机械设计与课程设计论文

2022-07-03

摘要针对高职机电专业机械设计基础课程设计教学中存在的问题进行分析,从实践教学方法与手段、实践内容、评价方式等方面提出策略,旨在提高实践教学质量与成效,培养学生创新设计思维、专业岗位能力与职业素养等方面的综合能力。今天小编给大家找来了《机械设计与课程设计论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

机械设计与课程设计论文 篇1:

新工科背景下机械设计基础课程设计教学改革思考与探讨

摘  要 培养学生适应产业转型升级需求的关键能力,是我国新工科建设对人才培养提出的新要求,也是当今工程教育面临的主要问题。由于机械设计基础课程设计对工科学生综合能力培养影响较大,研究现有教学过程对学生关键能力培养的不足,并从教学理念、教学方法、评价体制等三个方面,探讨教学过程中值得改进的方向。

关键词 新工科;机械设计基础;课程设计;教学改革;虚拟仿真实验室

Thinking and Discussion on Teaching Reform of Course Design

for Fundamentals of Mechanical Design in Emerging Enginee-ring//LIU Houguang, CHENG Zhihong, YANG Jianhua, LIU Song-yong, PENG Yuxing

our country, and it is the main problem facing engineering education today. Because the Course Design for the Fundamentals of Mecha-nical Design has a great influence on the comprehensive ability trai-

ning of engineering students, this paper studied the shortage of the

key ability training in the current teaching process. Besides, the direc-

tion that is worth improving in the teaching process was discussed from three aspects: teaching concept, teaching method and evalua-tion system.

Key words emerging engineering; fundamentals of mechanical de-sign; course design; teaching reform; virtual simulation laboratory

1 引言

制造業为我国的经济主体,针对我国制造业大而不强及世界新一轮的产业变革,国务院提出“中国制造2025”重大战略[1],将高档数控机床和机器人、航空航天装备、先进轨道交通装备等列为十大重点发展领域。随着该战略的实施,全国向新技术、新产业、新业态、新模式经济形态转型过程中,迫切需要大量具有工程实践能力、创新能力及国际竞争力的高素质工程技术人才。为了满足该新型工程技术人才的需求,教育部于2017年提出开展新工科建设[2],以新产业转型为背景,探索“新理念、新结构、新模式、新质量、新分类”的新型工程教育改革。该支撑国家新形势下产业升级的工程教育改革,对工程技术人才培养过程中的培养理念、培养模式及质量标准等都提出更高的要求。与此同时,中共中央办公厅、国务院办公厅发布的《关于深化教育体制机制改革的意见》中,将培养支撑终身发展、适应时代需求的关键能力作为人才培养重点[3]。故关键能力的培养已成为新工科建设下高素质工程技术人才教育的新方向。这种工程人才的关键能力,体现在职业道德、工程思维能力、工程实践能力、创新创业能力、终身学习能力、领导能力等方面[4]。因此,新工科建设下,工程教育及课程教学的改革应该注重学生上述关键能力的培养。

机械设计基础是一门围绕常用机构的工作特性、设计方法,及通用零部件的工作原理、选型及设计计算的设计类课程,是从工程制图、理论力学、材料力学等理论基础课向工程机械等实践性很强的专业课程过渡的专业基础课[5]。由于其对培养学生掌握工程设计基本技能上具有重要意义,现已成为国内高校诸多工科专业开设的技术基础课程。就中国矿业大学情况来说,该课程面向采矿工程、安全工程、工业设计等非机类专业,以及材料科学与工程、热能与动力工程等近机类专业;每学年授课班级数高达30多个,学生1200多人次,直接影响学校近五分之一的学生。

机械设计基础课程设计是该门课程配套的一项重要的教学实践环节,要求学生能够根据实际生产需要,给出综合考虑机械功能、性能、结构、材料、工艺等多方面因素的设计方案,是学生首次接受的全面工程设计训练。该训练要求学生能够综合运用所学理论课程解决实际工程问题,对学生树立正确的设计思想、掌握基本设计理论和方法、查阅及运用设计资料、培养良好的工程素质具有关键的先导性作用。作为工科优势高校,如何响应国家新工科建设号召,探索机械设计基础课程设计这门对工科院校影响广泛的课程的教学改革,强化学生的关键能力培养,是面临的一个重要问题。本文针对该课程当前的教学情况,结合新工科建设对高素质工程人才的关键能力需求,就该课程能力培养过程中存在的不足及有待改进的内容进行探讨。

