机械设计系列课程教学改革论文

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摘要：针对机械设计系列课程特点优化整合教学内容，改革教学方式，加强创新实践教学环节，提高学生分析问题、解决问题的能力及工程意识和创新设计能力，探索机械设计系列课程教学与培养学生能力之间的关系。

关键词：机械设计；教学改革；课程体系

《机械原理》和《机械设计》是我国高等工科院校机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程，其课程教材体系设置、教学内容、教学质量影响巨大。笔者从事《机械原理》和《机械设计》课程的教学工作多年，也多次参与相关课程的教学改革。结合我校精品本科建设项目的实施，下面分别从教学内容的优化整合、教学方式的改革、创新实践活动等角度对机械设计类课程教学作一些有益的改革探索和尝试。

一教学内容的优化整合

作为机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程《机械原理》和《机械设计》，其教材的体系和内容通常相对独立。《机械原理》主要介绍机构学以及机器动力学的知识，主体内容是各种常用机构的分析与设计；《机械设计》主要内容是通用零部件的设计计算。这两门课程的内容体系，存在如下问题：一是把机械产品的整个设计过程割裂开来；二是整个课程体系对机械系统总体方案设计和机械创新设计方面的内容较少涉及。因此，很有必要修改这样的课程结构体系以适应创新人才培养的要求。基于上述原因，我们对机械设计系列课程的教材体系和教学内容进行了较大的改革。我们编写了《机械设计基础》和《高等机械设计》两本教材，打破了传统教学的格局。教材编写依据机械设计系列课程的改革目标和实践成果，以培养学生基本设计能力和创新能力为目标。《机械设计基础》教材的主要内容为常用机构的设计、通用零部件工作能力设计与结构设计，《高等机械设计》教材的主要内容包括机械创新理论与方法、机构的组成原理与类型综合、组合机构设计、平面机构的运动分析与力分析、现代机械系统的总体方案设计以及机器动力学的内容，还有一些机械设计的专题内容，如变位齿轮与变速器设计、机械密封、机械摩擦磨损等。对教学内容进行优化整合时，注意分析机械设计的主要内容与培养学生能力的关系，合理安排课程内容。由于目前机械设计系列课程的授课现状是内容多、课时少，这就要求教师在制定教学计划时有的放矢；在教学内容的安排上围绕“需要”、“够用”、“会用”三方面的要求。授课时注重“掌握概念、突出技能、重在应用”，既要注意理论知识的学习，又要强调实际能力的培养。在教学过程中要不断学习，密切关注科技术发展的新成果、新应用并及时反映到授课当中去，激发学生的学习积极性和创造性。

二教学方式的改革

传统课堂以教师讲授为主，教与学互动不多，很难调动学生的学习积极性，更难激发其创造性。而新型的教学模式要求“以学生为主体，教师为主导，以能力培养为主线，以素质培养为目标”。这些都要求教师必须改革现有的教学方式，丰富教学方法和手段。

（一）精心设计教案

教师认真备课，设计教案。加强师生互动，课堂教学过程中灵活运用设问、延伸、小组讨论等多种教学形式。通过启发教学和知识拓展来激发学生的学习积极性创造性。教案的设计要涵盖教学目的、教学内容、重点和难点、教学方法与教学手段、作业布置、主要参考资料等方面。及时进行课后自我总结分析，找出授课过程中的学生较难理解的地方，采用新的讲课思路，协调师生间的认识理解差距，从而不断提高教师的授课水平，改善学生听课效果，并最终达到提高教学质量的目的。

（二）改进教学方法

为达到教学目的，教师在授课过程中，应调动学生的学习积极性。这要求教师必须发挥在教学中的主导作用，采用灵活的教学方法，将“教”与“学”有效结合起来，形成一个以教师为主导，学生为主体的良好教学氛围。比如项目教学法，在教学中利用一个项目引入课题，再围绕课题讲授相关知识、理论和方法，并通过设置问题、组织讨论等方式来解决问题。其它如类比式、启发式等各种教学方法都可以在课堂上灵活运用，激发学生的兴趣，加深其对相关知识的掌握与运用。学生通过积极主动思考，锻炼了发散性思维能力，也逐渐了解机械设计的多解性。这些方法都收到了良好的教学效果。

（三）丰富教学手段

充分利用现代化教学手段增强教学效果，激发学生学习兴趣。课堂讲授通常使用多媒体课件以节约时间。更重要的是多媒体课件有丰富的视听资源，可以利用图像、动画的视觉效果吸引学生的注意力，便于把抽象理论形象直观地表达出来，激发学生的学习兴趣，从而提高教学质量。例如，在平面机构运动分析部分的教学中，因抽象概念多，传统的图解法和解析法又存在繁琐或难以实际操作的缺点，学生较难理解掌握。我们在课堂教学中引入SolidWorks、ADAMS等三维建模仿真软件，利用虚拟样机技术对机构进行三维建模，动态仿真分析，从而有效地解决了学生对机构的运动特性不易理解掌握的问题，同时极大地提高了学生的学习兴趣和课堂效果。此外，我们通过制作网络课程教学平台，加强师生之间的交流沟通。学生随时能够到网上学习，实现师生实时互动交流。

三创新实践活动

对于机械类的学生来说，机械设计系列课程是启迪学生创新思维、开拓学生创新潜能、培养学生创新能力的重要课程。通过创新实践活动，学生所学的设计理论知识得到实际应用，对培养他们理论联系实际、综合设计能力和创新设计能力非常重要。要培养学生的创新能力，必须打造创新平台，使理论联系实际，知识服务实践。上海理工大学每年都会开展机械工程创新大赛，并且已经连续三届成功承办了上海市教委主办的大学生机械工程创新大赛。该赛事对推进我校“精品本科”建设，营造创新创业教育和学生创新创业的良好生态环境起到了积极促进作用。学院同时还开设了《机械创新及实践》公选课，建立了大学生课外科技创新工作室。大学生创新实践活动也得到了工程实训中心的大力支持，现在工程实训中心已经成为了学院大学生课外科技创新活动的基地。由此，我院的大学生科技创新活动蓬勃发展起来。机械工程学院充分利用这些平台，积极鼓励和组织学生参加创新大赛，培养学生的创新设计能力。上海理工大学在2012年的第五届全国大学生机械创新设计大赛决赛中，获得一等奖2项，二等奖3项；在2014年的第六届全国大学生机械创新设计大赛决赛中，又获得一等奖5项。骄人的成绩进一步成为大学生们在机械创新设计道路上前行的强大推力。

基于高等教育教学改革和创新应用型人才培养规划的提出，机械设计类课程教学改革也必须与时俱进。通过对课程体系、教学内容和教学方法以及创新实践教学等的改革探索，为更好地培养学生的工程实践能力和创新能力奠定了坚实的基础。实践证明，经过一系列的教学改革，机械设计系列课程的教学质量得到了明显的提升，学生的学习积极性被激发出来，其创新能力和分析问题、解决问题能力有了极大的提高，这在学生后续的课程设计、毕业设计以及一系列的创新大赛活动中都有显著体现，并终将为他们未来的工作带来及其深刻的影响。

作者:石云霞 沈景凤 王新华 单位:上海理工大学

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