基于工程實踐的《機械設計》課程設計教學改革探索

李劍

【摘 要】《機械設計》課程設計是對專業知識一次比較完備的設計實踐，因此課程設計的教學過程要具備一定的工程職業性和設計創新性。本文對《機械設計》課程設計的課堂教學改革進行了探討，以工程職業化貫穿于整個設計流程中，強調學生的創新設計能力和工程實踐特性，注重設計的規范性和嚴謹性，以工程的制造加工、應用為設計目的，讓學生在課程設計的實踐中不僅能夠把專業知識綜合應用，而且能體會到企業工作情景，積累一定的行業設計經驗，激發學生的設計熱情和思考創新的興趣。

【關鍵詞】課程設計；工程實踐；職業化

《機械設計》是機械類專業的基礎專業課程，工業實踐性很強，且包含的專業知識非常廣泛，包括各種經典機構設計、力學計算、材料加工與選擇、工程制圖等，在理論知識的學習基礎上，需要經過一定的設計實踐來強化和應用，把相關的專業知識進行完整的綜合訓練。《機械設計》課程設計就是基于這樣的目的而設置的一個重要設計實踐環節，讓學生進行一次獨立的、全面的設計實踐訓練，培養學生綜合知識、思考創新的能力，鍛煉學生動手設計的實踐經驗。課程設計需要學生把書本知識運用到工程實際中去，對所有知識融會貫通，是一次非常寶貴的實訓經歷，國內眾多機械學者對機械課程設計的改革做了眾多探索和研究[1-4]，包括課程設計的時間、內容和方式等，這些前期的基礎為我們的課題研究提供很好的借鑒經驗。為了更有效率地利用課程設計，提高學生的設計實踐能力和創新思維，筆者根據自己多年的企業設計實踐以及一線機械教學經驗，對《機械設計》課程設計的改革做出了初步的探索。

1 《機械設計》課程設計教學分析

《機械設計》課程設計強調的是對所學理論的應用實踐，包含一定的創新思維和知識的連貫，學生能夠在設計過程中積累一定的設計經驗和創新理念，能夠初步具備解決工程實際問題的能力。但目前的《機械設計》課程設計在教學理念和方法上還處于一個停滯不前的狀態，不能很好適應工業社會的發展和學生的需求，在課程的教學過程還存在以下一些問題。

1.1 課程設計內容的單一，過于形式化

縱觀傳統的課程設計內容和表現形式，都是減速機的傳動裝置設計，設計指導書以及網上類似資料繁多，容易造成學生拷貝復制，對學生的創新以及動手實踐能力沒有很大的價值；同時隨著工業的發展，傳動裝置形式千變萬化，僅僅局限于同一類型的減速機傳動裝置，無疑不利于學生與時俱進的能力培養，不能更好適應整個行業的進度。

1.2 工程實踐應用能力較差，設計浮于理論

學生工程實踐教學過少，對于機械設備沒有一個整體的認識，對設計流程以及設計思路只是對指導書的簡單重復，不能意識到每個設計過程以及設計結構是基于什么目的，對標準件的選擇、安全系數的選取以及加工制造工藝流程等沒有概念，缺乏查閱機械手冊的能力，尺寸精度、設計計算以及設備選型都是憑主觀想象或者模仿來選取，沒有系統、嚴謹、規范的設計思維和能力，工程實踐應用能力不足。

1.3 知識的綜合運用能力較差，基礎較單薄

課程設計綜合的知識點較多，學生多重知識運用能力較差，各種力學計算以及尺寸校核單純地模仿書本，工程圖上問題尤其居多，尺寸精度、形位公差的選取，材料性質、熱處理的選擇，以及圖紙的繪制、模型的建立都比較亂，對先修課程的知識點掌握不到位，設計基礎薄弱。

1.4 團隊配合能力不足

課程設計獨立性程度過高，沒能形成學生團隊配合意識，每個題目都是獨立的，切斷了設備之間的聯系，使得學生不能形成大局觀，對各種機構、設備與設備之間的配合聯系比較盲目。

2 《機械設計》課程設計教學模式改革探討

針對《機械設計》課程設計教學中存在的問題，對課程設計的內容要多樣化，加大學生對工程實踐的接觸范圍，同時課程設計要注重學生綜合知識的應用、創新思維的培養以及工程經驗的積累。通過課程設計的歷程，擴大學生的專業視界，強化所學專業知識，培養學生獨立創新能力以及職業實踐經驗，這是本文所探討的《機械設計》課程設計教學模式改革方向。

