地方院校農(nóng)機專業(yè)加強“機械設(shè)計”課程結(jié)構(gòu)設(shè)計教學的思考
——以湖南農(nóng)業(yè)大學為例

劉大為，吳志立，楊文敏

（湖南農(nóng)業(yè)大學工學院，湖南 長沙410128）

《機械設(shè)計》課程的內(nèi)容主要是從工作能力、構(gòu)造工藝性和維護等方面來研究通用零件，從而達到能正確設(shè)計和改進這些零件的目的。其中包括如何確定零件的最適當?shù)耐庑魏统叽纾绾芜x擇材料、精度等級、表面質(zhì)量及規(guī)定制造上的技術(shù)條件等。

近年來，“智能農(nóng)機裝備”作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，極大的促進了農(nóng)機工業(yè)的發(fā)展，并隨著“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施，“新工科建設(shè)”改革興起，地方農(nóng)業(yè)院校的農(nóng)機專業(yè)也相繼進入以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，組織培養(yǎng)學生的改革探索階段。但目前我國的農(nóng)機生產(chǎn)還是以中小型企業(yè)為主，生產(chǎn)制造的水平相對比較落后，產(chǎn)品開發(fā)以結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計為主，對農(nóng)機專業(yè)人才的需求量大但吸引力不強。最近我們到一些工廠與工人和技術(shù)人員進行了座談，調(diào)查了解實際工作中對機械設(shè)計課程內(nèi)容的要求，以便改進教學提高質(zhì)量。在座談會中，與會者提出各方面的意見，如強度計算方法、新型結(jié)構(gòu)和工藝等，但提出較多的是目前畢業(yè)生，結(jié)構(gòu)設(shè)計能力較差，無法勝任工廠日常大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，所以希望在此方面能有所加強。對此，我們總結(jié)了在培養(yǎng)學生結(jié)構(gòu)設(shè)計能力方面存在的問題，并提出一些改進意見。

1 學生不重視結(jié)構(gòu)設(shè)計

與現(xiàn)階段制造業(yè)大力提倡的“信息化”、“智能化”相比，學生對結(jié)構(gòu)設(shè)計不重視不足為奇。在機械產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)方面，他們既沒有感性的認識，又沒有實踐經(jīng)驗教訓。從專業(yè)課程體系來看，先修課多是理論性的，作為機械類型專業(yè)的學生，倒也并非不了解本課程的重要性，但傳統(tǒng)的理論教育，把注意力過多的集中在公式推導(dǎo)、設(shè)計計算上的現(xiàn)象相當普遍，造成他們對結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性缺乏了解，也不了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性、多樣性，它比設(shè)計計算更難掌握，更不了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞和機器性能、質(zhì)量以及價格等的重要關(guān)系。為此，教師就必須做轉(zhuǎn)變學生認識的工作，在各個教學環(huán)節(jié)中都有意識的安排結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容。

2 教師教學中易忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 教材中對結(jié)構(gòu)的介紹不夠

不管本科階段強調(diào)的是通識教育、專業(yè)教育，還是“通+專結(jié)合”的培養(yǎng)模式，基礎(chǔ)課課時縮減已成事實，就《機械設(shè)計》課程而言，課時量的減少，在教材編寫、課堂講授上也只好把“結(jié)構(gòu)”割愛。表現(xiàn)在下面幾個方面：在各種教材中，對一些零件的結(jié)構(gòu)都做了介紹，繁簡不一，但大多數(shù)都是提供確定結(jié)構(gòu)的計算式，而對形成結(jié)構(gòu)所應(yīng)考慮的問題，敘述甚少，造成學生只能生搬硬套，條件略有改變，便無所是從，更不能舉一反三。

2.2 學生實踐知識差，先修課薄弱

學生都是高中畢業(yè)直接入大學，接觸實踐機會少，見結(jié)構(gòu)有畏難情緒。在學習方法上，仍習慣于數(shù)學、物理和力學的學習方法，重視理論，忽視結(jié)構(gòu)。

掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計，離不開數(shù)學基礎(chǔ)、制圖和金工知識，目前《畫法幾何與機械制圖》《理論力學》《材料力學》等基礎(chǔ)課程的課時縮減，導(dǎo)致基礎(chǔ)不扎實，技能較差，而我校金工課程不完整，金工實習實訓的條件非常有限，所以先天不足，講授結(jié)構(gòu)較困難。

2.3 課堂上下缺少結(jié)構(gòu)訓練

為節(jié)省時間，目前教師講課大量使用PPT，學生不記筆記，而且講述的內(nèi)容以教材為主，以致印象不深更無實踐機會。再加上任課教師的選用強調(diào)高學歷、高成果，多無實踐經(jīng)驗，課堂講授脫離生產(chǎn)實際。學生課后布置的作業(yè)，在每章指定的習題中，又很少涉及結(jié)構(gòu)，雖然有大作業(yè)，學生也多是在網(wǎng)上尋找“參考答案”照貓畫虎，不甚了然。

