高廣娣 張佃平 尚欣

摘? ? 要：“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程包含機械原理與機械設(shè)計兩部分內(nèi)容，是學生系統(tǒng)學習機械設(shè)計相關(guān)知識并培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計能力的重要課程，也是機械類及近機類專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程的強實踐性需要將理論和實踐密切、有機結(jié)合。基于創(chuàng)新項目在課程理論授課的各個環(huán)節(jié)有機融合的實施，使得理論學習與創(chuàng)新實踐同向同行，同時，通過課程自身特點來培養(yǎng)學生創(chuàng)新合作的思想意識、職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神，取得了較好的教學和學習效果。

關(guān)鍵詞：全程項目化;機械;創(chuàng)新項目

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）05-0076-02

“機械原理”“機械設(shè)計”及“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程在培養(yǎng)學生機械創(chuàng)新設(shè)計思維及創(chuàng)新設(shè)計能力方面起著非常重要的作用?！皺C械原理”課程主要研究有關(guān)機械的基本理論;“機械設(shè)計”主要介紹整臺機器機械部分設(shè)計的基本知識，重點討論一般尺寸和常用工作參數(shù)下的通用零件的設(shè)計，包括基本設(shè)計理論和方法、相關(guān)標準和技術(shù)資料等。此外，課程思政這一新型綜合教育理念，對于確保高校育人工作穩(wěn)步貫穿教育教學全過程、促進高校隱性思想政治教育理念的創(chuàng)新發(fā)展等均具有重要意義與突出作用[1]。因此，在課程建設(shè)過程中，要充分挖掘課程的思政元素，國無德不興，人無德不立，教師要把德育觀念潛移默化地滲透到課堂教學中去[2]。有學者從機械設(shè)計準則、機械發(fā)展史和大國重器研發(fā)等方面設(shè)計了思政教育內(nèi)容[3]。如何在創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的過程中，體現(xiàn)課程思政育人也是本課程探索實踐的一個重要內(nèi)容。

一、現(xiàn)狀及問題

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程一般在大學二年級或三年級開設(shè)，經(jīng)過一到兩年時間的適應(yīng)、準備和積累，學生對自己的專業(yè)方向有了更為清晰的認同和把握。據(jù)不完全統(tǒng)計，大學二年級到三年級學生是各級各類創(chuàng)新項目申報的主體，學生在申報及開展項目的過程中，還存在一些問題。

（一）學生所申報的題目多是來自于生活、生產(chǎn)實際需求的產(chǎn)品設(shè)計，比如解放雙手的拐杖、“樹墻”自動修剪成型機、農(nóng)家枸杞便攜晾曬裝置、自動打包垃圾桶等，實際上，對產(chǎn)品的需求多數(shù)并沒有進行調(diào)查分析，對產(chǎn)品的定位不夠準確。

（二）學生前期的先修課程所學內(nèi)容主要為通識課程，如大學英語、大學物理等，沒有解決產(chǎn)品設(shè)計的具體內(nèi)容和系統(tǒng)知識。

（三）產(chǎn)品的設(shè)計要有系統(tǒng)的機械設(shè)計理論知識作為支撐，學生還沒有涉及。

（四）創(chuàng)新項目推進過程中，需要進行一些必要的表達且必需提供一些技術(shù)類文件，學生還沒有經(jīng)過系統(tǒng)化的訓練。

因此，機械設(shè)計類課程提出建設(shè)“依托創(chuàng)新項目的全程項目化”教學，能夠在課程教學的各個環(huán)節(jié)對應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計的細節(jié)，將二者有機結(jié)合、有序推進，以團隊為基礎(chǔ)結(jié)合課程思政，在解決問題中學知識，用所學知識解決問題，培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和基本素養(yǎng)。

二、實踐措施

在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中，推進以創(chuàng)新項目為引領(lǐng)的創(chuàng)新設(shè)計能力全程化培養(yǎng)，具體實踐措施如下。

