机械设计类基础课程群建设路径与研究

【摘要】机械设计类基础课程传统授课存在理论与实践联系不够紧密，课程与课程知识关联度低等问题，不能达到应用型人才培养的目标。本文通过建立机械设计类课程群，包含理论模块及实践模块，采用逐级项目式教学法等多路径实现课程与课程的联系，完成理论与实践相结合，提升学生的综合应用能力。

【关键词】应用型人才；机械设计类；课程群；逐级项目

应用型大学着眼于培养社会、企业所需的应用型人才，解决企业实际问题，因此，学校需更关注学生的实践能力、设计能力及创新能力的培养，希望学生能达到就业即上岗。那么，如何提高学生的实践动手能力，培养学生的创新能力以及解决实际问题的能力，是摆在我们面前的难题。目前，传统教学模式中课程与课程之间的关系是线性的，能力的培养和目标要求对比不连续，阶段性比较突出，主要讲究知识的完备，侧重培养分析能力[1]。

1传统教学中存在的不足

传统的机械设计类基础课程教学中主要存在以下不足：

（1）以教师为中心，理论与实践脱离在传统的教学过程中，传授知识主要以教师讲授为主，授课形式单一，学生的参与度较少，无法体现学生的主观能动性及个性化。授课主要内容侧重于理论知识的讲解，很多内容都停留在书本上，与实际结合较少，缺少实际应用，导致学生学完理论很难应用于实践。

（2）课程章节内容分散，课程与课程相互独立传统的课程有些课程内容较多，且知识点零散，学生无法建立课程章节之间的联系。基础课课程与课程之间相互独立，导致学生所学内容不够系统，课程与课程之间没有联系，甚至存在内容重叠，这样会使学生对学习内容存在疑惑，无法正确运用所学解决实际问题。如机械原理中的齿轮机构与机械设计中的齿轮机构主要参数计算部分，机械工程材料中的材料类型及热处理、材料的极限应力等内容属于重叠内容。实践课程中课程设计题目通常每门课只针对自己课程设置题目，无法体现课程与课程的关系，如机械原理题目只关注机构的设计与力分析、速度分析及加速度分析。机械设计课程设计题目只关注传动、结构设计及强度校核，人为地将机械系统割裂开，而且通常两门课程所用题目不一，无法让学生形成完整的机械系统设计能力。

（3）学生的实际动手能力差，创新能力及创新意识不足传统的机械类课程实验仅围绕着课程本身开展一些验证性实验，以加深学生对理论知识的进一步理解。实验中，学生只要按照实验指导书或指导老师的实验步骤即可完成实验。虽然也可以起到一定的强化理论教学，加深知识掌握的积极作用，但缺乏实验方案设计，设备布置和应用，实验技术、观察能力、分析能力和表达能力等方面的综合训练。实践性教学环节相对落后，导致学生的实际动手能力差，限制了学生综合能力的提高以及创新意识的培养[2]。

（4）学生所学与企业所需脱节学生学习的一些理论及方法没有与时俱进，及时更新，导致所学不能满足企业对应用型人才的需求，学生毕业后就业不能真正上岗，需要较长的适应期及培训期。如机械设计中带传动的设计或齿轮传动的设计方法，还是延用以前传统的理论设计方式，用设计公式一步步迭代进行设计，设计过程繁琐，设计结果不合理时，需要重新从头开始重新计算，计算量大，设计周期长，不符合企业设计实际。

2机械设计类基础群建设路径

根据我院应用型大学的办学定位，以及系部培养总体方案。为了满足企业应用型人才的需求，达到就业即上岗，需要突出课程实践能力的培养，同时培养学生形成系统知识体系，实现综合能力的提升。作为机械专业设计类的基础类课程，可将机械工程材料、机械原理、机械设计建立机械设计课程群理论模块，采用逐级项目及案例教学法进行项目实施。将机械工程材料实验、机械原理课程设计及机械设计课程设计相关课程建立机械设计课程群实践模块，并采用项目驱动式及情境式教学方法，以达到应用型大学培养应用型人才的目标。课程群设计主线如图1所示。

2.1项目实施过程

想要达到好的教学效果，真正实现学生综合能力的提升，需要将项目式教学中的项目具体化。“项目”是项目式教学推进的核心，也是共同知识领域的载体[3]。项目具体实施过程的确定是项目式教学的关键。

（1）课程群理论模块在教学过程中，通过“递进式项目”设计，以项目设计为主线，采用案例式、小组探究式等多种教学方法，案例在课程群中共享、共用，建立课程之间的联系，将零散知识形成系统，有利于培养学生的综合能力。递进式项目分成四至一级，四级至二级项目设计可以满足单门课章节之间串联知识的目的，分别从简单知识到复杂知识，即从点到线再到面的过程，让学生形成完善的知识体系，由易到难，通过项目推进掌握课程相关知识点。同时项目中采用有趣的创新设计题目，理论联系实践，培养学生的实践能力，创新能力，真正达到培养学生设计能力的目的。二级项目设计案例如图2所示。

