我校《機械系統設計》課程教學的改革探索

徐紅芹+毛崇智+王紅梅+李愛軍

（山東理工大學 機械工程學院，山東 淄博 255049）

摘要：本文論述了我校《機械系統設計》課程改革的必要性，從課程的體系，涉及的知識點等方面論述了課程存在的問題，由此提出了編寫講義、習題集，進行教學方式和考核方式改革的一些措施。

關鍵詞：機械系統設計；教材；內容；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0109-02

《機械系統設計》是我校機械設計及制造專業的主干必修課程之一。它不同于一些先修課程，如《液壓與氣壓傳動》、《金屬切削機床設計》等，這些課程主要針對某一類型的機械或傳動進行研究，而《機械系統設計》則是說明一般機械產品設計的共性規律和設計方法的課程，通過對本課程的學習，要求學生能從整機的角度和系統的觀點了解一般機械產品設計的規律和特點，掌握機械產品設計的基本方法和技術。這樣必然導致課程內容廣泛，涉及機械系統設計的方方面面。而受課時的限制，每一方面的內容幾乎都不可能深入研究，因而課程的內容缺乏完整性和系統性，這又增加了學生學習的困難。如何在有限課時內，在課程系統性不變的情況下，盡可能講解清楚各部分內容，增加學生學習的興趣，增強學生設計機械產品的能力，是我們目前急需解決的問題，《機械系統設計》課程教學的改革就被提上了日程。

一、課程存在的問題

1.各版本教材之間差異較大。它不同于一些傳統的課程，比如《機械原理》及《機械設計》等，這類課程雖然有各種各樣的版本，但總體來說，它們的體系和內容差別不大。以《機械設計》課程為例，由濮良貴主編的教材和邱宣懷主編的教材，從組成到具體內容基本相同，而且經過幾代人的不斷補充和完善，各部分內容也更豐富，并有大量的案例加以分析，各種輔導資料和習題也很多，這些都有利于學生學習和掌握相關的知識。《機械系統設計》作為一門專業課程，雖然也有一些相關的教材，但各個版本的教材之間差異較大，這種差異體現在各個方面，比如由趙韓、黃康主編的《機械系統設計》教材，主要是從機械系統的能量流、物料流和信息流方面來講授機械系統的設計；而由朱龍根、黃雨華主編的《機械系統設計》教材，則是圍繞著動力系統設計、傳動系統設計、執行系統設計以及操縱和控制系統的設計等展開內容的講解。而且各種教材的側重點也不同，比如朱龍根、黃雨華主編的教材側重于機械方面的設計，而由趙松年主編的教材則側重于機電一體化方面的設計，對電的方面涉獵較多。

2.課程涉及的知識點多，但缺乏完整性、系統性。以朱龍根、黃雨華主編的教材為例，教材涉及的知識點較多，比如在動力系統設計方面，牽涉到動力機的選擇，而動力機的種類繁多，比如電動機、內燃機、液壓馬達、氣動馬達等。以電動機為例，電動機的種類也很多，按照使用電源的不同，可分為直流電機和交流電機，交流電機又可分為同步電機和異步電機，而各類電機又可分為若干類型，每種電機的特性又不盡相同，對于機械設計專業學生來說，因為前期沒有學過“電力拖動基礎”的知識，單單是電機類型的選擇就有一定的難度，更何況是電機的具體選擇和校核。其余各章的內容也有同樣的問題，雖然教材涉及的知識點較多，涉及的學科門類較多，可能因為學時限制的緣故，幾乎每一部分內容都是泛泛的介紹一些，并沒進行深入研究，也幾乎沒有詳盡的例子加以講解，所以就出現這樣一種情況，如果老師照著書本講，學生會覺得老師照本宣科，聽得索然無味，會不自覺地開小差；如果要將所講的知識徹底講透，一方面需要教師需要具備各方面的知識，另一方面，還需要教師額外增加一些內容，才能將所講的內容講透，而這又受到學時方面的限制。

3.課程部分內容有重復現象。因為教材涉及面廣，牽涉到許多學科的知識，部分內容出現了重復現象。比如在執行機構設計一章中，有一小節是關于機構的選型及常用執行機構的主要性能特點，這一節中的有些內容就和機械原理課程中的內容重復；伺服系統設計中的部分內容和控制工程的內容重復；傳動系統設計中的轉速圖繪制和機械制造裝備設計課程中的有關內容重復；結構設計中的許多問題和機械制造工藝學的有關內容重復。此類問題教材中還有一些，在此就不再一一列舉。這些知識已經在前期課程中學習過，現在再重復來講，沒有必要，同時也浪費了學生的時間。

