《機械設(shè)計課程設(shè)計》改革的探索與實踐

劉建華,龐 姍

（新鄉(xiāng)學(xué)院機電工程學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

《機械設(shè)計課程設(shè)計》是機械設(shè)計課程重要的實踐環(huán)節(jié)，是對機械工程產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、強度和運動原理所進行的一次實踐性訓(xùn)練。其目的是培養(yǎng)學(xué)生對《機械設(shè)計》和其它先修課程的綜合應(yīng)用以解決工程實際問題的能力，一方面培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計能力，掌握基本的設(shè)計方法和一般程序，學(xué)會查閱技術(shù)資料；另一方面培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，提高工程設(shè)計及創(chuàng)新的能力。對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計及今后的工作都具有重要影響。

在目前的“大眾式教育”的高等教育大環(huán)境下，部分高等院校培養(yǎng)目標(biāo)不再是培養(yǎng)研究型人才，而是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，以適應(yīng)社會對人才的需求。而傳統(tǒng)的“以課程設(shè)計指導(dǎo)書為藍本、以教師的程序化指導(dǎo)貫穿始終”的模式已經(jīng)難以實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，所以探索適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)模式有著重要的意義。筆者根據(jù)多年指導(dǎo)《機械設(shè)計》課程設(shè)計的實踐以及兄弟院校的經(jīng)驗，就如何提高機械設(shè)計課程設(shè)計的質(zhì)量做了以下一些探索與實踐。

1 “機械設(shè)計”課程設(shè)計的現(xiàn)狀及存在的主要問題

1.1 “機械設(shè)計”課程設(shè)計的現(xiàn)狀

目前，多數(shù)高校“機械設(shè)計”課程設(shè)計仍采用一般用途的機械傳動裝置—減速器為設(shè)計對象，設(shè)計題目一般為二級圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器、單級圓錐齒輪減速器、二級圓錐一圓柱齒輪減速器等。設(shè)計時間一般為三周，安排在機械設(shè)計教學(xué)學(xué)期的期末進行。在設(shè)計過程中，指導(dǎo)教師對學(xué)生進行指導(dǎo)和答疑，同時對學(xué)生進行階段性檢查，設(shè)計結(jié)束后指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的平時表現(xiàn)以及完成任務(wù)的質(zhì)量評定綜合成績。設(shè)計的內(nèi)容包括電動機選型、減速器等，設(shè)計的工作量為傳動裝置減速器裝配圖一張、齒輪類和軸類零件工作圖各一張、設(shè)計計算說明書一份。通過課程設(shè)計，對大多數(shù)學(xué)生起到了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的效果，但還存在一些問題。

1.2 存在的主要問題及原因

“機械設(shè)計”課程設(shè)計存影響課程設(shè)計質(zhì)量的問題主要存在以下3個方面。

（1）抄襲現(xiàn)象。近年來課程設(shè)計現(xiàn)象普遍存在于各類高校,尤其對采用計算機繪圖的學(xué)校，嚴(yán)重影響了課程設(shè)計的質(zhì)量，究其原因主要是：第一，學(xué)生對課程設(shè)計認(rèn)識不足，不重視課程設(shè)計，缺乏積極性和主動性。他們認(rèn)為做課程設(shè)計無非是將學(xué)過的知識再串一遍，沒有多大意義，對課程設(shè)計敷衍了事，持應(yīng)付的態(tài)度，為完成任務(wù)東拼西湊，有的甚至同學(xué)間相互拷貝、在網(wǎng)上下載或在線購買等；第二，學(xué)校對課程設(shè)計不像對畢業(yè)設(shè)計那樣管理嚴(yán)格，缺乏對課程設(shè)計的管理文件，缺乏統(tǒng)一的評定標(biāo)準(zhǔn)，僅憑指導(dǎo)教師的來處理畢業(yè)設(shè)計成績的評定，影響課程設(shè)計評定的公平性。

