機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與改革措施論文
摘要：針對(duì)目前機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在的各種問題，傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀教學(xué)和學(xué)生發(fā)展的需要。本文結(jié)合幾年來對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)改革的實(shí)踐，采取將課程設(shè)計(jì)化整為零的手段，讓課程設(shè)計(jì)貫穿在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中，從而促進(jìn)了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合。采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及三維制圖手段，將現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)引入到課程設(shè)計(jì)中。同時(shí)結(jié)合第二課堂及機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽等形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革
一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在的問題
目前，我國大多數(shù)高校機(jī)械類學(xué)生通常在第5學(xué)期進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完工程制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程后完成的一門較為綜合的課程設(shè)計(jì)，同時(shí)，這也是為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后工作后機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。但是長期一成不變的課程設(shè)計(jì)時(shí)間和題目，以及傳統(tǒng)的教學(xué)模式，早已不能滿足現(xiàn)代信息快速發(fā)展的今天。
1.傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)時(shí)間短。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通常是在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程結(jié)束以后的3周內(nèi)進(jìn)行，在期末的這3周中學(xué)生考試科目較多，很難集中精力集中時(shí)間做好課程設(shè)計(jì)。由于目前招生人數(shù)的增加，而指導(dǎo)老師的數(shù)量并沒有增加，這就造成了老師精力不足，最終導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量越來越低。學(xué)生沒有足夠的時(shí)間保證，導(dǎo)致學(xué)生思考問題不認(rèn)真、不周全，照搬照抄，計(jì)算繪圖盲目倉促，難以達(dá)到課程設(shè)計(jì)所設(shè)置的目的要求。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊張，工作量大，老師不能及時(shí)地鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而對(duì)于學(xué)生單一的、不協(xié)作的課程設(shè)計(jì)，時(shí)間緊張，思維狹窄而受限就更難以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新才能。雖然有一些學(xué)生有好的想法，但是沒有充足的時(shí)間考慮，加上老師對(duì)學(xué)生的監(jiān)管不到位，沒有老師的認(rèn)真點(diǎn)撥和指導(dǎo)導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力受到限制。
2.課程設(shè)計(jì)題目陳舊、缺乏創(chuàng)新。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通常選擇一般用途的機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械。通常以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機(jī)械傳動(dòng)裝置作為設(shè)計(jì)課題。因?yàn)闇p速器包括了機(jī)械設(shè)計(jì)課程的大部分零件，具有典型的代表性。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是鞏固和加強(qiáng)所學(xué)的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)題目和給定數(shù)據(jù)多年不變，只需要按設(shè)計(jì)任務(wù)中給定的數(shù)據(jù)、方案及規(guī)定的設(shè)計(jì)方法完成一定的工作量即可，這就導(dǎo)致了相互抄襲的后果。學(xué)生缺乏主動(dòng)性、積極性，教師缺乏新思維，師生同受其害。同時(shí)，傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)題目與專業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)度不大，使得學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程無用武之地，缺乏學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計(jì)與專業(yè)課程學(xué)習(xí)不同步達(dá)不到學(xué)以致用的目的和充分培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
