基于項(xiàng)目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)

紀(jì)華偉 葉紅仙

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程類專業(yè)的核心課程。機(jī)械設(shè)計(jì)課程對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)是學(xué)生具備解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題能力的重要一環(huán)。針對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力培養(yǎng)的需求，提出基于三級(jí)項(xiàng)目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)方法，通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，分別在機(jī)械零件設(shè)計(jì)能力、部件設(shè)計(jì)能力以及機(jī)器綜合設(shè)計(jì)能力三個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，為提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證；復(fù)雜工程問(wèn)題；項(xiàng)目設(shè)計(jì)；工程實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）32-0087-02

近年來(lái)，工程教育得到了快速發(fā)展。為了保障和提高我國(guó)的工程教育質(zhì)量，強(qiáng)化行業(yè)需求對(duì)工程教育的引導(dǎo)作用；同時(shí)，為了配合國(guó)家工程師制度改革，實(shí)施注冊(cè)工程師制度，盡快實(shí)現(xiàn)工程專業(yè)和工程師的國(guó)際互認(rèn)，教育部于2006年3月正式成立了工程教育專業(yè)認(rèn)證專家委員會(huì)及其秘書處和本科專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)工作組。至此，我國(guó)的工程教育專業(yè)認(rèn)證工作正式啟動(dòng)。專業(yè)認(rèn)證對(duì)于促進(jìn)和保障高等工程教育質(zhì)量具有重要意義。專業(yè)認(rèn)證是優(yōu)化與完善人才培養(yǎng)體系的一個(gè)重要契機(jī)。通過(guò)專業(yè)認(rèn)證可以重新審視辦學(xué)理念，更新教育觀念，達(dá)到以認(rèn)證促建設(shè)的目的。根據(jù)專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，要求培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題的能力，12項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中有8項(xiàng)要求培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題的能力，需要培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械工程領(lǐng)域的工程實(shí)踐能力。

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程類專業(yè)的核心課程。機(jī)械設(shè)計(jì)包括原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程不僅是工程圖學(xué)課程的具體應(yīng)用，也是將機(jī)械原理課程從原理到具體結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)課程，更是互換性與技術(shù)測(cè)量課程中精度設(shè)計(jì)的集大成課程，機(jī)械設(shè)計(jì)涉及工程材料及熱加工課程中材料的選擇、熱處理以及毛坯的成型方式，更涉及機(jī)械制造工程課程中結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題，所以說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的核心課程。機(jī)械設(shè)計(jì)課程對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)是學(xué)生具備解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題能力的重要一環(huán)。基于此，通過(guò)三級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的方式，從零件計(jì)算分析能力培養(yǎng)、部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練以及機(jī)器設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練三個(gè)方面，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐動(dòng)手能力。

一、項(xiàng)目設(shè)計(jì)

設(shè)立三級(jí)課堂實(shí)踐項(xiàng)目，課堂一級(jí)項(xiàng)目串聯(lián)學(xué)生設(shè)計(jì)類課程，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；二級(jí)項(xiàng)目主要培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械部件設(shè)計(jì)能力；三級(jí)項(xiàng)目主要培養(yǎng)學(xué)生零件計(jì)算分析能力。三級(jí)項(xiàng)目課堂完成；一級(jí)、二級(jí)項(xiàng)目課下完成，課堂交流、討論。

1.一級(jí)項(xiàng)目：針對(duì)工程實(shí)踐需求，設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目（課堂一級(jí)項(xiàng)目），學(xué)生分組解決每一項(xiàng)工程實(shí)踐問(wèn)題，提高學(xué)生解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題的能力。該項(xiàng)目根據(jù)企業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)踐，將機(jī)械設(shè)計(jì)類課程串聯(lián)起來(lái)（力學(xué)、圖學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性等），培養(yǎng)學(xué)生具體工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)能力。一級(jí)項(xiàng)目學(xué)生分組課下完成，課上匯報(bào)討論。