2 当前教学存在的主要问题思考

机械设计基础课程设计是诸多工科学生首次接触的工程训练课程,对学生解决实际工程问题能力及工程素养的培养具有较大影响。新形势下,应该结合新工科关于人才关键能力培养的需要,对课程教学方法的进一步改进进行研究。下面从现有设计内容、教学过程、绘图能力等方面进行分析,阐述课程教学存在的主要不足。

从设计内容来看  课程设计的题目,一方面影响学生工程能力培养目标的实现,另一方面受学生所处阶段的知识水平及教学时间限制。现今国内大部分高校的课程设计选题仍沿用20世纪30年代苏联列宁格勒加里宁工学院的方法,即以齿轮减速器设计为核心。学生根据课程设计指导资料中的方法,确定传动方案、参数计算及结构设计,并绘制相应的装配图、零件图,撰写设计说明书。设计对象包含了机械设计基础中的核心内容,有助于加强学生对课程知识的掌握。但题目陈旧,学生缺乏新鲜感,简单抄袭往年材料的情况严重。以至于近年来,很多学者认为该选题内容过于固化,不利于学生创新能力的培养;并建议通过结合创新设计大赛、科研项目等进行选题,对课程设计内容进行拓展。但该门课程是学生第一次接触的工程实践,学生工程基础薄弱,且课程设计时间短。教学过程中发现,成绩中等偏上的学生完成传统选题内容,都需要通过加班来实现。因此,引入较新的设计题目,超越了大部分学生现有的知识水平,且会让学生用去太多的时间查阅资料,造成大部分学生无法完成,失去课程设计人才培养的整体意义。如何在现有设计内容基础上提升学生关键能力的培养,使学生适应时代发展的需求,是目前面臨的一个主要问题。

从教学过程来看  机械设计基础课程设计的完成时间通常在1~2周,随着专业的不同而改变。其教学主要由设计前指导和设计过程中辅导这两部分组成。其中,设计前指导主要是任课教师在学生选题时对课程设计的主要过程进行2~4课时的介绍。采用以课堂讲授为中心的讲授模式,教学手段主要依靠讲授PPT电子讲稿。因学生缺乏工程经验,该指导过程中,学生难以理解所述机械结构的实际意义。讲解重点在于机械系统零件设计及箱体结构设计,而对方案设计及制造工艺介绍较少,学生缺乏对产品设计全流程的准确认识及构思训练。而设计过程中的辅导主要是在课程设计开展期间,任课教师每天去设计教室现场对学生存在的问题进行答疑,通常每天2~3小时。该指导过程中,由于课程设计时间较短,涉及的知识面却较广,部分学生无法在短期内真正掌握设计过程,不敢咨询任课教师,只能简单地照抄设计指导书中的资料,没有实现工程实践能力的培养目标。与此同时,教师对学生最终成绩评价相对单一,主要依靠学生最终的答辩成绩及图纸和说明书质量,对中间完成过程的评估较少。这种以个人为单位的评价,造成学生只注重自己工作的完成情况,不能有效培养学生的团队协作能力及领导能力。

从工程绘图能力训练来看  针对学生在开该门课程时工程制图基础薄弱,国内院校主要要求学生绘制二维工程图纸来完成课程设计。但从完成情况来看,学生CAD图纸出现抄袭现象,部分图纸是基于一个电子模板完成,失去了课程设计的培养意义。针对该问题,很多教师要求学生手工绘制图纸。这种手工绘图虽然避免了抄袭现象,加强学生二维工程图纸的绘图能力,但也带来一些问题:一方面,手工绘图占用时间较多,且没有培养学生的计算机绘图能力;另一方面,由于现有企业工程图纸绘制主要采用CATIA、UG、Pro/E等工业三维设计软件完成,这种传统的二维绘图方法已脱离企业对现代产品设计的技术需求。

