席本強 王 琦 曲 輝

遼寧工程技術(shù)大學(xué) 遼寧阜新 123000

機械原理課程設(shè)計的創(chuàng)新型教學(xué)模式*

席本強 王 琦 曲 輝

遼寧工程技術(shù)大學(xué) 遼寧阜新 123000

機械原理課程設(shè)計是機械原理課程教學(xué)的重要實踐性環(huán)節(jié)，教學(xué)中采用應(yīng)用創(chuàng)新型教學(xué)模式是大勢所趨。學(xué)生先修課技能準備不足，學(xué)時有限，而教學(xué)所要求的訓(xùn)練任務(wù)量較重，這些成為阻礙該課程教學(xué)向創(chuàng)新型模式改革的突出障礙。本文采用教師引導(dǎo)與學(xué)生自主選題相結(jié)合的選題方式，采用以3～5人的創(chuàng)新團隊為主體的過程管理模式，應(yīng)用研究性開放式的教學(xué)模式，對學(xué)生因材施教，取得了較好的教學(xué)效果。

機械原理；教學(xué)改革；課程設(shè)計；創(chuàng)新能力

機械原理課程設(shè)計是高等工科院校機械類課程中最適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一門課程，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械原理課程所學(xué)理論知識、技能和解決實際問題的能力，是學(xué)生獲得工程技術(shù)訓(xùn)練的必不可少的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。根據(jù)《高等工科院校機械原理課程教學(xué)基本要求》的精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造設(shè)計、開拓能力應(yīng)作為課程設(shè)計的主線。目前，各高校對機械原理課程設(shè)計的教學(xué)改革都十分重視，而且重點都轉(zhuǎn)移到如何進一步提高設(shè)計的內(nèi)容、方法和組織型式的創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性熱情中來。

目前，我校在機械原理課程設(shè)計教學(xué)中遇到的突出問題：

1.學(xué)時相對較少，《高等工科院校機械原理課程教學(xué)基本要求》規(guī)定，機械類(含近機類)專業(yè)課要安排“機械原理課程設(shè)計”，單獨設(shè)課。現(xiàn)在各校一般安排1～1.5周學(xué)時，我校安排1周學(xué)時。創(chuàng)新型機械原理課程設(shè)計教學(xué)要求學(xué)生既完成典型機構(gòu)運動分析、力分析及機構(gòu)運動尺寸確定等基礎(chǔ)知識和基本技能的訓(xùn)練，同時還要求學(xué)生創(chuàng)造性地對某一簡單機械系統(tǒng)獨立地進行運動方案確定和對其中的某些機械進行設(shè)計，對于二年級在校本科生而言，在1周時間內(nèi)完成是十分困難的，也就是說絕大多數(shù)學(xué)生將完不成這兩項要求。

2.選題方式難以確定，指導(dǎo)教師命題易束縛學(xué)生思維，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生自主選題有時則過于簡單或過于復(fù)雜，過于簡單達不到課程設(shè)計的技能訓(xùn)練要求，復(fù)雜又難以完成。

3.實際設(shè)計中易發(fā)生訓(xùn)練重點的轉(zhuǎn)移，由于解析法的運用，大量計算將通過計算機編程求解，求解過程較機械類專業(yè)學(xué)生計算機語言課上訓(xùn)練的內(nèi)容要復(fù)雜很多，所以多數(shù)學(xué)生不具備獨立完成編程求解的能力，他們不得不把幾乎全部精力都放在提高計算機編程能力上，這樣使機械原理課程設(shè)計變成了計算機語言課的訓(xùn)練，而不是進行機構(gòu)分析與綜合的訓(xùn)練。

4.設(shè)計過程難以管理，由于學(xué)生先修課的知識及能力參差不齊，加之課程設(shè)計中題目較為相似，能力稍差的學(xué)生在設(shè)計過程中難免拷貝和抄襲，而且對指導(dǎo)教師而言又難以控制。

長期以來，我校在機械原理課程設(shè)計中嘗試過很多教學(xué)改革，積累了一定的實踐經(jīng)驗，本文旨在探索一套較完整且可行的適合我校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略目標的機械原理課程設(shè)計創(chuàng)新型教學(xué)模式。

