機械設計基礎課程設計教學改革研究

劉海娥，張建國，吳韶華，張思婉

（鄭州鐵路職業技術學院，河南 鄭州 450052）

《機械設計基礎》是高職高專機類、近機類的一門專業技術基礎課，在教學體系中具有承上啟下的作用。本課程的學習主要是培養學生的動手能力以及工程意識的養成。機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程教學中的實踐教學環節，它涵蓋了《機械制圖》、《工程材料》、《工程力學》等先修課程知識，課程設計時需要查閱大量相關的國家標準、行業標準、企業標準手冊等相關資料，利用所學知識進行系統的、完整的機械設計。根據近幾年來所帶學生課程設計的實際情況，提出機械設計基礎課程設計存在的一些典型問題及教學方法的改革研究。

1 目前課程設計的現狀

（1）課程設計題目。高等工科院校常用題目是單級圓柱齒輪減速器和展開式二級圓柱齒輪減速器，減速器是工業中常見的機械傳動裝置，在帶式運輸機、破碎機和球磨機中被廣泛應用。減速器設計涵蓋了機械設計基礎中齒輪傳動、帶傳動、軸承、軸、螺栓等主要通用零件的設計與計算，運用了一般機械系統設計的常用方法，具有很強的綜合性和針對性。

我校機械設計基礎課程設計布置給學生的通常有四個任務書，分別為帶式運輸機、破碎機、攪拌機和球磨機的減速器裝置設計。每個任務書有五個小題，每題的參數不同，但任務書的方案相同，都是已給定的傳動方案圖，工作條件和設計要求均完全相同，學生在設計過程中容易抄襲，照葫蘆畫瓢，改改相應的參數來敷衍了事。

（2）學生學習情況。課程設計周期是兩周，一般安排在學期末的最后兩周（16~17周）。但由于學校場地所限，許多班級被安排在學期中期，甚至前期上課不久后的7~8周，由于跟課程相關的許多內容還未講到，比如軸，軸承的設計計算，即使打亂授課計劃把課程設計的相關內容提前講，還是來不及講到，在做課程設計時特別困難，老師不好指導，學生也是一頭霧水，利用設計周期的時間來講課，時間上不夠用，學生也不容易掌握內容。

課程設計第一周通常是設計計算，第二周是手工繪圖。在布置任務時，一般都是分組進行，每組3~5個人，便于團體合作，有問題大家積極思索，力爭小組范圍內解決問題。實施過程中學生抄襲現象嚴重。每組里面只有一兩個學生主動完成，其他的學生都是照抄主動完成的學生的樣本，甚至有的小組就沒有主動做的，照著別組的樣本改改參數，最后交上來的課程設計資料雷同現象很嚴重。究其原因，主要是學生對課程設計認識不足，不重視課程設計，缺乏積極性和主動性。他們認為做課程設計無非是將學過的知識再串一遍，沒有多大意義，對課程設計敷衍了事，持應付的態度，為完成任務東拼西湊，甚至直接照搬照抄。

在繪圖工作中，很多學生對圖紙尺寸標注、公差配合、粗糙度的標注過于隨意，公差、粗糙度等級的選取不合理，有些學生連邊框線、標題欄都不畫，主要原因是學生對先修課程掌握不牢或不會應用；課程設計的時間安排也不盡合理，安排在學期末，學生忙于準備考試，不少學生難于集中精力認真搞課程設計，更有甚者，用量規直接量取別人的尺寸來畫圖，連尺寸標注也是直接抄襲，敷衍完成任務。這樣完成的課程設計質量很差，學生根本沒有起到鍛煉的作用。

2 課程設計的改革探索

（1）采用任務驅動的教學模式。傳統的課程設計題目一般是在實訓周開始時布置給學生；采用任務驅動法，課程設計計算與課程講授內容同步進行，在機械設計課程開課時就發給學生設計題目，讓學生在任務的驅動下帶著問題學習。任務驅動法可讓學生明確學習目的，變被動學習為主動。教學過程中，適時布置學生閱讀設計指導書中有關內容，并完成相應的課程設計內容，教師利用答疑時間給予輔導及抽查。在設計周期間學生主要進行計算部分整理、修改和圖紙繪制，這樣學生就有較為充裕的時間復習先修課程和結構等方面的創新思考，這樣的安排，既緩和了教師和學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，同時又提高了課程設計的效果。課程設計的結構設計部分可以放在學生“裝拆、測繪減速器實驗”后進行。在裝拆、測繪實驗中，讓學生仔細觀察各類減速器的結構、軸的結構、軸承的安裝和固定方法，為對軸和箱體的結構設計和畫裝配圖打下基礎。

（2）課程設計題目探索。課程設計題目應貼近工程實際，題目形式多樣化。齒輪減速器涉及的機械設計問題具有典型性和普遍性，且已為大多數高校接受和采用，故齒輪減速器設計需要保留，但此外應根據學生的專業特點，設定多樣化的題目。機械基礎教研室和各專業教研室可以共同承擔課程設計題目設置，題目既可以結合專業特點，又能有益于學生提高設計分析能力，體現多元化教學方式，拋棄“多年一題”的現象，在設計題目和內容上進行改革。依據教學大綱所要求的內容和難度，給出幾個方向，允許學生自由選題，比如可以增加連桿機構類的設計題目；還可將大任務分階段進行，充分利用各課程實訓完成，以牛頭刨床傳動機構設計為例，基礎教研室教師負責題目通用零部件設計、選擇的指導工作，專業教研室教師負責指導該課題的液壓電氣部分設計。采用多樣化和實用性的設計題目來提高學生的學習興趣，為其提供廣闊的學習空間，自由的討論氛圍，引導學生發揮主觀能動性，積極創新，在教學互動中共同提高。

（3）加強課程設計教學基地建設。我校專用的課程設計教室較少，每個教室容納的人數過多，設備條件差，學生只能進行最初級的手工繪圖。應增加課程設計陳列室，擺放實物模型及圖片，品種齊全、結構比較新穎的各種機械傳動裝置和圖片，設計掛圖等，創造良好的機械設計氛圍，激發學生創造的靈感，課程設計教學基地的建設能為提高設計質量提供可靠的保證。

（4）計算機繪圖取代手工繪圖。手工繪圖雖說是基礎，但是CAD繪圖是學生必備的能力，為了鞏固大一期間學習的計算機繪圖知識，為今后的專業課課程設計和畢業設計打下好的基礎，繪圖改用計算機來做,既方便圖形修改，保持圖面整潔,又充分發揮學生的空間想象力和分析問題、解決問題的能力。可以用AUTOCAD、CAXA、ProE等繪圖軟件取代手工繪圖,逐步實施從手工繪圖到二維AUTOCAD的應用最終到三維繪圖的過渡。還可以引入UG軟件指導學生進行減速器的三維設計。用三維軟件繪圖，學生對自己的設計不僅有了直觀的認識，還可驗證各部件之間的位置和運動關系是否正確，是否發生干涉等，并能及早發現和解決在設計中未能全面考慮的問題和存在的缺陷，同時也增強了學生利用現代手段進行創新設計的能力，增強了學生的學習興趣。

3 結語

在機械設計基礎課程設計改革研究中，通過改革設計內容，使之更接近工程實際，可以充分調動學生參與課程設計的積極性，培養整體設計意識和創新意識；通過計算機技術的應用可以加強學生利用計算機技術進行機械設計和仿真分析的能力。通過讓學生接觸工程實際，進一步增強學生獨立分析、解決工程實際問題的能力。

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