应用型本科机械类专业机械基础课程群建设的研究与实践

杨春红 赵京鹤 李晓波

(长春光华学院，吉林 长春 130033)

1 建设思路

(1)加强师资队伍的建设。作为课程群建设的教学团队必须有能力对课程内容进行整合，不仅要精通自己所讲授课程的内容，还要掌握其它相关课程的内容，所以要培养一支教科研水平较高、能够实施协同教学的师资队伍。

(2)对机械基础课程体系进行优化整合，明确课程之间的内在联系，修订课程教学大纲，对课程内容(理论与实践)重新编排，使之相互补充，有效衔接。

(3)更新教学理念，充分发挥学生主体性和积极性，研究适合教学内容、适合学情、符合应用型人才培养需求的教学方法、教学手段。

(4)与第二课堂相结合，组织学生积极参加相关的学科竞赛，将机械基础知识应用于实践中，充分锻炼学生的实践能力，培养学生的创新精神。

2 改革实践

2.1 教学团队的建设

(1)选派教师参加各种校内外相关的交流会议，教师在会议上积极发言，围绕机械基础教学与实践课程结合、应用型机械人才培养等问题与来自全国各地的机械类教师进行交流，讨论学习，使教师的视野和思路得以拓宽。

(2)鼓励教师参加实践类培训，聘请企业人员为教师进行实践指导，提升教学团队的工程实践能力，目前团队所有教师均为双能型教师，每名教师既讲授理论课程还承担着学生实践环节如金工实习、课程设计、实验等教学任务，同时指导学生参加全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练大赛、全国三维数字化创新设计大赛等学科竞赛，多次获得国家级、省级奖项；另外2名教师还获得了全国高校教师教学创新大赛3D/VR/AR数字化虚拟仿真主题赛项国赛三等奖。

(3)鼓励教师积极申报项目，开展教学科学研究、一流课程建设等活动，目前有4名教师已经参与了本校的省级机械制图金课建设，团队教师还承担了校级机械设计基础金课建设项目，为课程群的建设提供理论依据与质量保障。

2.2 课程体系的优化

(1)机械基础课程之间的关联性分析。机械制图研究解决空间几何问题以及绘制工程图样的理论和方法，通过机械制图与互换性与技术测量课程中的尺寸公差、形位公差及标注、检测等内容相结合，使学生能够读懂零件图中零件的结构形状、制造和检验零件的技术要求，装配图中零件与部件的装配关系和工作原理，掌握标准件和常用件的表达方法和绘图标准，因此与机械设计基础课程、机械制造基础课程、相关的课程设计都有着密切的联系。

机械设计基础课程使学生掌握各种常用机构的工作原理，设计理论与机械零、部件设计的原理、方法，具备设计与分析机构、传动系统运动方案与设计机械传动装置的能力。机械制造技术基础课程使学生掌握机械加工基本知识，能够针对一般机械零件和部件进行工艺设计，具有制定机械加工工艺规程、夹具设计的能力。在生产实际中，机械设计与制造二者之间有着密切的联系，制造工作在多数情况下都是按照设计的标准来实施，才能使加工出来的产品在外观、使用方面符合设计初衷，满足市场需求，而机械设计工作不仅要从理论出发对产品工作原理、机构、结构、运动方式等进行综合设计，还要使设计出来的零部件满足工艺要求，能够落实到实际的制造、装配中，因此2门课程之间存在着互通互补的关系，二者结合才符合企业生产实际。

根据以上课程关系分析得出如下机械基础课程群、课程关系结构图：

图1 机械基础课程群课程关系结构图

(2)相关课程的整合优化。按照“基础知识扎实，突出应用能力培养”原则，根据课程群各课程之间的联系、地位及作用，对课程本身、课程之间进行整合与优化，同时教学内容淡化理论推导，注重将机械基础知识与工程实际相结合，重新修订教学大纲。目前已面向本专业17、18、19级学生实施改革实践。