一、進一步明確機械原理課程設(shè)計教學(xué)的具體目標

概括地講，機械原理課程設(shè)計的教學(xué)目標有2個，一是對機械原理課程中所學(xué)的知識鞏固、訓(xùn)練和提高，二是通過課程設(shè)計培養(yǎng)機構(gòu)綜合能力、利用計算機解決工程實際問題的能力、自學(xué)能力以及創(chuàng)新能力等4個方面的能力。

要完成上述目標，一個最完整的訓(xùn)練過程應(yīng)該是由學(xué)生自己(或在教師指導(dǎo)下)自由擬定題目，確定目標產(chǎn)品(機構(gòu))，再根據(jù)目標產(chǎn)品(機構(gòu))的功能需求，對所學(xué)常用機構(gòu)進行選型和組合，確定該機構(gòu)的實現(xiàn)方案，再經(jīng)過機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)分析，確定機構(gòu)中各構(gòu)件間的運動學(xué)尺寸及參數(shù)，最后形成機構(gòu)運動簡圖，即完成機構(gòu)的總體方案設(shè)計。

目前國內(nèi)高校對機械原理課程設(shè)計的選題一般采用兩種做法：一種是選用已有的典型機械(如牛頭刨、壓床等)，進行比較系統(tǒng)的運動分析、力分析等，可以使學(xué)生加深對機械原理課程各章節(jié)的理解和掌握；另一種是通過對某一簡單機械系統(tǒng)由學(xué)生獨立地進行運動方案確定和對其中的某些機械進行設(shè)計，并著重于通過課程設(shè)計使學(xué)生的創(chuàng)造能力得到培養(yǎng)。而實際上這兩方面的要求都是機械原理課程設(shè)計所要完成的任務(wù)。以前由于課時有限只能兩者選其一，而不能兼顧。

因此，在有限的學(xué)時內(nèi)，如何完成課程設(shè)計的全部訓(xùn)練目標，就成為創(chuàng)新型機械原理課程設(shè)計要解決的首要問題。

二、探尋適合我校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略目標的機械原理課程設(shè)計創(chuàng)新型教學(xué)模式

為了解決上述矛盾，我們在機械原理課程設(shè)計的教學(xué)過程中不斷地嘗試新的模式，實踐證明，學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力普遍提高，取得了一定的效果。具體做法是：

1.選題方面，采取教師引導(dǎo)與學(xué)生自主選題相結(jié)合的方式

指導(dǎo)教師根據(jù)指導(dǎo)書介紹選題的一般方法，規(guī)定幾個大的方向，再提出具體要求，如機構(gòu)選型中要用到幾類機構(gòu)。然后學(xué)生在一天時間內(nèi)尋找題目，制定出初步的運動方案，經(jīng)學(xué)生分組討論后交由指導(dǎo)教師修改和確認，對于選不出題的學(xué)生也不打消其積極性，而是由指導(dǎo)教師為其指定一個題目，確保每名學(xué)生訓(xùn)練到機械原理課程教學(xué)中所要求的基本技能和進一步鞏固基本知識。

2.訓(xùn)練內(nèi)容方面，既要體現(xiàn)設(shè)計的完整性又要重點突出

在課程設(shè)計期間，學(xué)生的主要任務(wù)都是通過一個機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計來體現(xiàn)，所有的分析、計算與作圖都圍繞這一任務(wù)來進行。但是機械原理課程設(shè)計，應(yīng)該以機械原理課程教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，把設(shè)計過程中的主要精力放在對機構(gòu)的分析與綜合上。

3.過程管理方面，既重視團隊協(xié)作又要每個學(xué)生獨立完成訓(xùn)練目標

要完成課程設(shè)計的全部目標要求，總的任務(wù)量太重，如果要求學(xué)生在1～1.5周內(nèi)獨立完成，對每個學(xué)生都是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。因此在過程管理中，不能一味強調(diào)獨立完成，應(yīng)該鼓勵學(xué)生開展交流與協(xié)作，共同完成設(shè)計任務(wù)。我們的做法是，在課程設(shè)計布置任務(wù)時根據(jù)自愿的原則將學(xué)生分成3～5人的創(chuàng)新團隊，選題階段，由團隊集體確定一個題目，而且在選題階段，團隊成員還可以根據(jù)需要進行調(diào)整。題目選定后，團隊每個成員都必須有獨立的任務(wù)要完成，而且這些任務(wù)將作為最后考核該學(xué)生成績的主要依據(jù)。指導(dǎo)教師審核學(xué)生選題時，不僅審核題目及方案的合理性，還要審核任務(wù)分配的合理性。

