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摘 要 机械设计基础对培养学生工程实践能力和创新设计能力起着关键作用。针对机械设计基础教学存在的不足，从改革思路、教学内容、教学方法与教学手段、实践教学、成绩评定等方面，对机械设计基础课程教学进行改革。
关键词 机械设计基础；教学改革；独立学院
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）30-0085-02
机械设计基础是一门理论与实践紧密结合的课程，是学生由理论基础学习转向专业课程学习的重要桥梁和纽带。机械设计基础课程的主要内容是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法[1]。课程的主要任务是培养学生具有设计通用零件和机械传动装置的能力，掌握重要机械参数的测定并具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关设计资料进行初步的工程设计能力，培养学生分析问题和解决问题的能力、动手实践能力及创新设计能力[1-2]。机械设计基础课程涉及的基础理论内容较广且相对独立，实践性较强，学生缺乏工程意识和实践能力，因此学习起来较困难，容易失去学习兴趣，导致学习效果不理想。这就要求教师在课堂上采用多种教学手段与方法，使学生在课堂学习中能更多地接触实践，更有兴趣地学习这门课，更好地培养工程素质[3]。
1 机械设计基础教学改革思路与目标
高等教育肩负着科教兴国和人才培养的双重使命，必然要适应社会经济发展对人才的要求。传统的以传授知识为中心的教学理念很难实现这一目标，因此必须要建立一种新的教学理念来指导机械设计基础课程教学，以培养学生的工程实践能力和创新思维为最终目的，使学生能了解本学科的发展趋势，具备从事工程技术方面工作所必需的基本理论知识和基本技能，能够运用所学的知识自主地发现问题、分析问题和解决问题。为此必须灵活采用多种教学方法和教学手段，激发学生的学习兴趣，使学生愉快而自主地进行学习。同时要加强实践教学环节，培养学生的创新思维和工程设计能力，使机械设计基础教学融知识传授、能力培养、素质教育和服务社会于一体，为学生就业奠定良好的基础。
2 教学内容的改革
机械设计基础课程内容繁杂，基本概念、公式、图表等繁多，而且公式的推导过于冗长，缺乏系统性，导致学生学习兴趣不高，信心不足。因此，结合成都理工大学高素质应用型人才的培养目标，以工程应用为主线，以“必须够用”为原则，对教学内容进行精选和优化整合，删除落后的内容及复杂公式的推导过程等，加强基础知识和基本设计方法的讲解，重点强调公式的理解与应用，总结前后内容的系统性和规律性，注重零件参数确定的方法与零件结构的合理设计，尽可能选用典型性和启发性的工程实例，加强对学生解决工程应用问题能力的培养。同时适时地更新教学内容，保持教学内容的先进性和科学性，拓展学生的知识面，加强工程观念和综合分析应用能力的培养，使学生既具有扎实的理论基础，又能很好地将所学知识应用于实际设计中。
3 改进教学方法，采用先进教学手段
以教师课堂讲授为主的传统教学方法，往往偏重于教师单方面知识的传授，忽视了学生的自主学习，教学效果不佳。因此必须采用灵活多变的教学方法和教学手段，加强与学生之间的互动与交流，激发学生主动学习的积极性。
3.1 互动式教学方法
传统的灌输式教学方法忽视了学生的主体地位，只重视教师的“教”，忽视了学生的“学”，不利于学生自主学习和主观能动性的培养。互动式教学方法可使师生间单方向知识传授转变为双向互动。教师在遵循学生认知规律的前提下，充分发挥主导作用，创设学习环境，精心设计启发性问题，激发学生的思维，引导学生积极思考，唤起学生发现问题、探索问题的兴趣。
