一、《機械設(shè)計》課程改革內(nèi)容
《機械設(shè)計》是一門理論和實踐性很強的課程，學(xué)習(xí)這門課程旨在讓學(xué)生具有一定的從業(yè)能力和機械設(shè)計基礎(chǔ)能力，也就是工程應(yīng)用能力(包括各種大賽的參與和機械設(shè)計一些軟件的應(yīng)用)和專業(yè)綜合能力(包括簡單機械設(shè)計能力和零部件的裝配及綜合分析所設(shè)計的裝備能力)，而目前機械設(shè)計及自動化專業(yè)的本科畢業(yè)生普遍缺乏這方面的能力，因此需要對現(xiàn)有的《機械設(shè)計》課程教學(xué)體系進行改革，并以培養(yǎng)學(xué)生的從業(yè)能力為導(dǎo)向。就本課程的改革內(nèi)容做以下說明。
1.從注重知識傳授到注重能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變
以傳授知識、培養(yǎng)技能、加強實踐等以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力，提高教學(xué)質(zhì)量，加強機械設(shè)計思維的訓(xùn)練，以提高教學(xué)效果。
2.教學(xué)模式改革
①改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，進一步完善課程現(xiàn)場教學(xué)內(nèi)容，帶著問題讓學(xué)生以小組討論的形式去解決問題，積極制作和現(xiàn)場教學(xué)配套的課件，讓學(xué)生真正把理論與實踐有機結(jié)合;②從單純的黑板—課件轉(zhuǎn)變到實驗室現(xiàn)場教學(xué)—現(xiàn)場教學(xué)，讓學(xué)生感官上知道零部件運動的方式和工作狀況，讓學(xué)生置身于現(xiàn)場設(shè)計工作中，通過改善現(xiàn)有實驗設(shè)備運行的不足，完善教學(xué)設(shè)備的改造工程，讓實驗設(shè)備最大化地滿足學(xué)生的教學(xué)需要。③上課學(xué)生以小組的形式，通過老師實物講解，達到應(yīng)用型技術(shù)創(chuàng)新培養(yǎng)的目的。
二、《機械設(shè)計》改革的目標(biāo)
《機械設(shè)計》教學(xué)改革的目標(biāo)是:以理論知識夠用，強調(diào)工程應(yīng)用，采用實驗室現(xiàn)場教學(xué)和多媒體輔助教學(xué)，重點以工程應(yīng)用為導(dǎo)向深入理論分析，并配以實驗設(shè)備的實物認(rèn)知和實際應(yīng)用;搭建綜合實驗平臺，以設(shè)計性實驗為主來改革實驗教學(xué)內(nèi)容;改進實驗設(shè)備，提高學(xué)生工程創(chuàng)新應(yīng)用能力;探索改革人才培養(yǎng)模式，以提高學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力為導(dǎo)向的機械設(shè)計課程體系的建設(shè)。
三、實踐教學(xué)體系的構(gòu)建
《機械設(shè)計》現(xiàn)場教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生感性認(rèn)識和理論分析能力，以提高學(xué)生從業(yè)能力。首先，現(xiàn)場教學(xué)是讓學(xué)生看著實物理解理論知識，比單憑理論講解讓學(xué)生更能接受理論課講解的內(nèi)容，克服理論教學(xué)的不足，通過轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育模式，讓學(xué)生在實驗室有一種身臨其境的工程設(shè)計感受。其次，現(xiàn)場教學(xué)能夠?qū)⒎稚⒌膯慰平虒W(xué)如《機械制圖》《公差與配合》《機械工程材料》等很多專業(yè)課，包括計算機基礎(chǔ)和應(yīng)用都能有機地串接起來。面向創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)，能夠縮減機械專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)現(xiàn)場工作的時間，提高他們的從業(yè)能力。
1.構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)競爭力為主導(dǎo)的實踐教學(xué)體系
改革現(xiàn)有的實踐教學(xué)體系，將實踐教學(xué)體系分成課內(nèi)實踐與課外培養(yǎng)工程能力為導(dǎo)向的機電類學(xué)生實踐教學(xué)體系兩部分。課內(nèi)部分實驗主要以創(chuàng)新性實驗課程和設(shè)計性實驗為主，且課堂教學(xué)直接在實驗室進行，看著實物講理論，通過理論驗證實物的正確性。課外部分又包含兩個部分:一是通過參觀一些工廠，讓學(xué)生增強感性認(rèn)識;二是要求以大三、大四學(xué)生為主體，申報各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，參加各種全國性、省級大賽，帶領(lǐng)學(xué)生撰寫相關(guān)科研小論文。
