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第1篇

Key words： outstanding engineers；Basic Mechanical Design；mining engineering

中圖分類號：G423.07 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）07-0202-02

0 引言

知識經濟時代，教育的使命在于知識的創新和創新型人才的培養。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》以及《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》中，均把“卓越工程師教育培養計劃”列為重大改革項目，以促進我國由工程教育大國向工程教育強國轉變。《黑龍江省高等教育綜合改革試點實施方案》把我校列為實施卓越工程師教育培養計劃試點學校之一。“卓越計劃”的核心便是對學生工程能力和創新能力的培養。2012年，黑龍江科技大學最先在采礦專業成立了采礦卓越班。從基礎課教學的角度考慮，怎樣配合卓越計劃來開展課程教學，這是一個值得思考的問題。

1 采礦卓越班的學生狀況

采礦卓越班學生大部分來自農村，且班級沒有女生，因此班級學習氣氛比較濃厚，班級具有很強的凝聚力，學生對機械有很大的興趣，并有一定的動手能力，對新鮮事物有很強的求知欲。

2 機械設計基礎課程的特點

機械設計基礎課程具有一定的理論性和很強的實踐性，是介紹機械基礎知識和培養學生設計能力的課程，主要以組成機器的常用機構及通用零部件為研究對象。課程的主要任務是培養學生設計通用零件和機械傳動裝置的能力，掌握重要機械參數的測定以及運動標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關設計資料進行初步的工程設計能力，培養學生分析問題、解決問題、動手實踐和創新設計能力。

3 針對采礦卓越班的教學改革

3.1 合理設置授課內容

機械設計基礎課程涉及知識面廣、知識點多，因而結合采礦專業的特點和需求，在授課內容方面盡可能貼近專業背景即從教學內容的設置、教學實例的選取、典型機械設備在行業中的應用，到相關實踐環節的安排，都盡可能貼近采礦專業背景；學時的安排上應該壓縮太專業的理論學時而提高實際應用能力的學時。如在講解各種常用機構如齒輪時，結合采礦專業的特點重點講解其組成、特點、工作原理及應用，對理論性較強的公式等內容則只強調公式中個參數的選取，意義即可，不必過多講解公式的推導；在引入案例時側重于與采礦專業相關的設備，如礦山機械、起重機械、帶式輸送機等，極大激發了學生的學習興趣，加強了知識的連貫性和統一性，對后續專業知識的學習奠定了基礎，并且培養了學生的工程實踐能力。

3.2 案例教學，激發學生的興趣

在傳統的黑板教學、實物和圖像等課堂講授的基礎上，充分利用現代化的教學手段，采用多媒體教學，將課程教學內容條理化、簡明化和形象化，用學生日常生活中用的或常見的實物案例和錄像增加學生的理解，如在講解運動副時可通過教室內的風扇，門的合頁，校園內的運動器材等形象生動地讓學生了解轉動副的組成及其工作原理，拓展教學空間，增加教學信息，盡量達到化繁為簡和化難為易的目的，豐富教學內容。

為了讓學生能更好地了解機械零部件在礦山設備中的應用，機械設計基礎課程教師利用各種機會到各地礦山、井下、礦山機械廠，煤機廠等進行實地考察學習，拍攝了大量的礦山設備及其關鍵零部件（齒輪、軸、軸承、帶、帶輪、鏈條、鏈輪和箱體等）相片，并錄制了真實的相關機器的作業視頻畫面，把搜集到的大量資料整理后插入到多媒體課件中，從而在一定程度上豐富了課程內容。同時，也為提高課程的講授質量提供了有力保障。

3.3 課后作業與具體實際問題相結合

課后作業的主要作用是使學生進一步理解和鞏固課堂上教師所講授的知識，但如果作業的內容僅限于抽象的公式推導和數據分析，學生勢必以完成任務的心態去完成課后作業，而不會進行深入思考與觀察，因此學生不僅對課后作業的興趣不高，而且可能產生逆反心理。為此課程組編撰了一系列與生活及工程實際相關的習題，包括鐘公交車車門開閉機構運動見圖的繪制，汽車變速箱鐘齒輪機構的各檔傳動比計算，螺旋式千斤頂的自鎖條件等，此類結合生活實用裝置與生產實際的題目大大激發了學生的興趣，對學生起到了良好的課后訓練作用。

3.4 發揮虛擬仿真技術在課程教學中的作用

機械設計基礎課程具有很強的實踐性，即使在課程講授中采用多媒體動畫和實驗等多種方式，但學生的實踐經驗明顯不足，通過虛擬仿真技術在課堂中的應用，可在一定程度上彌補相片或視頻的不足，提高學生對相關知識的理解。

