改革實踐教學環(huán)節(jié)加強機械綜合設計能力培養(yǎng)

【摘要】針對機械設計課程的實踐環(huán)節(jié)——課程設計，探討了如何改革該環(huán)節(jié)的教學過程，以加強學生機械綜合設計能力的培養(yǎng)，提高學生創(chuàng)新意識和實踐能力。

【關(guān)鍵詞】實踐教學 綜合設計 創(chuàng)新意識 實踐能力

當前國際競爭的實質(zhì)是以經(jīng)濟和科技實力為基礎(chǔ)的綜合國力的較量，從根本上說是勞動者素質(zhì)和專門人才能力的競爭。在這場競爭中，科技是第一生產(chǎn)力，是推動歷史前進的動力，高等工程教育具有十分重要的作用。面向21世紀，知識經(jīng)濟環(huán)境下高等工程教育培養(yǎng)的人才應當是基礎(chǔ)扎實、專業(yè)面寬、能力強、素質(zhì)高的現(xiàn)代工程創(chuàng)新人才。

一、課程設計與學生創(chuàng)新意識培養(yǎng)

機械設計課程設計是學生在學完全部技術(shù)基礎(chǔ)課之后，在學習專業(yè)課之前的一次重要的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)。此時，課堂教學的那種教師講、學生聽的教學形式被改變，學生處在了設計者的位置，教師則扮演指導者或幫助者的角色，學生習慣于被拖著走的被動學習環(huán)境消失了，代之以被要求最大限度地獨立完成設計任務的自主學習環(huán)境。對于設計中遇到的各種問題，學生必須通過自行分析，與同學討論交流，向教師咨詢，以及查閱有關(guān)書籍資料等方式來增加知識和找到解決辦法，從而實現(xiàn)了教學以教師為核心到以學生為中心的轉(zhuǎn)變，對學生獲取知識的能力是一次有效的鍛煉。

機械設計課程設計的內(nèi)容涉及材料選擇、熱處理工藝安排、強度設計、結(jié)構(gòu)設計、精度設計等機械基礎(chǔ)系列課程的知識，這些知識在實際中又千變?nèi)f化，學生在設計過程中必須綜合考慮，有助于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

機械設計課程設計是將所學理論知識貫徹到設計實踐中去的一個中介，是由設計者在理論的指導下，根據(jù)具體加工對象的特點，發(fā)揮自身主觀能動性而進行的一種技術(shù)再創(chuàng)造過程。深入到這一過程中去，就有可能產(chǎn)生新的思路和新的方法，這就為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識提供了一個很好的條件和機會。另外，在設計過程中也有助于培養(yǎng)學生質(zhì)量觀念、工程意識、經(jīng)濟頭腦、綜合判斷和決策能力等方面的素質(zhì)。

二、改革實踐教學過程培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力

首先，從優(yōu)化教學手段開始，將計算機技術(shù)引入課程設計中來。采用計算機輔助設計（CAD）技術(shù)來充實和更新課程設計的內(nèi)容，采用計算機輔助教學（CAI）手段來優(yōu)化課程設計的指導和完善課程設計的成績評定。近三年來，我校機械設計課程設計全部采用AutoCAD或CAXA等軟件實現(xiàn)計算機繪圖，對一些基礎(chǔ)好的同學，鼓勵他們采用MDT或?qū)嶓w設計等三維設計軟件進行三維實體設計。我們還開發(fā)了C語言設計計算程序包，多媒體教學課件供學生使用和二次開發(fā)。

其次，指導課程設計的方式多樣化，指導教師根據(jù)實際情況和自己的教學經(jīng)驗與風格進行具體的操作。指導教師做到經(jīng)常深入現(xiàn)場，加強對學生課程設計全過程的檢查與指導，尤其是善于通過設計過程發(fā)現(xiàn)那些平時在課堂教學中難以發(fā)現(xiàn)的問題，并能注意及時抓住這些問題，結(jié)合設計實例，幫助學生澄清認識，真正掌握所學知識。對于設計中具體問題的指導，應點到為止把最后的處理決定權(quán)交給學生。要力求使學生通過獨立思考、互相討論和查閱有關(guān)的參考資料就能夠建立思路，掌握方法，自己解決設計中的大部分問題，從而養(yǎng)成善于獨立工作的能力。

第三，進一步優(yōu)化課程設計的內(nèi)容。結(jié)合專業(yè)實際不斷積累和篩選出一批典型的并對學生來說難易適當?shù)恼n程設計題目，適當增加實際工程設計題目，組建成相應的題庫。這樣，既可以避免因設計題目過少致使較多的學生做同樣的題目而互相抄襲；又有利于指導教師根據(jù)不同學生的特點和情況，有針對性地選擇題目，做到因材施教。近三年來，我們在常規(guī)減速器設計題目的基礎(chǔ)上增加了一些工程實際題目，如：旋轉(zhuǎn)廣告牌、螺旋壓力機、切管機、制育秧缽機、簡易吊車、攪拌機等。

