提高《機械設計基礎課程設計》水平探索

胡飛飛

摘要：《機械設計基礎課程設計》是機械設計基礎課程實踐環(huán)節(jié)的一個必不可少的環(huán)節(jié)，旨在通過學生自主設計，培養(yǎng)工程類人才的分析能力、實踐能力、動手能力、應變能力、語言表達能力和團隊合作精神。針對現(xiàn)在課程設計中存在的一些問題，提出幾點改進的建議，以期學生能從課程設計環(huán)節(jié)取得更大的收獲，培養(yǎng)出更適應社會發(fā)展的工程應用人才。

關鍵詞：機械設計基礎；實踐環(huán)節(jié)；工程應用

中圖分類號：G4

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.09.075

《機械設計基礎課程設計》作為《機械設計基礎》課程的延續(xù)，機械設計基礎課程的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)，是工科院校機械類學生第一次獨立自主設計，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。也是一次對理論與實踐相結合的新教學模式的探索。

隨著社會和企業(yè)對人才需求的變化，要求機械類工程應用人才具有扎實的理論知識基礎、良好的動手操作能力、獨立思考能力，具有發(fā)現(xiàn)、分析和創(chuàng)新性的解決實際工程問題的能力。這也對我國大中專院校的教學質量提出了新的要求和目標。與此同時，機械設計基礎課程設計作為一個重要的實踐環(huán)節(jié)也凸顯出了更大的意義。本文圍繞培養(yǎng)與企業(yè)需求相符合的工程應用型人才這一目標，從機械設計基礎課程設計的教學內容、教學方法和考核制度等方面進行改進和實踐。

1“機械設計基礎課程設計”現(xiàn)階段存在的問題

1.1題目單一，束縛學生創(chuàng)新力

機械設計基礎課程設計設計題目多為以減速器為主體的傳動機械裝置。主要包括對傳動參數計算、齒輪傳動設計、帶傳動設計、軸的設計、軸承和鍵等常用零部件的選用。該裝置比較全面地反映了機械設計基礎課程教學內容，成為各大高校常用的典型課程設計題目。采用“教師隨機輔導，學生自主作業(yè)”的教學模式，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。題目單一帶來的后果就是網上參考資料泛濫，或者往屆學生設計資料外流等各種原因造成的學生抄襲情況嚴重的現(xiàn)象。導致與學校開設這門課程的目的有所偏離，更重要的是這種現(xiàn)象嚴重束縛了學生的創(chuàng)新力。

1.2設計任務大，時間緊

機械設計課程設計實踐周期大多為三周，通常在理論課程后進行，根據學生專業(yè)基礎知識差異，可分為單級齒輪減速器和二級齒輪減速器。課程設計設計大量的參數計算，需要學生在掌握理論知識的基礎上能夠熟練使用設計手冊，而且在設計過程中還需要全面考慮強度、剛度、密封、潤滑以及加工工藝等方面的問題，學生在缺乏實際設計經驗的情況下很難順利完成設計計算。同時在整個設計過程中還融合了工程力學和幾何公差與測量方面的知識。這些課程開始時間與課程設計間隔過長，很多學生無法快速學會將這些知識運用到課程設計當中。初次之外，繪圖工作量較大，一般要求學生手工繪制一張A1的裝配圖和兩張A3的零件圖，書寫一本課程設計說明書。種種原因都導致學生時間緊迫，無法在有限的時間里面完成優(yōu)秀的設計。

1.3管理方式存在差異

理論教學主要在課堂進行，有教師主導，嚴格按照教學計劃進度教學。而課程設計一般指定一個固定教室，以班級為單位。在課程設計期間，要求學生按照教學時間集中在教室進行學習，在此期間，教室隨機進教師對學生進行輔導和考勤。這種管理模式對學生的自律性要求極高，事實證明，大部分學生并不能嚴格按照要求時間節(jié)點完成設計任務，導致整個設計過程延后，設計質量下滑。