针对该问题,很多学者提出采用三维设计软件来完成课程设计,但开课时真正掌握三维设计软件的学生较少,而课程设计课时有限,教师无法额外指导学生学习该类软件,使得三维绘图在该课程上的实际推广存在较大困难。此外,从工程图纸完成质量来看,部分学生还不能准确应用机械制图的前期知识,零件图中零件形状的绘制和公差标注、装配图中配合尺寸的标注等都存在较多问题。

3 课程设计教学方法和教学手段改革探讨

改变教学理念,增加工程实践  现有课程设计教学主要侧重于知识传授,而新工科建设要求高校能够为社会提供高素质复合型工程人才,故教学过程中还需注重学生综合能力、素养等的培养。其中,知识传授方面,在让学生夯实教材中的主要设计理论的基础上,需注重培养学生具有综合应用所学理论知识,分析和解决实际工程问题的能力;培养学生查阅最新文献资料,紧跟学科前沿的能力。在综合能力培养方面,要在课程设计中注重学生实践动手能力、创新能力及自主学习能力的培养。而素养方面,既要注重学生做人、做事基本素质的培养,还要注重学生做学问的工程素质培养。除了教学理念改变,还需进一步加强工程实践环节,提升学生实践动手能力。现有课程设计教学还停留在理论设计上,没有加工样机;学生完成的主要是理论上的复习,对产品的加工、制造缺乏认识,造成该实践训练不能满足时代对工科学生实践动手能力的需求。考虑到采用传统机械加工技术成本较高,而3D打印该成本相对较低的新兴技术已被广泛应用于工业设计[6],可将3D打印技术引入课程设计,让学生参与加工过程,提升其动手能力,且便于教师评价课程设计完成质量。

改革教学方法,增加教学资源  课程设计存在的很多问题,主要受课时限制,使得传统教学方法无法解决。通过很多学者建议的课程设计融入课堂的方法,提前给学生布置课程设计题目,可以拓展学生的设计时间。但一部分学生自学能力及自我约束能力不强,仅提前布置任务,并不能让他们真正提前开展设计工作,而机械设计基础课堂中又不能拿出较多时间指导课程设计。为此,需要探索利用学生的课外时间来指导学生。

现如今已进入教育信息化时代,随着国家精品在线开放课程建设的推进,很多课程已经通过慕课等在线课程来拓展学生学习时间,提高学生自学能力,但针对机械设计基础课程设计的慕课至今还未见报道。因此,可以围绕传动方案设计、零部件设计、三维绘图、工程图标注等录制视频在线课程,引导学生开展课程设计。

此外,教育部于2018年发布的《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》中指出,为了适应信息化条件下知识获取方式和传授方式等发生革命性变化的要求,应深化信息技术与教育教学深度融合,开展虚拟仿真实验教学项目建设工作。故针对学生课程设计时对减速器及组成零件感性认识欠缺,可探索建设机械设计基础课程设计虚拟仿真实验室。

改革评价体制,增强团队合作  改变传统仅仅以个人完成的图纸、设计说明书及答辩表现为标准的评价方式,增加课程设计小组协作考核、过程考核。

首先,为了培养学生团队合作精神,在不改变课程设计主体内容(齿轮减速器)的情况下,通过增加应用背景(如带式输送机传动装置、卷扬机传动装置、螺旋输送机传动装置等),对学生进行分组。各小组根据设计内容,对课程设计进行任务分工。通过组员间相互沟通、相互合作,共同确定设计问题解决方案,逐步完成课程设计任务,进而实现对学生团队合作能力及部分优秀学生团队领导能力的培养。

其次,增加课程设计过程考核环节。一方面,借助在线视频课程建设,通过设置在线习题,增加线上学习的过程考核,把握学生对课程设计常见问题的掌握情况;另一方面,增设各小组于关键设计节点的进展演示汇报考核,提升学生沟通、表达能力的同时,监督学生对关键零部件结构设计、工艺设计、CAD工程绘图的掌握情况,并把握学生的团队合作情况。

4 结语

基于新工科建设对学生关键能力培养提出的新要求,本文对机械设计基础课程设计这门对工程专业学生综合能力培养影响较大的实践课程的教学情况进行了分析,研究了现有教学过程中对学生关键能力培养的不足,并从教学理念、教学方法、评价体制三个方面,探讨教学过程中值得改进的方向。

参考文献

[1]国家制造强国建设战略咨询委员会,中国工程院战略咨询中心.《中国制造2025》重点领域技术创新绿皮书:技术路线图(2017)[M].北京:电子工业出版社,2017.

