機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)改革研究

劉海娥，張建國，吳韶華，張思婉

（鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450052）

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是高職高專機(jī)類、近機(jī)類的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在教學(xué)體系中具有承上啟下的作用。本課程的學(xué)習(xí)主要是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及工程意識的養(yǎng)成。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它涵蓋了《機(jī)械制圖》、《工程材料》、《工程力學(xué)》等先修課程知識，課程設(shè)計時需要查閱大量相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)手冊等相關(guān)資料，利用所學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)的、完整的機(jī)械設(shè)計。根據(jù)近幾年來所帶學(xué)生課程設(shè)計的實際情況，提出機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計存在的一些典型問題及教學(xué)方法的改革研究。

1 目前課程設(shè)計的現(xiàn)狀

（1）課程設(shè)計題目。高等工科院校常用題目是單級圓柱齒輪減速器和展開式二級圓柱齒輪減速器，減速器是工業(yè)中常見的機(jī)械傳動裝置，在帶式運(yùn)輸機(jī)、破碎機(jī)和球磨機(jī)中被廣泛應(yīng)用。減速器設(shè)計涵蓋了機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)中齒輪傳動、帶傳動、軸承、軸、螺栓等主要通用零件的設(shè)計與計算，運(yùn)用了一般機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的常用方法，具有很強(qiáng)的綜合性和針對性。

我校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計布置給學(xué)生的通常有四個任務(wù)書，分別為帶式運(yùn)輸機(jī)、破碎機(jī)、攪拌機(jī)和球磨機(jī)的減速器裝置設(shè)計。每個任務(wù)書有五個小題，每題的參數(shù)不同，但任務(wù)書的方案相同，都是已給定的傳動方案圖，工作條件和設(shè)計要求均完全相同，學(xué)生在設(shè)計過程中容易抄襲，照葫蘆畫瓢，改改相應(yīng)的參數(shù)來敷衍了事。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)情況。課程設(shè)計周期是兩周，一般安排在學(xué)期末的最后兩周（16~17周）。但由于學(xué)校場地所限，許多班級被安排在學(xué)期中期，甚至前期上課不久后的7~8周，由于跟課程相關(guān)的許多內(nèi)容還未講到，比如軸，軸承的設(shè)計計算，即使打亂授課計劃把課程設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容提前講，還是來不及講到，在做課程設(shè)計時特別困難，老師不好指導(dǎo)，學(xué)生也是一頭霧水，利用設(shè)計周期的時間來講課，時間上不夠用，學(xué)生也不容易掌握內(nèi)容。

課程設(shè)計第一周通常是設(shè)計計算，第二周是手工繪圖。在布置任務(wù)時，一般都是分組進(jìn)行，每組3~5個人，便于團(tuán)體合作，有問題大家積極思索，力爭小組范圍內(nèi)解決問題。實施過程中學(xué)生抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。每組里面只有一兩個學(xué)生主動完成，其他的學(xué)生都是照抄主動完成的學(xué)生的樣本，甚至有的小組就沒有主動做的，照著別組的樣本改改參數(shù)，最后交上來的課程設(shè)計資料雷同現(xiàn)象很嚴(yán)重。究其原因，主要是學(xué)生對課程設(shè)計認(rèn)識不足，不重視課程設(shè)計，缺乏積極性和主動性。他們認(rèn)為做課程設(shè)計無非是將學(xué)過的知識再串一遍，沒有多大意義，對課程設(shè)計敷衍了事，持應(yīng)付的態(tài)度，為完成任務(wù)東拼西湊，甚至直接照搬照抄。

在繪圖工作中，很多學(xué)生對圖紙尺寸標(biāo)注、公差配合、粗糙度的標(biāo)注過于隨意，公差、粗糙度等級的選取不合理，有些學(xué)生連邊框線、標(biāo)題欄都不畫，主要原因是學(xué)生對先修課程掌握不牢或不會應(yīng)用；課程設(shè)計的時間安排也不盡合理，安排在學(xué)期末，學(xué)生忙于準(zhǔn)備考試，不少學(xué)生難于集中精力認(rèn)真搞課程設(shè)計，更有甚者，用量規(guī)直接量取別人的尺寸來畫圖，連尺寸標(biāo)注也是直接抄襲，敷衍完成任務(wù)。這樣完成的課程設(shè)計質(zhì)量很差，學(xué)生根本沒有起到鍛煉的作用。

