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機械設計系列課程教學(xué)改革的論文
《機械原理》和《機械設計》是我國高等工科院校機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生都要學(xué)習的兩門(mén)重要的技術(shù)基礎課程，其課程教材體系設置、教學(xué)內容、教學(xué)質(zhì)量影響巨大。筆者從事《機械原理》和《機械設計》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。結合我校精品本科建設項目的實(shí)施，下面分別從教學(xué)內容的優(yōu)化整合、教學(xué)方式的改革、創(chuàng )新實(shí)踐活動(dòng)等角度對機械設計類(lèi)課程教學(xué)作一些有益的改革探索和嘗試。
一教學(xué)內容的優(yōu)化整合
作為機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生都要學(xué)習的兩門(mén)重要的技術(shù)基礎課程《機械原理》和《機械設計》，其教材的體系和內容通常相對獨立�！稒C械原理》主要介紹機構學(xué)以及機器動(dòng)力學(xué)的知識，主體內容是各種常用機構的分析與設計；《機械設計》主要內容是通用零部件的設計計算。這兩門(mén)課程的內容體系，存在如下問(wèn)題：一是把機械產(chǎn)品的整個(gè)設計過(guò)程割裂開(kāi)來(lái)；二是整個(gè)課程體系對機械系統總體方案設計和機械創(chuàng )新設計方面的內容較少涉及。因此，很有必要修改這樣的課程結構體系以適應創(chuàng )新人才培養的要求�；谏鲜鲈�，我們對機械設計系列課程的教材體系和教學(xué)內容進(jìn)行了較大的改革。我們編寫(xiě)了《機械設計基礎》和《高等機械設計》兩本教材，打破了傳統教學(xué)的格局。教材編寫(xiě)依據機械設計系列課程的改革目標和實(shí)踐成果，以培養學(xué)生基本設計能力和創(chuàng )新能力為目標�！稒C械設計基礎》教材的主要內容為常用機構的設計、通用零部件工作能力設計與結構設計，《高等機械設計》教材的主要內容包括機械創(chuàng )新理論與方法、機構的組成原理與類(lèi)型綜合、組合機構設計、平面機構的運動(dòng)分析與力分析、現代機械系統的總體方案設計以及機器動(dòng)力學(xué)的內容，還有一些機械設計的專(zhuān)題內容，如變位齒輪與變速器設計、機械密封、機械摩擦磨損等。對教學(xué)內容進(jìn)行優(yōu)化整合時(shí)，注意分析機械設計的主要內容與培養學(xué)生能力的關(guān)系，合理安排課程內容。由于目前機械設計系列課程的授課現狀是內容多、課時(shí)少，這就要求教師在制定教學(xué)計劃時(shí)有的放矢；在教學(xué)內容的安排上圍繞“需要”、“夠用”、“會(huì )用”三方面的要求。授課時(shí)注重“掌握概念、突出技能、重在應用”，既要注意理論知識的學(xué)習，又要強調實(shí)際能力的培養。在教學(xué)過(guò)程中要不斷學(xué)習，密切關(guān)注科技術(shù)發(fā)展的新成果、新應用并及時(shí)反映到授課當中去，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性和創(chuàng )造性。
二教學(xué)方式的改革
傳統課堂以教師講授為主，教與學(xué)互動(dòng)不多，很難調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，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，以能力培養為主線(xiàn)，以素質(zhì)培養為目標”。這些都要求教師必須改革現有的教學(xué)方式，豐富教學(xué)方法和手段。
�。ㄒ唬┚脑O計教案
教師認真備課，設計教案。加強師生互動(dòng)，課堂教學(xué)過(guò)程中靈活運用設問(wèn)、延伸、小組討論等多種教學(xué)形式。通過(guò)啟發(fā)教學(xué)和知識拓展來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性創(chuàng )造性。教案的設計要涵蓋教學(xué)目的、教學(xué)內容、重點(diǎn)和難點(diǎn)、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(shí)進(jìn)行課后自我總結分析，找出授課過(guò)程中的學(xué)生較難理解的地方，采用新的講課思路，協(xié)調師生間的認識理解差距，從而不斷提高教師的授課水平，改善學(xué)生聽(tīng)課效果，并最終達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
�。ǘ└倪M(jìn)教學(xué)方法
為達到教學(xué)目的，教師在授課過(guò)程中，應調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性。這要求教師必須發(fā)揮在教學(xué)中的主導作用，采用靈活的教學(xué)方法，將“教”與“學(xué)”有效結合起來(lái)，形成一個(gè)以教師為主導，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(gè)項目引入課題，再?lài)@課題講授相關(guān)知識、理論和方法，并通過(guò)設置問(wèn)題、組織討論等方式來(lái)解決問(wèn)題。其它如類(lèi)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(guò)積極主動(dòng)思考，鍛煉了發(fā)散性思維能力，也逐漸了解機械設計的多解性。這些方法都收到了良好的教學(xué)效果。
