汽车服务工程专业《机械设计基础》课程双创教学改革探讨

金慧　王小勇

摘 要：培养学生的创新精神和创业能力是高校培养学生的重要课题之一，《机械设计基础》作为汽车服务工程专业的基础必修课，应及时以培养双创人才为目标做出教学改革。本文探讨了汽车服务工程专业机械设计基础课程教学现状，并从重塑课程目标、重构课程内容、授课方式改革三方面提出了改革举措。特别是重构课程内容，融入工程案例、学科竞赛等，让学生从学懂工程案例、掌握机械设计知识到自己设计课题方案、计算和分析、完成设计说明书。

关键词：机械设计基础 教学改革 重构课程内容 创新创业

1 引言

国务院办公厅2015年提出深化高等学校创新创业教育改革的实施意见[4]（国办发〔2015〕36号），本次双创教育改革一方面对我国实施创新驱动发展战略、发展经济有重要作用；另一方面，能推进高等教育改革，培养适应新时代发展需要的人才，促进高校毕业生创业就业。CDIO教学理念是以项目驱动作为教学目标的一种教学模式，能实现课程知识和工程实践融合，非常符合应用型高校培养工程人才的教学理念，也符合高校双创教育改革思路，可有效培养高校生的动手能力、团队协作创新能力。本校汽车服务工程专业着力于培养从事汽车后服务市场行业的专业技术人员，不论汽车销售岗、保险理赔定损岗、汽车检测维修岗，还是二手车回收鉴定岗等等岗位均需要有扎实的机械设计基础课程理论知识，并要求理论知识用于实际工作环节。

本论文探索“创新创业教育融入专业课程教学”，双创教育与机械设计基础课程协同发展，首先能够培养既具有专业知识又具有创新意识的人才，同时能提升学生对未来就业的认知，不斷提高人才培养和社会需求的契合度；其次协同发展能够促进课程教学改革，优化课程内容、教学方法、教育理念、课程形式等；最后，协同发展能够能够以此推动我校应用型本科汽车服务工程专业教育提质培优、增值赋能、高质量发展。

2 机械设计基础教学现状

《机械设计基础》是汽车服务工程专业的一门基础必修课程之一，第四学期开课，是一门承上启下的课程，是机械类学科专业必不可少的课程，用以培养学生的机械设计能力。该课程包括72学时理论教学，旨在让学生掌握“常用机构”、“机械传动”、“轴系零部件”方面知识；8学时实验教学，旨在让学生掌握机构组成和工作原理、试验步骤及数据采集等[1]。本校为应用型本科院校，更重视理论知识的实践，更强调培养学生的专业技术能力。

目前本课程课堂教学主要采用五阶段教学法，重点是理论知识的讲解，将专业知识按理论体系来分章节，每一章节老师讲懂学生听懂吃透知识点并能自行完成课后习题；老师在理论基础知识讲解上下了很深的功夫，可是双创融合课程做的不够，知识在工程中的典型应用就讲得不透，对于机构和机械学生缺乏实践接触无法形成直观印象，所以在参加学科竞赛时设计作品无法与理论知识联系，作品设计科学依据不足。

汽车服务工程专业每级两个行政班级。一个班是普通高考招生，特点是大部分同学先修课知识储备满足本课程需求，但该班学生是第一次接触《机械设计基础》课程，前期的课程导入和引领学习至关重要；另一个班是三校生高考招生，特点是大部分同学数学基础和计算能力较薄弱，但部分学生高考前有机设课程和制图课程的学习基础，有一定的《机械设计基础》课程基础知识储备和机设兴趣，激发学生的深层次学习和提升计算能力是重点。

3 探讨《机械设计基础》教学改革举措

加强课程建设，构建专创融合课程体系，动态调整专业课程《机械设计基础》教学内容，重塑课程目标—理论学习与实践并重，重构课程内容，开展形式多样的课程创新教学方式方法，可以使创新创业与专业教学有效衔接。

3.1 重塑课程目标—理论学习与实践并重

汽车服务工程专业《机械设计基础》课程现行的教学大纲教学目标一是掌握理论知识，包括“常用机构”工作原理和设计计算、以及“机械传动”和“轴系零部件”的设计与计算方法等；目标二是思政内容，包括“大国工匠精神”、“安全意识”等。为体现双创教学，在原有课程教学目标基础上增加双创能力目标“掌握机械创新设计方法，具备参加学科竞赛的能力，根据机械使用要求开展独立设计、计算的能力，机械设计过程中具备创新能力。”[6]。并优化思政目标“培养学生具有工匠精神、科学素养、爱国主义情怀、全局观和系统观、创新意识”的内容。针对现有班级特点，合理分配单元课时，从而实现三位一体的教学目标。

3.2 重构课程内容

3.2.1 融入工程案例

创新意识和创新思想要以了解最前沿的科技成果为基础，如何在课程教学环节融入工程案例值得去思考，尤其是针对汽车服务工程专业，工程案例的选择要与专业相关，且能帮助到今后的专业课程学习。本文探索从三个环节融入工程案例，环节一，在课堂教学理论知识时融入，如在第一单元绪论讲述现代机械设计时讲解由我国亿航智能企业独立研发制造的长距离自动驾驶飞行器，在单元十齿轮传动学习时讲解采埃孚公司设计的变速器Aphon工作原理及组成，激发学生的名族自豪感和对机械设计的创新灵感。环节二，以3-5人小组为单位分配机械类项目，学生自主查阅资料分析机械用到的机构和零件，组织线上读书会每周一组学生分享学习成果，如临工智科挖掘机动臂转运项目或汽车零部件物流无人仓库等项目。环节三，布置实践任务，按题目类型分配指导教师，完成机械的设计和计算过程，题目可以学生自拟或者采用学科竞赛课题。在完成实践任务的过程中充分发挥学生的主动性，并调动创新思维。具体思路如图2所示。