2 課程設(shè)計的改革探索

（1）采用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式。傳統(tǒng)的課程設(shè)計題目一般是在實訓(xùn)周開始時布置給學(xué)生；采用任務(wù)驅(qū)動法，課程設(shè)計計算與課程講授內(nèi)容同步進(jìn)行，在機(jī)械設(shè)計課程開課時就發(fā)給學(xué)生設(shè)計題目，讓學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動下帶著問題學(xué)習(xí)。任務(wù)驅(qū)動法可讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，變被動學(xué)習(xí)為主動。教學(xué)過程中，適時布置學(xué)生閱讀設(shè)計指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)容，并完成相應(yīng)的課程設(shè)計內(nèi)容，教師利用答疑時間給予輔導(dǎo)及抽查。在設(shè)計周期間學(xué)生主要進(jìn)行計算部分整理、修改和圖紙繪制，這樣學(xué)生就有較為充裕的時間復(fù)習(xí)先修課程和結(jié)構(gòu)等方面的創(chuàng)新思考，這樣的安排，既緩和了教師和學(xué)生在時間方面過分緊張的矛盾，又不至于影響理論課的教學(xué)，同時又提高了課程設(shè)計的效果。課程設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計部分可以放在學(xué)生“裝拆、測繪減速器實驗”后進(jìn)行。在裝拆、測繪實驗中，讓學(xué)生仔細(xì)觀察各類減速器的結(jié)構(gòu)、軸的結(jié)構(gòu)、軸承的安裝和固定方法，為對軸和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和畫裝配圖打下基礎(chǔ)。

（2）課程設(shè)計題目探索。課程設(shè)計題目應(yīng)貼近工程實際，題目形式多樣化。齒輪減速器涉及的機(jī)械設(shè)計問題具有典型性和普遍性，且已為大多數(shù)高校接受和采用，故齒輪減速器設(shè)計需要保留，但此外應(yīng)根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點，設(shè)定多樣化的題目。機(jī)械基礎(chǔ)教研室和各專業(yè)教研室可以共同承擔(dān)課程設(shè)計題目設(shè)置，題目既可以結(jié)合專業(yè)特點，又能有益于學(xué)生提高設(shè)計分析能力，體現(xiàn)多元化教學(xué)方式，拋棄“多年一題”的現(xiàn)象，在設(shè)計題目和內(nèi)容上進(jìn)行改革。依據(jù)教學(xué)大綱所要求的內(nèi)容和難度，給出幾個方向，允許學(xué)生自由選題，比如可以增加連桿機(jī)構(gòu)類的設(shè)計題目；還可將大任務(wù)分階段進(jìn)行，充分利用各課程實訓(xùn)完成，以牛頭刨床傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計為例，基礎(chǔ)教研室教師負(fù)責(zé)題目通用零部件設(shè)計、選擇的指導(dǎo)工作，專業(yè)教研室教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)該課題的液壓電氣部分設(shè)計。采用多樣化和實用性的設(shè)計題目來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為其提供廣闊的學(xué)習(xí)空間，自由的討論氛圍，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，積極創(chuàng)新，在教學(xué)互動中共同提高。

（3）加強(qiáng)課程設(shè)計教學(xué)基地建設(shè)。我校專用的課程設(shè)計教室較少，每個教室容納的人數(shù)過多，設(shè)備條件差，學(xué)生只能進(jìn)行最初級的手工繪圖。應(yīng)增加課程設(shè)計陳列室，擺放實物模型及圖片，品種齊全、結(jié)構(gòu)比較新穎的各種機(jī)械傳動裝置和圖片，設(shè)計掛圖等，創(chuàng)造良好的機(jī)械設(shè)計氛圍，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造的靈感，課程設(shè)計教學(xué)基地的建設(shè)能為提高設(shè)計質(zhì)量提供可靠的保證。

（4）計算機(jī)繪圖取代手工繪圖。手工繪圖雖說是基礎(chǔ)，但是CAD繪圖是學(xué)生必備的能力，為了鞏固大一期間學(xué)習(xí)的計算機(jī)繪圖知識，為今后的專業(yè)課課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下好的基礎(chǔ)，繪圖改用計算機(jī)來做,既方便圖形修改，保持圖面整潔,又充分發(fā)揮學(xué)生的空間想象力和分析問題、解決問題的能力?？梢杂肁UTOCAD、CAXA、ProE等繪圖軟件取代手工繪圖,逐步實施從手工繪圖到二維AUTOCAD的應(yīng)用最終到三維繪圖的過渡。還可以引入UG軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行減速器的三維設(shè)計。用三維軟件繪圖，學(xué)生對自己的設(shè)計不僅有了直觀的認(rèn)識，還可驗證各部件之間的位置和運(yùn)動關(guān)系是否正確，是否發(fā)生干涉等，并能及早發(fā)現(xiàn)和解決在設(shè)計中未能全面考慮的問題和存在的缺陷，同時也增強(qiáng)了學(xué)生利用現(xiàn)代手段進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 結(jié)語

在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計改革研究中，通過改革設(shè)計內(nèi)容，使之更接近工程實際，可以充分調(diào)動學(xué)生參與課程設(shè)計的積極性，培養(yǎng)整體設(shè)計意識和創(chuàng)新意識；通過計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以加強(qiáng)學(xué)生利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計和仿真分析的能力。通過讓學(xué)生接觸工程實際，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生獨立分析、解決工程實際問題的能力。

[1]徐鋼濤.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，2012.

[2]彭三河，周思柱，馮進(jìn).“機(jī)械設(shè)計”課程設(shè)計改革的研究與實踐[J].長春理工大學(xué)學(xué)報,2008,3(3):74-76.

[3]范恒彥.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革[J].中國教育教學(xué)雜志(高等教育版),2006,(12):6-7.