2.改革實驗隨堂教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的主動性
通過實驗室現(xiàn)場教學(xué)，隨堂提出問題，讓學(xué)生驗證理論的正確性。記得在講滾動軸承時，我在課堂上提出了一個問題，讓學(xué)生觀察減速器采用二級斜齒輪時軸承采用什么軸承，為什么要用這種軸承?學(xué)生通過拆裝減速器發(fā)現(xiàn)，該減速器采用7系列軸承，中型減速器采用圓錐滾子軸承，小型的減速器采用球軸承，這就與課本的理論知識銜接了起來。當(dāng)然不只是滾動軸承，軸的周向和軸向定位方式通過邊看實物邊講解，讓學(xué)生理解了各種定位方式對工業(yè)實際的指導(dǎo)作用。如果單純地進行理論課堂教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不強，有的學(xué)生甚至對學(xué)習(xí)失去興趣，達不到教學(xué)的目的與要求。在二級齒輪傳動試驗中，我讓學(xué)生自己搭建二級減速器，每組學(xué)生搭建的結(jié)果不一樣，然后大家在一起分析總結(jié)哪種更為合理，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生自我探索、自我創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生綜合思考能力和解決實際問題能力，把部分課堂還給學(xué)生，教師在一些知識點上只做引導(dǎo)，調(diào)動學(xué)生積極有利于可以思考，采用啟發(fā)式和討論式展開實驗教學(xué)，對于出現(xiàn)的不同實驗結(jié)果讓學(xué)生自我分析，作出合理的解釋，不局限于一種實驗結(jié)果。
四、教學(xué)思路的改革
1.采用“兩條腿走路”方式進行因材施教
既要注重培養(yǎng)工程應(yīng)用能力強的技術(shù)型本科畢業(yè)生，又要注重培育理論水平與實踐能力兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)研究生后備人才。從以前的單一課堂教學(xué)思路中走出來。采用兩條腿走路:一條腿走實驗室現(xiàn)場教學(xué)，一條腿走第二課堂，讓學(xué)生在第二課堂中充分發(fā)揮自己綜合運用知識的能力。在第二課堂中，學(xué)生可以自擬題目，還可以參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，也可以參加各種大賽，比如工程訓(xùn)練大賽、機械創(chuàng)新大賽、挑戰(zhàn)杯等等，很多學(xué)生在第二課堂做得相當(dāng)出色。
2.以學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動為標(biāo)桿，用競賽和學(xué)生的大創(chuàng)項目激發(fā)學(xué)生的科研及實踐激情，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力。
3.以國內(nèi)大中型企業(yè)對人才的需求為導(dǎo)向，以創(chuàng)新性思維為紐帶，將提高人才培養(yǎng)質(zhì)量落到實處。
4.通過學(xué)生參加各種大賽促進科研項目的滋生。
近三年來，我院參加的省部級以上的各種大賽有17個，其中典型的有全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、“挑戰(zhàn)杯”陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、“飛思卡爾”全國智能車競賽西部賽區(qū)、全國工業(yè)設(shè)計大賽、永冠杯鑄造工藝設(shè)計大賽、“知識產(chǎn)權(quán)杯”工業(yè)設(shè)計大賽等，共獲獎36個，其中特等獎兩項，一等獎11項，二等獎若干，國家級獎兩項，學(xué)生在實踐中不斷強化了科研意識，也促使了大創(chuàng)項目的產(chǎn)生，在大賽過程中把所學(xué)的理論知識用于實踐，豐富了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。
五、解決教學(xué)上的問題
1.教學(xué)方法改革
采用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)方法相結(jié)合的形式。一方面采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，一方面采用現(xiàn)場教學(xué)模式。針對有些理論知識強的知識點采用理論教學(xué)模式，對有些實踐性強的知識點采用現(xiàn)場教學(xué)模式。
2.教學(xué)手段改革
加強實驗室現(xiàn)場教學(xué)，如果有條件去企業(yè)，針對企業(yè)現(xiàn)場實際教學(xué)，結(jié)合理論采用實驗室教學(xué)模式。針對齒輪、軸等零件，用實驗室現(xiàn)有的零件，采用實物教學(xué)，針對每個零件的參數(shù)、性能去講解。尤其軸類零件的軸向定位和周向定位，用實驗室現(xiàn)場的實物講解怎么軸向定位，怎樣周向定位。
