《机械原理》与《机械设计》的模块化教学研究

李晓贞，王晓军，门艳忠，刘羽

（常州工学院机械与车辆工程学院，江苏常州，213032）

引言

《机械原理》与《机械设计》是机械类专业的专业基础课，是从基础课程到专业课程、从理论到工程实践的两门过渡、衔接课程，是力学、数学、物理学等基础课程在机械工程领域的应用，为机械类本科生树立本学科基本概念，并培养机械专业的基本技能，为后续专业课的学习奠定基础。机械类专业的培养目标，除了使学生掌握专业基础知识外，还要使学生具备工程应用实践能力，具有从事机械、机电产品的设计、制造及系统的技术分析与生产组织管理、设备控制的基本能力。《机械原理》与《机械设计》这两门课程恰好与这两方面的培养目标相一致，《机械原理》着重于机构学的原理，从整体上研究机械的传动原理，如连杆机构、齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、凸轮机构等，同时涉及机构运动力分析、平衡问题等，主要学习几何学和动力学的基础理论知识[1]；而《机械设计》则是讲解机构、零件的设计步骤和各参数设计方法[2]。因此，有必要在《机械原理》与《机械设计》的教学过程中要结合这两门课程的特点，并综合考虑机械类专业的培养目标，开展模块化教学的研究。

1 模块化教学

模块化教学包括“MES”和“CBE”两种具有代表性的流派，我国对于模块化教学的研究与实践基于“项目化”教学，大概从上世纪90年代已经开始进行探索[1]。MES（ Modules of Employable Skills,模块式技能培训）,是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式[3]。CBE（ Competency Based Education，能力本位教育）,主要以加拿大、美国等为代表,它是以执行能力为依据确定模块,以从事某种职业应当具备的认知能力和活动能力为主线，可称之为 “能力模块”。

我国90年代开始的项目化教学研究突破传统的“学科教学”模式，并摆脱传统的“学科本位”思想束缚，在教学过程中由教师为主逐渐转变为以学生为主，提高学生的自主学习能力，增加课堂上师生的互动。虽学生的学习效果有了较大的提高，但也对学校的软硬件提出了更高的要求，反映出存在的一些问题：试验教学设备落后、课堂模式固定；教师对学生和试验设备了解不够全面；“双师型”教师的数量与实际需求缺口太大，教师的工程实践经验缺乏。

要解决上述问题，除了学校加大软、硬件设施的投入外，开展模块化教学研究是一项重要且必要的措施，从机械专业的职业能力要求出发，将这些能力要求进行切割、模块化，并体现在课堂教学中，使《机械原理》与《机械设计》两门课程具有科学化、标准化和基层化特点，才能根本解决传统课堂教育存在的问题。

2 课程的模块化构建

以《机械原理》与《机械设计》两门课程的培养目标为基础，综合考虑课程安排和课程实施，将教学内容按照知识点和能力要求，合理的编排课程模块，由学校组织教授、专家通过集中讨论，对机械专业学生的任职岗位进行职业能力分析，完成职业能力的归纳总结，按照职业能力开发相对独立、涵盖主要职业能力要求的课程模块。

2.1 理论知识模块

对《机械原理》与《机械设计》学习的前提是掌握在机构原理和设计时涉及的理论知识，如理论力学、材料力学、强度理论、平衡理论、摩擦学理论等，通过对两门课程的分析，将理论知识划分模块[4]，在课堂上讲述最基础、最实用、最重要的内容，并给学生介绍《机械设计手册》这一强大工具，其余的留给学生自学。通过理论知识模块的学习，使学生掌握机械学习这两门课程所必须的一些理论知识，为学生的可持续学习、继续教育创造条件。

2.2 专业知识模块

《机械原理》与《机械设计》两门课程分别讲授机构的原理与机构的设计方法，包括连杆机构的原理和设计、齿轮机构的原理和设计、凸轮机构的原理和设计、带传动的原理和设计、链传动的原理和设计等内容[5]。个人认为可以将《机械原理》与《机械设计》两门课程糅合在一块，按对象分模块教学。如在《机械原理》有齿轮机构及其设计、轮系及其设计，在《机械设计》中有齿轮传动，在其后的《机械设计课程设计》这门课中是设计齿轮减速器，这四部分内容都是齿轮方面的内容，可以单独作为一个专业知识模块在课堂上讲解。每个专业知识模块某一对象的设计，学生通过学习从原理到设计方法掌握该对象的相关知识，达到今后职业能力的要求。

2.3 实践技能模块

实践技能模块是学习这两门课程的重点模块，包括课内试验、课程设计、实习实训。通过实践技能模块的练习，提高学生的实际动手能力和实际工作技能，使学生能胜任今后的工作岗位。要构建实践技能模块就需打破现有的教学计划，加强专业实验室建设，并在广泛调研的基础上，由学校专家、教授负责，联合企业的相关人员参与，共同拟定实践技能模块的内容。

2.4 职业素质模块

职业素质模块是提高学生的综合职业能力，尤其是意志、职业素质、自学能力、心理承受能力的培养，因课堂上的时间有限，而机械设计所涉及的内容广泛，不可能在学校里学习到所有的专业知识，因此学生需要掌握自学、查阅、使用工具书的能力，以适应今后的职业要求。

3 结束语

《机械原理》与《机械设计》就是培养学生的机械创新设计能力和对现有机械产品不断改进、完善的能力，模块化教学设计能针对这些要求实现这些目标，但在模块化课程设计时要开发足够完善的课程模块，充分体现职业能力要求，同时尊重学生的个体差异，贯彻因材施教的教育理念，并且要有“双师型”教师做保障，真正体现我校教学的理念-“教会，学成”，保障模块化教学的顺利实施。

[1]濮良贵.机械设计[M].第八版，, 北京: 高等教育出版社.2005-12.

[2]孙桓.机械原理[M].第7版, 北京: 高等教育出版社, 005-12.

[3]齐晓光, 侯庆森, 李复然.浅谈课程的模块化改革[J].教学探索, 2012,33(93): 157.

[4]孙翔, 张融, 鲁兵, 等.基于《机械原理》与《机械设计》学习与研究[J].学科建设, 2013, 8: 132-133.

[5]庞荫铭.机械原理、机械设计实践教学模式的探索[J].太原理工大学学报, 2008, 6(26): 34-36.