4.教材部分內容存在泛泛而談的問題。因本課程偏重實際機械系統設計方面的問題，而現有的各版本教材普遍存在一些理論性強的問題，存在一些泛泛而談的內容，對實際設計工作幫助不大，而且比較抽象。筆者翻閱了本校機械制造與設計專業學生的專業培養計劃，發現學生的先修課程根本沒有與之相關的振動學方面的課程。如果要講透這部分內容，教師必然需要給學生補充許多振動學的內容，受學時的限制，根本不現實也不可能。

二、改進措施

因本專業主要是培養掌握機械設計與制造等方面的基礎理論和基本知識，能夠從事機械裝備的設計制造的高級工程專門人才，所以專業課程的設置也要符合培養計劃的要求，要為工程實踐服務。為此本人對本課程的建設特提出以下一些改革措施。

1.編寫適合本校學生的講義。鑒于本課程各版本之間內容、知識點之間有較大差異，各有優缺點，所以應從本專業培養的角度選取相關的內容。因我校機械學院除設置了機械設計與制造專業外，也同時開設了機械電子工程等專業，故《機械系統設計》課程，應主要講解機械系統設計方面的知識，同時適當地增加一些控制系統設計方面的內容。各部分內容不能泛泛而談，要突出重點。重點部分的內容一定要講深、講透。大家都有體會，沒有深入研究的內容，學生更不好理解，也不容易掌握。而要講透徹，不僅需要介紹理論方面的知識，還需要結合工程實踐，有一定數量的案例加以分析。并且對案例的分析一定要詳盡，不能一筆帶過，這樣學生才能真正掌握所學的知識。與前期所學課程內容重復或相近的部分應加以刪除，或簡要介紹。這樣才能利用有限的學時，講解真正有用的知識，才能調動起學生學習的欲望。

2.編寫習題集。知識的掌握不能只靠課堂教學，必須有一定的實踐鍛煉。除了進行實驗和課程設計環節的設置外，還需要有課后布置的習題加深對知識的掌握。縱覽各版本的教材，發現有的教材課后除了有些思考題外，別的類型的習題幾乎沒有，而這些思考題幾乎從書本上能找到現成的答案，致使學生對之不感興趣，也無法真正達到練習鞏固所學知識的目的，故本人認為應編寫一本對應教材重點知識的習題集。因課程重點是“機械系統設計”，所以側重點應是設計方面的問題，因此習題集中不應只有思考題，還要有緊跟教材重點內容的系統方面設計的習題。所編入的習題，一定要有典型性和代表性，并且老師能夠對它進行詳盡地分析和解答，這樣學生才能真正掌握所學知識。

3.進行課程教學方式改革。課程教學不應只局限于傳統的教學方式。因本課程是專業課程，故課程的講解過程要緊密結合工程實踐，教師在講授書本知識的時候，要結合工程實踐中遇到的一些典型的設計案例，用學過的知識加以講解分析，這樣才能加深學生對知識的理解，增加學生學習的興趣。同時，還可以布置一些系統設計的題目，讓學生預先查資料進行設計，然后抽取一定的時間，由學生上講臺進行講解，再由臺下的學生加以評價，最后由老師進行總評，這樣就極大地活躍了課堂的教學氣氛，還可以進一步調動學生學習的積極性和主動性，加深學生對知識的掌握。

4.進行考核方式改革。因本課程是和工程實踐緊密結合的課程，所以考核方式也應加以改革，除了進行傳統的試卷考核外，還可以結合其他方式進行。因本課程所涉及的知識點比較多，需要記憶的內容也較多，為了減輕學生的負擔和加深學生對知識的掌握，可以在課程進行中，適當地布置幾次大作業，每次加以評價并給出分數。

綜合以上考慮，最終學生成績可由三部分組成：試卷、大作業和平時的考勤。因為課程結束后才進行卷面考試，考核的知識點比較全面，所以卷面成績比重可以多一些，大約占50%左右；幾次大作業可占35%左右；考勤占15%左右。這樣的考核方式，既可以督促學生真正掌握所學知識，又可以減輕學生的負擔，避免一考定成績導致的學生平時不學，最后突擊應付考試的現象發生。

《機械系統設計》課程的改革涉及方方面面，工作量和難度較大，相信通過課程教學小組的不斷努力，一定能夠推進課程的建設，提高學生對知識的掌握程度，達到專業培養計劃的要求。

參考文獻：

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