应用型院校“机械设计基础”实践教学改革

金伟　赵红霞　潘维东　刘朝晖

摘要：基于对“机械设计基础”这门课在应用型本科院校教学中存在的问题的分析，提出了三维实践教学体系，研究了本门课的实践教学模式，并讨论了以提高实践能力和创新能力为培养目标的教学方法、教学内容等的改革，以促进应用型本科院校机类专业基础课程实践教学改革进程。

关键词：应用型;机械设计基础;实践教学;改革

0  引言

“机械设计基础”是应用型本科院校机械类专业和近机类专业学生的一门基础课程，有机地整合了机械原理和机械设计的内容，在机类和近机类专业课程体系中占有重要地位[1，2]。对于应用型本科院校来说，教学体系的构建应以培养学生的应用能力和创新能力为目标，在教学过程中逐渐培养学生的实践能力和创新意识。然而，目前本课程的教学有一定的局限性，因此，本文在结合本校专业及学生实际情况的前提下，从教学方法、教学内容、教学模式、与本门课所在专业相结合等几方面着手，对课程进行多方位的建设和改革，以提高学生的综合能力。

1  “机械设计基础”课程教学中存在的问题

“机械设计基础课程”的教学模式是课堂教学与实践相结合的教学模式，目前存在的问题是，教学内容多但学时少，教学模式过于传统，学生缺乏创新能力和主动学习的意识，在实践教学中，所结合的理论知识又很少，久而久之使学生对这门课程不够重视，学习过程中主要依靠老师的课上讲解。

在新经济蓬勃发展的时代背景下，本门课的教学应该着重于结合实践的专业知识的教学和学生的创新能力、创新思维的培养，在引导学生扎实掌握基础知识的前提下倡导创新教育，以适应创新型国家建设的需要。表1为传统教育与创新教育的比较。

2  构建三维实践教学体系

近年来，许多高校在实践教学体系方面进行了改革和创新，应用型院校在这方面进行了多项研究[3-6]。本文提出的三维教学体系由机械专业实践平台、多样化的实践环境、素质培养等组成，机械实践教学平台在教学目标、方法、过程、教学评估、评价等方面具有多样性、特色化、分类化的特点，旨在制定教学目标、方法、过程、教学评估、评价，具体结构如图1所示。三维实践教学体系的构建为“机械设计基础”课程教学奠定了基础。

此结构与内容设置体现了教育改革的周期性和模块化，专业素质训练是为学生提供实践机会的良好平台，学生可以进行创新活动，学生的个性和潜力可以体现出来。在定期培训中，在不同的学习阶段应提供不同的技能支持，通过相互合作，学生可以共同进步。学生在水平比较低的时候，应该多学习和巩固基础知识，而在水平比较高的时候，应挑战专业知识和实际应用，它不仅要求对知识有更深入的理解，而且更重视将理论与实践相结合。不同类型的知识与不同阶段的学生相结合，针对不同阶段的学生设计具体的模块，开展相应的素质训练，每个学生都应该有机会参与，既可以巩固专业知识的应用，又可以使学生实践能力和创新能力得到提高。

机械类课程实践平台的实践教学课程主要有基础课、综合课和专业课三种。基础课程主要针对初学专业的学生，主要学习内容是认知学习，可以从简单的画法几何开始学习，所设计的模块是比较基础的。综合课程是在学生掌握知识点后开设，所设计的模块结合了基本知识模块，它不仅培养学生对基础知识、专业知识的分析和应用，而且还能帮助学生解决问题。专业课一般是在学习到一定程度的时候开设，主要针对专业知识和基本技能的应用。

3  “机械设计基础”教学改革

3.1 教学方法改革

①在教室里进行小组活动。根据学生的意愿或教师随机分组，老师给每个小组相同的任务，小组成员讨论总体方案，然后执行任务。例如，在“机械手原理图绘制与分析”项目中，每个组讨论出一个大致的思路完成一幅简单的画图，完成小组合作，老师总结与分析，可以大大提高课堂教学的整体效率。

②老师可以鼓励和带动学生课后自主学习。鼓励学生利用现有的条件，如在实验室复习或预习机械课程，培养自主学习的好习惯。教师还可以提供课外实践任务或新项目吸引学生，或鼓励学生参加省级和国家级比赛，使学生有足够的平台和机会锻炼自己，提高自己在开放式教学模式下的实践能力。

