国防科学技术大学 尚建忠 夏宏玉 张湘 徐小军
摘要：本文介绍了机械基础系列课程近几年进行的教学改革和实践的情况，包括建立新的课程体系、课程内容的改革，机械基础系列课程教学基地和实验室的建设，现代化教学方法和教学手段的应用，以及创新实践教学的成果。
关键词：机械基础系列课程 教学改革 教学基地 创新实践
一、引言
国防科学技术大学担负着培养“懂技术、会管理、能指挥”的高素质新型军事人才的重任。在本科教育阶段，强调“宽口径、厚基础、强能力、高素质”，要求学生不但具有扎实的理论知识，还要具有较强的实践能力。
为确保学生的综合素质和创新能力培养，我校改变了以往过早分科专业组织基础教学的模式，实施按专业大类进行培养和组织基础教学的新模式，建立了公共基础和技术基础课程平台。机械基础系列课程中既有公共基础课程，又有技术基础课程，是各专业打好基础，培养创新意识和能力至关重要的环节。尤其在机电控制类的各专业中，对学生的实践动手能力和创新设计能力要求很高。
围绕以上培养目标和培养模式，结合高素质新型军事人才的培养要求，机械基础系列课程进行了一系列教学改革和实践。教改的总体思路是从整体优化的角度对系列课程内容进行整合，以综合设计能力培养为主线，创新设计能力培养为目标，现代设计能力培养为关键，突出军事特，把各门课程的各教学环节融入到系列课的整体规划中，逐步建立适应信息化条件下作战和训练发展要求的教学内容和课程体系。在此基础上，再进行下一步改革和实践。
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二、构建新的机械基础系列课程体系，改革系列课程教学内容
经过深入研究国内一流高校和部分军队院校机械基础系列课程的体系配置，针对我校学生教学特点，采取压缩通用专业课程学时，突出知识与能力贯通，增设“自动武器原理与构造”课程，改单一课程设计为综合课程设计等办法，优化课程体系，体现军校特。
新的机械基础系列课程分为两大系列：工程制图系列和机械设计系列。其中“工程制图基础”是我校公共基础必修课程，“机械设计基础” 是机电控制类所有专业的技术基础必修课程，“机械制图”和“自动武器原理”是合训类学生机械工程及其自动化专业的技术基础必修课程。如图1所示。
可以看出，在该课程体系建设中，技术类着重于专业技术知识的培养，合训类学时所限，压缩了通用专业课程学时，增加了自动武器原理，突出军事应用背景，以创新
与实践能力培养为目标，具有鲜明的军校特。
图1 新的机械基础系列课程体系
在此基础上，按照新的课程体系，重新撰写了教学大纲。新的课程体系和教学大纲充分体现了人才培养要求。并设置了机械设计系列课程岗位责任教师制度，并设置专项经费，用于系列课程教师对同类高校专业进行调研，开展专业评价和建设等工作。
在建立新的课程体系的基础上，对教学内容进行了改革。课程内容突破一般院校采用的模式，增列了大量与武器装备相关内容，并打破分课程独立开设课程设计的传统，设置系列课程一体化综合课程设计，形成了特和优势。针对教学内容的变化，进行了系列教材编写或改编工作。近三年编写教材6部，在编2部，发表教学论文18篇。
三、强化培养学员创新实践能力，建设机械基础课程教学基地 为开发综合性、创新性实验，强化培养学员创新实践能力搭建平台，学校投入大量经费，进行了机械基础系列课程教学基地建设。机械基础课程教学基地包括机械组成认识、工程制图、机械原理、机械设计、机械CAD 和机械创新等六个实验室，这些实验室之间相互联系，给学员提供了一个条件优越、综合完整、具有专业特和军队特的机械设计实验环境。
这六个实验室分别是：
1、机械组成认识实验室用于激发学员对机械专业的热爱，调动学员的学习热情。包括工程制图模型柜、机械原理陈列柜、机械零件陈列柜和典型的、构思巧妙的机电一体化产品等。
2、工程制图实验室用于提高学员的构形能力、空间思维能力、读图能力和草图绘工程制图基础（40学时）
机械制图（56学时）机械CAD（40学时）
机械设计课程设计
（3周）机械基础系列课程
合训类
机械制图（30学时）
机械设计基础（66学时）机械原理（56学时）机械设计综合课程设计（1.5周）
自动武器原理（40学时）技术类计算机辅助设计（20学时）
机械设计（70学时）
制能力。包括测绘设计室、模型陈列室、优秀展示室和教学保障等部分。
3、机械原理实验室用于培养学员机构设计、综合和创新能力。新开设了机械机构创意组合与创新设计实验、机构运动参数测试实验等。
4、机械设计实验室用于培养学员的机械零部件设计、结构设计和创新设计的能力。新开设了典型机械拆装与调试、典型机械传动效率分析与测试和轴系结构组合拼装等。
5、机械CAD实验室建立了教学网站，支持三维CAD软件运行于校园网环境下，为课程教学提供保障。
6、机械创新实验室用于培养学员的创新能力和综合素质。让学员在课外运用所学知识，完成能满足一定功能要求的武器装备主要机构和常用机械装置。
