新工科背景下《機械設計基礎》課程的創(chuàng)新研究

張敏 賈文華 賈炳輝

摘 要：《機械設計基礎》的傳統(tǒng)教學模式不能滿足新工科建設的需求，對課程進行創(chuàng)新，采用轉變課程的教學與評價方式，針對不同工科專業(yè)進行課程改革，可以使該課程在新工科建設中充分發(fā)揮基礎性與專業(yè)性的作用，多層次促進新工科的建設。

關鍵詞：新工科;機械設計基礎;創(chuàng)新

0 前言

新工科建設源自國家在新經濟蓬勃發(fā)展的時代背景下，為工程教育強國，推進我國經濟轉型升級而于2017年提出[1]。新工科建設的根本要求是為了培養(yǎng)實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。

《機械設計基礎》是為非機械的工科類專業(yè)開設的一本專業(yè)基礎必修課，開設范圍廣泛，環(huán)境、能源、建筑、化工、電子、控制等工科專業(yè)普遍開設，往往是工科專業(yè)本科生接觸到機械類相關知識的少數(shù)課程之一，是培養(yǎng)新工科人才所需課程的重要組成部分。

1 《機械設計基礎》課程的創(chuàng)新現(xiàn)狀

由于《機械設計基礎》課程在培養(yǎng)新工科人才的基礎性與重要性，國內高校對該課程的創(chuàng)新進行了大量的研究與實踐。包括對課程教學的研究[2]、對課內實驗建設的研究[3]、對引入項目化教學的研究[4]等多種方法，取得了良好的效果。

但新工科建設的內涵極其豐富，并在不斷的進步中，“多樣化”與“卓越型”是建設目標中頻繁出現(xiàn)的詞匯，既包含了對人才知識結構深度的要求，也包括了對廣度的需求[1]。而《機械設計基礎》這門課程具有全面的知識體系與經典而又穩(wěn)固的教學方法，也具有深度與廣度的特性，使之成為工科類專業(yè)的經典專業(yè)基礎課程，應該在很多方面給予新工科人才提供大力支持。但過于全面而復雜的知識體系、有限的課時量、占絕大多數(shù)課時量的教室內理論講授顯然難以適應新工科建設的新要求。最顯著的表現(xiàn)是學生通過該門課程應當掌握機械類基礎知識、原理與設計方法，能認識現(xiàn)有機械，以及更進一步進零部件單選型與設計，但實際上學生往往在面對實際機械類問題時往往不知從何入手，在遇到新工科建設中的校內課題、企業(yè)課題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等項目時無法有效參與，既不能完成項目，也不能提升自己的能力。

2 新工科背景下《機械設計基礎》課程應解決的問題

經過對學生學習狀況與參與新工科建設的過程以及成果的分析，新工科背景下的《機械設計基礎》課程存在以下問題，不利于新工科人才的培養(yǎng)：

（1）掌握課程的程度與有效參與新工科建設的矛盾：《機械設計基礎》的知識體系是極其龐大的系統(tǒng)，其設計理念是依托合理的設計方法，進行原理設計、技術設計、結構設計、工藝設計與測試、分析、評價、改良的過程，想要有效的進行機械設計，對課程的掌握應當是“優(yōu)秀”，能夠融會貫通課程的知識內容，并擁有一定的自學能力;而課程的教學結果往往是多數(shù)學生在“良好”與“及格”的層級，甚至有不少“不及格”，對課程知識的認知僅停留在“及格”層次顯然不能有效服務于新工科建設。

（2）先修與后修課程與本課程嚴重不配套：《機械設計基礎》課程與多門理論與專業(yè)具有有機的聯(lián)系，如課程把《機械制圖》、《理論力學》、《材料力學》、《公差與技術測量》作為的先修課程，很多同學制圖沒學好，同時力學沒學或者不及格就進入的《機械設計基礎》的學習，后續(xù)為深化制造工藝的《機械制造基礎》、與電與控制結合的《機電傳動控制》、提升設計能力與科學性的《現(xiàn)代設計方法》、《機械創(chuàng)新設計》、《可靠性設計》、《優(yōu)化設計》在非機械類工科專業(yè)更是沒有。先修與后修課程與本課程嚴重不配套造成了《機械設計基礎》課程的教學成果停留在基礎性的一知半解上，難以有效服務于新工科建設。

3 如何進一步實現(xiàn)《機械設計基礎》課程的創(chuàng)新

可見，《機械設計基礎》在促進新工科建設方面具有極大的潛力，但其課程體系豐富，主要包含機械原理、機械設計、設計方法、設計前沿等方面的內容，但繁雜的體系形成其經典性的同時也造就了其頑固性，致其在促進新工科建設方面未能提供足夠支持，應當對《機械設計基礎》課程進行如下創(chuàng)新：

（1）轉變課程的教學與評價方式：在教學中以課程參與新工科建設中的項目化教學中，依靠項目中對機械問題的發(fā)現(xiàn)、分析、理解與解決作為掌握與學習重點，在接觸、發(fā)現(xiàn)與解決問題的過程中學習課程。不以考試作為課程的主要評價辦法，使學生從繁雜的知識點與流程性計算中解脫出來，將學生解決工程問題的能力作為課程目標與評價方式。

（2）針對不同的工科類專業(yè)進行課程改革：分析對應工科類專業(yè)的課程與專業(yè)特點，針對該專業(yè)需求對《機械設計基礎》課程進行體系上的修改，使課程適應該專業(yè)的新工科建設特點。如刪除或弱化其他工科專業(yè)較少涉及到的V帶傳動、鏈傳動、齒輪減速器設計、輪系等內容;針對目標專業(yè)強化或增加某些內容，如對控制類專業(yè)，加強螺紋傳動、軸承與聯(lián)軸器等常用零部件的相關內容;對設計類專業(yè)，加強開合機構、自復位機構與加工工藝的內容，最終使該課程服務于對應工科專業(yè)的新工科建設。

4 結束語

《機械設計基礎》的傳統(tǒng)的教學方式不能滿足新工科建設的需要，采用轉變課程的教學與評價方式、針對不同的工科類專業(yè)進行課程改革的方式，進行創(chuàng)新，能夠在新工科建設中充分發(fā)揮課程的基礎性與專業(yè)性的作用，在多個層面促進新工科的建設。

參考文獻：

[1]教育部高等教育司.教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.

[2]吳衛(wèi)平.淺談如何提高非機類學生機械設計基礎教學水平[J].學周刊，2018（28）：6-7.

[3]茅樂，張穎，岳艷麗.機械基礎實驗教學體系分析與研究[J].教育教學論壇，2018（38）：274-275.

[4]徐承意，徐帆穎.項目教學在機械設計基礎教學中的應用研究[J].南方農機，2018，49（17）：157.