強化實踐內(nèi)容的“機械原理”課程設(shè)計教學改革*

唐 斌 ，劉征宏 ，鄭俊強 ，鐘麗瓊

（貴陽學院機械工程學院，貴州 貴陽 550005）

“機械原理”課程設(shè)計是機械類學生必須經(jīng)歷的一個必要的實踐性教學環(huán)節(jié)[1-2]，是培養(yǎng)學生靈活運用所學理論知識的教學手段，也是鍛煉學生通過查閱技術(shù)資料、設(shè)計傳動方案、計算相關(guān)參數(shù)等專業(yè)技能來解決實際工程問題的重要途徑[3-5]。該課程設(shè)計給了學生一次極好的實踐機會，也為學生后續(xù)做畢業(yè)設(shè)計以及將來從事機械類相關(guān)行業(yè)的工作提供了良好的專業(yè)基礎(chǔ)。然而，盡管當下的“機械原理”課程設(shè)計的指導內(nèi)容基本涵蓋了所學理論知識，但傳統(tǒng)的指導模式未能緊跟高等教育改革及機械類工科專業(yè)不斷發(fā)展的步伐[6-7]，選取的研究課題未能與當下亟需解決的實際工程問題完美結(jié)合起來，未能與時俱進[8-9]。基于此，課題組成員結(jié)合貴陽學院“機械原理”課程設(shè)計現(xiàn)狀，提出了對該課程設(shè)計進行教學改革的一些思路和建議，旨在強化實踐內(nèi)容，促進課程設(shè)計與生產(chǎn)實際接軌，提高課程設(shè)計的質(zhì)量。

1 傳統(tǒng)模式“機械原理”課程設(shè)計的不足

課題組成員在參與過多次貴陽學院“機械原理”課程設(shè)計的組織管理工作之后，通過與指導該類課程設(shè)計的其他教師、經(jīng)歷過該類課程設(shè)計的近幾屆學生交流，發(fā)現(xiàn)“機械原理”課程設(shè)計的組織實施工作存在不足，主要體現(xiàn)在下述三個方面。

1）選題陳舊。近些年科技飛速發(fā)展促使機械產(chǎn)品的推陳出新加速，融合機電一體化、人工智能等新興技術(shù)的機械新產(chǎn)品更是層出不窮，然而，貴陽學院“機械原理”課程設(shè)計多年來使用的題目較為陳舊，主要載體還屬于傳統(tǒng)機械，例如干粉壓片機、沖壓式蜂窩煤成型機、自動喂料攪拌機執(zhí)行機構(gòu)、牛頭刨床中的凸輪機構(gòu)等。雖然這類題目涵蓋的設(shè)計內(nèi)容可以達到鍛煉學生基本功的目的，但是大部分題目與生產(chǎn)實踐嚴重脫節(jié)，很多學生畢業(yè)后幾乎接觸不到這類傳統(tǒng)機械，對他們以后從事機械相關(guān)行業(yè)的益處不大。選題陳舊也導致學生興趣不濃厚，從而不重視課程設(shè)計的完成質(zhì)量，未能利用本科學習階段為數(shù)不多的實踐機會最大限度地提升自己的專業(yè)技能。

2）設(shè)計過程實踐性偏弱。目前貴陽學院“機械原理”課程設(shè)計的主要內(nèi)容涵蓋了機構(gòu)運動簡圖繪制、運動學分析及機構(gòu)常規(guī)參數(shù)的相關(guān)計算等，學生在老師提出的幾種機構(gòu)運動方案中選擇一種進行設(shè)計完善，整個設(shè)計內(nèi)容似乎是一道機械原理的課后習題，學生只需根據(jù)“機械原理”教材上的理論知識模板，“按部就班”地進行設(shè)計就基本可以完成設(shè)計任務。此外，學生在設(shè)計過程中未能及時接觸到當代先進的機械設(shè)計技術(shù)及相應的工業(yè)設(shè)計軟件，未能在設(shè)計過程中綜合鍛煉所學的其他專業(yè)課知識，尤其是至關(guān)重要的制圖實踐未能在課程設(shè)計中得到體現(xiàn)，整個過程缺乏真正意義上的實踐，這不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、大局觀及整體的工程意識。

3）指導管理及評價考核方式不合理。因?qū)W生學習任務繁重，教學資源緊張，“機械原理”課程設(shè)計的指導時間被安排在學生課余時間或周末，也沒有固定的教室，指導老師只能利用學生零散的時間與學生約定地點進行指導，這很大程度上影響了學生的積極性及課程設(shè)計完成的質(zhì)量和效率。此外，課程設(shè)計任務采取分組方式，每組5～10 人共同完成一個課程設(shè)計，盡管分配給每個學生的任務較為合理，然而執(zhí)行過程管理并不嚴格，部分學生在參與過程中存在“渾水摸魚”的可能，導致對學生的考核評價缺乏公平，指導老師往往注重每組提交的“課程設(shè)計說明書”的整體質(zhì)量，而忽視了某些學生在整個課程設(shè)計實踐過程中付出的努力和成績。指導管理及評價考核方式的不合理不僅縱容了部分學生的“惰性”，更是讓“機械原理”課程設(shè)計這種為數(shù)不多的專業(yè)實踐機會失去實踐的意義，浪費教學資源。