（一）將創(chuàng)新項目的申請和開展與課程計劃有機結(jié)合，根據(jù)項目進度制訂詳細、可行、易于操作的教學體系，包括教學計劃、課程教案、課程講義、實施日志、項目進度計劃表、量化考核表等，在課程內(nèi)容的相應(yīng)部分，設(shè)置需要完成的項目內(nèi)容。

（二）引導鼓勵學生深入調(diào)研社會需求，通過調(diào)查確立項目題目，并對計劃設(shè)計的機器的需求情況做充分的調(diào)研和分析，通過分析，進一步明確機器所具有的功能，明確寫出設(shè)計任務(wù)的全面要求及細節(jié)，形成設(shè)計任務(wù)書，并積極申報創(chuàng)新項目。申報過程中，授課教師與指導教師一起，形成合力，指導學生進行團隊協(xié)作分工、項目匯報文稿制作、項目答辯預演等能力訓練，要求所有學生必須參與，旨在形成一種全程化、全員參與的教學方式，對未獲得創(chuàng)新項目專項批準的項目，在本課程中進行并給予支持。

（三）與課程進度同向同行，將課程具體的知識點與項目實施密切結(jié)合，在講授相應(yīng)知識點時段組織學生開展項目研究。分階段對研究路線、研究方法以及研究結(jié)果進行分析，論證方案可行性，逐步完成機構(gòu)方案確定、機構(gòu)選型、尺度綜合、運動分析、力分析。涉及內(nèi)容涵蓋機構(gòu)具有確定運動條件、機構(gòu)自由度的計算、機構(gòu)運動分析、機構(gòu)力分析、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、輪系、間歇運動機構(gòu)的選擇設(shè)計等。

（四）項目設(shè)計方案的最終確定。完成方案比對、優(yōu)選，確定功能參數(shù)，確定設(shè)計方案并繪制機構(gòu)運動簡圖。在此階段，逐步開展數(shù)據(jù)分析、參數(shù)確定、撰寫報告、總結(jié)匯報、表達交流等方面的能力訓練。

以上環(huán)節(jié)涉及機械原理部分內(nèi)容，經(jīng)過此階段的訓練，完成項目的方案設(shè)計，為后續(xù)產(chǎn)品的定型作好前期準備。本階段的所有環(huán)節(jié)必須團隊協(xié)作完成，并對其參與度、設(shè)計成果表達的規(guī)范性等進行量化考核。原理部分完成后，即可進行設(shè)計部分的工作。

（五）進行技術(shù)設(shè)計，繪制總裝配草圖及部件裝配草圖。通過草圖設(shè)計確定各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之間的連接、零部件的外形及基本尺寸，最后繪制零件的工作圖、部件裝配圖和總裝圖。在此階段主要對學生進行系統(tǒng)訓練：明確構(gòu)型要求—結(jié)構(gòu)化—選擇材料、確定尺寸—評價—決策（確定結(jié)構(gòu)形狀及尺寸）—零件設(shè)計—部件設(shè)計—總體設(shè)計[4]，同時，按照需求組織學生學習二維繪圖軟件CAD和CAXA、三維建模軟件SolidWorks和UG以及運動學動力學分析軟件ADAMS等，要求學生掌握并熟練使用，從而培養(yǎng)學生圖紙繪制能力、模型創(chuàng)建能力、機構(gòu)運動分析能力。此部分內(nèi)容對應(yīng)機械設(shè)計中的零部件設(shè)計，在講授相應(yīng)知識點的過程中，穿插進行帶傳動設(shè)計、軸的設(shè)計、齒輪設(shè)計、軸承選擇、螺紋連接件的強度計算與選擇、鍵的選擇等，帶著問題學知識，用學到的知識解決實際問題，學生自然學得又好又快又扎實。

