自洪堡將科學研究引進高等學校以來，科研與教學已成為高等學校的兩大基本職能。以教學為中心、不斷提高教學質(zhì)量是高校教學工作的永恒主題。高等學校教學與科研是相互依賴、相互促進、不可分離的一體。教學是提升科研能力的孵化器，而科研是提高教學質(zhì)量的推進器。高校教師既要從事教學，又要進行科研，以科研促進教學，并且將二者有機結(jié)合，才能提高教學質(zhì)量和科研水平。本文以計算機輔助設(shè)計與制造課程為研究載體，著重從理論教學、實踐教學和教師素質(zhì)三方面，針對教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、考核方法、教師素質(zhì)等進行改革與研究，改變以往教學重理論、輕實踐；重知識傳授、輕能力培養(yǎng)，重在激發(fā)學生自主學習興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，并在機電學院2007、2008級機械工程及自動化和機械電子工程專業(yè)學生中進行了實踐，效果較好。

　　一、理論教學改革

　　(一)調(diào)整教學內(nèi)容計算機輔助設(shè)計與制造是機械工程及自動化專業(yè)的專業(yè)必修課，省級優(yōu)秀課(2009評)。在教學中發(fā)揮著培養(yǎng)學生邏輯思維能力、計算機應(yīng)用能力、軟件開發(fā)能力、綜合運用相關(guān)學科知識進行現(xiàn)代設(shè)計及創(chuàng)新設(shè)計能力的重要作用。

　　早在2002年課程組即開始對該課程進行廣泛的社會調(diào)研，在總結(jié)長期教學經(jīng)驗，了解社會需求的基礎(chǔ)上，課程組對理論課和實踐課教學進行了調(diào)整，以培養(yǎng)基礎(chǔ)寬、素質(zhì)高、適應(yīng)性強、具有創(chuàng)新能力的人才為目標，制定了新教學大綱及教學計劃，合理地分配了理論學時和實踐學時。

　　通過與傳統(tǒng)教學內(nèi)容相比較，新的教學內(nèi)容更注重培養(yǎng)學生的三個方面能力：

　　第一，現(xiàn)代設(shè)計能力的培養(yǎng)。在計算機輔助設(shè)計與制造課程教學中，以系統(tǒng)性、先進性、實用性、通用性為原則，以講述計算機輔助設(shè)計(cAD)技術(shù)的關(guān)鍵理論與方法為重點，在保留傳統(tǒng)基本理論的前提下，課程組及時進行知識更新，確保將CAD的前沿技術(shù)與最新研究成果引入課堂教學。例如在講授“幾何造型技術(shù)”時，除了教授原有的線框模型、表面模型、實體模型外，還引入了當前流行的參數(shù)化造型、特征造型技術(shù)，并結(jié)合三維軟件(CATIA、UG等)，以工程實際案例為主，具體講述它們在實際設(shè)計中的應(yīng)用，鍛煉學生的實踐能力；對于“工程數(shù)據(jù)處理”，結(jié)合“齒輪減速器計算機輔助設(shè)計”實例，將設(shè)計任務(wù)及設(shè)計中涉及到的數(shù)表和線圖，布置給學生，由學生分組自行設(shè)計、學生互評、教師點評、總結(jié)，通過具體的案例式教學法，激發(fā)學生自主學習興趣。對于應(yīng)用軟件二次開發(fā)，我們結(jié)合開發(fā)“電動工具CAD／CAM 系統(tǒng)的開發(fā)與研制”項目過程，講述開發(fā)軟件的原理、步驟、方法等，讓學生了解更多的課本外知識，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

　　在軟件應(yīng)用教學中，教師克服了以往在講授上只停留在具體命令的使用，即命令的操作步驟上，而無暇顧及命令的內(nèi)涵和外延，學生只能簡單地模仿和死記硬背，獨立操作軟件的能力不強的弊端，對授課內(nèi)容上進行調(diào)整，有針對性地、由淺人深地將科研成果引入教學中。例如，講授“CATIA三維零件設(shè)計”時，我們除了保留課本上的典型例子外，再結(jié)合教育廳項目“數(shù)控加工過程擬實技術(shù)”中數(shù)控機床幾何模型的建立過程，將建模過程中遇到的問題、解決的方法、建模的技巧補充進去，使學生更早地接觸實際，了解更多的課本外知識；還可將學生的畢業(yè)論文與教師的科研結(jié)合起來進行，使教師對學生論文能有的放矢地進行指導，通過實實在在的項目、研究內(nèi)容、研究方法加深對課本理論概念的理解及實際應(yīng)用。第二，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程組依據(jù)“科研促教學、教學帶科研”的教學改革方案，鼓勵教師聯(lián)系教學實際搞科研，把科研與教學有機地結(jié)合起來，把科研成果帶人課堂，把最新的知識和信息傳遞給學生，提高課堂教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識。例如，我們結(jié)合吉林省科技廳項目“汽車離合器蓋總成檢測試驗臺研究開發(fā)”中機械系統(tǒng)設(shè)計部分提出要求：