1.4學生態(tài)度不端正

課程設計考核以答辯形式為主，很多學生認為不管過程如何，都不會出現(xiàn)不及格的情況。這種心理使得大部分學生態(tài)度不端正，缺乏對該課程的重視。導致的后果就是最終的設計成果質量較差，甚至為學生抄襲提供的正當的借口。這與機械設計基礎課程設計開設的目的是相背離的。

1.5缺乏團隊合作精神

機械設計基礎課程題目大多為減速器傳動裝置，要求學生獨立完成。為了保證每位學生數據不會重復，一般可根據結構和數據不同劃分，這樣也可以減少抄襲現(xiàn)象。然而，機械設計基礎課程設計時間長，工作量大；涉及的理論知識相對寬泛，且學生又都缺乏實踐經驗。這樣問題都會影響設計進度和質量。一般課程設計都會安排教師進行指導，為培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力，教師一般都其監(jiān)督和引導作用。一旦遇到疑難問題，而指導教師又不能及時出現(xiàn)并予以解答，學生只能束手無策。作者通過對學生觀察，發(fā)現(xiàn)大部分學生在設計過程中獨自為營，遇到問題只會埋頭思考，反復琢磨卻無處求解，對很多設計過程要么不求甚解，要么抄襲其他人。最終在這個環(huán)節(jié)的收獲也是寥寥無幾。

1.6考核標準存在差異

機械設計基礎課程設計的最后成績主要由課堂考勤、進度檢查、數據計算準確與否、作圖質量和答辯等幾部分組成，分為優(yōu)、良、中、及格和不及格五個檔次。與筆試形式的考核不同，這種考核方式沒有一個明確的評分標準。由于每位指導老師評估成績時的側重點不一樣，導致考核時上述各部分所占的比重也不盡相同。為此而產生的影響就是經常有學生對自己獲得的成績與預期有所偏差。這種現(xiàn)象也極大地打擊了部分學生的積極性，對該課程環(huán)節(jié)在全校的印象產生消極作用，不利于對下一屆學生課程的開設和管理。

2提高“機械設計基礎課程設計”水平的方法

2.1從題目改革入手，培養(yǎng)學生創(chuàng)新力

國外高校注重實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，建立創(chuàng)新激勵機制和多渠道、多層次開展實踐創(chuàng)新活動。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是世界上許多科技強國高等教育改革的目標。日本把科學技術中創(chuàng)造力作為一個重要的發(fā)展戰(zhàn)略。德國將學生開拓創(chuàng)新能力作為新世紀教育的重要部分之一。我國的高等教育也提出深化教育改革，加強素質教育，開展提升創(chuàng)新的教育。提高學生的實踐能力，培養(yǎng)求異思維；注重個性發(fā)展，是培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的必要途徑。傳統(tǒng)的機械設計基礎課程目的是鞏固所學理論知識，重在引導學生將課堂所學融入到設計當中。因此，減速器設計基本滿足這一要求，這也是課程設計題目常年不變的原因所在。題目和數據不變導致的后果就是學生思維受限，缺少對新事物的好奇心以及解決問題的新方法的探索。最終完成的作品大都中規(guī)中矩，缺少創(chuàng)新點。

21世紀的人才培養(yǎng)模式是：“低重心、寬口徑、重實踐、強能力”。為此我們必須更新教育思想和觀念，加強機械設計課程設計的改革和建設，著重培養(yǎng)學生的協(xié)同創(chuàng)新能力。為達到這樣一個目標，我們可率先從課程設計題目改革開始。減速器傳動裝置所包含的設計內容確實能全面的概括機械設計基礎這門課的是知識點，不需要刻意回避對改題目的選用，但參與課程設計的學生專業(yè)各有不同，包括機械設計制造及其自動化、車輛工程、工業(yè)工程和材料專業(yè)的學生。我們可以從學生的專業(yè)不同入手，結合各專業(yè)的學習重點對題目適當調整，例如車輛工程專業(yè)主要培養(yǎng)的是與汽車工程有關的設計人才，學生對汽車的認識和興趣也相對較大。為此我們刻意將減速器設計改為變速器的設計，這樣既能與學生所學專業(yè)聯(lián)系起來，也能考核學生對機械設計基礎課程理論知識掌握情況，以此類推，對材料專業(yè)可在考核機械傳動零件的設計同時側重考核對減速器的材料選擇和結構優(yōu)化。這些細微的改動既符合課程設計開始的目的，又能結合學生專業(yè)的特點。除此之外，教師還可以自主擬題，或者將一些適合學生的大學生創(chuàng)新比賽的題目引入課程設計當中去，讓學生又更多的選擇空間。同時，這些新題目參考資料較少，更能激發(fā)一部分學生對未知的挑戰(zhàn)，激勵學生發(fā)散思維，提出更多有創(chuàng)新的想法，最終設計出具有創(chuàng)新力的優(yōu)秀作品。