�。ㄈ┴S富教學(xué)手段
充分利用現代化教學(xué)手段增強教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣。課堂講授通常使用多媒體課件以節約時(shí)間。更重要的是多媒體課件有豐富的視聽(tīng)資源，可以利用圖像、動(dòng)畫(huà)的視覺(jué)效果吸引學(xué)生的注意力，便于把抽象理論形象直觀(guān)地表達出來(lái)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量。例如，在平面機構運動(dòng)分析部分的教學(xué)中，因抽象概念多，傳統的圖解法和解析法又存在繁瑣或難以實(shí)際操作的缺點(diǎn)，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)對機構進(jìn)行三維建模，動(dòng)態(tài)仿真分析，從而有效地解決了學(xué)生對機構的運動(dòng)特性不易理解掌握的問(wèn)題，同時(shí)極大地提高了學(xué)生的學(xué)習興趣和課堂效果。此外，我們通過(guò)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(shí)能夠到網(wǎng)上學(xué)習，實(shí)現師生實(shí)時(shí)互動(dòng)交流。
三創(chuàng )新實(shí)踐活動(dòng)
對于機械類(lèi)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，機械設計系列課程是啟迪學(xué)生創(chuàng )新思維、開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng )新潛能、培養學(xué)生創(chuàng )新能力的重要課程。通過(guò)創(chuàng )新實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生所學(xué)的設計理論知識得到實(shí)際應用，對培養他們理論聯(lián)系實(shí)際、綜合設計能力和創(chuàng )新設計能力非常重要。要培養學(xué)生的創(chuàng )新能力，必須打造創(chuàng )新平臺，使理論聯(lián)系實(shí)際，知識服務(wù)實(shí)踐。上海理工大學(xué)每年都會(huì )開(kāi)展機械工程創(chuàng )新大賽，并且已經(jīng)連續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(jìn)我�！熬繁究啤苯ㄔO，營(yíng)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(jìn)作用。學(xué)院同時(shí)還開(kāi)設了《機械創(chuàng )新及實(shí)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(shí)踐活動(dòng)也得到了工程實(shí)訓中心的大力支持，現在工程實(shí)訓中心已經(jīng)成為了學(xué)院大學(xué)生課外科技創(chuàng )新活動(dòng)的基地。由此，我院的大學(xué)生科技創(chuàng )新活動(dòng)蓬勃發(fā)展起來(lái)。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，培養學(xué)生的創(chuàng )新設計能力。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 )新設計大賽決賽中，又獲得一等獎5項。驕人的成績(jì)進(jìn)一步成為大學(xué)生們在機械創(chuàng )新設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 )新應用型人才培養規劃的提出，機械設計類(lèi)課程教學(xué)改革也必須與時(shí)俱進(jìn)。通過(guò)對課程體系、教學(xué)內容和教學(xué)方法以及創(chuàng )新實(shí)踐教學(xué)等的改革探索，為更好地培養學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力奠定了堅實(shí)的基礎。實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)一系列的教學(xué)改革，機械設計系列課程的教學(xué)質(zhì)量得到了明顯的提升，學(xué)生的學(xué)習積極性被激發(fā)出來(lái)，其創(chuàng )新能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力有了極大的提高，這在學(xué)生后續的課程設計、畢業(yè)設計以及一系列的創(chuàng )新大賽活動(dòng)中都有顯著(zhù)體現，并終將為他們未來(lái)的工作帶來(lái)及其深刻的影響。
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