摘要：“机械设计基础”是高等院校面向机类、近机类工科专业开设的专业基础课，是培养学生综合设计能力、创新能力的重要环节。本文在论述技术应用型本科教育的内涵的基础上，针对应用型本科技术人才培养要求，结合“机械设计基础”课程内容及其特点，提出了课程体系、教学方法、课程设计、实验教学的改革方法，以促进学生综合设计能力和技术创新能力的提高。课程教学改革实践表明，“机械设计基础”课程的教学改革对促进专业建设、提高教学质量和学生能力培养等方面有着十分重要作用。
关键词：应用型人才；机械设计基础；课程教学改革；创新
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）13-0120-03
为改变当前我国高等院校结构中学术型大学比重过大，而应用技术型大学比重过小的现状，使我国的高等教育能够更紧密、更好地为国民经济建设服务，今年2月，在国务院总理李克强主持召开国务院常务会议上提出“要引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型”，并部署加快发展现代职业教育。在教育部《关于地方本科高校转型发展的指导意见（征求意见稿）》中指出：“除规划为研究型大学的院校和一些特殊院校外，地方本科高校的新设、升格和更名原则上明确为应用技术类型。”因此，如何建设好应用型技术大学、怎样培养好应用型本科技术人才，是当前我国高等教育改革转型中的一大重要课题。教育要面向现代化，面向世界，面向未来，为此，教育部组织实施了“面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”。由于“机械设计基础”课程是工程应用型本科院校机械类和近机类专业中一门十分重要的专业基础课，是培养学生综合设计能力、创新能力的重要环节，并在整个专业学习中起着承上启下的作用。笔者根据近几年在主持“机械设计基础”省级精品课程建设工作中的实践经验，总结其课程教学改革的体会。
一、技术应用型本科教育的内涵
为使本课程在培养应用型本科人才中发挥更大作用，先说明技术应用型本科教育的内涵。
1.技术教育。技术教育，即培养技术型人才的教育。第一次世界大战后，科学技术进入生产领域的势头愈来愈猛。生产现场不仅工艺装备日趋复杂、精确，而且工艺过程开始作为一个整体出现了。生产需要专门人员来处理现场的技术问题，于是就出现了技术型人才，为培养这种人才，相应地也就产生了技术教育。
2.应用型本科教育。所谓应用型本科教育，即培养本科层次应用型人才的高等教育。应用型本科是本科层次教育，有着本科教育的共性，但它又有别于普通本科，它更强调的是实践性、应用性和技术性。
3.技术应用型本科教育。所谓技术应用型本科教育，即技术教育与应用型本科教育的结合，是应用型本科教育的一种特殊类型，也可以说是技术教育层次的高移。本科教育类型的多样化并追求教育类型的合理化是20世纪后半叶以来世界各国高等教育改革与发展的共同趋势。
二、“机械设计基础”课程教学改革与实践
1.课程内容的改革。（1）创建课程新体系，改革课程内容。“机械设计基础”课程是一门综合性、实践性很强的技术基础课程，在高等院校机械类、近机类专业的教学计划中具有承前启后的重要作用，是培养学生创新精神、工业意识和综合机械设计能力的一门主干课程。我校是一所建校历史仅21年的新建本科院校，作为一所应用型技术大学，主要肩负着为国家培养应用型本科技术人才的重任。因此，“机械设计基础”课程内容的改革，必须符合学校的人才培养目标。针对“机械设计基础”课程的特点，我们确定了本课程的教学改革思路是：更新教育思想和教学观念，以应用型本科技术人才培养为对象，进行课程整体优化组合，建设“机械设计基础”课程新的教学体系；以提高学生的综合设计能力、创新设计能力、工程实践能力为目标，构建课堂教学、计算机辅助教学、设计训练、实验教学与课外科技创新实践活动一体化的教学体系。为此，新构建的“机械设计基础”课程是对原专业教学计划中的“机械原理”、“机械零件”两门技术基础课程的基本内容进行整合而重组的一门新课程。主要围绕“常用机构”和“通用零部件”两条主线介绍其有关的工作原理、结构特点、设计方法等。在常用机构内容中，主要设置有平面机构结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、轮系和间歇运动机构；在通用零部件内容中，主要设置有常用的机械传动、常用连接、轴系零部件等；此外，还设置有机械系统设计、现代设计方法等章的内容。通过本课程的学习，使学生着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和基本技能，培养学生具有一定机械设计能力，并为以后专业课程学习打下必要的基础。