關於《機械設計基礎》課程教學模式探索論文

高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才，發展科學技術文化，促進社會主義現代化建設。目前國內高教界正在積極探索培養學生創新思維、創新能力的方法和途徑，提高工科學生的綜合競爭能力，培養工程意識、創新意識和綜合設計能力。機械設計基礎這門課程是各高校培養機械類以及近機類專業學生的一門技術基礎課，是由理論基礎課程的學習通向專業課程學習的橋樑和紐帶，是瞭解和掌握工程設計計算的開端;它既有豐富的理論知識、同時也有利用這些知識解決工程實際問題的方法，是工科院校的學生具有設計一般機械能力的重要實踐環節(實驗教學、課程設計，機械創新設計大賽、畢業設計)，是學生第一次較全面、綜合性的、理論聯繫實際的設計能力訓練。針對目前的人才教育的培養目標，突出工程意識、綜合設計能力與創新意識，將此作為課程體系改革的總思路對機械設計基礎課程教學模式進行探索和思考。

1課程教學的現狀及存在的主要問題

機械設計基礎課程是機械類專業學生的一門重要的技術基礎課，目前該系列課程的設置主要由以下幾大模塊組成：

(1)公差與配合

研究機械設計中是怎樣正確合理的確定各種零部件的幾何精度及相互間的配合關係，研究測量工具和儀器的測量原理及正確使用方法，掌握一定的測量技術。

(2)理論力學

研究質點、剛體的靜力學、運動學及動力學。靜力學研究物體在力作用下處於平衡的規律;運動學研究物體運動的幾何性質;動力學研究物體在力作用下的運動規律。

(3)材料力學

研究杆件材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度以及導致各種材料變形與破壞的規律;為受力構件提供強度，剛度和穩定性計算的理論基礎條件;解決結構設計安全可靠與經濟合理的矛盾。

(4)機械原理

研究機械中機構的結構組成、運動、以及機器結構的受力和設計。

(5)機械設計

研究通用機械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸、潤滑方法的選擇與設計。

這些課程設置的目的是為了使學生具有機械設計的初步能力和為專業課程的學習起到鋪墊的作用。但是這些課程理論性強、概念抽象，涉及的基礎理論和知識面廣、系統性強、學時多，如果在教學過程中過分強調知識的系統性和理論的完整性，這種教學模式不能適應高職高專教育對應用型人才培養目標的要求。如果按照課程設置的方式，以“教”為中心，以知識的傳授為主要目的，可能會出現如下情況：忽視了學生創新意識、創造能力和創造個性的培養，往往學生理論考試成績較高，但實際設計和應用能力不強，這與企業需求脱節;課堂教學與實踐教學環節脱節;重視學習者知識的接受與理解，不重視知識建構和發現的方法;沒有充分發揮先進的實驗技術和網絡在支持個別化學習、發現學習、合作學習以及教學管理方面的巨大優勢。

2課程教學模式探索

2.1學生學習興趣的激發

興趣是學生對學習活動或學習對象的一種積極認識或意識傾向，當一個學生對某門學科發生興趣時，他總是愉快地學習，積極主動獲取知識。但在課堂上學生的注意力的集中時間是有限的，長時間集中注意力會引起他們思維疲勞，甚至厭煩。

針對本課程可從以下來展開學習興趣的激發：

在學生剛剛接觸該課程的時候，首先讓學生明白這門課程設立的目的;對後面其他的專業課程的學習有什麼作用;對今後工作中可以用來解決那些技術上的問題。這樣以來學生就會意識到這門專業基礎課程的重要性，從而在學生心目中樹立起該課程在專業知識體系中的重要地位。通過動態的多媒體電子課件，利用現代教育媒體的表現力，給學生一種具有新意的刺激，使學生從原來抑制狀態轉化為興奮狀態，從而提高學生學習的積極性;將書本知識還原於生活實踐，能夠激發學生參與探索的慾望，通過觀察生活中的各種常見機械、機電設備中的動作、工作原理，讓學生找到其存在和應用了那些平面機構，進一步增強學生的學習興趣;通過實例來提出問題，讓學生思考，討論，最後教師進行歸納總結。例如，在講解間歇運動機構時，向學生提問：為什麼大家在看電影的時候，總感覺畫面有停頓感?學生開始各種各樣的思考和討論，多數同學的意見是不完全正確的，這時老師再給予正確的引導式歸納總結：為了適應人們的視覺暫留現象，要求影片作間歇運動，所以放映機採用四槽槽輪機構，當傳動軸帶動圓銷每旋轉一週，槽輪相應地轉過90°，因此能使影片的畫面作短暫的停留，這樣以來使學生聽了以後興趣盎然。採用這些方法不僅能提高了學生的學習興趣和學習積極性，而且還拓展了學生的思路。

