發(fā)布時間：2023-03-17 18:01:40
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機械設計基礎課程設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
WANG Xin1 ， DU Linfang2
（1. Mechanical Engineering College， Henan Engineering College， Zhengzhou 451191， China.
2. Mechanical Engineering College， Henan Mechanical and Electrical Career College， Zhengzhou 451191， China；）
Abstract： mechanical design foundation course design is an important practice training for the students in engineering and technology institute， its position cannot be ignored. according to the present series problems existing in the course design， some teaching reform thought have been proposed， in order to improve the teaching efficiency.
Keywords：course design， engineering student， teching reform
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0168-01
一、引言
《機械設計基礎》是非機械類工科學生的必修課程，該課程之后往往還伴隨著兩周的課程設計。機械設計基礎課程設計是工科院校學生較為完整規(guī)范完成機械設計的重要實踐實訓環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，提升學生的工程設計能力，因此對于非機械類工科學生具有較強的學習指導S意義，其地位不容忽視。
然而目前非機械類工科學生往往覺得該課程設計并不是自己的專業(yè)方向，得不到應有的重視。而且該課程設計題目比較老套，往往還是以單級或兩級減速器為設計對象，不能根據(jù)學生的專業(yè)特點，靈活變動?？己藰藴室栽O計說明書、圖紙和答辯質(zhì)量為標準，不能體現(xiàn)學生設計過程的創(chuàng)新和協(xié)作能力，因此對該課程進行必要的教學改革勢在必行。本文針對這一系列問題，提出了一些教學改革措施，以期提高機械設計基礎課程設計對于提高學生設計能力的作用。
二、改革思路
1.課程設計題目和內(nèi)容應結(jié)合本專業(yè)特點
工科院校專業(yè)分工較細，不同專業(yè)學習的側(cè)重點不同。減速器雖然應用比較廣泛，但大多數(shù)學生在專業(yè)體系上可能只是知道其作用，在專業(yè)需求上只涉及到如何選型就可以了，對于其結(jié)構(gòu)并不清楚，因此非機械類專業(yè)學生，他們的機械設計優(yōu)勢并不在減速器上，機械設計基礎課程設計題目和內(nèi)容可以不必拘泥于減速器設計，要結(jié)合學生的專業(yè)特點，側(cè)重于專業(yè)工程機械的設計。比如紡織工程專業(yè)可以改變?yōu)榭椧m機傳動裝置的機械設計，采礦工程專業(yè)題目可以改變?yōu)椴傻V機械提升機構(gòu)的設計，材料工程專業(yè)的題目可以改為曲柄壓力機的機械設計等等。通過這樣的改變，就把課程設計與專業(yè)工程掛鉤，引起學生的學習設計興趣，同時又沒有脫離機械設計基礎課程體系的要求，一舉兩得。
2.改革設計思路，引進現(xiàn)代設計方法
原本的課程設計內(nèi)容大都有現(xiàn)成的設計指導書指導，很多學生都是照搬指導書中設計方法，基本上沒有什么思考設計。因此在課程設計內(nèi)容改變以后，教師要先拋開課程設計指導書，鼓勵學生自己提前去查資料，翻手冊，總結(jié)歸納整理，從無到有的學會設計。當然在學生設計的過程中，教師要多引導和鼓勵，避免學生在設計中走彎路。
此外在設計中，積極引進現(xiàn)代設計方法，成果形式也可以不必拘泥于手工繪圖，可以利用現(xiàn)代先進的計算機CAD/CAM/CAE應用技術(shù)，淘汰過去那些半理論半經(jīng)驗的設計方法，取而代之的是虛擬，動態(tài)的現(xiàn)代機械設計方法。例如運用三維設計軟件對機械機構(gòu)和零件進行三維結(jié)構(gòu)設計，并運用運動仿真模塊，對其進行動態(tài)演示，同時又可以使用CAE分析技術(shù)，對關(guān)鍵零部件進行力學和結(jié)構(gòu)性能的分析和設計，這樣結(jié)果即保證準確，同時又比較形象生動，避免過去很多粗燥無味的經(jīng)驗公式。
3.加強學生協(xié)作和創(chuàng)新能力
以往的課程設計多是一題多人，設計形式和內(nèi)容單一，課程設計本身工作量相對較重，但每位同學又要完成相同的工作量，相互之間沒有協(xié)作，這樣完成的設計質(zhì)量可想而知。因此要加強學生的協(xié)作能力，由教師組織，根據(jù)學生設計選題的內(nèi)容，靈活安排學生人數(shù)，由學生上下銜接，分頭完成各個機構(gòu)的設計任務，這樣學生在完成課程設計任務的同時，相互合作，數(shù)據(jù)共享，既能保證課程設計的質(zhì)量，又鍛煉了學生的團隊協(xié)作能力。
此外在設計中要加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵學生對機構(gòu)和零件進行創(chuàng)新設計，對于提出創(chuàng)新思路和方案的同學，課程設計可以適當降低難度和簡化，但要保證課程設計創(chuàng)新內(nèi)容的可行性。
為了保證學生加強協(xié)作和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，在最后的成績考核上，要以學生為中心，考慮整個設計過程學生的表現(xiàn)，突出協(xié)作和創(chuàng)新在成績中的分值，來激發(fā)學生協(xié)作和創(chuàng)新的積極性。
4.課程設計內(nèi)容可與課堂教學同步
現(xiàn)在課程設計往往安排在機械設計基礎課程課堂學習完成過后進行，時間一般為兩周。兩周時間學生又要調(diào)研資料，設計方案，又要撰寫設計說明書和繪制圖紙，時間安排十分緊張，并且這個時間節(jié)點往往是在學期末端，學生還要準備其他課程的期末復習和考試。因此課程設計時，很多學生往往就是草率設計，相互模仿，導致課程設計的設計質(zhì)量不高。因此可以考慮將課程設計任務放在與課堂教學同步，由教師統(tǒng)籌安排進程和任務，學生提前調(diào)研資料，與教師充分溝通，等課堂教學完成之后，統(tǒng)一完成設計說明書的撰寫和圖紙的繪制。
Abstract: We takes the cultivation of compound talents as the goal, and makes reform on the teaching content, teaching method and way, practical teaching, and evaluation method of mechanical design and achieves some positive result, which plays positive effect on cultivating students'' mechanical design ability, innovative awareness, and the engineering design ability.
