摘要：针对现代社会对工科人才能力需求的变化及课堂学时进一步被压缩的现状，本文提出《机械设计基础》课程课堂教学方法应以学生为主导，传统教学方法和现代技术相结合，更加强调学生知识体系的构建；课堂教学内容应与时俱进，将工程案例和现代CAE技术融合到课程内容中；课程考核评价方法应充分体现形成性评价和终结性评价相结合，科学客观地评价学生的学习效果，营造良好的学习氛围。
关键词：机械设计基础；课堂教学；评价体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）44-0056-03
《机械设计基础》是机械类、近机类专业的一门重要的技术基础课。它是学生在学完包括机械制图、机械制造基础、材料力学等基础课程后，进入专业课程学习前必修的技术基础课。课程目的是使学生具有机械设计的初步能力，为专业学习起到承前启后的作用，它既是基础又有较强的实践性，在整个专业教学计划中占有相当重要的地位。
随着社会对人才能力需求的变化及机械类课程改革的不断深化，本课程的学时进一步被压缩，《机械设计基础》课程内容的广泛性、传统的教学体系和学时的有限性就产生了矛盾。对于我校的装备、石工、热能等近机类专业以及化工、材料等非机类专业的学生，由于有更多专业课需要学习，只能将本课程压缩成48学时，学生普遍感到学习吃力，而授课教师也觉得采用传统的教学模式、考核评价方法难以适应社会对人才能力的需求。
一、课堂教学方法改革
在倡导理论实践教学相结合的前提下，《机械设计基础》理论教学还是占课程教学的主要学时。如何利用好课堂45分钟，提高课堂教学效果，是本课程教学方法改革的关键。
1.适当增加课堂讨论课时比例。在我国，受传统应试教育的影响，课堂教学大多采用“教师讲、学生听”的灌输式、填鸭式方式进行，再加上现在智能手机、MP4等娱乐工具的诱惑，造成课堂气氛沉闷，教师嘶声力竭，学生充耳不闻，基本没有互动或互动性很差，教学效果难以提高。而在国外，很多高校采取讨论式、启发式教学方式，教授走下讲台和学生一起讨论，课堂气氛十分活跃，既可提高学生的学习积极性，又可激发学生的创造性思维。
鉴于本课程的特点，可在教学过程中贯穿分组讨论的模式。根据班级规模，将学生分成若干小组，每组5～6名学生，便于同组学生之间的交流。针对教材中部分章节的内容，教师专门设计一些题目并提前布置，让学生在课堂上进行小组讨论，再由各小组推选的代表集中发言。同时，教师要制定相应的考核方式，使每组成员“一损俱损、一荣俱荣”。这样，可充分调动每个学生的学习热情，培养了学生的自学能力、创新意识、综合表达能力和团队合作精神。
2.降低教学难度，拓宽课程知识体系。《机械设计基础》包含了机械原理和机械设计两门课程的内容，从机构组成原理，到机构运动学力学分析，再到具体通用零部件设计，内容多、范围广。但随着教学课时不断被压缩，很多教师还停留在以前的教学方式上，重点内容上追求难度，课时不够就只能删除部分课程内容，比如间歇运动机构、飞轮的设计等。而事实上，工程应用中这些被删除的内容远比机构的自由度、螺栓的强度计算等要重要得多。
因此，在本课程的课堂教学中，应降低部分章节的难度，如机构自由度的计算、螺栓的强度计算、齿轮的受力分析等，分配适当课时讲解机构运动的解析法、间隙运动机构、飞轮的设计等章节，注重学生创新能力、工程应用能力的培养。同时，为了保证学时充分，对于部分比较简单的章节，如螺栓的材料和需用应力、齿轮的基本尺寸计算等，可通过课堂内或课外自学的方式，并通过课堂讨论的方式进行提问，做到“取舍”适当。
二、课程教学内容改革
1.保持课程内容与时俱进。随着我国提出从“中国制造”向“中国创造”的战略，机械学科的发展也在发生着深刻的变化，各种新材料、新能源、新机构、新部件不断出现，社会对人才的需求也在变化。如何培养新形势下的人才，使学生的知识结构与时俱进，这也是本课程的重要任务。机构学是《机械设计基础》课程中非常重要的内容，而传统的机构学内容通常包括：四连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。随着机构学的快速发展，更多新型机构正不断涌现，譬如：并联机构、柔性机构、微型机构、变胞机构等，这些新型机构正逐步成为研究热点并且应用日益广泛。因此，有必要让学生了解这些新型机构的原理。
