机械设计基础系列课程和实验体系的改革与创新.doc

机械设计基础系列课程和实验体系的改革与创新 上海交通大学 许 敏 全球知识经济的发展，使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科。这对传统意义上的机械工程教育提出了新的要求。上海交通大学机械工程学院抓住机遇，锐意改革，突破单纯培养“专家”和“工程师”的模式，着力培养宽厚型、复合型、开放型和创新型的人才，为国家输送高层次的机械工程技术人才。 我院自1994年起，率先革新学科内容，进行通才教育，按一级学科招生和设置学科基础模块，拓宽专业口径，把课程体系模块化，其中85%的课程向全院学生开设，10%的课程为按方向设置的四组成组课程，5%的课程为机械工程的前沿知识，由学生自由选修，优化自身知识结构。其中设计类系列课程由现代图学、机械设计基础和现代设计方法等课程组成。机械设计基础系列课程也据此进行了大胆的改革和创新。 一、机械设计基础系列课程改革的指导思想与建设目标 机械设计基础系列课程要着重培养学生的创新设计能力，即构思与表达能力、设计与创新能力、分析与综合能力。在国家211和985建设的资助下，我们确立了课程改革和教学实验基地建设的指导思想与目标： 1.????? 改变原有的授课内容和方法，建设一系列计算机辅助的多媒体教学手段； 2.????? 全面改革课程设计的内容与方法，实现两个转变，即传统设计向现代设计转变、传授设计知识向培养综合设计能力素质的转变； 3.????? 摈弃演示性实验，建立包括常规实验、综合性实验、设计性实验、创新设计实验在内的实验体系，提高学生的动手动脑能力，为塑造具有创造性、开拓精神的高级机械设计人才打下扎实的基础。 二、建设的内容与效果 三年来围绕上述指导思想与目标、强化创新能力的培养, 我们进行了从教学内容与教学手段到实验内容与体系的一系列改革和建设: ? （一）用现代化教学手段辅助教学，提高教学效率与质量，反映最新教学成果 1. 制成多个多媒体CAI辅助教学课件，在教学中推广使用 针对教学中的重点、难点，我们制成了多个多媒体CAI辅助教学课件，如链传动、螺纹联接、带传动、连杆机构、凸轮机构、多媒体陈列室等，其中链传动是“九五” 国家重点科技攻关项目CAI软件的一部分，现已出版发行。 这些课件采用大量的三维动画，并抓录了许多工程应用的实例，使学生形象直观地了解各种零件的结构特点和动态工作过程，大大增强了学生的结构理解能力和设计能力，收到了很好的教学效果。 2．用好电化教学，改进考试方法，多方位提高教学效率和质量 （1）充分利用现代化教学手段进行教学。 我们用计算机绘制了整套教学挂图，或把图扫描后制成电脑幻灯片用于教学；实物投影仪还可把最新的科技资料介绍给学生。多媒体教学，拓宽了学生的知识面，使最新的科技信息能及时传播，有利于教师组织启发式、讨论式的教学，使课程的教学效率和质量得以提高。 （2）改进考试方法，建立3门主课的试卷、试题库。 机械原理试卷库，机械设计试卷库，机械设计基础试卷库和机械原理试题库可以直接按抽检指令输出近千套试卷库中的一套，既减轻了教师出卷的工作量，又有利于考试的规范化、合理化，命题的快速化和管理的科学化。 （二）在课程设计中用CAD技术提高学生的现代设计能力 为了让学生学到的CAD知识运用到设计中去，我们建设了CAD机房，并大力改革两门课的课程设计。 1． 机构系统设计中运用ＣＡＤ技术增强创新方案设计的能力 机构系统课程设计一改传统的运动分析方面的题目，选用12个结合生产实际的课题，如转子绝缘衬镶嵌机、切片机、自动灌装机、洗瓶机、剥豆机、制钉机等。同学3人一组，完成原动机、执行机构、传动机构的选型综合、运动分析、尺寸综合、运动方案设计的全过程。运用CAD技术进行机构尺寸、运动曲线图、机构运动简图及三维动画设计。 2．机械设计课程设计中运用CAD技术是现代设计必须的基本功 机械设计课程设计打破传统的齿轮减速箱设计的框框，增加了生产中和科研中提炼的课题。学生利用机械CAD软件进行总体方案设计，零部件设计计算，工作图绘制，实现由单纯的设计知识传授向培养综合设计能力素质的转变。 （三）实验基地的建设和实验体系的改革 随着新的课程体系的建立，课程设置的系列化和模块化，原专业实验室暴露出其局限性，而且原先的课程实验仅局限于验证理论，缺乏对实验方案设计、设备布置及应用、实验技术、观察能力、分析能力和表达能力的综合训练。实践教育环节的落后，制约了学生实践能力和创新意识的培养。在国家211和985建设的资助下，我们建立了机械工程学院综合实验中心，以机电一体化为核心，以产品的设计、制造、控制以及管理为载体，提供科学发现和技术创新能力的培养环境，在问题的观测与判