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摘要：

機械設(shè)計是機械類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。本文結(jié)合作者機械設(shè)計的教學實踐，詳細介紹了通過教學內(nèi)容、教學方法、多媒體應(yīng)用及課程設(shè)計等一系列改革和探索，提高學生的創(chuàng)新能力，顯著提高教學效果的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：

機械設(shè)計；創(chuàng)新能力；課程設(shè)計；多媒體教學；改革與探索

一、背景

機械設(shè)計課是與工程聯(lián)系最為緊密的學科之一。它以機械中的常用機構(gòu)和一般工作條件下的通用零部件為研究對象，研究常用機構(gòu)和通用零部件的分析和設(shè)計問題，是機械類和近機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性和實踐性都很強。該課程的學習，不僅要求學生掌握常用機構(gòu)和零部件的基本原理和基本設(shè)計方法，還要求學生運用這些基本理論來設(shè)計一些常規(guī)機械和處理機械中的一些實際應(yīng)用。因此，在機械設(shè)計課程的教學中，不僅要滲透創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的工程意識的理念，更應(yīng)該把學生的動手能力和創(chuàng)新精神作為應(yīng)用課程改革的重點。多年來，機械設(shè)計教研室的老師做了一些探索，并對成果的經(jīng)驗進行了總結(jié)。

二、以理論教學改革為基礎(chǔ)，優(yōu)化教學環(huán)節(jié)

理論教學是實踐教學的基礎(chǔ)。只有讓學生掌握了扎實的設(shè)計理論，才有可能將這些設(shè)計理論靈活應(yīng)用于工程實踐。機械設(shè)計課的理論性、實踐性、設(shè)計性都很強，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新設(shè)計能力的核心課程。課堂教學不僅僅是傳授理論知識，更應(yīng)注重培養(yǎng)工程意識，啟迪創(chuàng)造靈感，提高創(chuàng)新能力。

1.調(diào)整課堂教學內(nèi)容，提高教學效果

調(diào)整教學內(nèi)容是課程改革的基礎(chǔ)。在對教材進行取舍的過程中，遵循突出應(yīng)用與實操，在教授基本知識、基本原理和基本方法的同時，引入機械設(shè)計發(fā)展的最新成果，注意到知識點的深入淺出和主次分明，而不是面面俱到，把新型機構(gòu)和現(xiàn)代機械設(shè)計方法與生活實踐相結(jié)合，既調(diào)動了學生積極性，又將機械理論寓教于學，在豐富課堂信息量的過程中，提高機械設(shè)計的應(yīng)用教學效果。學生對機械的了解只限于生活中接觸的范圍，還習慣于理性思維，缺少工程觀念。而傳統(tǒng)機械設(shè)計課程教學內(nèi)容陳舊，聯(lián)系工程實際不夠，不利于培養(yǎng)學生的工程意識和創(chuàng)新思維。授課時，最好適當引入學科中比較成熟的新理論、新技術(shù)和工程技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，如優(yōu)化設(shè)計、全生命周期設(shè)計等。另外，通過課外自學選修課等形式，引導(dǎo)學生自主學習常用最新工程設(shè)計軟件如Pro/Engineer，UG。這樣既可以提高學生的學習興趣，又可以開闊學生的視野。

2.改革教學方法，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的機械設(shè)計課程的教學“以教師為中心”，僅僅注重知識的灌輸。這對學生的創(chuàng)新精神的培養(yǎng)是很不利的。改革傳統(tǒng)教學方法，以學生為主體，以教師為主導(dǎo)，積極探索學生自主研究、自主創(chuàng)新式的學習方法，積極推進討論式、探究式、問題式教學方法，既學習了知識，又能提高創(chuàng)新能力。課堂教學是學生課程學習的主陣地。加強教師對學生課程學習的主導(dǎo)作用，恰到好處地創(chuàng)設(shè)問題情境，可以達到師生互動。問題的提出，要具有一定的實際工程背景，以增強學生的工程素質(zhì)。問題的分析要能引導(dǎo)學生發(fā)散思維，創(chuàng)造性地解決問題。問題的解決要通過啟發(fā)引導(dǎo)給出，為學生今后解決問題指明思路與途徑。這種啟發(fā)式教學能夠潛移默化地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，幫助學生學會學習、學會探索。

3.采用多媒體教學，增強課堂效果

機械設(shè)計傳統(tǒng)的教學手段，如黑板、模型加掛圖，無法表達零件之間的相對運動，教師授課形式單一，缺乏直觀性，在一定程度上影響了學生的學習效果和學習的積極性。在機械設(shè)計課程中，充分利用現(xiàn)代多媒體手段，將零件的運動變化逼真地展現(xiàn)出來，使機器真正動起來，激發(fā)了學生的學習興趣。另一方面，精心設(shè)計的多媒體、課件可以清楚地顯示教學內(nèi)容難點，提高教學效率，而且二維和三維動畫形象生動，加深了學生印象。