關(guān)鍵詞： 機械設計基礎；課程改革；能力培養(yǎng)
Key words: mechanical design basis；curriculum reform；ability training
中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）09-0199-01
0引言
機械設計基礎課程是機械類各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎課程。通過該課程的學習，要求學生掌握各種常用機構(gòu)及通用零部件的工作原理、特點和應用的基本知識，使學生初步學會根據(jù)具體條件及與本課程有關(guān)的標準、規(guī)范，選用機構(gòu)及零件類型，并能對機構(gòu)的運動、零件工作能力進行簡單的校核，從而具有設計簡單機械傳動裝置的能力。由于本課程的特點，不僅為后續(xù)的專業(yè)課程，也為課程設計、畢業(yè)設計和解決生產(chǎn)實際問題建立基礎。近幾年來，隨著教學改革的深入，學科建設的進行和課程體系的調(diào)整，我們圍繞培養(yǎng)復合型人才的培養(yǎng)目標，結(jié)合學校的學科建設和實驗室建設對機械設計課程建設采取了一系列改革，且取得一定成效。
在機械設計基礎課程教學改革中，我們堅持以人才培養(yǎng)目標為依據(jù)，不斷更新教學內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，確保課程內(nèi)容的前瞻性、課程結(jié)構(gòu)的科學性和合理性，實現(xiàn)教學內(nèi)容和課程體系的整體優(yōu)化。
1教學內(nèi)容更新
隨著教學改革的深入，我們將工程力學和以前的機械設計基礎兩門課程整合為一門機械設計基礎課程，課時大幅減少，因此必須對教學內(nèi)容進行精選。課程內(nèi)容的選取本著基礎知識夠用，主要從理論知識和操作技能兩個方面，選擇課程的內(nèi)容，滿足職業(yè)崗位的需求。機械設計基礎課程教學任務的設計以工業(yè)產(chǎn)品和常用機構(gòu)為載體的分析與設計為載體，將課程內(nèi)容進行解構(gòu)和重構(gòu)，序化教學內(nèi)容，設計學習模塊6個，每個模塊進一步分解為若干個任務。教學過程中以學生為主體，以實施完成工作任務為途徑，培養(yǎng)學生正確選擇通用零件及傳動裝置的能力，掌握重要機構(gòu)、零部件的設計方法，具有使用設計手冊查閱參數(shù)的能力，重點培養(yǎng)分析和解決問題的綜合能力，最終達到本課程的培養(yǎng)目標要求。
2采用先進的教學方法和手段
在教學過程中以激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力為主導，根據(jù)教學內(nèi)容表現(xiàn)的需要，我們采用任務驅(qū)動、實例貫穿、課堂與實習地點一體化相結(jié)合的教學模式。
任務驅(qū)動教學模式：以減速器設計等典型任務為導向，將齒輪的設計、軸的設計、軸承的選擇、聯(lián)軸器的選用、V帶的設計等作為主要教學模塊，每個教學模塊由若干個教學任務組成。
“實例貫穿式”教學模式：以典型機構(gòu)設計為“案例”，提出解決方法，注重教學過程，將課件、錄像和現(xiàn)場教學融為一體。
課堂與實習地點一體化：為了全面提高學生的綜合素質(zhì)和動手能力，培養(yǎng)符合企業(yè)崗位技能要求的技術(shù)人才，把一部分教學的課堂搬到實訓室進行，讓學生更直觀、準確地認識機械設備工作原理，加深對理論知識的理解和掌握。在這種教學模式下，講述理論部分時，通過CAI課件、錄像、動畫等現(xiàn)代教育技術(shù)的運用以及現(xiàn)場相關(guān)機織設備的運轉(zhuǎn)演示與指導教師的動手操作，讓學生更直觀、準確地認識機械設備工作原理與操作方法，加深了對理論知識的理解和掌握。在理論部分講完后可立即安排相應的動手實驗，使學生在理論的指導下獨立動手操作，并通過實驗驗證所學的理論知識，這樣使理論教學和實驗教學的銜接更緊密，時間的安排上也較靈活。通過實踐，學生的學習興趣普遍提高，而且獨立思考和分析問題的能力提高，同時對機器設備原理與工藝調(diào)整以及操作技能都掌握得較好。這些技能對他們成為能力較強的應用型人才有很大幫助。
3實踐性教學環(huán)節(jié)的改革
培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力目前已經(jīng)成為高職教育的一項重要教學改革內(nèi)容。在實踐性教學環(huán)節(jié)的改革中，我們堅持理論教學和實踐教學并重，注意提高學生的實踐動手能力，啟迪創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生分析和綜合運用現(xiàn)代技術(shù)手段，解決工程實際問題的能力。
機械設計基礎課程實踐環(huán)節(jié)包括實驗和課程設計。我們有機械設計陳列室和機電一體化創(chuàng)新實訓室，每學期我們安排一定的課時在這些實訓室進行現(xiàn)場講解。在創(chuàng)新實驗室，學生可以自己動手做各種實驗，有的內(nèi)容在課堂上不能完全理解，就到實驗室通過相關(guān)機構(gòu)或各種零部件的組裝加深理解。
在課程設計改革中，我們改變了以往的僅單純按理論知識設計一級圓柱直齒輪，現(xiàn)在我們以各種類型的減速器為課題，先對減速器進行拆裝和測繪，然后設計出符合工廠實際需要的各種類型的減速器。同時為調(diào)動學生的積極性，我們允許自由選題。在教師的指導下，學生可根據(jù)自己的想法對現(xiàn)有機械進行改進設計。在完成本課程的學習后，我們推薦學生參加大學生創(chuàng)新設計比賽。
4考核方式的改革
在考核方法上，注重全面考察學生的學習狀況，通過參與課堂討論的質(zhì)量、分析能力、對新知識的接受和消化能力、學習遷移能力等多方面的評價，與基礎理論知識考核結(jié)合評價學生的學習效果。形成了過程性評價70%與成果性評價30%相結(jié)合的評價體系，其中過程性評價綜合考慮小組成員互評和教師評價。這種考核方式充分關(guān)注學生的個性差異，發(fā)揮評價的啟發(fā)激勵作用，增強學生的自信心，教師還可以利用評價所提供的大量信息，適時調(diào)整和改善教學過程。
5結(jié)束語
通過改革和實踐，學生的學習積極性、主動性和學習興趣普遍有所提高。特別是在動手能力，工程實踐能力，綜合素質(zhì)，創(chuàng)新設計能力等方面的提高更為顯著。
雖然我們在機械設計基礎教學內(nèi)容、教學方法和手段等的改革方面做了一些嘗試，并取得了一定的成績，但仍存在一些問題和不足之處，有待今后的教學改革實踐中不斷地改進和完善。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：三維設計軟件；機械設計基礎；課程改革
淮陰工學院是一所培養(yǎng)應用型人才的普通高等學校，“機械設計制造及其自動化”本科專業(yè)被江蘇省教育廳授予“江蘇省品牌專業(yè)”，被教育部遴選為“第二批高等學校特色專業(yè)建設點”。機械設計基礎類課程包括《工程制圖》、《機械原理》、《機械設計》及其課程設計等，是該專業(yè)主要的專業(yè)基礎課。本文根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標和課程的特點，從教學內(nèi)容、教學方法、教學手段方面進行了探索，引入三維設計軟件在機械設計基礎課程教學中應用，提高學生工程設計能力，培養(yǎng)適應企業(yè)需要的應用型人才。
一、機械設計基礎課程傳統(tǒng)教學方法的弊端
機械設計基礎類課程主要研究機械中常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本設計原理和計算方法，是學習進程上從理論性課程過渡到結(jié)合工程實際的設計性課程。本課程在教學方法和教學手段上常利用多媒體、教學模型和掛圖，再輔以教具在黑板上繪制結(jié)構(gòu)圖形。而多數(shù)學生沒有太多的工程實踐經(jīng)驗，且零部件設計都是二維圖設計，多以設計計算為主，因而學生學習感到比較枯燥，設計零部件時缺乏全面考慮，繪制工程圖錯誤較多且自己很難查出問題。
二、機械設計基礎課教學實踐
隨著機械CAD技術(shù)的成熟，眾多三維設計軟件廣泛應用于社會各個領域，極大地提高了設計、繪圖的質(zhì)量與效率。為此，高校的機械設計基礎課程急需進行教學體系改革，建立以三維設計為主線的機械設計模式。
1.整合教學內(nèi)容，制定教學計劃
要使學生具備較強的三維設計能力，根據(jù)本院教學條件和學生情況，必須整合課程的教學內(nèi)容、修改教學計劃、提高師資質(zhì)量，建立符合本院實際情況的應用型機械類本科人才的培養(yǎng)體系。在學生接觸機械設計初期引入三維設計的概念，在機械設計基礎課程的教學各環(huán)節(jié)應用，并在四年學習過程中，不斷地應用，提高學生的工程設計能力。三維設計能力培養(yǎng)體系如圖1所示。
2.三維設計軟件應用于教學
機械設計基礎類課程大多在低年級開設，學生剛接觸機械專業(yè)知識，缺乏實踐經(jīng)驗，對實際生產(chǎn)中的一些零件及結(jié)構(gòu)不太了解，因此對教學內(nèi)容難以掌握。用SolidWorks軟件進行輔助教學，改變傳統(tǒng)的教學方法和手段，提高學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量。
《工程制圖》課程難點和重點就是正確繪制工程圖，以往教學要用許多學時使學生掌握機件的投影關(guān)系，學生要有很強的空間想象力，而用SolidWorks軟件的零件模塊可以方便直觀地進行零件的三維造型，在工程圖模塊中自動生成二維工程圖，并隨三維模型的尺寸變化而變化，這樣能使教學的重點放到工程圖的表達和零件的技術(shù)要求標注，提高繪圖質(zhì)量?！稒C械原理》主要講解各種常用機構(gòu)，運用SolidWorks軟件的運動仿真功能，可以把各種復雜的機構(gòu)以三維的形式，通過形象、生動、逼真的動畫演示直觀地展示給學生；利用其參數(shù)化設計，將修改自動反映到所有的相關(guān)對象。例如講解平面四連桿機構(gòu)時，利用模型仿真不僅可以驗證所設計的機構(gòu)是否滿足要求，同時還可以改變相應的參數(shù)，或以不同的構(gòu)件為機架或調(diào)用不同長度的連桿進行裝配，讓學生參與設計并對設計結(jié)果進行現(xiàn)場演示加以驗證?！稒C械設計》中在講軸的結(jié)構(gòu)設計時，對軸上零件的定位和固定，可預先繪制出各類軸上零件固定件，利用SolidWorks軟件裝配模塊對軸系各個零件進行裝配，演示如何進行齒輪的周向和軸向固定，軸的支承與固定，軸承如何裝配如何調(diào)整間隙，各零件之間的相互位置關(guān)系、零件的裝拆順序及零件的結(jié)構(gòu)工藝性應注意的問題等，使學生掌握軸結(jié)構(gòu)和軸上零件的固定結(jié)構(gòu)，改變了以往單純的教學方式，在課堂上真正實現(xiàn)教學的互動。
3.三維設計軟件應用于課程設計
齒輪減速器是最常見的一種典型傳動裝置，由許多零件組成，如軸上傳動零件、軸承、聯(lián)軸器、軸承蓋和箱體等。機械設計基礎課程的課程設計主要內(nèi)容是根據(jù)減速器的主參數(shù)（如輸入功率與轉(zhuǎn)速、輸出功率與轉(zhuǎn)速等）對每個零件進行設計、繪圖。首先根據(jù)設計數(shù)據(jù)，利用零件模塊繪制減速器各個零件的三維建模，對于標準件和齒輪，可以利用Solidworks中的插件直接生成。利用裝配模塊對繪制好的零件進行裝配，裝配過程中可以直觀地發(fā)現(xiàn)零件的尺寸是否有誤，各部分的結(jié)構(gòu)是否合理，各零件的固定是否準確，裝配好的結(jié)構(gòu)可以進行干涉檢查，發(fā)現(xiàn)問題可適時修改零件模型，在裝配結(jié)構(gòu)中重新生成即可。裝配正確的裝配結(jié)構(gòu)可以進行運動仿真，檢查減速器的運動狀況，對重要的零件進行受力分析等等。利用三維軟件設計，有限的在2周時間內(nèi)，使學生將重點放在減速器的結(jié)構(gòu)設計上，可以較全面地考慮整體結(jié)構(gòu)（包括油溝結(jié)構(gòu)，油杯的選擇等），使設計貼近實際的工程設計，掌握正確的工程設計基本理念，而不是把時間用在繪制圖紙上，從而提高機械設計效率和質(zhì)量，提高學生的工程設計能力。
三、結(jié) 論
通過以三維設計為主線的機械基礎課程教學，使學生初步具有用三維設計軟件設計機械產(chǎn)品的能力。在后續(xù)的機械加工等專業(yè)課學習中，可以利用三維設計軟件的加工模塊生成NC程序進行模擬或機床加工，可對三維軟件開發(fā)產(chǎn)品的全過程有較深刻的了解；在大學生課外創(chuàng)新設計或畢業(yè)設計中可以靈活利用三維設計軟件進行設計，做到大學四年不間斷，提高學生的工程設計能力，適應企業(yè)對人才的需求。
參考文獻：
［1］ 曹巖，趙汝嘉.Solidworks2007基礎篇［M］.北京：化學工
業(yè)出版社，2007.
