新能力、创新设计的课程教学理念贯穿课程教学始终。课程开始即引入创新设计，告之学生设计包括”创新“两字，设计即要进行创新性设计。学习“机械设计”这门课，既要理解和掌握基础知识，又要重视个人创新能力的培养，提高个人的综合素质。引导学生要有信心、毅力，做一个努力学习、具有创新精神的人。在教学的整个过程中，不断纳入创新设计，加强对其创新能力的培养。强调在机械设计过程中，常采用简化复杂问题的方式来进行处理，利用前人经验进行预先假设设计，以及设计数据的选取及设计数据重要性的判断，造成设计数据的近似性，因此，设计结果不存在标准答案，设计结果不存在唯一性，使学生在解决实际问题时，要善于思考，要有工程意识。在教学中，不但要培养学生的创新意识，而且还要培养学生对自己设计作品的社会责任感，从而为祖国由“中国制造”向“中国创造”的过程中，树立做出自己贡献的意识与决心。

2.问题探究式教学，激发学生学习的积极性、互动性。以问题为载体，培养学生思维能力为核心，从问题探究式教学模式中激发学生对问题的求解能力。通过问题探究式方法提高学生的求知欲及课堂中的参与能力，从而也提高课堂中学生的积极性和活跃性。变被动为主动，提高学生分析问题与解决问题的能力。如，在讲“链传动”时，联系学生骑自行车现象提出问题：掉过链子吗？为什么会掉链呢？从哪个链轮掉链等问题。学生从回忆开始，回答，进而分析问题，思考问题，激发学生学习的积极性。经教师引导巧妙地将课程中的问题和学生一起进行了解决，这种学习方式不仅提高了学生的自信心，同时也培养了学生的学习能力。如在讲“轴的结构设计”时，可利用探究式教学方法，引导学生运用发散性思维分析多种零件布置方案，比较各种方案的优劣，从而找到最佳的方案，最重要的是要强调学生的主动参与。在机构运动简图、具有确定运动的条件、自由度计算以及减速器箱体的结构设计的讲授时，可采用情境学习教学方法，将课堂设置在摆好实物的实验室，通过让学生亲自动手装拆不同形式的实物和模型，激发学生的学习热情，增加学生学习的成就感，这样一来学生的学习效果将会起到事半功倍的作用。

3.充分利用信息技术，通过多种教学手段，提高学生对知识的理解与记忆。机械设计教学内容繁杂，联系生产实际的内容较多，理论知识比较枯燥，而且难以理解。为了解决这个难题，教师充分利用信息技术，采用动画、立体的方式进行教学是有效的解决方案。这主要是因为采用生产实际的视频能够解决学生没有见过和接触过实际情况的难题。利用flash软件制作动画来展示机械运动的原理和内容。利用solidworks三维软件制作了形象生动的三维模型，使课程内容立体直观地摆在学生面前，提高了学生对于某些知识点的理解性。到企业拍摄与购买的方式获得了大量的视频，将视频图像应用于教学，使枯燥的内容转变为具体、形象的画面，使得在机械设计课程的教学中枯燥难以理解的理论知识，容易讲，容易听，容易理解，容易记忆了，提高机械设计课程的课堂质量和效率。利用网络教学手段进行课外辅导答疑与讨论，学生可以通过网络课件和网络习题随时在网上论坛切磋，网络教学极大地提高了学生学习的实时性。

4.创新设计大作业，鼓励学生参加各类创新设计比赛，培养学生创新精神。为了培养学生的创新能力、团结协作精神、理论联系实际解决实际问题的能力，在“机械设计”课程的教学中，增加了机械创新设计大作业。通常以宿舍为单位3—5人为一组进行创新设计作业。创新作业通常分为以下六个模块：（1）每组讨论，发现或寻找问题；（2）组内初拟设计题目，课堂5分钟的演讲，相互讨论，最终组内确定题目；（3）创新作业的设计、计算、校核、绘制三维图；（4）阶段设计的演讲以及最终设计成果的演讲；（5）打印设计说明书；（6）鼓励学生参加实践锻炼，参加比赛。创新设计大作业提交时间确定在学期末，占课程成绩的20%，通过机械创新设计大作业，提高学生专业知识的同时，培养和锻炼学生的创新、沟通和团结协作能力。

5.充分利用机械设计课程设计教学环节，培养学生综合设计能力。机械设计课程设计是一次综合实践性教学环节。教学中要着力培养学生独立分析问题和解决问题的能力，引导学生在掌握了基本方法的基础上进行有效的思考，避免被自己固有的思维定式所束缚。通过课程设计使学生得到系统性设计训练，锻炼学生的创新思维和创新能力。此外，教师也可以鼓励学生通过调研相关实际工程需要，自主确定设计题目。在设计过程中鼓励并创造条件让学生拆装相关机械产品，实地进行考察，提高其感性认识。学生通过网络等途径查阅相应资料，培养学生查阅资料的能力，组织学生分组进行相互学习与讨论，提高学生的学习兴趣。通过课程设计，不但提高了学生对知识的综合应用能力与自学能力，而且还提高了学生的创新设计能力。

6.加强过程性考核方式，全力提高学生学习能力，提升学习效果。课程考核是测试学生的知识与能力的基本手段，它具有导向功能、反馈功能、评价功能等多种功能，是教学过程中的重要一环。恰当的考核方式能够引导学生选择正确而科学的学习与学习方法。“机械设计”课程考核过程中增加过程性考核方式，加强学生平时学习成绩，学生期末总评成绩包括课堂成绩、实验成绩、大设计作业成绩以及期末考试成等4大部分组成。教学过程中，注重学生平时的学习，全面关注学生平时学习，避免“突击式”准备考试现象的发生，保证学生的学习效果，让教师和学校可以更好地掌握学生的学习情况。通过增加过程性考核方式，增大实践及平时学习部分的内容，注重学生过程性考核，培养学生功夫用在平时，促进了学生学习能力的提高，尤其是提高了学生把理论知识应用于实践的能力，对卓越工程师的培养也起到了良好的激励作用。

机械设计课程是机类大学生一门承上启下的课程，掌握好机械设计课程对于学生巩固以前学过的知识和学好以后的专业课具有重要的作用。以培养学生“创新能力”为主线，教师通过不断提高自身素质，改革教学模式，转变学生的学习方式，不断提高机械设计课程的教学质量，不仅满足了“卓越计划”人才培养方案提出的要求，而且对于培养适应新型工业化要求的卓越工程技术人才也有着十分重要的意义。

参考文献：

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