機械設計課程教學改革探索

郭小蘭

摘 要： 機械設計課程是一門研究機器和機構的基本理論及設計技術的課程。本機械設計課程的實踐性和綜合性極強，本文積極有效地探索機械設計課程教學改革，提出多種教學方法的綜合使用，有利于提高學生的工程實踐能力，提高教學質量，形成地方高校教育特色。

關鍵詞： 機械設計 教學改革 實踐教學

機械設計是指設計開發新的機器設備或改進現有的機器設備，機械設計是一項極富創造性的工作，學好本課程，掌握機械設計的基本知識、基本理論和基本方法[1]。機械設計是影響機械產品性能、質量、成本和企業經濟效益的一項重要工作，機械產品能不能滿足用戶要求，很大程度上取決于設計工作，隨著科學技術的進步和生產的發展，市場競爭日益激烈，企業為了獲得自身的生存和發展，必須不斷推出具有市場競爭能力的新產品。因此，機械產品更新換代的周期將日益縮短，對機械產品在質量和品種上的要求，將不斷提高，這就對機械設計人員提出了更高要求[2]。

1.多種教學方法結合使用

改革傳統理論課教學方法，除板書結合多媒體授課外，采用項目式教學法、案例教學法、討論答疑授課等多種教學手段，從而豐富課堂教學形式，強調學生互動參與，強化教學效果。

1.1教學難點運用項目式教學法。

教學難點如機器與機構的相互關系，教師通過課件講解的方式很難口述清楚，學生理解起來較為費力。因為本院所開專業均為汽車類專業，則可采用實驗室現場教學的方式，以內燃機為例，教師可對照實物講解內燃機所涉及機構、工作原理及設計方法；結合多媒體授課，通過實物、聲音、圖形、文字、三維動畫等多種刺激有機融合，使學生形成清晰的感官認識：曲柄滑塊機構將活塞的往復移動轉化為曲軸的連續轉動，齒輪機構和帶傳動機構實現轉動的傳遞，凸輪機構將凸輪的轉動變換為搖桿的往復擺動；通過上述五個機構的協調工作便能將燃氣的熱能轉換為曲柄轉動的機械能。增進學生對各構件的相互運動情況、結構設計原理的理解。

1.2部分重點章節采用案例分析法組織教學。

齒輪傳動通過輪齒的嚙合傳遞兩軸之間的運動和動力，是機械傳動中最重要、應用最廣泛的一種傳動[3]。在學習齒輪傳動這一章時，可結合汽車變速器實例，學會從分析齒輪的失效形式和產生原因入手，確定齒輪強度的計算準則，以及相府的承載能力計算方法，選擇合理的幾何參數，最終完成齒輪零件的結構設計。在整個設計過程中，能進行齒輪材料的選取，齒輪參數的確定，齒輪結構的設計，齒輪精度的設計，并對其進行強度校核，最后學習如何根據設計結果繪制二維、三維圖，有助于加深學生對整個設計過程的認識和理解。

2.強化實踐教學環節

2.1充分利用課程設計，引入三維設計方法補充課堂教學。

實施學分制后的新版教學計劃中，機械設計課程僅56個學時的理論課堂教學，課時有限，教學內容難度大，因此很難使學生在短期內真正掌握機械設計方法和完整的設計流程。為補充課堂教學，并聯系實際提高學生的設計能力，設置了為期兩周的機械設計課程設計環節。通過“帶式運輸機傳動系統中的二級圓柱齒輪減速器”等題目，變換多組初始參數，可保證學生每人一題，獨立進行設計計算。在完成參數選擇、計算校核的基礎上，要求學生根據設計草圖用計算機繪制出裝配圖和主要零件的零件圖，同時要求學生應用CAD（如Pro-E、UG）三維設計軟件，進行三維實體建模，強化學生的三維設計能力，開拓學生就業渠道，課程設計需提交設計說明書，二維、三維圖紙，并進行課程設計答辯，綜合評定最終成績。通過機械設計課程設計的指導，進一步加深學生對機械機構設計、零部件設計方法等理論知識的理解，更好地與企業生產實際結合，學生的設計水平有了顯著提高，為學生增強就業競爭力服務。

2.2利用師生創新項目等實踐環節，強化學生動手能力。

教師根據自己主持參與的《機械設計課程設計》課程建設的探索與實踐研究、《基于卓越汽車工程師培養的機械設計課程教學改革探索》等課題，對課程進行建設和改革，研究出了適合我校學生及相關專業課程設計培養模式和方法，并將有利于提高學生的工程實踐能力，提高教學質量，形成地方高校教育特色。指導學生參與科研，定期為學生舉辦學術活動，學院單獨設有學生科技創新項目，給予經費支持，為學生創新活動提供更大平臺，著力對學生綜合設計能力、團隊協作能力及創新能力的培養?？蒲许椖恐鸩教岣邔W生機械設計的能力，培養學生理論聯系實際的設計思想，訓練學生綜合運用《機械設計》和其他有關先修課程的理論及結合生產實際分析和解決工程實際問題的能力，并鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識。機械設計課程設計將為后續課程的學習、畢業設計，乃至今后的工作提供重要平臺。

3.結語

通過改革傳統理論教學方法，采用多種教學方法結合使用，豐富項目式教學法、案例教學法、討論答疑授課等授課形式，增強了機械設計課堂教學效果，同時強化了實踐教學環節，充分利用機械設計課程設計，引入三維設計方法補充課堂教學，充分利用實驗室開放日、學生科技創新協會活動、師生創新項目、畢業設計、生產實習等實踐環節，調動學生互動參與，對比傳統教學模式，學生的學習積極性得到較大提高，這種新教學模式有利于學生綜合素質的提高，從而強化學生的動手能力和創新意識。以上教學改革和實踐探索，注重激發學生自主學習、科研創新的興趣，強調學生實踐技能的培養，拓寬了學生的就業渠道，取得了較好的教學效果。新教學模式對授課教師提出更高要求，促進了教師教學能力的提高。

參考文獻：

[1]徐錦康.機械設計[M].高等教育出版社，2004.

[2]鐘毅芳.機械設計[M].華中科技大學出版社，2002.

[3]初嘉鵬，劉艷秋.機械設計基礎[M].機械工業出版社，2014.

基金項目：攀枝花學院教育教學研究和改革青年項目（JJ1364）