沈仙法　劉遠(yuǎn)偉

摘要 為有效改善“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”的教學(xué)質(zhì)量，針對民辦高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生特點，通過對項目教學(xué)法、CDIO工程教育、任務(wù)驅(qū)動法、分層教學(xué)法、自主學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)和主動實踐等較為先進(jìn)的教學(xué)理念進(jìn)行融合，從課題設(shè)計題目、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、設(shè)計手段和評價體系方面進(jìn)行了系統(tǒng)改革。通過本課題研究將有助于增強(qiáng)學(xué)生的工程意識和主動實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 多理念融合 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 主動實踐

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.06.057

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是一門重要的實踐課程，起到了從理論到實際、從基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。通過機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計使學(xué)生能夠綜合運用“機(jī)械設(shè)計”、“材料力學(xué)”、“工程制圖”、“互換性技術(shù)基礎(chǔ)”和“工程材料”等其它先修課程知識，熟悉通用機(jī)械設(shè)計特點和規(guī)律。但是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量呈不斷下滑趨勢。并且隨著網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械科學(xué)發(fā)展已發(fā)生了顯著變化，同時，機(jī)械設(shè)計理念和思想也發(fā)生了深刻轉(zhuǎn)變。目前傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)模式已不能適應(yīng)新時代下技術(shù)發(fā)展的要求，導(dǎo)致其很難培養(yǎng)出優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計工程師。為此，很多院校試行了許多有價值的探究，產(chǎn)生了一些新的教學(xué)理念，因此，本研究將以機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計為研究對象，探索一種適用于民辦高校機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)模式，形成多理念融合的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的主動實踐教學(xué)改革方案，從而提高設(shè)計類實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量。

1課程教學(xué)理念

1.1項目教學(xué)法

項目教學(xué)法是指在老師的引導(dǎo)和幫助下，把一個獨立的工程設(shè)計項目布置給學(xué)生，從文獻(xiàn)資料檢索處理、項目設(shè)計方案確定、項目具體實現(xiàn)過程到最后的項目設(shè)計評價，全部讓學(xué)生承擔(dān)完成。通過此設(shè)計項目的完成，學(xué)生將熟悉工程項目設(shè)計全部過程以及各設(shè)計環(huán)節(jié)中的要求。

1.2 CDIO工程教育

CDIO表示構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Imple—ment）和運作（Operate），它是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，使學(xué)生以實踐的、主動的、課程有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO倡導(dǎo)“做中學(xué)”的教學(xué)模式和“以工程為導(dǎo)向”的教學(xué)方法，這種方法特別適用于工程實踐性較強(qiáng)的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)。

13任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的本質(zhì)是指學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，在教師的指導(dǎo)下，以項目任務(wù)為橋梁，并在強(qiáng)大的成就動機(jī)的誘發(fā)下，通過主動積極利用有限的課程學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)相互協(xié)助和自主探索的學(xué)習(xí)方式，完成給定的項目任務(wù)，使學(xué)生形成一種課程學(xué)習(xí)實踐活動。

1.4分層教學(xué)法

分層教學(xué)法指學(xué)生在專業(yè)知識基礎(chǔ)、智力因素和非智力因素存在顯著差異的前提下，老師根據(jù)不同的影響因素把教學(xué)對象分為不同的教學(xué)層次，并根據(jù)各種教學(xué)層次設(shè)立不同的教學(xué)目標(biāo)，采取相對應(yīng)的教學(xué)方法及手段，完成其設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)。對于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計實踐類課程，將從設(shè)計選題難度、學(xué)生層次、教師指導(dǎo)水平、評價方法和標(biāo)準(zhǔn)等方面實行分層，把課程設(shè)計的難度系數(shù)和區(qū)分度系數(shù)的概念上升到系統(tǒng)層面。

