地方院校農(nóng)機(jī)專業(yè)加強(qiáng)“機(jī)械設(shè)計”課程結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)的思考
——以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例

劉大為，吳志立，楊文敏

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，湖南 長沙410128）

《機(jī)械設(shè)計》課程的內(nèi)容主要是從工作能力、構(gòu)造工藝性和維護(hù)等方面來研究通用零件，從而達(dá)到能正確設(shè)計和改進(jìn)這些零件的目的。其中包括如何確定零件的最適當(dāng)?shù)耐庑魏统叽纾绾芜x擇材料、精度等級、表面質(zhì)量及規(guī)定制造上的技術(shù)條件等。

近年來，“智能農(nóng)機(jī)裝備”作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，極大的促進(jìn)了農(nóng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展，并隨著“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實(shí)施，“新工科建設(shè)”改革興起，地方農(nóng)業(yè)院校的農(nóng)機(jī)專業(yè)也相繼進(jìn)入以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，組織培養(yǎng)學(xué)生的改革探索階段。但目前我國的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)還是以中小型企業(yè)為主，生產(chǎn)制造的水平相對比較落后，產(chǎn)品開發(fā)以結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計為主，對農(nóng)機(jī)專業(yè)人才的需求量大但吸引力不強(qiáng)。最近我們到一些工廠與工人和技術(shù)人員進(jìn)行了座談，調(diào)查了解實(shí)際工作中對機(jī)械設(shè)計課程內(nèi)容的要求，以便改進(jìn)教學(xué)提高質(zhì)量。在座談會中，與會者提出各方面的意見，如強(qiáng)度計算方法、新型結(jié)構(gòu)和工藝等，但提出較多的是目前畢業(yè)生，結(jié)構(gòu)設(shè)計能力較差，無法勝任工廠日常大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，所以希望在此方面能有所加強(qiáng)。對此，我們總結(jié)了在培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計能力方面存在的問題，并提出一些改進(jìn)意見。

1 學(xué)生不重視結(jié)構(gòu)設(shè)計

與現(xiàn)階段制造業(yè)大力提倡的“信息化”、“智能化”相比，學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計不重視不足為奇。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)方面，他們既沒有感性的認(rèn)識，又沒有實(shí)踐經(jīng)驗教訓(xùn)。從專業(yè)課程體系來看，先修課多是理論性的，作為機(jī)械類型專業(yè)的學(xué)生，倒也并非不了解本課程的重要性，但傳統(tǒng)的理論教育，把注意力過多的集中在公式推導(dǎo)、設(shè)計計算上的現(xiàn)象相當(dāng)普遍，造成他們對結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性缺乏了解，也不了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性、多樣性，它比設(shè)計計算更難掌握，更不了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞和機(jī)器性能、質(zhì)量以及價格等的重要關(guān)系。為此，教師就必須做轉(zhuǎn)變學(xué)生認(rèn)識的工作，在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中都有意識的安排結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容。

2 教師教學(xué)中易忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 教材中對結(jié)構(gòu)的介紹不夠

不管本科階段強(qiáng)調(diào)的是通識教育、專業(yè)教育，還是“通+專結(jié)合”的培養(yǎng)模式，基礎(chǔ)課課時縮減已成事實(shí)，就《機(jī)械設(shè)計》課程而言，課時量的減少，在教材編寫、課堂講授上也只好把“結(jié)構(gòu)”割愛。表現(xiàn)在下面幾個方面：在各種教材中，對一些零件的結(jié)構(gòu)都做了介紹，繁簡不一，但大多數(shù)都是提供確定結(jié)構(gòu)的計算式，而對形成結(jié)構(gòu)所應(yīng)考慮的問題，敘述甚少，造成學(xué)生只能生搬硬套，條件略有改變，便無所是從，更不能舉一反三。

2.2 學(xué)生實(shí)踐知識差，先修課薄弱

學(xué)生都是高中畢業(yè)直接入大學(xué)，接觸實(shí)踐機(jī)會少，見結(jié)構(gòu)有畏難情緒。在學(xué)習(xí)方法上，仍習(xí)慣于數(shù)學(xué)、物理和力學(xué)的學(xué)習(xí)方法，重視理論，忽視結(jié)構(gòu)。

掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計，離不開數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、制圖和金工知識，目前《畫法幾何與機(jī)械制圖》《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》等基礎(chǔ)課程的課時縮減，導(dǎo)致基礎(chǔ)不扎實(shí)，技能較差，而我校金工課程不完整，金工實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的條件非常有限，所以先天不足，講授結(jié)構(gòu)較困難。

2.3 課堂上下缺少結(jié)構(gòu)訓(xùn)練

為節(jié)省時間，目前教師講課大量使用PPT，學(xué)生不記筆記，而且講述的內(nèi)容以教材為主，以致印象不深更無實(shí)踐機(jī)會。再加上任課教師的選用強(qiáng)調(diào)高學(xué)歷、高成果，多無實(shí)踐經(jīng)驗，課堂講授脫離生產(chǎn)實(shí)際。學(xué)生課后布置的作業(yè)，在每章指定的習(xí)題中，又很少涉及結(jié)構(gòu)，雖然有大作業(yè)，學(xué)生也多是在網(wǎng)上尋找“參考答案”照貓畫虎，不甚了然。

