通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的探討

江躍

摘 要：課程設(shè)計是教學(xué)過程中一個重要的實踐性環(huán)節(jié), 是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的有效途徑。基于此，闡述了課程設(shè)計在機械類專業(yè)教學(xué)中的重要性, 并針對課程設(shè)計對學(xué)生能力培養(yǎng)，以及在課程設(shè)計中應(yīng)注意的幾個重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；課程設(shè)計；綜合能力；實踐教學(xué)

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-7836(2014)06-0076-02

機械設(shè)計是機械類專業(yè)一門專業(yè)性和實踐性很強的課程，該課程知識內(nèi)容涉及到機械制圖、金屬工藝學(xué)、工程力學(xué)、工程材料等多門先修課程。而該課程的課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計一般機械能力的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它以機械傳動為主要對象，綜合運用機械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論和實際知識，是對學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的一次全面、系統(tǒng)的訓(xùn)練,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。通過課程設(shè)計不僅能鞏固和加深所學(xué)的理論知識,而且能進(jìn)一步提高學(xué)生利用技術(shù)資料進(jìn)行工程計算、繪圖和運用計算機的能力,對培養(yǎng)綜合能力和實踐能力都起著十分重要的作用［1］。在此，筆者結(jié)合多年來的課程設(shè)計指導(dǎo)工作，就通過課程設(shè)計如何培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力談幾點體會。

一、做好課程設(shè)計前的準(zhǔn)備，為培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力奠定基礎(chǔ)課程設(shè)計之前，指導(dǎo)教師應(yīng)與學(xué)生互相配合，做好充分的準(zhǔn)備工作。首先，在日常教學(xué)中要滲透課程設(shè)計的內(nèi)容，注重課程設(shè)計與平時教學(xué)過程的融合，比如在進(jìn)行相關(guān)章節(jié)的教學(xué)時，可通過討論課的形式，將一些課程設(shè)計中容易出現(xiàn)錯誤的問題作以簡要回顧，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，幫助其加深理解，提高認(rèn)識，增進(jìn)其設(shè)計能力。其次，在課程設(shè)計之前，為了增強學(xué)生的感性認(rèn)識，應(yīng)進(jìn)行減速器裝拆實驗。在實驗中指導(dǎo)教師要組織學(xué)生對減速器進(jìn)行拆卸、安裝，使學(xué)生熟悉減速器的基本構(gòu)造，整體組成結(jié)構(gòu)及各部分的結(jié)構(gòu)、功能、裝置和調(diào)整，各零件之間的連接關(guān)系與特點，然后找出標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件，明確減速器布置形式與空間位置的關(guān)系，建起一個立體的概念，避免出現(xiàn)閉門造車和照抄照搬式的設(shè)計，與生產(chǎn)實際相脫節(jié)。通過做好課程設(shè)計前的各項準(zhǔn)備，就能夠為學(xué)生更好地完成課程設(shè)計，以及培養(yǎng)其綜合素質(zhì)與能力奠定堅實的基礎(chǔ)。

二、在選題方面注重理論聯(lián)系實際，綜合運用所學(xué)知識課程設(shè)計的選題是整個課程設(shè)計中十分重要的環(huán)節(jié)，課程設(shè)計題目選擇是否得當(dāng)，直接關(guān)系到這一環(huán)節(jié)的教學(xué)效果［2］。首先，在選題方面既要考慮培養(yǎng)目標(biāo)有針對性，又要有所側(cè)重，應(yīng)考慮到課程設(shè)計題目與工程實際的緊密聯(lián)系，盡量與工程案例相關(guān)聯(lián)或直接來源于生產(chǎn)科研，題目只有真正能結(jié)合生產(chǎn)實際才能有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)熱情，給學(xué)生以較大的創(chuàng)新思維空間，充分地去想象可能實現(xiàn)的設(shè)計方案，才能較好地變被動地學(xué)習(xí)知識為主動地解決實際問題，從而積極思考、創(chuàng)造性地完成設(shè)計任務(wù)。其次，在設(shè)計題目的選擇方面應(yīng)力求豐富多樣，難易適中，知識覆蓋面廣，可設(shè)置多層次題目供學(xué)生選擇，最大限度地發(fā)揮其創(chuàng)造性。在機械設(shè)計課程設(shè)計中，教師給出了四個設(shè)計題目，涉及到帶式運輸機和鏈?zhǔn)竭\輸機的傳動裝置設(shè)計、用于卷筒傳動裝置的蝸桿減速器設(shè)計和三速變速箱設(shè)計，其中有的題目給出四個或八個參考傳動方案。通過多種組合，可以設(shè)計出幾十個不同的方案。這樣可以更好地增強學(xué)生的設(shè)計興趣，以及全面檢驗已學(xué)過的知識。

