李憲芝　楊錫軍　王新榮　姜國棟　陳思羽

[摘 要] 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生在學(xué)完“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程之后進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計(jì)能力方面有著極其重要的作用。文章結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析并總結(jié)了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，從選題、教學(xué)、設(shè)計(jì)和考核四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革與實(shí)踐，并提出具體改革措施。

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2017） 04-0080-02

“機(jī)械設(shè)計(jì)”是高等工科院校機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。是銜接先修的公共基礎(chǔ)課和后續(xù)專業(yè)課的橋梁與紐帶。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，解決工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計(jì)能力。

目前機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中仍存在一些不足，例如設(shè)計(jì)題目比較單一、設(shè)計(jì)過程千篇一律、部分學(xué)生只是機(jī)械式地進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)，缺乏積極主動(dòng)的思考。為了適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求，必須要對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的改革與探索，提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量。

一 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在的不足

1 課程設(shè)計(jì)題目過于單一

多年來，我校機(jī)械類各專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選題都是帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，一般為二級(jí)直齒（或斜齒）圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)。給定的原始數(shù)據(jù)為運(yùn)輸帶的工作拉力、工作速度、卷筒直徑、工作條件等，要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。我們知道，機(jī)械類各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是不相同的，如果所有專業(yè)都進(jìn)行帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器裝置設(shè)計(jì)，是不能很好地反映專業(yè)特點(diǎn)的。另外，由于是幾個(gè)專業(yè)多個(gè)班級(jí)同時(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，這樣會(huì)出現(xiàn)一些學(xué)生的題目相同或非常相近，客觀上這也是造成抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重的原因之一。

2 學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力較差

在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的過程中，需要綜合運(yùn)用一些先修課程，如“工程材料”、“機(jī)械制圖”、“工程力學(xué)”、“機(jī)械精度設(shè)計(jì)”等課程。學(xué)生對于這些先修課程理論知識(shí)的掌握程度并不好，綜合應(yīng)用能力比較差，課程設(shè)計(jì)質(zhì)量不高。

例如：在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中軸的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，需要用到工程力學(xué)中的彎矩、扭矩的計(jì)算，學(xué)生往往處理不好，出現(xiàn)許多問題。又例如：裝配圖及零件的繪制中，不能正確應(yīng)用工程制圖基本知識(shí)進(jìn)行繪制，出現(xiàn)許多制圖錯(cuò)誤；裝配圖不標(biāo)注尺寸；齒輪及軸等零件圖中涉及到尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度的標(biāo)注時(shí)，數(shù)值大小不知道如何確定，甚至根本就不標(biāo)注；標(biāo)準(zhǔn)件簡化圖不規(guī)范等。

另外，有些學(xué)生對待課程設(shè)計(jì)的態(tài)度不端正，對課程設(shè)計(jì)重視不夠，對所使用的參考資料及文獻(xiàn)盲目模仿、照搬照抄。

3 細(xì)節(jié)處理上存在諸多問題

這也是導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量不高的主要原因，例如在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，階梯軸的軸向尺寸和徑向尺寸的確定、軸上零件的軸向固定及周向固定等問題上總是出現(xiàn)很多錯(cuò)誤；有些學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算說明書中的零件的設(shè)計(jì)尺寸與零件圖尺寸不相符，零件圖與裝配圖上的零件不一致。此類細(xì)節(jié)問題有很多，表明學(xué)生工程設(shè)計(jì)的能力比較差。

4 設(shè)計(jì)手段存在不足

為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展及工程實(shí)際需要。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)繪圖逐漸取代了傳統(tǒng)的手工繪圖。計(jì)算機(jī)繪圖軟件具有無紙化、高效快捷、易保存等優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)修改難、修改費(fèi)時(shí)等缺點(diǎn)。但是計(jì)算機(jī)繪圖軟件中易保存、易拷貝的特點(diǎn)也會(huì)造成學(xué)生抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。

二 課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與探索

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是學(xué)生第一次進(jìn)行較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練。通過課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生將所學(xué)課程的基本理論知識(shí)融合在一起，利用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、查閱資料，設(shè)計(jì)一般簡單機(jī)械。

1 改革課程設(shè)計(jì)題目

設(shè)計(jì)題目是課程設(shè)計(jì)的核心問題，選擇題目時(shí)，一是要滿足教學(xué)大綱的基本要求；二是要保證設(shè)計(jì)工作量合適，學(xué)生能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成。

在課程設(shè)計(jì)選題上要改變以往題目的單一疆化，對于學(xué)生而言，過難或過于復(fù)雜的題目都是不現(xiàn)實(shí)的，因此在題目選擇上，仍將減速器設(shè)計(jì)作為課程設(shè)計(jì)的主要題目。減速器的類型非常多，除設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器外，還要設(shè)計(jì)用于破碎機(jī)、提升機(jī)的減速器等；除圓柱齒輪減速器外，還可以設(shè)計(jì)圓錐——圓柱齒輪減速器、蝸桿傳動(dòng)減速器等。

