机械设计课程群教学革新综述

作者：陈波 张建中 单位：山东科技大学泰山科技学院

围绕“一个中心、两个基本能力”进行课程群的建设与改革

我们提出了围绕“一个中心、两个基本能力”进行课程群建设与改革的思路。“一个中心”即是以机电产品设计为中心，“两个基本能力”分别指产品创新能力和计算机设计能力。这是我们进行“机械设计课程群”建设与改革的总抓手和总任务。

1.以“产品设计”为中心的课程群建设。机械设计课程群的根本任务就是为机械产品设计服务，通过课程群的学习，使学生培养起基本的机械设计能力，这也正是机械设计制造及其自动化本科专业培养计划的主要培养目标之一。然而，在以往传统的教学实施中，却存在知识点零碎分散、对象单一、各门课程自成体系、不能有机结合和综合应用的缺点。因此，在课程群各门课程的教学与改革中，我们都将之放到“产品设计过程”中来统筹考虑，以现代机电设备设计为中心，依据设计的程序，将机械零部件的制造与设计进行有机结合，充分考虑机电产品设计的要求，对课程群内容进行重新规划、整合，形成一个有机的整体。我们注重课程群整体性建设，加强不同课程间的互补和整合，使教学内容得到了有机联系，避免了内容缺失和重叠，形成了较为完善合理的课程群体系。

2.产品创新能力培养是关键。创新是设计的灵魂，没有创新的设计是没有灵气的。创新能力培养是我们进行机械设计课程群教学与改革的主要内容之一，要突破传统专业教育对设计的理解，开展创新教育。创新设计教育是我们课程群体系改革的核心，并将从各个方面培养学生的机械产品设计的能力。如何培养学生的创新思维，提高创造能力是教学改革的一项重要任务，而开展各项创新活动是培养创新人才的有力措施。创新人才培养是现代教育的主方向，在“机械设计课程群”的系列课程教学中，课题组成员达成共识，围绕“综合创新设计”组织教学、培养人才。为此，我们建立本科学生导师制。在一年级阶段，选择基础扎实、具有创新意识和创新兴趣的同学组成创新团队，选派指导老师全程指导。在二三年级学习设计课程时，结合老师科研项目，指导学生选取创新题目，开展创新设计。

3.计算机设计能力的培养是现代工业发展的需要。CAD/CAE技术的发展，引起了机械设计领域的根本变革，机电产品的设计思想与理论、方法与手段都发生了很大的变化。机械设计过程从构思、分析，到加工工艺制定、产品仿真评价，整个设计过程都处于计算机模拟下的三维空间中，与真实产品状态一致，其设计分析过程也符合机械产品的运行规律。因此，我们提出将学生计算机设计能力的培养作为主线，用计算机设计技术连接各门传统课程，建立课程群体系，更有利于激发学生机械创新设计的潜力。课程群中的计算机绘图、计算机辅助设计、CAD/CAM技术等系列课程的开设，对学生计算机设计能力的培养起到了很好的基础作用；同时，我们在其他设计课程的教学中，又加强了学习及应用，同时引入比较流行的计算机辅助设计、分析、计算软件，使计算机教育四年不断线，并进行逐步强化，从而使学生的计算机设计能力得到了极大提高。

围绕“一个中心、两个基本能力”，开展实践教学的改革

1.课程设计改革。我们对课程群的每一门课程都安排了课程设计环节或布置综合作业，强化学生的产品设计意识、创新能力、计算机应用能力。同时对原有的《机械原理》、《机械设计》、《机电一体化系统设计》等课程设计进行大胆改革尝试，取得了较好效果。我们认为当前课程设计教学模式中，由于以多年不变的传统题目、设计指导书为基础，教师的指导内容、过程已经模式化。虽然学生的基本设计能力得到了训练强化，但是缺少了创新设计能力的培养；学生学会了模仿性设计方法，却不能进行独立的创新性设计。因此，学生的机械设计知识掌握是片面和模式化的，无法适应实际工作，更缺少创造性的设计能力。为了改变目前课程设计教学模式，我们深入企业单位进行了多方面的调研，与企业的工程师、现场专家进行交流，征求意见，制定了课程设计教学改革方案。方案制定中我们贯彻了两个方面的思想：一是学生基本机械设计能力与创造性设计能力培养并重；二是机械专业的设计能力培养与自动化等相关专业的设计能力培养并重。我们更新了设计题目，利用教师的科研项目、现场实际案例，开发了许多设计课题，题目要求具有一定的创新空间，课题既要满足基础性、知识性，又要有一定的前沿性，设计工作量不要太大，只提供设计思想及所要达到的预期目标，或只是提供简单的示意图、原理图或结构图，没有固定的模式，让学生有更多创造性思维的余地。改变老师指导过程，要求学生老师进行互动、讨论，以学生为主进行方案制定、分析、比较，教师给出评价、引导，真正发挥学生的能动性、创造性。采取同一题目，不同分组，不同方案，有竞争性的设计，激发学生创新设计、相互竞争的热情，取得了较好的设计效果，增强了学生分析问题和解决问题的能力。

2.改革传统的实验教学模式，培养学生创新能力。我们一贯沿用的实验教学模式基本上是“预习、实验、完成实验、教师评阅”的过程，实验教师把所要完成的实验内容，包括设备的调试，仪器的选择校验，实验步骤的设计全部给学生准备充分，学生不用动脑筋，照抄照搬，按部就班地做就行了，其本质还是应试教育。与今天的以人为本，以传授知识、培养能力、提高素质、协调发展的教育理论不相适应。这就要求我们必须重新修改教学大纲，细化课程要求，选用优秀教材，传授新知识，新技术，改革考核标准。购进先进实验设备，改革教学方式方法，给学生营造一种主动的、有探索性的实验环境。改变照方抓药，按图索骥，完成实验交差的旧模式。在实验教学中，摆正教与学的关系，以学生学为出发点，发挥教为学服务的功能，以教会学生如何学习，如何思维为目的，做到授之以“渔”，而不是授之以“鱼”，培养学生接受新信息且能升华提高的能力，是我们教育之本。打破实验教学传统的演示型、验证型的单一教学模式，建立新型的设计型、创新型、综合型的实验教学体系，既培养了学生的基本设计能力和相互协作的团队精神，又为后续的机械设计课程设计打下了良好的基础。