機械設計基礎課程教學改革的探討

石 玉 陳立新

（華北電力大學，河北 保定 071003）

“機械設計基礎”課程是機械類及近機類各專業中一門重要的專業基礎課，一方面對學生認識使用和設計機械裝置起著舉足輕重的作用，另一方面對學生學習專業課程起著承上啟下的橋梁作用。該課程具有基礎性、設計實踐性和綜合性等特點，是培養學生運用所學知識解決工程實際問題以及創造性思維和創新設計能力的重要課程。作為一門具有較長歷史的技術基礎課，在課程設置、教學內容等方面都形成了自身較完整的體制。但是，隨著社會的進步和經濟的發展，舊的教學體制和內容難免與新時代對人才的要求相矛盾；傳統的教學方法也有需要更新的地方，所以教學改革勢在必行。成人教育以技術應用型人才為培養目標，所以更應注重本課程的設計性、實用性，即學生實際機械設計能力的培養。為此，必須以全面機械設計素質培養為中心、實際機械設計能力培養為主線，結合成人教育的特點，對傳統的《機械設計基礎》教學內容體系和教學方法手段進行改革。

一、根據課程特點，強調學生設計能力培養的重要性

《機械設計基礎》課程是培養學生的機械設計能力的工科專業基礎課，通常采用課堂教學、實驗和課程設計等多種方式實施教學。成人教育應把以課堂教學為主的理論教育和直接獲取實際經驗知識的實驗有機地結合。由于其本身是一門與實踐結合非常緊密的課程，所以教學上也要求采用理論教學和工程實踐相結合的授課方式，盡可能地讓學生通過本門課程的學習，掌握較多的有關機械設計實踐方面的知識。而實踐環節的教學目標是使學生認知機械設備與機械裝置，掌握繪制實際機構運動簡圖的技能；掌握對簡單機械參數測試的手段；加深對常用機械基本理論的理解和驗證；培養學生的機構設計能力和測試技能，以提高學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力；獲得基本的工程訓練和對實驗結果進行分析的能力。

二、教學內容以“實用性”為原則，突出課程的工程背景

在《機械設計基礎》課程的教學內容上要突出成人教育的特點及專業的特性。成人教育培養目標強調的是人才的應用性和復合性，其畢業生所從事的崗位大部分是一線的工作。鑒于此特殊性，應從以下幾個方面入手對教學內容進行改革。

首先是在課堂講授中要淡化繁瑣的、過深的、不必要的理論推導和證明。學生的工作性質決定了他們沒有必要對計算公式、定理等內容的推導像高等學歷教育培養研究型人才那樣搞得清清楚楚，而應把重點放在如何應用上。本課程應運用基礎理論知識、實際經驗來分析工程中出現的現象，以及如何運用這些公式、定理、方法等來解決非常基礎的實際設計問題。因此，在教學內容整合上要突出分析問題和解決問題的思路和方法，注重如何運用這些公式、定理、方法等來解決基本實際設計以及零部件運用、分析的實際問題。這樣更符合培養目標的要求，也勢必會取得更好的教學效果。

其次是要結合不同專業的各自特點對教學內容進行適當的調整。由于各專業的培養目標不同，所安排的課程和教學要求也不同，因此《機械設計基礎》課程應根據本專業的學習要求，以及工作崗位的要求選取適合的教學內容，選擇緊密結合本專業的具有創造性的課程設計題目，使學生能把有限的時間和精力花在學習有用的知識上，避免所有的專業學習內容千篇一律的現象，造成教學資源、精力等各方面的浪費。

再有就是考慮到成人教育中學時長度安排的特點，教學中應講求“短、平、快”，具有速效性。要對課程內容進行優化整合，對教學內容要精選少講，要以機械傳動、機械零件的設計為主線，要把精力集中于研究掌握機構、零部件的結構、選材、標準與規范、工作情況分析、受力分析、應力狀態分析、失效形式及其原因分析、設計計算準則、參數選擇、設計方法步驟以及問題處理上，講授相關的基本知識和基本理論及設計方法，注重結合工程實際中的實例，對設計中應注意的問題加以強調和說明。考慮到大部分學生均來自生產第一線，還可以引導學生結合他們在工作中遇到的實際問題，利用課堂所學的知識和理論進行課堂的討論，給學生留出獨立分析問題、思考問題的時間，而在整個過程中教師只起到引導的作用。這樣，不僅會加深學生對課堂知識的理解和掌握，而且有助于提高學生利用所學知識解決工程實際問題的能力。

