浅谈《机械设计基础》课程创新教学

[摘           要]  《机械设计基础》是机械类专业的基础课程，具有一定的综合性和实践性，是学生学习后继专业必须掌握的基础理论学科，学好这门课程，既要掌握扎实的基础理论，更应具备一定的工程实践的能力，对培养学生创新能力和科学素质有良好的促进作用。本文从改善教学内容，改善实验课程设计和应用等方面，分析探讨了提高学生学习兴趣和创新意识的教学方法，以期提高课程的创新教学。

[关    键   词]   机械设计基础;创新教学;实验

[中图分类号]  G712              [文献标志码]  A  [文章编号]  2096-0603（2015）13-0124-02

机械是一门传统学科，是人类文明历史的重要见证，其发展更是当今工业水平、科技成果的再现。《机械设计基础》是一门应用技术科学，是研究、设计、改造机械的专业基础课程，它有效地综合了高等数学、机械制图、工程力学、金属工业学等学科的相关知识，解决一些常用机构、零部件的设计问题，对机械类、非机械类专业的课程都起到承上启下的作用，影响到学生对专业课的学习效果。通过课程的学习，应使学生掌握坚实的基础知识，更应培养他们的综合素质和创新能力，因此，改革教学手段、创新教学模式非常重要。

一、教学内容的创新

当前，《机械设计基础》面临着知识量不断扩充，教学课时不断减少、任务要求进一步提高的现状：教学内容丰富且杂乱，缺少教学重点，相关的概念、名词、公式、图表很多，同时夹杂着各类数据标准、国家规范等，许多学生抓不到头绪，学起来很吃力。因此，改革《机械设计基础》课程教学的一大重点就是对教学内容的改革。应从实践性和应用性的角度对教材内容进行整理，增加实践性、应用性教学的课时，减少理论性内容的教学课时。

（一）四线式教学体系

从教学体系上，将内容进行科学合理的调整和安排。采用四线式教学方式，将机械设计基础的四大板块：机械原理、机械设计、工程力学、公差配合中的重点内容作为教学核心，即以分析机构的工作原理、设计零件结构、以理论力学和材料力学知识对机构强度校核、采用互换性和测量技术知识对机构和零部件的形状、位置、配合精度进行规定和选择这四条主线开展教学活动。课程改革和四线式教学体系的建立，能够从基本的知识、理论、方法上有效导入教学，使学生掌握和理解扎实的专业理论知识，更有益于培养学生的创新能力。对学生进一步发展专业课的学习、加强工程应用能力、提高今后的从业率等打下了扎实的基础，推动了人才的持续发展。

（二）校企合作开展科研项目研究

学校和企业还应联合携手共同培养和塑造应用型人才，如让学生参与产品的机械设计和科研课题研究。学习过程中，学生结合所学到的知识，了解机械产品的设计过程和各个实验阶段的工作内容和实验要求，对机械结构和机械系统的运动方案加以分析、辨别，进而掌握了常用机械设备的传动原理、结构特征和设计方式等知识，使学到的知识得到有效的融化。教师通过组织这些实践活动促进了教学内容的升华，将课程内容变得紧凑和有序，脉络分明，重点突出，学生知道应学什么内容，知道用在什么地方，目的性更加明确，学习效果更显著。

（三）开阔视野，增添新知识

培养适应时代发展的应用型人才应与时俱进，结合实际教学内容，吸取科学技术发展的新成果和新思想，将技术应用的新拓展和改革的新技术及时传授给学生。当前我国的《机械设计基础》教材内容比较陈旧，实际案例偏少，不利于学生的就业发展，教师应在教学中有意地增添些能帮助学生开阔视野、创新思维的新内容，及时将校企合作研究项目、企业生产实际应用项目中的合适案例介绍给学生，将当前生产生活中的创新案例、创新技术应用引入教学课堂，让学生开拓知识面，补充信息量，调动学生的积极性，有效地改善教学效率。

