通過課程設計培養學生綜合素質與能力的探討

江躍

摘 要：課程設計是教學過程中一個重要的實踐性環節, 是培養學生綜合素質與能力的有效途徑。基于此，闡述了課程設計在機械類專業教學中的重要性, 并針對課程設計對學生能力培養，以及在課程設計中應注意的幾個重要環節進行了探討。

關鍵詞：機械設計；課程設計；綜合能力；實踐教學

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1001-7836(2014)06-0076-02

機械設計是機械類專業一門專業性和實踐性很強的課程，該課程知識內容涉及到機械制圖、金屬工藝學、工程力學、工程材料等多門先修課程。而該課程的課程設計是培養學生具有設計一般機械能力的實踐性教學環節。它以機械傳動為主要對象，綜合運用機械設計課程和其他有關先修課程的理論和實際知識，是對學生動手能力和創新能力的一次全面、系統的訓練,對后續專業課程的學習、畢業設計及今后的工作都具有重要影響。通過課程設計不僅能鞏固和加深所學的理論知識,而且能進一步提高學生利用技術資料進行工程計算、繪圖和運用計算機的能力,對培養綜合能力和實踐能力都起著十分重要的作用［1］。在此，筆者結合多年來的課程設計指導工作，就通過課程設計如何培養學生的綜合素質與能力談幾點體會。

一、做好課程設計前的準備，為培養學生綜合素質與能力奠定基礎課程設計之前，指導教師應與學生互相配合，做好充分的準備工作。首先，在日常教學中要滲透課程設計的內容，注重課程設計與平時教學過程的融合，比如在進行相關章節的教學時，可通過討論課的形式，將一些課程設計中容易出現錯誤的問題作以簡要回顧，引導學生進行思考和討論，幫助其加深理解，提高認識，增進其設計能力。其次，在課程設計之前，為了增強學生的感性認識，應進行減速器裝拆實驗。在實驗中指導教師要組織學生對減速器進行拆卸、安裝，使學生熟悉減速器的基本構造，整體組成結構及各部分的結構、功能、裝置和調整，各零件之間的連接關系與特點，然后找出標準件與非標準件，明確減速器布置形式與空間位置的關系，建起一個立體的概念，避免出現閉門造車和照抄照搬式的設計，與生產實際相脫節。通過做好課程設計前的各項準備，就能夠為學生更好地完成課程設計，以及培養其綜合素質與能力奠定堅實的基礎。

二、在選題方面注重理論聯系實際，綜合運用所學知識課程設計的選題是整個課程設計中十分重要的環節，課程設計題目選擇是否得當，直接關系到這一環節的教學效果［2］。首先，在選題方面既要考慮培養目標有針對性，又要有所側重，應考慮到課程設計題目與工程實際的緊密聯系，盡量與工程案例相關聯或直接來源于生產科研，題目只有真正能結合生產實際才能有效地激發學生的求知欲望和學習熱情，給學生以較大的創新思維空間，充分地去想象可能實現的設計方案，才能較好地變被動地學習知識為主動地解決實際問題，從而積極思考、創造性地完成設計任務。其次，在設計題目的選擇方面應力求豐富多樣，難易適中，知識覆蓋面廣，可設置多層次題目供學生選擇，最大限度地發揮其創造性。在機械設計課程設計中，教師給出了四個設計題目，涉及到帶式運輸機和鏈式運輸機的傳動裝置設計、用于卷筒傳動裝置的蝸桿減速器設計和三速變速箱設計，其中有的題目給出四個或八個參考傳動方案。通過多種組合，可以設計出幾十個不同的方案。這樣可以更好地增強學生的設計興趣，以及全面檢驗已學過的知識。

三、在課程設計中引入現代的設計方法，培養學生運用計算機的能力和創新能力傳統機械設計課程的設計手段是手工設計、計算和繪圖，設計計算繁雜，設計、繪圖和修改很不方便，教學效果并不理想。針對傳統課程設計的不足，學校將計算機輔助設計(CAD)這一現代的設計方法引入到課程設計中來，利用三維繪圖軟件代替手工繪圖，利用ANSYS等軟件進行強度剛度計算,以輔助結構設計，利用UG、Pro/e等軟件進行三維實體造型,通過模擬裝配檢查檢驗零部件設計的合理性。從而簡化了學生的設計與繪圖過程,減少了手工繪圖的工作量，將學生從繁雜的設計計算中解脫出來，把時間和精力集中到方案設計、結構設計等創造性思維和熟悉與運用設計資料等基本技能的訓練上來，將學生的注意力放在設計思路方法的學習上，讓學生掌握正確的機械設計思想和計算機輔助設計這一先進的現代設計技術，體驗機械設計的真正樂趣。在課程設計過程中，教師應積極鼓勵學生利用UG、Pro/e等軟件強大的參數化功能和裝配功能，去完成各零件的設計和裝配。這樣可以更好地提高學生計算機輔助設計的能力，增強他們學習的主動性，實現教學效果的最優化。