3 加強結(jié)構(gòu)知識的措施

根據(jù)上述存在的問題，我們認為必須加強對結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施，但由于先天不足，必須與先修課程配合，機械設(shè)計不能解決所有結(jié)構(gòu)問題，甚至有些知識并不是教師講授的內(nèi)容，不過，正因為先天不足，更有必要加強結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。為此，可以采取下面措施。

3.1 教材中增強結(jié)構(gòu)內(nèi)容

目前教材中都對結(jié)構(gòu)進行了介紹，但不完善，我們認為應(yīng)增添關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計的章節(jié)，以講述結(jié)構(gòu)設(shè)計原則為主，并輔以具體零件的例子，最好有正誤對比，例如將軸承部件一正一誤畫在一起讓同學分析找錯，放在教材的最后一張，供同學參考。

3.2 加強結(jié)構(gòu)設(shè)計的鍛煉

要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，除見多識廣外，還必須有足夠的鍛煉。在每章指定習題中，應(yīng)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓同學用計算機繪圖或在作業(yè)本上徒手繪出結(jié)構(gòu)圖，并敘述設(shè)計結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的問題。

3.3 引導(dǎo)學生對結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視，提高其對結(jié)構(gòu)設(shè)計的興趣

啟發(fā)學生自覺的重視結(jié)構(gòu)設(shè)計。在講述設(shè)計總論中結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義時，舉一些實際的例子是必要的。如果能舉出日常生活中比較多見而學生習以為常并不深入了解的例子，效果會更好一些，學生聽起來興趣比較大，也倍感親切。例如，以自行車為例，問學生自行車的輻條是受拉還是受壓？如果受壓，能否滿足壓桿穩(wěn)定性的要求？怎樣才能使輻條受拉？隨著這些問題的逐步提出，氣氛會非常活躍，也自然的引出了結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性和意義。

3.4 在習題課中加強結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的培養(yǎng)

將結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本訓練作為有關(guān)章節(jié)習題課的主要或部分內(nèi)容是必要的。例如，螺紋連接一章，我們可以安排螺紋連接主要類型的結(jié)構(gòu)特點以及各部分尺寸，聯(lián)系查閱手冊；軸一章安排了階梯軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；滾動軸承一章安排了軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計改錯等等。這些內(nèi)容都要在教師啟發(fā)和引導(dǎo)下采用討論方式進行，學生自由發(fā)表意見，最后由教師總結(jié)。

3.5 通過大型作業(yè)進行訓練

通過大作業(yè)，要求學生對有關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、工藝性以及標準和規(guī)范有一個了解，初步掌握機械零件設(shè)計的原則和一般規(guī)律。由于學時等條件均有限，我們對圖面整潔與否、線型、字體等是否符合制圖標準等問題不做過高要求，而將結(jié)構(gòu)正確與否作為評定成績的主要依據(jù)。

3.6 作為考試的必考內(nèi)容

教師啟發(fā)、創(chuàng)造條件以提高學生對結(jié)構(gòu)設(shè)計的認識和興趣固然必要，利用考試促使學生重視結(jié)構(gòu)設(shè)計也是不可缺少的補充手段，多年來我們也是這么做的，每次試題都有結(jié)構(gòu)設(shè)計題，我們明確的告訴學生，結(jié)構(gòu)設(shè)計是必考的內(nèi)容。

3.7 課程設(shè)計要求學生全面考慮結(jié)構(gòu)工藝性

課程設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計全面訓練的重要教學環(huán)節(jié)。除要求學會設(shè)計計算外，還必須弄清楚零件結(jié)構(gòu)上的細節(jié)、尺寸，并清楚的反映在圖紙上外，而且還要求學生全面考慮零件的結(jié)構(gòu)工藝性，從拆、裝工藝和制造工藝角度采用最佳結(jié)構(gòu)。答辯題目也以結(jié)構(gòu)問題為主。

4 結(jié) 語

雖然社會上對本科階段發(fā)展通識教育為主的認識越來越普遍，但畢業(yè)生出去就業(yè)更多的還是依托所學專業(yè)，農(nóng)機專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)后，從事純理論性科學研究的極少數(shù)，大多數(shù)畢業(yè)生將到設(shè)計單位和生產(chǎn)單位。不斷提高科學技術(shù)水平、搞好產(chǎn)品升級換代，走自力更生、挖潛、革新和技術(shù)改造的道路，這副重擔無疑將落在他們肩上。這里面有大量的工作和問題是結(jié)構(gòu)問題、工藝問題。只強調(diào)加強理論基礎(chǔ)，必然導(dǎo)致削弱和降低畢業(yè)生的工程設(shè)計的能力，就本課程來說，決不能忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且必須予以加強。