（2）知識的建構(gòu)與發(fā)現(xiàn)。機械設(shè)計課程設(shè)計本身就是對機械設(shè)計及其它先修課程的應(yīng)用，是對這些課程體系中的知識進行重新建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的過程。而實際上，學(xué)生總習(xí)慣于照搬指導(dǎo)書，作機械模仿，知其然不知其所以然，造成課程設(shè)計的圖紙尺寸標(biāo)注、公差、配合、粗糙度的標(biāo)注過于隨意，公差、粗糙度等級的選取不合理，不少學(xué)生忽略了設(shè)計方案的論證、確定，忽略了設(shè)計資料的查找。這主要是其一，學(xué)生對先修課程掌握不牢或不會應(yīng)用；其二，課程設(shè)計的時間安排不盡合理，學(xué)生忙于準(zhǔn)備考試，不少學(xué)生難于集中精力認(rèn)真搞課程設(shè)計，采取應(yīng)付的做法，根本不考慮知識體系的建構(gòu)與發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新。

（3）教師的角色定位問題。不少教師在課程設(shè)計過程采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，對設(shè)計過程逐步講解，指導(dǎo)非常詳細(xì)，設(shè)計過程中充當(dāng)保姆的角色，這樣表面上看可能提高了設(shè)計質(zhì)量，但設(shè)計出來的圖紙結(jié)構(gòu)上千篇一律，甚至錯誤類型也極為相似，限制了學(xué)生的主觀能動性的發(fā)揮，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 改革的具體措施

為使機械設(shè)計課程設(shè)計真正達到培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計意識和創(chuàng)新設(shè)計能力，改變上述問題，借鑒兄弟院校的經(jīng)驗結(jié)合我院實際情況，采取了以下幾種具體措施，經(jīng)過2年的實施，取得了良好的效果。所采取的具體措施如下：

2.1 激發(fā)學(xué)生的興趣

興趣盡管不是學(xué)生學(xué)習(xí)努力與否的決定性因素，卻有非常大的影響，從某種意義上說興趣是最好的老師，對多數(shù)抄襲的學(xué)生而言，缺乏興趣可能是很重要的因素之一，為激發(fā)學(xué)生的興趣我們教研室采取了以下幾種方法。

（1）“疏、堵”并重，以疏為主。所謂“疏”就是誘導(dǎo)。考慮大學(xué)生的可塑性，采用以疏導(dǎo)為主的策略，具體教研室牽頭邀請3～5個在當(dāng)?shù)毓ぷ鞯慕鼉赡戤厴I(yè)的本專業(yè)學(xué)生和要搞機械設(shè)計課程設(shè)計的學(xué)生進行交流，時間安排2小時，采用指導(dǎo)教師回避制度，讓剛步入職場的學(xué)生結(jié)合他們的工作從今后的就業(yè)角度介紹課程設(shè)計的意義和重要性，避免了學(xué)生對指導(dǎo)教師說教的抵觸情緒。

所謂 “堵”就是強制，通過規(guī)章制度來保證實施。在學(xué)校缺乏課程設(shè)計制度的前提下，和院（系）部領(lǐng)導(dǎo)協(xié)商，制定了機電工程學(xué)院 “關(guān)于課程設(shè)計管理理辦法及成績評定細(xì)則”，以加強課程設(shè)計的過程管理，規(guī)范指導(dǎo)教師的行為和成績評定方法，對課程設(shè)計抄襲嚴(yán)重的視為考試作弊，給予通報批評，并安排和下屆一起重新搞課程設(shè)計，迫使學(xué)生建立興趣。

（2）改革選題。拋棄“多年一題”的現(xiàn)象，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在設(shè)計題目和內(nèi)容上進行改革，依據(jù)教學(xué)大綱所要求的內(nèi)容和難度，給出幾個方向，允許學(xué)生自由選題，保留減速器設(shè)計題目，并增加了摩托車發(fā)動機設(shè)計和齒輪連桿式步進機構(gòu)的設(shè)計題目，后兩個題目在圖書館有一定的資料可查，不至于讓學(xué)生摸不著頭腦，僅僅照搬照抄也不能完成設(shè)計任務(wù)，具有一定的挑戰(zhàn)性，以激發(fā)學(xué)生的興趣。