　　1．所設(shè)計的檢測平臺要能夠模擬多種離合器蓋總成實際工況；2．使汽車離合器蓋總成在檢測平臺上定位準確、裝卸方便、工作可靠；3．能在一定范圍內(nèi)滿足不同規(guī)格工件的測量。

　　并要求學生根據(jù)要求采取獨立設(shè)計或分組合作的方式，大膽提出設(shè)計方案，進行初步設(shè)計，再由教師進行點評。還可以將已結(jié)題的科研項目以案例的形式給出，并指出缺點，由學生進行改進，即充實了教學內(nèi)容，又使學生通過實實在在的項目、研究內(nèi)容、研究方法加深對課本理論概念的理解，提高了他們實際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和協(xié)同作戰(zhàn)能力。

　　第三，實踐動手能力的培養(yǎng)。教師可在教學活動中觀察學生、了解學生，盡可能地掌握每個學生的學習能力、特點，從每屆學生中選取部分接受能力、動手能力強的學生參與教師的科研項目，承擔一部分力所能及的科研課題，使學生對課堂所學知識有更多的實踐機會，兩年來僅機械工程及自動化專業(yè)就有16人參與到教師的科研中。

　　課程組與～ 些企業(yè)及科研院所(如長春中聯(lián)汽車檢測設(shè)備有限公司、五五所等)均保持良好的合作關(guān)系，定期組織學生參觀或?qū)＜抑v座的形式，使學生領(lǐng)略最新的設(shè)計思想、方法及手段，在拓寬學生的專業(yè)視野的同時為后續(xù)的理論教學和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)積累素材和經(jīng)驗。

　　(二)改革教學方法運用啟發(fā)式、研究式、討論式等多種教學方法，勤于與學生溝通，注意傾聽學生的思想，了解學生的情緒與情感的變化，采取有針對性的教學方式，激發(fā)學生內(nèi)在的學習動力。

　　第一，小班授課與因勢利導。計算機輔助設(shè)計與制造課是全院的必修課，少則7個班，多則l1個班，課程組每學期至少保證5名教師同時上課，每名教師不超過2個班。應(yīng)用軟件教學部分更是因其內(nèi)容的特殊性，全部課程均安排在機房，單班上課，不但可以保證教學質(zhì)量，還可以做到及時答疑解惑，而且通過小班授課、變功能型教學為目的型教學、共性與個性并重，調(diào)動了學生自主學習的積極性，活躍課堂氣氛，開拓視野。

　　第二，理論教學與工程實際設(shè)計相結(jié)合。時刻把握將理論內(nèi)容與工程實際緊密結(jié)合，不斷對學生進行創(chuàng)新意識和工程理念的培養(yǎng)，將實際產(chǎn)品設(shè)計案例恰當?shù)匾�人課堂中，配合理論教學，既豐富了課程內(nèi)容，又加深了學生對設(shè)計理論和設(shè)計方法的理解，同時也激發(fā)了學生學習本課程的興趣。

　　具體做法為：優(yōu)選機械設(shè)計中典型零件作為軟件學習的基礎(chǔ)，如軸、軸承、螺栓等標準件設(shè)計，齒輪設(shè)計等一系列在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計實訓中可以用到的零件，講解模型創(chuàng)建方法，在專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中選取典型機床(如車床、銑床和鉆床等)，以在機械制造裝備設(shè)計中的機床設(shè)計為主線，設(shè)計機床轉(zhuǎn)速圖，進行機床的主軸箱三維實體造型設(shè)計。意  在使學生熟練掌握CAD／CAM 軟件的同時，通過這門課程教學內(nèi)容的巧妙設(shè)置，將理論課教學和畢業(yè)設(shè)計實踐教學環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來，提高學生軟件應(yīng)用技能，為就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

　　第三，教師講授與學生自學相結(jié)合�；�本概念和基本理論主要是通過教師進行課堂授課進行的，如“圖形變換原理”、“常規(guī)三視圖生成方法”、“工程手冊的數(shù)據(jù)處理等”；對部分易于自學的內(nèi)容安排學生自學結(jié)合課堂討論的方式進行，如“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用”；涉及學科前沿的、可擴展的知識，學生通過查閱資料，開展師生之間、學生之間互動討論，既可激發(fā)學生探究理論的興趣，又可增強其參與意識。

