《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程大作業(yè)設(shè)置探討

摘 要：《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在課程設(shè)置中起承上啟下的作用，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足現(xiàn)在的教學(xué)要求，故教學(xué)模式改革勢在必行。本文著重討論了在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)過程中增加大作業(yè)環(huán)節(jié)的必要性及大作業(yè)的方案設(shè)置，通過大作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)置，加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解與掌握，同時增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)；教學(xué)改革；大作業(yè)

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）

攀枝花學(xué)院教育教學(xué)研究和改革青年項(xiàng)目（JJ1409）

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其包括了機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計兩大部分，研究的是機(jī)械的基本理論問題和機(jī)械零件的設(shè)計與計算。《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程在課程教學(xué)設(shè)置中起承上啟下的作用，是學(xué)生在學(xué)完《高數(shù)》、《工程力學(xué)》、《機(jī)械制圖》等課程后進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)前必須學(xué)習(xí)的一門課程。學(xué)好《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程對學(xué)生學(xué)好后續(xù)的專業(yè)課程起著重要作用[1]。

1 《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)過程中增加大作業(yè)環(huán)節(jié)的必要性

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的實(shí)踐性和綜合性都極強(qiáng)，傳統(tǒng)的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)已很難滿足現(xiàn)在的教學(xué)要求，學(xué)生很難理解并掌握所學(xué)的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程要求及知識內(nèi)容，因此在教學(xué)過程中增加大作業(yè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生邊學(xué)邊設(shè)計計算，學(xué)的過程中理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生既能充分掌握理解理論知識，又能提高實(shí)踐能力、動手能力，并為后續(xù)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備，有助于提高學(xué)生參加學(xué)科競賽、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的積極性及參與過程的能動性。

2 《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程大作業(yè)的設(shè)置方案

2.1 方案設(shè)計思想

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程分為機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計兩大部分，故分別在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計部分設(shè)置2-3個大作業(yè)，以分組的形式進(jìn)行，最后以小組考核結(jié)論為每個成員的考核成績[1]，也可根據(jù)具體情況，每個學(xué)生設(shè)置不同的題目。在大作業(yè)設(shè)計過程中，可根據(jù)學(xué)院專業(yè)特色，大作業(yè)題目與專業(yè)特色相結(jié)合，與學(xué)生專業(yè)相結(jié)合，使知識系統(tǒng)化，并提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。大作業(yè)題目也可根據(jù)學(xué)生情況，在難易程度上分層布置。具體大作業(yè)設(shè)置如下。

2.2 機(jī)械原理大作業(yè)設(shè)置

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》的前半部分是機(jī)械原理部分，其內(nèi)容主要包括了機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、平面機(jī)構(gòu)的力分析、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。該部分內(nèi)容比較抽象，學(xué)生如果只是通過單純的聽課、作業(yè)，不能很好的理解各種機(jī)構(gòu)的工作原理并與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合[1]。因此分別在連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計和凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計章節(jié)設(shè)置大作業(yè)環(huán)節(jié)。

連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用十分廣泛，在工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械及汽車工業(yè)中都有廣泛應(yīng)用，如起重機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車門開閉系統(tǒng)等都有連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。因此選擇連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計為《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的第一個大作業(yè)題目。學(xué)生通過對題目的分析，按照課堂所學(xué)理論知識，首先對平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動進(jìn)行分析，然后建立包含各尺度參數(shù)和運(yùn)動變量在內(nèi)的解析式，最后根據(jù)已知的運(yùn)動變量求機(jī)構(gòu)的尺度參數(shù)[2]。

凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于自動化和自動控制裝置中，常見的凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用如內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、自動機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。因此選擇凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計為《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的第二個大作業(yè)題目。學(xué)生根據(jù)大作業(yè)題目，首先根據(jù)工作要求、結(jié)構(gòu)條件選定凸輪結(jié)構(gòu)的形式、基本尺寸、轉(zhuǎn)向及推桿的運(yùn)動規(guī)律后，就可根據(jù)凸輪設(shè)計方法對凸輪輪廓曲線進(jìn)行設(shè)計[2]。

2.3 機(jī)械設(shè)計大作業(yè)設(shè)置

在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的后半部分為機(jī)械設(shè)計部分，其主要講述通用零件的工作原理和設(shè)計過程，其內(nèi)容主要包括了機(jī)械零件的工作能力和計算準(zhǔn)則、螺紋聯(lián)接、軸承、軸等。這部分內(nèi)容龐雜，各章節(jié)似乎獨(dú)成體系，互不關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)的在課堂上進(jìn)行陳述性的知識學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)沒有系統(tǒng)性，對于零件的設(shè)計知識，只有大致的了解，知識掌握并不深入[1]。因此，在機(jī)械設(shè)計部分布置2-3個大作業(yè)題目。

機(jī)械設(shè)計部分主要是零件的設(shè)計，大作業(yè)題目可結(jié)合專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置的改進(jìn)與設(shè)計，傳統(tǒng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時，只是按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，很多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時，鼓勵學(xué)生多思考，不按部就班的按實(shí)驗(yàn)步驟做實(shí)驗(yàn)，可對實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置進(jìn)行改進(jìn)與設(shè)計，如此既使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的等理解透徹，同時提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α４笞鳂I(yè)題目也可設(shè)計小型的機(jī)械，設(shè)計小型機(jī)械或結(jié)合專業(yè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置的改進(jìn)與設(shè)計都可運(yùn)用項(xiàng)目式教學(xué)法，利用師生創(chuàng)新項(xiàng)目等實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生動手能力，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[3]。如學(xué)生參與的機(jī)械創(chuàng)興大賽，相應(yīng)的設(shè)計就可融合到大作業(yè)中，學(xué)生很好的把實(shí)際與課堂理論聯(lián)系在了一起，即可以鼓勵學(xué)生多參與創(chuàng)新項(xiàng)目，又提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性；同時指導(dǎo)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，大作業(yè)題目與項(xiàng)目內(nèi)容契合，通過科研項(xiàng)目逐步提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計的能力，學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時提高自己的科研能力。

2.4 引入三維設(shè)計方法

為補(bǔ)充課堂教學(xué)，并聯(lián)系實(shí)際提高學(xué)生的設(shè)計能力，在大作業(yè)過程中，鼓勵學(xué)生借助計算機(jī)設(shè)計，引入三維設(shè)計方法補(bǔ)充課堂教學(xué)。要求學(xué)生在完成參數(shù)選擇、計算校核的基礎(chǔ)上，根據(jù)計算機(jī)繪制出裝配圖和主要零件的零件圖，同時要求學(xué)生應(yīng)用Pro-E、UG等三維設(shè)計軟件，進(jìn)行三維實(shí)體建模，強(qiáng)化學(xué)生的三維設(shè)計能力，開拓學(xué)生就業(yè)渠道[3]。

3 結(jié)論

通過在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)過程中增加大作業(yè)的環(huán)節(jié)，使學(xué)生進(jìn)一步加深對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》中的機(jī)構(gòu)原理及設(shè)計、零部件設(shè)計方法等理論知識的理解，顯著提高學(xué)生的設(shè)計水平，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的實(shí)踐能力及其學(xué)生的科研能力，為學(xué)生增強(qiáng)就業(yè)競爭力打下基礎(chǔ)[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]起雪梅，張健，張敬東. 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程考核方式改革與實(shí)踐[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報，2016，（8）：168-170

[2]孫桓，機(jī)械原理[M].高等教育出版社，2013

[3]郭小蘭. 機(jī)械設(shè)計過程教學(xué)改革探索[J].考試周刊，2015