工程應用型人才培養視閾下的機械設計課程教學改革

李憲芝 陳思羽 劉春山

隨著科技的飛速發展，經濟結構的戰略調整，產業的不斷升級，社會對工程應用型人才的需求也與日俱增，應用型人才是高等學校根據社會實際需要所培養的，面向實際、面向生產一線，掌握一定的基礎理論知識并能將相應的科研成果進行轉化的人才[1]。應用型人才既要掌握相應的專業理論知識，又要具備很強的實踐技能，具有解決工程實際問題的專業能力。他們畢業后直接走上實踐性工作崗位，擔負著建設現代化的重要責任。

機械設計是機械工程專業的一門專業技術基礎課，在機械工程專業課程體系中占有十分重要的地位，是銜接公共基礎課和專業課的橋梁與紐帶，擔負著為后續專業課程奠定基礎的重要角色。但從目前應用型人才培養模式看，現行的教學方法及手段等在很大程度上導致了理論教學和實踐教學相互脫節，影響了工程應用型人才培養的質量，需要進行一系列的改革。

一教學內容的改革與探索

1理論教學方面

應用型人才培養的理論教學應以社會需求為導向，以理論教學的基礎性和應用性為出發點，以培養學生技術應用能力為目標[2]。要精選、更新教學內容，在教學過程中要不斷地將一些最新的科研成果充實到教學內容中去，力求反映發展前沿，使機械設計課程的內容始終保持較強的時代性、前沿性。

2實踐教學方面

培養應用型人才必須突出能力本位的思想，實踐教學是應用型人才培養過程中重要的教學環節，它對培養學生的創新意識和實踐能力，提高他們的綜合素質有著理論教學不可替代的特殊作用[3]。

機械設計課程的實踐教學包括實驗及課程設計兩方面內容。根據工程專業的培養目標，以能力培養為主線，把提高學生綜合素質、培養創新精神和實踐能力作為實踐教學的主要目的，構建與理論教學相輔相成的實踐教學新體系。

在實驗教學內容上注意與相關課程關聯，根據社會發展與需求及時更新實驗內容，減少驗證性、演示性實驗，增加與工程實際聯系密切的綜合性、設計性、創新性實驗，并在實驗項目中盡可能地采用新技術、新方法、新設備。教學中，增加軸的測繪、減速器等機械的拆裝及機械創新實驗等實驗項目，有利于提高學生的動手能力，使學生對工藝方面的要求及結構設計有一定的了解，為提高學生整體設計能力打下基礎。

在課程設計選題上要改變以往題目的單一性，除保留減速器這一傳統的設計題目外，還要選取與工程實際關系密切的課題（如一些科研子課題）作為課程設計的課題，比如：各種簡單類型的行星齒輪傳動設計、汽車傳動系統中的減速器、減速器虛擬設計等。最大限度地調動學生的積極性，激發學生的創新意識。

二教學方式方法的改革與探索

1理論教學方面

（1）做好學生的思想政治教育工作，幫助學生明確職業化素質，提升職業適應能力，增強學生的應用創新意識，提高學生的應用創新能力，培養學生的應用創新人格。

（2）課堂講授突出重點，貫徹少而精的原則。培養工程應用型人才，要充分考慮各專業后續專業課程和學生就業后在實際工作和研究過程中對機械設計知識的需求，在保證基本的機械設計教學體系的情況下，專業需要的部分要多講，專業不需要的部分要少講或作簡單介紹。

（3）建立多元互動的課堂教學體系。在教學中充分發揮學生的主體作用，讓學生在課堂上有發言討論的機會。以教師為主導，開展提問式、啟發式、討論式等以學生思維訓練為主的教學方法，如：在教學中，引入工程設計中遇到的實際問題（帶傳動打滑、鏈傳動脫鏈等），教師引導思路，讓學生用相應理論去解決問題，并讓學生分組展開討論，充分發表自己的見解，對于學生既鍛煉了知識應用能力，又提高了學習的積極性和興趣，激發學生的創新欲望，有益于學生綜合應用能力的培養。

（4）淡化公式的推導過程，注重公式的實際應用。機械設計課程特點是公式多，盡管公式多，但除了一些定義性公式應在了解的基礎上記住外，其余得只要求正確使用不必硬記。教學中要淡化公式的推導過程，注重公式的應用，更多地注重實際問題的解決過程，減少講授理論的比例，加大練習和應用比例，這種理論聯系實際的教學有益于鍛煉學生解決實際問題的能力，培養學生的應用型思維。

（5）堅持共性與個性相結合，貫徹因材施教的思想，促進學生個性的發展。為了滿足不同的需求，我們在授課后增加課外輔導和答疑時間，針對不同生群因材施教。

2實踐教學方面

（1）改革實驗教學方法，提升實驗教學質量。在實驗教學環節中，要充分發揮學生的主體作用，給學生提供更多的參與動手的機會，讓學生多動手、多實踐，培養他們的實踐動手能力、運用所學知識的能力、解決問題的能力和創新意識，我們采用分階段、多層次的實驗教學方法，以滿足不同層次學生的需求并強化學生的實踐動手能力。

