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隨著現代科學技術的綜合化和交叉化，社會對復合型人才需求量日益增加。為了培養適應未來社會需求的具有競爭力的人才，近年來，國內許多高等院校提出進行學科大類平臺建設，并圍繞學科大類平臺建設進行相應的教學改革。機械設計課程作為工科院校機械類或近機類工程專業學生的一門必修課，在高等院校本科教學中一直占據比較重要的地位。首先機械設計課程是工科院校中一門重要的專業基礎課，對學生學習專業課程起著承上啟下的橋梁作用；其次，該課程擔負著培養學生具有分析、選用和設計常用機構、機械傳動裝置和簡單機械的能力，從而為學生從事機械的研究開發和設計打下必要的知識基礎。面對學科大類平臺建設的新形勢，上海理工大學機械設計教研團隊在建設學科大類平臺方面也進行了積極探索，對機械設計課程進行了大規模的教學改革。總結和思考兩年多的教學實踐活動，教研團隊主要從以下三個方面進行了機械設計課程教學改革和探索。

1．教學內容與知識體系的統籌調整

從知識體系上來說，目前高校機械設計課程的授課內容主要包涵了機械原理和機械零件兩大塊。傳統上，非機械類工程專業的學生只學習機械設計基礎，總的學習時間為一個學期。而機械類專業的學生通常在一個學期學習機械原理，隨后一個學期學習機械零件。對于實踐環節，非機械專業的學生在學完機械設計基礎理論課程之后，兩周的時間內完成以減速箱為設計對象的課程設計訓練；機械專業的學生則在修完機械原理和機械零件之后，三周的時間內完成減速箱課程設計。這種教學計劃是根據課程內容特點進行安排，在由教師到學生的知識傳遞過程中較多的體現出教學內容與知識的系繞陛和連貫性。

按照目前學科大類平臺建設的目標，機械學科大類專業建設要求機械專業的學生和近機類工程專業的學生統一學習工程力學、機械設計基礎等基礎課程和專業基礎課程，在完成基礎課程內容學習后，學生根據選定專業，進入專業課程的學習階段。大類專業建設面向學生角度，增加了學生的自主選擇權。面向學科大類平臺建設，教研團隊對機械設計課程進行了一系列教學改革。首先，組織有多年授課經驗的教師對延續多年的傳統教學計劃進行了調整和修訂。面向全校學生，包括機械專業、汽車專業、材料工程專業、能源動力專業、環境專業、出版印刷專業、醫療器械專業等多個專業的學生，在大學二年級的下學期統一開設機械設計基礎課程，完成大類專業基礎教育。而在三年級的上學期，主要面向機械專業學生開設機械設計課程，與機械設計基礎課程相比，要求在專業內容理論層次上進行拔高。與此同時，教研團隊組織人員編寫了一本《機械設計基礎》教材，教材從規劃到編撰依據機械設計基礎課程的教學基本要求，面向高等院校大專業規劃，綜合考慮了各專業學習的基本要求，2010年9月該書已在化學工業出版社正式出版，在上海理工大學學科大類平臺建設的探索中，該教材已經使用兩年。從課后學生反饋以及課程設計、畢業設計實踐過程，可以看出教材內容體系適合大專業建設要求。

今年，為了滿足機械專業或近機專業學生的學習要求，編寫了一本《機械零件設計》教材，該教材區別于現有機械設計教材的一個顯著特點是，該書以機械系統設計方法為貫穿主線，穿插了機械創新設計方法的內容，加入了近年來的機械設計新理論、新方法、新技術，而且補充了一些常用零部件的設計計算。以往學生在學習基本機構和常用零部件設計方法之后，對知識的掌握仍然是零散的，當設計一臺機器或一個機械系統時仍然不能很好地掌握。該書使得學生從一個完整體系角度掌握機械系統的設計。目前該書已經在上海理工大學校內試用一年，反饋良好，目前正聯系正式出版。教研團隊在機械設計課程改革方面首先從教學內容和體系上進行了改革，面向不同專業的使用要求，重新進行了定位和調整，實現了課程內容的層次劃分，滿足了各類專業的要求，體現了學科大類平臺建設的層次性和優勢。

2．教學方法與授課手段的靈活運用

隨著課程內容和教學計劃的變動，教學容量和對象也發生了變化，要求靈活運用教學方法和手段，提高教學效率和質量。多媒體在高校教學活動中已經越來越普及。相對于傳統教學手段，多媒體教學具有下面一些優點：知識容量大；趣味性強，能有效集中學生的注意力；形象具體，使學生的認知過程更為深刻。例如講述機械傳動結構時，其運動特性單憑口頭表述比較抽象，而把機構運動過程做成動畫在課堂上展示給學生，就會一目了然。但是，多媒體教學也存在一些局限性，節奏較快，學生在課堂上常常處于被動灌輸狀態。如果老師不能“因課制宜”，靈活控制節奏，就成了照本宣科的解說員，學生課堂上無疑會缺少了主動思索訓練。這就要求教師能根據課程內容特點，調整教學方法，靈活使用多種教學手段。例如對于繁瑣的理論公式推導，適宜采用教師板書啟發式講授，通過教師的節奏停頓、啟發引導、師生之間的課堂互動，達到好的課堂效果。在面向大專業建設的機械設計課程改革中，學校教研團隊應用AuthorWare、Flash等工具制作了CAI課件，設計了大量動畫，錄制了一些典型機械的工作錄像。

