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新工科背景下《机械设计基础》课程的创新研究

2019-02-10张敏贾文华贾炳辉

山东工业技术 2019年3期
关键词:机械设计基础新工科创新

张敏 贾文华 贾炳辉

摘 要:《机械设计基础》的传统教学模式不能满足新工科建设的需求,对课程进行创新,采用转变课程的教学与评价方式,针对不同工科专业进行课程改革,可以使该课程在新工科建设中充分发挥基础性与专业性的作用,多层次促进新工科的建设。

关键词:新工科;机械设计基础;创新

0 前言

新工科建设源自国家在新经济蓬勃发展的时代背景下,为工程教育强国,推进我国经济转型升级而于2017年提出[1]。新工科建设的根本要求是为了培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。

《机械设计基础》是为非机械的工科类专业开设的一本专业基础必修课,开设范围广泛,环境、能源、建筑、化工、电子、控制等工科专业普遍开设,往往是工科专业本科生接触到机械类相关知识的少数课程之一,是培养新工科人才所需课程的重要组成部分。

1 《机械设计基础》课程的创新现状

由于《机械设计基础》课程在培养新工科人才的基础性与重要性,国内高校对该课程的创新进行了大量的研究与实践。包括对课程教学的研究[2]、对课内实验建设的研究[3]、对引入项目化教学的研究[4]等多种方法,取得了良好的效果。

但新工科建设的内涵极其丰富,并在不断的进步中,“多样化”与“卓越型”是建设目标中频繁出现的词汇,既包含了对人才知识结构深度的要求,也包括了对广度的需求[1]。而《机械设计基础》这门课程具有全面的知識体系与经典而又稳固的教学方法,也具有深度与广度的特性,使之成为工科类专业的经典专业基础课程,应该在很多方面给予新工科人才提供大力支持。但过于全面而复杂的知识体系、有限的课时量、占绝大多数课时量的教室内理论讲授显然难以适应新工科建设的新要求。最显著的表现是学生通过该门课程应当掌握机械类基础知识、原理与设计方法,能认识现有机械,以及更进一步进零部件单选型与设计,但实际上学生往往在面对实际机械类问题时往往不知从何入手,在遇到新工科建设中的校内课题、企业课题、创新创业等项目时无法有效参与,既不能完成项目,也不能提升自己的能力。

2 新工科背景下《机械设计基础》课程应解决的问题

经过对学生学习状况与参与新工科建设的过程以及成果的分析,新工科背景下的《机械设计基础》课程存在以下问题,不利于新工科人才的培养:

(1)掌握课程的程度与有效参与新工科建设的矛盾:《机械设计基础》的知识体系是极其庞大的系统,其设计理念是依托合理的设计方法,进行原理设计、技术设计、结构设计、工艺设计与测试、分析、评价、改良的过程,想要有效的进行机械设计,对课程的掌握应当是“优秀”,能够融会贯通课程的知识内容,并拥有一定的自学能力;而课程的教学结果往往是多数学生在“良好”与“及格”的层级,甚至有不少“不及格”,对课程知识的认知仅停留在“及格”层次显然不能有效服务于新工科建设。

(2)先修与后修课程与本课程严重不配套:《机械设计基础》课程与多门理论与专业具有有机的联系,如课程把《机械制图》、《理论力学》、《材料力学》、《公差与技术测量》作为的先修课程,很多同学制图没学好,同时力学没学或者不及格就进入的《机械设计基础》的学习,后续为深化制造工艺的《机械制造基础》、与电与控制结合的《机电传动控制》、提升设计能力与科学性的《现代设计方法》、《机械创新设计》、《可靠性设计》、《优化设计》在非机械类工科专业更是没有。先修与后修课程与本课程严重不配套造成了《机械设计基础》课程的教学成果停留在基础性的一知半解上,难以有效服务于新工科建设。

3 如何进一步实现《机械设计基础》课程的创新

可见,《机械设计基础》在促进新工科建设方面具有极大的潜力,但其课程体系丰富,主要包含机械原理、机械设计、设计方法、设计前沿等方面的内容,但繁杂的体系形成其经典性的同时也造就了其顽固性,致其在促进新工科建设方面未能提供足够支持,应当对《机械设计基础》课程进行如下创新:

(1)转变课程的教学与评价方式:在教学中以课程参与新工科建设中的项目化教学中,依靠项目中对机械问题的发现、分析、理解与解决作为掌握与学习重点,在接触、发现与解决问题的过程中学习课程。不以考试作为课程的主要评价办法,使学生从繁杂的知识点与流程性计算中解脱出来,将学生解决工程问题的能力作为课程目标与评价方式。

(2)针对不同的工科类专业进行课程改革:分析对应工科类专业的课程与专业特点,针对该专业需求对《机械设计基础》课程进行体系上的修改,使课程适应该专业的新工科建设特点。如删除或弱化其他工科专业较少涉及到的V带传动、链传动、齿轮减速器设计、轮系等内容;针对目标专业强化或增加某些内容,如对控制类专业,加强螺纹传动、轴承与联轴器等常用零部件的相关内容;对设计类专业,加强开合机构、自复位机构与加工工艺的内容,最终使该课程服务于对应工科专业的新工科建设。

4 结束语

《机械设计基础》的传统的教学方式不能满足新工科建设的需要,采用转变课程的教学与评价方式、针对不同的工科类专业进行课程改革的方式,进行创新,能够在新工科建设中充分发挥课程的基础性与专业性的作用,在多个层面促进新工科的建设。

参考文献:

[1]教育部高等教育司.教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].http://www.moe.edu.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.

[2]吴卫平.浅谈如何提高非机类学生机械设计基础教学水平[J].学周刊,2018(28):6-7.

[3]茅乐,张颖,岳艳丽.机械基础实验教学体系分析与研究[J].教育教学论坛,2018(38):274-275.

[4]徐承意,徐帆颖.项目教学在机械设计基础教学中的应用研究[J].南方农机,2018,49(17):157.

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