關(guān)鍵詞:機械設計基礎 理論與實踐 創(chuàng)新能力 教學方法
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0212-01
《機械設計基礎》是高等院校近機械類專業(yè)為培養(yǎng)現(xiàn)代化工程技術(shù)人才而設置的一門專業(yè)基礎課程,主要任務是加強學生對機械零件設計理念的認識,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維和實踐應用能力,在學生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)中占有重要地位。本課程在教學過程中需要應用大量的先修課程知識,具有較強的綜合性和實踐性,覆蓋面廣,教學難度較大。從以往教學效果來看,存在學生對所學知識理解不夠透徹,設計能力不強、創(chuàng)新設計能力薄弱等問題。因此,改進本課程現(xiàn)有的理論教學與實踐教學相結(jié)合的模式,加強課堂教學與工廠實際生產(chǎn)要求的聯(lián)系,培養(yǎng)學生面向產(chǎn)品制造的思維理念,加強學生的創(chuàng)新意識以及動手能力,具有十分重要的意義。
1 加強理論教學與實踐教學的結(jié)合
實踐教學是培養(yǎng)學生運用理論知識解決實際問題、提高學生工程技術(shù)能力的重要環(huán)節(jié)?！稒C械設計基礎》針對機械產(chǎn)品的運動、失效形式和零件加工過程進行講解,課程實踐性較強,知識涉及面廣,在講授時必須注意對課程進行宏觀把握。通過近幾年的教學過程體會,總結(jié)出以下幾個方面來加強教學過程中理論學習和實踐學習的結(jié)合。
1.1 引用實例分析講解
在課堂教學過程中,多引用實例設計分析,加強學生對各個知識點的理解。在課堂上,通過展出一些典型失效的零部件,如膠合的齒輪,疲勞斷裂的軸等,引導學生應該注意觀察哪些要點,通過對零件斷面的分析,了解零件的失效是怎么形成的,應該采取什么樣的措施避免,以此加深學生對理論知識的掌握程度,并應用于實際的零件設計當中。同時,結(jié)合多媒體等有效途徑,通過播放三維動畫或視頻資料,使學生更直觀的看到機械零件的工作原理及在實際中的應用。
1.2 加強機械設計基礎實驗環(huán)節(jié)
機械設計基礎實驗教學環(huán)節(jié)包括課程實驗和課程設計,對提高學生的工程設計能力有著非常重要的作用。通過親自動手進行一些機構(gòu)的拆裝,讓學生弄清一些構(gòu)件和機構(gòu)的概念及構(gòu)成。例如在講授完機構(gòu)分析設計部分后,安排學生進行機構(gòu)運動試驗,通過對實驗室的“慧魚”創(chuàng)意組合模型進行拆裝和分析,展示常見機構(gòu)的工作原理。運用設計構(gòu)思和實驗分析,實現(xiàn)特定運動規(guī)律的合成與分解,進一步掌握了課程的理論知識。
課程設計如同一條線,把機械設計基礎課程中各個相對獨立的環(huán)節(jié)貫穿起來,使學生能夠?qū)⒗碚撆c實際更好的結(jié)合。在指導學生課程設計過程中,除了介紹傳統(tǒng)的電動機選擇、傳動比分配及計算、傳動裝置運動參數(shù)及動力參數(shù)計算等內(nèi)容外,還對學生灌輸了優(yōu)化設計等內(nèi)容。在設計中對學生進行分組,對同一任務要求的不同設計方案進行分析討論,比較每種方案的優(yōu)缺點,并要求學生進行改進,在不斷的修正過程中鍛煉了學生的分析計算、設計和繪圖能力,懂得根據(jù)實際情況對方案進行取舍和變通。通過課程設計,使學生積累了工程實踐經(jīng)驗,同時消化了書本的知識,鍛煉學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
1.3 組織學生積極參加實踐環(huán)節(jié)
引入企業(yè)項目,開展第二課堂,組織學生到企業(yè)加工車間參觀,使學生面對實際生產(chǎn)技術(shù)問題,學會靈活運用課程所學知識予以解決。鼓勵學生參加省、市、校等舉辦的機械創(chuàng)新設計大賽、“挑戰(zhàn)杯”、全國方程式賽車等競賽,在任課教師的指導下,利用本課程所學的運動學知識和機械零件設計知識,完成競賽作品設計。通過參加專業(yè)性的實踐和競賽,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的作風,在實踐活動中鍛煉學生的工程設計能力和產(chǎn)品開發(fā)能力。
2 注重學生創(chuàng)新精神與能力培養(yǎng)
2.1 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
學生接受書本知識是一方面,如何能運用所學知識進行新的思考和創(chuàng)造,則是創(chuàng)新。因此在課程教學中,除了培養(yǎng)學生思考問題的一般性方法,還應對學生加強創(chuàng)造性思維的訓練。
首先,要啟發(fā)學生的思路。大多數(shù)學生是在教師的引導下學習,對于教師所講的知識僅停留對該知識點的接受階段,缺乏深入理解和舉一反三的外延。因而,在授課過程中要主動啟發(fā)學生的思維,增加發(fā)散性和開放性的習題和討論,引導學生對問題有更深入和廣泛的認識,甚至能聯(lián)系到交叉課程和交叉學科,使學生對所學知識活學活用。同時,通過討論也能提高學生的學習興趣,迸發(fā)出新的思想火花,有助于學生思維方法的鍛煉和創(chuàng)新方法的培養(yǎng)。
其次,要引入現(xiàn)代化的設計理念和方法。在科學技術(shù)日新月異的今天,現(xiàn)代化的設計理念和加工設備,如一股清泉源源不斷為機械設計注入新的活力。作為教師,要把握最新動態(tài),不斷將新思路、新方法、新設備介紹給學生,結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設計理念,重點培養(yǎng)學生的產(chǎn)品創(chuàng)新能力。
最后,要鍛煉創(chuàng)新實踐能力。學生只有參加創(chuàng)新實踐,才能綜合運用所學知識解決問題,形成創(chuàng)造能力。在授課過程中,通過案例分析—提出問題—解決問題—新方案設計這條途徑,可以啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維,提高學生的創(chuàng)新能力。通過課程設計、參與科研課題、參加競賽、工程實習等多種方式,激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情,提高學生的創(chuàng)新設計技能,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐的能力。
2.2 重視學生其他能力的培養(yǎng)
在教學過程中,還應注重學生其他能力的培養(yǎng)。比如獲取新知識的能力、團隊協(xié)作精神和語言表達能力。通過小組討論、項目訓練、競賽等多種形式,培養(yǎng)學生查閱資料、獲取新知識的能力,培養(yǎng)學生團隊合作,集體智慧的精神,培養(yǎng)學生語言提煉、表達和思考的能力。
3 結(jié)語
《機械設計基礎》作為一門綜合性、實踐性較強的專業(yè)基礎課程,要求教師在工作中不斷探索創(chuàng)新,改進教學方法,研究適合培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的教學途徑,加強與學生的溝通配合,充分利用好學校和社會搭建起來的實踐平臺,為現(xiàn)代化社會發(fā)展需要培養(yǎng)出具有扎實的基礎理論知識、良好的動手實踐能力和較強的創(chuàng)新精神的人才。
參考文獻
[1] 許玢,鐘禮東．機械設設計基礎[M]．北京:化學工業(yè)出版社,2011．
[2] 黃純穎．機械創(chuàng)新設計[M]．北京:高等教育出版社,2000．
【關(guān)鍵詞】機械設計基礎；教學思路；理論聯(lián)系實際
80年代末90年代初一直延續(xù)至今，我國已經(jīng)成為世界著名的“制造大國”，在我們還來不及為這樣的“殊榮”歡呼雀躍時，“制造大國”背后掩藏的問題已經(jīng)日益凸顯出來，技術(shù)力量薄弱，環(huán)境污染嚴重，資源浪費驚人。國家也越來越重視技術(shù)創(chuàng)新，也在不斷加大力度力爭從“中國制造”轉(zhuǎn)變到“中國設計”。未來科學技術(shù)的競爭，歸根結(jié)底是人才的競爭。作為機械類教學工作者要在我們平時的日常教學當中不斷培養(yǎng)學生理論聯(lián)系時間的能力。
1 課程特點
1.1、基礎性