2.二級(jí)項(xiàng)目：針對(duì)后續(xù)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目（課堂二級(jí)項(xiàng)目），有效聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)類課程，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的提高。二級(jí)項(xiàng)目學(xué)生獨(dú)立課下完成，課上主要針對(duì)存在的問(wèn)題講解交流。共設(shè)計(jì)了4類專項(xiàng)設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目，包括螺紋連接設(shè)計(jì)、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、軸系設(shè)計(jì)等16項(xiàng)，每項(xiàng)25組不同的參數(shù)，基本做到1人1題或2人1題。此外設(shè)計(jì)3項(xiàng)綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，包括車床傳動(dòng)系統(tǒng)中大帶輪軸的卸荷裝置、醫(yī)療活動(dòng)床的結(jié)構(gòu)方案、三自由度工作臺(tái)，學(xué)生選做。

3.三級(jí)項(xiàng)目：針對(duì)學(xué)生眼高手低的問(wèn)題，加強(qiáng)學(xué)生課堂分析計(jì)算能力的訓(xùn)練，設(shè)立分析計(jì)算項(xiàng)目（課堂三級(jí)項(xiàng)目），鼓勵(lì)學(xué)生課堂用手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)查資料、分析計(jì)算，然后針對(duì)計(jì)算過(guò)程、結(jié)果存在的問(wèn)題，直接展開討論，現(xiàn)場(chǎng)一起發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。三級(jí)項(xiàng)目學(xué)生課堂分組共同完成，課堂解決存在問(wèn)題。

二、項(xiàng)目實(shí)施

1.三級(jí)項(xiàng)目。三級(jí)項(xiàng)目主要培養(yǎng)學(xué)生的分析計(jì)算能力，包括疲勞壽命計(jì)算、螺紋連接計(jì)算、軸承壽命計(jì)算等環(huán)節(jié)，該項(xiàng)目根據(jù)要求鍛煉學(xué)生的分析計(jì)算能力，主要在課堂上通過(guò)學(xué)生分析計(jì)算、課堂討論等完成。課堂三級(jí)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的基本能力，通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，提高學(xué)生設(shè)計(jì)機(jī)械零件的能力。

2.二級(jí)項(xiàng)目。二級(jí)項(xiàng)目主要考慮到后續(xù)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)需求，有效聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)類課程，訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)機(jī)械部件的能力。二級(jí)項(xiàng)目學(xué)生獨(dú)立課下完成，課上主要針對(duì)存在的問(wèn)題講解交流。項(xiàng)目包括螺紋連接設(shè)計(jì)、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、軸系設(shè)計(jì)等項(xiàng)目。該項(xiàng)目根據(jù)給定的題目要求，在設(shè)計(jì)要求的指導(dǎo)下，針對(duì)相應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析、計(jì)算、繪制零部件圖等。該設(shè)計(jì)項(xiàng)目是在三級(jí)項(xiàng)目鍛煉分析計(jì)算能力的基礎(chǔ)上，在部件設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。

3.一級(jí)項(xiàng)目。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，一級(jí)項(xiàng)目主要培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。該項(xiàng)目是在學(xué)生具備零件的分析設(shè)計(jì)能力、部件的分析設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的綜合項(xiàng)目，學(xué)生分組課下完成。該項(xiàng)目根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)不同題目。

一級(jí)項(xiàng)目舉例：

題目：車載紗線包卸車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

要求簡(jiǎn)介：車載紗線包每包100公斤，目前主要靠人工從物流車上卸載下來(lái)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高；紗線包呈長(zhǎng)方體，底面尺寸400mm×400mm、高1000mm，車上緊密排列；設(shè)計(jì)一機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)紗線包的自動(dòng)卸車，要求安全有保證。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程以及相關(guān)課程知識(shí)和培養(yǎng)的零部件設(shè)計(jì)能力，從課題分解、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)及精度設(shè)計(jì)、加工制造工藝設(shè)計(jì)等各方面進(jìn)行訓(xùn)練。設(shè)計(jì)完成，學(xué)生可以在教師指導(dǎo)下就設(shè)計(jì)內(nèi)容發(fā)表相關(guān)文章和申請(qǐng)相關(guān)專利。

三、結(jié)論

通過(guò)三級(jí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)施，分別鍛煉了零件分析設(shè)計(jì)能力、部件分析設(shè)計(jì)能力以及機(jī)器綜合分析設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)生一級(jí)項(xiàng)目的實(shí)施，還可以促進(jìn)學(xué)生競(jìng)賽能力的培養(yǎng)，增添學(xué)生成果。

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