郭維城　王琳　劉小琨　張陳

摘 要 結(jié)合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)特點，對機械設(shè)計基礎(chǔ)從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法、考核方式等方面進行了改革嘗試。提出以學(xué)生工程能力為導(dǎo)向的機械設(shè)計基礎(chǔ)實踐教學(xué)模式，旨在提高學(xué)生綜合運用材料力學(xué)、理論力學(xué)、工程材料、機械制圖、機械原理、機械設(shè)計等相關(guān)知識來進行產(chǎn)品設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生具有產(chǎn)品創(chuàng)新能力和解決生產(chǎn)實踐問題的能力。

關(guān)鍵詞 工程實踐能力 導(dǎo)向 改革 實施

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.01.047

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程普遍存在的問題有：教材章節(jié)相互獨立，不能使所學(xué)知識形成系統(tǒng)；多媒體只能起到演示作用，與真正的操作相差較遠；實踐學(xué)時少，理論與實踐不能及時結(jié)合，學(xué)生枯燥，沒有積極性；學(xué)生的工程能力，團隊協(xié)作意識，主動分析問題、解決問題的能力不強；教師對課程改革的手段、措施欠缺，照本宣科的教學(xué)方式很難調(diào)動學(xué)生的主觀能動性；學(xué)生創(chuàng)新意識欠缺。

綜上所述，本文提出以學(xué)生工程實踐能力為導(dǎo)向的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革與實施研究。該研究的特點，一是在教學(xué)模式上，為學(xué)生營造自由發(fā)展的氛圍；二是在教學(xué)方法上，為學(xué)生營造自主探究的環(huán)境；三是在教學(xué)手段上，組織豐富多彩的競賽活動，展示設(shè)計成果，吸引更多人參與其中；四是在考核方式上，多種考核形式并存，注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)。

1 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革內(nèi)容及目標(biāo)

1.1 具體改革內(nèi)容

（1）改革課程教學(xué)模式，設(shè)置有利于學(xué)生自由發(fā)展的教學(xué)環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生“主動參與”的教學(xué)模式，教師在課程教學(xué)初期提出目標(biāo)，如以往屆“機械創(chuàng)新設(shè)計競賽” 為主題，并明確目標(biāo)完成質(zhì)量，將納入期末考核并給定所占總成績的比例，一般不應(yīng)大于50%；學(xué)生自行提出任務(wù)，3人一組自由組隊，尋找方法，教師在目標(biāo)提出約兩周后組織學(xué)生對任務(wù)進行答辯，對任務(wù)進行客觀、準(zhǔn)確評價，指出下一步學(xué)習(xí)的重點；在學(xué)期中組織“機構(gòu)創(chuàng)意搭接”活動，在學(xué)期末組織“機構(gòu)設(shè)計及動力學(xué)仿真”活動，激發(fā)學(xué)生熱情。課程教學(xué)模式不局限于教師課堂講授，可以是學(xué)生任務(wù)匯報、教師指導(dǎo)答疑、活動演示等多種形式并存。

教師引導(dǎo)：提出目標(biāo)、不規(guī)定任務(wù)；不規(guī)定方法；督促實施、解答疑問。學(xué)生主動參與：明確目標(biāo)，提出任務(wù)；尋找方法；邊學(xué)邊干，完成實踐。

（2）改革課程教學(xué)方法，營造學(xué)生自主探究的環(huán)境。引導(dǎo)學(xué)生“主動參與”的教學(xué)方法，教師在課程講授過程中取材以教材為線索，又不局限于教材，在學(xué)生自行尋找的任務(wù)中，找到具有共性的問題，引入課堂；在各章節(jié)圍繞技術(shù)的發(fā)展，增加新的內(nèi)容；不拘泥于程式方法的符合度，看重對方法（路徑）的找尋過程，看重結(jié)果的創(chuàng)新度。

（3）改革課程考核方式，重點以考核學(xué)生能力為主，多種考核形式并存，客觀準(zhǔn)確評價學(xué)生成績。打破傳統(tǒng)的以考核學(xué)生對書本知識掌握程度的限時書面考試方式，傳統(tǒng)考試方式會使學(xué)生臨時抱佛腳，放松平時的學(xué)習(xí)。加強對平時任務(wù)完成情況考核、對組織活動參與情況考核、對實驗室開放參與程度考核，加大平時考核在綜合成績中所占的比重，在一定程度上促使學(xué)生重視平時各個教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變成循序漸進的過程，防止學(xué)生考前的突擊應(yīng)付，提高平時學(xué)習(xí)的自覺性和主動性，考試題目增加一定量的設(shè)計型題目，強調(diào)工程背景，克服傳統(tǒng)考試中題目的限時性、定向性、唯一性、單純性的弊端，著意考察學(xué)生綜合運用知識解決實際問題和創(chuàng)新思維的能力。

