《機械制造技術基礎》課程設計與提高學生綜合能力的探索

曹立文　張海兵

一、機械制造技術基礎課程設計的目的和特點

在第三學年春季學期期末，機械設計制造及其自動化專業的學生利用3周的時間進行機械制造技術基礎課程設計。

1.課程設計目的

機械制造技術課程設計是在學院機械制造技術基礎課程結束、完成生產實習之后，進行的一項綜合f生課程設計，是機械類專業重要的實踐教學環節。通過課程設計使學生一方面獲得綜合運用學過的知識進行工藝設計和夾具設計的基本能力，另一方面能鞏固與擴大工藝知識、結構設計知識，為畢業設計做準備，為后續課程的學習及今后從事科學研究、工程技術工作奠定堅實的基礎。

通過機械制造技術基礎課程設計實踐環節，學生能夠運用機械制圖、機械設計、工程材料、機械制造技術基礎等課程中的基本理論和生產實踐知識正確地解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，合理完成夾具設計的訓練，提高結構設計能力，學會使用相關的手冊及圖冊資料。

2.課程設計特點

(1)涉及的知識面廣。設計過程中涉及很多課程知識，包括工程圖學、機械工程材料、機械原理、機械設計、互換性與測量技術、機械制造技術基礎等相關知識。機械制造技術基礎課程設計是將綜合知識合理運用并有機結合起來的訓練過程，一些基礎課程的掌握程度對課程設計順利完成至關重要，應融會貫通。

(2)課程設計實踐性強。課程設計是以機械制造中的工藝問題和夾具設計作為設計內容，從培養學生應用能力出發，以工藝為主線，注重機械制造技術應用能力的培養和工程素質教育，對培養學生分析問題和解決問題的能力、創新能力、實踐能力等起著重要的作用。

(3)知識靈活性大。工藝理論與工藝方法的應用具有很大的靈活性，在不同的條件甚至在相同條件下可以有不同的處理方法，必須根據具體情況進行客觀的分析。機床夾具設計可以有多種設計方案，需要對各設計方案進行比較，分析各方案的優缺點，選出最佳設計方案。

(4)與企業工廠生產聯系密切。設計內容與工廠的實際加工生產環境緊密相關，很多設計的題目就是直接來源于企業工廠，生產實習效果的好壞直接影響到課程設計的效果。由此可見，課程設計不能局限于書本的知識，更重要的是與生產實際聯系起來。

(5)需要設計資料比較多，查找難度增大。設計時理論計算和結構繪圖要查找相應教材、設計手冊和圖冊，包括機械制造技術基礎、機床夾具設計、機械制造工藝學課程設計指導書、機械制造技術基礎課程設計指南、機械制造工藝設計簡明手冊、實用金屬切削加工簡明實用手冊、機械零件設計手冊、機床專用夾具圖冊等資料。在這門課程設計之前學生接觸設計手冊和圖冊比較少。

二、機械制造技術基礎課程設計現存的主要問題和弊端

1.設計目的不夠明確，對課程設計重要性認識不足

學生對課程設計的目的和重要性普遍認識不夠，一些學生沒有認識到這是一次理論聯系實際和鍛煉實踐能力的好機會。課程設計期間大多數學生不能將學過的理論知識和設計內容有機聯系起來，對有些問題不能主動去思考和分析。受傳統教學思想的影響，將此次課程設計與一些基礎課程設計同樣對待，認為可以對照設計指導書設計步驟和相關圖冊就可以完成，設計的自主性不強，造成設計效果不理想，不利于學生實踐能力的培養。

2.學生綜合運用理論知識和信息資料的能力較弱

學生不會從設計題目和任務中發現主要問題，抓住主要矛盾，主要表現在對學過的知識掌握不夠扎實，不能和設計內容結合起來，在設計開始階段無從下手，等待和依靠指導教師來指導。學生缺乏參閱文獻資料中有用內容為設計提供所用的思路和方法，導致了對設計內容、要達到的目標不清晰，設計思路混亂，創造性體現不出來。

3.學生表達設計意圖的能力普遍較差

大部分學生對設計計算說明書的撰寫極不規范，如對設計思路、原理、方法的闡述條理不清，不能對現已取得的相關結論、成績及存在的問題作出必要的闡述，目錄和內容對不上，缺少參考文獻等。部分同學在答辯中不能在規定的自述時間內恰到好處地介紹自己的設計內容，論述主次不分，不能將解決問題的思路和方法正確表述。夾具設計時，零件裝配關系漏標，零件的制造工藝和裝配工藝差，裝配圖結構繪制不規范，結構設計基本功有待提高。