1.5在線教育

在線教育是指以網(wǎng)絡(luò)為介質(zhì)的教學(xué)方式，教師與學(xué)生相互之間，利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全方位的溝通，縮短了教師與學(xué)生之間的心理距離，極大地增加了師生之間的溝通機(jī)會和范圍。老師通過采用計算機(jī)對學(xué)生問題的種類、提問人數(shù)和提問次數(shù)等方面實時統(tǒng)計并進(jìn)行分析，這樣更便于老師有針對性地輔導(dǎo)和幫助學(xué)生。

1.6自主學(xué)習(xí)

自主學(xué)習(xí)是一種現(xiàn)代化主動學(xué)習(xí)方式，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，他們可以自己做主，不受外界干擾通過各種手段使個體可以得到持續(xù)變化的行為方式。自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式是以學(xué)生為中心、學(xué)生自己管理自己的學(xué)習(xí)，老師從宏觀上對學(xué)生進(jìn)行調(diào)控，在學(xué)習(xí)方法和策略上指導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)技能以及終身學(xué)習(xí)的能力。

1.7主動實踐

主動實踐是指由學(xué)生直接去參加各個環(huán)節(jié)的實踐教學(xué)，自己設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和路線，研究學(xué)習(xí)過程中碰到的困難和問題，并對此提出有效的解決手段和方法。在這過程中，當(dāng)學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)動機(jī)被激發(fā)出來時，其觀察、分析和解決問題能力一定能夠獲得很好的鍛煉和培養(yǎng)。所以，教師把主動實踐的教學(xué)理念穿插在課程設(shè)計的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生主動解決工程實踐問題的能力。

2主要研究內(nèi)容

2.1設(shè)計題目的選擇

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目的選擇滿足以下需求：課題中所應(yīng)用到的傳動方式必須是機(jī)械設(shè)計課程中所講授過的，例如：螺旋傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動等；課程設(shè)計的題目應(yīng)該是多層次和多類型，以適應(yīng)不同層次學(xué)生的需求，從而使課程設(shè)計從模仿型轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃汀Ｒ虼?，在確定機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目時，既可以從實際工程設(shè)計案例中尋找難度適中且符合教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計題目，也可以根據(jù)老師的科研項目選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計題目，同時也積極支持學(xué)生按照自身經(jīng)驗和興趣特點自行確定課程設(shè)計題目。

2.2課程設(shè)計多層次教學(xué)內(nèi)容

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有各種層次，以滿足民辦高校不同層次學(xué)生的需要，而且設(shè)計內(nèi)容要符合實踐教學(xué)要求，并能在有限時間內(nèi)完成。所以，其內(nèi)容必須包括常用零部件設(shè)計。長期以來，減速器設(shè)計一直作為機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目，是因為其包含了帶傳動、齒輪傳動設(shè)計，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸承的組合設(shè)計，軸承的選擇設(shè)計，箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝等內(nèi)容。學(xué)生通過完成該項目，既能對所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，也能提高學(xué)生對機(jī)械設(shè)計的專業(yè)理論知識的應(yīng)用意識。

2.3設(shè)計多理念融合的教學(xué)方法

項目教學(xué)法是將機(jī)械設(shè)計教材中的教學(xué)內(nèi)容和章節(jié)順序打散，再根據(jù)新的要求對內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和整合。把工程項目設(shè)計中機(jī)械主體分為動力原件、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行部件三個部分。將機(jī)械設(shè)計理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為傳動裝置設(shè)計、軸系零部件設(shè)計、箱體零部件設(shè)計和連接件設(shè)計等四個設(shè)計項目。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法一般步驟為：首先提出任務(wù)；然后完成任務(wù)的思想、方法、操作；其次再邊學(xué)邊做完成任務(wù)；最后總結(jié)規(guī)律、技巧。比如在減速器設(shè)計時，首先是輪系傳動計算，然后是減速器應(yīng)用分析和設(shè)計，最后是減速器的總裝配圖。每項任務(wù)通過老師指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的興趣，由被動學(xué)習(xí)變主動探索。

