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機械設(shè)計系列課程教學(xué)改革的論文
《機械原理》和《機械設(shè)計》是我國高等工科院校機械類專業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)的兩門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，其課程教材體系設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)質(zhì)量影響巨大。筆者從事《機械原理》和《機械設(shè)計》課程的教學(xué)工作多年，也多次參與相關(guān)課程的教學(xué)改革。結(jié)合我校精品本科建設(shè)項目的實施，下面分別從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合、教學(xué)方式的改革、創(chuàng)新實踐活動等角度對機械設(shè)計類課程教學(xué)作一些有益的改革探索和嘗試。
一教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合
作為機械類專業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)的兩門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程《機械原理》和《機械設(shè)計》，其教材的體系和內(nèi)容通常相對獨立�！稒C械原理》主要介紹機構(gòu)學(xué)以及機器動力學(xué)的知識，主體內(nèi)容是各種常用機構(gòu)的分析與設(shè)計；《機械設(shè)計》主要內(nèi)容是通用零部件的設(shè)計計算。這兩門課程的內(nèi)容體系，存在如下問題：一是把機械產(chǎn)品的整個設(shè)計過程割裂開來；二是整個課程體系對機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計和機械創(chuàng)新設(shè)計方面的內(nèi)容較少涉及。因此，很有必要修改這樣的課程結(jié)構(gòu)體系以適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求�；谏鲜鲈�，我們對機械設(shè)計系列課程的教材體系和教學(xué)內(nèi)容進行了較大的改革。我們編寫了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》和《高等機械設(shè)計》兩本教材，打破了傳統(tǒng)教學(xué)的格局。教材編寫依據(jù)機械設(shè)計系列課程的改革目標(biāo)和實踐成果，以培養(yǎng)學(xué)生基本設(shè)計能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)�！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》教材的主要內(nèi)容為常用機構(gòu)的設(shè)計、通用零部件工作能力設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計，《高等機械設(shè)計》教材的主要內(nèi)容包括機械創(chuàng)新理論與方法、機構(gòu)的組成原理與類型綜合、組合機構(gòu)設(shè)計、平面機構(gòu)的運動分析與力分析、現(xiàn)代機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計以及機器動力學(xué)的內(nèi)容，還有一些機械設(shè)計的專題內(nèi)容，如變位齒輪與變速器設(shè)計、機械密封、機械摩擦磨損等。對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化整合時，注意分析機械設(shè)計的主要內(nèi)容與培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)系，合理安排課程內(nèi)容。由于目前機械設(shè)計系列課程的授課現(xiàn)狀是內(nèi)容多、課時少，這就要求教師在制定教學(xué)計劃時有的放矢；在教學(xué)內(nèi)容的安排上圍繞“需要”、“夠用”、“會用”三方面的要求。授課時注重“掌握概念、突出技能、重在應(yīng)用”，既要注意理論知識的學(xué)習(xí)，又要強調(diào)實際能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中要不斷學(xué)習(xí)，密切關(guān)注科技術(shù)發(fā)展的新成果、新應(yīng)用并及時反映到授課當(dāng)中去，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。
二教學(xué)方式的改革
傳統(tǒng)課堂以教師講授為主，教與學(xué)互動不多，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更難激發(fā)其創(chuàng)造性。而新型的教學(xué)模式要求“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)”。這些都要求教師必須改革現(xiàn)有的教學(xué)方式，豐富教學(xué)方法和手段。
（一）精心設(shè)計教案
教師認(rèn)真?zhèn)湔n，設(shè)計教案。加強師生互動，課堂教學(xué)過程中靈活運用設(shè)問、延伸、小組討論等多種教學(xué)形式。通過啟發(fā)教學(xué)和知識拓展來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性創(chuàng)造性。教案的設(shè)計要涵蓋教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、重點和難點、教學(xué)方法與教學(xué)手段、作業(yè)布置、主要參考資料等方面。及時進行課后自我總結(jié)分析，找出授課過程中的學(xué)生較難理解的地方，采用新的講課思路，協(xié)調(diào)師生間的認(rèn)識理解差距，從而不斷提高教師的授課水平，改善學(xué)生聽課效果，并最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
�。ǘ└倪M教學(xué)方法