3.2 改革的原则和内容

教学改革原则和内容组成如图2所示。

3.2.1 应遵循的原则

①学生所做的项目应来源于工程实际，与专业紧密结合，具有方向性、可行性、创新性，培养学生解决复杂工程问题、进行工程技术创新和团队协作的能力，引导学生在工程领域做出具有创新性和工程应用实效的成果。

②项目要从简单到复杂，难度不断提高，引导学生发现知识的实质意义，注重学生可持续发展能力的培养。

3.2.2 教学内容改革

①教学内容以应职岗位的人才规格为目标，结合企业的培养意见，以适用、实用为原则，以“应用”为主旨特征，优化知识技能结构，强调理论教学与实践训练并重，突出能力培养，全面提高学生综合素质。

②各课程、单元之间不强求学科的系统性，根据社会生产中的发展规律和生产实际情况，对教学内容作好时续上的必要调整，注重学生职业能力的培养。

③課堂教学和实验实训以学生为中心，并注意对学生学习态度、兴趣、习惯、品质、意志等方面的培养，积极探索以学生为主体的各种灵活多样的教学形式和影视、电脑课件等现代教学手段，提高教学效果。

④目前社会对人才的需求很高，除了专业知识，实践能力和做事方式也同样重要。实践技能包括社交技能、团队合作能力，做事方式包括态度和处理方式。为了适应社会形势和掌握专业知识，应采取相应的、适当合理的考核方式对学生的每一项技能做出客观评价。

3.3 实践教学与所在专业相结合

①本课程的教学内容可以划分为不同的板块，因“机械设计基础”包含的内容比较多，包括平面机构设计计算、传动机构设计计算、非标准件设计计算和标准件选用等等。以学生为主导因素，不同专业或不同学习阶段的学生有不同的重点学习内容，或者对学习内容的先后顺序做出调整，以达到更好的教学效果。

②学习过程中结合专业软件，目前实际工作中使用较多的计算机辅助软件有AutoCAD，SolidWorks，UG，Pro-E等，所有涉及制造的各行业几乎都用AutoCAD制作二维图纸，SolidWorks软件适合作三维建模。对于不太好想象的运动机构，如多构件机构的运动、间歇运动机构与组合机构，都可以用SolidWorks的动画功能建立构件和构件之间的运动关系，模拟机构的运动，生成模拟动画，相对于枯燥的书本知识来说有更生动的效果，从而帮助学生增强感性认知，激发学习兴趣，培养学生的学习能力和创新能力，实现可持续发展。

4  结语

对于应用型本科院校来说，“机械设计基础”这门课教学体系的构建应以培养学生的应用能力和创新能力为目标，本文在分析了目前本门课教学普遍存在的问题的前提下，构建了三维实践教学体系，从教学方法、教学内容、教学模式、与本门课所在专业相结合等几方面着手，对课程进行多方位的建设和改革。课程建设只有在师生共同参与下，在教学实践中不断改进和完善，才能取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]张桂昌，洪振宇.机械设计基础课程建设[J].机械设计，2018，35（S2）：213-215.

[2]石爱娟，马东升，李坤.应用型本科高校项目驱动式教学法在《机械设计基础》教学中的应用思考[J].信息与电脑（理论版），2019（14）：241-242.

[3]孙国芹，许东来，尚德广，李浩群，孙宇娟.机械设计基础课程混合式教学初探[J].机械设计，2018，35（S2）：174-175.

[4]金鑫，李良军，杜静，刘静，钟德明.新工科背景下机械基础课程体系构建[J].机械设计，2018，35（S2）：114-118.

[5]王莹，王鹏，王晋鹏，周欣，何洁.应用型本科院校《机械设计基础》教改新思路[J].教育教学论坛，2019（37）：141-142.

[6]赵中敏.《机械设计基础》教学内容和教学模式多元化新模式研究[J].当代教育实践与教学研究，2019（11）：69-70.

基金项目：江西省教学改革研究課题（项目编号JXJG07148）;江西省高校教学改革研究省级项目（项目编号JXJG-17-9-18）。

作者简介：金伟（1979-），女，井冈山大学机电工程学院，硕士，讲师，研究方向为机械设计与仿真;赵红霞（通讯作者）（1971-），女，井冈山大学机电工程学院，博士后，教授，研究方向为机械电子工程。