浅析面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革

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1、浅析面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革世界正以多种方式发生着变化，未来的工程师需要多种技能，如创造力、灵活性、领导能力以及商业才智等品质。美国《培养2020的工程师：为新世纪变革工程教育》描绘了未来工程师应该具备的品质，包括：(1)很强的分析能力;(2)实践才能;(3)创新意识和创新能力;(4)较高的伦理道德标准以及职业素养;(5)动态、机敏、具有弹性、灵活地更新并应用知识的能力;(6)良好的沟通能力;(7)商务与管理技能;(8)领导才能;(9)终身学习能力。　　卓越工程师不仅要具备上述的未来工程师的品质，而且，还应该兼具以下特质：(1)对局部或整体

2、工程价值的科学判断力;(2)对权威工程学术或工程技术独到的批判力;(3)对历史工程文化承载现代工程文化内涵以及未来工程文化趋势的深刻洞察力;(4)优秀民族工程文化传承与世界先进工程文化吸收的责任感;(5)工程环境影响的感知与和谐意识的自觉;(6)正确理念的坚持或自我否定的勇气。只有具备了上述15种品质特征的工程师，才能称得上是真正的卓越工程师。因此，形成能够进行自我调整和更新的、面向卓越工程师培养体系的教学改革是值得研究的重要课题。　　1面向卓越工程师培养目标的教学要求　　卓越工程师人才培养目标是具有国际视野的行业领军人才、国际认可的高级工程技术人才和创业

3、研发型高端人才。卓越工程师的核心是创新能力。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大的变化，更加强调实践能力和创新型人才的培养，面向卓越工程师培养计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。　　2机械设计基础课程教学的现状　　机械设计基础课程是一门理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是卓越工程师教育培养计划所要求的。　　但是现有的机械设计基础课程教学存在一些问题亟待解决。传统的教学过程是一种填

4、鸭式的教学，一切都是由教师决定，学生只能被动地参与。如机械系统的结构设计是机械设计基础课的重要教学内容，也是过去讲课的难点，由于受到传统教学手段的限制，电类专业学生对此方面内容的掌握比较困难。　　现有课程内容体系建立在知识的系统性和完整性之上，在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念，所用教材的知识内容体系创新性不够，没有体现卓越工程师教育培养计划中所要求的能力主线，与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。另外，教师不注意采用先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课

5、程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。　　3机械设计基础课程的教学改革　　按照卓越工程师教育培养计划的目的和培养要求，以及在以往机械设计基础教学过程中所发现的问题，借鉴皮亚杰提出的建构主义理论，对机械设计基础课程教学改革提出如下建议与改革措施。　　3.1确定教学目标　　机械设计基础课程具有很强的工程性、实践性和实用性，其主要的教学目标是培养学生机械系统方案设计的能力。教师以自己制定的教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标与学生一起展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。　　机械设计基础上

6、半部分的核心内容是各类常用机构的设计和应用。要设计和应用机构，首先必须认识各类机构，通过一些典型的机构系统了解机构的具体结构、工作原理、特征和它在系统中的作用，从机械系统的总体去认识机构，用系统的观点将各类机构联系起来，将系统的要求贯穿于机构的设计之中。学生不应孤立地去认识和设计机构，而应以系统为主线来掌握机构分析、设计的基本理论和方法，确定机构设计的要求。　　例如教师在讲授机械设计基础第一章机构自由度的内容时，首先向学生说明学习机构自由度在实际工作中的意义，并在本章最后给出关于牛头刨床的机构设计错误的例子，让学生通过计算机构自由度予以改正，以此来激发学生

7、的学习兴趣与积极性，充分发挥学生的主观能动性，训练他们的创造性思维。　　另外，在学习平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构这3大类常用机构过程中，由于该3大类机构又可划分出很多种类，学生常感到各类机构缺少联系。由于往复式四冲程内燃机涵盖了这3大类机构，所以可通过介绍往复式四冲程内燃机工作过程的4个冲程运动将这3大类机构运动作为教学背景或目标，将3大类机构联系起来。　　如内燃机通过平面连杆机构中的曲柄滑块机构将活塞的直线往复运动转换为曲轴的回转运动;通过凸轮机构控制进气门、排气门开合时间的长短;通过齿轮机构协调燃气推动活塞运动时，进气门、排气门有规律的启闭。以往复

8、式四冲程内燃机工作过程介绍3大类机构各自的优缺点和不可替代性，对增