[2]教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].[2017-02-20].http://www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.

[3]中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于深化教育体制机制改革的意见》[EB/OL].[2017-09-24].http://www.gov.cn/xinwen/2017-09/24/content_5227267.htm.

[4]吴涛,刘楠,孙凯.“新工科”视域下工程人才关键能力的思考[J].黑龙江高教研究,2018(3):156-160.

[5]刘后广,程刚,程志红.抛錨式教学法在机械设计基础教学中的应用探索[J].中国教育技术装备,2014(18):101-102.

[6]吴军,于之靖,王涛,等.基于3D打印技术的机械类课程设计改革[J].实验室科学,2017(5):72-74,80.

作者:刘后广 程志红 杨建华 刘送永 彭玉兴

机械设计与课程设计论文 篇2:

高职机电专业机械设计基础课程设计教学现状与对策探索

摘  要 针对高职机电专业机械设计基础课程设计教学中存在的问题进行分析,从实践教学方法与手段、实践内容、评价方式等方面提出策略,旨在提高实践教学质量与成效,培养学生创新设计思维、专业岗位能力与职业素养等方面的综合能力。

关键词 机电专业;机械设计基础;课程设计;实践教学

1 引言

机械设计基础课程设计是高职机电专业一门重要的专业实践课程,主要培养学生运用所学知识,查阅图册手册,解决工程实际问题的实践动手、创新思维、职业素养等方面的综合能力。社会发展日新月异,机电专业工作岗位对人才要求也不同于往日,作为该专业的核心实践课程,机械设计基础课程设计的教学改革势在必行。

2 现状分析

理论课教学与实践教学环节脱节,融合度低  机械设计基础理论课教学周期长,知识点繁多,理论性、专业性强,授课课时非常有限,往往以教师唱独角戏为主,学生学习兴趣和积极性不高[1]。机械设计基础课程设计实践教学环节往往安排在理论课程结束后,是一项综合性较强、难度系数较高的实践集中训练,需要学生对所学知识综合、灵活地运用。以往实践教学过程中,学生拿到设计任务后普遍不知所措,无从下手。根据教学安排,不允许也不可能让教师把设计任务中涉及的理論课知识重新讲一遍[2]。究其原因,理论课与课程设计实践教学环节的阶段性授课,带来时间上的脱节、学生知识结构的脱节。学生在理论课学习后没能得到及时的实践练习,易出现学习倦怠,兴趣提不起来,学了后面的知识,忘记了前面的知识;即便没有忘记,留在脑海里的理论知识由于缺乏实践体验,也是懵懵懂懂,做不到真正理解,无法对章节之间、学科之间的知识建立逻辑联系,理不清知识结构,解决工程实际问题时无疑困难重重。

题目陈旧,缺乏创新性,抄袭现象严重  减速器的设计这个题型较全面地涵盖了机械设计基础课程涉及的设计理论知识点,是很经典的设计题型。因此,传统机械设计基础课程设计的教学题目多以减速器的设计为主,设计成果多以设计计算说明书、CAD图纸呈现。但是其弊端也很明显,题目偏重机械部分,电的部分没有涉及,显然不符合机电专业的特点。同时,随着时间的推移,关于减速器的设计越发成熟,留给学生的创新空间不大,学生无论从网络上还是往届学生那里,都能轻而易举获取大量资源;加上时间紧张,任务重,给予学生思考的时间甚少,造成学生依葫芦画瓢甚至直接大篇幅抄袭 [3-4],导致提交的成果质量不高,实践环节流于形式,效果差。

时间紧,任务重,设计手段落后  传统机械设计基础课程设计为期两周,第一周编写设计计算说明书,第二周用计算机绘制CAD图纸。这项任务对大多数学生来说充满挑战,甚至难以完成[5]。

