應用型課程探索與實踐

職山杰 莫棟成

摘 要 為了實現應用型人才的培養，服務區域經濟發展，本文從實際教學出發，分析了存在的問題，從教學目標改革、教學內容改革、教學方式等四個方面闡述了機械設計應用型課程建設思路。

關鍵詞 應用型課程 機械設計 探索 實踐

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.12.029

Abstract In order to realize the cultivation of application-oriented talents and serve the development of regional economy， this paper analyzes the existing problems from the practical teaching， and expounds the construction ideas of the application-oriented curriculum of mechanical design from four aspects of teaching objective reform， teaching content reform and teaching method.

Keywords applied curriculum; mechanical design; exploration; practice

蘇州大學應用技術學院是一所面向地方、服務區域經濟發展的應用型大學，以建設特色鮮明的高水平應用技術大學為愿景，以培養具有創新思維、實踐能力和職業素養的高層次應用型人才為使命。為了推動學科專業建設與產業轉型升級相適應，促進應用型人才培養模式改革，我院積極開展應用型課程建設，2018年5月我院立項了11門應用型課程建設項目，機械設計是學院首批應用型課程建設項目之一。

1 存在的問題

機械設計是我院機械類專業的主干課程之一，[1-3]是學生從通識課程、基礎課程學習轉向專業課程學習的橋梁。它以機械制圖、機械原理、工程力學、公差與配合等基礎課程為理論依托，通過學習各種通用零件設計計算方法以及相關理論公式來解決工程實際問題。該課程知識綜合性強、實踐能力要求高，是機械類專業學生的必修課程，對學生后期專業發展起一定作用，但現有的機械設計課程教學存在著一些問題：

（1）重視課堂教學，忽視實踐環節?，F有的學時分配中機械設計為48課時純理論教學，2周機械設計課程設計。實踐環節無法和理論環節有機融合，且課程設計題目以傳統的二級齒輪減速器為主，學生缺乏主觀能動性、忽略了學生創新能力的培養。

（2）注重知識的講授，忽略能力的培養?，F有機械產品多為多種零件類型的裝配體，對技術人員的綜合分析能力及創新設計能力提出了更高的要求。傳統的機械設計教學過程中，以教師課堂講授為主，注重機械設計相關知識的傳授，忽視了對學生實踐能力、綜合能力的培養。學生處于被動接收知識的狀態，無法全面激發學生的創新意識、實踐能力。

（3）考核評價方式單一。目前機械設計課程以期末筆試的形式對學生學習效果進行考核?？己藘热菀詴局R為主，學生重視課堂知識的記憶、簡單計算，忽視了在工程實際中的運用。

2 應用型課程改革

應用型課程改革以項目式教學法為依托，突出學生能力的培養，把傳統的知識點打亂、重組、融入每個項目中，學生在實踐中掌握知識、鍛煉能力。

2.1 教學目標改革

應用型課程教學改革的重點在于培養學生的實踐能力，不限于對書本知識的簡單掌握。通過機械設計課程的學習，學生應初步具備選用、分析基本機構和常用機械零件的設計、選擇與裝配能力，通過實踐訓練使學生具備設計一般機械傳動和連接裝置的實踐能力，解決實際生產中的問題。通過本課程的學習之后，學生需扎實掌握基本理論、能完成一般機械結構設計、具備機械工程師的基本素養。

2.2 教學內容改革

應用型課程教學內容需以一個個由簡單到復雜的項目形式呈現，由每個項目所需知識點來決定教學內容，而不是根據課本章節來決定教學內容。教師在授課時要注意項目的選取，所有項目需完全覆蓋本課程的重要知識點，防止因應用型課程改革帶來的知識點缺失。教授機械設計的教師都是有工程師的工作經歷，將之前工作中的典型案例經過整理編排后，引入到課堂教學中。例如，將動力平板運輸車中的回轉支承的螺栓組連接作為一個課堂案例，讓學生通過項目設計掌握受傾覆力矩螺栓組的連接設計，并讓學生把螺栓組設計的裝配圖畫出來，在這個過程中，學生自然就把結構設計、螺栓強度級別、防松設計、長度選取、國標代號、安裝維修等除了受力計算以外的更多的知識點都能掌握到。引入豪華動力機車的傳動系統設計為案例，大大引起同學們的學習興趣，讓學生設計出帶傳動和鏈傳動的兩種方案，并把兩種方案放在一起進行對比，讓學生掌握兩種傳動在本質上的區別和各自的優缺點，讓學生體會到設計產品除了考慮傳動本身的性能需求外，還要考慮到機器整體的舒適性、經濟性、可靠性、維修性等方面。還引入了動力平板運輸車的方向機的案例設計，讓學生掌握軸承和軸類零件的設計，以及產品設計要根據用戶需求進行不斷的升級迭代、改進完善。讓學生首先設計出最基本的方案，實現車輛的轉向轉角控制第一代產品。然后提出方向機轉角度限位要求，讓學生在原有設計方案的基礎上進行改進，增加轉向的限位系統。之后又提出要有停車車輛方向有保持功能，防止重新啟動后轉向機構隨意動作，根據此要求，讓學生再更改設計，增加方向機的離合控制機構，實現停車后無意轉動方向盤不會引起車輛重新啟動后輪組的隨動情況。最后，又提出方向機的阻尼要可控，實現轉向誤差較大時，方向機的阻力矩應當增加，當轉角誤差超過一定值時，方向被鎖住，根據這項要求，讓學生增加能控制方向機轉向阻力的阻尼器，最終完美實現各種用戶需求。這個方向機的案例讓學生不僅掌握了軸類零件的基本設計要求，還學習到機械設計循序改進的設計要求。

