[中圖分類號］G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

[文章編號]2096-0603（2025）21-0110-04

黨的二十大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央從推動高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略全局出發(fā)，明確提出發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。新質(zhì)生產(chǎn)力以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為核心特征，正在促使機(jī)械設(shè)計教學(xué)改革底層邏輯重構(gòu)，推動設(shè)計模式向“數(shù)據(jù)驅(qū)動 + 智能迭代\"轉(zhuǎn)型。這種變革要求機(jī)械類人才必須具備堅實的工程實踐能力、熟練的智能設(shè)計工具應(yīng)用能力、虛實融合的創(chuàng)新能力及跨學(xué)科數(shù)據(jù)整合能力等新型核心技能，這些技能都需要經(jīng)過高校的系統(tǒng)學(xué)習(xí)才能弄懂做實。

機(jī)械設(shè)計課程是高等院校機(jī)械類各專業(yè)的核心主干課程，關(guān)系到人才工程實踐能力的提高及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。國內(nèi)外許多高校紛紛通過理念轉(zhuǎn)變、模式創(chuàng)新、內(nèi)容優(yōu)化、方法改變、管理改革及環(huán)境構(gòu)建等一系列教學(xué)改革及創(chuàng)新活動，為新時代人才培養(yǎng)不解努力。無論是開展以學(xué)生為中心的探究式教學(xué)、項自驅(qū)動式教學(xué)，課程思政的價值引領(lǐng)，還是在教學(xué)資源優(yōu)化及考核評價等方面進(jìn)行的多種教學(xué)改革，都是以提高工程實踐能力為核心、以提高綜合素質(zhì)為目標(biāo)，進(jìn)而增強(qiáng)創(chuàng)新思維的有力舉措。但是，如何使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計知識的同時，運用智能設(shè)計工具和方法進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計？如何提高學(xué)生虛實融合的創(chuàng)新能力？這些問題至今尚未得到很好的解決

基于產(chǎn)出導(dǎo)向教育理念（OutcomeBasedEducationOBE），以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，重構(gòu)理論教學(xué)和實踐教學(xué)體系，采用“項目載體一校企融合—數(shù)字賦能一多元評價”四維創(chuàng)新教學(xué)方法，從“規(guī)劃、計算、繪圖、制作、整理\"五個途徑強(qiáng)化學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。通過科研反哺教學(xué)、校企合作的模式，提升教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)的統(tǒng)一。

一、機(jī)械設(shè)計教學(xué)中亟待解決的問題

（一）學(xué)生工程實踐能力較弱

機(jī)械設(shè)計課程往往偏重理論講解，學(xué)生缺乏實際操作和項目實踐的機(jī)會。雖然學(xué)習(xí)了齒輪、軸承、軸系等設(shè)計理論，但在面對真實工程問題時，往往不知從何下手[3]4]。

（二）創(chuàng)新設(shè)計能力薄弱

機(jī)械設(shè)計課程的核心內(nèi)容是通用零部件如傳動零件、連接零件及軸系零部件等的參數(shù)化設(shè)計，而對機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計講的很少，教學(xué)內(nèi)容與“培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計機(jī)械傳動裝置和一般工作機(jī)的能力”的課程目標(biāo)脫節(jié)，學(xué)生的創(chuàng)新思維得不到充分激發(fā)，導(dǎo)致學(xué)生在面對實際工程問題時缺乏獨立思考和創(chuàng)新性解決方案4

（三）現(xiàn)代設(shè)計工具和方法運用不熟練

機(jī)械設(shè)計課程的授課對象為本科三年級學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計之前已經(jīng)具備一定的機(jī)械系統(tǒng)分析能力和計算機(jī)繪圖能力，但在面對實際機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計時，現(xiàn)代設(shè)計工具和方法運用能力捉襟見肘，難以滿足企業(yè)和社會對人才能力的需求[34]。

（四）工程意識及可持續(xù)發(fā)展理念淡薄

以往的機(jī)械設(shè)計教學(xué)中注重知識傳授，工程倫理和可持續(xù)發(fā)展理念的滲透不足，學(xué)生往往只注重技術(shù)要求的實現(xiàn)，而忽視設(shè)計對社會、環(huán)境的影響，良好的職業(yè)習(xí)慣、職業(yè)道德、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的價值觀有待加強(qiáng)[34]。

二、機(jī)械設(shè)計教學(xué)創(chuàng)新及改革的具體舉措

（一）重塑課程教學(xué)目標(biāo)

