應用技術型大學《機械設計基礎》課程改革淺談

張堯成　楊莉　戴軍

【摘要】應用技術型大學是以“學生為中心、職業為導向、能力為本位”作為基本教學思路，著重培養學生對課程內容相關技能的掌握和應用。《機械設計基礎》是機械類或近機類專業培養學生機械設計能力的一門主干課程，但課程內容相對比較成熟、經驗性內容較多、課程內容相對比較枯燥。針對于此，從教學內容、教學方法和手段、考核方法等方面進行了相應的改革嘗試，以期為《機械設計基礎》課程改革提供參考依據。

【關鍵詞】《機械設計基礎》 應用 教學

【基金項目】常熟理工學院科研成果培育項目（JXK2014003）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）01-0226-02

一、課程特點

課程建設與改革是提高教學品質的核心，也是教學改革的重點和難點。對應用技術型大學，應采用“雙能協同，知行合一”的應用型人才培養模式，落實“注重學理、親近業界”人才培養理念，以適應時代發展，全面提高人才培養質量，必須加強課程建設與改革。

《機械設計基礎》是面向機械類和近機械類專業的一門重要專業基礎課程，課程具有較強的應用型設計內容，且課程是集理論力學、材料力學、機械原理、工程材料、熱處理工藝、機械零件毛坯成形和切削加工技術等內容為一體的綜合性課程[1]。課程知識點多且散、理論性強、各個章節之間跨度大，需較豐富的實踐體驗經驗才能使將所學知識串聯起來[2]。

課程對學生機械專業課的學習打基礎，起著承上啟下的作用；同時該課程的綜合性和實踐性都很強，課程許多內容可直接用于生產實踐的設計與應用。故此課程的學習可培養學生具有一定的機械基礎知識和初步的機械設計能力，同時理解從工程實踐中得來的知識經驗，還要具備將所學應用到行業工程實踐中的實際工作能力，培養學生的發散性思維和創新能力，為今后從事機械技術工作打下基礎。若有學生前期知識基礎不牢或自學能力不夠，會使學生普遍感覺這門課程難學而導致學習積極性不高。鑒于以上情況，認為根據應用技術型大學以“學生為中心、職業為導向、能力為本位”為基本教學思路的特點，對《機械設計基礎》教學內容進行優化、對教學方法與考核方式進行改善十分重要。

二、教學內容特點

《機械設計基礎》的教學內容主要包括三大部分：機械設計的基礎知識，如平面機構的運動簡圖和自由度；常見機構的結構及設計，如凸輪機構、齒輪傳動和蝸輪傳動、聯接與螺紋傳動、帶傳動和鏈傳動；機構的裝配與設計，如輪系和減速器；軸和軸承等。

在課程初期或教學進入到某一個大部分時，可向學生介紹將要學習內容的總體框架，使學生可以初步從機械系統的總體去認識機構。使學生對各機構間的關系有初步了解后，可進入具體教學內容的學習，在學習過程中讓學生具體了解各種機構的構成、工作原理、特點和功能，可使學生不再孤立地了解和設計某一種機構，而是以機械系統為主線，依次掌握各種機構分析、設計的基本理論和方法，理清各種機構間的關系及異同點。

教學內容要以技能和應用作為準繩，故本課程的主要教學方向是以項目為導向、以工程問題為驅動[3]。教學內容的重點應突出技能的掌握和工程實際的應用，故在教學過程中先以實際工程例子作為引導引入新的課程內容，可提高學生主動思考、主動學習、激發學生探索創新的思維。在教學過程中，教師應舉一反三，將教學內容進行引申到工程問題，使學生保持學生學習熱情的同學，也加深或拓展學生的視野。在某一部分教學內容結束后，教師可結合教學內容和行業實際情況提出一個或多個項目任務，教師進行問題的引導與學生一起討論，最后指導學生完成項目的設計方案并實施方案。課程中齒輪設計、傳動設計、軸設計、軸承及聯軸器等零件的設計都可作為項目計劃內容。學生完成項目計劃后可體驗到產品設計的真實過程，可增強學生的學習興趣和自信感。

課程設計是本課程的重要教學內容之一。課程設計題目應該盡可能接近實際生產且題目形式應多樣化。為了使學生不至于對課程設計有突兀感，可在課程之初將課程設計題目列表發給學生，讓學生在課程學習的過程中，根據自己的興趣及能力選擇相應的題目。這種方式可調動學生自主學習，也可使課程設計過程更具開拓性和應用性。

教學內容和課程設計題目，要根據不同專業、不同學習水平進行調整。兩方面內容均要體現專業的特點，也要與社會應用和工程創新相結合。只要在教學過程中調動學生的主觀能動性，使其主動地開展學習和思考，才能提高教學成效和促進學生的實踐能力和綜合素質的提高。

