機械原理課程設計教學模式的思考與實踐

尹旭妮 文明才 郭高峰 范彬 殷赳

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714033

摘要：本文分析了傳統(tǒng)的機械原理課程設計中所存在的問題，并針對問題從選題、團隊協(xié)作方式以及培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神等方面，探討了機械原理課程設計的教學改革。實踐表明：改革后的課程設計有利于激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，實踐效果較好。

關鍵詞：機械原理；課程設計；教學模式；創(chuàng)新

機械原理是機械類課程中的專業(yè)基礎課程，是培養(yǎng)學生運用所學理論知識、綜合分析能力、解決工程實際問題能力的重要課程，是學生獲取工程技術訓練的實踐教學環(huán)節(jié)。機械原理課程設計通過實踐訓練使學生更好的掌握理論知道，進一步提高收集技術資料和繪圖、設計的能力，特別是對提高學生的創(chuàng)新意識和解決工程實際問題具有非常重要的作用。

一、課程設計教學現(xiàn)狀和存在的問題

傳統(tǒng)的《機械原理課程設計》在設計過程中，設計的題目各類過于單一，而且實踐過程較為死板枯燥，缺少對學生創(chuàng)新性、綜合能力進行培養(yǎng)的問題。比如題目往局限于機床刀架傳動系統(tǒng)、牛頭刨床等幾個題目，訓練內(nèi)容大體上都是圍繞系統(tǒng)方案的設計、繪制機構運動簡圖、設計運動循環(huán)圖、對凸輪或連桿機構進行設計等。方案設計完成后，缺少驗證環(huán)節(jié)，學生無論方案正確與否，只要完成任務就可以了，學生的積極性不僅沒有得到調動。由于課程設計題目種類單一，往往出現(xiàn)全班或者半個班級的學生同時做同一個課程設計，這樣導致部分同學自己并沒有擬定機構或系統(tǒng)的運動方案，甚至有部分學生自己根本沒有動腦而是直接抄襲，缺少主動參與的熱情，更不用說通過機械原理的課程設計能培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

二、課程設計教學的改革思路

針對傳統(tǒng)教學的優(yōu)點和不足，擬從機械原理課程設計的選題、設計過程以及鼓勵學生大膽創(chuàng)新等方面探討教學改革，引導創(chuàng)新設計，應用現(xiàn)代設計方法及設計手段去解決實際問題，逐漸形成以創(chuàng)新意識和實踐能力培養(yǎng)為目標的開放式機械原理課程設計模式及方法。

（一）選題的多樣化與生活化

選題是課程設計教學環(huán)節(jié)的核心部分，不僅需要滿足教學的基本要求，而且要在有限的時間內(nèi)使設計得以順利完成。在《機械原理課程設計》的教學改革中，我們需要改變以往學生的設計題目均由教師給定的方式，采取教師引導部分能力較強的學生自主選題，培養(yǎng)學生獨立思考和積極創(chuàng)新的能力。

表1機械原理課程設計題目（部分）

題目

1.醫(yī)用棉簽卷棉機8.紙杯加工機

2.糕點切片機9.農(nóng)作物收割機

3.一次性手套加工機10.洗瓶機

4.硬幣分類打包機11.玻璃切割機

5.瓶子分類機12.鉛筆打包機

6.搬運省力機13. 壓片成型機

7.剝豆機14.花園灌溉機

另外，教師可以根據(jù)指導書上的一般方法，規(guī)定幾個大的方向，引導學生如何來進行選題。學生最熟悉的就是日常生活中的一些機械裝置，可以適當?shù)呐e些例子如來源于生活又能使生活更便捷的一些小的機械裝置。比如為了解決城市或小區(qū)中家用車停車難的問題，設計一套節(jié)約場地、低投入、免維護等小型停車機械裝置，達到空間利用率高、安全、便捷的目的?？紤]農(nóng)產(chǎn)品或水果采摘過程中存在勞動工作量大、作業(yè)范圍廣、觸碰的力度控制要求高等一系列問題，可以展開輔助人工采摘草莓、菠蘿、桔子等水果的小型機械裝置的創(chuàng)新設計。這樣不僅能提高水果的采摘效率而且可以降低作業(yè)人員的勞動強度與采摘的投入成本。其它日常生活中的機械裝置如表1所示，教師拋磚引玉，提高學生的想象力與創(chuàng)造力。

當然教師需要規(guī)定機構選型需要涉及幾類機構。限制一定的時間，如一天內(nèi)需要選好題目并制定初級運動方案，經(jīng)過學生分組討論后交由老師修改確認。對于沒有選好題的學生不能打消學生的積極性，而且由指導老師為其給定一個題目，確保每位學生都可以積極參與到課程設計，課程教學中的基本技能能得到一定的訓練與進一步鞏固一些基本專業(yè)知識。

（二）以小組或團隊形式共同完成課題

要完成《機械原理課程設計》的全部目標與要求，總的工作量是非常大的，如果規(guī)定某位學生在一周內(nèi)獨立完成，這挑戰(zhàn)無疑是非常嚴峻的。此外，現(xiàn)代制造企業(yè)對員工的團隊協(xié)作能力日益看重，一個項目的完成住往是一個大團隊全體員工的共同努力，所以鍛煉學生的團隊協(xié)作能力也迎合了現(xiàn)在制造企業(yè)的需求。

因此，在課程設計的過程管理中，不再強調獨立完成任務。我們的設計方式為：根據(jù)自愿原則將學生分為45人一組的設計團隊，每組確定一個設計題目。選題結束后，每一個組員都必須獨立完成幾項任務，各自完成的任務最終作為學生成績考核的主要依據(jù)。指導老師對其題目、方案以及任務分配的合理性進行審核。

從資料收集、選題、運用創(chuàng)新方法設計以及報告提交和電子版設計、計算機繪制圖紙、PPT答辯每位學生需要各自發(fā)揮自己的長處。

（三）鼓勵學生積極創(chuàng)新

為了更好的的發(fā)揚學生的創(chuàng)新積極性，肯定其創(chuàng)新成果，對創(chuàng)新較好的課程設計進一步進行跟蹤指導與完善，逐步引導學生形成作品并可以參加比賽。對創(chuàng)新較好的方案可以申報實用或發(fā)明專利，學?；驅W院可以進行適當?shù)莫剟睿绻?jīng)費充足可以將實物制作出來參賽或展覽等。學生的創(chuàng)新性想法或思維老師要大力支持，引導學生注意平時積累，學以致用，如此將理論與實踐相結合，學生的收獲更大。

此外，通過課程設計的訓練也將為我院參加一年一度的“機械創(chuàng)新設計大賽”、“無碳小車比賽”或其它類型的比賽奠定一定的基礎。

三、總結

《機械原理課程設計》一改以往設計統(tǒng)一題目的模式，鼓勵學生從日常生活中廣泛搜集合適的課程設計題目，將實際生活中的問題引入到課程設計中，既迎合學生的好奇心理又有利于引導學生結合創(chuàng)新設計思維解決實際問題。倡導學生自主選題，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題全面培養(yǎng)學生的主動實踐能力。以小組為單位的分工合作、共同完成方式培養(yǎng)了學生的“團隊合作”精神，滿足現(xiàn)在企業(yè)需求。對創(chuàng)新好的方案鼓勵學生動手加工出實物，使學生對機械制圖、機械加工、互換性公差與配合有更深入的認識，書本上的知識得以鞏固，學生收獲巨大。

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基金項目：湖南城市學院2016年校級教研教改項目（項目編號：湘城院發(fā)〔2016〕51號32）