針對上述教學(xué)中存在的問題，基于OBE教育理念，教學(xué)團(tuán)隊以“立德樹人”為宗旨，以新工科背景下具有工匠精神的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的工程實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，重塑了機(jī)械設(shè)計課程的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)及素質(zhì)目標(biāo)。

（二）重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容

打破以機(jī)械零件為主線的知識結(jié)構(gòu)，以典型機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計為主線重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容整合為多個模塊（如圖1所示），分別是機(jī)械傳動設(shè)計模塊、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計模塊、機(jī)械連接設(shè)計模塊等。每個模塊圍繞一個核心項目展開，將理論知識學(xué)習(xí)與設(shè)計實踐應(yīng)用相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計工程問題出發(fā)，學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，進(jìn)而運用所學(xué)知識解決具體工程問題。

將數(shù)字化設(shè)計方法融入教學(xué)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生使用先進(jìn)工具軟件（CAD/CAM、SolidWorks、UG、MATLAB、ANSYS）進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計，幫助學(xué)生快速完成傳動零件、軸系部件的參數(shù)優(yōu)化和強(qiáng)度校核，提高設(shè)計效率，使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計知識的同時掌握設(shè)計原理、三維建模、運動仿真等綜合技能。鼓勵學(xué)生參與教師科研項目、企業(yè)橫向課題、學(xué)科競賽等，在實踐中鍛煉工程實踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神和溝通表達(dá)能力。

根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程突出的實踐性特點，在教學(xué)體系中增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比重，將實踐教學(xué)分為三個層次進(jìn)行，分別是基礎(chǔ)認(rèn)知、設(shè)計訓(xùn)練、創(chuàng)新實踐三個階段?；A(chǔ)認(rèn)知包括課內(nèi)認(rèn)知性、驗證性、綜合性實驗；設(shè)計訓(xùn)練由機(jī)構(gòu)方案設(shè)計、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計實現(xiàn)；創(chuàng)新實踐是指教師科研項目、課外科技競賽，通過挑戰(zhàn)杯、3D數(shù)字化創(chuàng)新大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計等賽事，提升學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。

圖1課程教學(xué)內(nèi)容的分布

（三）創(chuàng)新教學(xué)方法

1.“項目載體一校企融合一數(shù)字賦能一多元評價”四維創(chuàng)新體系

采用“模塊化知識體系 + 真實工程項目\"模式，構(gòu)建教學(xué)模塊，每個模塊引入企業(yè)真實案例（如圓盤澆注機(jī)設(shè)計、離心加速度地面模擬實驗裝置、滅火機(jī)器人、中藥切割機(jī)等），將基礎(chǔ)理論內(nèi)容通過在線課程和視頻資源提前傳遞給學(xué)生，課堂時間主要用于討論、答疑和實踐操作；課堂上教師針對共性問題進(jìn)行深入講解，同時引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計案例分析，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率。

學(xué)院與江西華正智能裝備有限公司簽訂校企合作協(xié)議，結(jié)合冶煉機(jī)械中的轉(zhuǎn)爐、圓盤澆注機(jī)、始極片機(jī)組矯直機(jī)等企業(yè)的產(chǎn)業(yè)需求，搭建校企協(xié)同實踐教學(xué)平臺，給予學(xué)生更為廣闊的實踐空間與視野。

以SolidWorks軟件為基礎(chǔ)，開展三維實體建模與仿真設(shè)計的實踐教學(xué)。根據(jù)企業(yè)需求和實際使用情況，鼓勵學(xué)生根據(jù)個人愛好使用不同建模或分析軟件，如UG、Inventor、ANSYS等，以拓展學(xué)生知識面和提高學(xué)生實體建模能力。開設(shè)單級圓柱齒輪減速器、航空發(fā)動機(jī)整流罩虛擬裝配實驗。建立118個零件的參數(shù)化模型庫，采用“實物實驗 + 虛擬仿真\"途徑，學(xué)生先通過虛擬實驗進(jìn)行裝配訓(xùn)練，再進(jìn)入實驗室進(jìn)行實體裝配體驗。

圖2機(jī)械設(shè)計課程思政教學(xué)設(shè)計簡圖

圖3工程實踐能力培養(yǎng)的五個步驟

建立“過程性評價 70%+ 創(chuàng)新性評價 30% \"考評體系，過程考核包括項目進(jìn)度報告、小組互評、仿真結(jié)果、答辯等；創(chuàng)新評價重點考察方案新穎性、技術(shù)貼合度、成本控制意識。運用生生互評、師生互評、線上線下相結(jié)合的評價方式，不斷增強(qiáng)學(xué)生能力評價的全面性和合理性。