此外，為了彌補多媒體教學中“聽得好，忘得快”的缺陷，借助于網絡資源平臺，擴充師生互動渠道。通過學校的課程中心網，所有的教學課件、補充習題、動畫和視頻資料等都掛在網上。通過網上作業、測試檢驗學生掌握知識的程度；通過在線答疑，及時對知識難點進行疏通。網絡課程手段的改進較好地協調了課堂教學授課時間少和授課內容多的矛盾。在機械設計課程教學中，要求教師能夠根據內容靈活應用傳統教學方式、多媒體教學、網絡課堂等多種形式，做到內容與手段的最佳匹配，達到最佳教學效果。

3．實踐能力與創新思維的鍛煉培養

面向學科大類平臺建設的機械設計課程教學改革對學生工程實踐能力培養和創新思維培養提出了更高要求。作為理論課程的補充，課程設計的實踐訓練對于培養學生的工程實踐能力，具有不可或缺的地位。近年來，機械設計課程教學出現了知識容量膨脹、質量標準提高但學時壓縮的矛盾，課程設計同樣也面臨著學時壓縮的現狀，學校機械專業學生的課程設計時間由以往的三個星期縮短為兩個星期。為了緩解課程設計學時較少的矛盾，教研團隊借鑒案例教學的方法，對機械設計課程的教學活動安排進行了調整。傳統上筆者學校對機械設計課程的教學活動安排是在正常學期先進行理論課學習，穿插著進行試驗教學或理論課成績考核之后，然后在學期末或者是短學期再開始布置題目、講解計算，完成課程設計過程。傳統的教學活動安排如圖1fa)所示。

重新調整的教學活動安排如圖1(b)所示。采用理論授課和課程設計平行進行，即在講述理論課程的過程中就布置課程設計任務，把課程設計實踐作為一個案例貫穿于整個學期的理論學習中。在學期上課之初就把題目布置給學生，講課過程中每章內容都結合課程設計內容來講，不但利于學生學習目的更加明確具體，而且解決了學時較少的矛盾。課程設計時計算過程基本完成，主要再講述工程圖和零件圖的繪制，說明書的編制內容，結果時間上更加從容，課程設計質量顯著提高。這與傳統教學安排相比體現出一些優點。首先學生帶著實踐問題來學習理論知識，增強了學習目的性和學習興趣，教師在理論講授過程中也可以針對具體的設計對象，使得理論知識不是泛泛而空洞。重要的是，這樣做可以避免理論與實踐出現斷層，大大加強理論與實踐的耦合程度，實踐有理論的指導，趁熱打鐵，教學效果更好。最后，教學環節的調整使得兩周的課程設計學時不再顯得捉襟見肘。學生在理論知識講授結束后，就可以完成相關設計計算和校核，課程設計開始有更充分的時間準備工程制圖表達，學生課程設計的說明書和圖紙質量普遍得到提高。通過課程設計題目可以把機械設計課程中的多個零散的知識點貫穿起來，從而實現教學內容的融匯貫通，使學生達到系統把握知識點的效果，形成一種系統思維和綜合思維，避免了知識的零散和片面性。經過兩年教學實驗，在綜合考評以后，學生的反應較好。

實驗作為機械設計課程中另一個重要環節，近兩年也進行了相應的跟進改革。實驗裝置由單一性、封閉性向著多樣化和開放性發展。建立了開放式的典型零件陳列柜和創新案例展示柜，引入了新型的實驗教學，實驗方法上開展了虛擬實驗教學，鼓勵學生學習ADAMS軟件和ANSYS軟件進行機構和零件仿真分析。創新能力的培養，是我國21世紀人才培養的核心目標，學校教研團隊面向大類專業建設的機械設計課程改革非常重視機械創新設計能力的培養。組織教師成立了機械設計創新團隊，建立了創新實驗室，在該實驗室分區展示了歷年經典創新實例、仿生機構學創新、新型專利及創新案例，建立了創新設計平臺，定期指導學生進行創新思維訓練。

全國大學生創新設計大賽為學生參與創新設計活動提供了一個平臺。由創新團隊的教師組織學生踴躍參加創新設計大賽，學生學習積極性和興趣更加濃厚，既實現了理論與實踐結合，也增加了創新實踐機會。講課過程中將機械學科領域的最新發展動態以及教師的相關科研成果融人課堂教學，開闊學生的視野，激發和培養學生的創新意識與學習興趣。對于工程實踐能力和創新能力的有目的的訓練，提高了學生的動手能力、綜合設計能力，更好的發揮了個人創造性。

4．總結

綜上所述，學校教研團隊圍繞學科大類平臺建設目標，調整了教學內容，靈活運用教學方法，重視動手實踐能力和工程創新思維的培養，進行了一系列的機械設計課程教學改革。改革面向不同專業的使用要求，體現了學科大類平臺建設的層次性和優勢。改革過程中不僅注重培養學生所需的機械設計制造基本知識與技能，而且重視提高他們分析問題和解決問題的實際能力，使他們具有扎實的專業基本功和全面的職業素質，以適應社會發展的需求。