2 強化實踐內(nèi)容的課程設(shè)計教學改革

針對傳統(tǒng)模式“機械原理”課程設(shè)計的不足之處，課題組成員結(jié)合貴陽學院課程設(shè)計現(xiàn)狀、當下機械行業(yè)發(fā)展需要及自身企業(yè)工作經(jīng)驗，提出了幾點關(guān)于“機械原理”課程設(shè)計教學改革的思路或建議，旨在強化實踐內(nèi)容，以培養(yǎng)學生積極性，促進教學實踐與生產(chǎn)實際接軌，提高學生專業(yè)素養(yǎng)。具體改革措施如下。

1）選題結(jié)合真實課題。為使課程設(shè)計內(nèi)容與生產(chǎn)實際接軌，指導老師在選題時應盡量結(jié)合真實課題，選取貼合行業(yè)應用背景和具有研究意義及發(fā)展前景的課程設(shè)計題目，豐富課程設(shè)計的知識面。一方面，選題可以嘗試結(jié)合指導老師自己的科研或教改項目、企業(yè)項目，從中萃取分解多個適合學生研究的課題[10]，如此不僅能激發(fā)學生的興趣和參與課題設(shè)計的積極性，還能讓學生深入了解行業(yè)發(fā)展需要、針對性地鍛煉自身專業(yè)技能，并為將來的就業(yè)做好提前規(guī)劃；另一方面，選題可以結(jié)合機械本科生的實踐比賽課題，諸如“挑戰(zhàn)杯”“全國大學生機械設(shè)計創(chuàng)新大賽”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“3D打印大賽”等實踐類比賽項目與課程設(shè)計的實踐教學目標都有較好的契合之處，如此可以引導學生在課程設(shè)計任務中注重創(chuàng)新設(shè)計意識的培養(yǎng)、加強工程實踐的訓練，鼓勵學生踴躍參加課外科技活動，為培養(yǎng)行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀人才創(chuàng)造條件。

2）設(shè)計過程增加制圖實踐內(nèi)容。對于機械類學生來說，看圖制圖是將來從事任何機械相關(guān)工作的必備專業(yè)技能，因此，可以嘗試將制圖實踐融合在課程設(shè)計過程中，鍛煉學生基本專業(yè)技能的同時可以改善貴陽學院“機械原理”課程設(shè)計內(nèi)容偏簡單、實踐性偏弱的問題。“機械制圖”課程是本科生大一學習的科目，增加制圖實踐內(nèi)容并不會增加課程設(shè)計的難度。此外，考慮到“全國大學生機械設(shè)計創(chuàng)新大賽”這類實踐類比賽也被組委會要求提交主要設(shè)計圖紙，因此，課程設(shè)計過程增加制圖實踐內(nèi)容也是一舉兩得。具體做法可以在課程設(shè)計說明書中要求學生增加一章內(nèi)容，即關(guān)鍵零部件的工程圖樣或二維圖紙，并要求對圖紙技術(shù)要求作出解釋說明。

3）嚴格管理和考核，注重學生實踐能力。為了讓學生的課程設(shè)計有部分集中的時間段和固定的教室進行，可以嘗試調(diào)整教學安排，嚴格管理課程設(shè)計的組織工作。此外，課程設(shè)計仍可采取分組方式，但需對每個學生制定獨立的課程設(shè)計任務，針對每個學生的任務細節(jié)制定相應的評價指標，并嚴格把控各個環(huán)節(jié)的考核標準，使最終的考核結(jié)果更合理。再者，評價考核體系應注重過程，注重學生實踐能力評分的占比。例如收集文獻資料的能力、方案選取和制定的能力、與真實課題的融合度、同組之間合作的效率、制圖實踐能力等，都可以成為評價考核指標。如此既可以引起學生對自身實踐能力的重視，又可以使強化實踐內(nèi)容的課程設(shè)計教學改革形成閉環(huán)，起到真正的實踐效果。

3 結(jié)束語

“十三五”以來，機械行業(yè)加快與新一代信息技術(shù)、先進制造技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)深度融合，推動了傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代，高等院校實踐類課程更應緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，不斷革新，貼合實際。“機械原理”課程設(shè)計作為機械專業(yè)學生重要的實踐項目，改變傳統(tǒng)的指導模式勢在必行，新的指導模式需要強化課程設(shè)計的實踐內(nèi)容，注重學生實踐能力的培養(yǎng)。本研究根據(jù)貴陽學院“機械原理”課程設(shè)計的實施情況現(xiàn)狀，結(jié)合當下行業(yè)發(fā)展及機械人才的需求，提出了一些關(guān)于強化實踐內(nèi)容的“機械原理”課程設(shè)計教學改革的想法和建議，期望提高貴陽學院課程設(shè)計的質(zhì)量和學生的專業(yè)技能。