2.課程思政的價值引領(lǐng)

深挖機(jī)械設(shè)計中的思政元素，從工匠精神、自主創(chuàng)新、民族自信、科學(xué)倫理等方面進(jìn)行融人（如圖2所示）。幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)技能的同時，樹立正確的價值觀、職業(yè)道德和社會責(zé)任感。

3.科研反哺教學(xué)的創(chuàng)新思維激發(fā)

將教學(xué)團(tuán)隊的科研項目轉(zhuǎn)化為真實的教學(xué)案例，構(gòu)建制孔機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)集成、機(jī)器人制孔末端執(zhí)行器仿真實驗系統(tǒng)，強(qiáng)化學(xué)生對復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程的理解，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計意識。

（四）工程設(shè)計能力培養(yǎng)的途徑

課程團(tuán)隊從“規(guī)劃、計算、繪圖、制作、整理\"五個環(huán)節(jié)落實學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)（如圖3所示）。

1.規(guī)劃：構(gòu)建基于科教融合 + 校企合作的真實項目庫，引入工程真實需求作為課程設(shè)計選題，讓學(xué)生自行綱（規(guī)劃） 算（計算） 畫（繪圖） 做（制作） 理（整理）工程觀察能力 創(chuàng)新思維能力 信息獲取能力 方案設(shè)計能力 般分析能力 創(chuàng)新設(shè)計能力 結(jié)構(gòu)設(shè)計能力 強(qiáng)度計算能力 工程制圖能力 三維建模能力 動手能力 工藝分析能力 團(tuán)隊協(xié)作能力 技術(shù)資料寫作能力 專業(yè)表述能力 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用能力分組選擇題目，學(xué)生通過市場調(diào)研落實項目技術(shù)指標(biāo)，制定項目計劃書，培養(yǎng)學(xué)生需求分析、功能分解和進(jìn)度安排的能力。

2.計算：計算是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計必不可少的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生出現(xiàn)問題最多的環(huán)節(jié)，教學(xué)團(tuán)隊構(gòu)建“理論計算 + 仿真驗證\"的計算體系，重點訓(xùn)練參數(shù)化計算能力，檢驗基礎(chǔ)知識掌握程度。

3.畫圖：實施“工程制圖 + 三維建模\"同步同行的實踐模式，要求學(xué)生在傳動零部件參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，先用AUTOCAD繪制工程圖，再對關(guān)鍵零部件進(jìn)行三維建模，培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力和三維設(shè)計能力。

4.制作：在前期設(shè)計的基礎(chǔ)上，選出一些優(yōu)秀作品進(jìn)行物理樣機(jī)制作。在制作中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工匠精神，提升學(xué)生的專業(yè)自信心。

5.整理：制定標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)文檔模板，設(shè)計計算書、裝配說明書、驗收報告等文檔，培養(yǎng)學(xué)生的科技應(yīng)用文寫作能力、技術(shù)資料的歸納能力。

（五）教學(xué)資源的優(yōu)化及保障

創(chuàng)設(shè)教室與實驗室合二為一的實景化教學(xué)環(huán)境，將實景化沉浸式教學(xué)環(huán)境貫穿教學(xué)全程。學(xué)校專門設(shè)立了用于學(xué)生科技競賽的創(chuàng)新制作中心，引人工具化設(shè)計軟件（如SolidWorks、UG、ANSYS、MATLAB等），搭建虛擬仿真實驗平臺，配備3D打印機(jī)，為學(xué)生的創(chuàng)新實踐提供了條件保證[1]。

學(xué)院定期組織教師參加專業(yè)培訓(xùn)，組建了以機(jī)械加工中心為主的開放式實驗室，其中的數(shù)控機(jī)床、雕刻機(jī)、自動化裝配線、激光切割機(jī)等設(shè)備供學(xué)生自主開展創(chuàng)新實踐。

基于超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，創(chuàng)建了“機(jī)械設(shè)計\"線上教學(xué)資源共享平臺，整合課件、視頻、案例庫等資源，方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)。開發(fā)了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識的動畫庫，建立機(jī)械設(shè)計案例庫，涵蓋案例分析和創(chuàng)新設(shè)計，供學(xué)生學(xué)習(xí)和參考。

