應(yīng)用型本科教育模式下關(guān)于《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的探討

程東霽

（皖西學(xué)院機(jī)械與電子工程系,安徽六安 237012）

應(yīng)用型本科教育模式下關(guān)于《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的探討

程東霽

（皖西學(xué)院機(jī)械與電子工程系,安徽六安 237012）

根據(jù)應(yīng)用型本科教育的要求,從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個方面探索《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)改革方法,以提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。

機(jī)械設(shè)計(jì);應(yīng)用型本科教育;教學(xué)研究

隨著我國高等教育從“精英教育”向“大眾化教育”的轉(zhuǎn)型,很多新建本科院校開始構(gòu)建適應(yīng)于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)體系。《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它以一般通用零件的設(shè)計(jì)為核心,論述其基本設(shè)計(jì)理論與方法[1]（P5）。

本文結(jié)合本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,針對如何提高該課程的教學(xué)效果,從以下兩個方面加以闡述:

1 理論教學(xué)內(nèi)容

1.1 精簡某些公式的繁瑣推導(dǎo)過程

教學(xué)內(nèi)容以“夠用”為原則,對過深的理論推導(dǎo)和公式、公理等的推導(dǎo)、證明,可在有選擇的、不影響知識理解連貫性的前提下略減或刪除,以便學(xué)生集中精力掌握實(shí)用的結(jié)論,以解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題[2]。例如在齒輪傳動中,齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算（或校核公式）的推導(dǎo)過程等都可刪除不講,只介紹結(jié)論。再如:液體動力潤滑徑向滑動軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算中,關(guān)于一維雷諾方程[1]（P289）的詳細(xì)推導(dǎo)過程可簡單說明推導(dǎo)過程:第一,從牛頓粘性液體定律出發(fā);第二,構(gòu)建液體中微單元體沿運(yùn)動方向的壓力平衡條件;第三,再根據(jù)潤滑油連續(xù)流動時各截面上流量相等,便可推導(dǎo)出方程結(jié)果。對于公式本身,要求理解各參數(shù)意義并會應(yīng)用。對推導(dǎo)過程有興趣的同學(xué)可提供相關(guān)參考資料以提高他們的鉆研能力。

1.2 強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程與細(xì)節(jié)

《機(jī)械設(shè)計(jì)》主要闡述零部件的設(shè)計(jì)過程,零件設(shè)計(jì)包括兩個方面。第一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),第二是零部件工作能力的計(jì)算。工作能力計(jì)算是指零件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等核算問題,這些內(nèi)容在先修課程《材料力學(xué)》中已有詳細(xì)闡述。因此建議《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程中不需要詳細(xì)說明具體計(jì)算過程,而應(yīng)該強(qiáng)調(diào)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的細(xì)節(jié)。

零件或者機(jī)械傳動形式的結(jié)構(gòu)對其工作能力有很大的影響。比如:軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。理論教學(xué)中可運(yùn)用一些三維建模軟件仿真零件結(jié)構(gòu),較深入地闡述各部分結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要點(diǎn),做大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)練習(xí)。在實(shí)踐教學(xué)中也可以通過拆卸某些機(jī)器或部件的方法增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)器及零件結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,這對于培養(yǎng)應(yīng)用型機(jī)械本科人才有著非常重要的意義。

1.3 更新教學(xué)內(nèi)容,引入創(chuàng)新思想

在理論教學(xué)過程中,適時補(bǔ)充一些有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的最新成果,不僅可以反映學(xué)科發(fā)展前沿,還可以拓寬學(xué)生知識面、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思想等。比如講解帶傳動時,通過介紹同步帶傳動引入同步帶摩托車的應(yīng)用實(shí)例。在介紹傳動軸時,可引入最新的傳動軸自行車等。結(jié)合實(shí)踐,增加實(shí)用性,以提高教學(xué)效果。

2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)是應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)過程中重要的教學(xué)環(huán)節(jié),它對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神有著理論教學(xué)不可替代的特殊作用[3]。目前,《機(jī)械設(shè)計(jì)》的實(shí)踐教學(xué)主要有實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩大部分。

2.1 取消驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),代之以開發(fā)型實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過分強(qiáng)調(diào)作為理論課的驗(yàn)證手段[4],內(nèi)容基本上以演示性、驗(yàn)證性為主,缺乏設(shè)計(jì)性、自主性實(shí)驗(yàn),沒有把學(xué)生能力的培養(yǎng)放在突出的地位。比如常做的實(shí)驗(yàn)有:帶傳動、鏈傳動、徑向液壓滑動軸承等,這些都是在驗(yàn)證理論課堂上講授理論的知識點(diǎn)。如果學(xué)生已經(jīng)掌握了這些知識,這些實(shí)驗(yàn)的意義就不太大。對于應(yīng)用型本科教育而言,則應(yīng)該帶學(xué)生觀察零件陳列室,了解常用機(jī)構(gòu)和常用零件的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)及其基本功能,增加其感性認(rèn)識,或走進(jìn)機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生通過具體的工程實(shí)踐結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)知識自己動手創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì),以提高提出問題和解決問題的綜合能力。建議實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由“單一”向“綜合”轉(zhuǎn)變,實(shí)驗(yàn)方法由“驗(yàn)證型”、“示范型”向“參與型”和“開發(fā)型”轉(zhuǎn)變。