針對機械中的典型零部件如齒輪、軸和軸承等，通過課堂講授可以讓學生了解掌握其特點，組成及工作原理，但學生并不能真正的了解它們真實的、具體的工作過程與實際應用，通過虛擬仿真技術模擬現實設備，一方面，讓學生置身與計算機還原出的虛擬設備中，可以解剖開整個設備，并從各個角度了解、掌握其內部結構及各個組成零部件的機構特點，彌補了相片或視頻的不足，從而讓一些抽象知識直觀化，具體化，加速學生對相關知識的理解、消化與吸收；另一方面鼓勵學生參與機械設計基礎教學內容相關的虛擬設計，建立資源庫，不僅可以豐富教學素材，也可以提高學生的學習興趣與應用能力。

3.5 增加創新設計大賽

結合課程特點與專業特色，針對實際生產生活中的實例，在班級設置創新設計大賽，以提高學生發現問題、分析問題及解決問題的能力，具體方式可以采用計算機應用或實際小制作，從而提高學生的軟件應用能力和實際動手能力。引導學生自學機器或機械方面的小發明、新型傳動、機器人等知識，并在學生的創新設計作品中選出優秀的參加學校組織的創新大賽，并相應在平時成績中給予適當加分措施，提高學生的積極性。

3.6 微信助學

卓越班雖然是小班上課，但也是1名教師面對30名學生，而且考慮學生的個性不同，僅憑課堂的交流時間，教師并不能掌握所有學生的學習狀態，學生存在的問題也不能及時反饋給教師并獲得解答。

通過微信，教師在課堂教學之外，可以把本次課程的重點難點內容上傳到微信互動平臺以供學生課下反復學習，學生可以隨時發表評論和回答問題，并對于個別不自信的學生還可以通過私聊方式獲得教師的解惑；教師可以了解到學生的學習狀態，知識掌握程度，并且因此不是面對面交流，可以使學生與教師之間的溝通更隨性，更拉近教師和學生的距離，師生互動變得容易，從而進一步提高學生學習的積極性。

3.7 考核方式的改革

培養卓越工程師的核心思想是在加強文化知識的基礎上，強化工程實踐能力、設計能力和創新能力，因此在課程考核方式上也應該有所體現，即平時成績占50%，期中考試成績占20%，期末成績占30%。在考核中應該重視學生能力，在平時成績中出勤及課堂表現占10%，作業10%，實驗10%，創新設計10%，其他10%（包括小制作、小發明，和科技論文等等），在平時表現中采取適當加分策略鼓勵學生主動思考，積極發言；卷面考試分兩次期中和期末考試，機械設計基礎課程內容雜，章節之前關聯性不是很大，學時多，一般為60學時，因此當課程快結束時，學生為了期末考試只能拿出大量時間和精力來復習書本上的知識點，考試內容也多為課本知識點的再現，學生是為了考試而學習，造成了學生重知識而輕能力，而這與卓越計劃相違背，因此為了提高學生能力的培養，在卷面考核中增加期中考試，可以減輕學生學習負擔，把更多時間和精力解放出來，放在實驗、創新設計、小制作小發明上，從而提高學生的操作動手能力、創新能力。通過考核方式的改革，卓越班學生與普通采礦班學生的成績相對比，卓越班的平均成績，優良率和及格率都比普通班要高（見表1），具有一定的推廣價值。

第2篇

關鍵詞：卓越計劃；課程設計；校企合作；系統化設計

課程設計是教學中非常重要的實踐環節，它不僅僅是培養學生分析問題、解決問題的能力，提高實踐創新的能力 [1 ]，而且是學生將所學的專業理論知識應用于實際的最佳途徑 [2 ]。然而，目前針對課程設計進行改革實踐的研究并不多，大多集中在畢業設計改革上。課程設計是實踐教學環節中最為關鍵的教學環節之一，在整個實踐教學中起到了承上啟下的作用，既是專業課程的綜合應用，又是畢業設計的基礎和鋪墊。因此，課程設計要具有綜合性強和接近工程實際的特點，通過課程設計，培養學生的實踐創新能力及團隊合作精神，實現符合產業需要的高素質應用型人才培養要求。因此，課程設計工程化改革已勢在必行，使其具有綜合性強和接近工程實際的特點。

一、 “卓越工程師”教育培養計劃

教育部“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務 [3 ]。“卓越計劃”具有三個特點： 一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。

在中國從制造大國向制造強國轉型的關鍵時期，工科院校創建以培養機械類卓越工程師為導向的教育模式，更加強化了學生的服務企業的工程意識及工程素質 [4 ]。

二、教育理念的深刻變革

結合學校辦學定位和人才培養目標定位，我校在實踐中凝煉出“大德育、大工程、大實踐”（簡稱“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先導，體現做人的素質，“大工程”是背景，體現社會需求，“大實踐”是核心，體現做事的能力 [5，6 ]。

“三大”教育理念要在課程設計中加以落實，使卓越工程師培養與課程設計更好地結合，是應用型本科院校不可忽視的重要問題。課程設計要面向社會需求，核心是培養學生創新和工程實踐能力，確保知識、能力、素質的綜合發展，把學生能力培養貫穿到課程設計的全過程中。