在课程新体系的构建中，始终坚持以应用型本科人才的培养需要为目标，开展对课程内容的改革；对于课程的基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，注重理论联系实际，体现应用性特色；同时对课程内容组织贯彻“少而精”及“实用性”为原则，例如：在“齿轮传动”一章，打破传统习惯，分别把传统的“齿轮机构”、“齿轮传动”、“蜗杆传动”三章内容合编为新“齿轮传动”一章，把“滑动轴承”、“滚动轴承”两章内容合编为新“轴承”一章，这种课程内容设计及重组，既避免了相关内容的交叉与重叠，又删繁就简自成体系，缩减了教学课时，提高了课程的教学效果。（2）减少理论讲授课时，增加实验、实践环节课时，提高学生动手能力。随着专业人才培养方案的修订，将“机械设计基础”课程的原教学计划72学时调整压缩为64学时，显然我们新构建的“机械设计基础”课程体系及教学内容不仅能适合应用型技术人才的培养需要，而且也能较好适应课程课时压缩的实际。并且在现课程教学计划64学时中，增加了其实验环节，即安排理论教学为52学时，实验教学为12学时。“机械设计基础”课程实践教学环节包括实验教学、机械设计基础课程设计、设计作业训练和课外科技创新实践活动等内容。由于机械设计基础课程是一门设计性、实践性、综合性很强的课程，为了实现基础理论与设计实践的有机配合、实现“教、学、做合一”和“讲—练—实践”相结合，我们安排了“轴系零件”测绘、上机进行“计算机辅助设计”等的设计作业训练。通过设计作业训练，培养学生的机械结构设计能力、计算机辅助设计能力和绘图能力，为后续的专业课程学习以及日后从事机械设计工作打下良好的基础。此外，我们还通过开放实验室以及课外科技创新实践活动等，来激发学生对课程的学习兴趣。（3）开发课程多媒体CAI课件等，增大课堂教学的信息量。为了丰富教学内容，拓宽学生的知识面，培养学生的综合能力，课程组在教学资源建设中，初步建设出了“机械设计基础”课程多媒体CAI课件、图片库、三维动画库和测试题库等，增大课堂教学的信息量。其中，图片库保存有高质量数码照片约300张；三维动画库中共保存有约30多个动画短片；试题库已初步建立了单选、多选、填空、简答、分析计算等分题库。这些教学资源建设为教师的授课、学生的学习以及试题规范化提供了有力的支撑。
2.课程教学方法的改革。“机械设计基础”主要讲述机械中的常用机构和通用零部件的工作原理、运动特点、结构特点以及设计计算的原理和方法，内容较为繁杂，素有“门类多、关系多、要求多、公式多、图表多”等特点，学生学习起来常会产生零碎、杂乱的感觉。因此，改革课程教学方法、采用先进的教学手段是提高课程教学质量的关键措施。在教学中，我们采用了如下教学方法的改革措施：（1）采用直观教学方法。针对常用机构类型多、运动特点复杂和通用零部件类型多、结构复杂，我们常常将教学安排在“机构、机械零件陈列室”中进行，使学生能面对面观察实物与结构，直接体会有关机构的组成及其运动特点、有关零部件的组成及结构特点，并可进行实际操作，使学生与教师、学生与学习对象之间进行交互式的教学方式，使得学生的学习变得直观、易懂、高效。在进行“机械设计基础课程设计”实践环节中，我们多次组织学生来参观“减速器陈列室”，并通过拆装齿轮减速器，加强学生对减速器结构的直观教学，以完成机械传动装置设计和总装图、零部件图的绘制。（2）教学手段的改革。彻底改变了“黑板+粉笔”传统教学方法，结合本课程特点，开发了课程CAI多媒体课件，制作了课程教学图片库、常用机构和通用零部件的三维动画插播片、录像片和课程测试题库等。（3）课程教育理念上的转变。为适应应用型本科创新人才培养的需要，我们在本课程的教学过程中进行了如下指导思想上的转变：首先，转变教学观念，树立以学生为中心的思想，正确认识学生为主体，教师为主导的内涵，充分调动学生的学习主动性、积极性。其次，在课堂教学中，坚持理论联系实际的学风，把基础理论与生产实际、设计实践紧密结合，根据应用性技术人才培养的实际需要，对基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，不断将新技术、新成果引入课堂，开阔学生设计视野。（4）评定课程学习成绩上的改革。改变以往以期末考试成绩定课程学习成绩的方法，采用平时考核、作业考核、实验考核和期末考试多项累加的方法确定学生的学习成绩，即采用平时考核、作业考核、实验考核占30%，期末考试成绩占70%的方法，引导学生自觉的学习，全面、系统的学习。同时，我们还开始了积极建设本课程试题库的工作，为实现课程考题的电子化以及进而开展考、教分离改革奠定基础。