除保留減速器設(shè)計(jì)外，還選取了一些與工程實(shí)際關(guān)系密切的課題作為設(shè)計(jì)課題，讓學(xué)生參與到教師的科研課題中，選作一些與工程實(shí)際關(guān)系密切，能培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力的課題。另外也可讓少數(shù)同學(xué)自主選題，與指導(dǎo)教師進(jìn)行交流討論，題目確定后可自行設(shè)計(jì)，教師定期進(jìn)行輔導(dǎo)。

在題目分配方面，可考慮學(xué)生的綜合素質(zhì)來分配題目，盡量調(diào)動(dòng)大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

2 改革教學(xué)順序和教學(xué)方法

第一， 改變傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是先課堂教學(xué)后課程設(shè)計(jì)。我們提前將課程設(shè)計(jì)任務(wù)書下發(fā)給每一位同學(xué)，讓學(xué)生預(yù)先了解設(shè)計(jì)內(nèi)容。將課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融于機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的整個(gè)過程中。學(xué)生在課外逐漸完成傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，教師給予指導(dǎo)并進(jìn)行階段性檢查，這樣可以增加學(xué)生的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

為保證教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)計(jì)進(jìn)度相配合，將課程內(nèi)容的教學(xué)順序作以下調(diào)整：先講授傳動(dòng)零件（如齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等）設(shè)計(jì)計(jì)算，再講授軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軸承的計(jì)算，最后講授連接件（螺紋連接、鍵連接等）的設(shè)計(jì)。整個(gè)過程中要同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)說明書的編寫及草圖繪制。教學(xué)與設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。使教師與學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過程中始終圍繞“設(shè)計(jì)”這個(gè)主線進(jìn)行教與學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，有利于學(xué)生能及時(shí)將所學(xué)知識(shí)消化及應(yīng)用。

第二，大多數(shù)學(xué)生對機(jī)械結(jié)構(gòu)缺乏感性認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)開始，安排學(xué)生進(jìn)行減速器的拆裝實(shí)驗(yàn)并組織學(xué)生觀看各種機(jī)械結(jié)構(gòu)視頻，使學(xué)生對各種機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更加深入的感性認(rèn)識(shí)，為課程設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第三，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)課等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)不同，有其自身的特殊性。設(shè)計(jì)過程中，要將學(xué)生作為設(shè)計(jì)的主體，教師起組織、引導(dǎo)、檢查和把關(guān)的作用，要為學(xué)生營造良好的實(shí)踐環(huán)境，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性。學(xué)生設(shè)計(jì)中碰到問題時(shí)，要多查閱資料、經(jīng)常與同學(xué)進(jìn)行探討，不斷地修改找到問題所在。這樣，不但能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立意識(shí)以及協(xié)作能力，還能提高他們解決實(shí)際問題的能力、科技創(chuàng)新能力。

3 改革設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)手段

隨著科技的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，我們也要求學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)手段來進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械原理的后續(xù)課程，在之前的機(jī)械原理教學(xué)中，我們就提示學(xué)生要利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)一些常用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，如應(yīng)用較廣的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Pro/E、UG等，為課程設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行作好前期準(zhǔn)備。

設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)學(xué)生綜合素質(zhì)，如基本理論知識(shí)的掌握程度，分析問題以及解決問題的能力，計(jì)算機(jī)軟件操作能力等方面，來分層次要求。CAD軟件使用熟練的，可用此軟件進(jìn)行二維繪圖；會(huì)熟練運(yùn)用Pro/E、UG等軟件的學(xué)生，可用該軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)仿真。分層次要求，可以給學(xué)生提供更大的創(chuàng)作空間，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。

4 改革考核方式

第一，對機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要進(jìn)行獨(dú)立考核，有單獨(dú)的學(xué)分，這樣可以增加學(xué)生的重視程度。

第二，現(xiàn)場答辯是機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要的考核形式之一。為了保證答辯能夠順利進(jìn)行，成立了由幾位教師組成的答辯小組，每個(gè)學(xué)生先要簡單自述設(shè)計(jì)過程、方法及步驟，然后由答辯小組老師提出問題，學(xué)生進(jìn)行回答。答辯小組根據(jù)現(xiàn)場答題情況給出學(xué)生答辯環(huán)節(jié)的成績。答辯結(jié)束后，還會(huì)要求學(xué)生修改課程設(shè)計(jì)說明書及圖紙中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

第三，課程設(shè)計(jì)成績采用綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這樣有助于全面、真實(shí)地評(píng)價(jià)學(xué)生課程設(shè)計(jì)質(zhì)量和教學(xué)效果，使學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，避免應(yīng)付了事。把考核成績分成幾大塊，其中平時(shí)出勤情況及設(shè)計(jì)過程中的表現(xiàn)共占10%，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書占35%，圖紙完成質(zhì)量占35%，現(xiàn)場答辯成績占20%。

課程設(shè)計(jì)是高校教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容。通過課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖技能、資料查閱能力，提高學(xué)生的整體設(shè)計(jì)能力和科研創(chuàng)新能力，能為學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對今后從事專業(yè)技術(shù)工作有著極其重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。

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