機械工程基礎課程教學研究與實踐

劉道標　邢莉　周海　付瑩瑩

摘 要： 《機械工程基礎》是非機械類專業的重要專業基礎課。針對本課程教學中存在的課程目標定位不明確，教學內容的繁雜、學生學習興趣不高和學習效果不理想的情況，通過明確課程教學目標，優化教學內容，改進教學方法，使課程學習更具知識性、科學性、普及性和趣味性，同時力求簡單易懂、易教、易學，調動學生學習主動性和積極性，有助于培養學生的工程素質。

關鍵詞： 機械工程基礎 教學研究 工程素質

提高質量是世界各國進入高等教育大眾化階段后面臨的共同問題，也是我國高等教育發展的必由之路。面對經濟社會發展的新形勢與新任務，目前我國高等教育改革，已從高等教育的規模發展向高等教育的內涵式發展改變。重基礎、寬口徑已成為高等教育改革的方向，為適應應用型、復合型、創新型人才培養，提高學生就業創業能力，增強高校人才的適應性，就必須加強基礎理論知識的學習、工程素質的培養。

機械工程基礎課程作為一門非機械類專業基礎課程，是以原工程制圖、金屬材料及熱處理、機械設計基礎、機械制造技術等機械類課程進行整合的一門基礎課程，它向學生提供機械產品使用、設計和制造所需的基本理論、方法和技能。該課程是大學階段培養非機械類學生工程素質的一門重要課程。但目前該課程的設置存在以下幾個問題：①由于在教學過程中沒有建立認同的課程目標定位標準，目前現有的教學方案僅僅是將相關機械類課程內容的簡單組合，教學內容實際是分離的，沒有達到課程綜合的真正目的；②現有的課程教學內容過分強調內容的系統性、完整性，而沒有反映應用型本科教學所要求的“應用型”特點，教學內容過于繁雜；③相關教學內容未能很好地整合，內容重復、前后顛倒、銜接不好等問題不同程度地存在， 不利于學生綜合能力的培養；④未與學生的所學專業相關聯，學生的學習興趣要求不高，學習效果較差，學生的工程素質提高不明顯[1]。

機械工程基礎課程教學改革以鹽城工學院電氣工程與自動化專業為例，以培養電氣工程師能力為本，以工程素質、應用能力和創新能力培養為主線，進行課程教學改革。教學改革中主要體現“一精二重三講四會”的教學原則和方法：一精是指基礎理論教學要精練，以滿足專業課教學所必需的基本理論；二重是指在教學重點上強調基本概念的應用和實踐能力的訓練；三講是指授課上要做到基本概念講清楚，重點內容講透徹，知識點講全面；四會是指教學要求上做到基本理論會運用，基本方法會掌握，基本技能會操作，基本問題會分析解決。

根據我校電氣工程與自動化專業的教學改革目標要求，機械工程基礎作為該專業開設的一門唯一的機械工程類課程，我們對該課程的教學目標設置、教學內容的準備及教學方法的實施等進行了多方面研究與探討，使其符合該專業人才培養要求，提高學生的專業素養。

1.課程教學目標設置

高等教育培養的是生產、建設、管理、服務需要的高等技術應用型人才，在全面推進素質教育的過程中，不僅要加強文化素質，更要注重工程素質教育。因此，將非機械類的機械工程基礎課程性質定位成一門以“機械工程基本素質教育”為主的工程類基礎課，符合工程實際對應用型人才基本素質的要求，也符合我校電氣工程與自動化專業人才培養目標的要求。

機械工程基礎課程是將機械制圖、工程材料、機械原理、機械設計、機械制造等機械設計制造相關內容，經統籌安排、有機結合而成的一門綜合性的技術基礎課程。機械工程基礎作為非機械類專業開設的一門唯一的機械工程類課程，涉及內容廣泛。課程綜合化不僅解決了課時有限的問題，而且使學生對機械工程有一個比較全面的了解。以專業崗位職責需求整合相關教學內容，不求原課程知識體系的完整性和系統性，突出實用性和針對性，注重對機械工程知識了解，理順機械工程知識與專業知識之間的關系，培養學生的橫向擴展能力。

對電類專業而言， 機械工程基礎是一門介紹機械工程有關基本概念、基本理論及基本計算、設計方法的一門綜合性技術基礎課。課程圍繞“機械工程材料”、“工程圖樣表達”、“常用機械傳動裝置”、“常用機械加工方法與機床”幾個典型項目，將與機械設計制造相關的基本內容統籌安排、有機貫通與融合，體現“實用、夠用”為度的原則。力圖用較少的學時側重于對涉及機械工程的有關基本概念、基本理論加以闡述。以理實一體教學為紐帶，以理論教學與現場教學相結合的手段，培養學生學習理論、實踐認識、發現問題、分析問題、解決問題的能力；為后續課程的學習打下堅實基礎。