　　(三)更新教學手段課程組一直在探索新的教學手段的應(yīng)用。伴隨著我校教學條件的改善，我們從最原始的一本書、一支粉筆、一塊黑板和一本教案的傳統(tǒng)教學手段，發(fā)展到今天廣泛應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)化教學資源。

　　第一，多媒體課件開發(fā)。根據(jù)計算機輔助設(shè)計技術(shù)與制造課程教學內(nèi)容與計算機的相關(guān)性，在教學中，我們采用了多媒體教學、計算機輔助教學等多種教學手段，將理論教學、程序設(shè)計、軟件演示與操作融為一體。例如在圖形變換、三維幾何造型等章節(jié)，課程組基于相關(guān)輔助軟件，開發(fā)計算機輔助設(shè)計與制造教學課件，除實現(xiàn)相關(guān)文字、圖形、圖像、動畫等內(nèi)容的展示外，還實現(xiàn)了與外部科研成果“數(shù)控加工仿真軟件系統(tǒng)”的動態(tài)鏈接。

　　第二，有效利用網(wǎng)絡(luò)教學資源。隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用，互聯(lián)網(wǎng)已成為教學的好幫手。為此，課程組建立了課程網(wǎng)站。除此之外，大量的CAD~CAM 網(wǎng)站也提供了海量的CAD／cAM 資源，在CAD／CAM 教學中要充分利用這一資源科學指導學生下載網(wǎng)絡(luò)資料、練習網(wǎng)上習題、交流CAD／CAM 作品、交換創(chuàng)作經(jīng)驗引導學生利用網(wǎng)上文章和資料學習CAD／CAM，養(yǎng)成自學和獨力解決問題的習慣。

　　第三，錄制教學視頻文件。針對軟件教學“課上學的快，課后忘的快”的問題，將教學中的重點、難點，如“標準件的參數(shù)化設(shè)計”、“標準件庫的建立”等內(nèi)容制成教學視頻文件，便于學生加深理解、課后復習。

　　第四，以多樣化的考試方式作為督促手段。對于計算機輔助設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)課程理論考試可采取“筆試+口試+實驗+平時”的方式；對于機械CAD／CAM 應(yīng)用軟件教學可采取“上機+ 口試+平時”的方式，重點考核學生解決問題的方法和思路是否靈活和有創(chuàng)新，目的是反映學生的真實水平。

　　二、實踐教學改革相對于理論教學，實踐性教學是培養(yǎng)學生動手能力的一種重要方式。實踐教學在學生創(chuàng)造性發(fā)展中的重要支撐和基礎(chǔ)作用是毋庸置疑的，實踐教學包括實驗、實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，相對于課堂教學更具有直觀性、綜合性、創(chuàng)新性的特點，有理論教學不可替代的作用。

　　(一)調(diào)整實踐教學內(nèi)容調(diào)整實踐教學內(nèi)容，增加綜合性、設(shè)計性實習／實驗題目；通過綜合性、設(shè)計性實驗教學設(shè)計，開展基于問題和基本科研技能訓練的研究性教學，將科研的基本方法、技能和思維方法融人到實驗內(nèi)容和教學中，增加了綜合性和設(shè)計性實驗的探索性和研究性，促進了學生知識、科研技能的內(nèi)化，提高了學生自主學習、自主創(chuàng)新能力。如：在計算機輔助設(shè)計與制造課程的應(yīng)用軟件教學中，為學生設(shè)計了“齒輪減速器的參數(shù)化設(shè)計及仿真”等綜合性、設(shè)計性實驗。

　　除教學計劃規(guī)定的內(nèi)容外，根據(jù)需要，課程組增設(shè)一些與課程內(nèi)容有關(guān)的實驗選修課，為學生提供了一個開放的自主學習平臺，允許學生自選項目，教師給予指導，以學生為中心，因材施教，因內(nèi)容施教，充分激發(fā)學生的實踐創(chuàng)新積極性，不僅提升了學生的實踐能力，而且提高了教學效率和教學質(zhì)量，提高學生的基本科研技能和創(chuàng)新能力。

　　(二)加強實踐教學基地建設(shè)充分利用校內(nèi)外的教育資源，拓展校內(nèi)外各類實驗、實訓、實習基地的建設(shè)；加強校企合作、產(chǎn)學結(jié)合。除我校工程訓練中心(國家級實驗教學示范中心建設(shè)單位)、機械工程實驗教學中心(省級實驗教學示范中心)和大學生創(chuàng)新基地外，中國第一汽車集團公司、一汽轎車股份有限公司、一汽解放汽車有限公司卡車廠、長春數(shù)控機床有限公司等都是與我們有較好合作關(guān)系的校外實習／實訓基地。

