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【摘 要】如何提高机械设计基础课程教学的科学性、针对性和有效性，是推进现代化教学过程中需要解决的关键问题。通过多年的教学研究与实践，从优化教学过程设计入手，对《机械设计基础》“教什么”和“如何教”等问题进行了一系列的探索和尝试，取得了比较满意的效果。
【关键词】教学过程 教学环节 优化设计 教学策略
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2010）11－0064－02
教学过程是一项复杂的系统“工程”，它是由多个教学环节组成的，对每个环节的设计和筹划，都会直接影响整个课程的教学质量和发展前景。在推进现代化教学的过程中，我们注重以现代化教学理念为指导，从优化教学过程设计入手，对《机械设计基础》“教什么”和“如何教”等问题进行了一系列的探索和尝试，增强了教学的科学性和针对性，教学效率和教学效果有了很大的提高，促进了学员创新精神和创新能力的培养。
一、坚持以学员为主体，优化教学策略的设计。
教学策略的设计是教学设计的有机组成部分，是开展课堂教学的重要基础，是提高课堂教学质量的重要措施。在课程教学设计过程中，我们改变了以教员为中心，从教员的主观愿望出发，凭借教学经验进行教学安排和策划的传统做法；坚持以学员为主体，从激发学员的学习“兴趣”入手，确立了“听、看、动、思”的教学策略。
1．“听”即听教员讲授
绪论课作为教员与学员接触的“第一印象”，是能否激发学员的学习兴趣并使他们对本门课程产生强烈求知欲的关键。为讲好绪论课，课堂设计着重从以下几个方面进行了引导：阐述机械发展的历史，让学员认识到古老的机械工业为人类文明的发展做出了巨大的贡献，同时展望未来，让学员认识到无论现在还是未来，机械工业仍然是国民经济发展的支柱产业；其次，介绍建国后我国机械工业迅速发展的大量事实以及对国民经济发展所起的巨大作用，既宣传了我们的伟大成就，同时也指出目前我们在某些方面相对发达国家所存在的巨大差距。这种情感教育，激发了学员的责任感和历史使命感，提高了学习的自觉性和积极性。
2．“看”即参观和观看
教学中注意把课堂教学策略和课程教学策略结合起来，使课后活动与课堂教学有机结合，更好地为课堂教学服务。绪论课后安排学员参观实验室和地方工厂，让学员亲眼目睹各种各样的机械产品、先进的数控设备和自动化生产线，让学员认识到机械行业工作人员的无限光荣和责任重大，并鼓励学员学习机械设计人员和制造人员认真负责、一丝不苟的敬业精神，对学员形成良好的性格品质产生积极的影响。同时，在教学过程中安排观看与机械设计有关的录像片，如：机械工程博览、古代机械、专利产品介绍等，让学员感到机械设计课程有意思、有学头。
3．“动”即动手
机械设计课的特点是实践性强，讲授中要用到大量的教具模型和实物样件，其中大量实物样件是从装备上拆卸下来的，和实际专业结合非常密切。教员积极鼓励学员大胆动手操作教具模型，分解实物样件，建立空间概念，掌握运动原理，了解机构的组成和装拆过程，增加感性认识，消除陌生感和神秘感。
4．“思”即思维方式
创新设计意识的产生来源于创造性思维的形成。在教学过程中，教员反复引导学员应用“抽象——发散——收敛”的思维方式去分析问题和解决问题，鼓励学员对同一设计题目多角度、多侧面提出多种不同的设计方案，反对一条路走到黑，允许互相辩论，允许不同意见乃至错误意见的出现和存在。
通过教学策略的优化，调动了学员学习的积极性和主动性，促进了学员动机、兴趣、情感、意志和性格等非智力因素的和谐发展，把握了教学的方向性。
二、紧密结合教学实际，优化教学内容的设计。
