導(dǎo)語：學(xué)科大類建設(shè)機械設(shè)計教學(xué)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜合化和交叉化，社會對復(fù)合型人才需求量日益增加。為了培養(yǎng)適應(yīng)未來社會需求的具有競爭力的人才，近年來，國內(nèi)許多高等院校提出進行學(xué)科大類平臺建設(shè)，并圍繞學(xué)科大類平臺建設(shè)進行相應(yīng)的教學(xué)改革。機械設(shè)計課程作為工科院校機械類或近機類工程專業(yè)學(xué)生的一門必修課，在高等院校本科教學(xué)中一直占據(jù)比較重要的地位。首先機械設(shè)計課程是工科院校中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程起著承上啟下的橋梁作用；其次，該課程擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生具有分析、選用和設(shè)計常用機構(gòu)、機械傳動裝置和簡單機械的能力，從而為學(xué)生從事機械的研究開發(fā)和設(shè)計打下必要的知識基礎(chǔ)。面對學(xué)科大類平臺建設(shè)的新形勢，上海理工大學(xué)機械設(shè)計教研團隊在建設(shè)學(xué)科大類平臺方面也進行了積極探索，對機械設(shè)計課程進行了大規(guī)模的教學(xué)改革?？偨Y(jié)和思考兩年多的教學(xué)實踐活動，教研團隊主要從以下三個方面進行了機械設(shè)計課程教學(xué)改革和探索。

1．教學(xué)內(nèi)容與知識體系的統(tǒng)籌調(diào)整

從知識體系上來說，目前高校機械設(shè)計課程的授課內(nèi)容主要包涵了機械原理和機械零件兩大塊。傳統(tǒng)上，非機械類工程專業(yè)的學(xué)生只學(xué)習(xí)機械設(shè)計基礎(chǔ)，總的學(xué)習(xí)時間為一個學(xué)期。而機械類專業(yè)的學(xué)生通常在一個學(xué)期學(xué)習(xí)機械原理，隨后一個學(xué)期學(xué)習(xí)機械零件。對于實踐環(huán)節(jié)，非機械專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完機械設(shè)計基礎(chǔ)理論課程之后，兩周的時間內(nèi)完成以減速箱為設(shè)計對象的課程設(shè)計訓(xùn)練；機械專業(yè)的學(xué)生則在修完機械原理和機械零件之后，三周的時間內(nèi)完成減速箱課程設(shè)計。這種教學(xué)計劃是根據(jù)課程內(nèi)容特點進行安排，在由教師到學(xué)生的知識傳遞過程中較多的體現(xiàn)出教學(xué)內(nèi)容與知識的系繞陛和連貫性。

按照目前學(xué)科大類平臺建設(shè)的目標(biāo)，機械學(xué)科大類專業(yè)建設(shè)要求機械專業(yè)的學(xué)生和近機類工程專業(yè)的學(xué)生統(tǒng)一學(xué)習(xí)工程力學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，在完成基礎(chǔ)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)后，學(xué)生根據(jù)選定專業(yè)，進入專業(yè)課程的學(xué)習(xí)階段。大類專業(yè)建設(shè)面向?qū)W生角度，增加了學(xué)生的自主選擇權(quán)。面向?qū)W科大類平臺建設(shè)，教研團隊對機械設(shè)計課程進行了一系列教學(xué)改革。首先，組織有多年授課經(jīng)驗的教師對延續(xù)多年的傳統(tǒng)教學(xué)計劃進行了調(diào)整和修訂。面向全校學(xué)生，包括機械專業(yè)、汽車專業(yè)、材料工程專業(yè)、能源動力專業(yè)、環(huán)境專業(yè)、出版印刷專業(yè)、醫(yī)療器械專業(yè)等多個專業(yè)的學(xué)生，在大學(xué)二年級的下學(xué)期統(tǒng)一開設(shè)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程，完成大類專業(yè)基礎(chǔ)教育。而在三年級的上學(xué)期，主要面向機械專業(yè)學(xué)生開設(shè)機械設(shè)計課程，與機械設(shè)計基礎(chǔ)課程相比，要求在專業(yè)內(nèi)容理論層次上進行拔高。與此同時，教研團隊組織人員編寫了一本《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材，教材從規(guī)劃到編撰依據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)基本要求，面向高等院校大專業(yè)規(guī)劃，綜合考慮了各專業(yè)學(xué)習(xí)的基本要求，2010年9月該書已在化學(xué)工業(yè)出版社正式出版，在上海理工大學(xué)學(xué)科大類平臺建設(shè)的探索中，該教材已經(jīng)使用兩年。從課后學(xué)生反饋以及課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計實踐過程，可以看出教材內(nèi)容體系適合大專業(yè)建設(shè)要求。

