基于工程實(shí)踐的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索

李劍

【摘 要】《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是對(duì)專業(yè)知識(shí)一次比較完備的設(shè)計(jì)實(shí)踐，因此課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程要具備一定的工程職業(yè)性和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性。本文對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)改革進(jìn)行了探討，以工程職業(yè)化貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)流程中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐特性，注重設(shè)計(jì)的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性，以工程的制造加工、應(yīng)用為設(shè)計(jì)目的，讓學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐中不僅能夠把專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用，而且能體會(huì)到企業(yè)工作情景，積累一定的行業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)熱情和思考創(chuàng)新的興趣。

【關(guān)鍵詞】課程設(shè)計(jì)；工程實(shí)踐；職業(yè)化

《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械類專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課程，工業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)，且包含的專業(yè)知識(shí)非常廣泛，包括各種經(jīng)典機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)計(jì)算、材料加工與選擇、工程制圖等，在理論知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，需要經(jīng)過一定的設(shè)計(jì)實(shí)踐來強(qiáng)化和應(yīng)用，把相關(guān)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行完整的綜合訓(xùn)練?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)就是基于這樣的目的而設(shè)置的一個(gè)重要設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生進(jìn)行一次獨(dú)立的、全面的設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合知識(shí)、思考創(chuàng)新的能力，鍛煉學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)需要學(xué)生把書本知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)際中去，對(duì)所有知識(shí)融會(huì)貫通，是一次非常寶貴的實(shí)訓(xùn)經(jīng)歷，國內(nèi)眾多機(jī)械學(xué)者對(duì)機(jī)械課程設(shè)計(jì)的改革做了眾多探索和研究[1-4]，包括課程設(shè)計(jì)的時(shí)間、內(nèi)容和方式等，這些前期的基礎(chǔ)為我們的課題研究提供很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。為了更有效率地利用課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，筆者根據(jù)自己多年的企業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐以及一線機(jī)械教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的改革做出了初步的探索。

1 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)分析

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是對(duì)所學(xué)理論的應(yīng)用實(shí)踐，包含一定的創(chuàng)新思維和知識(shí)的連貫，學(xué)生能夠在設(shè)計(jì)過程中積累一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新理念，能夠初步具備解決工程實(shí)際問題的能力。但目前的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)在教學(xué)理念和方法上還處于一個(gè)停滯不前的狀態(tài)，不能很好適應(yīng)工業(yè)社會(huì)的發(fā)展和學(xué)生的需求，在課程的教學(xué)過程還存在以下一些問題。

1.1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的單一，過于形式化

縱觀傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和表現(xiàn)形式，都是減速機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)書以及網(wǎng)上類似資料繁多，容易造成學(xué)生拷貝復(fù)制，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新以及動(dòng)手實(shí)踐能力沒有很大的價(jià)值；同時(shí)隨著工業(yè)的發(fā)展，傳動(dòng)裝置形式千變?nèi)f化，僅僅局限于同一類型的減速機(jī)傳動(dòng)裝置，無疑不利于學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)的能力培養(yǎng)，不能更好適應(yīng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)度。

1.2 工程實(shí)踐應(yīng)用能力較差，設(shè)計(jì)浮于理論

學(xué)生工程實(shí)踐教學(xué)過少，對(duì)于機(jī)械設(shè)備沒有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)思路只是對(duì)指導(dǎo)書的簡單重復(fù)，不能意識(shí)到每個(gè)設(shè)計(jì)過程以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是基于什么目的，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的選擇、安全系數(shù)的選取以及加工制造工藝流程等沒有概念，缺乏查閱機(jī)械手冊(cè)的能力，尺寸精度、設(shè)計(jì)計(jì)算以及設(shè)備選型都是憑主觀想象或者模仿來選取，沒有系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的設(shè)計(jì)思維和能力，工程實(shí)踐應(yīng)用能力不足。

1.3 知識(shí)的綜合運(yùn)用能力較差，基礎(chǔ)較單薄

課程設(shè)計(jì)綜合的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生多重知識(shí)運(yùn)用能力較差，各種力學(xué)計(jì)算以及尺寸校核單純地模仿書本，工程圖上問題尤其居多，尺寸精度、形位公差的選取，材料性質(zhì)、熱處理的選擇，以及圖紙的繪制、模型的建立都比較亂，對(duì)先修課程的知識(shí)點(diǎn)掌握不到位，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)薄弱。

1.4 團(tuán)隊(duì)配合能力不足

課程設(shè)計(jì)獨(dú)立性程度過高，沒能形成學(xué)生團(tuán)隊(duì)配合意識(shí)，每個(gè)題目都是獨(dú)立的，切斷了設(shè)備之間的聯(lián)系，使得學(xué)生不能形成大局觀，對(duì)各種機(jī)構(gòu)、設(shè)備與設(shè)備之間的配合聯(lián)系比較盲目。