传统教学过分强调教材的权威性，较少考虑教学需要和学习者的实际情况，过于强调教学内容的完整性，限制了教员灵活处理教学内容的主动权。为了改变这种现状，在现代化教学实践中，我们着力优化教学内容的设计，同时针对《机械设计基础》课存在的学时少、内容多的矛盾，注意精炼理论体系和内容，贯彻“少而精”的原则，以便更好地体现时代性和先进性的要求，更好地为人才培养服务。
1．强调系统性，优化教学内容的整体结构。
机械设计基础教学内容主要由机械原理和机械零件两大部分组成。在机械原理部分，紧紧抓住常用机构的工作原理、结构特点和设计方法这条主线讲解；而在机械零件部分，则抓住失效、强度条件、设计步骤和零件结构这条主线来讲授，从而将较分散的内容有机地结合起来，形成了脉络清新的统一体。
2．强调先进性，优化教学内容的比重分配。
在内容的设计上注意突出先进性的比重，逐步用先进的设计方法取代比较落后的设计方法。如教材中机构设计内容，作图法占的篇幅很大，过去花费的课时较多，而解析法却介绍很少。现在根据计算机辅助机构设计技术已被广泛采用的现实，教学重点不断向解析法上倾斜，淡化几何作图法的讲解，逐步建立了面向计算机应用的内容体系。
3．强调应用性，优化教学内容的组织安排。
在教学内容的组织上，针对课程的特点，强调应用性，简化公式的数学推导过程，避免知识内容过深过细，而把精力放在工程技术问题的简化处理和结论的具体应用上。如在零件强度的讲授中就是这样处理的，从而节约了大量的课时用于实践环节。
4．强调灵活性，优化教学内容的处理方式。
当今社会知识量的极度膨胀，已使我们无法用有限的课堂教学使之无所遗漏地传授给学员，必须对教学内容进行灵活处理，否则就会导致课时越拉越长，学员的负担越来越重。我们一方面删除先修课程讲过的重复内容，突出本课程内容体系特色；另一方面把教材中比较简单的内容安排给学员课后自学，但自学不等于放任自流，教员事先给出自学提纲和思考题，必要时安排课堂讨论，检查自学情况。
三、强化创新精神和创新能力的培养，优化实践教学的设计。
机械设计课程不同于一般的技术基础课，它的实践性很强，在学习设计理论的同时，更重要的是需要通过反复设计实践才能逐渐掌握。为此，在教学过程中，采用了课堂讲授与设计实践、开放教学相结合的教学方法，使学员始终处在“理论学习——设计实践——理论学习”的交替过程中。
1．合理安排实践性环节
在课程进行当中，根据学员的认知规律安排三种设计性实践教学环节。一是在每一个教学专题讲完后，各安排一次单项设计性大作业，此类作业主要让学员熟悉掌握机构和零部件的设计方法，为以后的综合设计打基础。二是在课程中期，精选设计题目，分组选题，进行方案设计，并安排时间组织课堂讨论，此类作业主要是培养学员的创新设计能力和团队精神。三是在课程结束前安排一次综合性课程大作业，此作业是培养学员综合运用所学知识，创造性地解决工程实际问题的能力的实践环节，也是对学员进行工程师素质基本训练的重要途径。鼓励学员使用计算机绘制装配图和零件图。此类作业既是对全部内容的总结、综合和提高，又是熟悉一个完整设计过程的最好的一次实战练兵，对学员设计能力和设计水平的提高起到了至关重要的作用。
2．实行开放式教学
在学员的创新精神和创新能力的培养上，注重教学设计的开放性，实行开放式教学。为了实现机械设计课程教学结束后，学员创新意识和创新能力培养的延续性，面向高年级学员开设了“机械创新设计”选修课，并在其中挑选对机械创新设计特别感兴趣且学有余力的学员开展第二课堂活动。第二课堂活动一般可分为五个阶段：第一阶段：动眼，以看为主，学员可自己选择内容和方式，实验室为其提供的有：大学生发明创新实例光盘、创造发明系列丛书等，目的在于开拓视野，启发思维。第二阶段：动脑，以构思和提出设计方案为主。第三阶段：动手，学员可按照设计方案在机构创新组合实验台上搭建真实机构或与工厂协作做出样品，检验方案的可行性。第四阶段：动口，讲解、演示、答辩、评出优秀作品。第五阶段，参赛，推荐优秀作品参加山东省大学生机电产品创新设计大赛。
四、注重教学环节的一致性，优化考核评价标准的设计。