　　(三)鼓勵學生參與課內(nèi)外實踐活動將校內(nèi)外創(chuàng)新項目、設(shè)計大賽等的優(yōu)秀作品，及時傳遞給學生，為學生參與和自主開展課題研究創(chuàng)造條件。通過鼓勵和支持學生參與教師科研課題、各類競賽、各種形式的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動、課外科技活動及社會實踐活動，提高學生的工程創(chuàng)新和實踐能力。

　　三、教師自身素質(zhì)和能力的提高百年大計，教育為本；教育大計，教師為本。教師是教育事業(yè)的第一資源，教學活動直接發(fā)生在師生之間，課改的大潮已經(jīng)把老師推到了時代的浪尖上，要使高校課程教學改革取得長效，教師必須理解課程教學改革的原因，以及自身在此次改革中的作用并不斷自我提高。

　　(一)轉(zhuǎn)變教學觀念教師要改變以往“以教師為中心”、“以教材為中心”、“以課堂為中心”的教學方式，堅持“以學生為中心”的教育理念。教師要逐步適應(yīng)師生角色的轉(zhuǎn)換，堅持學生是主體，教師是主導，在教學中關(guān)心學生、熱愛學生，利用自身淵博的知識、優(yōu)美的語言、獨特的教學風格，吸引和感染學生，與學生建立和諧融洽的師生關(guān)系，做學生的良師益友。充分了解學生的情緒與情感的變化，對不同年級、不同層次的學生，采用適當?shù)姆绞郊ぐl(fā)他們學習的積極性，采取有針對性的教學方式，激發(fā)其內(nèi)在的學習動力。

　　(二)提高教師素質(zhì)和能力教師需要由經(jīng)驗型向科研型，甚至向?qū)＜覍W者型轉(zhuǎn)變。

　　一味地依照教材照本宣科，學生也會厭煩的。要給學生一杯  水，我們老師胸中就不僅是一桶水的問題，而應(yīng)是一條活潑清澈流淌的小溪，才能給課堂注入源頭活水。從知識的產(chǎn)生角度講，科研是“源”，教學是“流”，科研理應(yīng)成為教學的一部分，并且應(yīng)當走在教學的前頭。課程組的具體做法是：鼓勵教師申報各級各類科研課題，通過科學研究，教師能夠更深刻地了解社會對培養(yǎng)人才的要求，了解社會人才市場對人才培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)能力的要求，才能全面把握本學科的國內(nèi)外學術(shù)動態(tài)，準確地認識自己所授課程在整個學科中的地位和課程內(nèi)部的邏輯聯(lián)系；通過科學研究，了解本學科的科學研究前沿，把科研中獲得的新知識及科技新成就及時反映到教學中去，提高教學質(zhì)量；通過科學研究，培養(yǎng)教師善于研究問題和解決問題的能力，以提高學術(shù)研究水平，使廣大教師既是教學的能手，又是科研的尖兵。通過研究實踐，培養(yǎng)造就一支具有整體研究能力和高水平的師資隊伍。課程組于2009年被評為“吉林省優(yōu)秀教學團隊”，其中1名教師獲“吉林省中青年骨干教師”稱號，1名教師獲“長春工業(yè)大學優(yōu)秀主講教師”稱號。課程組成員在近三年內(nèi)新申報及結(jié)題國家及省市級科研項目就達到了8項，其中1項獲得了省科技進步二等獎，發(fā)表論文2O余篇。

　　將科研引入教學，筆耕論文新浪博客，教學科研并重，激勵學生創(chuàng)新意識的教學改革在我校機電學院機械工程及自動化和機械電子工程專業(yè)經(jīng)過三年的實踐，已取得一定的效果。近3年，兩個專業(yè)學生在“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽活動中，榮獲國家級三等獎1項，省級二等獎1項�；埕~組機械創(chuàng)新大賽獲國家級一等獎2項、二等獎3項、三等獎1項；機械創(chuàng)新設(shè)計大賽榮獲國家級二等獎2項，省級一等獎4項、二等獎5項、三等獎2項；全國三維數(shù)字化創(chuàng)新大賽國家級特等獎1項。機械工程及自動化專業(yè)的畢業(yè)生三年的就業(yè)率分別為97．5%、97．8%、98% ，一度出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。根據(jù)用人單位的反饋信息，認為本專業(yè)的畢業(yè)生基礎(chǔ)理論扎實、技術(shù)應(yīng)用能力強、學生創(chuàng)新意識強，適應(yīng)性好，具有較強的團隊精神，其較高的實踐動手能力和個人綜合素質(zhì)，肯于在基層工作的奮斗精神受到企業(yè)的高度評價。他們當中的一部分已成為企業(yè)的領(lǐng)導和技術(shù)負責人或骨干。