2.1 課程設計內容的創新性和多樣化

課程設計的內容以專業知識的綜合應用為主線，內容形式趨向多樣化，重心傾向整體結構設計，不受限于局部的裝置設計，內容包含機械設計中的大部分典型結構，如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、軸以及軸承等；同時對設計內容要有一定的創新性，可從實際中提煉一些綜合性、創造性的內容，設計部分開放性的題目供學生自主思考和構思，培養學生創新和思考的能力。設計內容可以借鑒企業項目工程，選取部分難度適中、綜合性較強的作為課程設計題目，可以緊密聯系工程實踐，同時提高學生們的熱情，加強和社會行業的接觸。

2.2 課程設計過程的職業化和系統化

課程設計是專業知識的綜合和實踐，設計過程要趨向職業化和系統化，具備嚴謹性和規范性。借鑒企業設計流程，要求學生計算嚴謹，尺寸標注等要以機械手冊為標準，綜合考慮裝配、加工、潤滑、維修等，設計機構以及熱處理方式等要考慮加工制造的可能性，明白整個加工工藝過程和設計目標，以設備能夠加工制造為基礎，不能單純地對設計指導書機械的模仿。

2.3 課程設計校核和審查的嚴謹性和多次性

對課程設計的計算書和圖紙的審查校核要以國家的標準來評定，給學生養成工程設計的規范性和標準性。老師先選取部分專業能力強的學生進行專門培訓，然后以這部分學生為組長對其他學生的課程設計進行初步的校核工作，修改幾次后老師再進行最終的審查，這樣既能培養學生們設計和作圖的能力，也能提高圖紙審查的效率，增強學生的設計主觀能動性。

2.4 加強計算機制圖能力的應用

計算機制圖能力是機械工程師的基礎，嫻熟的三維建模和工程圖能夠提高設計效率，發揮學生的創新和設計潛力。學生的制圖能力停留在理論和操作初步階段，缺乏實踐演練，通過課程設計的機會，強化學生的三維建模能力，對零件、裝配、工程圖以及建模的順序、后期修改有個整體的認識和實踐，提高課程設計的質量，為學生的機械職業生涯打下良好的基礎。

2.5 增強團隊設計意識和配合能力

傳統的課程設計都是個人單兵作戰，缺少團隊配合和設備之間的配合關系，而工程實踐中設備都是相互配合，整個設計作為一個整體，故課程設計內容可把眾多設備串聯成生產線模式，設備間相互配合，包括尺寸、節拍以及結構動作，增強學生們設備設計的工程配合意識，同時能夠真切感覺工程實際設計的企業情景。

3 結束語

《機械設計》課程設計是對機械設計內容的總結，也是對先修專業課的綜合，是學生接觸的較為完備的專業實踐練習，能夠提升學生的專業意識以及設計理念。本文針對《機械設計》傳統的課程設計工程實踐性不高、設計創新性不夠的特點，以工程職業化貫穿于整個設計流程中，強調學生的創新設計能力和工程實踐特性，注重設計的規范性和嚴謹性，摒棄過往的課程設計模式化和書面化的陋習，真正以工程的制造加工、應用為設計目的，強調行業的標準性和規范性，讓學生在課程設計的實踐中不僅能夠把專業知識綜合應用，而且能體會到企業工作情景，積累一定的行業設計經驗，激發學生的設計熱情和思考創新的興趣，把課程設計的工業實踐性真正融匯到課堂中。

【參考文獻】

[1]劉敬春，劉利國.基于協同創新能力培養的《機械設計》課程設計改革初探[J]. 機電產品開發與創新，2015，28（4）：142-143，139.

[2]劉好潔，張燕燕，康紅偉，楊國峰.基于學生角度的機械設計課程設計的學習與探索[J].實驗科學與技術，2015，13（2）：216-218

[3]唐志偉，楚蕭.如何督導學生進行課程設計[J].課程教育研究，2014（4）：193-194.

[4]丁瑞華.應用型人才培養模式下的機械設計課程設計改革[J].時代農機，2015（5）：104，106.

[責任編輯：楊玉潔]