今年，為了滿足機械專業(yè)或近機專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，編寫了一本《機械零件設(shè)計》教材，該教材區(qū)別于現(xiàn)有機械設(shè)計教材的一個顯著特點是，該書以機械系統(tǒng)設(shè)計方法為貫穿主線，穿插了機械創(chuàng)新設(shè)計方法的內(nèi)容，加入了近年來的機械設(shè)計新理論、新方法、新技術(shù)，而且補充了一些常用零部件的設(shè)計計算。以往學(xué)生在學(xué)習(xí)基本機構(gòu)和常用零部件設(shè)計方法之后，對知識的掌握仍然是零散的，當(dāng)設(shè)計一臺機器或一個機械系統(tǒng)時仍然不能很好地掌握。該書使得學(xué)生從一個完整體系角度掌握機械系統(tǒng)的設(shè)計。目前該書已經(jīng)在上海理工大學(xué)校內(nèi)試用一年，反饋良好，目前正聯(lián)系正式出版。教研團隊在機械設(shè)計課程改革方面首先從教學(xué)內(nèi)容和體系上進行了改革，面向不同專業(yè)的使用要求，重新進行了定位和調(diào)整，實現(xiàn)了課程內(nèi)容的層次劃分，滿足了各類專業(yè)的要求，體現(xiàn)了學(xué)科大類平臺建設(shè)的層次性和優(yōu)勢。

2．教學(xué)方法與授課手段的靈活運用

隨著課程內(nèi)容和教學(xué)計劃的變動，教學(xué)容量和對象也發(fā)生了變化，要求靈活運用教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。多媒體在高校教學(xué)活動中已經(jīng)越來越普及。相對于傳統(tǒng)教學(xué)手段，多媒體教學(xué)具有下面一些優(yōu)點：知識容量大；趣味性強，能有效集中學(xué)生的注意力；形象具體，使學(xué)生的認(rèn)知過程更為深刻。例如講述機械傳動結(jié)構(gòu)時，其運動特性單憑口頭表述比較抽象，而把機構(gòu)運動過程做成動畫在課堂上展示給學(xué)生，就會一目了然。但是，多媒體教學(xué)也存在一些局限性，節(jié)奏較快，學(xué)生在課堂上常常處于被動灌輸狀態(tài)。如果老師不能“因課制宜”，靈活控制節(jié)奏，就成了照本宣科的解說員，學(xué)生課堂上無疑會缺少了主動思索訓(xùn)練。這就要求教師能根據(jù)課程內(nèi)容特點，調(diào)整教學(xué)方法，靈活使用多種教學(xué)手段。例如對于繁瑣的理論公式推導(dǎo)，適宜采用教師板書啟發(fā)式講授，通過教師的節(jié)奏停頓、啟發(fā)引導(dǎo)、師生之間的課堂互動，達(dá)到好的課堂效果。在面向大專業(yè)建設(shè)的機械設(shè)計課程改革中，學(xué)校教研團隊?wèi)?yīng)用AuthorWare、Flash等工具制作了CAI課件，設(shè)計了大量動畫，錄制了一些典型機械的工作錄像。

此外，為了彌補多媒體教學(xué)中“聽得好，忘得快”的缺陷，借助于網(wǎng)絡(luò)資源平臺，擴充師生互動渠道。通過學(xué)校的課程中心網(wǎng)，所有的教學(xué)課件、補充習(xí)題、動畫和視頻資料等都掛在網(wǎng)上。通過網(wǎng)上作業(yè)、測試檢驗學(xué)生掌握知識的程度；通過在線答疑，及時對知識難點進行疏通。網(wǎng)絡(luò)課程手段的改進較好地協(xié)調(diào)了課堂教學(xué)授課時間少和授課內(nèi)容多的矛盾。在機械設(shè)計課程教學(xué)中，要求教師能夠根據(jù)內(nèi)容靈活應(yīng)用傳統(tǒng)教學(xué)方式、多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課堂等多種形式，做到內(nèi)容與手段的最佳匹配，達(dá)到最佳教學(xué)效果。

3．實踐能力與創(chuàng)新思維的鍛煉培養(yǎng)

面向?qū)W科大類平臺建設(shè)的機械設(shè)計課程教學(xué)改革對學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新思維培養(yǎng)提出了更高要求。作為理論課程的補充，課程設(shè)計的實踐訓(xùn)練對于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，具有不可或缺的地位。近年來，機械設(shè)計課程教學(xué)出現(xiàn)了知識容量膨脹、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高但學(xué)時壓縮的矛盾，課程設(shè)計同樣也面臨著學(xué)時壓縮的現(xiàn)狀，學(xué)校機械專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計時間由以往的三個星期縮短為兩個星期。為了緩解課程設(shè)計學(xué)時較少的矛盾，教研團隊借鑒案例教學(xué)的方法，對機械設(shè)計課程的教學(xué)活動安排進行了調(diào)整。傳統(tǒng)上筆者學(xué)校對機械設(shè)計課程的教學(xué)活動安排是在正常學(xué)期先進行理論課學(xué)習(xí)，穿插著進行試驗教學(xué)或理論課成績考核之后，然后在學(xué)期末或者是短學(xué)期再開始布置題目、講解計算，完成課程設(shè)計過程。傳統(tǒng)的教學(xué)活動安排如圖1fa)所示。