現(xiàn)代社會中，無論是政府機關(guān)還是企事業(yè)單位，幾乎各行各業(yè)都離不開團隊協(xié)作。這種以創(chuàng)新團隊為主體的課程設(shè)計模式，使學(xué)生在設(shè)計期間既分工又合作，對學(xué)生獨立工作能力和團隊協(xié)作能力都是一個良好的鍛煉，有利于學(xué)生盡早適應(yīng)將來工作。

由于團隊共同完成一個題目，每個人所分配的任務(wù)相對減少，學(xué)生就有充裕時間完成設(shè)計任務(wù)。同時對設(shè)計中每一個訓(xùn)練環(huán)節(jié)都參與和進行了充分的思考，所以達到了設(shè)計目標，又解決了時間緊任務(wù)重的矛盾。

4.任務(wù)要求方面，既保證一般要求又因材施教

課程設(shè)計的基本要求是完成機構(gòu)分析與綜合等基本訓(xùn)練目標，在此基礎(chǔ)上再強調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。由于學(xué)生的能力千差萬別，有時各有所長，所以在創(chuàng)新任務(wù)要求上不能一概要求，而應(yīng)因人而異，因材施教。由于這種創(chuàng)新團隊為不同能力水平的學(xué)生提供一個共同參與的平臺，每個學(xué)生都能充分開發(fā)創(chuàng)造性思維，發(fā)揮自己特長，這樣激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，因此在很大程度上杜絕學(xué)生拷貝和抄襲現(xiàn)象。

機械原理課程設(shè)計的教學(xué)最適合應(yīng)用研究性開放式教學(xué)模式，在課程設(shè)計期間，學(xué)生綜合利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等各種資源，收集整理資料，運用現(xiàn)代創(chuàng)新技法，科學(xué)選題。設(shè)計期間同學(xué)相互協(xié)作，共同研究和學(xué)習(xí)。課程設(shè)計結(jié)束后，教學(xué)過程并未就此結(jié)束，而是把教學(xué)延伸到課堂以外，對一部分題目跟蹤指導(dǎo)，進一步完善，逐漸形成作品參加各種比賽，或者申報國家專利。

三、結(jié)束語

機械原理課程設(shè)計的具體任務(wù)是完成機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計，而總體方案設(shè)計階段又是機械設(shè)計的一個重要階段，也是最能體現(xiàn)創(chuàng)新性的一個階段。

機械原理課程設(shè)計的創(chuàng)新型教學(xué)模式,在一定程度上解決了我校該課程教學(xué)中的突出問題,從實際教學(xué)效果來看有了明顯改善,切實讓每名學(xué)生都得到了一定程度的鍛煉。部分學(xué)生的作品參加了校機械設(shè)計大賽、省機械設(shè)計大賽并獲得了獎項,還有一部分作品申報了國家專利。學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。

[1]李秀春，秦志鈺.機械原理課程設(shè)計改革探討[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2008，6

[2]師忠秀，王繼榮.機械原理課程設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003

[3]裘建新.我國高校機械原理課程設(shè)計的教學(xué)改革[J].高等學(xué)校理工科教學(xué)指導(dǎo)委員會通訊，2005，5：18

[4]王湘江，林國湘，鄒樹梁.機械原理課程設(shè)計教改實踐[J].建材高教理論與實踐，2000，2

Research and practice in creative teaching mode of course design on theory of machines and mechanisms

Xi Benqiang, Wang Qi, Qu Hui
Liaoning technical university, Fuxin, 123000, China

Course design on theory of machines and mechanisms is an important practical aspect of the course of theory of machines and mechanisms, and there is a tendency towards creative teaching. For the inadequate knowledge of the preview courses, the inadequate time, and the heavy task may be the main obstacle of the reform towards creative teaching. In this paper, the mode of choosing topics is in a way of combining of teachers’guide and student self-selection. The creative team of the course design is formed, the number of the team can be 3 to 5, and in this team students can fulfill their tasks together. Using the opening researching teaching mode, teaching bases their abilities, and a better effect of teaching is achieved.

theory of machines and mechanisms; teaching reform; course design; innovation ability

2010-06-18

席本強，碩士，副教授。

*本文系遼寧工程技術(shù)大學(xué)“應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”課題(YB084076)。