《機械設計基礎》課程在理論方面，涵蓋的內(nèi)容包括高等數(shù)學、材料力學、機械制圖、機械原理、機械設計等等，是學生們進行其他機械類課程學習以及應用的基礎；《機械設計基礎》課程在技術(shù)應用方面，對常用機械零部件如機床、工程機器中常用機構(gòu)和機械零部件，包括刨床中的橫向進給機構(gòu)，沖床上的曲柄滑塊機構(gòu)以及軸、軸承、萬向節(jié)等都有很詳細的描述。通過本課程的學習，學生對基本的理論知識和技術(shù)應用知識會有一定的了解，具備分析簡單機械的工作原理和設計簡單機構(gòu)和零件的能力。
1.2、針對性
高職高專辦學目標是向社會輸送優(yōu)秀的技能型人才，針對我們學生的實際情況，《機械設計基礎》作為機械課程體系架構(gòu)下的專業(yè)基礎課程，為培養(yǎng)學生的崗位技能積攢了“內(nèi)力”，使得他們在今后不管面臨多么復雜的機械裝置都能夠找出最基本的原理所在，從而更好的開展自身的工作。
1.3、實踐性
動手能力是對學生能力評估的硬性指標?！袄碚撀?lián)系實際”是亙古不變的真理?！稒C械設計基礎》中不但有對原理的闡釋，也有對機器或機構(gòu)在實際生產(chǎn)中碰到的問題進行描述及解釋。學校同樣對學生的實際應用能力提出了需求，實訓課和課程設計就是很好的佐證，旨在培養(yǎng)學生們的崗位技能。每個章節(jié)的結(jié)束都會要求學生動手設計相關(guān)零部件或機構(gòu)，需要學生們拿出成果，或是簡單的機構(gòu)簡圖又或是設計說明書及設計圖紙，以訓練及考察他們對課程的掌握程度。
2 課堂教學思路
就機械制造業(yè)而言，中職生是企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的操作者，更多的是“低端”產(chǎn)品或“技術(shù)含量低”的操作者；本科生是企業(yè)產(chǎn)品設計者或技術(shù)管理者；介于兩者之間，高職高專生必定是高素質(zhì)技能型操作者，知曉設計初步，會操作更會“精”操作，這就要求具有高職高專特色的培養(yǎng)目標。
2.1、結(jié)合實際，調(diào)動興趣
根據(jù)學生們所處的年齡段的特點——愛動，活躍，青春，想要讓他們靜下心來學習鉆研機械理論幾乎是一件不大可能的事情，但如果在課堂中結(jié)合實際案例則會起到不一樣的效果。
筆者在給學生講授一部完整機器的組成時，聯(lián)系到日常生活中常見的自行車，人是自行車的動力部分，鏈條是傳動部分，車頭是控制裝置，車輪則是執(zhí)行部分。這樣不僅很快的調(diào)動了學生們的興趣，而且使他們更好的了解掌握了這些名詞。
在給學生講授漸開線直齒圓柱齒輪幾何尺寸時，給學生設計了一個情景：在前不久，一臺車床出現(xiàn)故障，此設備運行時會有噪聲，陳師傅打開主軸箱發(fā)現(xiàn)一個齒輪磨損嚴重，因此交給小王一個任務：帶著一張寫著模數(shù)、齒數(shù)及相關(guān)參數(shù)到倉庫去找一個齒輪進行更換。小王拿著師傅寫的條子奔到倉庫，結(jié)果愣住了……
同學們在看到這個情景時，都非常感興趣，積極討論，各抒己見。
這個情景完全就是一個實際生產(chǎn)實例，涉及到的知識點有標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算、用千分尺測量直齒圓柱齒輪的幾何尺寸、齒輪的失效形式等等。通過這個情景同學們不僅能夠很好的掌握理論知識，而且在將來的工作崗位上碰到類似的問題，他們解決實際問題的能力將不可低估。
2.2、邊學邊練，理論聯(lián)系實踐
“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，職業(yè)教育具有自己的特性，動手能力的強弱直接決定了學生的就業(yè)。學校也非常重視學生實踐能力的培養(yǎng)，實訓基地的創(chuàng)建，校辦工廠的運營等等都為培養(yǎng)學生實踐能力提供了條件。
曾聽過有些企業(yè)抱怨一些學生動手能力差，對于每批新進的員工企業(yè)都必須安排幾個月的時間在生產(chǎn)一線進行培訓，而不能直接拿來就用。我們學校每學期每個班都有四五周的時間去實訓中心學習，不僅如此，學校還同企業(yè)積極聯(lián)系，帶領學生進入企業(yè)進行生產(chǎn)實習，不斷提升自身能力，為將來進入社會做好鋪墊。在實訓中心和企業(yè)的鍛煉促進了《機械設計基礎》課程的學習，《機械設計基礎》課程學習使學生的實習效果更佳。
2.3、緊抓科技前沿，拓寬知識面
作為老師要以自己廣博的知識量，盡量讓學生們在有限的教學中了解更多。這對于我們教師來說更具挑戰(zhàn)，不僅要對自己的專業(yè)知識精通，還要不斷關(guān)注最新的前沿技術(shù)，不僅僅是局限于一個行業(yè)而是要對所有的制造行業(yè)都進行了解，只有這樣才能夠在課堂當中根據(jù)學生們不同的興趣以及要求來進行教學。
教師通過對前沿科技進行提煉之后以淺顯易懂的原理來教授給學生，任何看似多么復雜的機械都是由簡單的機械原理所形成的，機械無論是簡單如自行車亦或是復雜如航天器都是根據(jù)簡單的機械原理所設計出來的。將復雜的、前沿的機器賦以最基本的原理使學生們更好的掌握《機械設計基礎》這門課程。
3 結(jié)束語
《機械設計基礎》是機械工程類各專業(yè)的主干課程之一，是培養(yǎng)學生機械設計能力的重要技術(shù)基礎課。高職院校的學生，畢業(yè)之后就面臨走向生產(chǎn)第一線，作為學生的引導者，要在平時的課堂教學當中融入案例，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。課堂教學中可以采?。航Y(jié)合生產(chǎn)實例，邊學邊練、參加校內(nèi)實訓和企業(yè)實習，了解科技前沿、拓寬知識面等思路，努力將高職學生培養(yǎng)成社會需要的高技能人才。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：工業(yè)設計；機械基礎課程；教學模式
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）35-0083-02
我校機械學院的工業(yè)設計專業(yè)，是順應了浙江省經(jīng)濟發(fā)展的需求而逐漸完善建立的。這個專業(yè)的生源普遍有藝術(shù)繪畫的修養(yǎng)，但是學生普遍數(shù)理課程的基礎相對薄弱?？紤]到專業(yè)需求的特殊性，有必要制定不同的教學目標與教學方式以區(qū)別其他機械專業(yè)，推進符合浙江省經(jīng)濟發(fā)展需求的高教改革。
一、工業(yè)設計專業(yè)機械基礎課程現(xiàn)狀
我校工業(yè)設計專業(yè)的“機械基礎課程”安排在大一下學期，目前教學過程中存在的主要問題包括：
1.工業(yè)設計專業(yè)學生普遍理科基礎較差，畏懼數(shù)理化教學內(nèi)容。在上“機械基礎課程”前期沒有理論力學、材料力學的課程基礎做鋪墊，沒有基本的機械概念。
2.該課程僅安排了32學時，教學內(nèi)容囊括了機械原理、機械設計兩門課程的基本內(nèi)容。同時課程沒有安排同程的實驗教學環(huán)節(jié)。
3.同其他藝術(shù)類課程的開放式教學模式相比，學生認為本課程枯燥乏味、深奧難懂，缺乏興趣、學習動力不足。
二、改革理念、思路及目標
課程改革理念、建設思路與目標如下：
1.明確教學定位，確立教學大綱。適應浙江省機械行業(yè)發(fā)展對工業(yè)設計的需求，確定我校工業(yè)設計專業(yè)學生對機械基礎知識的認知程度與深度，建立相適應的教學大綱與教學內(nèi)容。
2.探索立體化教學模式和方法。鑒于工業(yè)設計專業(yè)的藝術(shù)類特性，在教學環(huán)節(jié)中更需要精心設計為學生們的個性化發(fā)展提供足夠的機會和空間來培養(yǎng)學生的綜合能力。設計“教師講授+基于團隊的實驗討論互動課+基于團隊的實驗研究項目”于一體的教學模式和多方位的課程考核指標體系。
3.構(gòu)建理論與實踐緊密結(jié)合的實驗教學新體系。體現(xiàn)理論、技術(shù)、實踐有機融合的工程教育理念，形成以“課堂教學+討論互動+動手實驗+項目研究+課程設計”立體融合的實驗教學新體系。
4.將工程中的典型案例引入教學內(nèi)容，并借助教師的引導、學生的動手實踐和課堂討論，使學生掌握機械設計的思路和基本方法；提高學生分析問題和綜合設計的能力。
5.培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，形成良好的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。分組進行教學，按組分配任務，進行討論、查閱資料、分工合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。