（六）進行技術(shù)文件編制訓練，編制設(shè)計計算說明書、使用說明書、標準明細表、其他技術(shù)文件等，培養(yǎng)學生撰寫規(guī)范、標準及專業(yè)化項目的表述能力。

（七）進行部分元器件的采購、實物模型搭建、功能測試等，并進行展示、匯報、交流。在實物模型搭建環(huán)節(jié)，需要與生產(chǎn)廠家進行溝通交流，并不斷修改完善方案，這也是學生鍛煉能力的一個良好契機。

需要注意的是，上述每一環(huán)節(jié)均需進行嚴格把關(guān)、跟進和量化考核并與本課程的期末成績掛鉤，學生必須給予足夠的重視并付諸實踐，最終，通過系統(tǒng)、完整的訓練，學生將會受益匪淺。此外，通過組織學生開展多次討論、匯報、交流，能夠很好地鍛煉其表達能力、理解溝通能力并激發(fā)創(chuàng)新思維。在制訂購買計劃及購買部分元器件、制作采購計劃方面，也能夠在一定程度上鍛煉學生的判斷能力、協(xié)調(diào)能力以及計劃能力。

三、實踐效果及展望

在17級交通運輸專業(yè)學生的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中實施基于創(chuàng)新項目的全程項目化、全員參與的教學方式，通過課前動員、課中督促、課后組織討論、指導等環(huán)節(jié)的推進，完成了分組、選題和項目開展。據(jù)該專業(yè)學生反映，在課程中融入項目的培養(yǎng)模式讓他們受益匪淺，既豐富了課余生活又鍛煉了專業(yè)設(shè)計能力。該專業(yè)全體學生一直比較積極地開展項目研究，如老人閱讀書架、自動拉窗簾裝置以及多功能輔助椅等項目完成了裝置主體結(jié)構(gòu)的三維模型、運動動畫，其中自動拉窗簾裝置項目已采購部分元器件，并進行了簡易的實物裝置搭建、組裝。受課余時間不足以及疫情影響，學生作品沒能完全呈現(xiàn)，但整個過程鍛煉了學生調(diào)查分析能力、提煉問題能力、分享交流表達能力、機構(gòu)分析及綜合能力、通用零部件的設(shè)計及選用能力、各類規(guī)范及標準的使用能力、圖表的查閱能力以及常用軟件的使用能力，綜合素質(zhì)有所提高，過程學習在一定程度上要好于結(jié)果的單純考核，在后續(xù)課程中將繼續(xù)優(yōu)化方案，提升效果。

大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)對于培育創(chuàng)新型人才具有極其重要的作用，以創(chuàng)新項目為載體，將項目融合在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中，邊學習課程邊開展創(chuàng)新項目，從創(chuàng)建團隊、確立課題、教師實時指導及動態(tài)管理、學生自主開展研究工作等環(huán)節(jié)入手，實現(xiàn)全程項目化、全員參與的教學方式，從而實現(xiàn)理論知識與實踐問題相結(jié)合，通過生生/師生的溝通、交流、討論、辨析、評價等多個環(huán)節(jié)，真正激發(fā)學生的學習熱情，增強學生的動手能力、思辨能力、探究能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力及創(chuàng)新設(shè)計能力，提高其社會實踐能力、綜合職業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)，了解行業(yè)規(guī)范要求、職業(yè)道德、工匠精神等，通過課程與項目的結(jié)合，在潛移默化中受到思想政治教育。

參考文獻：

[1]何宏蓮，魏名萱.“課程思政”推行中的若干問題及建設(shè)路徑探析[J].黑龍江教育（理論與實踐），2020（10）.

[2]李莎莎，李興華，羅來珍.高等學校數(shù)學教學中的德育滲透[J].黑龍江教育（理論與實踐），2020（10）.

[3]盧昊，王威.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程思政教學設(shè)計與實踐[J].教育教學論壇，2020（30）.

[4]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設(shè)計[M].10版.北京：高等教育出版社，2019：5-11.

編輯∕李夢迪