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摘要：基于培养“卓越机械工程师”的基本要求，对机械设计课堂教学进行创新改革和实践，主要包括重构教学体系和教学内容，以设计为主线实现理论与实践一体化教学，设计项目式教学对学生进行创新能力培养。
关键词：卓越计划；机械设计；改革与实践
一、 引言
“卓越工程师教育培养计划”简称“卓越计划”，是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目。该计划于2010年启动，目的在于培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，从而促进高等教育面向社会需求培养人才，对全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导。
盐城工学院（以下简称“我校”）是教育部批准的第二批“卓越计划”高校。机械设计制造及自动化专业是我校最早启动“卓越计划”的专业之一，而机械设计又是高等学校机械类专业中必修的一门核心技术基础课程。因此，为全面落实“卓越计划”，基于培养“卓越机械工程师”的基本要求，对机械设计课程教学进行了创新改革和实践。
二、 基于CDIO工程教育理念，重构教学体系和教学内容
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，它是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等四所大学组成的跨国团队，经过四年的探索研究，创立的全新工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以工程能力培养为目标，将工科毕业生的能力分为工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面。我们将CDIO工程教育模式与机械设计课程教学有机结合，对课程教学体系和教学内容进行改革和创新实践，以适应“卓越机械工程师”的基本培养要求。
传统的机械设计课程体系包括理论教学和实践教学两个模块，其中实践教学又包括实验教学和课程设计。根据“卓越计划”培养方案要求，将机械设计课程体系改为理论教学、实践教学和创新性教学三模块。理论教学中强调学生的主体地位，注重学生学习能力、创新能力和团队协作能力的培养。把教材的每个章节作为一个独立的教学单元，教学过程主要包括：
1. 课前下达设计任务书。要求学生通过查阅资料、提前预习等方式明确任务书的具体内容和要求。
2. 课堂进行理论知识讲解。采用多媒体、教具等多种教学方式方法，详细讲解单元知识点，使学生打好坚实的理论基础。
3. 课后完成设计内容。任务中的设计题目难易度不一，学生可以以个人或小组形式进行，以培养学生创新能力及团队合作能力。
4. 设计作品提交。在每个教学单元结束时，总结、梳理本单元的重点和难点内容。对学生作品中的优秀典型案例，由学生团队制作PPT上台汇报，学生集体进行技术交流和讨论，指出设计的亮点和不足，并给出解决方法。
机械设计课程的主要内容是一般尺寸和参数的通用零部件的设计和选用，包括基本的设计理论和方法以及有关技术资料的应用。传统的教学方式是以典型零件为例，按照失效形式、受力分析、强度计算、结构设计为设计主线进行设计。采用一定的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计。传统设计方法公式化较强，影响了学生的学习积极性和创新思维的发展。我校将计算机辅助设计、优化设计、有限元计算等一些现代设计方法引入机械设计课程中来，并在教学中结合教师们的实际在科研项目或企业实际工程设计案例，让学生了解学科前沿知识，有效激发了学生的学习兴趣，开拓了学生的创新思维方式。
三、 以设计为主线，实现理论与实践一体化教学
机械设计课程的理论性和实践性均很强，传统的机械设计课程教学采用“先理论后实践”的教学模式，理论教学和实践教学两模块相互脱节。学生在理论学习过程中积极性不高，在实践环节缺乏综合设计能力。针对“卓越计划”的培养目标，我校构建以设计为主线课程教学体系，改革传统教学模式，实现理论与实践一体化教学。
理论与实践一体化教学是指理论教学和实践教学两个模块要在同一时间和空间同步进行。理论与实践一体化教学对教学过程提出了更高的要求。为了实现理实一体化的学习环境和硬件条件，我校对学习场所进行改造，如在实验室或实习车间增制黑板、多媒体等教学设施等。把课堂搬入实验室，把实验引入课堂。在具体的教学过程中，根据每个教学单元的内容设置独立的设计题目。学生带着问题，带着目的进行理论学习，让学生在学中做，在做中学，有效的提高了学生积极发现问题、分析问题、解决问题的能力。同时，对于教师也提出了更高的要求，卓越班任课教师要求有企业任职经历。我校通过校企合作、选派教师到企业实习等一系列措施进一步加强“双师型”教师培养。
四、 项目式教学，注重学生创新能力培养