2.2 課程設(shè)計(jì)應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合

機(jī)械工程應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)規(guī)格在能力方面主要體現(xiàn)在:善于運(yùn)用工程圖表達(dá)設(shè)計(jì)思想的能力;初步的工程實(shí)踐能力（機(jī)械的加工、制造、安裝、調(diào)試等）;利用圖書、外文資料、計(jì)算機(jī)等工具收集處理信息、獲取新知識的能力;一定的組織管理能力以及創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的能力[5]。

現(xiàn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選題過分強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一性。多為帶式輸送機(jī)兩級齒輪減速器設(shè)計(jì),以某些參數(shù)的不同值分成若干設(shè)計(jì)小組。一般都安排有2周時間。事實(shí)上,很多學(xué)生根本就不參與課程設(shè)計(jì),從網(wǎng)絡(luò)上下載、打印就可以完成任務(wù),或者按著資料上的步驟,按部就班地機(jī)械地重復(fù)著一些設(shè)計(jì)過程。這種不考慮學(xué)生具體情況的選題,很難調(diào)動學(xué)生的積極性,不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。而且課程設(shè)計(jì)大多停留在圖紙上,而結(jié)合現(xiàn)場工藝分析及制造實(shí)踐等做法少,教學(xué)模式單一且缺乏綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),使得學(xué)生主動性和創(chuàng)造性難以發(fā)揮。因此,預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn),應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)也難以完成。可以適當(dāng)選取與生產(chǎn)實(shí)踐關(guān)系密切的課題作為課程設(shè)計(jì)的課題,比如:NGW型行星減速器設(shè)計(jì)、齒輪連桿式步進(jìn)機(jī)構(gòu)、鉆機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)等。選用此類課題可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用《機(jī)械設(shè)計(jì)》中所學(xué)知識進(jìn)行設(shè)計(jì)新機(jī)械的能力、培養(yǎng)學(xué)生繪制工程圖以及查閱圖冊、手冊等資料的能力。以上課題和“帶式輸送機(jī)兩級齒輪減速器設(shè)計(jì)”課題相比,最大的優(yōu)點(diǎn)是:課題的設(shè)計(jì)方案形式多樣,可以激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)能動性;并且網(wǎng)絡(luò)上很難搜索到全部資料（包括設(shè)計(jì)書和圖紙）,需要同學(xué)們的努力才能完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù),這樣才能真正達(dá)到課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的。

3 結(jié)束語

應(yīng)用型本科教育模式在不斷地發(fā)展,而此模式下《機(jī)械設(shè)計(jì)》的教學(xué)研究也是一個在摸索中前進(jìn),需要不斷完善思索和實(shí)踐的課題。必須科學(xué)地看待問題,任何理論都必須接受實(shí)踐的檢驗(yàn),任何教學(xué)研究都必須付諸于教學(xué)實(shí)踐中實(shí)施,唯有培養(yǎng)優(yōu)秀的機(jī)械專門技術(shù)人才的教育才是最好的應(yīng)用型機(jī)械本科教育。

[1]濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]趙海燕,趙宏平.《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議[J].學(xué)理論,2009,（14）:196-197.

[3]劉國榮.芻議工程應(yīng)用型本科實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].中國高教研究,2009,（5）:57-58.

[4]趙曉芬.應(yīng)用型本科機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)新模式的探討[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報,2008,24（5）:56-58.

[5]張炳生,劉雪東.機(jī)械工程應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)規(guī)格的研究[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版）,2003,4（1）:44 -46.

On the Teaching Research of Design of Machinery Course under the Applied-oriented Undergraduate Education Mode

CHENG Dong-ji

（Department of Mechanical and Electronic Engeering,West Anhui University,Lu’an237012,China）

According to the requirements for applied-oriented undergraduate education,the article probes into the teaching reform for Desing of Machinery from theoretical and practical aspects.The purpose is to improve the teaching quality of the course.

Design of Machinery;applied-oriented undergraduate education;teaching research

TH11-41

A

1009-9735（2010）02-0072-02

2010-01-16

程東霽（1978-）,女,安徽壽縣人,皖西學(xué)院機(jī)械與電子工程系講師,碩士,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)。