（2）课程群实践模块用一级项目替代以前的课程设计题目，这题目中即包括了机械原理相关内容，也包含了机械工程材料及机械设计相关内容，是一个综合性较强的设计题目，通过一级项目可以很好地实现课程群之间知识的串联。同时，通过情境化教学，让学生从设计者的角度解决实际生产中存在的问题，以团队协作共同来完成项目，既能培养学生的专业知识应用能力，也能培养学生团队合作能力，这为进入企业打下结实的基础。一级项目案例如图3所示。

（3）改革传统的实验项目，引入综合性创新实验项目，既涵盖原理又涉及设计，以机械系统运动方案设计与分析、机械结构、强度校核、系统性能测试等内容为主体、设计具有综合意义的机械设计综合性实验项目。参考南京航空航天大学机械设计实验项目，结合我院实际情况，可以开展机械系统运动方案设计实验、材料的摩擦磨损实验、机构创新实验及传动系统性能测试实验，这些实验项目既能很好地反映理论课程内容，又具有各自的创新点。通过实验过程的观察与判断、分析与评价、仿真等能够更好地培养学生的实践动手能力，分析问题解决问题的能力，并具有一定的创新意识。

（4）优化理论设计方法，创新设计思路。针对现在书本上的一些理论设计方法与实际企业设计方法不符，可对教材中的理论设计过程进行创新，如采用表格建立复杂公式的计算过程，省去很多繁琐的计算，且利于改进设计，设计周期短，大大提高设计效率。如采用EXCELL表格编辑设计公式，可以方便地用来设计带传动、齿轮传动等典型传动零件。当然也可以采用现在开发出的软件来完成相关设计，这为学生提供了一种新的设计思路，为以后适应工作岗位打下了基础。

2.2项目评价机制

教学模式发生改变，相应的教学评价也要发生变化，合理的教学评价体系，对教学可以起到良好的监督和促进作用。对于逐级项目式教学可以采用项目考核（占30%）、过程考核（占30%）及期末考核（占40%）三部分组成，其中项目考核是难点，选择小班制授课的教学班可以采用小组学习方式进行，从课程群第一门课程开始，就将班级分成若干个小组，每组5~6人，并推荐组长一名，负责小组分工及组内评价。小组学习一直持续至课程群所有课程结束，在每门课程期间可以设置阶段性评价，如学习汇报、方案设计等。而每个小组成员的最终成绩=教师给小组评定等级（A、B、C、D、E）*50%+组长给每位组员评定等级*50%（其中组长的等级由教师给出）。这样的学习方式，既帮助学生形成自主学习意识，又锻炼了学生的团队意识和组织能力等，这对今后顺利过度到工作岗位提供了保障。学生对就业后工作的胜任和职业的发展，是检验主要教学环节质量依据，所以，应采集毕业生信息，并结合社会对人才的新需求，反馈至课程群，从而确定是否需要调整教学模式、教学内容等，从而不断完善课程教学体系[4]。

3结束语

通过建立机械设计类课程群，将课程与课程之间建立联系，形成知识体系，课程群中每门课程采用案例式教学法，通过真实案例让学生更直观或容易接受书本知识。同时通过逐级项目，让学生感知各章节知识点之间的联系。课程群内综合实践创新项目，让学生建立课程与课程之间的联系，改革综合实验项目，培养学生的动手能力，创新能力。改革设计方法，创新设计思路。在整个教学过程中，学生通过项目驱动、案例分析、实验操作及综合设计，运用所学知识，分析问题并解决问题，提升了学生的理论联系实际的能力，强化了设计能力，培养了创新意识，为实现培养就业即上岗的应用型人才奠定了基础，符合应用型大学人才培养目标。

参考文献

[1]谢骐,宁立伟,钟定清,等.“卓越计划”背景下机械设计专业课程群建设研究与实践[J].湖南工程学院学报,2013,23(2):101-104.

[2]马希直,周瑾.机械设计综合实验的实施[J].实验室研究与探索,2009,28(5):129-133.

[3]田铮.实践共同体视域下项目式学习效果提升策略研究[J].山东科技大学学报,2021,23(3):102-108.

[4]秦强,吕刚,蒋克荣.应用型大学“机械创新设计”教学模式研究[J].合肥学院学报,2018,35(5):127-131

作者:林国英 张慧杰 白彧 单位:青岛城市学院机电工程系