另外，豐富課外學術活動、組建專業社團、參加各類科創賽事等也是機械設計課程教學內容改革的方法之一，我院機械專業學生參加中國大學生機械工程創新創意大賽、江蘇省機器人大賽、機械創新設計大賽等重要賽事均獲得了不錯的成績，學生團隊研發的水上環衛機、智能喂蝦機等均為機械設計課程的延伸與拓展。各類科創活動強化了實踐能力的培養、磨煉了意志，鍛煉了團隊協作能力，設計分工、技術管理等方面的綜合能力，為今后走上工作崗位奠定了基礎。

2.3 教學方式改革

以學生為中心的教育理念自20世紀60年代由美國人本主義創始人卡爾 羅杰斯率先提出后，很快被各高校高度重視和普遍引用。其理念價值更多地體現在于學生的過程化學習，而不是教師的機械式教學。進入以高增長、新技術、全球一體化為特征的新經濟時代，教育教學改革從片面強調以教師為中心逐漸回歸到追求以學生為中心的本真，強調培養學生綜合能力、工程項目實踐能力已成為各高校教育教學改革的共識和新方向。

在機械設計的教學中需要轉變滿堂灌的教學方式，引導學生自主學習。例如在螺紋連接章節，通過回轉支承螺栓連接、液壓油缸端蓋螺栓連接、鋼箱梁螺栓連接、傳動法蘭螺栓連接的區別引入不同工況下螺栓的選型、載荷傳遞方式、強度計算、螺栓擰緊力矩、防松及螺母等設計內容。將學生分為4個討論小組，教師講解完相關理論知識后進行各類螺紋組連接的具體設計，由學生被動學習轉變為主動學習，教師負責答疑。在傳動系統的項目設計學習過程中，是把相同的設計目標參數要求提供給學生，同一項設計案例，學生分為兩組，分別采用不同的設計方案。例如在豪華機車傳動系統設計方案中，兩組學生分別選用帶傳動和鏈傳動的設計方案，然后兩組學生分別拿出自已的設計計算結果進行比較辯論，說出各自設計方案的優勢，并相互學習對方的優點，改進不足，最后教師進行總結點評。

在課堂教學之外，以學生為中心，也可以開展第二課堂，以國家和省級機械設計創新大賽為載體，鍛煉學生的實踐能力與綜合素質。

2.4 學習成果評價改革

課程考核制度始終圍繞考察學生的過程化學習成果進行設計和制定并以此督促學生學習、提高教學質量。以往的課程考核主要是采用期末的卷考試為主，多側重于考查學生對某章節某一知識點記憶的效果，對考核的內容及對象缺乏一定的廣泛性和多樣性。課程考核制度應圍繞課程目標而制定，其核心在于通過閉環反饋來突顯問題所在，保證學生學習成效。課程考核目標不同，其評價方式也不同。其中，關于各章節基礎知識部分，以期末書面考試的形式進行，主要涉及：螺紋、鍵等連接部件的設計計算，帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動部件的設計計算，軸承和軸類零件的設計計算;針對學生課堂上呈現的問題分析及溝通表達能力，通過PPT成果匯報和小組討論的方式展示并予以一定的評價;對于個人工程項目實操能力，以小組團隊為單位，采用提交項目作品的形式，重點評價項目機器或部件總成的設計功能實現，項目產品的結構工藝性和經濟性評價，主要部件設計計算資料的整理和項目小組對機器的發布說明和答辯情況等方面的能力。這種考核方案，既覆蓋了應用的書面計算為主的知識點的考察，又避免了一考定終生，高分低能的情況，能讓學生掌握和體會項目設計的整體過程，更加貼近設計工程師的工作過程，取得良好的學習效果，最終實現了以學生的學習效果來評價課堂教學成效的目標。

3 結語

本文分析了目前機械設計課程存在的一些問題，圍繞應用型課程建設，從教學目標改革、教學內容改革、教學方式改革等方面做了闡述，從實際教學出發，為提高學生實踐能力進行了有益探索。

基金項目：2018年度蘇州大學應用技術學院教改項目（JG2018001）

參考文獻

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