《機械設計基礎》課程設計改革與實踐探討

根據高職機械類各專業教學大綱的要求，“機械設計”課堂教學結束后，學生要進行課程設計，這是各專業教學計劃中的第一次課程設計。課程設計其目的在于進一步鞏固本課程及先修課程所學的理論知識，使學生系統綜合地運用學過的知識，獲得簡單機械設計的訓練，培養學生掌握正確的設計方法和獨立設計能力是本課程的重要實踐性教學環節，也是高等職業教育培養應用技術人才的重要過程。但是，近幾年來，在指導學生課程設計中，部分學生對設計的模式有厭倦情緒，認為題目、做法都是老一套，設計積極性不高，有的在設計時馬馬虎虎，設計中碰到一些參數或系數不認真查取，裝配圖質量差，裝配圖尺寸與結構尺寸互相矛盾等問題。根據作者近三十年教學實踐，認為課程設計的教學改革勢在必行，并進行了一些改革嘗試。筆者主要從以下幾方面進行了探討。

一、從工程實例入手改進選題

在滿足零件課程設計選題原則、不增加學生負擔的前提下，為了提高學生對課程設計的興趣和積極性，聯系工程實際，結合校實訓基地的產品選題。

校實訓基地(原實習工廠)生產的“和面機”其傳動系統是由電動機——帶傳動——一級齒輪傳動——拔叉所組成。我們選擇三角帶傳動——齒輪傳動為題目，學生接觸到了真實的產品，設計積極性和興趣很高。在整個兩周的設計中，自覺到工廠觀察實物，查找資料，分析原動機的運動要求和存在的問題，分析要求設計的傳動部分在整機工作中所起的作用以及整機對它的運動要求、位置要求、安裝要求等，然后再進行設計計算和裝配草圖的繪制。

學生們在設計中發現，同一規格的三角帶按自己設計計算要三根，而產品中卻只需兩根，這其中的原因就需要教師作適當的引導。筆者是這樣引導學生的：教材中規范偏于保守、可靠，產品中要考慮產品的尺寸、重量及不連續工作等因素，因而采用兩根帶也能正常工作，但三角帶的壽命要低些。

長期以來都是指導教師自己編數據編題目，而現在從生產實際中選題，對提高學生的設計水平和教師的教學水平都非常有益。但在選題中要注意選題的適當和題目的相對穩定，以利完成課程設計的教學要求。這樣做，雖說肯定加大了教學的難度，要求教師有扎實的功底，設計前必須作充分準備。但這樣的設計讓學生體會到機械設計中既要參考原有樣機，又要積極思考，有所創新，既滿足了具體的理論聯系實際的要求，又達到了綜合訓練的目的，較好地掌握了機械設計的基本方法，使學生初步展示了運用所學理論知識解決工程實際問題的能力，對自己以后的專業知識的學習和就業充滿了信心。

二、通過減速器的拆裝實驗加強結構設計的認識

以往的課程設計中學生感到最困難的部分是減速器的結構設計。為了解決這一問題，在設計前，讓學生動手拆裝減速器。在教師的指導下，把學生分成若干個小組。每組一臺減速器。首先引導學生觀察外部結構，然后引導學生重點觀察其內部結構，這是設計的核心部分，重點是掌握主要零部件間的相互配合關系。通過觀察分析，學生進一步清楚了軸為什么設計咸臺階式，設計臺階式的軸主要考慮了哪些問題，學生更深地理解了軸的結構設計的主要考慮、軸上零件的軸向定位、承載能力、軸上零件的裝拆、軸的各段加工方法和軸精度要求，比較全面地分析上述問題能較好地彌補了課堂上理論知識的不足。通過設計前教師指導學生的拆裝實驗，使抽象的問題具象化，增加了感性認識，為培養和提高了學生的實踐動手能力創造了一個好的條件。教師的講解與學生間的交流討論，培養了學生具有一定的專業素質和設計能力，極大地調動了學生學習的主觀能動性和學習熱情，也能較好地發揮學生的觀察力，思維想象力和創造力，并可使學生少走彎路，少出差錯，較順利地完成設計任務，又能較好地掌握產品技術設計階段中結構設計的要點，為后續課程的專業設計打下扎實的基礎。

三、課程設計的指導與成績評定的改革

在設計中我們改革了以往的一題多用，而是采用了多題目、多數據，五人組成一個設計小組。在整個設計專用周內加強業務指導，一般集中講授三次。第一次是拆裝實驗觀察分析講解，第二次下達設計任務，講解機械設計的一般過程、設計事項，使學生不會感到盲目和無從下手。第三次在技術設計階段，講授結構設計的大致過程，針對年輕人思想活躍的特點，鼓勵學生在總結前人經驗的基礎上有所創新，正確地設計零部件的結構，同時注意加工工藝，裝拆的方便性、工作可靠性。在這個階段的設計中把上一屆學生設計質量差的裝配圖掛在教室中，并指出其中幾處典型的結構不合理處，再定學生發言，逐個地把全部錯誤補充完整，直到基本清楚為止。啟發學生根據所學的知識，查找資料，在自己的設計中充分考慮。

裝配圖和零件圖的設計不僅培養了學生的繪圖能力，更重要的是鍛煉了用圖紙表示設計意圖和設計要求的能力。設計過程中組織學生相互間互查，以提高對技術文件的審核、鑒定的能力，同時提高了設計者對工作精益求精的態度和責任感。然后引導、啟發學生編寫設計說明書，具體要求為總結設計，表達設計思想，闡述設計方案，闡明設計依據，合理性、經濟性及技術要求，鍛煉了學生編寫技術檔案和文字表達的能力。

過去，設計成績的評定是依據裝配圖和說明書，而現在是根據三方面來評定學生的成績，一是組織紀律，它是設計正常進行的基本保證；二是答辨，抽取與設計內容相關的題卡回答問題，安排在第二周中進行，三是審查裝配圖、零件圖及說明書。

機械設計基礎的課程設計并不是孤立的，不僅是與任課指導教師有關的教學活動，它也是在先修的相關課程基礎上的實踐教學環節。因此，在設計中聘請制圖、公差、力學等相關課程的教師，從各個不同的角度加強業務指導，進一步提高學生的工程素養和素質，另一方面也適當地緩解指導教師少的困難。

多年來，通過不斷的改革和實踐，在指導本課程設計上基本形成了一套與培養高職生相適應的方法與措施，隨著社會的發展和時代的進步，我們的改革與實踐也必須與時俱進，不斷開拓創新。