二、实验项目的创新

《机械设计基础》课程中实验教学是重要的实践环节，可以培养学生的理论联系实际、分析解决问题的能力，启迪学生的创新思维、挖掘学生的学习潜能。多年来，在该课程的实验教学中多采用的是认知型、验证型的实验科目，有助于加深学生对理论知识的理解和验证、实验操作技术的掌握等，不利于培养学生的实验技术、实验设计和创新能力，因此，已远远落后于创新教学的要求。高职院校的教学目标应是培养一批具有工程实践能力、创新能力的技术人才，因此，需要进一步改善实验教学，丰富实验项目，培养和提高学生的动手能力和创新思维。

（一）增添实验项目

教师可以在常规实验项目的基础上增添新的富有创新性和综合性的实验内容，如3DMC机构组合创新实验、轴线结构创意设计等，让学生亲自去组装、调试、设计，锻炼学生的综合能力。3DMC实验台是一部综合性较强的智能化实验设备，可以模拟和实现学生在学习中的各种创新性思维进行机械原理和设计的学习，实验台包括高、低副杆组成机构以及相应的构件、构架、连接件和辅助机构，还包括机械传动领域的各类机构：凸轮机构、齿轮机构、带传动、涡轮、蜗杆等，通过试验台学生可以进行机械传动项目的方案设计，还可以改变执行构件，采用不同的运动构件自由组合，搭建新型的传动机构，进行不同传动方案性能的比较和测试，学生将学到的知识和个人的思维、操作相结合，优化和分析实验方案和实验课题，进一步提高了相应的综合分析能力和创新能力。

（二）开放式的实验教学

学校可以开放机构陈列室和部分实验室，实行半开放式管理，让学生有更多的机会去自学和实践。机构陈列室中展出了各种常见机构的构造和形式，运行原理和基本用途，学生可以随时进入陈列室对不理解的地方进行研究和观察，在样品陈列室还可以对内部结构不清楚的地方，进行拆装和分析，帮助学生理解教学内容。教师还应鼓励学生参加各类创新应用实践活动，如全国性和区域范围内的大学生机械设计制造创新大赛、课外科技学术作品竞赛等，锻炼学生的动手实践能力和科研创新水平，激起学生科研创新的兴趣和信心。

三、教学模式的创新

传统的《机械设计基础》教学以减速机为课程结构设计，培养学生综合应用机械设计理论和学科知识，掌握一般的设计规律和设计思想，使学生能够在机器功能的基础上合理制定设计方案，在制造工艺、性能维护、经济安全的基础上形成一定的机械设计能力。一方面，由于教学仅限定于减速器，学生的思维不够开阔，缺乏创新意识的培养，另一方面，课程设计安排在理论课程结束后2～3周内集中进行，使学生在着手课程设计时与基础理论知识产生疏离，问题和难点增多。因此，改革教学模式应从改进课程计划入手，将课程设计和理论教学同步进行，使学生能够边学习边动手，将设计中遇到的问题和难点拿到课堂中学习，提高教学的效率，减少问题的堆积，学生学习有了目的性和方向性，能够带着问题求知，教学质量也随之提高。同时，在课程设计上应注重对学生掌握的知识加以巩固和温习，通过进一步的理解和掌握，培养学生的创新能力。在课程进行一半的时候，可以布置一项创意发明任务，让学生在接下来的学习过程中，带着问题和思索进行，找到创新的节点，形成初步的设计思路和方案。

四、结语

学生创新能力的培养需要从各个方面、各个细节上予以关注，通过机械设计基础的课程教学能够为其他专业课程的顺利引入奠定良好的基础，同时对培养创新型人才、提升工程意识和实践应用能力创造了良好的条件。因此，教师应努力营造宽松和引导的学习气氛，启发学生的积极性和创造性，在教学的各个环节发挥促进作用，为国家和社会培养出具有创新意识和实践能力的人才。

参考文献：

韩上云.改革实验与设计训练，推动机械基础课程创新教学[J].科教导刊（上旬），2015（2）：103-104.

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