6.強化能力、過程考核，提高學生的學習興趣。加大學生平時成績比重，將期末考核轉(zhuǎn)變?yōu)檎鹿?jié)考核。實踐考核與理論考核相互結(jié)合，形式上做到有機統(tǒng)一、相互滲透。
三、課程改革內(nèi)容
首先，工業(yè)設計專業(yè)學生對機械產(chǎn)品僅進行外觀設計而非結(jié)構(gòu)設計與功能設計。該專業(yè)需要了解機械產(chǎn)品的運動原理與設計原理，而非原理性的設計機械產(chǎn)品。因此該專業(yè)的機械基礎課程應普及常見機械結(jié)構(gòu)的運動原理及相關(guān)的實際產(chǎn)品形式。更多地體現(xiàn)對機械部件的科普介紹，而非進行機械原理的理論公式化推導。同時要灌輸機械設計及機械產(chǎn)品質(zhì)量的把關(guān)參數(shù)，如剛度、強度、安全系數(shù)等。其次，以學生為主體，教師為主導，實現(xiàn)了對學生知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)培養(yǎng)的教學思想。鍛煉學生綜合應用所學知識的能力，鞏固所學的專業(yè)知識；團隊配合，增強學生的團隊協(xié)作能力；培養(yǎng)學生機電系統(tǒng)的綜合設計能力；實際過程中，針對具體設計目標開放性加入工業(yè)設計元素，使學生真正體驗理論與自身專業(yè)實踐相結(jié)合，改善教學效果。再次，在已有的實驗課程基礎上，進一步深化提出相關(guān)的具體實踐項目，結(jié)合項目實施過程完成教學任務，熟悉工程項目的一般流程，培養(yǎng)鍛煉學生團隊精神，有效地培養(yǎng)學生的實踐能力、分析能力及其他關(guān)鍵能力。這一模式可突破傳統(tǒng)的實驗教學模式，強調(diào)實用技能和知識創(chuàng)新，建立課堂實驗教學與工程實踐的聯(lián)系，展示“以能力為本”的價值方向和“做中學”的教學理念。最后，體驗型討論課互動實驗教學方式，讓學生主動參與教學過程，讓機械類課程教學方式接近藝術(shù)類課程的教學形式，消除學生對數(shù)理化課程的枯燥感?；趫F隊的討論互動課貫穿于整個實驗教學過程中，基于已有的實驗器件，結(jié)合實際運用需求確定項目主題，查閱資料、分組討論，上臺講演、提問答辯和評價考核等環(huán)節(jié)，學生可主動參與教學，體驗整個教學過程，分享學習的樂趣和成果。通過兩個小組同題進行競賽，師生互動提問答辯，可以激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的積極性和主動性，充分發(fā)揮學生的主體作用，使學生成為課堂上學習知識的主人?；谝陨险n改內(nèi)容，其重點大多也是難點，主要包括以下幾個部分：（1）工業(yè)設計專業(yè)機械基礎課程的實驗教學方法是針對工業(yè)設計特點增加的教學環(huán)節(jié)，其教學模式教一般實驗課程更具有開放性，這對于教師提出了更高的要求。機械設計基礎理論體系豐富，且具有很強的工程技術(shù)針對性，其教學過程需要教師與學生綜合運用抽象與具體、邏輯與感性、演繹與歸納等多種思維方式。然而工業(yè)設計專業(yè)學生在理論推導、抽象概念的接受能力相對薄弱。故而要求授課教師采用有靈活多變的教育教學方法，能夠化枯燥為生動，化抽象為具體，以激發(fā)學生學習的積極性、主動性，提高學生的感性認識和深入探究意識。（2）開放式與項目型實驗教學模式的實施對現(xiàn)有的實驗內(nèi)容和實驗條件提出了更高的要求。以往的實驗課往往是驗證性的課題，老師演示居多，學生模仿為主。這樣的實驗課對學生的鍛煉與吸引力很差，因此需要在鍛煉學生實驗基本能力的基礎上提出綜合性與設計性的實驗內(nèi)容，這將是教師團體需要花費巨大精力的環(huán)節(jié)。所提出的新型實驗還需要綜合考慮學?，F(xiàn)有的實驗條件與能夠投入的實驗經(jīng)費等多種因素。（3）考核方式的改進需要引導學生注重平時的學習和技能的訓練，同時對教師提出了更高的要求。教師必須圍繞學生的學習開動腦筋，不斷研究、創(chuàng)新教學，這將大大增加教師的工作勞動強度，對教師、對學生都將是一種挑戰(zhàn)。
工業(yè)設計專業(yè)的機械基礎課程的革新是順應浙江省經(jīng)濟發(fā)展對多層次高等教育的需求。我們從實際出發(fā)，分析了現(xiàn)有工程材料及熱處理課堂教學中的普遍問題?；诠I(yè)設計專業(yè)學生學習機械基礎課程時出現(xiàn)的難以“消化”現(xiàn)象，提出課堂教學改革思路與改革內(nèi)容，并對其改革的實現(xiàn)提出了相應的方法。其次，針對不同層次要求的教學過程，增加相關(guān)實驗課程相輔的教學模式，積極探索如何在現(xiàn)有教學和管理制度背景下，積極尋求教學創(chuàng)新和教學改革的策略。通過我們?yōu)槠诮荒甑恼n堂實踐，發(fā)現(xiàn)在工業(yè)設計專業(yè)的機械基礎課程教學過程中實施課堂教學的相關(guān)改革，對提升我校機械工程人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：機械制造技術(shù)基礎；精品課程建設；工程能力培養(yǎng)；教學改革
作者簡介：王（1966-），女，河南鄭州人，北京信息科技大學機電工程學院，教授；張懷存（1956-），男，陜西延安人，北京信息科技大學機電工程學院，副教授。（北京 100192）
基金項目：本文系北京信息科技大學市級精品課程建設項目、北京信息科技大學2010教學改革項目（項目編號：2010JG06）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0087-03
一、“機械制造技術(shù)基礎”精品課程建設的背景
隨著高等教育改革的不斷深入和發(fā)展，課程作為高等學校培養(yǎng)計劃的基本組成單元，是實現(xiàn)高等學校教育目標的基本保證。課程體系、內(nèi)容的合適與否影響著培養(yǎng)目標實現(xiàn)。教育部在2003 年正式啟動國家精品課程建設項目并在《教育部關(guān)于啟動高等學校教學質(zhì)量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》中指出“國家精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學內(nèi)容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程”。[1]即精品課程應該具有體系的整體性、內(nèi)容的先進性、資源的開放性和師生之間的互動性并具有強烈的示范作用。要求精品課程以多媒體信息技術(shù)為實現(xiàn)手段，基于互聯(lián)網(wǎng)，包括課程的歷史沿革、網(wǎng)上教學資源如大綱、電子教案、多媒體課件、教材和課堂錄像、教育理念、師資隊伍、教學方法手段與教學改革、學生和專家的評價考核等建設要素。[2]精品課程不單純是教學方法和教學模式的改革，更是一個包含教師、學生、教材、教學技術(shù)手段、教學制度等多種要素的系統(tǒng)工程。精品課程建設一般分為內(nèi)容建設、隊伍建設、教學方法和手段建設、教材建設、實驗內(nèi)容建設及機制建設等六個方面。[3]
1997年國家教委工科處委托制圖與機械基礎兩課委員會組織全國重點工科高校就工程材料和機械制造基礎課程召開會議，對原金工系列課程改革的必要性和基本思路進行了探討，會議通過了《高等工科院校金工系列課程改革指南》。提出根據(jù)“以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為核心，以CAD/CAM為主線，拓寬基礎，重視實踐”的總體改革思路；重新規(guī)劃了機械制造系列課程的內(nèi)容體系。按照其改革方案而設置的“機械制造技術(shù)基礎”課程是機械制造基礎系列課程中的一門主要專業(yè)基礎課程。1998年配合北京信息科技大學拓寬專業(yè)口徑和人才培養(yǎng)模式改革，進行專業(yè)改革，將原機械制造及其自動化、機械設計和機械電子等專業(yè)合并為機械設計制造及其自動化專業(yè)。為了適應擴寬機械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的需要，將“機械制造工藝學”、“金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機床”和“機床夾具設計”四門課程按照重基礎、少學時、新知識、寬面向的原則整合優(yōu)化合并為“機械制造技術(shù)基礎”。[4]“機械制造技術(shù)基礎”不僅是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課程，也是工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)的專業(yè)基礎課程。目前北京信息科技大學機械設計制造及其自動化、工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)均設置該門課程。機械設計制造及其自動化專業(yè)計劃80學時、工業(yè)工程專業(yè)計劃72 學時，其中實驗8學時；車輛工程專業(yè)計劃40 學時，其中實驗6學時。