其一,设计内容是对学生专业综合知识的考查,不仅涉及机械设计基础理论课多个章节的知识点,还涉及其他学科的专业知识,如机械制图、机械工程材料、公差测量与配合等专业学科。

其二,时间安排上通常临近期末考试,学生在准备期末考试的同时,还要加班加点才能完成设计任务,易造成顾此失彼,诱发抄袭心理和行为。

其三,在设计手段上,传统采用手工或是CAD绘制工程图,学生在绘图过程中难觉察图纸错误,修改起来也很烦琐,影响设计进度。这样的设计手段对学生的空间思维要求较高,学生想不清零部件结构,只能模仿甚至复制其他人的图纸,对图纸上的线条、标注的符号的意义却全然不知,实践学习环节失去意义,也不符合现在企业设计的流程,不利于学生职业岗位能力的培养。

评价方式主观性强  在传统教学中,成绩由平时成绩(占20%)、作品(设计计算说明书、CAD图纸)质量(占50%)、答辩(占30%)三部分组成。平时成绩根据出勤情况给分,教师在课前布置任务,学生不限地点自行查阅资料展开设计,对于学生有没有真正去做设计,很难把握。比如有些学生在宿舍打游戏,提交时临时突击应付也能蒙混过关。显然,这种缺乏对学生学习行为和态度进行量化的评价是有失公正的。作品质量的评价也缺乏参考标准,由于题目陈旧、时间紧、任务重等方面原因,造成抄袭现象严重,教师需要花大量时间鉴别学生提交的作品是不是自己完成的。每位教师往往需要指导1~2个班级的课程设计,一个班少则30余人,多则40~50人,这足以让教师精疲力竭,加之学生往往在答辩环节答非所问,导致答辩环节流于形式[6]。最后,教师只能以理论课对学生的印象来评定成绩,这样的评定方式显然具有太强的主观性和随意性,助长了不良的学习风气,也背离了实践教学环节的初衷。

3 对策探索

设计任务单元化,融入理论课教学中  在第一次理论课就发布课程设计的任务和要求,将任务分解成一个个小任务与理论课章节知识点一一对应,学生带着任务进行理论课的学习。比如:在学习齿轮传动章节时,可以完成对齿轮的设计、选材、校核等;在学习支承设计章节时,可以完成对轴的选材、设计、计算与校核。对于共性的设计疑惑,教师可以在课堂上集中解答,实践教学环节无须重复讲解,节省时间、提升效率。对于个性问题,可采取小组讨论或者开展头脑风暴,激发学生创新思维,培养团队协作能力。

设计题目多样化、层次化  保留传统减速器设计的同时,结合专业特点,增设“机”“电”结合的设计题目[7],由两名指导教师共同指导,一位负责指导机械部分,一位负责指导电气控制部分。加入机械创新设计大赛、挑战杯题目,也可学生自己出题,指导教师审核通过后实施,学生根据自身水平,选择难、中、易三个层次的题目。对于每个层次题目的成绩评定办法在第一次开课时公布,要想获得较高成绩,学生可挑战难度系数更高的设计题目,激发学习积极性。在校内举行设计竞赛,公开展示获得名次的优秀作品,并可获得该门课程“优秀”的成绩,好的创新点子还可以申请专利,为省级、国家级创新设计大赛选拔苗子。

引导学生借助先进设计手段完成设计图纸  学生使用SolidWorks、UG等三维设计软件绘制草图,通过拉伸、旋转、切除等命令,完成零部件的设计、各零部件之间的装配,方便发现设计中的错误,修改后的效果都能直观地反映到实体上。改变草图形状或参数,方可得到不同外形结构、功能结构及尺寸的产品。同时,在三维设计软件中可直接导出二维工程图,方便快捷,符合企业设计流程,极大地激发学生的学习兴趣和创造性,培养学生的职业岗位能力。

利用互联网技术,建立第二电子课堂  利用超星泛雅平台,教师将设计要点、相关知识点录制成微课视频,或把文档资料放在平台上。学生在课后也可以随时随地登录学习,不懂之处可在线讨论与提问,拍照上传自己的设计进展。教师在学习通电脑网页端或手机端监督学生出勤签到打卡情况,还可随时查看学生的学习进度、任务点的完成情况、在线答疑、統计成绩等,为平时成绩打分提供依据。第二电子课堂的建立,教师能实时监控学生设计进展,有效调整教学内容、教学进度和教学策略,提高实践教学质量。