重新調(diào)整的教學(xué)活動安排如圖1(b)所示。采用理論授課和課程設(shè)計平行進行，即在講述理論課程的過程中就布置課程設(shè)計任務(wù)，把課程設(shè)計實踐作為一個案例貫穿于整個學(xué)期的理論學(xué)習(xí)中。在學(xué)期上課之初就把題目布置給學(xué)生，講課過程中每章內(nèi)容都結(jié)合課程設(shè)計內(nèi)容來講，不但利于學(xué)生學(xué)習(xí)目的更加明確具體，而且解決了學(xué)時較少的矛盾。課程設(shè)計時計算過程基本完成，主要再講述工程圖和零件圖的繪制，說明書的編制內(nèi)容，結(jié)果時間上更加從容，課程設(shè)計質(zhì)量顯著提高。這與傳統(tǒng)教學(xué)安排相比體現(xiàn)出一些優(yōu)點。首先學(xué)生帶著實踐問題來學(xué)習(xí)理論知識，增強了學(xué)習(xí)目的性和學(xué)習(xí)興趣，教師在理論講授過程中也可以針對具體的設(shè)計對象，使得理論知識不是泛泛而空洞。重要的是，這樣做可以避免理論與實踐出現(xiàn)斷層，大大加強理論與實踐的耦合程度，實踐有理論的指導(dǎo)，趁熱打鐵，教學(xué)效果更好。最后，教學(xué)環(huán)節(jié)的調(diào)整使得兩周的課程設(shè)計學(xué)時不再顯得捉襟見肘。學(xué)生在理論知識講授結(jié)束后，就可以完成相關(guān)設(shè)計計算和校核，課程設(shè)計開始有更充分的時間準(zhǔn)備工程制圖表達(dá)，學(xué)生課程設(shè)計的說明書和圖紙質(zhì)量普遍得到提高。通過課程設(shè)計題目可以把機械設(shè)計課程中的多個零散的知識點貫穿起來，從而實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的融匯貫通，使學(xué)生達(dá)到系統(tǒng)把握知識點的效果，形成一種系統(tǒng)思維和綜合思維，避免了知識的零散和片面性。經(jīng)過兩年教學(xué)實驗，在綜合考評以后，學(xué)生的反應(yīng)較好。

實驗作為機械設(shè)計課程中另一個重要環(huán)節(jié)，近兩年也進行了相應(yīng)的跟進改革。實驗裝置由單一性、封閉性向著多樣化和開放性發(fā)展。建立了開放式的典型零件陳列柜和創(chuàng)新案例展示柜，引入了新型的實驗教學(xué)，實驗方法上開展了虛擬實驗教學(xué)，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)ADAMS軟件和ANSYS軟件進行機構(gòu)和零件仿真分析。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是我國21世紀(jì)人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)，學(xué)校教研團隊面向大類專業(yè)建設(shè)的機械設(shè)計課程改革非常重視機械創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)。組織教師成立了機械設(shè)計創(chuàng)新團隊，建立了創(chuàng)新實驗室，在該實驗室分區(qū)展示了歷年經(jīng)典創(chuàng)新實例、仿生機構(gòu)學(xué)創(chuàng)新、新型專利及創(chuàng)新案例，建立了創(chuàng)新設(shè)計平臺，定期指導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

全國大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計大賽為學(xué)生參與創(chuàng)新設(shè)計活動提供了一個平臺。由創(chuàng)新團隊的教師組織學(xué)生踴躍參加創(chuàng)新設(shè)計大賽，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和興趣更加濃厚，既實現(xiàn)了理論與實踐結(jié)合，也增加了創(chuàng)新實踐機會。講課過程中將機械學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)以及教師的相關(guān)科研成果融人課堂教學(xué)，開闊學(xué)生的視野，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與學(xué)習(xí)興趣。對于工程實踐能力和創(chuàng)新能力的有目的的訓(xùn)練，提高了學(xué)生的動手能力、綜合設(shè)計能力，更好的發(fā)揮了個人創(chuàng)造性。

4．總結(jié)

綜上所述，學(xué)校教研團隊圍繞學(xué)科大類平臺建設(shè)目標(biāo)，調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，靈活運用教學(xué)方法，重視動手實踐能力和工程創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，進行了一系列的機械設(shè)計課程教學(xué)改革。改革面向不同專業(yè)的使用要求，體現(xiàn)了學(xué)科大類平臺建設(shè)的層次性和優(yōu)勢。改革過程中不僅注重培養(yǎng)學(xué)生所需的機械設(shè)計制造基本知識與技能，而且重視提高他們分析問題和解決問題的實際能力，使他們具有扎實的專業(yè)基本功和全面的職業(yè)素質(zhì)，以適應(yīng)社會發(fā)展的需求。