北京信息科技大學一直以來非常重視精品課程建設。為了適應當今社會對機械專業(yè)人才需求，實現(xiàn)機械設計制造及其自動化專業(yè)應用型人才專業(yè)核心能力的要求，[5]學生既要具有必備的理論基礎，又要具有快速適應工作崗位的工程能力。2006年“機械制造技術(shù)基礎”被列為北京信息科技大學重點建設課程、2007年被評為校精品建設課程。經(jīng)過多年的建設和完善，2009年被評為北京市精品課程。在精品課程建設過程中進行了深入思考，特別注重教學內(nèi)容的與時俱進；注重教學方法和教學模式的改革；構(gòu)建了公益勞動、金工實習、課程內(nèi)實驗、生產(chǎn)實習、綜合實驗周、課程設計、制造綜合能力學科競賽的基于工程的實踐教學體系，實現(xiàn)對學生工程能力的培養(yǎng)。
二、與時俱進優(yōu)化課程體系和教學內(nèi)容，適應學科最新發(fā)展
“機械制造技術(shù)基礎”課程內(nèi)容涉及知識面寬、知識點多、綜合性強，與實際工程結(jié)合緊密，圖多、層次多?？茖W技術(shù)的迅猛發(fā)展不斷促進制造技術(shù)的發(fā)展，新材料新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。要實現(xiàn)與工業(yè)企業(yè)的無縫連接，教師需密切關(guān)注學科發(fā)展，與時俱進優(yōu)化課程體系和教學內(nèi)容，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)內(nèi)容與先進性。
課程的內(nèi)容圍繞產(chǎn)品的加工制造，以機械加工工藝為主線，以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨，將涉及到的機床設備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關(guān)內(nèi)容有機結(jié)合起來，并根據(jù)這條主線的需求作為取舍的原則，強調(diào)以產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學生的綜合工程素質(zhì)出發(fā)，使學生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識，具有能夠在理論上進行分析、在實踐上具有解決一般技術(shù)問題能力。補充新知識，增加現(xiàn)代工業(yè)領域采用的新刀具材料、新加工方法、數(shù)控機床的基本介紹、數(shù)控加工工藝的特點、計算機輔助工藝設計、綠色制造等內(nèi)容，使教學內(nèi)容能夠充分反映現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展。
目前，“機械制造技術(shù)基礎”教學內(nèi)容多課時少，在教學內(nèi)容的講授上既要加強基礎，又要拓寬知識面；既要保持經(jīng)典，又要體現(xiàn)先進制造技術(shù)的發(fā)展；既要掌握基本理論，又要加強工程實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學內(nèi)容上以少、精、寬、新為原則，對教學內(nèi)容進行必要的調(diào)整，如減少車床進給和螺紋加工運動傳動鏈的講授，而將這部分內(nèi)容放在實驗課中，學生在現(xiàn)場對著實物進行感性觀察，學得更快、記得更牢。對于機械加工工藝擬定、加工精度部分等重點內(nèi)容仍進行重點講解，但是更加注重對實際工程問題的分析和理解，強化學生在實際工程中應用所學知識解決問題的能力。
高水平教材的建設是課程建設的基本，本課程選用韓秋實和王主編《機械制造技術(shù)基礎（第3版）》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和北京市精品教材立項，該教材還獲得中國機械工業(yè)科技進步三等獎。編寫出版與之配套的《機械制造技術(shù)基礎習題集》，分為學習指導和習題（包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題、計算題和參考答案）。編寫《機械制造技術(shù)基礎實驗指導書》和實驗報告，用于實驗教學。編寫《綜合實驗周大綱》和《綜合實驗周指導書》用于指導學生完成綜合實驗周的學習。建設了“機械制造技術(shù)基礎”的課程教學網(wǎng)絡化平臺。制作了網(wǎng)絡課件、編寫了多媒體教案，網(wǎng)上提供教學大綱、教案、電子講義等資料，實現(xiàn)教學資源的共享。開設網(wǎng)上答疑和交流通道。學生利用網(wǎng)絡資源鞏固課本知識的同時，進一步拓寬知識面，增強理論學習的深入性，使課堂教學得到擴展。
三、以工程能力培養(yǎng)為中心，構(gòu)建層次式的實踐教學體系，實現(xiàn)理論教學和創(chuàng)新實踐活動的有機融合
深入企業(yè)調(diào)研，分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識、技能、核心能力和態(tài)度，構(gòu)建專業(yè)認知與實踐－金工實習－課程實驗教學－生產(chǎn)實習－課程設計-綜合實驗周－制造綜合能力-數(shù)控加工學科競賽“多元結(jié)合”的實踐教學體系。在實踐性教學體系構(gòu)建的過程中，特別注重學生實踐能力的培養(yǎng)，努力實現(xiàn)從模擬型向?qū)崙?zhàn)型轉(zhuǎn)變，由限制性向自主性轉(zhuǎn)變，由驗證性向綜合性轉(zhuǎn)變，由理論性向應用性轉(zhuǎn)變。注重讓學生建立起工程的系統(tǒng)概念，了解工藝設計、制造、檢驗等過程。從機械制造技術(shù)基礎—先進制造技術(shù)—數(shù)控編程—實際加工操作，注重層次化、從設計、仿真到實際零件加工的動手能力培養(yǎng)，體現(xiàn)漸進性教學方式。
金工實習使學生了解基本的機械制造知識和方法；生產(chǎn)實習使之了解機械產(chǎn)品加工與裝配工藝過程和工藝裝備，將所學理論知識與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系起來；課程實驗教學將科研成果引入教學，教師運用現(xiàn)代實驗手段開出綜合性、設計性實驗，讓學生親自動手，提高了學生實驗技能和實際動手能力；課程設計選自實際生產(chǎn)課題，要求學生獨立完成，同時注意發(fā)揮團隊作用。重點培養(yǎng)學生制訂零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力；綜合實驗課使學生受到一次接近實際的工程訓練，全面實踐和了解產(chǎn)品從設計、分析、制造、裝配的全過程，提高學生綜合分析能力、解決工程實際問題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學科競賽滿足學生進行創(chuàng)新的需求，進一步融合理論與實踐，使學生的工程能力得到進一步提升。
在課程建設過程中，本校進一步強化和加強生產(chǎn)實習組織、指導教師隊伍的建設，設立長春一汽生產(chǎn)實習基地，使生產(chǎn)實習取得實效。綜合實驗周通過學生對產(chǎn)品的設計建模，進行工藝設計、數(shù)控編程和在機床上加工出產(chǎn)品，使學生綜合運用知識解決問題的能力大大提高。
實驗指導教師在實驗中只講述實驗中的難點、應注意的事項，而實驗原理、儀器的工作原理和使用方法由學生自己在實驗預習中完成。另外，安排學生生產(chǎn)實習，使學生對機械制造工藝及設備有一個切身的感性認識，每年還鼓勵學生參加各種比賽和見習工程師考試，取得了較好的效果。