四、在設計過程注重培養綜合運用知識解決問題及查閱技術資料的能力由于在設計過程中的有關細節內容包括一些設計計算方法、設計規范與相關標準的應用，以及如何將各門課程有機地聯系起來解決工程實際問題等內容，在以往先修課程中涉及不到或介紹不多，導致學生對各種標準、規范、手冊、圖冊的運用，以及綜合運用知識解決問題的能力不強，而課程設計正是彌補這一不足的必要環節。在機械設計課程設計中，在選題時已考慮了盡量多地覆蓋多門先修課程的知識。這樣就需要學生綜合運用已掌握的知識來完成設計，進而將知識轉化成能力。

在設計過程中，同一題目可以采用多種方案去實現，這樣就需要學生綜合各方面知識，進行方案論證，選擇最合適的方案。而在方案論證時，就需要查閱各種技術資料及圖冊，參考和分析已有的方案，根據具體條件和要求，提出新設想、新方案，擬定多種方案進行綜合分析比較，優化篩選獲取最佳方案。另外，設計過程中涉及到的許多問題如一些標準件的選擇、尺寸的確定、公差與配合以及表面粗糙度的確定等等，都需要學生自己動手從技術資料中查閱方能得到。通過上述設計過程，一方面鍛煉了學生查閱技術資料的能力和機械設計能力，另一方面，也進一步開闊了學生的視野，為畢業設計及今后的工作打下堅實的基礎。

五、在實踐過程培養學生自己動手解決問題的能力在布置設計任務后，學校不給任何設計方案，而是讓學生充分發揮想象，調動主觀能動性，根據設計要求，自己通過查閱資料獨立地提出設計方案及方案論證，然后由教師進行逐一檢查，在確定可行后，在指導教師的指導下，由學生獨立地完成傳動裝置總體設計和結構設計以及傳動零件的設計計算。通過設計過程，一方面學生在綜合應用知識解決問題方面得到了鍛煉，增強了解決實際問題的自信心，另一方面在設計過程中，很多學生會發現一些平時學習中沒有注意到的問題，通過指導教師的引導、啟發，找出問題的原因，學生再自己動手解決這些問題，這樣就可以鍛煉學生獨立發現問題并解決問題的能力。由于實踐條件及客觀方面的限制，目前在校學生的實際動手鍛煉機會較少，而課程設計正是為學生創造了一個自己動手、獨立進行實踐的機會。因此，強化課程設計環節的鍛煉，可以很好地培養學生的動手能力。

六、在答辯和總結過程對各題目給出客觀的評價，提高學生全面綜合考慮問題的能力課程設計的答辯和總結是整個設計過程中十分關鍵的環節。答辯是對學生設計成果的一次全面檢閱，通過準備答辯，學生可以系統地回顧和總結設計的內容，理清設計思路，找出設計的不足，分析還不太明了的或考慮不全面的問題，深化設計成果。另外，通過答辯還可以訓練學生的概括能力、表述能力，從而使準備答辯和答辯的過程，成為課程設計中的一個繼續學習與提高的過程。

指導教師在答辯后所作的總結與點評,對培養學生的綜合能力起著非常重要的作用。通過總結，可以將學生們在設計中的新思路、新想法總結給全體學生，也可以將學生們在設計中出現的問題提出來，避免以后再出現類似的問題。同時通過總結，還可以將各組學生的設計情況進行必要的評價，從方案分析、強度計算、結構化和工藝性等各方面，對各組學生所做設計的可行性和優缺點及應改進和完善的方面進行分析評價，這樣一方面可以使得學生們不僅更好地掌握了自己設計的內容，同時又進一步了解了其他各組學生的設計內容，相互啟發，取長補短，提高了學習效率，另一方面，通過總結進一步明確學生的設計思路，以及對各階段、各環節的深入認識，這個總結的過程就是一個提高、深化的過程，可以使學生對知識的理解更深刻，對機械設計的方法更了解、更明確。

在答辯和總結過程中，指導教師應根據題目的不同、完成情況的不同、完成效果的不同，實事求是地對各組學生的設計情況進行講評，給出客觀的評價。在講評時，強調各設計題目應綜合考慮零件結構、加工、裝配、經濟性、零件與其他零部件的關系，以及如何處理好理論計算與結構設計的關系，結構設計和各部分的協調以及單個零件與整機之間的關聯關系。從而使設計更加合理、實用、經濟，這樣有利于提高學生全面綜合考慮問題的能力。

綜上所述，只有在課程設計前做好各項準備，在課程設計過程中把握住選題時，注重理論聯系實際，綜合運用知識；在設計過程中，引入現代的設計方法，培養學生運用計算機的能力和創新能力，鍛煉學生綜合運用知識的能力、查閱技術資料的能力；在實踐過程中，鍛煉學生自己動手解決問題的能力；在答辯和總結過程中，對各題目給出客觀的評價。這樣才能在總體上更好地提高學生的綜合素質與能力，取得課程設計的良好效果，真正達到課程設計教學的目的。

參考文獻：

［1］曹杰,張麗,于影輝.《機械設計課程設計》改革與實踐［J］.農機化研究，2003，(3).

［2］姚旭東.加強課程設計 強化創新能力培養［J］.中國大學教學，2011，(6). 2014年6月第33卷第6期

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