三、結合工程特色進行教學方法和手段的改進

由于《機械設計基礎》本身是一門與實踐結合非常緊密的課程，在教學方法上也要求采用理論教學和工程實踐相結合的授課方式，而教學作為師生的一種互動過程，應實施交互學習。教師必須首先吃透教材內容，抓住每一章節的難點和重點，按照由淺入深，由表及里，深入淺出，理論聯系實際等原則引導學生思維。教師應采用“設疑”、“置疑”的“問題式教學”方法，這樣可以通過注意力，調動學生的積極性，而且通過學生自己提出問題、解決問題來提高他們分析問題和解決問題的能力，所以，應尋找最適合學生的方式，更好地發掘學生潛力，培養學生系統探索、獨立思維、發展創新能力。隨著計算機技術的發展，傳統教學中的教材、教學參考書、黑板、粉筆等載體和手段，可以被計算機及網絡所提供的集成化教學環境，如多媒體學習系統、演示環境、師生交互環境所取代。教師可以利用多媒體充分表達教學意圖，例如，在介紹軸的結構設計時，動畫可以很容易地把軸上零件的軸向和周向固定方法、軸上零件的安裝拆卸等表達的非常清楚。

在國外，運用網絡的遠程教育越來越多地被應用于成人教育。學生可以不受時間、地點和學時的限制，根據自己的情況方便地進行自主學習。遠程教育是通過網絡信息化的平臺，讓廣大學生能在網絡技術的環境下，接受優質教育。要加快推進信息技術教育，首先要實現觀念的轉變，要把信息技術從學習對象轉變為學習工具，要把信息化作為提高教育質量的一個重要載體，真正把信息技術運用到學習之中。此外，要把信息技術從輔助教學的手段轉變為學習的方式，發揮信息技術在學生自主學習、交流合作等方面的優勢，構建在網絡環境下學生自主學習的方式。為了發展遠程教育，提高學生的學習興趣和培養學生的綜合素質，我們在資源庫還提供了網上討論角，教師和學生都可以提出討論的主題。教師在討論過程中起主導作用，對學生的問題進行及時的解答，并進行修改刪除等操作，當認為討論的目的達到后，再更換新的討論題。這樣不僅擴大了學生的知識面，豐富了教學內容，而且使教師授課的發揮空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的三維空間，使教學內容更加豐富、直觀、規范；大大激發了學生自主學習的積極性，真正實現了以教師為主導、學生為主體的新的教學模式。

另外，為了更有利于培養學生的工程技能，可以進行現場教學。在以往的教學中，《機械設計基礎》課程通常以課堂教學的形式來實現，教學普遍偏重于基本理論分析，從書本到黑板，全是紙上談兵。內容繁瑣、枯燥，學生不感興趣，難以集中注意力聽講、思考，難以調動學生自主學習的積極性。現場實驗教學是把課堂從教室搬到實驗室或車間，通過學生完成規定的實驗，來觀察實物結構并完成實際操作，獲得對書本知識的驗證和補充，更深刻地理解掌握基本知識與理論，并使學生實際動手和操作能力得到訓練。這種圍繞實驗教學活動而進行的教學結構形式，是有效實現教學目標的創新教學法之一。例如，把軸系結構分析作為教學內容，學生可以通過拆卸、分析、測繪等手段進行相互之間的探討，再加上教師的當面指導，最終能使學生直觀掌握軸、齒輪、鍵等相關理論知識和實際知識，以及密封、潤滑等基本知識，達到理論與實踐的結合。總之本方法在獲得專業知識的同時也培養了學生實際操作、觀察分析等能力以及合作精神，有利于培養學生的綜合素質。

以自學為主是成人教育的又一特點。結合這一特點，教學中要加強對學生自學的引導，特別是課前的自學和課后的復習。課前的自學是根據教師編寫的自學進度表有計劃地學習。由于學生一般都是生產第一線的主力，工作任務比較繁重，學習時間相對較少，教師可以根據每一章的重點所在，提出思考題，使學生能夠有針對性地學習，不僅節省了時間，而且提高了預習的效果。課后及時復習課堂所學知識，并通過練習加以鞏固是非常必要的。教師要對課外習題的布置加以精選，例題和習題不在于多，而在于精，還要具有啟發性，達到舉一反三的目的。學生通過練習進一步加深對所學知識的理解和掌握，而且可以引導學生開動腦筋積極思考。

四、結論

在教學改革的大潮中，傳統課程如何改革是一個很重要的問題，不論是教學思想的轉變，還是教學內容、教學方法和手段的改革，都將對學生工程設計能力的提高和綜合素質的培養起到非常重要的作用。《機械設計基礎》課程以實際機械分析能力和設計能力培養為主線，采取從基本知識、基本理論和基本方法的理解掌握入手，結合工程實際，培養設計能力和創造能力的教學方法，使得《機械設計基礎》課程從教學內容到教學方法以及學習方法上都更有利于學生掌握知識、啟迪創造性思維、形成創新設計能力，不僅有利于后續專業課的學習，更有利于提高學生的實際設計能力。這種教學改革使得本課程的教學內容和教學方法更符合成人教育的教育規律，更符合成人教育人才培養目標的要求。