第1階段：感性認知階段，帶領學生參觀零件陳列室，掌握常用機構和通用零件的原理、結構及其基本功能，增加學生的感性認知。第2階段：驗證型實驗，要求學生掌握實驗原理及實驗設備的基本操作，運用所學理論知識，能進行相關數據的處理，培養學生的實驗基本操作能力。第3階段：綜合設計型，要求學生掌握機械設計課程所涉及的知識進行綜合設計型實驗，培養學生的綜合設計能力。第4階段：創新型自主性實驗，在機械創新實驗室，讓學生通過具體的工程實踐結合專業基礎知識自己動手創新機械，培養學生的綜合能力及創新能力。

（2）課程設計選題結合工程實際。根據學生各方面的綜合素質和表現分配題目，設計題目要與工程實際緊密聯系起來，可將一些科研子課題引入到課程設計中，將原先的二維繪圖轉變為三維設計，有利于對新產品的創新設計。

設計中要盡量采用現代設計方法，比如優化設計、可靠性設計等。實現設計手段現代化，設計中引入計算機技術手段，選用目前企業運用較廣的計算機輔助設計軟件Ansys、Pro/E、UG等，如：采用Pro/E對零件進行三維建模，并用建造好的虛擬模型進行CAE分析，然后修改模型，對滿足創新設計要求的產品進行虛擬制造。豐富了課程設計教學內容，調動了學生的學習積極性，也使所培養的學生更符合企業對設計人員的需求。

把機械設計課程設計當作一門必修獨立課程進行考核，具有單獨學分，這樣可增加學生的重視程度；對于設計答辯，應成立有效的課程設計答辯小組，不能流于形式，事先擬定多個答辯題目，保證課程設計學時，嚴格答辯考核是實現機械設計課程培養目標的最重要因素之一；采用綜合評價標準，全面評價學生課程設計質量，真實評價課程設計教學效果，把成績分成幾大塊，包括平時出勤，計算說明書，零件圖及裝配圖，答辯情況。

（3）科研與教學相結合。科研與教學相結合，是應用型創新人才培養的有效途經。人才的培養需要經歷漫長的實踐、學習、再實踐的過程，才能做出創新性業績。只有通過大量的實踐活動才能更有效地提高學生分析問題和解決問題的能力以及團隊意識。

組織學生參加教師的科學研究活動，在教學活動過程中，從形式、內容、方法等方面，體現科學研究的要素與精神，把獲取理論知識的學校教育與獲取實踐能力的科研實踐有機地結合在一起，可以培養學生的創新意識，提高學生創新能力。將教學與科研有機結合，通過引導和組織學生積極參加與課程相關的研究項目，強化實踐教學環節，可提高學生的實踐動手能力。

三教學手段的改革

1采用多媒體教學課件

機械設計課程的理論性及實踐性都比較強。而大多數學生對課程中遇到的一些工程實踐問題感性認識不足、難以想象和理解，因此，作為教師，我們應該充分利用多媒體技術，多制作一些具有個性化的多媒體教學課件，體現我們不同的教學風格。通過多媒體教學課件，將原有教學內容進行重新調整，來加強教學內容的層次性和概括性，使原有龐大和繁雜的教學內容縮減為若干個清晰明了的教學板塊，重點突出，層次鮮明，便于學生深入地理解和掌握重點內容，通過多媒體手段，極大地提高教學效果和質量，培養了學生的形象思維能力。

2采用直觀教具和適當的板書

多媒體教學雖然內容豐富、詳細，教學內容生動形象、具有較強的吸引力，課堂教學中可以實現教師與同學們的教學互動。但是，在課堂教學過程中，不能過多地、片面地追求多媒體教學，課程的某些內容在教學中還應輔以適當的教具、模型及板書。

因為課件信息量增大的同時播放速度較快，學生記筆記困難，印象不深，可以通過板書來彌補。對于理論性強的知識要利用板書進行講解，能充分發揮教師的口頭語言和身體語言的感染力；對于一些難度不大、較易理解的形象性知識，則利用多媒體課件講解，這樣教學效率高、效果好。

機械設計課程教學對工程應用型人才的培養有著十分重要的作用。對于機械設計課程，從教學內容、教學方法、教學手段及實踐教學等方面進行改革與探索是很有必要的，通過這些方面的改革，可激發學生學習興趣，提高教學效果，有利于加強學生創新能力及工程實踐能力、分析問題及解決問題能力的培養。對學生創新精神的培養和綜合素質的提高具有重要意義。

總之，在經濟、科學技術迅速發展的今天，作為高等學校的教師，我們不但要更新教育觀念，改變教學模式，建立教學新體系，更要積極鉆研業務知識，不斷完善自我，切實提高教學水平，以培養出滿足現代社會需求的高素質工程應用型人才。

參考文獻

[1]楊志堅.中國本科教育培養目標研究（之六）[J].遼寧教育研究，2004（10）：1-16，49.

[2]錢國英，馬建榮，林怡.本科應用型人才培養的定位與教學組織設計[J].中國高教研究，2010（1）：84-86

[3]劉國榮.芻議工程應用型本科實踐教學改革與創新[J].中國高教研究，2009，（5）：57-58.