三、在課程設(shè)計中引入現(xiàn)代的設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生運用計算機的能力和創(chuàng)新能力傳統(tǒng)機械設(shè)計課程的設(shè)計手段是手工設(shè)計、計算和繪圖，設(shè)計計算繁雜，設(shè)計、繪圖和修改很不方便，教學(xué)效果并不理想。針對傳統(tǒng)課程設(shè)計的不足，學(xué)校將計算機輔助設(shè)計(CAD)這一現(xiàn)代的設(shè)計方法引入到課程設(shè)計中來，利用三維繪圖軟件代替手工繪圖，利用ANSYS等軟件進(jìn)行強度剛度計算,以輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用UG、Pro/e等軟件進(jìn)行三維實體造型,通過模擬裝配檢查檢驗零部件設(shè)計的合理性。從而簡化了學(xué)生的設(shè)計與繪圖過程,減少了手工繪圖的工作量，將學(xué)生從繁雜的設(shè)計計算中解脫出來，把時間和精力集中到方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等創(chuàng)造性思維和熟悉與運用設(shè)計資料等基本技能的訓(xùn)練上來，將學(xué)生的注意力放在設(shè)計思路方法的學(xué)習(xí)上，讓學(xué)生掌握正確的機械設(shè)計思想和計算機輔助設(shè)計這一先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，體驗機械設(shè)計的真正樂趣。在課程設(shè)計過程中，教師應(yīng)積極鼓勵學(xué)生利用UG、Pro/e等軟件強大的參數(shù)化功能和裝配功能，去完成各零件的設(shè)計和裝配。這樣可以更好地提高學(xué)生計算機輔助設(shè)計的能力，增強他們學(xué)習(xí)的主動性，實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。

四、在設(shè)計過程注重培養(yǎng)綜合運用知識解決問題及查閱技術(shù)資料的能力由于在設(shè)計過程中的有關(guān)細(xì)節(jié)內(nèi)容包括一些設(shè)計計算方法、設(shè)計規(guī)范與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，以及如何將各門課程有機地聯(lián)系起來解決工程實際問題等內(nèi)容，在以往先修課程中涉及不到或介紹不多，導(dǎo)致學(xué)生對各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊的運用，以及綜合運用知識解決問題的能力不強，而課程設(shè)計正是彌補這一不足的必要環(huán)節(jié)。在機械設(shè)計課程設(shè)計中，在選題時已考慮了盡量多地覆蓋多門先修課程的知識。這樣就需要學(xué)生綜合運用已掌握的知識來完成設(shè)計，進(jìn)而將知識轉(zhuǎn)化成能力。

在設(shè)計過程中，同一題目可以采用多種方案去實現(xiàn)，這樣就需要學(xué)生綜合各方面知識，進(jìn)行方案論證，選擇最合適的方案。而在方案論證時，就需要查閱各種技術(shù)資料及圖冊，參考和分析已有的方案，根據(jù)具體條件和要求，提出新設(shè)想、新方案，擬定多種方案進(jìn)行綜合分析比較，優(yōu)化篩選獲取最佳方案。另外，設(shè)計過程中涉及到的許多問題如一些標(biāo)準(zhǔn)件的選擇、尺寸的確定、公差與配合以及表面粗糙度的確定等等，都需要學(xué)生自己動手從技術(shù)資料中查閱方能得到。通過上述設(shè)計過程，一方面鍛煉了學(xué)生查閱技術(shù)資料的能力和機械設(shè)計能力，另一方面，也進(jìn)一步開闊了學(xué)生的視野，為畢業(yè)設(shè)計及今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。