考核评价必须与整个教学设计的各个环节相一致，为教学设计的整体思路服务。由于传统教学的评价体系只是应试指标，且是静态评价，方法单一，大多是靠期末的笔试来进行的，无法全面真实地反映平时教学的效果。特别对于像机械设计这样实践性很强的技术基础课来说，一个学员的设计水平和设计能力是很难在一份试卷上反映出来的。比如，少数学员平时学习不认真，尽管设计能力一般，但考试前抓突击，往往也能考个好成绩。为了解决好这个问题，调动大家平时学习的积极性，认真完成平时的设计大作业，以实现提高学员工程设计能力和创新设计能力的目的，我们改革了“一份试卷定乾坤”的传统做法。规定机械设计考核成绩由三部分组成：平时一般类型的作业成绩，各种类型的设计大作业成绩，课程结束考试成绩，三部分成绩的比例可根据具体的教学环境特点而定。这种考核成绩能够比较全面地反映学员对本课程内容的掌握程度，对端正学员的学习态度、加大学员平时参与教学实践的投入力度、提高学员的创新设计能力起到了积极的促进作用。
五、结束语
几年来，在《机械设计基础》教学过程优化设计的研究和教学实践的初步尝试过程中，取得了较好的效果，得到了院领导和专家的好评与肯定。《机械设计基础》课程被列为学院现代化教学“示范性主干课程”建设项目，配合该课程开设的“机械创新设计”选修课也被列入学院现代化教学“研究式课程”建设项目。在总参军训部举行的军队院校素质教学案例征集评比中获一等奖两项；在学院优秀素质教育案例评比及课堂教学实践中获一、二、三等奖各一项；在学院举办的当代教学方法创新研究与实践中获一等奖一项；教学改革经验论文“提高综合素质，培养创新设计能力”在学院举办的创新教育研讨会宣读交流，并获优秀论文一等奖；“加强机械基础系列课程建设，培养学员创新素质”荣获院校级教学成果二等奖；本科学员在山东省举办的大学生机电产品创新设计大赛上获特等奖一项，一、二等奖多项。
参考文献
1 乌美娜主编.教学设计［M］.北京：高等教育出版社，2001.7
2 阎承利编著.素质教育课堂优化模式［M］.北京：教育科学出版社，2000.8
3 方 江主编.军校教员教法论［M］.北京：海潮出版社，2004.2
【关键词】教学过程 教学环节 优化设计 教学策略
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2010）11－0064－02
教学过程是一项复杂的系统“工程”，它是由多个教学环节组成的，对每个环节的设计和筹划，都会直接影响整个课程的教学质量和发展前景。在推进现代化教学的过程中，我们注重以现代化教学理念为指导，从优化教学过程设计入手，对《机械设计基础》“教什么”和“如何教”等问题进行了一系列的探索和尝试，增强了教学的科学性和针对性，教学效率和教学效果有了很大的提高，促进了学员创新精神和创新能力的培养。
一、坚持以学员为主体，优化教学策略的设计。
教学策略的设计是教学设计的有机组成部分，是开展课堂教学的重要基础，是提高课堂教学质量的重要措施。在课程教学设计过程中，我们改变了以教员为中心，从教员的主观愿望出发，凭借教学经验进行教学安排和策划的传统做法；坚持以学员为主体，从激发学员的学习“兴趣”入手，确立了“听、看、动、思”的教学策略。
1．“听”即听教员讲授
绪论课作为教员与学员接触的“第一印象”，是能否激发学员的学习兴趣并使他们对本门课程产生强烈求知欲的关键。为讲好绪论课，课堂设计着重从以下几个方面进行了引导：阐述机械发展的历史，让学员认识到古老的机械工业为人类文明的发展做出了巨大的贡献，同时展望未来，让学员认识到无论现在还是未来，机械工业仍然是国民经济发展的支柱产业；其次，介绍建国后我国机械工业迅速发展的大量事实以及对国民经济发展所起的巨大作用，既宣传了我们的伟大成就，同时也指出目前我们在某些方面相对发达国家所存在的巨大差距。这种情感教育，激发了学员的责任感和历史使命感，提高了学习的自觉性和积极性。