第四，逐步建立和完善課程設計成績評定的指標體系，以便更加客觀、全面、準確地評定學生設計成績。在成績評定指標中包含并強調(diào)對能力培養(yǎng)方面的要求，從而引導學生在設計過程中，不要只滿足于通過計算、查表和制圖等學到一些設計的經(jīng)驗，更要將主要注意力放在綜合、對比、決策和創(chuàng)新上，以使其分析問題和解決問題的能力得到提高。

第五，通常課程設計環(huán)節(jié)安排在理論課學完后的2~3周，現(xiàn)在我們采取學期初就布置課程設計題目，使學生帶著問題去學習。在學習過程中逐漸解決設計中遇到的問題，便被動學習為主動學習。鼓勵學生進行設計方案創(chuàng)新，開展方案創(chuàng)新設計競賽，并將競賽結(jié)果計入最終成績評定中。我校機械98、99級學生課外科技小組的設計，在校科技節(jié)科技作品大賽上還獲了獎。

三、適應知識經(jīng)濟環(huán)境，進一步深化實踐教學改革

知識經(jīng)濟環(huán)境下，需要具有創(chuàng)新能力的開拓型人才。因此，課程設計應該加強創(chuàng)新設計思想和能力的培養(yǎng)，重視總體方案設計，在計算機應用的基礎(chǔ)上，強調(diào)方案的對比、分析。加強與工程實際的結(jié)合，注重培養(yǎng)工程意識和進行工程設計能力的實際訓練。為此，我們在教學指導文件、教材、教學模式等方面做了進一步的探索和設想。

（1）設計題目進一步多樣化，題目數(shù)量將達到28題，每題還有4-7組不同的設計參數(shù)。增加工程實際題目和趣味題目，如：包餃子機、揉面機、新型自行車、仿生魚、雙足機器人等。

（2）鼓勵學生自選題目，自行設計，讓學生動手將自己的創(chuàng)新設計由圖紙變?yōu)槟Ｐ突驅(qū)嵨铮踔辽暾垖＠瑥亩囵B(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新能力、工程意識和動手能力。

（3）針對不同專業(yè)安排多種設計模式，統(tǒng)一安排課堂與不統(tǒng)一安排課堂相結(jié)合，教師規(guī)定進度與學生自行掌握設計進程相結(jié)合。

（4）增加針對機械設計基礎(chǔ)各章節(jié)實踐訓練的大型設計作業(yè)，完成單元設計，為課程設計做準備。

（5）教材注重反映當代科技文化的最新成就，在內(nèi)容和體系上突出自己的特色。不僅用于課程設計，還將用于學生畢業(yè)設計。在內(nèi)容上將課程教學與學生的科技活動緊密結(jié)合，貫穿在所有的教學環(huán)節(jié)中，以利于實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。一些題目可供學生課外學習和研究，激發(fā)學生的思維，開展一些生動活撥的課外活動，例如設計比賽，小論文、小發(fā)明等，提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和能力。

（6）注重現(xiàn)代化教學手段的應用。制作與教材配套的教學錄像片和多媒體CAI教學光盤。利用這些直觀的、感性的資料，可以開闊學生的視野，增加學生學習興趣，調(diào)動學生學習的主動性。設計方面重視培養(yǎng)學生掌握計算機輔助設計的先進手段，要求學生設計計算盡可能利用計算機完成。

（7）將機械原理和機械設計兩門課的課程設計在選題和內(nèi)容上加以融合，實行統(tǒng)一題目，分段實施，兼顧課程要求，可使學生完成設計全過程訓練。在機械原理課程教學階段，側(cè)重培養(yǎng)學生機構(gòu)選型與運動設計、機械傳動方案創(chuàng)新設計的能力，完成機器總體方案設計；在機械設計教學階段，進行傳動設計、零部件工作能力設計和結(jié)構(gòu)設計。由于選題的靈活性和設計過程的延續(xù)性，使學生有充分的創(chuàng)新思維空間和時間。將兩門課程的實踐環(huán)節(jié)合并，增大了設計題目的選擇范圍，給學生提供廣闊的發(fā)揮創(chuàng)造性思維的時間和空間，使設計過程接近工程實際。用設計這根主線，將機械基礎(chǔ)系列課程知識貫穿于實踐環(huán)節(jié)之中，為后繼的產(chǎn)品設計建立一個機械工程設計基礎(chǔ)實踐平臺。

（作者單位：黑龍江齊齊哈爾大學）