将原线性代数、概率论与数理统计整合为“工程数学与MATLAB”课程，教学内容结合专业软件讲授，培养学生将数学方法与现代计算工具相结合解决工程力学中基本工程计算、分析及数据处理的能力，突出知识的应用[1]。

将原理论力学与材料力学整合为“工程力学”课程，使学生掌握完整的力学体系，培养工程意识；将原机械制造基础与机械制造工艺学整合为“机械制造技术基础”课程，使学生了解机械制造技术基本知识体系，掌握机械制造中的加工方法、零件工艺分析及夹具设计；将原机械原理与机械设计整合为“机械设计基础”课程，弱化理论公式的推导，强调实际应用，并与工程力学课程、机械制造技术基础课程内容相结合，培养学生基本设计能力。

(3)机械设计基础课程设计、机械制造技术基础课程设计内容的优化

对机械设计基础课程设计与机械制造技术基础课程设计内容进行优化衔接，综合设计内容如下：以具体的工作机(压床、牛头刨床、插床、抽油机)为例，对其执行机构进行运动学分析、动态静力分析、机构设计，再根据输出端的转速选择电机，并对其传动系统(轴、齿轮、带等)进行设计，经设计得出各传动件结构数据之后，进一步对轴或齿轮进行工艺分析及工装夹具的设计，制订其加工工艺规程、设计专用夹具结构及尺寸。

此综合性设计环节可使学生掌握机构综合、传动系统设计、原动机选用及加工制造工艺等基本方法和知识，树立正确的设计、制造理念和使用技术资料、手册进行设计和计算，数据的处理，使学生能够综合运用《工程力学》、《机械设计基础》和《机械制造技术基础》等机械基础课程群的知识，逐步培养学生的应用能力。

2.3 教学方法的改革

有效采用任务驱动式[2]、案例式、项目式教学方法及“互联网+教学”等教学模式，有效调动学生的学习积极性，培养学生自主学习的能力。例如互换性与技术测量课程，根据课改需要，更换了教材，该教材采用了任务驱动的项目教学法模式，打破了传统的先理论后案例的顺序，而是先确定任务，再针对任务介绍相关知识，并增加了大量尺寸公差、形位公差、表面粗糙度识读、精度检测等实训内容，体现了实用性与创新性；工程力学课程引入现代工程应用的具体实例、科学研究中抽象出来的理想力学模型，重点院校的考研试题等信息，以加深学生对抽象内容的理解，提高学生分析问题的能力；机械设计基础课程中应用案例分析教学法，在进行机构运动简图绘制内容的教学时，选择单缸发动机的工作装置为教学案例，该装置由齿轮机构、连杆机构、凸轮机构3大常用机构组成包含转动副、移动副、高副3种平面运动副，覆盖面较全，通过此案例分析、讲解、演示与练习，学生很轻松就能掌握平面机构运动简图的绘制方法与技巧，再通过布置适当的练习，便可做到举一反三[3]。

2.4 第二课堂的融入

为有效培养学生的实践能力与创新精神，积极动员本专业学生参加各类与专业相关的学科竞赛与训练项目，主要赛事包括：全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国三维数字化创新设计大赛、大学生创新创业训练计划项目、互联网+大赛，指派专业教师全程进行指导，通过参加作品的设计、购买原材料、加工、装配、调试、竞赛答辩等环节，使学生将所学的机械基础课程内容融入到实践，体验机械产品设计、制造的完整过程，并且为了满足作品的外观、使用等需求进行积极创新，充分培养了学生的实践能力及创新意识。

3 建设成果

通过近3年的研究与实践，建设了一支水平较高的双能型师资队伍，构建了本专业机械基础课程体系、修订了与之配套的教学大纲，探索了行之有效的教学方法。本专业17、18级学生参加全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛以及全国三维数字化创新设计大赛，已获得了多项吉林省赛区一等奖、二等奖、三等奖等奖项，此外参加大学生创新创业训练计划项目获评省级优秀项目，互联网+大赛获得校级二等奖奖项。实践证明，学生的应用能力及创新意识有所增强。该研究成果也可对本院国家一流专业机械工程专业的建设奠定一定的理论及实践基础。