3.考核方式較為傳統(tǒng)死板，沒有調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。教師對(duì)課程設(shè)計(jì)的考核方式也過于簡單，學(xué)生最后提交的是圖紙說明書等紙質(zhì)材料，由于學(xué)生考試的穿插，加上期末老師的年終總結(jié)任務(wù)較多，用于集中指導(dǎo)的時(shí)間少，教師只憑印象批閱說明書和圖紙，自行決斷，確定最終得分。整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程前期組織動(dòng)員工作準(zhǔn)備不充分，缺乏師生的交流與互動(dòng)，對(duì)學(xué)生的監(jiān)督與管理不嚴(yán)，部分學(xué)生的抄襲很難評(píng)判。考核缺乏標(biāo)準(zhǔn)性和透明度，助長了懶惰學(xué)生抄襲的不良風(fēng)氣，影響了勤奮好學(xué)學(xué)生的積極性，嚴(yán)重違背了課程設(shè)計(jì)教學(xué)的初衷。
二、改革手段和方法
針對(duì)目前課程設(shè)計(jì)學(xué)生態(tài)度不積極、時(shí)間較短、流于形式等現(xiàn)象，我們就本科生專業(yè)實(shí)習(xí)提出“長時(shí)間課程設(shè)計(jì)”的概念，即在機(jī)械設(shè)計(jì)課程初進(jìn)行持續(xù)近一個(gè)學(xué)期的時(shí)間，以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生在工作中解決實(shí)際問題的能力。這一概念通過近幾年的實(shí)施取得了一定的成果，但有些方式仍需繼續(xù)探討。
1.采用“化整為零”法。通過將課程設(shè)計(jì)融入平時(shí)課程作業(yè)中，學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)時(shí)，有的放矢，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)完成課程設(shè)計(jì)計(jì)算工作；課程設(shè)計(jì)中先進(jìn)設(shè)計(jì)方法和手段的訓(xùn)練，使學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件，掌握三維建模知識(shí)，了解虛擬裝配過程。在平時(shí)上課時(shí)完成課程設(shè)計(jì)的計(jì)算部分，課程設(shè)計(jì)節(jié)省的計(jì)算時(shí)間用于對(duì)學(xué)生的應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件，開展先進(jìn)設(shè)計(jì)方法訓(xùn)練及應(yīng)用；增強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)，建議實(shí)驗(yàn)室允許學(xué)生借出減速器模型，在課程設(shè)計(jì)室內(nèi)使用，從而通過先進(jìn)設(shè)計(jì)方法訓(xùn)練和增強(qiáng)實(shí)踐能力，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)。“化整為零”法推動(dòng)課程設(shè)計(jì)的改革。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，在不減少學(xué)生的設(shè)計(jì)工作量的前提下，采用“化整為零”法來完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，就是在開始講述機(jī)械設(shè)計(jì)部分的時(shí)候就把課程設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)給學(xué)生，將課程設(shè)計(jì)的部分計(jì)算內(nèi)容（如帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)）放在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí)，作為課外作業(yè)布置給學(xué)生，這樣可以發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)老師在日常教學(xué)期間通過批改課程設(shè)計(jì)作業(yè)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的計(jì)算錯(cuò)誤或不合理的設(shè)計(jì)，督促學(xué)生及時(shí)改正。
2.在課程設(shè)計(jì)中引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件，提高學(xué)生的興趣。學(xué)生在機(jī)械制圖課程教學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了Auto-CAD，但是沒有把它與具體的工程設(shè)計(jì)結(jié)合起來。我們根據(jù)學(xué)生的具體情況，在課程設(shè)計(jì)中以不同的方式把計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，鼓勵(lì)一般的學(xué)生能夠進(jìn)行零件的平面CAD繪圖，對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生鼓勵(lì)他們對(duì)零件進(jìn)行三維CAD繪圖或者運(yùn)用UG、Pro/E、SolidWorks軟件繪圖，也可以在電腦上完成裝配圖的繪制。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)并不是孤立的，它不僅是與任課指導(dǎo)教師有關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，也是在先修的相關(guān)課程基礎(chǔ)上的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，可在設(shè)計(jì)中聘請制圖、公差、力學(xué)等相關(guān)課程的教師，從各個(gè)不同的角度加強(qiáng)業(yè)務(wù)指導(dǎo)，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和素質(zhì)。
