《機械設計基礎》課程是一門重要的專業基礎課。它在普通中專機械類各專業的整個教學過程中,起著承前啟后的橋梁作用。它以先修課程數學、物理、工程力學、金屬工藝學、機械制圖等為基礎,通過本課程的學習,將為學習專業課打下深厚的知識基礎;同時,本課程也是一門直接用來解決常用機構和通用零部件的分析和設計問題的設計性課程。因此,作為對《機械設計基礎》課程的強化,在本門課程結束后,都要安排專門的時間來進行課程設計。在強化實踐技能的教學過程中,本門課程的課程設計就起著舉足輕重的作用。
在以往的教學安排中,本門課程的教學一般安排在第二學年進行,課時量控制在120—150學時左右,同時在期末配有一個星期的課程設計專用周。近年來,隨著企業用人需求的不斷變化和教學改革的不斷深入,中專學生按照教育部的要求,各專業都在第三年進行不少于一年的頂崗實習。這樣,各門專業課的課時均有不同程度的壓縮,《機械設計基礎》課時大都壓縮為90學時,課程設計專用周有些學校甚至取消,有些學校雖有安排,但時間安排在期末,容易受到復習考試的沖擊,學生在時間和精力上都難以保證。“課時少、任務重、容易受沖擊、質量難保證”現已成為課程設計普遍存在的問題,已引起相關部門和專家的重視,各地各校也在想盡辦法解決此類問題。
一、教改思路
寶雞職業技術學院從2002年以來,在認真調研、深入分析的基礎上,在歷屆教學當中、采取邊教學邊教改的辦法,逐項改革、穩步推進,進行了大膽的探索和實踐。面臨理論課時減少,但對學生實踐能力和操作技能要求不斷提高的實際情況,《機械設計基礎》課程設計不但不能減少、不能削弱,而且要克服困難、積極應對、強化課程設計本領,提高實踐操作技能,為頂崗實習和就業安置打下堅實的知識基礎。
總結起來,我們的教改做法是:“整體提出設計思路,分步完成設計作業,前期進行‘部件’生產,后期完成‘設備’安裝”。這種時間前移的思路,克服了理論教學與課程設計相互脫節的毛病,既節約了設計專用周寶貴的設計時間,同時又保證了正常的教學作業和大型課程設計的配套完成,使理論教學和課程設計互聯互通、相互促進,達到了二者雙贏的目的。
二、方案設置
結合三年制中專學生“年齡小、底子薄、實踐知識欠缺”的特點,課程設計任務一般選擇簡單的單級直齒圓柱齒輪減速器設計。它的主要內容包括:齒輪傳動設計、皮帶傳動設計、軸系部件設計、箱體設計、聯接類(聯軸器、鍵類、螺紋類)零件選擇、密封潤滑選擇等,基本可以涵蓋機械設計課程的全部設計內容。
按照前述設計思路,在課程教學進行到學期中期時,這時常用機構已基本講完,而通用零件剛開始講授。此時,我們就將本門課程的課程設計任務書下發給學生,并用適當時間向學生進行整體設計思路講解,使學生有一個概括的了解。然后結合教學課程的正常進行,在每一教學章節完后,逐項拆分設計任務并分步完成設計內容。這就像工廠生產設備一樣,將零件的制造(分步設計)提前分散到各車間制造完成。
大部分設計內容可隨著課程的進度進行,到學期末教學課程完成時,已基本完成分步設計。等到課程設計專用周時,學生即可按設計指導書的要求與步驟,利用3-4天時間,將分步設計內容進行整合,完成裝配圖繪制,同時編寫設計說明書,進行答辯及后期資料整理工作,這樣學生就可以輕松地完成整個課程設計任務。
三、方案分析
1.節省設計時間。按原有的方案,大量的設計內容集中在一周內完成,學生在短時間內要進行超強度的勞動,常常需要晚上進行通宵加班,才能按時完成設計任務,況且還要面臨期末復習考試的壓力。新方案由于大量的設計內容已預先隨著教學課程而完成,設計專用周只進行整體組合,完成后期資料整理,因而,在3—4天時間內,大部分學生都可完成設計任務。既減輕了學生負擔,又節約了設計時間。
2.保證設計質量。由于分步設計是隨著課程進度進行的,在此過程中,學生在消化課程內容的基礎上,設計思路比較清晰,設計計算時間相對較長,指導老師可以隨堂進行示教講授。同時教師可對設計結果和設計過程提前進行評審,學生改錯時間也較長,因而,設計質量都可以得到保證。
3.考試與設計互不沖突。原有方案的課程設計安排在期末。此時又面臨著別的課程的復習考試,學生既要進行高強度的課程設計,又要分心復習其余課程以迎接期末考試,容易引起二者的沖突,對此指導老師的意見也很大。現有方案由于設計時間的提前可以有效地解決這一矛盾,既保證了設計質量,又不影響學生期末考試,學生和教師比較滿意。
4.對課堂教學有促進。如果沒有課程設計和課堂教學的互聯互通、相互配合,課堂教學就顯得乏味且沒有針對性,尤其是涉及設計內容講得都比較空洞,學生接觸不到實際的東西,等到后期再進行課程設計時,就顯得無從下手。現有設計內容與課堂教學同步進行,二者可以起到互相促進、互相補充的作用。學生對課堂教學也愛學也能學得進,通過對幾屆學生的教學考核對比,課堂教學質量比以前有明顯提高。
四、需要注意的幾個問題
1.雖然課程設計內容與課堂教學同步進行,但課程設計只是對理論教學的強化,絕對替代不了課堂教學的主導地位,不能由于課程設計作業的提前布置而沖擊正常的教學。尤其是課堂教學的思考題、課余作業、答疑輔導等教學過程一樣都不能少,都應按照正常的教學進度執行,這一點尤為重要。
2.針對中專學生底子薄、綜合設計基礎差的特點,應對課程設計的題目和內容作相應的變動。課程設計不要貪求“大”而“全”,而應突出“少”而“精”,盡可能做到題目通俗、難度降低、設計步驟簡化,讓學生通過設計鍛煉來強化動手能力和實際操作本領。
(作者單位:寶雞職業技術學院)