在專業(yè)課程設計中融入現(xiàn)代計算機工程軟件的應用，實現(xiàn)與先進制造技術(shù)和信息技術(shù)的融合。從計算機輔助設計進行產(chǎn)品的建模分析，然后基于計算機輔助制造軟件進行零件的數(shù)控編程，通過DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機床上進行加工，得到零件。通過實驗為學生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設計過程中教師的指導和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化，使學生的課程設計真正取得實效。
面向工程實際，為學生營造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關(guān)資源為學生提供實踐機會。與機床協(xié)會密切合作，每年組織學生參觀機床展覽會并進行討論和研討。邀請相關(guān)企業(yè)的技術(shù)工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學生進行參觀，為學生創(chuàng)造機會接觸了解先進制造技術(shù)的最新發(fā)展動向和行業(yè)發(fā)展趨勢，增加對現(xiàn)代化企業(yè)實際的感性認識。學校購置了各種教學模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機床靜剛度測試儀、主軸動態(tài)特性測試試驗臺等實驗設備，設有專門的制造實驗室，為學生構(gòu)建了實際的工程環(huán)境，使從未接觸過工程實際的學生建立應用的整體概念，突出實驗的演示性、設計性和綜合性，追求實驗手段的先進性。
為了適應應用型高級人才培養(yǎng)目標的實驗體系研究和實驗環(huán)節(jié)的建設，學校開設綜合性和設計性實驗，構(gòu)建實驗平臺，編寫實驗指導書和任務書；編寫相關(guān)的課程設計指導書。開設綜合性和設計性實驗，初步設想設定加工某零件要求達到的精度目標，讓學生自主設計實驗項目和方案，并獨立完成實驗。利用綜合實驗周的時間開設計算機輔助工藝設計和先進制造技術(shù)實驗等。主要安排反映制造工程領域技術(shù)先進性和技術(shù)發(fā)展動向的實驗，包括數(shù)控機床加工操作、計算機輔助工藝設計、計算機輔助制造等實驗，使學生了解先進制造技術(shù)的研究發(fā)展和基本技術(shù)方法，建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進技術(shù)的實際概念，完成先進技術(shù)設備實際操作的基礎訓練。
四、實施工程意識培養(yǎng)和實踐能力提高的基于項目的教學改革
1.以建構(gòu)主義理論為指導，以工程應用為主線，研究基于項目的教學模式，注重工程能力的培養(yǎng)
針對目前普遍存在的教學與科研相脫節(jié)，課堂教學內(nèi)容缺乏現(xiàn)實感，學生缺乏對先進制造技術(shù)的認識和專業(yè)學習積極性；課堂教學與企業(yè)的實踐操作彼此割裂，學生運用學科理論與方法解決工程實際問題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉；校園生活與工業(yè)實際彼此分離等問題，以建構(gòu)主義理論為指導，在機械制造及其自動化專業(yè)方向?qū)嵤┗陧椖康慕虒W模式改革的實踐，整個過程貫穿學習—實踐—再學習—再實踐，以項目引領、任務驅(qū)動、教學做一體化課程教學模式設計和組織教學內(nèi)容。
從“機械制造技術(shù)基礎”課程的第一節(jié)課，提出基于項目研究的學習。給每個同學發(fā)一份項目研究任務書，一個“機械制造技術(shù)基礎課程”項目研究活動一覽表。學生自愿組合，1～3人為一個小組，以小組為單位開展研究。隨著教學內(nèi)容的開展，基于項目的要求，在教師的指導下，學生通過課堂學習、下課到圖書館查閱相關(guān)資料，遇到問題請教教師，循序漸進地完成項目的研究。學生成為學習主體，充分調(diào)動學生的主觀能動性，將教師的教學與學生的學習活動融為一體。學生以小組為單位通過解決實際問題而學習，通過討論與小組其他成員進行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識和工程能力。實行新的教學模式后，學生的學習積極性和主動性提高，解決工程實際問題的能力得到了鍛煉和提高。
2.課堂討論法
在課程講授過程中常注意提出一些思考問題啟發(fā)學生積極主動思考。結(jié)合課程的重點、難點，設計課堂討論題目，通過討論、質(zhì)疑和總結(jié)提高學生學習的興趣和課堂活力，使學生對知識易于理解和掌握。對于習題中的錯誤，教師設計題目，供同學們討論。比如對于機械加工關(guān)鍵工序的工序尺寸的擬訂，如何判斷封閉環(huán)是關(guān)鍵，教師給出一個實例，給同學們討論，然后通過正確和不正確方法的比較，和同學們一起總結(jié)出“尺寸鏈很重要，基準轉(zhuǎn)換用得著；先看封閉環(huán)，再判增和減，極值和概率法幫計算；多尺寸計算，圖表法最有效” 等朗朗上口的口訣，便于學生記憶。注重結(jié)合生產(chǎn)實踐，講課過程中還經(jīng)常結(jié)合科研項目中的問題與學生進行課堂討論得出解決方案。
3.案例教學法
本課程主講教師近年承擔國家高檔數(shù)控機床科技重大專項、國家和北京市自然基金、北京市科技計劃等多項科研項目，得到科研經(jīng)費上千萬，獲得省部級科技獎勵7項。在高端數(shù)控裝備的研制和開發(fā)上取得多項科研成果。在教學過程中，將科研成果作為案例介紹給學生，從實際需求、方案的構(gòu)思、方案的設計和實施方式，使學生較真實地接觸工程實際，將其中的科學規(guī)律與教學內(nèi)容有機地結(jié)合起來，培養(yǎng)學生科學思考問題的工程能力。比如在講到提高生產(chǎn)效率的時候，將研制的復合機床作為實例，使學生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機床傳動鏈時，介紹傳動鏈的長短的優(yōu)點和不足。在介紹數(shù)控機床時，以研究的電主軸為例，提出電主軸概念的來源，在于縮短傳動鏈，揭示機械制造科學技術(shù)進步內(nèi)在規(guī)律，開闊了學生的學術(shù)眼界。其次，鼓勵學生參與科研，積極拓展第二課堂，吸收學生參與教師科研項目，依托科研項目培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)、實際解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
在“機械制造技術(shù)基礎”精品課程建設中，基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設是一個長期的工作，需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學內(nèi)容、在教學模式和教學方法的改革等方面不斷探索實踐改進，才能將“機械制造技術(shù)基礎”課程建設成真正意義上的精品課程。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：機械設計基礎；教學改革；教學研究；任務驅(qū)動
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0120-02
“機械設計基礎”是近機類專業(yè)學生在學完機械制圖、工程材料、材料力學等基礎課程后進入專業(yè)課程學習前必修的技術(shù)基礎課，包含機械原理和機械設計兩部分的內(nèi)容，內(nèi)容多，涉及面廣。因此，及時地發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中的問題，并采取有效的措施改進教學方法，激發(fā)學生的學習興趣，是教師教學方法研究的重要課題。
一、教學現(xiàn)狀分析
1.先修課程開設不足
“機械設計基礎”的主要先修課程有機械制圖、工程材料、機械制造基礎、理論力學、材料力學、金屬工藝學、互換性與技術(shù)測量、金工實習等，只有學完這些先修課程，才能為本課程的學習打好基礎。但是目前北京信息科技大學（以下簡稱“我?！保┙鼨C類和非機類專業(yè)上述先修課程存在開設不足問題，使本課程的授課講解困難重重。
2.學生學習興趣不高