三、機(jī)械設(shè)計教學(xué)改革成效

通過項目驅(qū)動教學(xué)、虛實結(jié)合的實驗平臺和產(chǎn)教融合育人等改革措施，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計課程的積極性和主動性，學(xué)業(yè)成績逐年得到提升，2024年機(jī)械設(shè)計課程480人選修的達(dá)成度平均值為0.81。有83%的學(xué)生認(rèn)為該課程有明確的教學(xué)自標(biāo)、豐富的教學(xué)模塊、充實的教學(xué)內(nèi)容、獨特的教學(xué)方法和良好的教學(xué)條件；學(xué)生能夠熟練運用CAD、UG、SolidWorks軟件進(jìn)行設(shè)計和仿真，并通過3D打印、數(shù)控加工等途徑制作實物模型，在全國機(jī)械創(chuàng)新大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲得國家級、省部級的獎項書逐年增加，參賽人數(shù)大幅度上升。在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計實踐中，學(xué)生不僅能夠完成常規(guī)設(shè)計任務(wù)，還能提出創(chuàng)新性解決方案，工程實踐能力和創(chuàng)新能力得到顯著提升。

一部分學(xué)生利用暑期生產(chǎn)實習(xí)階段進(jìn)入企業(yè)實習(xí)，一部分學(xué)生參加了教學(xué)團(tuán)隊承擔(dān)的科研項目，通過校企融合和科教融合，學(xué)生的社會責(zé)任感和工程意識、綠色設(shè)計思維得到培養(yǎng)，責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的職業(yè)習(xí)慣在逐漸形成。

四、結(jié)論與啟示

基于新質(zhì)生產(chǎn)力數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的核心特征，以校企合作實踐基地為依托，以大學(xué)生學(xué)科競賽及科技創(chuàng)新活動為契機(jī)，采用“項目載體一校企融合一數(shù)字賦能一多元評價”四維創(chuàng)新體系，通過“規(guī)劃、計算、繪圖、制作、整理”五個途徑，融入課程思政元素，推廣現(xiàn)代設(shè)計工具和方法的應(yīng)用，形成課程教學(xué)的“資源延伸、空間延伸、服務(wù)延伸”。實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的有機(jī)銜接，形成課堂內(nèi)外教學(xué)的無縫銜接，為機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新及教學(xué)持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。今后將持續(xù)保持教學(xué)內(nèi)容的動態(tài)更新，深化校企合作模式，加大新質(zhì)生產(chǎn)力在教學(xué)中的應(yīng)用力度，讓更多學(xué)生受益。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓飛，郭廣帥，姬鳴.面向教育強(qiáng)國：高校拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)與新質(zhì)生產(chǎn)力的內(nèi)生耦合[J].大學(xué)教育科學(xué)，2025（3）：43-51.

[2]龍獻(xiàn)忠，黃明勇，李瑩瑩.新質(zhì)生產(chǎn)力背景下高等教育高質(zhì)量發(fā)展：邏輯關(guān)聯(lián)、價值意蘊與實踐路徑[J].大學(xué)教育科學(xué)，2025（1）：51-57.

[3]劉文光，王浩蘭，劉良娟.基于強(qiáng)化實踐能力導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)改革[J].大學(xué)教育，2023（6）：22-25.

[4]姜杰，楊健，霍宇翔.面向地質(zhì)工程專業(yè)的“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)\"課程教學(xué)創(chuàng)新與實踐：以成都理工大學(xué)為例[J].黑龍江教育（理論與實踐），2025（2）：69-71.

[5]許瑛，簡正豪，張雪蓮.思政元素融入“機(jī)械設(shè)計\"課程的教學(xué)設(shè)計與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2025（2）：141-144.

[6]張曉光，王宏祥，符寶鼎.“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計與實踐\"課程思政教學(xué)探索[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2024，26（2）：104-106，142.

[7]李飛霏，陳德令，吳昊.高職院校數(shù)智化發(fā)展與新質(zhì)生產(chǎn)力的耦合關(guān)系研究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2025（15）：65-68.

[8]薛小英.新質(zhì)生產(chǎn)力視角下高職院校人才培養(yǎng)路徑探究與實踐創(chuàng)新[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2025（14）：26-29.

[9]蘇銘，王玉娟.新工科背景下設(shè)計原理與方法I實驗教學(xué)改革探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2025（9）：57-59.

[10]王明強(qiáng)，王藜輝，余建國，等.工科機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐[J].大學(xué)教育科學(xué)，2003（4） ：39-41，49.

編輯 馬燕萍