评价方式制度化  成绩分为五个等级,分别是优秀、良好、中等、及格、不及格,还是由平时成绩(20%)、成果质量(50%)、答辩成绩(30%)三部分组成,但对给分制度化。平时成绩由教师在超星学习通上设置权重,学生在学习通上完成签到、视频学习、进展拍照上传等任务,系统自动评分,可减轻教师的工作强度。成果质量包括三维实体、二维图、设计说明书三部分的质量,根据设计题目的难度层次,制定不同评价制度。当学生选择容易题目时,完成设计任务为及格分数,只有特别优秀的作品才能拿到中等分数;选择中等难度题目时,完成设计任务为中等分数,特别优秀的作品才能拿到良好分数;选择难等级题目时,只要完成设计任务便可拿到良好分数,质量高的作品可获得优秀分数。答辩成绩,结合学生的提交成果、回答问题情况,评定成绩。

除了平时成绩由学习通系统评分外,成果质量和答辩成绩均由两位指导教师分别打分、综合评定。对于抄袭作品,一经发现,取消成绩,重修课程。由此评定的成绩更公平、公正,也利于良好学习风气的形成。

4 结语

机械设计基础课程设计教学改革是一项与时俱进的动态工程。通过不断改革,提高实践教学质量和成效,激发学生的学习兴趣和创造性思维,让学生在设计中提升实践动手能力,掌握设计的一般规律,养成良好的职业素养,为适应职业岗位的发展奠定坚实基础。

参考文献

[1]陈硕.《机械设计基础》融入课程设计研究与探讨[J].河北农机,2017(11):59.

[2]刘后广,杨建华,刘送永,等.翻转机械设计基础课程设计课堂的实践探索[J].中国教育技术装备,2016(8):18-20.

[3]汤晓明,潘晓红.“目标引导,任务驱动”下的课程设计与专业课教学同步的教改尝试:以机械设计基础课程为例[J].大学教育,2019(1):58-60.

[4]刘磊,刘爱辉.浅谈机械设计基础课程设计的教学模式[J].教育现代化,2018,5(39):222-223,235.

[5]李玉红.高职院校《机械设计基础课程设计》教学改革的探索与实践[J].广东轻工职业技术学院学报,2015,14(3):33-36.

[6]刘彩虹.《机械设计基础课程设计》教学反思与改革[J].湖北广播电视大学学报,2018,38(6):29-32.

[7]吴军,张雪松.面向新工科的机电专业实践教学体系改革研究[J].山东工业技术,2018(22):237,245.

作者:何腾飞 韩自强 单武斌

机械设计与课程设计论文 篇3:

高职《机械设计基础》课程设计的现状与对策

摘要:对《机械设计基础》课程设计的现状及问题进行了分析,并就存在的问题提出了教改建议:采用新的设计课题,改进指导方法,采用CAD设计工具,提高先修课程的教学质量,同时加强对学生科学精神和价值观的培养。

关键词:机械设计基础;课程设计;现状;教学改革

《机械设计基础》课程设计是机类相关专业的一门主干技术基础课。课程设计是该课程重要的实践性教学环节,是学生应用所掌握的理论知识进行较为完整的机械零部件设计的一次实践。该课程设计在工科专业实践教学中的地位和作用是不言而喻的,尤其是对于以培养应用型人才为目标的高职教育而言,课程设计的地位更为突出。

高职类《机械设计基础》的课程设计仍沿用了多年前的本科课程设计模式。目前的课程设计课题一般为机械传动装置中的减速器,设计内容包括:拟定传动方案、选择电动机的类型、运动和动力参数的计算、主要传动零件的设计、装配图与主要零件工作图的绘制及设计说明书的编写。通过课程设计培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力,学会运用规范、标准、手册、图册和查阅有关技术资料的基本技能。随着社会对高职人才能力需求的变化及机械类课程改革的不断深化,传统的课程设计已不能适应高职教育的发展。