项目式教学法是“行为导向”教学方法中的一种形式。其特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。传统的机械设计多采用“填鸭式”教学方式，老师只是把书本的知识灌输给学生，毫无创造性。学生只是被动的接受，缺乏独立思考能力。在机械设计教学中，引入了项目式教学方法，调动了学生学习的主动性、创造性、积极性，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。
课程项目的确定主要有三种途径：
1. 机械设计课程设计题目。传统的机械设计课程设计通常是在理论教学结束后单独进行，题目也是多年一直沿用的减速器设计，虽然做到了一人一题，但由于受题目所限，学生设计无新意，设计质量不高。为提高学生设计的积极性，在理论教学之前就把设计题目分配下去，学生可以小组形式进行，除了完成传统的设计内容，要求学生综合运用所学知识，如使用UG或Pro/E软件进行三维建模、运动仿真、運动分析等，积极探索机械设计的新方法、新理论和新思路。
2. 各类机械创新大赛题目。鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国大学生工程训练综合能力竞赛”、“全国三维数字化创新设计大赛”等各类国家级比赛项目。把各竞赛主题作为课程项目，学生不仅完成了机械设计课程的学习，同时鼓励更多的学生参与到科技创新活动中来，由老师推荐优秀设计参加各级学科竞赛，学以致用的同时，极大的提高了学生的学习兴趣及特长发挥。
3. 教师的实际在研课题。教师也可以把自己实际在研课题介绍给学生，让学生了解学科前沿问题，同时积极思考勇于创新设计。对于较为成熟的设计作品可以进一步给予指导加以完善，鼓励学生申报专利或发表学术论文，参与各种创新设计大赛。培养学生的创新实践能力，调动学生创新、发明的积极性。
五、 结语
机械设计是工科高等院校机械类专业主干技术基础课之一，具有很强的综合性和实践性，对于“卓越工程师”的培养具有重要的意义。因此，在机械设计课程教学中应依据“卓越计划”的基本要求，积极探索新的教学模式和教学方法，为培养合格的高素质应用型的“卓越机械工程师”奠定基础。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部门户网站.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”（2010）[OL].
[2]银光球，张福江.基于CDIO机械本科课程教学改革探索与实践[J].教育教学论坛，2017，（29）：152-154.
[3]胡庆芳.优化课堂教学：方法与实践[M].中国人民大学出版社，2014.
作者简介：付莹莹，赵世田，刘道标，冯伟，江苏省盐城市，盐城工学院机械优集学院。
关键词：卓越计划；机械设计；改革与实践
一、 引言
“卓越工程师教育培养计划”简称“卓越计划”，是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目。该计划于2010年启动，目的在于培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，从而促进高等教育面向社会需求培养人才，对全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导。
盐城工学院（以下简称“我校”）是教育部批准的第二批“卓越计划”高校。机械设计制造及自动化专业是我校最早启动“卓越计划”的专业之一，而机械设计又是高等学校机械类专业中必修的一门核心技术基础课程。因此，为全面落实“卓越计划”，基于培养“卓越机械工程师”的基本要求，对机械设计课程教学进行了创新改革和实践。
二、 基于CDIO工程教育理念，重构教学体系和教学内容
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，它是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等四所大学组成的跨国团队，经过四年的探索研究，创立的全新工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以工程能力培养为目标，将工科毕业生的能力分为工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面。我们将CDIO工程教育模式与机械设计课程教学有机结合，对课程教学体系和教学内容进行改革和创新实践，以适应“卓越机械工程师”的基本培养要求。
传统的机械设计课程体系包括理论教学和实践教学两个模块，其中实践教学又包括实验教学和课程设计。根据“卓越计划”培养方案要求，将机械设计课程体系改为理论教学、实践教学和创新性教学三模块。理论教学中强调学生的主体地位，注重学生学习能力、创新能力和团队协作能力的培养。把教材的每个章节作为一个独立的教学单元，教学过程主要包括：
1. 课前下达设计任务书。要求学生通过查阅资料、提前预习等方式明确任务书的具体内容和要求。
2. 课堂进行理论知识讲解。采用多媒体、教具等多种教学方式方法，详细讲解单元知识点，使学生打好坚实的理论基础。