三、教學手段

1.利用現代多媒體技術。課程中涉及到許多對初學者較難理解的動態過程，如齒輪的傳動過程、齒輪的范成加工過程、帶傳動的打滑現象等?？刹捎枚嗝襟w教學的方法，將靜態的二維圖像轉變為動態的三維模型，使教學內容變得直觀和生動，從而幫助學生快速理解和掌握機構的運行原理及過程，也可彌補部分學生的理解能力不足或教師表達不充分的傳統教學不足之處。再者，教材所體現的是課程的經典知識，可利用網絡資源，使學生了解教材上沒有體現而又能呈現學科發展的前沿知識點或科技信息，可拓寬學生的眼界，并有助于學生對課程內容興趣的提高。

2.實例教學。應用型技術大學的教學以職業為導向、以能力為本位。可讓學生進入機械加工中心，對典型實例機械設備進行拆卸，讓學生直觀地了解各種機構和零件在機械裝備中的工況，甚至可讓學生親自動手運轉機械，使學生將理論教學課學習的知識與實際機械的構造進行聯系，激發學生的學習興趣。

3.討論式教學。針對某一特定問題，如某一機構的設計思路或某一工程問題，由教師進行問題的引入，而教學過程以學生進行分組討論為主體，各組分別由一人論述本組的解決思路或方案，其他組同學對提出的方案進行評述其優點或缺點以及改進思路。最后由教師進行點評各組方案的可行性及改進思路。討論式教學是以學生為解決問題或提出設計思路方案的教學主體，教師充當裁判員角色，這可提早歷練學生在實際工程中解決問題的發散性思維。

4.案例教學。案例教學與討論類教學類似，不同點是案例教學以教師為主導。針對某一有典型特點的機械設計實例，由教師進行循序漸進地提出引導性問題，與學生進行討論，并隨時對學生提出的觀點進行評述。某一問題討論結束后，教師即刻提出下一引導問題，直至此機械設計的過程藍圖完全呈現。案例式教學也是歷練學生解決實際問題發散性思維，但教學過程要以工程上解決機械設計問題的思路為軸線，以讓學生了解實際工程問題的解決思路。

5.對比法教學。本課程中涉及多種齒輪，如直齒輪、斜齒輪和錐齒輪；多種間歇運動機構，如棘輪機構、槽輪機構和不完全齒機構等；多種傳動形式，如齒輪傳動與蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動等。這些機構在結構形式、受力分析和應力分析等方面都具有相似性，可針對此種情況，為學生建立學習對比學習卡片，將類似機構的結構分析、受力分析和應力分析等進行比較，并列出各自的不同點。學生利于此學習卡片，可清晰地對比相似機構的異同點，從而有助學生對知識點的掌握。

四、考核手段

本課程一般采用閉卷考試對學生進行考核，在此考核方式下，學生通常要記憶大量復雜公式而倍感厭煩，故閉卷考試并非最佳的考核方式。在閉卷考試不能完全改革的情況下，可增加其他考核方式的權重，以“應用”作為考核學生的主要依據。

1.口頭考核：教師結合教材內容，提煉出多個理論知識點與工程應用細節相結合的問題，針對學生的回答考核學生對理論知識的掌握和對實際問題的解決思路。此考核方式是針對討論式教學和案例教學的檢驗。

2.課程設計式考核：教師結合教材內容，提出數個機械設計題目，將學生分為多組，每組學生自主討論、確定設計思路和方案。學生需提交考核報告，報告內容包括設計內容的討論整理稿、思路的確定過程、最終的設計方案和組員的分工。根據每組的總評和組員分工的完成情況對每個學生進行考核評估。

此兩種考核方式應該先后進行，口頭考核考察學生解決實際工程問題的思維水平，即是否掌握了技能；課程設計式考核考察學生解決實際工程問題的能力水平，即是否會應用技能解決實際技術問題。

五、結語

只有對《機械設計基礎》課程從教學內容、教學方法和手段、考試方法等方面進行不斷嘗試改進，才能提高教學質量并使學生掌握課程教學內容，使《機械設計基礎》成為一門歷練學生創造性思維、掌握與行業實際生產相關的應用性能力的課程。

參考文獻：

[1]闞璐.談《機械設計基礎》課改的幾點體會[J].考試周刊， 2013， 24： 8-9.

[2]賀路.淺談《機械設計基礎》教學改革[J].新課程研究， 2013，10： 96-98.

[3]趙曉平.《機械設計基礎》課程改革探討[J].裝備制造技術， 2013，2：211-212.