例如，教师在讲授带传动能够将回转运动变成直线运动时，可以设置问题：还有什么传动方式也可实现相同的运动转换？这样就可将前面所学到的齿轮齿条传动、螺旋传动、链传动等与带传动联系到一起，不但能有效调动学生的学习积极性，还将前后知识联系到一起，便于理解和掌握。通过互动式教学方法，教师的职责不再只是简单的传授知识，更重要的是要引导学生去积极思考，突出学生的主体地位，激发学生积极思考，引导学生进入有意识学习的心理状态，变被动学习为主动学习，真正地实现教与学的互动。
3.2 加强多媒体教学与板书相结合
采用多媒体教学方法能够有效增加课堂教学信息量，并有效解决教学内容多、课时少的问题。通过形象生动的动画、视频等多媒体手段，可将复杂的运动逼真地展现给学生，帮助学生理解和接受其运动规律。例如，通过动画演示杆长的变化、机架的改变等来讲授平面四杆机构类型的变化情况；将四杆机构的一些应用实例如摄影平台、飞机起落架、缝纫机踏板、雷达调整机构等做成动画，能使枯燥的内容变得形象生动，学生更容易理解和接受。
多媒体课件应按照教学内容进行设计，要突出重点和难点，能将抽象的、难以理解的内容变得简单直观，演示效果好，但不能过于花里胡哨，否则会适得其反。为了充分发挥多媒体教学的优势，学院对多媒体教学制定了相关要求：教师进行多媒体教学时不能坐着，应面对投影屏幕或学生，要加强与学生的互动与讨论，不能脱离板书教学，而且要加强精炼板书教学，对重要的知识点、公式的推导等要以板书为主。通过形象生动的多媒体教学和板书教学相结合，培养了学生的学习兴趣和主观能动性，收到良好的教学效果。
3.3 采用现场教学方法
教师可针对教学内容的不同，合理组织现场教学，做到理论联系实际。例如，进行齿轮加工实验时，可安排学生直接到工厂进行现场参观学习，教师根据齿轮加工的实际情况，可提出一些问题让学生思考讨论，并解答学生的疑问，这样既能加深理解和巩固，又有利于提高学生的学习兴趣和学习积极性。
4 加强学生工程意识和创新能力的培养
创新是科技发展和社会进步的源泉，创新能力的培养是我国21世纪人才培养的核心内容[4]。在教学过程中，特别是实践教学环节，要注重加强学生动手实践能力和创新能力的培养。 4.1 实验教学方面
在学院的支持下，机械设计基础实验教学条件得到了很好的改善，打破了传统的以单一性、验证性实验为主的模式，增加了综合性和创新设计性实验。认知性和验证性实验主要是帮助学生加强理论知识的理解，巩固所学的知识；综合性实验使学生了解典型机械零件的实验方法，掌握机械参数的测定原理，提高学生的机械设计能力，加强学生动手能力及分析解决问题能力的培养；创新设计实验着重培养学生的创新能力，如通过平面机构任意组合实验台和轴系结构设计实验台等创新设计实验设备，学生可自主设计实验项目，自己动手完成实验内容，并对实验结果进行分析和总结，培养了学生的创新思维，并使学生在此过程中掌握了创新设计的基本方法，提高了机械设计能力。
此外，为了更充分发挥学生的主动性，目前正计划将部分实验室进行定时开放，学生可根据自己的兴趣爱好和知识结构，自主进行实验项目设计与改进，自主选择设备并调试，独立完成实验操作，写出实验报告。开放实验室对进一步提高学生的积极性，培养学生的工程意识和创新设计能力具有重要意义。
4.2 课程设计教学方面
机械设计基础课程设计是学生综合运用基础理论知识和查阅相关资料进行工程分析和机械设计的重要实践环节，能帮助学生进一步巩固所学的理论知识，同时还有利于培养学生理论联系实际的能力。