3.2.2 融入机械设计类学科竞赛

结合专业教育特点，基于全国大学生机械创新设计大赛、大学生创新创业项目、“挑战杯”、“互联网+”、中国大学生机械工程创新创意大赛、3D大赛等各类赛事的竞赛内容、方式[5]，在班级内组织并成立创新小组，指配竞赛课题研究方向的指导老师。竞赛题目可作为实践环节的任务，学科竞赛与课程教学相融合，在竞赛中学习，在学习中竞赛，从而形成相辅相成的学习环境。

比如十一届全国大学生机械创新设计大赛的主题为“机械创新推进农业现代化、自然和谐迈向仿生新高度”。内容包括设计与制作小型兴农机械，或者提高仿生机械运动性能为目标的“仿生青蛙”和“仿生蝴蝶”（简称：高性能仿生机械）。在融入工程案例的环节一，在单元八讲述知识点—机械零件设计的步骤时可以结合题目要求给学生讲授相关的知识点。例如：和学生共同探讨蝴蝶的翅膀结构及鳞片分布，以及飞行机理和机械结构，分析研发新型轻量化材料，改进设计飞行器飞行的稳定性等。

3.3 授课方式的改革

3.3.1 基于CDIO工程教育模式[2-3]

基于CDIO工程教育模式的《机械设计基础》教学方式方法探讨，首先重构课程教学体系，将教材内容分为三个层次，第一层次是常用机构和常用零件基础知识的掌握；第二层次是结构分析和材料选择工程理论知识和实践的掌握；第三层次是机构和机械运动、动力分析，以及设计计算能力的掌握，让教学过程从易到难逐步完成课程教学目标。其次在教学过程中以项目为导向，工程案例融入课程教学的环节二课后导读和环节三实践活动均是以CDIO工程教育理念为指导思想，实现在学中做，在做中学，逐步的从听懂工程案例到会分析工程案例，最后达到自己设计课题方案、计算和分析、完成设计说明书。然后对目前的考核形式（由期末成绩和考勤及作业成绩组成）进行改革，增加项目考核成绩，项目成绩由自我评价、成员互评、指导老师评价三方面成绩评定。自我评价有利于学生的自我总结，成员互评有利于调动成员在团队工作时的积极性和主动性，指导老师评价有利于对设计过程及设计结果给出正确的指导建议。最终达到课程教学预期能力，具体实施方案如图3所示。

3.3.2 基于创造性理念

在课后导读工程案例和实践活动时，采用两段式引导方法开展教学。在分析问题阶段，全班学生共同参与，以课题的阶段设计要求为目标，教师引导学生以所学课程知识来分析问题并加以讨论，逐渐养成学生自主分析问题的习惯。在解决问题阶段，组织该课题的学生根据前期的分析结果，通过查找资料和探索研究确定解决问题的方案，完成设计实践。这样既让部分学生通过完成难度较大的课程设计题目来完成工程设计的系统训练，又以此为目标，引导其他学生完成实践活動。

《机械设计基础》课程知识点较零碎，教师制作基础知识微课，让学生在课前利用碎片化的时间学习，课后采用思维导图进行总结复习提高学习效率。让充足的精力和更多的时间可以投入到课堂学习、课后导读、实践活动中，充分调动学生学习的主动性和创新思维。

4 结束语

针对汽车服务共工程专业《机械设计基础》课程教学重理论、实践知识教学轻学生创新能力培养的现状，从重塑课程目标、重构课程内容、改革授课方式三方面提出了双创教学改革举措。重塑课程目标时增加双创能力目标和课程思政目标，形成三位一体教学目标。重构课程内容，一方面从课堂教学内容、课后导读、实践活动三个环节融入前沿的工程案例，充分的调动学生学习机械设计基础课程的兴趣，激发学习主动性和创新能力，让学生从听懂工程案例到会分析工程案例，最后达到自己设计课题方案、计算和分析、完成设计说明书；另一方面，融入机械设计类学科竞赛主题内容，形成以赛促教，学生在赛事中遇到问题并解决问题，从而激发创新灵感。改革授课方式，一方面基于CDIO工程教育模式实施融入工程案例的内容教学，以项目驱动为教学理念，提升学生自主学习能力和创新思维；另一方面在整个教学环节基于创新理念教学，基础理论学习以引导学习为主，课后导读工程案例和实践活动时采用两段式引导方法教学。

注：兰州工业学院创新创业教育改革项目（LGYCXJG-23-12）。

参考文献：

[1] 杨可桢，程光蕴，李仲生，等．机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2013 .

[2]SPADY W G.Outcome - based education： critical issues and answers [M].Arlington： American Association of School Administrators，1994.

[3]KISSANE S W B.Systemic approaches to articulating and monitoring student outcomes： Are they consistent with out-come - based education [J].Studies in Educational Evaluation，1997（1）：5-30.

[4]潘柏.高校深化创新创业教育改革的内涵、困境与对策[J].贵州师范大学学报（社会科学版），2022（05）：75-82.

[5] 陈桂，肖晔，袁叶等.新工科背景下的高校双创教育改革路径[J/OL].中国教育技术装备：1-4[2023-12-08].

[6]熊建强.基于“OBE+CDIO”理念融合的机械设计基础课程教学改革研究——以新余学院为例[J].新余学院学报，2021，26（04）：119-124.