關于《機械設計基礎》課程設計的優化

摘要：當前高職學生水平和能力參差不齊，課程設計這類難度較大的教學活動遇到了一定的困難。作者在指導《機械設計基礎》課程設計中，針對學生的具體情況，對課程設計的各環節進行了積極的探索和優化，力求提高設計教學的效果。

關鍵詞：課程設計；機械設計基礎；教學

課程設計是工科學生從學習書本知識向模擬工程設計過渡的重要訓練環節，對訓練學生初步熟悉工程設計的基本方法和步驟，正確使用工具書，以及培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力等，都具有顯著的效果，在教學中一直受到高度重視。《機械設計基礎》課程設計在該課程理論教學結束時進行，時間一般為兩周。近幾年來，我在指導學生進行《機械設計基礎》課程設計時，遇到了一些困難，設計進行得并不順利。主要原因有兩點：一是學生的水平參差不齊，對理論知識理解掌握的差異較大，尤其是綜合應用所學知識解決問題的能力普遍較差；二是鉆研精神不夠，主動性差，過于依賴教師的輔導。為了改變這種狀況，我對課程設計的選題、組織實施以及成績評定等環節做了一些積極的探索，收到了良好的效果。

根據學生不同水平，設計課題分為不同層次“齒輪減速器”是《機械設計基礎》課程設計長期采用的典型課題，它具有以下諸多優點：一是齒輪減速器是機械傳動中常用的傳動裝置，也是各種機械中通用的傳動裝置，與課程性質相一致；二是通過這類課題的設計實踐，能夠使學生得到較全面的訓練，較好地達到設計教學目的；三是在難易程度和設計工作量方面應變性較強，便于根據需要靈活掌握。所以，我仍然選擇“齒輪減速器”作為設計課題。考慮到學生水平參差不齊，同一班級中的學生之間存在較大差距，為了使設計課題的難易程度和工作量大小與學生的水平和能力相適應，既讓每個學生都能順利地完成設計任務，又能充分發揮優秀學生的潛能，我確定了復雜程度不同、工作量不同的三類設計課題，供不同層次的學生完成。學習成績一般或較差的學生，所要完成的設計課題是“一級直齒圓柱齒輪減速器”，其難度不大，設計工作量適中；難度和設計工作量都較大的“一級斜齒圓柱齒輪減速器”和“二級直齒圓柱齒輪減速器”兩個設計課題，供學習成績好、能力強、肯鉆研的優秀學生選擇。

提前布置設計任務，把課程設計融合到理論教學之中課程設計是緊接在理論教學結束后進行的。通常的做法是在課程設計開始時布置設計任務。我在輔導學生設計時發現，有不少學生對設計時所要用到的理論知識和基本方法，雖然在前面理論教學中已經學過，但此時卻不會應用，有的甚至已經忘記了，輔導時很費力氣，影響課程設計的順利進行。為了改變這種狀況，我采取了提前布置設計任務的做法，把課程設計融合到課程的理論教學之中。在開學初把課程設計的任務書與課程的授課計劃一起發給學生（學生暫不分組），讓學生從學習本課程開始，就接觸設計課題，在學習理論知識的過程中逐步熟悉設計課題。把設計課題分解成帶傳動、齒輪傳動、軸傳動和軸承等四個設計模塊，融入有關章節的理論教學中去，把設計課題中的理論計算，如帶傳動設計、齒輪傳動設計計算、軸的設計等，與教材中相應的練習題結合起來，作為課外練習布置給學生課后完成。由于這些課外作業與課程設計聯系緊密，學生大多十分重視，積極性很高。到進行課程設計時，設計課題中的理論計算部分已經經過了一次演練，大多數學生對設計計算的方法和步驟已經不再陌生，只需用分組后各自的原始設計數據代替前面練習時的數據，將所作過的資料（計算）進行修改、連接整理，便可以較順利地完成設計計算說明書的編寫，把主要精力和時間用于結構設計和繪圖，從而使絕大多數學生都能夠順利地按時完成設計任務。