课程设计以减速器设计作为设计题目，由于学生缺乏工程实践经验，为了增强学生做好课程设计的积极性和主动性，课程设计开始前，先组织学生进行减速器的拆装，使学生对减速器的结构和工作原理有初步的感性认识，然后再下达课程设计任务书。设计任务书打破传统的给定参数和设计方案的做法，只给定功能要求，由学生根据功能要求进行分析，自行拟定设计方案，然后分组讨论、分析、比较优化，最终确定本次课程设计的设计方案，再进行零件的设计计算、校核以及图纸设计。鼓励有能力的学生运用现代设计方法和手段对所作课程设计做进一步的设计与分析。如指导学生运用二维CAD软件绘制减速器装配图和零件图，运用Pro/E、Solidworks等完成三维设计，并进行计算机模拟仿真，对自己的设计结果进行验证。
在课程设计过程中，要逐渐培养学生树立正确的设计思想，鼓励学生勇于提出自己的设计方案，敢于否定不合理的方案和结构设计，培养学生的工程意识和创新能力。
5 构建合理的成绩评定体系
成绩评定方式对学生的学习态度和学习兴趣有重要的影响，因此必须改变传统的以期末考试决定成绩的不合理做法，要重视学生的平时成绩，将成绩评定贯穿于课程教学的始终。具体方法是：总评成绩=平时成绩（20%） 作业成绩（10%） 实验成绩（10%） 期末考试成绩（60%）。其中，平时成绩指学生的出勤及回答问题等方面。新的成绩评定方法更有利于对学生整个学习过程和应用能力进行检查与评定，能够有效避免学生平时不努力考前突击的弊端，能较全面地反映学生对课程内容的理解和掌握情况。
6 结束语
机械设计基础作为一门重要的必修课程，必须以全新的教育理念，全面推动教学内容、教学方法与教学手段等的改革，并在改革中不断总结经验，使之有利于培养学生的综合能力，促进学生的全面发展，满足对21世纪人才培养的需要，更好地为国家建设和社会经济发展服务。
参考文献
[1]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].8版.北京：高等教育出版社，2007.
[3]孙国芹，许东来，赵京.机械设计基础课程教学改革探索与实践[J].中国现代教育装备，2011（3）：85-87.
[4]田静云，张国海，贾吉林，等.机械设计课程的教学改革与建设[J].中国科技信息，2009（9）：252-253.
关键词 机械设计基础；教学改革；独立学院
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）30-0085-02
机械设计基础是一门理论与实践紧密结合的课程，是学生由理论基础学习转向专业课程学习的重要桥梁和纽带。机械设计基础课程的主要内容是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法[1]。课程的主要任务是培养学生具有设计通用零件和机械传动装置的能力，掌握重要机械参数的测定并具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关设计资料进行初步的工程设计能力，培养学生分析问题和解决问题的能力、动手实践能力及创新设计能力[1-2]。机械设计基础课程涉及的基础理论内容较广且相对独立，实践性较强，学生缺乏工程意识和实践能力，因此学习起来较困难，容易失去学习兴趣，导致学习效果不理想。这就要求教师在课堂上采用多种教学手段与方法，使学生在课堂学习中能更多地接触实践，更有兴趣地学习这门课，更好地培养工程素质[3]。
1 机械设计基础教学改革思路与目标
高等教育肩负着科教兴国和人才培养的双重使命，必然要适应社会经济发展对人才的要求。传统的以传授知识为中心的教学理念很难实现这一目标，因此必须要建立一种新的教学理念来指导机械设计基础课程教学，以培养学生的工程实践能力和创新思维为最终目的，使学生能了解本学科的发展趋势，具备从事工程技术方面工作所必需的基本理论知识和基本技能，能够运用所学的知识自主地发现问题、分析问题和解决问题。为此必须灵活采用多种教学方法和教学手段，激发学生的学习兴趣，使学生愉快而自主地进行学习。同时要加强实践教学环节，培养学生的创新思维和工程设计能力，使机械设计基础教学融知识传授、能力培养、素质教育和服务社会于一体，为学生就业奠定良好的基础。
