地方本科高校機械設計課程教學改革初探

周緯遠 何永玲 張千鋒 孫騰 鐘家勤

摘 要：現代機自類專業人才都必須精通《機械設計》這門課程，其能夠為后續中所涉及到的機械產品設計、研發、改進與優化提供一個良好的基礎條件，提高機械研究的質量與水平。其課程內容主要包含常用機構與通用零部件的設計與選用、機械結構的計算分析與校驗等知識，并且在此基礎上對所學到的所有科目內容的一個整合與再利用。《機械設計》中對于學生綜合能力的要求較高，其基礎課程包括數學、力學、幾何制圖學、機械工程材料、機械制造工藝、互換性與測量技術等，所以必須要嚴格把握好學生對于課程的接受程度，使其在以后的應用中能熟練掌握相關技巧。欽州學院由傳統師范類院校轉型為涵蓋工、管、理、文等多學科的綜合性院校，盡管工科教育起步較晚，但學校始終堅持將轉型與地方區域經濟發展緊密對接。作為廣西壯族自治區沿海地區唯一一所公立本科高校，培養適應向海經濟、“二十一世紀海上絲綢之路”經濟帶的復合型、應用型、創新性人才既是解決當前人才供給側需求不足的有力措施，又是地方本科高校義不容辭的責任。

關鍵詞：應用型創新人才；地方本科高校；機械設計課程教學改革

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.208

機械設計屬于理工科課程，并且存在著大量的實踐應用作業，因此在開展機械設計教學時，要著重注意學生的實踐效果，保證其能夠熟練掌握機械設計技能，使機械設計專業畢業生具備從事機械設計、制造過程及其工藝、項目質量管理等基本能力，是該課程培養方案的重要內容[1]。突出“應用型”，學生在遇到工程實際問題時，不畏難，將所學知識聯系實際進行分析和創造性地提出解決方案是應用型創新人才培養的內涵所在，也是機械設計專業應用型地方本科高校教育的辦學定位和服務地方經濟發展的立足點。課程設計作為學生在完成專業理論課程學習之后集中統一安排的實踐性教學環節，對于培養學生的工程意識、實踐操作能力以及創新設計精神等都具有重要意義。機械設計課程設計是機自類專業的一門核心主干必修課程，課程目的在于培養學生綜合運用所學的專業基礎理論課程知識，通過拆卸、測量、重新組裝典型機構部件，并進行機構部件的繪制、設計、計算、校驗等實踐能力的鍛煉。本文基于應用型地方本科高校機械設計人才培養目標，結合機械設計課程設計特點，對該實踐教學環節進行教學改革探索，并總結課程設計實踐教學對教師提出的基本要求。

1 《機械設計》課程教學的不足之處

1.1 課程設計實踐與理論課程教學脫節

我校在教授機械設計課程時，會根據課程的實際需求而優化授課方式。而機械設計作為實踐性較強的一門課程，多數是將其理論與實踐相結合來進行課程教學的。先是開展理論課程，讓學生認識并熟記機械設計的專業知識，老師強調設計期間的關鍵點，然后在理論課程結束后會有兩到三周的課程實踐，機械設計實踐多數情況下是會讓學生根據要求自主設計一級或者是二級齒輪減速器。并且設計過程中必須要根據流程來進行，這種方式能夠在一定程度上提高學生的機械設計能力，也會加強教學質量。但仍會存在一些不足，阻礙教學的進行，具體包括：（1）前學后忘：由于機械設計課程的理論內容較為深奧，因此會有很多學生根本沒有熟記相關理論知識，而在應用時，只是將理論知識生搬硬套，由于基礎較為薄弱，造成了學生到了課程設計的實踐環節，便會不知從何入手。（2）質量效果不高：由于時間安排較為緊湊，大部分學生都是加班加點，有時甚至通宵完成。而有的學生為求完成速度，可能會出現忽視機械設計質量，或者設計不符合要求的現象。并且，因為是趕工完成的設計，所以最后得到的帶、齒輪、軸和軸承等零部件的尺寸也可能會缺乏應有的匹配度。學生一知半解，設計成品不符合要求，這一系列現象的產生都無法滿足預期所計劃的學習效果要求。

1.2 課堂授課教學脫離工程實際

在理工科課程中，對學生的理論掌握能力及實踐操作能力要求都會比較高，況且機械設計作為機自類專業中重要的一門科目，其對于學生綜合素質的要求會更加嚴格。但受傳統教學模式的禁錮，大多數教師仍然會采用“填鴨式”灌輸的教學方法，使得學生沒有機會去表達個人見解，因此缺乏應有的理解力。當其在應用時只會照搬公式，反而忽略了與實際生產應用的聯系[2]。當學生參與工作時，也根本沒有能力去完成企業的機械設計與研發等任務，導致適應期增長，也影響到了學生的就業質量。