3.强化实践教学的改革。“机械设计基础”课程实践教学环节包括实验教学、课程设计、设计作业训练和课外科技创新实践活动等内容。由于应用型本科教育主要培养具有较强实践能力和创新能力的人才，而实践教学对学生的实践能力和创新能力的培养有着不可替代的作用，为实现应用型本科教育的培养要求，我们积极探索本课程促进学生实践能力和创新能力培养的有效措施和方法。（1）积极开发综合性、设计性实验项目，提高学生综合设计能力。为了培养学生的创新设计能力，在课程教学中，我们减少了原实验教学中的验证实验项目，积极开发了综合性、设计性实验项目，如先后增开了“轴系零部件测绘与设计”、“减速器装拆”、“汽车发动机装拆与测绘”等综合性实验项目，以培养学生的综合设计能力。（2）开放实验室。为了调动学生对本课程的学习积极性，我们开放了机械设计实验室和机械创新活动室，以激励学生的学习兴趣，为培养和提高学生的机械设计动手能力、分析问题和解决问题能力以及参与科技创新活动提供了场所和便利。（3）课程设计题目多样化。“机械设计基础课程设计”是工科院校机械类、近机类学生在学习了机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合、机械设计基础、机械制造基础等课程之后首次进行的一次较全面、较系统、较长时间、较贴近工程实际的综合性设计训练，对于培育学生的设计意识，锻炼学生的设计能力，培养学生的创新精神，激发学生的学习兴趣，加深学生对课堂教学内容的理解和掌握都具有十分重要的作用和意义。为了突显上述功能，我们对课程设计教学进行认真改革，丰富和深化课程设计内容，实现设计题目多样化。以设计为主线，既有传动装置设计的传统题目，也有从生产实践中新开发的新题目。对完成的设计图纸，既可采用手工绘图方式完成，也可采用计算机辅助绘图方式完成，促进学生分析解决问题能力和创新能力的提高。（4）积极组织和指导学生参加各种课外设计竞赛活动。借助本课程的知识学习，为了进一步培养和提高学生的创新意识、综合设计能力和团队协作精神，我们借助汽车工程实验实训中心和校汽车工程技术创新基地，积极组织和指导学生参加各种全国课外科技创新实践及机械创新设计的竞赛活动。几年来，这一课外科技创新实践教学活动不仅得到了校内外专家的一致好评，而且学生的课程学习效果也取得丰富成果，如在参加教育部主持举办的“2014年全国大学生机械设计创新大赛”上，学生参赛的7件作品，全部获得陕西赛区省级奖，其中省级一等奖1项、省级二等奖1项、省级三等奖4项；学生在参加2013年“全国大学生工程训练综合能力竞赛”中，获得陕西赛区省级二等奖2项；组织和指导学生参加Solidworks考试认证中心的认证，多名学生获得了Solidworks考试认证中心颁发的“机械设计Solidworks证书”。
4.教材建设。教材建设是高等教育课程改革的重要组成部分，也是教学内容和课程体系改革的成果体现。早在1988年国家教委颁发的《高等学校教材工作规程（试行）》中就指出：“高等学校教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是进行教学的基本工具，也是深化教学改革，提高教学质量的重要保证”。基于高校教材是传授知识、培养技能的重要工具，在人才培养过程中扮演着极其重要的角色，所以，我们在本课程的教学改革中，十分重视课程的教材建设工作，并制订了教材建设规划。几年来，课程组组织了教材编写力量，先后出版了质量较好的《机械设计基础》教材（机械工业出版社出版，2010；国防工业出版社出版，2014）两部，《机械设计基础课程设计》教材（国防工业出版社出版，2014）一部。在《机械设计基础》主辅教材编写中，我们坚持以应用型本科技术人才培养的实际需要为宗旨，遵循对机械的认识规律及循序渐进的原则，遵循理论联系实际和注重机械设计能力培养的要求，优化了课程知识体系；以常用机构和通用零部件为对象，以设计为主线，突出了机械系统方案设计、机械零部件的工作能力与结构设计，并吸纳了现代设计方法及技术。由于“机械设计基础”课程的主、辅教材配套齐全，使用效果好，为培养厚基础、强能力、高素质、宽口径应用型本科技术人才发挥了重要作用。
作为应用型本科院校一门重要的专业技术基础课，“机械设计基础”的教学内容改革对培养具有较强设计实践能力和创新能力的应用型人才具有一定的促进作用。几年来，我们在培养应用型本科技术人才的实践过程中，对“机械设计基础”课程的教学内容改革进行了一些探索，并已取得较好的教学成果，不仅提高了课程的教学质量，而且该课程于2011年被评为陕西省精品课程，2014年经陕西省教育厅批准又被升级改造为陕西省精品资源共享课程，本教学团队将不断通过对其教学改革来建设好这一省级精品课程。
参考文献：
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[4]张鄂.机械设计基础[M].北京：国防工业出版社，2014.