（4）改革課程對應(yīng)集中性實踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容，將任務(wù)從課內(nèi)延伸至課外。多數(shù)作品可作為課程設(shè)計繼續(xù)研究，豐富課程設(shè)計內(nèi)容；部分作品可作為畢業(yè)設(shè)計題目深入分析；優(yōu)秀作品可參加遼寧省機械創(chuàng)新設(shè)計大賽。

1.2 改革目標(biāo)

通過課堂講授與學(xué)生自主實踐，培養(yǎng)學(xué)生具有：（1）根據(jù)目標(biāo)范圍找尋社會需求提煉課題的能力；（2）對于機械工程問題進行系統(tǒng)表達、建立模型、分析求解和論證的能力；（3）獨立創(chuàng)新設(shè)計機械系統(tǒng)與零部件的能力；（4）在團隊中工作、與他人合作的能力。

2 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革實施方案

學(xué)生的學(xué)習(xí)分別通過若干個學(xué)習(xí)任務(wù)來完成，每個任務(wù)均要求學(xué)生通過小組動手實踐直接掌握實踐知識。在實踐中遇到了問題，又使學(xué)生對理論的學(xué)習(xí)變成內(nèi)在需要。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)理論之時，又通過實踐鞏固理論知識，從而使理論知識學(xué)習(xí)與實踐知識學(xué)習(xí)有機地結(jié)合在一起。以學(xué)生“主動參與”為中心，進行各方面能力的培養(yǎng)與鍛煉，每個任務(wù)都是一個完整的工作過程，是一個獲取信息—制定計劃—做出決定—實施計劃—檢查控制—評定反饋的過程。具體實施方案見圖1。

3 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革成效

3.1 組織與課程密切相關(guān)的教學(xué)活動

在2013/2014學(xué)年第二學(xué)期，對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程進行了改革的嘗試，涉及三個班級。在課程前半部分常用機構(gòu)理論內(nèi)容講解完，組織學(xué)生開展“首屆機構(gòu)創(chuàng)意搭接競賽”活動。

3.2 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革取得成果

共收集作品32件，分別是：顎式破碎機、飛機起落架、活塞泵、壓蓋機、蛋糕切片機、汽車雨刷器、印花機、臺式電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)、帶式輸送機、鶴式起重機、攝影升降臺、機器人腿部機構(gòu)、車載起重機、多連桿式獨立懸掛機構(gòu)、機械手手指機構(gòu)、精壓機機構(gòu)、縫紉機踏板機構(gòu)、機械手手臂機構(gòu)、篩料機機構(gòu)、內(nèi)燃機、活塞泵、插床插削機構(gòu)、帶傳動傳送機構(gòu)、飛剪機構(gòu)、后備箱開啟閉合機構(gòu)、單缸四沖程內(nèi)燃機、牛頭刨床機構(gòu)、門式起重機、振動篩料機、挖掘機、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括：設(shè)計任務(wù)書、答辯PPT、機構(gòu)搭接視頻、活動總結(jié)。評選出特等獎1項，一等獎3項，二等獎6項，三等獎6項。其中，單缸四沖程內(nèi)燃機獲特等獎；顎式破碎機、后備箱開啟閉合機構(gòu)、牛頭刨床機構(gòu)獲一等獎；飛機起落架、汽車雨刷器、攝影升降臺、精壓機機構(gòu)、插床插削機構(gòu)、飛剪機構(gòu)獲二等獎；活塞泵、壓蓋機、門式起重機、振動篩料機、挖掘機、洗瓶器獲三等獎。

4 結(jié)語

從改革實施效果看，師生交流加強，學(xué)生學(xué)習(xí)自主性有所提高；設(shè)計獨立完成，無法抄襲；全體學(xué)生參與小組共同設(shè)計，加強了與人合作意識，獲得了團隊工作經(jīng)驗；部分作品可作為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計題目繼續(xù)深入研究，課內(nèi)成果延伸到課外。

該研究使實踐教學(xué)與理論教學(xué)有機結(jié)合，以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，按照能力本位、任務(wù)驅(qū)動的理念進行組織教學(xué)，構(gòu)建以實踐為主、以知識為輔、以任務(wù)為載體、理論與實踐一體化的課程結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想，充分調(diào)動學(xué)生主動獲取知識和解決問題的主動性，通過小組個體之間、師生之間的溝通、交流、討論、答辯、評價等多個環(huán)節(jié)，通過對任務(wù)實施過程中具體環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進地學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備對任務(wù)綜合的分析能力、知識選擇能力、知識應(yīng)用能力、對問題的判斷能力、問題分析能力、創(chuàng)新能力、工作質(zhì)量及效率和團隊合作能力、自學(xué)能力等人才培養(yǎng)方案中所要求必須具備的能力素質(zhì)。

基金項目：本文系2012遼寧省教育廳教育教學(xué)研究項目“培養(yǎng)卓越工程師創(chuàng)新與實踐能力途徑的探索”（2012-150）。2014年沈陽工程學(xué)院教育教學(xué)研究青年基金項目“以學(xué)生工程實踐能力為導(dǎo)向的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程改革與實施”（Q201406）的研究成果

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