2 教学内容的改革
机械设计基础课程内容繁杂，基本概念、公式、图表等繁多，而且公式的推导过于冗长，缺乏系统性，导致学生学习兴趣不高，信心不足。因此，结合成都理工大学高素质应用型人才的培养目标，以工程应用为主线，以“必须够用”为原则，对教学内容进行精选和优化整合，删除落后的内容及复杂公式的推导过程等，加强基础知识和基本设计方法的讲解，重点强调公式的理解与应用，总结前后内容的系统性和规律性，注重零件参数确定的方法与零件结构的合理设计，尽可能选用典型性和启发性的工程实例，加强对学生解决工程应用问题能力的培养。同时适时地更新教学内容，保持教学内容的先进性和科学性，拓展学生的知识面，加强工程观念和综合分析应用能力的培养，使学生既具有扎实的理论基础，又能很好地将所学知识应用于实际设计中。
3 改进教学方法，采用先进教学手段
以教师课堂讲授为主的传统教学方法，往往偏重于教师单方面知识的传授，忽视了学生的自主学习，教学效果不佳。因此必须采用灵活多变的教学方法和教学手段，加强与学生之间的互动与交流，激发学生主动学习的积极性。
3.1 互动式教学方法
传统的灌输式教学方法忽视了学生的主体地位，只重视教师的“教”，忽视了学生的“学”，不利于学生自主学习和主观能动性的培养。互动式教学方法可使师生间单方向知识传授转变为双向互动。教师在遵循学生认知规律的前提下，充分发挥主导作用，创设学习环境，精心设计启发性问题，激发学生的思维，引导学生积极思考，唤起学生发现问题、探索问题的兴趣。
例如，教师在讲授带传动能够将回转运动变成直线运动时，可以设置问题：还有什么传动方式也可实现相同的运动转换？这样就可将前面所学到的齿轮齿条传动、螺旋传动、链传动等与带传动联系到一起，不但能有效调动学生的学习积极性，还将前后知识联系到一起，便于理解和掌握。通过互动式教学方法，教师的职责不再只是简单的传授知识，更重要的是要引导学生去积极思考，突出学生的主体地位，激发学生积极思考，引导学生进入有意识学习的心理状态，变被动学习为主动学习，真正地实现教与学的互动。
3.2 加强多媒体教学与板书相结合
采用多媒体教学方法能够有效增加课堂教学信息量，并有效解决教学内容多、课时少的问题。通过形象生动的动画、视频等多媒体手段，可将复杂的运动逼真地展现给学生，帮助学生理解和接受其运动规律。例如，通过动画演示杆长的变化、机架的改变等来讲授平面四杆机构类型的变化情况；将四杆机构的一些应用实例如摄影平台、飞机起落架、缝纫机踏板、雷达调整机构等做成动画，能使枯燥的内容变得形象生动，学生更容易理解和接受。
多媒体课件应按照教学内容进行设计，要突出重点和难点，能将抽象的、难以理解的内容变得简单直观，演示效果好，但不能过于花里胡哨，否则会适得其反。为了充分发挥多媒体教学的优势，学院对多媒体教学制定了相关要求：教师进行多媒体教学时不能坐着，应面对投影屏幕或学生，要加强与学生的互动与讨论，不能脱离板书教学，而且要加强精炼板书教学，对重要的知识点、公式的推导等要以板书为主。通过形象生动的多媒体教学和板书教学相结合，培养了学生的学习兴趣和主观能动性，收到良好的教学效果。
3.3 采用现场教学方法
教师可针对教学内容的不同，合理组织现场教学，做到理论联系实际。例如，进行齿轮加工实验时，可安排学生直接到工厂进行现场参观学习，教师根据齿轮加工的实际情况，可提出一些问题让学生思考讨论，并解答学生的疑问，这样既能加深理解和巩固，又有利于提高学生的学习兴趣和学习积极性。
4 加强学生工程意识和创新能力的培养