通過本課程學習，使學生的具有初步工程意識和標準化意識；能用準確、簡明、規范的工程語言表達設計思想和意圖。學生應達到的能力目標確定為：①能初步確認一般機械零件所用的一般工程材料；②能初步繪制和閱讀簡單機械工程圖樣；③了解機器的組成和平面機構的相關知識，了解機械傳動和常用零部件的基本內容；④正確理解機械制造的相關概念，了解常用的機械加工方法，能初步確定零件的成型或加工的基本方法。

2.課程教學內容設計

根據上述的能力培養目標，確定本課程的知識點為：①常用工程材料的性能、牌號及應用；②投影原理、工程圖樣的繪制和閱讀方法；③機械傳動及其常用零部（元）件的工作原理、特點、應用、結構及標準；④零件毛坯的生產、切削加工和成型的基本方法。

本課程內容囊括機械制圖、工程材料、材料熱處理、冷加工和熱加工等機械設計制造相關的諸多內容，如果追求系統的、完整的、嚴密的體系，則勢必引起學時的不適當膨脹，這顯然與“工程素質教育夠用為度”的原則相偏離。所以，我們著力把課程構建成為服從整個專業知識結構體系的需要，并在專業結構中起到恰如其分的作用。因此，在教學設計中對課程內容進行模塊化設計，突破學科教學的系統性和完整性，強化了針對性，針對學生所必須掌握的理論知識和操作技能進行設計。該模式以模塊為教學單位，重視學生綜合職業能力的培養，強調學生主體性，注重提高應用型人才的綜合素質。根據機械工程基礎課程教學目標要求將該課程劃分為機械導論模塊、工程材料基礎模塊、機械制圖基礎模塊、機械設計基礎模塊、機械制造技術基礎模塊。各模塊涵蓋的知識單元內容如表一所示。

各模塊單元內容既相對獨立，自成體系，又相互聯系。學生在完成某一塊內容的學習后，可以形成解決分析某一類機械設計制造方面問題的能力。因此，按照教材內容的完整性和獨立性原則，可劃分出在內容上相互獨立的知識模塊，再根據不同需求組成不同的知識鏈，滿足不同學時、不同專業層次的需要。

3.教學方法探討

機械工程基礎是普及機械合機械工程的基本知識、基本概念和基本內容的課程，涵蓋了機械設計制造過程諸多知識：機械工程材料、工程制圖、常用機構、機械傳動、軸系零部件及機械零件的加工制造等。其特點是內容多、信息量大、實踐性強。教學過程中應注重知識性、科學性、普及性和趣味性，同時力求簡單易懂、易教、易學。因此，在教學過程中可以采取以下策略。

（1）明確與專業的聯系。機械基礎課程是一門普及機械設計制造基本知識的課程，對非機械類學生而言，沒有或較少涉及學生專業方面的知識，使學生誤認為課程內容與專業無關或聯系不大，從而產生不了學習興趣。因此，在導論中說明本課程與所學專業關系，使學生明確本課程在本專業中的地位和作用，消除學生對本課程的誤解。如，對于電氣、自動化專業的學生，要強調機電一體化技術在現代工業產品設計中的地位和發展趨勢，明確電氣控制技術在機械產品中的重要地位。

（2）注重課程的工程應用性。機械工程基礎是一門技術基礎課程，該課程的授課對象是大一學生，尚未接觸相關專業知識。因此，在教學過程中通過實踐認識環節和案例教學，把枯燥的知識與生動形象的生活實例結合起來，培養學生理論聯系實際的思維習慣。授課過程中，通過機械制造工廠或機械實習工廠的參觀實習，使學生對機械工程全局建立初步了解，增加學生的感性認識。如以汽車車窗升降功能，剖析四桿機構，結合自行車的變速裝置，介紹鏈傳動和齒輪傳動及輪系的有關內容，等等，通過系列案例討論和分析，使理論和實際有機結合。

（3）革新課程教學方法。機械工程基礎是一門工程素質培育課程。因此教學過程中要注重普及性和趣味性，激發學生學習熱情。以直觀感知教學方法為主，兼以講授、實際訓練等教學方法，使學生從學習中感受樂趣，感受知識的產生和發展，理解技術的進步。教學過程中所采用多媒體課件應更加形象、具體、動態、直觀。如以滑蓋手機的打開閉合為實例，讓學生理解運動副的形式。以學生非常熟悉的汽車為例，介紹機器的組成：發動機屬于動力執行元件；方向盤、剎車、油門等屬于控制系統；離合器、變速箱、差速器等屬于傳動系統，等等。

4.結語

通過近三年的教學實踐，根據非機械類學生學習特點，在機械工程基礎課程教學中不照搬給機械類學生的講課經驗，準確設置課程學習目標，合理地組織教學內容，在教學手段、方法、策略上勇于創新，教學態度上更加耐心，激發學生興趣，較好地實現教學目標，我校電氣專業學生的機械工程素質較以往有了較大進步。

參考文獻：

[1]包海濤. 應用型本科院校《機械工程基礎》教學改革的研究[J].機械管理開發，2008，（23）.

[2]楊德勇，朱長順. 《機械工程基礎》課程的教學改革[J]. 教育教學論壇，2014，（41）.

[3]張春林，焦永和.機械工程概論[M].北京：北京理工大學出版社，2011.6.