3 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)知識的措施

根據(jù)上述存在的問題，我們認(rèn)為必須加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施，但由于先天不足，必須與先修課程配合，機(jī)械設(shè)計不能解決所有結(jié)構(gòu)問題，甚至有些知識并不是教師講授的內(nèi)容，不過，正因為先天不足，更有必要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。為此，可以采取下面措施。

3.1 教材中增強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)容

目前教材中都對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，但不完善，我們認(rèn)為應(yīng)增添關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計的章節(jié)，以講述結(jié)構(gòu)設(shè)計原則為主，并輔以具體零件的例子，最好有正誤對比，例如將軸承部件一正一誤畫在一起讓同學(xué)分析找錯，放在教材的最后一張，供同學(xué)參考。

3.2 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的鍛煉

要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，除見多識廣外，還必須有足夠的鍛煉。在每章指定習(xí)題中，應(yīng)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓同學(xué)用計算機(jī)繪圖或在作業(yè)本上徒手繪出結(jié)構(gòu)圖，并敘述設(shè)計結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的問題。

3.3 引導(dǎo)學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視，提高其對結(jié)構(gòu)設(shè)計的興趣

啟發(fā)學(xué)生自覺的重視結(jié)構(gòu)設(shè)計。在講述設(shè)計總論中結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義時，舉一些實(shí)際的例子是必要的。如果能舉出日常生活中比較多見而學(xué)生習(xí)以為常并不深入了解的例子，效果會更好一些，學(xué)生聽起來興趣比較大，也倍感親切。例如，以自行車為例，問學(xué)生自行車的輻條是受拉還是受壓？如果受壓，能否滿足壓桿穩(wěn)定性的要求？怎樣才能使輻條受拉？隨著這些問題的逐步提出，氣氛會非常活躍，也自然的引出了結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性和意義。

3.4 在習(xí)題課中加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的培養(yǎng)

將結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本訓(xùn)練作為有關(guān)章節(jié)習(xí)題課的主要或部分內(nèi)容是必要的。例如，螺紋連接一章，我們可以安排螺紋連接主要類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各部分尺寸，聯(lián)系查閱手冊；軸一章安排了階梯軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；滾動軸承一章安排了軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計改錯等等。這些內(nèi)容都要在教師啟發(fā)和引導(dǎo)下采用討論方式進(jìn)行，學(xué)生自由發(fā)表意見，最后由教師總結(jié)。

3.5 通過大型作業(yè)進(jìn)行訓(xùn)練

通過大作業(yè)，要求學(xué)生對有關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、工藝性以及標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有一個了解，初步掌握機(jī)械零件設(shè)計的原則和一般規(guī)律。由于學(xué)時等條件均有限，我們對圖面整潔與否、線型、字體等是否符合制圖標(biāo)準(zhǔn)等問題不做過高要求，而將結(jié)構(gòu)正確與否作為評定成績的主要依據(jù)。

3.6 作為考試的必考內(nèi)容

教師啟發(fā)、創(chuàng)造條件以提高學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計的認(rèn)識和興趣固然必要，利用考試促使學(xué)生重視結(jié)構(gòu)設(shè)計也是不可缺少的補(bǔ)充手段，多年來我們也是這么做的，每次試題都有結(jié)構(gòu)設(shè)計題，我們明確的告訴學(xué)生，結(jié)構(gòu)設(shè)計是必考的內(nèi)容。

3.7 課程設(shè)計要求學(xué)生全面考慮結(jié)構(gòu)工藝性

課程設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計全面訓(xùn)練的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。除要求學(xué)會設(shè)計計算外，還必須弄清楚零件結(jié)構(gòu)上的細(xì)節(jié)、尺寸，并清楚的反映在圖紙上外，而且還要求學(xué)生全面考慮零件的結(jié)構(gòu)工藝性，從拆、裝工藝和制造工藝角度采用最佳結(jié)構(gòu)。答辯題目也以結(jié)構(gòu)問題為主。

4 結(jié) 語

雖然社會上對本科階段發(fā)展通識教育為主的認(rèn)識越來越普遍，但畢業(yè)生出去就業(yè)更多的還是依托所學(xué)專業(yè)，農(nóng)機(jī)專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)后，從事純理論性科學(xué)研究的極少數(shù)，大多數(shù)畢業(yè)生將到設(shè)計單位和生產(chǎn)單位。不斷提高科學(xué)技術(shù)水平、搞好產(chǎn)品升級換代，走自力更生、挖潛、革新和技術(shù)改造的道路，這副重?fù)?dān)無疑將落在他們肩上。這里面有大量的工作和問題是結(jié)構(gòu)問題、工藝問題。只強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)理論基礎(chǔ)，必然導(dǎo)致削弱和降低畢業(yè)生的工程設(shè)計的能力，就本課程來說，決不能忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且必須予以加強(qiáng)。