五、在實踐過程培養(yǎng)學(xué)生自己動手解決問題的能力在布置設(shè)計任務(wù)后，學(xué)校不給任何設(shè)計方案，而是讓學(xué)生充分發(fā)揮想象，調(diào)動主觀能動性，根據(jù)設(shè)計要求，自己通過查閱資料獨立地提出設(shè)計方案及方案論證，然后由教師進(jìn)行逐一檢查，在確定可行后，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生獨立地完成傳動裝置總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計以及傳動零件的設(shè)計計算。通過設(shè)計過程，一方面學(xué)生在綜合應(yīng)用知識解決問題方面得到了鍛煉，增強了解決實際問題的自信心，另一方面在設(shè)計過程中，很多學(xué)生會發(fā)現(xiàn)一些平時學(xué)習(xí)中沒有注意到的問題，通過指導(dǎo)教師的引導(dǎo)、啟發(fā)，找出問題的原因，學(xué)生再自己動手解決這些問題，這樣就可以鍛煉學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。由于實踐條件及客觀方面的限制，目前在校學(xué)生的實際動手鍛煉機會較少，而課程設(shè)計正是為學(xué)生創(chuàng)造了一個自己動手、獨立進(jìn)行實踐的機會。因此，強化課程設(shè)計環(huán)節(jié)的鍛煉，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

六、在答辯和總結(jié)過程對各題目給出客觀的評價，提高學(xué)生全面綜合考慮問題的能力課程設(shè)計的答辯和總結(jié)是整個設(shè)計過程中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。答辯是對學(xué)生設(shè)計成果的一次全面檢閱，通過準(zhǔn)備答辯，學(xué)生可以系統(tǒng)地回顧和總結(jié)設(shè)計的內(nèi)容，理清設(shè)計思路，找出設(shè)計的不足，分析還不太明了的或考慮不全面的問題，深化設(shè)計成果。另外，通過答辯還可以訓(xùn)練學(xué)生的概括能力、表述能力，從而使準(zhǔn)備答辯和答辯的過程，成為課程設(shè)計中的一個繼續(xù)學(xué)習(xí)與提高的過程。

指導(dǎo)教師在答辯后所作的總結(jié)與點評,對培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力起著非常重要的作用。通過總結(jié)，可以將學(xué)生們在設(shè)計中的新思路、新想法總結(jié)給全體學(xué)生，也可以將學(xué)生們在設(shè)計中出現(xiàn)的問題提出來，避免以后再出現(xiàn)類似的問題。同時通過總結(jié)，還可以將各組學(xué)生的設(shè)計情況進(jìn)行必要的評價，從方案分析、強度計算、結(jié)構(gòu)化和工藝性等各方面，對各組學(xué)生所做設(shè)計的可行性和優(yōu)缺點及應(yīng)改進(jìn)和完善的方面進(jìn)行分析評價，這樣一方面可以使得學(xué)生們不僅更好地掌握了自己設(shè)計的內(nèi)容，同時又進(jìn)一步了解了其他各組學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容，相互啟發(fā)，取長補短，提高了學(xué)習(xí)效率，另一方面，通過總結(jié)進(jìn)一步明確學(xué)生的設(shè)計思路，以及對各階段、各環(huán)節(jié)的深入認(rèn)識，這個總結(jié)的過程就是一個提高、深化的過程，可以使學(xué)生對知識的理解更深刻，對機械設(shè)計的方法更了解、更明確。

在答辯和總結(jié)過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)根據(jù)題目的不同、完成情況的不同、完成效果的不同，實事求是地對各組學(xué)生的設(shè)計情況進(jìn)行講評，給出客觀的評價。在講評時，強調(diào)各設(shè)計題目應(yīng)綜合考慮零件結(jié)構(gòu)、加工、裝配、經(jīng)濟(jì)性、零件與其他零部件的關(guān)系，以及如何處理好理論計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計和各部分的協(xié)調(diào)以及單個零件與整機之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。從而使設(shè)計更加合理、實用、經(jīng)濟(jì)，這樣有利于提高學(xué)生全面綜合考慮問題的能力。

綜上所述，只有在課程設(shè)計前做好各項準(zhǔn)備，在課程設(shè)計過程中把握住選題時，注重理論聯(lián)系實際，綜合運用知識；在設(shè)計過程中，引入現(xiàn)代的設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生運用計算機的能力和創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生綜合運用知識的能力、查閱技術(shù)資料的能力；在實踐過程中，鍛煉學(xué)生自己動手解決問題的能力；在答辯和總結(jié)過程中，對各題目給出客觀的評價。這樣才能在總體上更好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，取得課程設(shè)計的良好效果，真正達(dá)到課程設(shè)計教學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］曹杰,張麗,于影輝.《機械設(shè)計課程設(shè)計》改革與實踐［J］.農(nóng)機化研究，2003，(3).

［2］姚旭東.加強課程設(shè)計 強化創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2011，(6). 2014年6月第33卷第6期

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