引物这些实验室建设目标明确，分别着眼于工程制图能力、机械设计能力、创新设计能力和计算机辅助设计能力的培养，重点放在综合性、创新性实验开发和教学方面。所建的几个实验室在对学员能力培养方面各有侧重，又相互联系成为一个统一整体。应由一人独立完成的基础实验设备达到一人一组，综合性实验四人一组。每年为全校各专业开出56项课程实验项目，其中综合性、设计性、自主性的实验时数占实验教学总时数的50%，普遍反映效果良好。经过建设和应用，教学基地目前处于国内先进水平，达到了培养学员机械创新设计能力和综合素质的目的。
图2 实验室
四、改革教学方法和教学手段，提高教学效果和办学效率
面对学员人数的大幅度增加，传统的教学模式根本不可能满足要求，必须研究新的教学组织方式和教学手段。
在教学方法上，机械基础系列课程坚持以学生为中心的思想，实施启发式、讨论式、研究式教学，强调培养分析、启发思路、解决问题的能力和创新精神；把科研成果引入课堂，把基础理论和设计实践紧密结合；摈弃灌输式教学方法，重视学员的个性发展，强调充分发挥学生积极性和主动性，使学生学会学习，具有自我开拓和获得知识的能力；鼓励学员参加各种课外科技创新活动，加强学员综合设计能力的培养。
在教学手段上，积极开展现代教育技术的研究，综合采用多媒体、网络、案例教
学等先进教学手段。经过多年努力，开发了机械基础两大系列课程的多部多媒体课件，并由高教出版社正式出版了其中四部多媒体课件或电子教案，《机械设计基础》电子教案获全国多媒体课件制作优秀奖。
pci板卡工程制图系列多媒体课件包括：工程制图基础多媒体CAI课件（40学时非机械类）、机械制图多媒体C
AI课件（30学时机械类）、画法几何及机械制图MCAI系统（96学时机械类）、组合体、装配体三维模型库、习题集三维模型库和习题集答案库、动画库、图片库。机械设计系列多媒体课件包括：机械原理多媒体CAI授课系统、机械设计基础多媒体CAI授课系统、机械设计多媒体CAI授课系统、自动武器原理与构造CAI 授课系统、计算机辅助设计CAI授课系统、现代机械设计设计方法CAI授课系统、机械原理多媒体助学与答疑系统、机械原理教学模型三维动画演示系统。上述课件中，大量采用了三维和二维动画表现空间形体和机构运动原理，形象生动，有效配合了教学重点和教学方法改革的要求。
机械基础系列所有课程网站均已投入使用，使用人数高，教学应用广。其中工程制图网络课程信息资源丰富，拥有优秀教员的全程授课视频，并建设了虚拟实验室，使用效果好，是我校学员访问最多的网站之一，获2006年全军优秀网络课程三等奖。网站除传统教学内容外，还开辟了特栏目——“创新大赛”，深受学员欢迎。
在装备案例教学研究和应用方面也踏出了实质性的一步。在学校教学研究项目支持下，建设完成了“装备案例教学素材库”和“装备案例素材库支撑平台”建设，利用现代计算机多媒体技术，将三维数字化模型和关键技术结合起来。素材库通过文字、图片、视频录象、声音、三维实体运动仿真模型等多媒体素材的有机集成，形成了一套完整的教学素材资料。素材内容丰富，功能齐全，装备结构体系完整，全网络化管理，对于学员将课堂知识与装备的有机结合，具有重大的现实意义。
图3 网络课程和装备案例教学
五、重视实践性教学和教学效果，创新大赛规范化圆极化天线
松下手机机械基础课程教学基地除完成实验教学任务外，还加大对学员的开放力度，指导学员进行机械创新实践，并组织学员参加国内的竞赛。针对军事需求，课外进行创新设
计和制作，培养学员的创新实践能力。广大学员积极参加各种学科竞赛和课外科技活动，在全国大学生机械创新设计大赛、挑战杯大赛中均取得优异成绩。为配合两年一届的全国大学生机械创新设计大赛，学校也设立了两年一届的全校机械创新设计大赛，下拨配套经费。经过两届全国大赛的考验，共获全国机械创新设计大赛一等奖3项，湖南省一等奖6项，并涌现出以“行星轮式登月车”、“球形机器人”研制小组为代表的若干学员创新团队，在军内外引起了良好的反响。
图4 创新作品
六、小结
实施教学改革以来，由于教学效果好，各项工作突出，机械基础系列课程教员和课程组得到大量奖励，获全军教学成果二等奖一项，省教学成果一等奖一项，校教学成果一等奖三项；共有1人获育才奖金奖，2人获育才奖银奖，6人获学校教学优秀二等奖。
参考文献
[1] 王平，沈晓阳 机械类专业机械基础系列课程教学改革的实践 理工高教研究 2005，24（2）
[2] 葛文杰 机械基础系列课程教学改革研究与实践 西北工业大学学报（社会科学），2003，23（3）
[3] 胡志勇 机械基础系列课程教改研究与实践 内蒙古工业大学学报（社会科学），2003，12（2）
[4] 朱维兵 加强机械基础系列课程建设的思路和构架 高等教育研究，2004，20（2）
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