“機械設計基礎”課程涉及的基礎理論內(nèi)容較廣，且相對獨立，其特點是概念多，原理多，公式多，圖表多，內(nèi)容比較枯燥和單調(diào)，所學知識在學生以前的學習中很少接觸，初學時往往會感到吃力。同時，“機械設計基礎”課程是一門實踐性很強的課程，學生缺乏工程意識和實踐能力，容易導致學習效果不理想。
3.教學方法不當
目前盡管“機械設計基礎”教學大多已采用了多媒體，在開課初期，多媒體豐富的動畫的確可以調(diào)動學生的學習興趣。但是隨著教學內(nèi)容的深入，由于多媒體教學提供的信息量大，速度快，學生對教學內(nèi)容無法及時思考和總結(jié)，易造成填鴨式教學，便會感覺課程內(nèi)容枯燥，進而失去學習的興趣，進而影響教學質(zhì)量。
4.考核方式單一
學生成績的考核評定采用期末考試成績（70%）+實驗成績（10%）+平時成績（20%）作為最終的評定標準。由于“機械設計基礎”是一門實踐性很強的課程，這種簡單評定標準無法全面反映學生的實際水平，也不能激發(fā)學生學習的積極性，因此對于學生成績的考核評定方法應該進行適當?shù)母母铩?/p>
二、教學方法改革措施
1.優(yōu)化教學內(nèi)容
“機械設計基礎”包含了機械原理和機械設計的兩部分內(nèi)容。兩者的研究內(nèi)容很不相同，主要內(nèi)容是研究機械中的常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設計理論和計算方法。[1]現(xiàn)有的教材，為了追求理論知識的系統(tǒng)性和完整性，致使該課程內(nèi)容多，知識點散，且大多數(shù)偏重于理論分析，未考慮到近機類專業(yè)學生的先修課程開設不足的實際情況，例如帶傳動受力分析或齒輪傳動設計的推導公式過于冗長，對于近機類專業(yè)學生不易理解和掌握，因此對教學內(nèi)容進行優(yōu)化，對一些復雜的的理論推導及證明予以刪除，重點強調(diào)公式的實際應用。增加工程實例的講解，同時把課程設計相關(guān)內(nèi)容分解成若干任務融入課堂教學，使學生在學習“機械設計基礎”課程內(nèi)容的同時，能夠?qū)⑺鶎W知識應用到實際設計中。
2.教學方法多樣化，激發(fā)學生興趣
為了提高學生的學習熱情和效率，可根據(jù)教學內(nèi)容的需要，靈活采用多種教學方法，發(fā)揮不同教學方法的長處。
（1）多媒體與板書相結(jié)合?！皺C械設計基礎”是一門理論性和實踐性都較強的課程。傳統(tǒng)的“教師口述+ 板書”的授課方式，已不能滿足現(xiàn)代教育的需要。適度使用多媒體教學方法，通過生動的動畫、視頻等多媒體手段，使學生更形象地理解機構(gòu)工作原理和機器零部件的具體結(jié)構(gòu)，能將抽象的、難以理解的內(nèi)容變得簡單直觀，有利于學生理解其運動規(guī)律。在對重要知識點的公式進行講解時，則以板書為主。通過“多媒體+板書”的授課方式，提高學生的學習主動性。
（2）現(xiàn)場實物教學。在教學過程中，安排學生參觀機械零部件陳列室或?qū)嵙曋行模Y(jié)合課程教學內(nèi)容對照實物進行講解，學生能夠更加直接地感受到所學知識的實際應用，加深對教材內(nèi)容的理解。對于比較復雜的部分，例如軸系結(jié)構(gòu)的設計，可首先組織學生現(xiàn)場觀察后親自裝拆，增加感性認識，然后再進行課堂講解，使枯燥的教學內(nèi)容變得生動。
（3）工程案例教學方法。由于“機械設計基礎”各章節(jié)之間的內(nèi)容自成體系，獨立性強，知識點多，學生初學時很難把握課程的中心內(nèi)容。采用典型、實用的工程案例方法進行教學，就能把這些獨立的章節(jié)內(nèi)容串聯(lián)起來，同時可使學生直接接觸到工程應用，激發(fā)學生的學習興趣。例如，在講解機械原理的內(nèi)容時，可選擇以沖床為例，逐步向各知識點輻射進行講解，這樣就把機構(gòu)的運動簡圖畫法、自由度計算、連桿設計、急回特性、運動分析、凸輪機構(gòu)設計、齒輪機構(gòu)設計和飛輪設計等知識點聯(lián)系起來，課程的學習就會顯得具有系統(tǒng)性，同時提高學生分析問題和解決工程實際問題的能力。
（4）任務驅(qū)動式教學方法。任務驅(qū)動式教學方法是以教學任務為主線，選取一個典型的項目作為總?cè)蝿肇灤┙虒W的始終，按知識點將總?cè)蝿辗纸鉃槿舾蓚€具體子任務，把課程教學的主要內(nèi)容融入到總?cè)蝿盏母鱾€階段，使教材中各章節(jié)的零散知識有機地聯(lián)系在一起，有利于幫助學生構(gòu)建完整的知識體系。課程的總?cè)蝿諏⒃谡n程設計中得以充分體現(xiàn)。
在進行“機械設計基礎”課程教學時，將“多媒體+板書”的授課方式貫穿始終，根據(jù)現(xiàn)有條件和教學進度，適時安排現(xiàn)場實物教學。在講解各章知識點內(nèi)容后，采用典型工程案例進行分析，在此基礎上把各項子任務分配給學生，每個子任務都是總?cè)蝿盏囊徊糠?，并且相互關(guān)聯(lián)，學生分組獨立完成全部子任務后，總?cè)蝿找簿偷靡酝瓿?。通過多種教學方法的融合，充分調(diào)動了學生的積極性和學習興趣。
三、任務驅(qū)動式教學方法的實施
任務驅(qū)動式教學方法是通過實施一個完整的任務而進行的教學活動，在此過程中把理論知識與實踐活動有機地結(jié)合起來。筆者連續(xù)兩年在2010級、2011級工業(yè)設計專業(yè)進行了“機械設計基礎”教學改革。
1.任務的選擇與設計
根據(jù)“機械設計基礎”教學目標，筆者分別選取牛頭刨床、帶式卷揚機作為機械原理部分和機械設計部分的總?cè)蝿?，如?所示，按機械原理部分的知識點把牛頭刨床分為6個具體的子任務。如表2所示，按機械設計部分的知識點帶式卷揚機分為8個具體的子任務，[2]在教學過程中，任務與教學內(nèi)容有機地融合在一起，各個子任務之間可以是遞進的，也可以是并列的，分別承載著獨立的知識點。全部子任務完成后，經(jīng)過合并整理也就完成了總?cè)蝿?，達到教學目標。
2.任務驅(qū)動式教學的實施過程
在任務驅(qū)動式教學實施過程中，教師根據(jù)教學內(nèi)容編制好總?cè)蝿諘透髯尤蝿諘?，學生每4～6人為一小組，以小組為單位完成任務。教師事先講解教學內(nèi)容的知識點，隨后講解其在典型工程案例中的應用，最后派發(fā)相關(guān)子任務，學生接到任務后，確定在各自小組內(nèi)的分工及合作形式，對于學生遇到的問題，教師提供適當?shù)闹笇Ш蛶椭龑W生查找相關(guān)的設計資料，探索自行解決的方法，變被動接受知識為主動尋求知識，充分突出學生的主體性與教師的主導作用。
每一子任務完成后，各小組選擇出一位同學進行試講，展示本組任務成果，其他組同學可以對其成果提出質(zhì)疑、進行評價。在這個過程中，可以培養(yǎng)學生分析問題和現(xiàn)場處理問題的能力。任務講解完畢后，教師對出現(xiàn)的錯誤進行更正，對其成果質(zhì)量進行評價，加深學生的印象，最后要求學生在進一步修改的基礎上提交任務報告書和PPT。各子任務完成后，教師進行串講，各小組在此基礎上整合原有成果，完成總?cè)蝿盏脑O計。[3，4]
3.考核評價方法的確定
根據(jù)任務驅(qū)動式教學方法的特點，該課程最終的評定成績將由平時成績、綜合能力成績、實驗成績、期末考試成績幾部分組成，可以更全面地反映學生的實際能力和學習情況。成績評價的重點放在過程之中，激勵學生進行自主性的學習。[5]
四、結(jié)束語
任務驅(qū)動式教學方法，是在教師主導下，以典型任務為驅(qū)動，學生以組為單位獨立完成一系列子任務，最終完成總?cè)蝿盏囊环N教學方法。學生通過分組討論、查找相關(guān)設計資料、理論分析，自行尋找完成任務的方法，最后在老師的指導下完成工作。
實驗證明，采用任務驅(qū)動式教學使學生學習本課程的積極性得到極大激發(fā)，取得了明顯的教學效果。通過小組內(nèi)成員之間以及師生之間的討論、溝通、合作和交流，既培養(yǎng)了學生的團隊合作精神，又使學生理論聯(lián)系實際，鍛煉了分析問題、解決問題的能力。課程結(jié)束后，學生普遍認為收獲很大，綜合素質(zhì)得到了提高，隨之積極參加、開展學校的各種課外科技活動。
在教學改革的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，比如目前與任務驅(qū)動式教學相關(guān)的教材、講義比較少；總?cè)蝿盏臄?shù)量比較少，有待進一步開發(fā)更多典型的任務；在實施過程中，組內(nèi)個別成員過度依賴其他同學。教學改革是一個動態(tài)的過程，針對上述問題，筆者將在今后的教學過程中不斷改進，最終達到全面提高學生綜合素質(zhì)的目的。
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