3.提升實驗設(shè)備的性能，進行動、靜態(tài)結(jié)合形式教學(xué)
目前實驗設(shè)備很多處于靜態(tài)模式，學(xué)生上課時間有限，不可能拆解，所以對有些部件可以通過制作爆炸圖拆解，以便讓學(xué)生看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的`理論教學(xué)，通過實驗再拆解實物，讓他們做到理論和實物完全結(jié)合，這樣加強了理論和實踐的結(jié)合度。
4.第二課堂的設(shè)立促進實驗室教學(xué)
第二課堂主要是讓學(xué)生通過各種大賽去做實物，把實驗室現(xiàn)場教學(xué)的知識點充分得到應(yīng)用。通過全國大學(xué)生工程素質(zhì)訓(xùn)練“無碳小車”的制作以及機械創(chuàng)新大賽等第二課堂的制作，讓學(xué)生把所學(xué)的理論知識用于實際。
5.大創(chuàng)項目促進學(xué)生對課程的進一步感性理解
我們機械專業(yè)自2013年開始大創(chuàng)項目以來，學(xué)生發(fā)表論文6篇，已被錄用兩篇，兩項合計8篇。其中，學(xué)生為第一作者論文兩篇，導(dǎo)師為第一作者、學(xué)生為第二作者的有6篇;EI收錄論文3篇，其中學(xué)生為第一作者EI收錄論文一篇，申請專利或軟件著作權(quán)9項。
六、機械設(shè)計課程改革成效
西安文理學(xué)院為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，突出應(yīng)用型大學(xué)的特色，升級大學(xué)的辦學(xué)定位，目前把機械設(shè)計及其自動化專業(yè)列為第一批轉(zhuǎn)型專業(yè)，而《機械設(shè)計》課程作為該專業(yè)第一批試點實踐教學(xué)課程，從教學(xué)模式、人才培養(yǎng)模式方面必須進行改革，改革的目的是通過現(xiàn)場實驗室教學(xué)讓學(xué)生通過感性認(rèn)知達到理解理論知識的能力，第一輪教學(xué)已完成，從第一輪實踐的教學(xué)結(jié)果來看，效果顯著。
第一，第一次課改后，學(xué)生的考試通過率高達97.5%，比起以往通過率不足75%是的確有了很大的改善。
第二，剛結(jié)束的全國大學(xué)生第四屆工程訓(xùn)練大賽陜西賽區(qū)的“無碳小車”比賽結(jié)果令人滿意，這次比賽我們用了最短的時間達到了很好的效果，就與機械設(shè)計課程的實踐教學(xué)是分不開的。
第三，打破了以往機械設(shè)計課程設(shè)計只做減速機的傳統(tǒng)設(shè)計，讓一部分學(xué)生開始設(shè)計無碳小車，讓學(xué)生多思路、多結(jié)構(gòu)地把機械原理和機械設(shè)計以及其他相關(guān)專業(yè)課程有機結(jié)合起來，形成一個完整的機械設(shè)計知識理論體系。
第四，頂崗實習(xí)。組織學(xué)生到企業(yè)頂崗實習(xí)，目的在于使學(xué)生掌握有關(guān)制造業(yè)中的一些工藝流程和方法以及生產(chǎn)過程，在頂崗實習(xí)實踐活動中摸索一些工業(yè)產(chǎn)品的制作技巧，培養(yǎng)學(xué)生的感性思維能力和實踐動手能力。我校目前與陜西鼓風(fēng)機有限公司、西安富士康、西重所、精一、天元等企業(yè)聯(lián)合，讓學(xué)生利用空余時間直接參加企業(yè)生產(chǎn)活動，極大調(diào)動了學(xué)生對《機械設(shè)計》課程的學(xué)習(xí)興趣。
七、結(jié)論
通過以上教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革，使學(xué)生既能加強實踐動手能力，又能提高理論水平;既有動態(tài)思維能力，又有靜態(tài)思維方式。有利于培養(yǎng)一代對制造業(yè)有現(xiàn)實作用的人才。加強實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的落腳點在于實踐，所以在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)構(gòu)建實踐教學(xué)平臺的過程中，建立滲透現(xiàn)場的實踐教學(xué)模式，設(shè)計以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的第二課堂活動，加強機械專業(yè)學(xué)生的實踐技能，借助認(rèn)知實習(xí)、頂崗實習(xí)等企業(yè)實踐平臺激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情、樹立科學(xué)的學(xué)習(xí)觀、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和競爭意識。
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