2.2合理安排設計時間，保證設計質量

課程設計題目通常都是幾個學生做一個題目，只在數據上有所不同。課程設計的開設一般都在機械設計基礎課程之后，理論與實踐環(huán)節(jié)相對獨立，而對于在設計過程中需要運用的其他相關課程的知識，也與課程設計開設的時間相距較大。這些客觀原因都給學生的設計帶來不便，除去設計所花費的時間，學生還要花費大量的時間來回顧以前學習的課程知識。這樣造成的后果就是時間不夠，最終只能敷衍了事。

解決這個問題的關鍵在于如何安排時間。首先，傳統(tǒng)課程設計的任務下達時間較晚，學生準備不充足，容易手忙腳，這是由理論教學和實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)而導致的。為此可將課程設計任務融入理論教學當中，分階段的穿插在教學過程中，使學生能夠明確設計要求，帶著設計任務進課堂。既有利于學生掌握課程內容，又能培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。同時，學生還可以利用課余時間研究課程設計任務，及時請教老師。這樣既能縮短設計時間，也能減輕教師的指導任務。逐步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。其次，就作者觀察，大部分學生在接到設計任務開始，或是埋頭思考，或是無所適從，缺乏交流和溝通。而現(xiàn)代企業(yè)對人才的需求上更多的是要求協(xié)同合作，在實際生產中，任何一個機械設備也不可能單靠一個人設計完成，也不可能單靠一個人的設計方法完善所有功能，必須融合團隊所有人員的思想。因此，必須在學生階段培養(yǎng)學生協(xié)同合作的能力。最后，課程設計任務中要求學生手工繪制裝配圖和零件圖，工作量較大。而且與現(xiàn)代企業(yè)的設計模式存在差異，為避免學生與企業(yè)脫軌，可適當引入計算機輔助軟件，培養(yǎng)學生的繪圖能力。

2.3改革考核制度，啟發(fā)學生創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)的課程設計考核方式主要是答辯形式，一方面考核學生對設計任務完成的情況，一方面考核學生的語言表達能力。由于指導教師不同，每個人心中的考核標準存在一定差異，導致最終學生的成績也各有不同。解決方法之一是統(tǒng)一考核標準，在組織答辯之前，所有的指導教師可以集中討論，對評分標準有一個統(tǒng)一認識；其二是根據學生選題難度劃分不同評分標準，如：選擇常規(guī)題目和自選題目的學生在創(chuàng)新性上存在差異，可將創(chuàng)新能力作為評分標準；個別學生在繪圖過程中使用的計算機輔助工具，可將對軟件的操作作為評分標準；或者由學生組織團對設計并參與相關賽事，可將團隊合作作為評分標準。這些新型的評分標準可極大地激勵學生靈活應用計算機工具，創(chuàng)新性的分析和解決工程實際問題。最終培養(yǎng)出適應企業(yè)模式的綜合性機械類應用人才。

3結論

本文結合了我國經濟發(fā)展和現(xiàn)代企業(yè)的對人才的需求，對機械設計基礎課程設計這一實踐課程存在的題目單一、設計任務大、時間緊、理論是實踐脫節(jié)、學生態(tài)度不夠端正、缺少團隊合作精神、考核標準存在差異等方面的問題提出相關的解決方法，為提高機械設計基礎課程設計水平提供一定借鑒。

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