3. 课后完成设计内容。任务中的设计题目难易度不一，学生可以以个人或小组形式进行，以培养学生创新能力及团队合作能力。
4. 设计作品提交。在每个教学单元结束时，总结、梳理本单元的重点和难点内容。对学生作品中的优秀典型案例，由学生团队制作PPT上台汇报，学生集体进行技术交流和讨论，指出设计的亮点和不足，并给出解决方法。
机械设计课程的主要内容是一般尺寸和参数的通用零部件的设计和选用，包括基本的设计理论和方法以及有关技术资料的应用。传统的教学方式是以典型零件为例，按照失效形式、受力分析、强度计算、结构设计为设计主线进行设计。采用一定的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计。传统设计方法公式化较强，影响了学生的学习积极性和创新思维的发展。我校将计算机辅助设计、优化设计、有限元计算等一些现代设计方法引入机械设计课程中来，并在教学中结合教师们的实际在科研项目或企业实际工程设计案例，让学生了解学科前沿知识，有效激发了学生的学习兴趣，开拓了学生的创新思维方式。
三、 以设计为主线，实现理论与实践一体化教学
机械设计课程的理论性和实践性均很强，传统的机械设计课程教学采用“先理论后实践”的教学模式，理论教学和实践教学两模块相互脱节。学生在理论学习过程中积极性不高，在实践环节缺乏综合设计能力。针对“卓越计划”的培养目标，我校构建以设计为主线课程教学体系，改革传统教学模式，实现理论与实践一体化教学。
理论与实践一体化教学是指理论教学和实践教学两个模块要在同一时间和空间同步进行。理论与实践一体化教学对教学过程提出了更高的要求。为了实现理实一体化的学习环境和硬件条件，我校对学习场所进行改造，如在实验室或实习车间增制黑板、多媒体等教学设施等。把课堂搬入实验室，把实验引入课堂。在具体的教学过程中，根据每个教学单元的内容设置独立的设计题目。学生带着问题，带着目的进行理论学习，让学生在学中做，在做中学，有效的提高了学生积极发现问题、分析问题、解决问题的能力。同时，对于教师也提出了更高的要求，卓越班任课教师要求有企业任职经历。我校通过校企合作、选派教师到企业实习等一系列措施进一步加强“双师型”教师培养。
四、 项目式教学，注重学生创新能力培养
项目式教学法是“行为导向”教学方法中的一种形式。其特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。传统的机械设计多采用“填鸭式”教学方式，老师只是把书本的知识灌输给学生，毫无创造性。学生只是被动的接受，缺乏独立思考能力。在机械设计教学中，引入了项目式教学方法，调动了学生学习的主动性、创造性、积极性，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。
课程项目的确定主要有三种途径：
1. 机械设计课程设计题目。传统的机械设计课程设计通常是在理论教学结束后单独进行，题目也是多年一直沿用的减速器设计，虽然做到了一人一题，但由于受题目所限，学生设计无新意，设计质量不高。为提高学生设计的积极性，在理论教学之前就把设计题目分配下去，学生可以小组形式进行，除了完成传统的设计内容，要求学生综合运用所学知识，如使用UG或Pro/E软件进行三维建模、运动仿真、運动分析等，积极探索机械设计的新方法、新理论和新思路。
2. 各类机械创新大赛题目。鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国大学生工程训练综合能力竞赛”、“全国三维数字化创新设计大赛”等各类国家级比赛项目。把各竞赛主题作为课程项目，学生不仅完成了机械设计课程的学习，同时鼓励更多的学生参与到科技创新活动中来，由老师推荐优秀设计参加各级学科竞赛，学以致用的同时，极大的提高了学生的学习兴趣及特长发挥。
3. 教师的实际在研课题。教师也可以把自己实际在研课题介绍给学生，让学生了解学科前沿问题，同时积极思考勇于创新设计。对于较为成熟的设计作品可以进一步给予指导加以完善，鼓励学生申报专利或发表学术论文，参与各种创新设计大赛。培养学生的创新实践能力，调动学生创新、发明的积极性。
五、 结语
机械设计是工科高等院校机械类专业主干技术基础课之一，具有很强的综合性和实践性，对于“卓越工程师”的培养具有重要的意义。因此，在机械设计课程教学中应依据“卓越计划”的基本要求，积极探索新的教学模式和教学方法，为培养合格的高素质应用型的“卓越机械工程师”奠定基础。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部门户网站.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”（2010）[OL].
[2]银光球，张福江.基于CDIO机械本科课程教学改革探索与实践[J].教育教学论坛，2017，（29）：152-154.
[3]胡庆芳.优化课堂教学：方法与实践[M].中国人民大学出版社，2014.
作者简介：付莹莹，赵世田，刘道标，冯伟，江苏省盐城市，盐城工学院机械优集学院。