根據(jù)主動實踐理念，把“先理論學(xué)習(xí)后實踐學(xué)習(xí)”的傳統(tǒng)線性串行模式，調(diào)整為“理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)同時進(jìn)行”的并行模式。例如在講授《齒輪傳動》時，啟發(fā)學(xué)生按照課程設(shè)計思想去考慮企業(yè)中面臨的一個實際問題，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，有力地促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生將具有更加強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。

2.4確定繪圖及設(shè)計手段

繪圖能力是機(jī)械類學(xué)生的基本功，因此，在手工繪圖階段，必須要求學(xué)生加強(qiáng)手繪技能。在計算機(jī)繪圖階段，學(xué)生也應(yīng)該能夠熟練使用各種專業(yè)繪圖軟件，如二維設(shè)計繪圖軟件Auto-CAD、電子圖版CAXA和中望CAD等，三維繪圖軟件Solid-works、Inventor、UG、Pro/E、Catia和Solidedge等。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生采用專業(yè)繪圖技術(shù)建立三維模型，并進(jìn)行零件裝配、爆炸圖生成和簡單運動仿真等，提高學(xué)生利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的能力。

2.5建立科學(xué)評價體系

課程評價手段的改革，從注重結(jié)果轉(zhuǎn)為注重設(shè)計過程的評價，從單一目標(biāo)評價轉(zhuǎn)為多目標(biāo)評價。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計成績的評價應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行：課程設(shè)計方案的新穎性；查找和閱讀專業(yè)文獻(xiàn)的能力：觀察、分析及解決問題的水平；課題設(shè)計計算的合理性和正確性；設(shè)計答辯時對所作課題內(nèi)容的陳述表達(dá)能力。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的考核分為兩個階段：首次考核和最終考核。首次考核安排在機(jī)械設(shè)計課題方案設(shè)計完成以后，這個階段主要考查學(xué)生對所作課題的綜合理解水平，考查其所設(shè)計的方案是否合理，是否具有新穎性，考查學(xué)生查找和閱讀專業(yè)文獻(xiàn)的能力。最終考核安排在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)全部完成后，這個階段主要是考查學(xué)生的觀察分析及解決問題的能力、課題設(shè)計計算能力以及答辯時語言表達(dá)和臨場應(yīng)變能力。

3教學(xué)管理與實施

教學(xué)管理與實施主要分為三個階段。第一階段為準(zhǔn)備階段，并對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的題目選擇、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理以及評價體系進(jìn)行形成和完善。第二階段為試行階段，先在某一個專業(yè)的某一個班將傳統(tǒng)方法與新的改革方法同時實施，然后收集并形成有效的比較數(shù)據(jù)，再根據(jù)分析結(jié)果對改革效果進(jìn)行評價。具體實施時，將學(xué)生分為兩批，其中一批按照新的改革方法完成機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計；另一批按照傳統(tǒng)方法完成課程設(shè)計。最后評價時將從課程設(shè)計完成質(zhì)量、設(shè)計所用時間、設(shè)計過程的完整性和教師評定這幾個方面來比較分析。第三階段為實施推廣階段，循序漸進(jìn)地在本院機(jī)械類專業(yè)的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中推行，并不斷完善和改進(jìn)，最后將形成多理念融合的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教改報告，為其它設(shè)計類實踐課程改革提供參考依據(jù)。

4結(jié)語

實踐教學(xué)是民辦高校培養(yǎng)高水平技術(shù)專業(yè)人才的重要基礎(chǔ)，為提高機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計實踐教學(xué)質(zhì)量，一定要穩(wěn)步地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的實踐教學(xué)改革，全面貫徹“多理念融合的主動實踐”教學(xué)理念。本文針對民辦高校學(xué)生的特點，通過對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)理念、內(nèi)容、方法、設(shè)計手段和評價體系以及教學(xué)管理與實施的探討，考慮了課程的系統(tǒng)性和整體性，初步構(gòu)建了新的教學(xué)模式，豐富了機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的內(nèi)容，增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識和主動實踐能力，拓展了設(shè)計實踐類課程的改革思路，有助于提高和培養(yǎng)學(xué)生的實際工程設(shè)計能力。