4.缺乏團隊協作精神

盡管學生們能夠獨立思考，完成設計任務，但還需要集思廣益，吸取別人的正確意見。在實際設計過程中往往出現兩種不良現象。一種現象是部分同學對設計中出現的種種困難容易產生畏難情緒、缺乏自信，不愿刻苦鉆研，最后干脆放棄自己的嘗試，等待抄襲別人的成果。另一種現象多發生在由幾個同學組成的設計小組中，在設計中同學大多各自為政，各行其是，導致同學間的設計進度不一，無法按時為同組同學提供必要的設計參數而浪費許多不必要的時間，或者負責總體的同學包攬了大部分的工作，其他的同學的積極性沒有調動起來，顯得無所事事。

以上一些問題暴露出學生實際動手解決問題的能力差，綜合能力的不足，主要原因是學生長期受到“應試教育”的影響，以對學生灌輸現成的知識為目的，以卷面考試評價學生成績，由此養成學生只會死記硬背、不會舉一反三。學生的思維處于嚴重封閉的狀態，不能隨機應變，獨立地從事設計工作。

三、探討課程設計教學體系的改革發展思路

在機械制造技術基礎課程設計教學環節上，盡量利用課程設計一些優勢，培養學生的創新意識和實踐能力，提高學生的綜合素質。

1.明確課程設計培養目標。轉變課程設計理念

機械制造技術基礎課程設計既是鞏固學生已學過的知識而進行的教學環節，又是學生在完成生產實習之后將生產實踐與理論知識很好結合的一次綜合訓練過程，可以為畢業設計打下良好基礎。機械制造技術基礎課程設計不能被簡單地看成只是教學中的一個過程，要轉變課程設計理念，充分認識到課程設計是培養學生實踐能力、創新精神和綜合素質的最有效途徑，通過課程設計來全面培養并提高其獨立工作能力和主動適應專業工作環境的素質。

2.加強課程設計指導教師隊伍建設

教師能否正確引導學生在設計中發現問題，解決問題，提高學生對課程設計的熱情，這對保證課程設計質量至關重要。建立一支高素質的課程設計指導教師隊伍是提高課程設計質量的關鍵。指導教師在設計過程中處于主導地位，應重視指導老師的培養工作，盡量多安排富有經驗的教師指導設計。另一方面要加快對年輕教師的培養，穩定現有的指導教師隊伍。

3.重視課程設計題目的選擇，豐富課

程設計內容

課程設計題目的選擇是否合理將直接影響到學生完成課程設計的效果，課程設計題目設置既要符合教學要求，內容上要有現代意識和一定的先進性，又要讓課程設計題目具有一定的實用性、可行性，還要嘗試題目的多樣化，擴大課程設計知識范圍。讓學生根據個人能力自主選擇給定的設計題目，教師對學生選擇設計題目的難易程度做到心中有數，整體把握。只有設計題目的多樣化，才可以拓寬知識范圍，同時加強同學們之間、師生之間的多溝通、交流、合作，豐富課程設計內容和設計思路，多方位培養學生互助精神和團隊精神。

4.加強課程設計管理工作，提高設計質量

由于高校招生規模的不斷擴大。學生人數的增加，勢必給課程設計的組織管理工作帶來了一定困難，需要建立和完善課程設計管理制度。課程設計教學大綱要進行適當的修改與更新，以適應課程設計內容的變化要求。制訂嚴格課程設計紀律，強調遵守課程設計紀律的重要性，加強課程設計的過程管理工作。

5.強調學生在課程設計中的主體地位

在課程設計開始前，首先就要讓學生們明確自己是這個實踐活動的主體，從領會題目、查閱資料、確定實現方法到設計、計算乃至設計說明書完成，都要親歷親為，消除學生們的依賴心理，更有助于發揮他們的主動性和創造性，提高他們的實踐能力。這樣一來，在他們今后遇到問題時就會獨立分析、思考解決問題的辦法，這樣也就達到了課程的目的。

指導教師從開始布置設計任務時就要引導學生了解設計目的、設計題目產生的背景、研究意義與應用價值，解決遇到的問題可能需運用哪些知識、技能和方法，發揮學生課程設計主體作用，讓學生自主制定可行的工藝路線和結構設計方案，并能正確評判設計結果。

