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機械設計系列課程教學改革的論文
《機械原理》和《機械設計》是我國高等工科院校機械類專業(yè)學生都要學習的兩門重要的技術基礎課程，其課程教材體系設置、教學內(nèi)容、教學質量影響巨大。筆者從事《機械原理》和《機械設計》課程的教學工作多年，也多次參與相關課程的教學改革。結合我校精品本科建設項目的實施，下面分別從教學內(nèi)容的優(yōu)化整合、教學方式的改革、創(chuàng)新實踐活動等角度對機械設計類課程教學作一些有益的改革探索和嘗試。
一教學內(nèi)容的優(yōu)化整合
作為機械類專業(yè)學生都要學習的兩門重要的技術基礎課程《機械原理》和《機械設計》，其教材的體系和內(nèi)容通常相對獨立�！稒C械原理》主要介紹機構學以及機器動力學的知識，主體內(nèi)容是各種常用機構的分析與設計；《機械設計》主要內(nèi)容是通用零部件的設計計算。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)總體方案設計和機械創(chuàng)新設計方面的內(nèi)容較少涉及。因此，很有必要修改這樣的課程結構體系以適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求�；谏鲜鲈颍覀儗C械設計系列課程的教材體系和教學內(nèi)容進行了較大的改革。我們編寫了《機械設計基礎》和《高等機械設計》兩本教材，打破了傳統(tǒng)教學的格局。教材編寫依據(jù)機械設計系列課程的改革目標和實踐成果，以培養(yǎng)學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(nèi)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(nèi)容包括機械創(chuàng)新理論與方法、機構的組成原理與類型綜合、組合機構設計、平面機構的運動分析與力分析、現(xiàn)代機械系統(tǒng)的總體方案設計以及機器動力學的內(nèi)容，還有一些機械設計的專題內(nèi)容，如變位齒輪與變速器設計、機械密封、機械摩擦磨損等。對教學內(nèi)容進行優(yōu)化整合時，注意分析機械設計的主要內(nèi)容與培養(yǎng)學生能力的關系，合理安排課程內(nèi)容。由于目前機械設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計劃時有的放矢；在教學內(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、重在應用”，既要注意理論知識的學習，又要強調(diào)實際能力的培養(yǎng)。在教學過程中要不斷學習，密切關注科技術發(fā)展的新成果、新應用并及時反映到授課當中去，激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)造性。
二教學方式的改革
傳統(tǒng)課堂以教師講授為主，教與學互動不多，很難調(diào)動學生的學習積極性，更難激發(fā)其創(chuàng)造性。而新型的教學模式要求“以學生為主體，教師為主導，以能力培養(yǎng)為主線，以素質培養(yǎng)為目標”。這些都要求教師必須改革現(xiàn)有的教學方式，豐富教學方法和手段。
�。ㄒ唬┚脑O計教案
教師認真?zhèn)湔n，設計教案。加強師生互動，課堂教學過程中靈活運用設問、延伸、小組討論等多種教學形式。通過啟發(fā)教學和知識拓展來激發(fā)學生的學習積極性創(chuàng)造性。教案的設計要涵蓋教學目的、教學內(nèi)容、重點和難點、教學方法與教學手段、作業(yè)布置、主要參考資料等方面。及時進行課后自我總結分析，找出授課過程中的學生較難理解的地方，采用新的講課思路，協(xié)調(diào)師生間的認識理解差距，從而不斷提高教師的授課水平，改善學生聽課效果，并最終達到提高教學質量的目的。
�。ǘ└倪M教學方法
為達到教學目的，教師在授課過程中，應調(diào)動學生的學習積極性。這要求教師必須發(fā)揮在教學中的主導作用，采用靈活的教學方法，將“教”與“學”有效結合起來，形成一個以教師為主導，學生為主體的良好教學氛圍。比如項目教學法，在教學中利用一個項目引入課題，再圍繞課題講授相關知識、理論和方法，并通過設置問題、組織討論等方式來解決問題。其它如類比式、啟發(fā)式等各種教學方法都可以在課堂上靈活運用，激發(fā)學生的興趣，加深其對相關知識的掌握與運用。學生通過積極主動思考，鍛煉了發(fā)散性思維能力，也逐漸了解機械設計的多解性。這些方法都收到了良好的教學效果。
�。ㄈ┴S富教學手段
充分利用現(xiàn)代化教學手段增強教學效果，激發(fā)學生學習興趣。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生的注意力，便于把抽象理論形象直觀地表達出來，激發(fā)學生的學習興趣，從而提高教學質量。例如，在平面機構運動分析部分的教學中，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，學生較難理解掌握。我們在課堂教學中引入SolidWorks、ADAMS等三維建模仿真軟件，利用虛擬樣機技術對機構進行三維建模，動態(tài)仿真分析，從而有效地解決了學生對機構的運動特性不易理解掌握的問題，同時極大地提高了學生的學習興趣和課堂效果。此外，我們通過制作網(wǎng)絡課程教學平臺，加強師生之間的交流溝通。學生隨時能夠到網(wǎng)上學習，實現(xiàn)師生實時互動交流。
三創(chuàng)新實踐活動
對于機械類的學生來說，機械設計系列課程是啟迪學生創(chuàng)新思維、開拓學生創(chuàng)新潛能、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要課程。通過創(chuàng)新實踐活動，學生所學的設計理論知識得到實際應用，對培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際、綜合設計能力和創(chuàng)新設計能力非常重要。要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，必須打造創(chuàng)新平臺，使理論聯(lián)系實際，知識服務實踐。上海理工大學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生機械工程創(chuàng)新大賽。該賽事對推進我�！熬繁究啤苯ㄔO，營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的良好生態(tài)環(huán)境起到了積極促進作用。學院同時還開設了《機械創(chuàng)新及實踐》公選課，建立了大學生課外科技創(chuàng)新工作室。大學生創(chuàng)新實踐活動也得到了工程實訓中心的大力支持，現(xiàn)在工程實訓中心已經(jīng)成為了學院大學生課外科技創(chuàng)新活動的基地。由此，我院的大學生科技創(chuàng)新活動蓬勃發(fā)展起來。機械工程學院充分利用這些平臺，積極鼓勵和組織學生參加創(chuàng)新大賽，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。上海理工大學在2012年的第五屆全國大學生機械創(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。驕人的成績進一步成為大學生們在機械創(chuàng)新設計道路上前行的強大推力。
基于高等教育教學改革和創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)規(guī)劃的提出，機械設計類課程教學改革也必須與時俱進。通過對課程體系、教學內(nèi)容和教學方法以及創(chuàng)新實踐教學等的改革探索，為更好地培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力奠定了堅實的基礎。實踐證明，經(jīng)過一系列的教學改革，機械設計系列課程的教學質量得到了明顯的提升，學生的學習積極性被激發(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，這在學生后續(xù)的課程設計、畢業(yè)設計以及一系列的創(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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