（3）組織答辯。引進畢業(yè)設(shè)計的方法在設(shè)計結(jié)束后組織答辯，答辯的內(nèi)容主要為學(xué)生的弱項和應(yīng)用能力方面，如齒輪設(shè)計材料的選擇；在按標(biāo)準(zhǔn)繪圖方面，公差以及粗糙度標(biāo)注、零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計、設(shè)計方案等，答辯的目的一是為了督促學(xué)生對相關(guān)知識進行及時的復(fù)習(xí)，搞懂設(shè)計中的各個細(xì)節(jié)，避免抄襲;二是鍛煉學(xué)生的口語表達能力。

2.2 改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式

傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)模式往往是將機械原理和機械設(shè)計分離開來，對設(shè)計過程指導(dǎo)教師逐步講解，教師不僅限定了設(shè)計方案，還給學(xué)生提供了非常齊全的參考資料，造成學(xué)生機械模仿，時間上和形式上集中安排在期末考試前2～3周，這樣不利于學(xué)生工程的意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的發(fā)揮，針對上述情況我們采取如下改革措施：

（1）整合機械原理和機械設(shè)計課程。將機械原理、機械設(shè)計的課程設(shè)計整合為一，將機械的原理方案設(shè)計與執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)的設(shè)計有機結(jié)合，將機構(gòu)的運動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計有機結(jié)合，加深對機械系統(tǒng)的整體認(rèn)識，加強設(shè)計中的上程意識，培養(yǎng)綜合創(chuàng)新設(shè)計的能力。

（2）改革指導(dǎo)模式，變模仿型設(shè)計為思考型設(shè)計。設(shè)計過程中，變指導(dǎo)教師的逐步講解為必要提示，變提供詳細(xì)的資料為列出參考書目，鼓勵學(xué)生去查資料，翻手冊，培養(yǎng)他們對各種信息及數(shù)據(jù)的歸納整理能力。在方案確定階段，增加方案論證，由指導(dǎo)老師組織。首先由分組學(xué)生共同提出設(shè)計方案并闡述方案的優(yōu)劣性，最后再由老師和其他同學(xué)對設(shè)計方案提出質(zhì)疑，老師作出總結(jié)，給出指導(dǎo)性意見，促進學(xué)生積極主動地思考，同時也培養(yǎng)了學(xué)生對知識的應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識。在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段采用范例教學(xué)法，將歷年來學(xué)生所犯的錯誤加以總結(jié)，分析錯誤的原因以及改正方法，啟發(fā)學(xué)生全面地分析、消化現(xiàn)有的各種結(jié)構(gòu)形式，在此基礎(chǔ)上增強工程意識和創(chuàng)新意識。

（3）靈活處理課程設(shè)計的時間安排，采用集中于分散相結(jié)合的策略。針對傳統(tǒng)課程設(shè)計時間安排問題，我們采用了課程講授與課程設(shè)計計算同步進行，在機械設(shè)計課程講授后不久就發(fā)給學(xué)生設(shè)計題目，教學(xué)過程中，適時布置學(xué)生閱讀設(shè)計指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)容，并完成相應(yīng)的課程設(shè)計內(nèi)容，教師利用答疑時間給予輔導(dǎo)及抽查。當(dāng)課程的主要部分講完后，學(xué)生的設(shè)計計算部分也基本完成。這樣學(xué)生能較容易地初步感受到工程設(shè)計的特點，在設(shè)計周期間學(xué)生主要進行計算部分整理、修改和圖紙繪制，這樣學(xué)生就有較為充裕的時間復(fù)習(xí)先修課程和結(jié)構(gòu)等方面的創(chuàng)新思考，這樣的安排，既緩和了教師和學(xué)生在時間方面過分緊張的矛盾，又不至于影響理論課的教學(xué)，同時又提高課程設(shè)計的效果。

3 結(jié)論

在目前培養(yǎng)“能力型、素質(zhì)型”的應(yīng)用人才的環(huán)境下，《機械設(shè)計》課程設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié).在這個環(huán)節(jié)中，要鍛煉了學(xué)生解決問題的能力，就必須充分發(fā)揮學(xué)生在課程設(shè)計中的主觀能動性，著重思考訓(xùn)練，培養(yǎng)整體設(shè)計意識和創(chuàng)新意識，改革課程設(shè)計模式和成績評定方式，提高《機械設(shè)計》課程設(shè)計的教學(xué)效果，切實增強學(xué)生的工程設(shè)計能力和知識應(yīng)用能力。

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