為達(dá)到教學(xué)目的，教師在授課過程中，應(yīng)調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這要求教師必須發(fā)揮在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，采用靈活的教學(xué)方法，將“教”與“學(xué)”有效結(jié)合起來，形成一個以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的良好教學(xué)氛圍。比如項目教學(xué)法，在教學(xué)中利用一個項目引入課題，再圍繞課題講授相關(guān)知識、理論和方法，并通過設(shè)置問題、組織討論等方式來解決問題。其它如類比式、啟發(fā)式等各種教學(xué)方法都可以在課堂上靈活運用，激發(fā)學(xué)生的興趣，加深其對相關(guān)知識的掌握與運用。學(xué)生通過積極主動思考，鍛煉了發(fā)散性思維能力，也逐漸了解機械設(shè)計的多解性。這些方法都收到了良好的教學(xué)效果。
（三）豐富教學(xué)手段
充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段增強教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。課堂講授通常使用多媒體課件以節(jié)約時間。更重要的是多媒體課件有豐富的視聽資源，可以利用圖像、動畫的視覺效果吸引學(xué)生的注意力，便于把抽象理論形象直觀地表達(dá)出來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量。例如，在平面機構(gòu)運動分析部分的教學(xué)中，因抽象概念多，傳統(tǒng)的圖解法和解析法又存在繁瑣或難以實際操作的缺點，學(xué)生較難理解掌握。我們在課堂教學(xué)中引入SolidWorks、ADAMS等三維建模仿真軟件，利用虛擬樣機技術(shù)對機構(gòu)進行三維建模，動態(tài)仿真分析，從而有效地解決了學(xué)生對機構(gòu)的運動特性不易理解掌握的問題，同時極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂效果。此外，我們通過制作網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺，加強師生之間的交流溝通。學(xué)生隨時能夠到網(wǎng)上學(xué)習(xí)，實現(xiàn)師生實時互動交流。
三創(chuàng)新實踐活動
對于機械類的學(xué)生來說，機械設(shè)計系列課程是啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要課程。通過創(chuàng)新實踐活動，學(xué)生所學(xué)的設(shè)計理論知識得到實際應(yīng)用，對培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際、綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新設(shè)計能力非常重要。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須打造創(chuàng)新平臺，使理論聯(lián)系實際，知識服務(wù)實踐。上海理工大學(xué)每年都會開展機械工程創(chuàng)新大賽，并且已經(jīng)連續(xù)三屆成功承辦了上海市教委主辦的大學(xué)生機械工程創(chuàng)新大賽。該賽事對推進我�！熬繁究啤苯ㄔO(shè)，營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的良好生態(tài)環(huán)境起到了積極促進作用。學(xué)院同時還開設(shè)了《機械創(chuàng)新及實踐》公選課，建立了大學(xué)生課外科技創(chuàng)新工作室。大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動也得到了工程實訓(xùn)中心的大力支持，現(xiàn)在工程實訓(xùn)中心已經(jīng)成為了學(xué)院大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動的基地。由此，我院的大學(xué)生科技創(chuàng)新活動蓬勃發(fā)展起來。機械工程學(xué)院充分利用這些平臺，積極鼓勵和組織學(xué)生參加創(chuàng)新大賽，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。上海理工大學(xué)在2012年的第五屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽決賽中，獲得一等獎2項，二等獎3項；在2014年的第六屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽決賽中，又獲得一等獎5項。驕人的成績進一步成為大學(xué)生們在機械創(chuàng)新設(shè)計道路上前行的強大推力。
基于高等教育教學(xué)改革和創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃的提出，機械設(shè)計類課程教學(xué)改革也必須與時俱進。通過對課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法以及創(chuàng)新實踐教學(xué)等的改革探索，為更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力奠定了堅實的基礎(chǔ)。實踐證明，經(jīng)過一系列的教學(xué)改革，機械設(shè)計系列課程的教學(xué)質(zhì)量得到了明顯的提升，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被激發(fā)出來，其創(chuàng)新能力和分析問題、解決問題能力有了極大的提高，這在學(xué)生后續(xù)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及一系列的創(chuàng)新大賽活動中都有顯著體現(xiàn)，并終將為他們未來的工作帶來及其深刻的影響。
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