机械设计教学改革与实践

一、课内教学内容的改革与实践

考虑到卓越班学生基础扎实、素质好，在总的课时总量不变的情况下，适当提高讲课速度，拓展教学内容，提高实验的深度和难度是可行的。拓宽理论知识，将普通班授课时不讲的选修内容选择一部分向卓越班学生进行讲解。对于卓越班的学生，除了讲述常用的零部件、常规设计方法外，面对科学技术的飞速发展，还要介绍一些先进的设计方法、先进的技术和新发展的零部件，如现代设计方法、虚拟设计方法、计算机辅助设计、有限元等先进设计方法和现在出现并正在推广使用的直线轴承、磁悬浮轴承、线性导轨等零部件，以拓宽学生的知识面，开拓学生的设计思路。拓展工程知识，为学生的工程实践打下基础。

工程知识拓展引入的第一部分内容为“与授课内容有关的工程实例”，回答学生“学习有何用”的问题。选择的实例多是学生比较熟悉的生活中的例子，如在自由度计算中采用雨伞、车门开关机构等，在齿轮和轮系学习中采用汽车变速箱实例。通过这些例子，增强学生对相关内容的理解和梳理。工程知识拓展引入的第二部分内容为“全国大学生机械创新设计大赛部分获奖作品”，从设计构思、机构设计、强度计算等方面讲解大赛部分作品，一方面引申课堂教学内容，提高学生学习的兴趣，另一方面为课外训练打下基础。

实验教学内容的改革。实验教学内容改革的原则是体现基本技能训练与能力拓展相结合，理论知识学习与实际应用相结合的设计思想。增加实验的综合性、设计性。如我们增加了机械传动系统创意组合综合性实验，学生自行设计传动方案，选择各种零件、工具进行装配。这是一次非常逼真的工程实践锻炼，综合应用了机械设计课程中所学各种零部件，了解了各种传动方案特点，体会了机械传动系统方案设计的重要性，体验了工程设计、装配中要注意的一些问题。增加了实验的开放性，学生可以根据自己的需要与实验室老师约定实验时间和实验内容。虽然课程内容扩展了，难度增加了，通过一学年的实践，无论从平时作业质量、学生问的问题，还是考试成绩来看，卓越班学生学习的效果，比以往普通班的学生还要扎实，这充分证明我们扩展教学内容，增大教学内容的难度是可行的。

二、课程设计的改革与实践

课程设计是对学生所学课程知识的综合应用锻炼，是从认识走向实践的工程能力训练，是调动学生创造性思维，培养创新能力的重要教学环节。机械设计课程设计着重于学生综合能力和工程能力的培养。卓越班学生的基础好、素质高，在课程设计的广度和深度上都有更高的要求。在设计题目的选择上，改变传统的以带式运输机的传动装置为题目的方式，鼓励学生调研相关工程需要，自主选择相应题目，使学生认识到不是为设计而设计，而是为工程需要而设计。目前学生采用的题目有机械原理课程设计题目、机械类创新项目的题目或者根据工程实际需要提练的题目。通过将上述题目结构化，延续学生的创新思维，使学生得到系统性设计锻炼。在设计过程中，鼓励学生到实地考察、拆装相关产品，提高感性认识；通过查阅相应资料和网络了解相关零部件价格，培养学生建立产品的工程实用性、成本设计思想；鼓励学生通过查找资料、规范和标准解决相应问题，提高学生的自学能力。通过一年的实践证明，这种选题的方法以及设计过程的要求，提高了学生对课程设计的兴趣和积极性，提高了学生学习能力、查阅资料的能力、动手能力以及工程实践能力，取得了良好的效果。

三、课外训练的改革与实践

学生在学完“工程图学”、“机械设计”等技术基础课程后，组织课外机械制作的多种活动，特别是开展全国性的“机械创新设计大赛”，这对于鼓励学生的创新精神、合作精神并培养其创新能力，为发现具有培养前途的拔尖创新人才，激励人才脱颖而出，是一种非常好的方式。作者本人指导学生参加了笫二、笫三、第四届“全国大学生机械设计创新大赛”和我校四届“大学生创新训练”项目。从我们的实际指导教学中，深感课外创新训练和创新比赛能深化学生机械设计的基础知识，夯实学生今后自主创新的基础，是培养学生的工程能力和创新精神的极为有效的教学环节，是一条培养学生综合能力的有效途径。

为此学院对课外创新训练加大了投入和改革：学生参加课外训练加一定的学分，取得国家级和省级成果，增加学生综合成绩，通过这种方式增加了学生参与的积极性；老师参与创新训练项目，给予相应的工作量，取得国家级和省级成果给予相应的奖励，激励了老师指导项目的积极性；学院积极组织，由专人负责成立了各种课外训练小组，加大了课外训练小组的经费投入，每个小组都由不同年级的学生组成，形成了稳定的学生梯队；以上改革为学生和老师参加机械设计大赛提供了制度保障。通过上述改革，机电学院在最近四届“全国大学生机械设计创新大赛”比赛中都获得了骄人的成绩，特别是在2012年取得了突破性的成果，获得了5项一等奖，位居全国高校第一位，同时很多学生的创新项目申请了专利。参加比赛的学生能力得到全面提高，深得用人单位的好评。

四、总结

教学改革对于培养“卓越工程师”具有重要的意义，通过上述《机械设计》教学改革的实施，已经取得了初步的成果，同时，教学改革又是一个长期探索和不断积累的过程，需要结合学生的特点和具体情况，注重学生的个性化发展，以培养学生的素质为中心，着力培养学生的学习能力、动手能力、独立思考能力和创新能力等。应该进一步加大教学研究投入，改善教学条件，促进仪器设备和资源的更新、共享与利用，推动教学改革研究与实践，促进教学内容、教学手段和考核方式等方面的改革与创新，进一步探索创新型卓越人才的培养模式，不断提高教学水平和教学质量。

作者：江连会 郭柏林 郑银环 韩少军 单位：武汉理工大学机电学院