設計任務分解到人，保證每個學生都能認真投入到課程設計中去每個學生都能積極參與并有所收獲，是我組織實施課程設計的指導思想。為了實現這個目標，使每個學生都能認真地投入到課程設計中去，防止少數學生偷懶，我采取了以下措施：一是分組小、任務足，每個設計小組一般為兩人。小組之間的原始設計數據各不相同，并且在小組內把設計任務分解到人，小組成員之間既相互合作，又都有自己的任務，人人都必須自己動手、抓緊時間才能按時完成。二是在設計過程中，強化平時考核，每天檢查各小組的設計進度，記錄每個學生的出勤情況，作為評定學生設計成績的一個方面。三是準確把握設計工作量，在給每個學生分配設計任務時，根據能力不同區別對待，既做到任務充足，又保證每個學生只要抓緊時間都能按時完成。四是指導注重培養能力，對于大多數學生，指導的重點是設計的基本方法和步驟以及如何查閱設計資料和工具書；對較差的學生則以答疑的形式進行個別輔導。

圖紙必須上機繪制，進一步提高學生計算機繪圖能力計算機繪圖是工科學生的一項必備技能，早已納入《機械制圖》課程的教學之中。在進行《機械設計基礎》課程設計時，學生已經初步掌握了計算機繪圖的基本技能。因此，在課程設計期間，我將CAD/CAM機房向學生開放，要求學生所有圖紙必須用AutoCAD繪制。通過實踐，我覺得這樣做有三點益處：一是滿足了學生上機操作的愿望，有利于調動學生的積極性；二是在計算機上繪出的圖紙干凈整齊，避免了過去用圖版繪圖存在線條粗細不勻、圖面難以保持干凈等問題，學生把自己繪制的圖紙打印出來，容易產生成就感，有利于增強學生的自信心；三是給學生提供了一次把所學的CAD繪圖技能應用于設計的機會，對進一步提高學生的計算機繪圖技能大有益處。

充分重視答辯環節，促進學生反思和提高學生在完成設計后，把設計資料交給教師評閱，往往只關心成績，而不關心自己的設計存在哪些問題，應當如何改進。因而，教師的評閱環節對學生的進步沒有多大幫助。為了最大限度地提高課程設計的效果，盡可能使學生多受益，我在評閱設計資料時強化了答辯環節，通常安排一個下午進行答辯，答辯時請相關教師參與，把每班分為四個答辯組，每組兩位教師，負責4～5個設計小組。學生的設計成績由兩部分組成：一是答辯教師在仔細審閱學生的設計資料的基礎上，結合學生的答辯情況和設計課題的難易程度給出成績，此成績占設計成績的70％；另一部分是平時考核成績，由指導教師根據學生在設計過程中的表現，如遵守作息時間情況、是否按時獨立完成等評定，占設計成績的30％。

實踐表明，以上做法能夠較好地適應當前絕大多數學生的實際情況，充分調動學生的積極性，設計教學的整體質量有了明顯的提高。效果最為顯著的有兩點：一是針對每個學生的實際水平分配不同的設計任務，使每個學生都必須認真去做，避免了過去按“優帶差”分組常常演變成“優代差”的弊端。學習較差的學生不得不自己去完成設計任務，也和其他學生一樣得到了鍛煉，看到了自己的成績，感受到成功的快樂，有利于增強他們的自信，對他們以后的進步大有益處。二是把課程設計貫穿到課程理論教學中，體現了理論聯系實際的教學原則。不僅有效地提高了課程設計的效率，而且大大激發了學生的學習熱情，使學生在學習有關章節時有了明確的針對性，看到了理論的應用性，學習的積極性明顯增強，真正實現了課程設計與理論教學的互相促進，有利于該課程整體教學質量的提高。

參考文獻：

[1]陳立德.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]柴鵬飛.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3]孫寶鈞.機械設計課程設計[M].北京：機械工業出版社，1994.

作者簡介：

郝增林，江蘇財經職業技術學院副教授，從事工程力學、機械設計基礎等課程的教學和研究。