2.基于工程的案例式教学内容。案例教学是一种开放式、互动式的新型教学方式，与传统教学相比，更加重视学生能力的培养，具有实践性强，师生互动明显，学习效果高效等优点。《机械设计基础》是一门实践性较强的课程，很多教学内容都是和工程实践联系在一起的。而目前的教学内容过多偏重理论，比较抽象，学生听起来比较乏味，教学效果欠佳。采用工程中的实际案例为中心，逐步向各个知识点辐射进行讲解，不但使抽象的理论知识形象直观，同时可使学生直接接触到工程应用，这样可激发学生浓厚的学习兴趣，效果事半功倍。比如在讲解机构设计时，先粗讲各理论知识点，使学生了解大致框架，再采用具体案例（如刨床机构），将机构的运动简图画法、机构瞬心、机构运动学、急回特性等知识点串联起来，形成“理论—实践—理论”闭路循环，增强学生分析问题的能力。
3.基于CAE的现代教学内容。对于所有上《机械原理》或《机械设计基础》课程的老师，在讲解瞬心法和作图法进行机构运动学分析时相信均有深刻体会：作图烦琐、效率低下，学生理解费力，课堂气氛索然无味。事实上，传统的作图法设计存在设计精度差、效率低的缺点，工程上已经不再被大量采用。随着计算机技术的快速发展，计算机辅助工程技术（CAE）得到了广泛的应用。利用商业化的工程计算软件，可在计算机上迅速建立三维样机模型，便于进行各种机构的动态性能分析，这为高精度的解析法提供便利的计算条件。比如ADAMS、SOLIDWORKS等三维软件，不但可建立直观的三维图形，便于机构的结构设计，同时亦可提供快速的运动学、动力学仿真分析模块，是目前工程应用中设计的重要手段。因此，机械设计基础课程中应适当增加基于CAE的现代教学内容，使学生减少烦琐的计算和作图，注重培养学生创新设计能力和工程应用能力。
三、课程评价体系改革
1.课程评价体系现状。目前，本课程考核方式主要以期末学生考试成绩为主，平时成绩所占比例极小，考核方式比较单一。我校目前《机械设计基础》的期末考试成绩占70%，平时成绩约占30%，其中期中测试成绩占15%，平时表现（包括作业、实验、课堂考勤等）占15%。尽管已逐步多元化，但平时成绩比例太小，无法真实反映学生的机械设计能力和学习效果，也无法有效监督学生的学习过程。然而，在其他国家和地区，《机械设计基础》的考核方式均已实现多元化。例如：台湾成功大学，作业、课堂讨论与小考占27%，期中考试2次（各占23%，共46%），期末考试占27%；美国普渡大学，课后大作业包括2次projects占40%（疲劳强度计算项目作业占20%，机构设计作业占20%），期中测试占20%，2次课堂测试占20%（每次测试占10%），期末考试占20%，且所有的测试均是围绕家庭作业中存在的问题进行的，针对性很强，学生课外工作量很大。
2.多元化评价体系的建立。《机械设计基础》是一门主干课程，应采用过程性评价和目标评价相结合的多元评价方法，包括课堂表现、大作业项目、实验、期中测试及期末测试等方面。课堂评价（20%）：主要考察学生平时课堂表现，主要包括学生出勤率、课堂回答问题的表现、课堂讨论表现、课堂小测验等方面。大作业（20%）：本课程实践性较强，除了教科书上的习题，教师可适当增加2～3次课后大作业，大作业可结合实践性项目的形式布置，提高学生的实践能力。期中测试（30%）：一次期中不能反映学生学习过程的效果，可组织2～3次期中测试，可有效评价学生平时的学习效果。期末考试（30%）：综合全课程内容，对学生进行目标评价。
四、结论
随着社会对现代化人才的专业知识结构、综合素质以及实践能力等各方面要求的提高，《机械设计基础》课程的授课方式、学习内容及考核方法也应进行相应改革。课堂应该是学生的课堂，而不再是以教师为主，讨论式、启发式、参与式等教学方法应逐步得到普及和推广；教学内容也要充分体现与时俱进的思想，使学生了解到最新的机械原理和设计方法；考核方式应最大限度地体现形成性评价和终结性评价相结合的宗旨，能科学评估学生的学习效果。只有这样，才能充分激励学生的学习热情，才能综合培养学社的理论和实践创新能力，从而为学生今后的专业学习奠定更加坚实的基础。
参考文献：
[1]罗凤利，李光煜，刘训涛.《矿山机械》课程采用案例教学研究与实践[J].煤炭技术，2009，（7）：168-169
[2]台湾成功大学机械工程学系课程地图[DB/OL].（2012-09-26）.http：//class-qry.acad.ncku.edu.tw/crm/course_map/department.php？dept=E1.
[3]普度大学工学院机械工程学院本科课程信息[DB/OL].（2012-09-26）.http：//enginering.purdue.edu/ME/Academics/CourseSites.html.
基金项目：常州大学教研课题（GJY2012065）资助；高校青蓝工程优秀青年骨干教师项目（SCZ122820 0007）资助；常州大学机械设计基础重点建设课程（JJJ10020001）资助
作者简介：朱伟（1976-），男，江苏泰兴人，副教授，博士，主要从事机械原理、机械设计教学工作，研究方向：机构学、工业机器人等。