4.注重啟發(fā)教學，培養(yǎng)學生的自學能力

機械設(shè)計課程雖然是機械專業(yè)理論課，但是應(yīng)用性極強。因此機械專業(yè)的學生要能夠自主學習課程的相關(guān)內(nèi)容，提高機械理論學習的實踐應(yīng)用主動性，掌握科學學習的思維方法。機械設(shè)計課程的教學改革必須堅持把啟發(fā)式教學方法放在首位，并根據(jù)教學內(nèi)容的不同特點，穿插采用討論式和案例式教學方法。多種教學方法的應(yīng)用，使學生的學習主動性和自我學習的意識得到了進一步加強，同時加深了學生對基本知識的理解與掌握，并強化了記憶，從而提高了學生的自我學習能力。

三、改革實踐教學體系，構(gòu)建應(yīng)用教學模式

實踐教學是培養(yǎng)學生的觀察分析能力、實踐動手能力、綜合設(shè)計能力以及創(chuàng)新思維的重要教學環(huán)節(jié)。實踐教學體系由實驗教學、課程設(shè)計兩部分組成。

1.改革實驗教學

傳統(tǒng)的課程實驗如機構(gòu)測繪、齒輪范成、動平衡等一般為單一的驗證性實驗。這些基本實驗有助于對鞏固學生對基礎(chǔ)理論的理解，但整個實驗過程只是根據(jù)給定實驗步驟去驗證結(jié)果的正確與否，學生的積極性不高，實驗效果不太理想。我們在實驗教學中增設(shè)了一些創(chuàng)新型、設(shè)計型實驗，如“機構(gòu)運動創(chuàng)新實驗”，讓學生根據(jù)給定的題目自行構(gòu)思實驗方案，將自己設(shè)計的機械系統(tǒng)運動方案進行運動模擬，將設(shè)計理論在實踐中檢驗，而教師主要起引導(dǎo)和啟發(fā)作用，給學生足夠的思維空間和創(chuàng)作空間。這樣就可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性，真正提高學生的創(chuàng)新意識和動手能力。

2.加強課程設(shè)計環(huán)節(jié)

機械設(shè)計課程設(shè)計是課程的一個重要的實踐性環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課程設(shè)計一般以減速器為研究題目。在設(shè)計過程中，老師限定了題目和方案，還提供了比較齊全的參考資料，學生自主設(shè)計的內(nèi)容較少，不利于創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)。針對這些問題，我們對課程設(shè)計的教學作了相關(guān)的改革和探索，找一些工程實踐性強與并且與地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)緊密聯(lián)系的機械作為設(shè)計題目。考慮學生個體能力的差異，既有一些基礎(chǔ)的簡單的內(nèi)容，又要有一定難度和深度的內(nèi)容。采用學生選擇和老師指定相結(jié)合的選題原則，以學生為中心，讓學生自己確定題目，教師規(guī)定設(shè)計內(nèi)容和要求。老師帶領(lǐng)學生現(xiàn)場參觀這些機械裝置，查閱相關(guān)資料，使學生對所設(shè)計的機械裝置有一定的感性認識，真正了解所設(shè)計機械的基本結(jié)構(gòu)，并鼓勵學生在現(xiàn)有傳動方案的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮主觀能動性，提出多種方案，從機構(gòu)的經(jīng)濟性、可行性、實用性，多方面考慮作出選擇，選取最優(yōu)設(shè)計方案。方案確定好后，鼓勵學生使用先進大型軟件進行運動分析和動力分析。然后根據(jù)各構(gòu)件受力情況，按照等強度設(shè)計理論，對各構(gòu)件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于較高水平的學生要求編制程序進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，并用Pro/E等軟件完成三維造型，最終完成設(shè)計任務(wù)。這樣在整個設(shè)計過程，因材施教，既尊重了個體差異，又充分調(diào)動了個體主觀能動性和創(chuàng)造潛能，不僅使課程設(shè)計與計算機應(yīng)用能力有機融合，還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和動手能力，提高了教學效果。

四、小結(jié)

機械設(shè)計通過幾年的改革實踐，取得了一定的教學效果。但教學改革是一個系統(tǒng)工程，在不斷總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我們在機械設(shè)計課程的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考核方式上進行了一系列的探索，目的是尋求一條適合筆者學院特色的課程體系與教學模式。只有在教學改革中不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高教學質(zhì)量，把枯燥的理論教學轉(zhuǎn)型發(fā)展，才能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的實際應(yīng)用能力，不斷適應(yīng)筆者學院職業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)型發(fā)展要求。

參考文獻：

[1]陳立德.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]邱宣懷.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2001.

作者:劉剛 閆石林 單位:晉中學院