6.客觀評定課程設計成績

考核是對學生在整個課程設計階段的表現和工作質量的全面評價，也是調動學生實習積極性的一個措施，要嚴格實習考核，確保實習質量。

在過去對某些個體評價成績的方法，比較多地強調過程評價及印象分，無法對某些個體參加課程設計、對問題解決的基本能力進行評價，對學生實際動手能力的提高關注不夠。關注過程、兼顧結果，強調評價項目多元，是課程設計本質的內在要求。從實踐上看，如果課程設計成績評價的具體指標體系或評價要點、評價制度、評價方法不易落實或太繁雜，將達不到課程設計成績評價的目的。通過實踐證明，課程設計成績評價的技術問題可采用將課程設計的目標具體化，把課程的總體目標具體分篇為若干個基本指標，每級基本指標對應具體的成績，總體成績即為各個基本指標所得成績的綜合。各基本指標的設置應能根據具體實際，設計成可觀察、可測量的項目。通過這樣的方法來評分，更能較真實地反映某個個體在課程設計過程中的實際情況，避免錯誤打分和憑印象給分的現象，反映學生課程設計真實成績。

在機械制造技術基礎課程設計的成績評定基本指標包括出勤考核(占20分)、繪制圖紙質量(占30分)、設計說明書(占30分)、答辯表現(占20分)四項。出勤考核能客觀反映學生出勤情況，工作態度，有利于調動學生的積極性。繪制圖紙質量能反映夾具結構設計是否緊湊合理，是否具有創造性，是否符合國家制圖標準。設計說明書能反映零件加工工藝規程制訂是否合理，計算是否準確和詳實，說明書撰寫是否規范等等。課程設計完成后，要進行課程設計的答辯，進一步檢查和總結學生在課程設計過程中對所用有關的理論、概念和方法的理解和應用的情況，進一步掌握學生獨立完成課程設計的程度和能力，根據學生回答教師提出的問題情況，更準確地了解學生對設計的態度、創新意識及獨立完成的能力。

四、發揮課程設計優勢，提高學生綜合素質和能力

1.提高學生資料檢索的能力，學會查找和使用資料

學生選定設計題目后就要準備合適的參考書、手冊和圖冊，在工藝設計過程中借助“機械制造工藝學”、“機械制造工藝設計簡明手冊”、“切削加工簡明實用手冊”和“實用金屬切削手冊”等資料制訂出零件的加工工藝規程，在夾具結構設計過程中借助“機床夾具設計”、“機床專用具圖冊”和“機械制造技術基礎課程設計指南”等資料確定零件加工專用夾具結構方案。通過設計資料的使用，學生可以掌握設計一些數據的查找方法和查找過程，可以培養學生獨立分析和解決問題的能力，進一步熟悉和了解本專業領域相關的科學技術。

2.鍛煉和提高學生動手能力

在課程設計完成過程中，學生在工藝設計時對零件進行工藝分析的基礎上，制訂零件的工藝路線和劃分粗、精加工階段，分析比較零件加工方案后再從中選擇比較合理的加工方案，進行必要的工序尺寸計算，根據粗、精基準選擇原則合理選定各工序的定位基準，選擇機床及夾具和刀具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量和時間定額。學生在夾具結構設計時要能夠根據工序卡片規定的定位夾緊方法，正確選擇夾具元件，能正確進行定位誤差和夾緊力計算，合理布置夾緊力作用點、作用方向和正確確立夾緊結構，能夠根據國家制圖標準運用必要的視圖完整地表達出零件專用夾具結構，能正確標注設計尺寸，合理標注技術要求。以上獨立的設計工作對學生實際動手能力的提高意義非常重大，為畢業設計和今后工作奠定了堅實基礎。

3.培養學生獨立工作和創新能力

課程設計涉及的內容與課堂上所學的不盡相同，學生需要結合設計題目和教師提供的圖紙靈活地運用書本知識、手冊數據和圖冊知識，獨立完成零件加工工藝規程和夾具結構設計任務，這樣就給學生提供了—個鍛煉自學和工作能力的空間。學生在課程設計中不斷地學習和探索，尋找自己的解決問題的方法，其過程就是一種創新型的學習過程，這種學習效果是顯而易見的。設計過程關鍵在于營造學生敢于標新立異的設計教學氛圍，在整體上提出規范化的指導意見，至于用何種方法去實現，則應放手讓學生自由發揮，激發學生的創新潛能。