機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索

郭小蘭

摘 要： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程是一門(mén)研究機(jī)器和機(jī)構(gòu)的基本理論及設(shè)計(jì)技術(shù)的課程。本機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性和綜合性極強(qiáng)，本文積極有效地探索機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革，提出多種教學(xué)方法的綜合使用，有利于提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量，形成地方高校教育特色。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)改革 實(shí)踐教學(xué)

機(jī)械設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新的機(jī)器設(shè)備或改進(jìn)現(xiàn)有的機(jī)器設(shè)備，機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極富創(chuàng)造性的工作，學(xué)好本課程，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本理論和基本方法[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)是影響機(jī)械產(chǎn)品性能、質(zhì)量、成本和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要工作，機(jī)械產(chǎn)品能不能滿(mǎn)足用戶(hù)要求，很大程度上取決于設(shè)計(jì)工作，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，企業(yè)為了獲得自身的生存和發(fā)展，必須不斷推出具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的新產(chǎn)品。因此，機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期將日益縮短，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品在質(zhì)量和品種上的要求，將不斷提高，這就對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出了更高要求[2]。

1.多種教學(xué)方法結(jié)合使用

改革傳統(tǒng)理論課教學(xué)方法，除板書(shū)結(jié)合多媒體授課外，采用項(xiàng)目式教學(xué)法、案例教學(xué)法、討論答疑授課等多種教學(xué)手段，從而豐富課堂教學(xué)形式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生互動(dòng)參與，強(qiáng)化教學(xué)效果。

1.1教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用項(xiàng)目式教學(xué)法。

教學(xué)難點(diǎn)如機(jī)器與機(jī)構(gòu)的相互關(guān)系，教師通過(guò)課件講解的方式很難口述清楚，學(xué)生理解起來(lái)較為費(fèi)力。因?yàn)楸驹核_(kāi)專(zhuān)業(yè)均為汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，則可采用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，以?xún)?nèi)燃機(jī)為例，教師可對(duì)照實(shí)物講解內(nèi)燃機(jī)所涉及機(jī)構(gòu)、工作原理及設(shè)計(jì)方法；結(jié)合多媒體授課，通過(guò)實(shí)物、聲音、圖形、文字、三維動(dòng)畫(huà)等多種刺激有機(jī)融合，使學(xué)生形成清晰的感官認(rèn)識(shí)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪機(jī)構(gòu)和帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳遞，凸輪機(jī)構(gòu)將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變換為搖桿的往復(fù)擺動(dòng)；通過(guò)上述五個(gè)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作便能將燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)換為曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能。增進(jìn)學(xué)生對(duì)各構(gòu)件的相互運(yùn)動(dòng)情況、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的理解。

1.2部分重點(diǎn)章節(jié)采用案例分析法組織教學(xué)。

齒輪傳動(dòng)通過(guò)輪齒的嚙合傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是機(jī)械傳動(dòng)中最重要、應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)[3]。在學(xué)習(xí)齒輪傳動(dòng)這一章時(shí)，可結(jié)合汽車(chē)變速器實(shí)例，學(xué)會(huì)從分析齒輪的失效形式和產(chǎn)生原因入手，確定齒輪強(qiáng)度的計(jì)算準(zhǔn)則，以及相府的承載能力計(jì)算方法，選擇合理的幾何參數(shù)，最終完成齒輪零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，能進(jìn)行齒輪材料的選取，齒輪參數(shù)的確定，齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，齒輪精度的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后學(xué)習(xí)如何根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果繪制二維、三維圖，有助于加深學(xué)生對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的認(rèn)識(shí)和理解。

2.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

2.1充分利用課程設(shè)計(jì)，引入三維設(shè)計(jì)方法補(bǔ)充課堂教學(xué)。

實(shí)施學(xué)分制后的新版教學(xué)計(jì)劃中，機(jī)械設(shè)計(jì)課程僅56個(gè)學(xué)時(shí)的理論課堂教學(xué)，課時(shí)有限，教學(xué)內(nèi)容難度大，因此很難使學(xué)生在短期內(nèi)真正掌握機(jī)械設(shè)計(jì)方法和完整的設(shè)計(jì)流程。為補(bǔ)充課堂教學(xué)，并聯(lián)系實(shí)際提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，設(shè)置了為期兩周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。通過(guò)“帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的二級(jí)圓柱齒輪減速器”等題目，變換多組初始參數(shù)，可保證學(xué)生每人一題，獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在完成參數(shù)選擇、計(jì)算校核的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)草圖用計(jì)算機(jī)繪制出裝配圖和主要零件的零件圖，同時(shí)要求學(xué)生應(yīng)用CAD（如Pro-E、UG）三維設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行三維實(shí)體建模，強(qiáng)化學(xué)生的三維設(shè)計(jì)能力，開(kāi)拓學(xué)生就業(yè)渠道，課程設(shè)計(jì)需提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，二維、三維圖紙，并進(jìn)行課程設(shè)計(jì)答辯，綜合評(píng)定最終成績(jī)。通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)方法等理論知識(shí)的理解，更好地與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，學(xué)生的設(shè)計(jì)水平有了顯著提高，為學(xué)生增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力服務(wù)。

2.2利用師生創(chuàng)新項(xiàng)目等實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力。

教師根據(jù)自己主持參與的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》課程建設(shè)的探索與實(shí)踐研究、《基于卓越汽車(chē)工程師培養(yǎng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索》等課題，對(duì)課程進(jìn)行建設(shè)和改革，研究出了適合我校學(xué)生及相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)模式和方法，并將有利于提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量，形成地方高校教育特色。指導(dǎo)學(xué)生參與科研，定期為學(xué)生舉辦學(xué)術(shù)活動(dòng)，學(xué)院?jiǎn)为?dú)設(shè)有學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，給予經(jīng)費(fèi)支持，為學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)提供更大平臺(tái)，著力對(duì)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?？蒲许?xiàng)目逐步提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用《機(jī)械設(shè)計(jì)》和其他有關(guān)先修課程的理論及結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，乃至今后的工作提供重要平臺(tái)。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改革傳統(tǒng)理論教學(xué)方法，采用多種教學(xué)方法結(jié)合使用，豐富項(xiàng)目式教學(xué)法、案例教學(xué)法、討論答疑授課等授課形式，增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)計(jì)課堂教學(xué)效果，同時(shí)強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，引入三維設(shè)計(jì)方法補(bǔ)充課堂教學(xué)，充分利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放日、學(xué)生科技創(chuàng)新協(xié)會(huì)活動(dòng)、師生創(chuàng)新項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，調(diào)動(dòng)學(xué)生互動(dòng)參與，對(duì)比傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到較大提高，這種新教學(xué)模式有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，從而強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。以上教學(xué)改革和實(shí)踐探索，注重激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科研創(chuàng)新的興趣，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)，拓寬了學(xué)生的就業(yè)渠道，取得了較好的教學(xué)效果。新教學(xué)模式對(duì)授課教師提出更高要求，促進(jìn)了教師教學(xué)能力的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2004.

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[3]初嘉鵬，劉艷秋.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

基金項(xiàng)目：攀枝花學(xué)院教育教學(xué)研究和改革青年項(xiàng)目（JJ1364）