3.結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第二課堂，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。為避免設(shè)計(jì)的雷同，采用多題目、多數(shù)據(jù)，將全班分成若干小組，每組3～5人，經(jīng)小組成員民主選出組長全面負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作，小組各成員按照自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢進(jìn)行合理分工：數(shù)據(jù)計(jì)算與整理、查閱手冊資料、繪制圖樣、三維造型與裝配等，每人各負(fù)其責(zé)，獨(dú)立完成，但要數(shù)據(jù)共享，步調(diào)一致。由于學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，往往需要對(duì)某些結(jié)構(gòu)不夠合理的地方進(jìn)行多次修改，采用軟件只需修改零件某個(gè)參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改，方便省時(shí)，且整個(gè)設(shè)計(jì)過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生能夠更加深入地理解設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，并可以直觀地看到自己的設(shè)計(jì)成果，增強(qiáng)學(xué)生的成就感。采取靈活多樣的教學(xué)方法，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的不同和設(shè)計(jì)過程中隨時(shí)出現(xiàn)的具體問題，針對(duì)年輕人思想活躍的特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)與方法。此外，在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)組織學(xué)生相互間互查，以提高其對(duì)技術(shù)文件的審核、鑒定的能力，以及對(duì)工作精益求精的態(tài)度和責(zé)任感。采用第二課堂和課程設(shè)計(jì)想結(jié)合的方式，設(shè)立專項(xiàng)基金，針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，激勵(lì)其進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)所申請項(xiàng)目的內(nèi)容及課題完成情況進(jìn)行審批，給予一定額度的資金支持并配備專門教師給予指導(dǎo)。對(duì)于特色較為鮮明、成果比較出眾的項(xiàng)目資助其申報(bào)發(fā)明專利、撰寫論文和參與學(xué)術(shù)交流，并優(yōu)先推薦評(píng)選“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”。同時(shí)，積極創(chuàng)造條件、出臺(tái)措施，鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的科研項(xiàng)目，給學(xué)生提供廣闊的自由發(fā)展平臺(tái)與空間。
4.結(jié)合科研項(xiàng)目提高教師的積極性。這雖然加大了教學(xué)的難度，要求教師具備扎實(shí)的工程功底，但既滿足理論聯(lián)系實(shí)際的要求，又可達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，讓學(xué)生體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)中既要參考原有樣機(jī)，又要積極思考，有所創(chuàng)新，對(duì)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)水平和促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高都非常有益。需要注意的是選題的適當(dāng)和題目的相對(duì)穩(wěn)定，并設(shè)立合適的考核節(jié)點(diǎn)，對(duì)課程設(shè)計(jì)的全過程進(jìn)行約束和監(jiān)督，以利完成課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求。在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程伊始，即下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)將原教學(xué)內(nèi)容中相互獨(dú)立且略顯繁雜的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來，置學(xué)生于實(shí)際的工作情境之中，使其切身去解讀一個(gè)機(jī)械裝置的實(shí)際設(shè)計(jì)過程，并掌握由此所涉及到的原理、知識(shí)以及問題解決思路和方法。帶著問題來學(xué)習(xí)課程，設(shè)計(jì)中每一步結(jié)果的取得，無論是數(shù)據(jù)還是結(jié)構(gòu)，都與教學(xué)的各章節(jié)密切相關(guān)。在教學(xué)中進(jìn)行實(shí)際工作的演練，是抽象知識(shí)與具體行動(dòng)的有機(jī)融合，能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛力，鍛煉學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)全面的設(shè)計(jì)素質(zhì)，為課程設(shè)計(jì)的順利完成奠定良好基礎(chǔ)。
三、結(jié)論
經(jīng)過幾輪的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，本項(xiàng)目取得如下成果：
1.針對(duì)學(xué)生能力，開展分層次教學(xué)，讓學(xué)有余力的同學(xué)利用課程設(shè)計(jì)的平臺(tái)鍛煉三維建模能力，二維繪圖能力，并起到輻射帶動(dòng)作用；
2.以“做中學(xué)”的模式讓學(xué)生自主自發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，一方面提高了他們軟件水平，另一方面，提高了他們的自信心和主動(dòng)性，促使他們掌握了一種有別于死記硬背的新的學(xué)習(xí)方法。
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