三、課程設計依托校企合作

目前多數學校都在一定規模進行校企合作，且多集中在畢業設計階段。在近幾年畢業設計的指導過程中，我們發現多數學生的機械專業基礎知識還比較扎實，但工程素質較差，對性能指標的要求、成本控制等沒有概念，僅僅局限于要求功能的實現，這是不滿足“卓越工程師”培養計劃要求的。

我校作為黑龍江省唯一一所以礦業工程為特色的本科院校，立足“大礦業”特色，根據專業特色加強與煤礦企業的聯系，與黑龍江省四大礦業集團都建立了多方位的人才培養基地。通過與雞西煤礦機械有限公司合作，成功申報了國家級工程實踐教育基地。工程實踐教育基地的建設和發展為實踐教學改革提供有力的保障。在制定課程設計規范和要求時，聘請企業的專家和技術人員共同擬定符合社會需求的，體現應用性和創新性的課程設計文件規范。

選擇和適當簡化企業的真實項目，引入課程設計，開發出一系列與生產實際緊密相關的課程設計題目，實現實踐教學與企業接軌，要求學生進行系統全面的調研和分析，確定設計方案。

四、系統化的設計原則

課程設計采取小組分工形式，組內成員分別調研后討論，確定總體設計方案，再由組長根據組內成員的特長進行局部計算和結構設計等的分工，每個小組成員之間的工作都是相互關聯的，這樣達到互相監督、共同進步的目的。同時也培養了學生的團隊合作意識和互幫互助的工作作風。

對于礦山機械課程設計，分為提升運輸機械設計、采掘機械設計和礦井通風機械設計三部分，學生根據個人興趣和就業意向選擇其中的一部分進行設計。例如進行礦井提升設備選型時，要求學生對當前礦井所用的提升設備進行調查，吸取實踐經驗以改進設計工作。做設計要有發展的觀點，既要考慮到當前，也要考慮到長遠。對于主提升設備，一般對第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在選型設計時往往要提出幾個方案進行比較。再如順槽帶式輸送機的選型設計，首先應清楚順槽運輸多為幾臺帶式輸送機搭接運輸，所以必須根據現場的實際情況，即按要求的輸送能力并考慮各臺設備之間搭接轉載運輸時結構及尺寸上的要求，合理地確定每臺帶式輸送機的形式及鋪設長度。原則是設備投資及運轉費用最少，即最經濟同時也要便于管理。井下電機車運輸選型設計，應考慮運輸量、采煤方法，裝煤點集中、貯煤量大和運距較長時，應選用較大噸位的機車，否則選用小噸位機車。另外還考慮運輸人員、材料和線路維修等業務配備小噸位機車。本課程設計包括選型計算和繪圖兩部分，學生可按設計任務書中給定的原始數據進行計算。繪圖部分，如提升機房布置圖、機房布置形式及帶式輸送機裝置圖可參考相關手冊選用，并結合調研情況進行相應的設計。設計及計算步驟力爭完整、清晰、簡潔，圖紙繪制符合制圖標準及相關要求。

對于液壓傳動課程設計，考慮學時及設計工作量，將典型液壓系統的設計分解為總體設計和典型的液壓元件的選型和設計。將學生分成幾個小組，組內成員協作完成整個課程設計內容。其中液壓缸是液壓傳動中的典型的應用最廣泛的元件，因此每組內都要求有液壓缸的設計計算和繪圖。液壓缸是液壓傳動的執行元件，它與主機及主機的工作結構有著直接的聯系。不同的機型和工作機構對液壓缸則有不同的工作要求。因此在設計液壓缸之前，首先應了解主機的用途和工作條件、工作機構的結構特點、負載值、速度、行程大小和動作要求、液壓系統所選定的工作壓力和流量等作為設計原始依據的主要內容，這就要求學生在設計前充分到企業和生產實際中了解和分析總結。

五、課程設計改革實踐效果

經過對我校機械工程學院兩屆學生進行課程設計改革試點，發現多數同學能夠按照指導教師要求深入企業，詳細調研，全面分析，確定出合理的設計方案。計算內容完整，圖紙繪制規范。這期間，企業教師的指導起到了非常關鍵的作用，他們將設計經驗無私地告訴學生，使學生少走了許多彎路。學生由循序漸進地完成一個系統設計，掌握了系統設計思路，大大提高學生綜合設計能力。

參考文獻：

[1]曹賀，孫月華，趙存友等. 機械設計專業創新訓練體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2011，7：171～173.

[2]劉波粒，劉澤軍. 淺析本科生畢業設計（論文）質量滑坡的原因及其對策[J].中國高教研究，2007，7：89～90.

[3]教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃” ――面向工業界、面向世界、面向未來，培養卓越工程師后備人才[J].中國大學教學，2010，7：4～5.

[4]吳雪峰，薛銅龍. 基于卓越工程師培養計劃的“機械設計”課程設計改革[J]. 中國電力教育，2013，13：107～108.