1.3 實驗教學缺乏創新性

現階段，我校機械設計課程多采用實驗演示、驗證的教學模式，課時一般為兩節課。而在開展機械設計課程設計時，如帶傳動、齒輪傳動效率、齒輪參數測量等，學生只需要按照流程得出預期效果即可，再上交實驗報告便完成了整個設計實踐。對學生而言，這些實驗項目并沒有引導他們發現課堂理論知識學習的遺漏之處，從而進行查漏補缺，更沒有對知識進行鞏固夯實與深化擴充。

2 機械設計教學改革措施

2.1 開發彈性學時綜合性、創新性實驗

整合全校資源，開設新的實驗課程[3]。例如自行車裝拆等，有以下優點：自行車屬于較為簡易的機械，其內部包含了眾多的機械零部件，也涵蓋了相當多的機械基礎知識。此外，獲得自行車的渠道較多成本也較低廉。通過學生自主拆裝自行車，可以學習到書本中所教授過的理論知識，然后在此基礎上熟練掌握機械裝配的方法，使學生肚子里“有墨水”，在走向工作后才能做到從肚子里的“存貨”中拿一些出來，厚積而薄發。此外，授課老師可在實驗期間向學生適當穿插一些機械工程材料的熱處理方法、工件的加工與裝配工藝等知識，使課堂上的理論知識能夠在實踐過程中得到延伸與拓展，而不局限于課堂上。同時，積極鼓勵和組織學生參加機械創新設計制作大賽、軟件三維建模比賽、寒暑假下鄉義務維修家電、大學生創新創業等第二課堂，激發學生對于機械設計專業的學習主動性，用承認學分或提供資金的形式來激勵學生，培養學生的工程應用能力與創新思維能力。

2.2 改革考核方式

改變一直以來期末考“一刀切”、“三七開”的考核辦法，從多方位多角度對學生課程進行考核，考核貫穿學生學習該門課程的整個過程。學生的最終考核分數計算方法具體為：考核總分=日常考勤20%+創新設計20%+實驗成果20%+期末考試40%。在每個教學環節中，結合個人自評、小組內部互評及教師總結等多方位的考核，對學習情況及效果進行有效監督與掌控。

2.3 將課程實踐與理論教學有機的融合

為優化機械設計課程設計與理論教學環節的脫節問題，在教授理論課程時就將課程設計預期目標明確給每一位學生，然后按照課程設計的流程來教授理論知識，每一章節的概念性理論知識結束后，便給學生時間去進行相對應章節的設計實踐操作。讓學生帶著設計問題去聽課，不僅可以解決問題，還能夠激發學習的趣。當其有解決不掉的問題時，可請教老師與同學，達到學生間的共同提高。理論知識教授與機械設計課程設計同步進行，直到最后完成后再進行統一的答疑報告與說明，這不僅給予了學生充足的時間去完成課程設計任務，還能夠避免其因趕工所出現的抄襲現象，提高課程設計質量也達到了培養目標。

2.4 結合工程實際教學

機械設計教學必須要滿足實際需求，要貼近生活，利用一些較為常見的事物來吸引學生的學習興趣[4]。比如，在講解螺栓的連接時，對于學生困惑的螺紋左旋右旋的判定、螺紋牙型、螺距及其應用等問題，通過以實物螺栓作為教具，學生一看便知，一學便會。同時，結合防止多個螺栓連接松動的方法等工程實際問題分析，讓學生馬上就體會到了螺栓連接的重要性與實用性。學生對這些生活當中的實際問題也非常感興趣，從而激發了學習熱情，提升了授課質量。

3 結束語

因機械設計課程內容較多且難于理解，所以現階段開設的課時根本無法滿足教學目標，而在優化教學方法后，才使得這種矛盾有所緩解。本文中提到的教學方法主要是以學生作為主體，適當加強其機械設計的實踐，提高學生自主創新能力，最終達到預期教學目標。在機械設計課程改革中，硬件設施的建設與投入是改革的基礎，思維觀念的更新與重塑是改革的關鍵。要有針對性的加強學生應用能力、創新意識與能力的培養，采取有效措施避免學生陷入好高騖遠、眼高手低的誤區，引導學生習得知識、鞏固知識，在具備扎實基本功的前提下培養其概括能力、執行能力與匠工精神。在機械設計學習實踐中所遇到的問題，多是細節局部的不斷修改和對于制作方法的精進，過程是挫折與收獲、失落與喜悅、寂寞與充實的多重經歷與體驗，既需要保持踏實、耐心和開放的心態，也需要保創新、進取和執著的品性。本文所開展的相關研究感謝廣西高校臨海機械裝備設計制造及控制重點實驗室的大力支持。

參考文獻：

[1]濮良貴.機械設計[M].北京：中國高等教育出版社，2001（22）.

[2]張永安.我國機械設計教學現狀的思考及建議[J].中國大學學，2013（06）：35-36.

[3]薛銅龍，王小林，鞏琦.基于卓越工程師培養的“機械設計”課程教學改革[J].中國大學教學，2013（03）：57-59.

[4]王賀權.談《機械設計》教學改革[J].沈陽航空航天大學學報，2013（s1）：32-33.