2．“看”即参观和观看
教学中注意把课堂教学策略和课程教学策略结合起来，使课后活动与课堂教学有机结合，更好地为课堂教学服务。绪论课后安排学员参观实验室和地方工厂，让学员亲眼目睹各种各样的机械产品、先进的数控设备和自动化生产线，让学员认识到机械行业工作人员的无限光荣和责任重大，并鼓励学员学习机械设计人员和制造人员认真负责、一丝不苟的敬业精神，对学员形成良好的性格品质产生积极的影响。同时，在教学过程中安排观看与机械设计有关的录像片，如：机械工程博览、古代机械、专利产品介绍等，让学员感到机械设计课程有意思、有学头。
3．“动”即动手
机械设计课的特点是实践性强，讲授中要用到大量的教具模型和实物样件，其中大量实物样件是从装备上拆卸下来的，和实际专业结合非常密切。教员积极鼓励学员大胆动手操作教具模型，分解实物样件，建立空间概念，掌握运动原理，了解机构的组成和装拆过程，增加感性认识，消除陌生感和神秘感。
4．“思”即思维方式
创新设计意识的产生来源于创造性思维的形成。在教学过程中，教员反复引导学员应用“抽象——发散——收敛”的思维方式去分析问题和解决问题，鼓励学员对同一设计题目多角度、多侧面提出多种不同的设计方案，反对一条路走到黑，允许互相辩论，允许不同意见乃至错误意见的出现和存在。
通过教学策略的优化，调动了学员学习的积极性和主动性，促进了学员动机、兴趣、情感、意志和性格等非智力因素的和谐发展，把握了教学的方向性。
二、紧密结合教学实际，优化教学内容的设计。
传统教学过分强调教材的权威性，较少考虑教学需要和学习者的实际情况，过于强调教学内容的完整性，限制了教员灵活处理教学内容的主动权。为了改变这种现状，在现代化教学实践中，我们着力优化教学内容的设计，同时针对《机械设计基础》课存在的学时少、内容多的矛盾，注意精炼理论体系和内容，贯彻“少而精”的原则，以便更好地体现时代性和先进性的要求，更好地为人才培养服务。
1．强调系统性，优化教学内容的整体结构。
机械设计基础教学内容主要由机械原理和机械零件两大部分组成。在机械原理部分，紧紧抓住常用机构的工作原理、结构特点和设计方法这条主线讲解；而在机械零件部分，则抓住失效、强度条件、设计步骤和零件结构这条主线来讲授，从而将较分散的内容有机地结合起来，形成了脉络清新的统一体。
2．强调先进性，优化教学内容的比重分配。
在内容的设计上注意突出先进性的比重，逐步用先进的设计方法取代比较落后的设计方法。如教材中机构设计内容，作图法占的篇幅很大，过去花费的课时较多，而解析法却介绍很少。现在根据计算机辅助机构设计技术已被广泛采用的现实，教学重点不断向解析法上倾斜，淡化几何作图法的讲解，逐步建立了面向计算机应用的内容体系。
3．强调应用性，优化教学内容的组织安排。
在教学内容的组织上，针对课程的特点，强调应用性，简化公式的数学推导过程，避免知识内容过深过细，而把精力放在工程技术问题的简化处理和结论的具体应用上。如在零件强度的讲授中就是这样处理的，从而节约了大量的课时用于实践环节。
4．强调灵活性，优化教学内容的处理方式。
当今社会知识量的极度膨胀，已使我们无法用有限的课堂教学使之无所遗漏地传授给学员，必须对教学内容进行灵活处理，否则就会导致课时越拉越长，学员的负担越来越重。我们一方面删除先修课程讲过的重复内容，突出本课程内容体系特色；另一方面把教材中比较简单的内容安排给学员课后自学，但自学不等于放任自流，教员事先给出自学提纲和思考题，必要时安排课堂讨论，检查自学情况。
三、强化创新精神和创新能力的培养，优化实践教学的设计。
机械设计课程不同于一般的技术基础课，它的实践性很强，在学习设计理论的同时，更重要的是需要通过反复设计实践才能逐渐掌握。为此，在教学过程中，采用了课堂讲授与设计实践、开放教学相结合的教学方法，使学员始终处在“理论学习——设计实践——理论学习”的交替过程中。