2 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革探討

針對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題，對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要多樣化，加大學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的接觸范圍，同時(shí)課程設(shè)計(jì)要注重學(xué)生綜合知識(shí)的應(yīng)用、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)以及工程經(jīng)驗(yàn)的積累。通過課程設(shè)計(jì)的歷程，擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)視界，強(qiáng)化所學(xué)專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新能力以及職業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這是本文所探討的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革方向。

2.1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的創(chuàng)新性和多樣化

課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容以專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用為主線，內(nèi)容形式趨向多樣化，重心傾向整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不受限于局部的裝置設(shè)計(jì)，內(nèi)容包含機(jī)械設(shè)計(jì)中的大部分典型結(jié)構(gòu)，如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸以及軸承等；同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容要有一定的創(chuàng)新性，可從實(shí)際中提煉一些綜合性、創(chuàng)造性的內(nèi)容，設(shè)計(jì)部分開放性的題目供學(xué)生自主思考和構(gòu)思，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和思考的能力。設(shè)計(jì)內(nèi)容可以借鑒企業(yè)項(xiàng)目工程，選取部分難度適中、綜合性較強(qiáng)的作為課程設(shè)計(jì)題目，可以緊密聯(lián)系工程實(shí)踐，同時(shí)提高學(xué)生們的熱情，加強(qiáng)和社會(huì)行業(yè)的接觸。

2.2 課程設(shè)計(jì)過程的職業(yè)化和系統(tǒng)化

課程設(shè)計(jì)是專業(yè)知識(shí)的綜合和實(shí)踐，設(shè)計(jì)過程要趨向職業(yè)化和系統(tǒng)化，具備嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性。借鑒企業(yè)設(shè)計(jì)流程，要求學(xué)生計(jì)算嚴(yán)謹(jǐn)，尺寸標(biāo)注等要以機(jī)械手冊(cè)為標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮裝配、加工、潤滑、維修等，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)以及熱處理方式等要考慮加工制造的可能性，明白整個(gè)加工工藝過程和設(shè)計(jì)目標(biāo)，以設(shè)備能夠加工制造為基礎(chǔ)，不能單純地對(duì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械的模仿。

2.3 課程設(shè)計(jì)校核和審查的嚴(yán)謹(jǐn)性和多次性

對(duì)課程設(shè)計(jì)的計(jì)算書和圖紙的審查校核要以國家的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)定，給學(xué)生養(yǎng)成工程設(shè)計(jì)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。老師先選取部分專業(yè)能力強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行專門培訓(xùn)，然后以這部分學(xué)生為組長對(duì)其他學(xué)生的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行初步的校核工作，修改幾次后老師再進(jìn)行最終的審查，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)和作圖的能力，也能提高圖紙審查的效率，增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)主觀能動(dòng)性。

2.4 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)制圖能力的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)制圖能力是機(jī)械工程師的基礎(chǔ)，嫻熟的三維建模和工程圖能夠提高設(shè)計(jì)效率，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)潛力。學(xué)生的制圖能力停留在理論和操作初步階段，缺乏實(shí)踐演練，通過課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，強(qiáng)化學(xué)生的三維建模能力，對(duì)零件、裝配、工程圖以及建模的順序、后期修改有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為學(xué)生的機(jī)械職業(yè)生涯打下良好的基礎(chǔ)。

2.5 增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)意識(shí)和配合能力

傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)都是個(gè)人單兵作戰(zhàn)，缺少團(tuán)隊(duì)配合和設(shè)備之間的配合關(guān)系，而工程實(shí)踐中設(shè)備都是相互配合，整個(gè)設(shè)計(jì)作為一個(gè)整體，故課程設(shè)計(jì)內(nèi)容可把眾多設(shè)備串聯(lián)成生產(chǎn)線模式，設(shè)備間相互配合，包括尺寸、節(jié)拍以及結(jié)構(gòu)動(dòng)作，增強(qiáng)學(xué)生們?cè)O(shè)備設(shè)計(jì)的工程配合意識(shí)，同時(shí)能夠真切感覺工程實(shí)際設(shè)計(jì)的企業(yè)情景。

3 結(jié)束語

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容的總結(jié)，也是對(duì)先修專業(yè)課的綜合，是學(xué)生接觸的較為完備的專業(yè)實(shí)踐練習(xí)，能夠提升學(xué)生的專業(yè)意識(shí)以及設(shè)計(jì)理念。本文針對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)工程實(shí)踐性不高、設(shè)計(jì)創(chuàng)新性不夠的特點(diǎn)，以工程職業(yè)化貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)流程中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐特性，注重設(shè)計(jì)的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性，摒棄過往的課程設(shè)計(jì)模式化和書面化的陋習(xí)，真正以工程的制造加工、應(yīng)用為設(shè)計(jì)目的，強(qiáng)調(diào)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性，讓學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐中不僅能夠把專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用，而且能體會(huì)到企業(yè)工作情景，積累一定的行業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)熱情和思考創(chuàng)新的興趣，把課程設(shè)計(jì)的工業(yè)實(shí)踐性真正融匯到課堂中。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]