创新是科技发展和社会进步的源泉，创新能力的培养是我国21世纪人才培养的核心内容[4]。在教学过程中，特别是实践教学环节，要注重加强学生动手实践能力和创新能力的培养。 4.1 实验教学方面
在学院的支持下，机械设计基础实验教学条件得到了很好的改善，打破了传统的以单一性、验证性实验为主的模式，增加了综合性和创新设计性实验。认知性和验证性实验主要是帮助学生加强理论知识的理解，巩固所学的知识；综合性实验使学生了解典型机械零件的实验方法，掌握机械参数的测定原理，提高学生的机械设计能力，加强学生动手能力及分析解决问题能力的培养；创新设计实验着重培养学生的创新能力，如通过平面机构任意组合实验台和轴系结构设计实验台等创新设计实验设备，学生可自主设计实验项目，自己动手完成实验内容，并对实验结果进行分析和总结，培养了学生的创新思维，并使学生在此过程中掌握了创新设计的基本方法，提高了机械设计能力。
此外，为了更充分发挥学生的主动性，目前正计划将部分实验室进行定时开放，学生可根据自己的兴趣爱好和知识结构，自主进行实验项目设计与改进，自主选择设备并调试，独立完成实验操作，写出实验报告。开放实验室对进一步提高学生的积极性，培养学生的工程意识和创新设计能力具有重要意义。
4.2 课程设计教学方面
机械设计基础课程设计是学生综合运用基础理论知识和查阅相关资料进行工程分析和机械设计的重要实践环节，能帮助学生进一步巩固所学的理论知识，同时还有利于培养学生理论联系实际的能力。
课程设计以减速器设计作为设计题目，由于学生缺乏工程实践经验，为了增强学生做好课程设计的积极性和主动性，课程设计开始前，先组织学生进行减速器的拆装，使学生对减速器的结构和工作原理有初步的感性认识，然后再下达课程设计任务书。设计任务书打破传统的给定参数和设计方案的做法，只给定功能要求，由学生根据功能要求进行分析，自行拟定设计方案，然后分组讨论、分析、比较优化，最终确定本次课程设计的设计方案，再进行零件的设计计算、校核以及图纸设计。鼓励有能力的学生运用现代设计方法和手段对所作课程设计做进一步的设计与分析。如指导学生运用二维CAD软件绘制减速器装配图和零件图，运用Pro/E、Solidworks等完成三维设计，并进行计算机模拟仿真，对自己的设计结果进行验证。
在课程设计过程中，要逐渐培养学生树立正确的设计思想，鼓励学生勇于提出自己的设计方案，敢于否定不合理的方案和结构设计，培养学生的工程意识和创新能力。
5 构建合理的成绩评定体系
成绩评定方式对学生的学习态度和学习兴趣有重要的影响，因此必须改变传统的以期末考试决定成绩的不合理做法，要重视学生的平时成绩，将成绩评定贯穿于课程教学的始终。具体方法是：总评成绩=平时成绩（20%） 作业成绩（10%） 实验成绩（10%） 期末考试成绩（60%）。其中，平时成绩指学生的出勤及回答问题等方面。新的成绩评定方法更有利于对学生整个学习过程和应用能力进行检查与评定，能够有效避免学生平时不努力考前突击的弊端，能较全面地反映学生对课程内容的理解和掌握情况。
6 结束语
机械设计基础作为一门重要的必修课程，必须以全新的教育理念，全面推动教学内容、教学方法与教学手段等的改革，并在改革中不断总结经验，使之有利于培养学生的综合能力，促进学生的全面发展，满足对21世纪人才培养的需要，更好地为国家建设和社会经济发展服务。
参考文献
[1]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].8版.北京：高等教育出版社，2007.
[3]孙国芹，许东来，赵京.机械设计基础课程教学改革探索与实践[J].中国现代教育装备，2011（3）：85-87.
[4]田静云，张国海，贾吉林，等.机械设计课程的教学改革与建设[J].中国科技信息，2009（9）：252-253.