2.2創新能力的培養

創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力，而高等學校是培養創新人才的基地和搖籃，因此，在學習專業課程的過程中應不時地培養學生的創新能力。就機械設計基礎而言，以培養學生綜合設計能力為最終目標，以學生能應用所學知識來解決工程中的實際問題為目的，以“必須、夠用”為度，以講清概念、強化應用為重點的原則來確定本課程的主要內容和體系結構;通過引入現代設計理論和設計方法，以基本知識、原理部分作為基礎，發展平台，注重設計與製造有機結合、機電液有機結合、理論與實踐有機結合，大膽創新。

在教學及實踐教學過程中，不斷地培養學生的創新意識。通過變傳統的、被動的、低效的實物模型來實現機構及裝置設計為先進的、主動的、高效的可視化CAD三維參數化建模來實現裝置乃至產品的創新設計;帶動學生一起分析如何實現機構及零部件的優化設計，從一些實際的問題入手，來考慮那些部件的結構可以實現優化設計，創新設計，分析新的設計會帶來機械裝置實現其功能方面具有哪些好處;改變傳統的考核模式促進學生創新能力的培養，在學生做課程設計時，讓學生利用所學基本原理對日常生活中的機器、裝置的原理進行分析，通過文獻查閲，加以改進，或者提出自己的想法，並把自己的構思用論文或專利的`形式加以表達，發揮學生的自主性和創新能力;在實驗課的講授方式上，着重培養學生的工程實踐能力，讓學生知道某種結構為什麼是這樣，動力是否可以通過其他的傳動方式實現。這樣既有助於學生認識事物的本質規律，又使學生的實際能力得到鍛鍊;通過開展創新設計實踐活動來提高學生的創新能力，例如，在講授撓性傳動時，給學生提出問題，大家都知道自行車採用了鏈傳動的方式來驅動車輪前進。鏈傳動具有瞬時的傳動比不穩定、工作時有噪聲、易脱鏈等缺點，帶傳動有承載能力不大、彈性滑動和打滑現象的缺點。而它們的各自的缺點都是對方的優點，那麼能不能設計出一種撓性傳動方式使得它們的特點得以均衡呢?因此就以此為作業任務讓學生自己去按所學的知識和創新的理念給出它們的設計方案來。教學效果表明，就出現了“帶式鏈條”比較好的創新方案。於此同時可以結合本課程的教學內容開展機械設計競賽、鼓勵並指導學生參加全國的創新設計大賽。這樣以來學生的創新意識和創新能力將在很大程度上得到加強。

2.3理論聯繫實踐的教學方法

從機械設計基礎的課程設置模塊來看，公差與配合、理論力學及材料力學、機械原理這些內容大多為理論性較強的知識內容，而機械設計則是研究機械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸、潤滑方法的選擇與設計。機械設計部分的特點在於各章內容看似相互沒有關聯，如聯接中的鍵、銷、螺栓、聯軸器;帶傳動、鏈傳動;齒輪傳動、軸、軸承等各類零件，但運用機械原理方法、理論及材料力學知識以及公差配合規則將這些零件匯合才能設計出一個完整的機械裝備。如果在給學生講解理論知識的時候，能將其對應的機械零部件的設計、機器設備中標準件的選擇和應用，讓學生自己通過實踐來完成，真正實現“理論用於實踐”、“實踐鞏固理論”，這樣效果將會更好。

以培養學生機械系統方案創新設計能力為目標，以設計為主線，建立理論教學和實踐教學為主體的新教學模式。

該教學模式注重理論與實踐、理論講授與實驗操作相結合，合理地確定課堂和實踐重點，着眼於學生綜合素質的培養。該教學模式提倡學生帶着問題學習的理念，突出以學生為主體的教育模式，以工程設計實例為載體，貫穿教學過程始終，體現學習、設計、再學習、再設計的循環漸進的學習過程。在機械設計基礎課程教學中只有密切聯繫工程實際，不斷加強對機構及機器的研究和分析能力，才能更有效地激發出學生的學習興趣，培養和提高學生的設計與創新能力。在教授的過程中通過更新教材內容、增加實踐環節，使理論教學的第一課堂與實踐教學的第二課堂有機結合，相互協調，從而營造理論學習、設計實踐、實驗三維一體的學習氛圍，以培養綜合素質高、專業面寬廣、創新設計能力強的實用性、技能型機械工程專業複合型人才。

3小結

通過對機械設計基礎課程的現狀及教學中存在的問題分析，提出了幾種課程教學模式的探討：從學生學習興趣的激發、教學方法的改革以及在教學過程中對學生創新能力的培養方面加以重視和探索。教學實踐表明，這些教學舉措在激發學生的學習興趣和提高教學質量、培養學生實際動手能力、創新能力及綜合知識運用的能力方面取得了良好的效果。如果能將其餘後續專業課課程教學方法同該門基礎課程教學模式結合起來，使整體的教學計劃形成通暢脈絡，學生的思維方式和學習模式將得到進一步鞏固和實踐，有利於提高學生的創造性思維、形成專業領域的綜合的設計能力，能夠為進一步培養學生工程實踐能力和創新設計能力奠定基礎。