1．合理安排实践性环节
在课程进行当中，根据学员的认知规律安排三种设计性实践教学环节。一是在每一个教学专题讲完后，各安排一次单项设计性大作业，此类作业主要让学员熟悉掌握机构和零部件的设计方法，为以后的综合设计打基础。二是在课程中期，精选设计题目，分组选题，进行方案设计，并安排时间组织课堂讨论，此类作业主要是培养学员的创新设计能力和团队精神。三是在课程结束前安排一次综合性课程大作业，此作业是培养学员综合运用所学知识，创造性地解决工程实际问题的能力的实践环节，也是对学员进行工程师素质基本训练的重要途径。鼓励学员使用计算机绘制装配图和零件图。此类作业既是对全部内容的总结、综合和提高，又是熟悉一个完整设计过程的最好的一次实战练兵，对学员设计能力和设计水平的提高起到了至关重要的作用。
2．实行开放式教学
在学员的创新精神和创新能力的培养上，注重教学设计的开放性，实行开放式教学。为了实现机械设计课程教学结束后，学员创新意识和创新能力培养的延续性，面向高年级学员开设了“机械创新设计”选修课，并在其中挑选对机械创新设计特别感兴趣且学有余力的学员开展第二课堂活动。第二课堂活动一般可分为五个阶段：第一阶段：动眼，以看为主，学员可自己选择内容和方式，实验室为其提供的有：大学生发明创新实例光盘、创造发明系列丛书等，目的在于开拓视野，启发思维。第二阶段：动脑，以构思和提出设计方案为主。第三阶段：动手，学员可按照设计方案在机构创新组合实验台上搭建真实机构或与工厂协作做出样品，检验方案的可行性。第四阶段：动口，讲解、演示、答辩、评出优秀作品。第五阶段，参赛，推荐优秀作品参加山东省大学生机电产品创新设计大赛。
四、注重教学环节的一致性，优化考核评价标准的设计。
考核评价必须与整个教学设计的各个环节相一致，为教学设计的整体思路服务。由于传统教学的评价体系只是应试指标，且是静态评价，方法单一，大多是靠期末的笔试来进行的，无法全面真实地反映平时教学的效果。特别对于像机械设计这样实践性很强的技术基础课来说，一个学员的设计水平和设计能力是很难在一份试卷上反映出来的。比如，少数学员平时学习不认真，尽管设计能力一般，但考试前抓突击，往往也能考个好成绩。为了解决好这个问题，调动大家平时学习的积极性，认真完成平时的设计大作业，以实现提高学员工程设计能力和创新设计能力的目的，我们改革了“一份试卷定乾坤”的传统做法。规定机械设计考核成绩由三部分组成：平时一般类型的作业成绩，各种类型的设计大作业成绩，课程结束考试成绩，三部分成绩的比例可根据具体的教学环境特点而定。这种考核成绩能够比较全面地反映学员对本课程内容的掌握程度，对端正学员的学习态度、加大学员平时参与教学实践的投入力度、提高学员的创新设计能力起到了积极的促进作用。
五、结束语
几年来，在《机械设计基础》教学过程优化设计的研究和教学实践的初步尝试过程中，取得了较好的效果，得到了院领导和专家的好评与肯定。《机械设计基础》课程被列为学院现代化教学“示范性主干课程”建设项目，配合该课程开设的“机械创新设计”选修课也被列入学院现代化教学“研究式课程”建设项目。在总参军训部举行的军队院校素质教学案例征集评比中获一等奖两项；在学院优秀素质教育案例评比及课堂教学实践中获一、二、三等奖各一项；在学院举办的当代教学方法创新研究与实践中获一等奖一项；教学改革经验论文“提高综合素质，培养创新设计能力”在学院举办的创新教育研讨会宣读交流，并获优秀论文一等奖；“加强机械基础系列课程建设，培养学员创新素质”荣获院校级教学成果二等奖；本科学员在山东省举办的大学生机电产品创新设计大赛上获特等奖一项，一、二等奖多项。
参考文献
1 乌美娜主编.教学设计［M］.北京：高等教育出版社，2001.7
2 阎承利编著.素质教育课堂优化模式［M］.北京：教育科学出版社，2000.8
3 方 江主编.军校教员教法论［M］.北京：海潮出版社，2004.2