笔者拟对目前《机械设计基础》课程设计的教学现状及问题进行分析,并在此基础上对该课程面临的挑战提出相应的对策。

高职《机械设计基础》

课程设计的教学现状及问题

课程设计指导书的内容陈旧,学生兴趣不浓目前,高职《机械设计基础》课程设计指导书较多,配套教材也不少。但多数为适应本科教学版本,即使是高职适用版本,其内容也很陈旧,高职特色不明显,针对性、实践性不强,对学生进行实际设计的指导作用不大。很多学生只能根据教材提供实例内容“依葫芦画瓢”,主观能动性得不到发挥,使得课程设计实践的效果大打折扣。

教师指导作用针对性不强《机械设计基础》课程设计是一项实践性极强的综合性设计,是培养学生理论联系实际以及解决工程实践问题的一项重要环节。要求指导教师应具有“双师”素质。课程设计中教师的主导作用主要在于指明设计思路,启发学生独立思考,解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。为了提高课程设计的质量,指导教师应该引导学生树立正确的设计理念,培养学生创新设计的能力。但在课程设计中,一个教师辅导一个班学生,教师要不停地答疑讲解,疲劳不堪,达不到预期的教学效果。另外,课程设计答辩流于形式、走过场,有的学校甚至取消答辩。

《机械设计基础》理论课的教材及教法不适合高职人才培养现有的《机械设计基础》课程理论过多,章节之间的联系不紧密,内容多而杂,结合工程实际的地方较少。虽然对《机械设计基础》的教改研究很多,但目前该课程的教学方法,除了采用多媒体授课外,并没有太多改进,与培养适应社会需求的高等技术应用型人才的要求仍有差距。

传统的课堂教学形式仍占主要地位课堂教学是传授知识的主阵地和主渠道,《机械设计基础》课程内容的广泛性与授课方式及学时的有限性之间有矛盾,影响了学生掌握更多有关机械设计的知识,限制了学生分析、构思和设计能力的培养,阻碍了教学改革进程。

缺乏实践手段,教学目标难以实现《机械设计基础》是一门实践性较强的课程,边学习边实践才能实现提高设计能力、培养创造性素质的要求。但实际上由于学时所限,加之一般院校缺乏相关实验、实习操作手段,很难达到上述要求。由于学生缺乏对实际机械系统的感性认识,所以教学效果不太理想。

设计手段和工具滞后于企业的生产实际目前的高职课程设计仍以手工绘图设计方法为主,绘图效率低下,绘图质量不高,修改工作量大,往往不能如期完成设计任务。当前,计算机应用已广泛进入各工程领域,国内制造企业已经普遍完成了“甩图板”工程,机械设计早已大量使用二维或三维CAD软件进行。手工绘图设计方法已明显落后于机械行业的先进设计方法。

学生的先修课程基础较差,教风学风有待改进《机械设计基础》的先修课程主要为《机械制图》、《CAD》、《公差与配合》、《工程力学》、《金属材料》等课程。先修课程是学好《机械设计基础》及其课程设计的基础。而近年来教风和学风都有不同程度的松懈,学生先修课程的学习质量呈下降趋势。有的教师不能专心提高教学质量和业务水平,学生不能静下心来学习,对所学课程往往是一知半解或似懂非懂。这严重影响了《机械设计基础》课程设计的教学效果和质量提高。很多学生连基本的工程图都不能看懂,对基本的公差配合及力学概念不理解。个别指导教师缺乏足够的准备,指导不力,答辩取消或走过场,也造成了实际上课程设计质量滑坡,降低了人才培养质量。

改进《机械设计基础》

课程设计教学 提高教学效果

改进教材,采用新的设计课题“减速器设计”是《机械设计基础》课程设计的传统题目,它虽然涵盖了《机械设计基础》课程所学习的主要内容,有利于学生全面地掌握有关知识。但是,学生对这一课题早已失去了新鲜感。而且与减速器设计有关的参考资料较多,学生在做课程设计的时候,在图书馆中可以找到许多相关资料,只要按着资料上的步骤,就能完成设计任务。这一课题对学生来说没有什么挑战性,起不到应有的作用。因此,应当对课程设计的课题进行改革。设计课题的选用必须从职业教育培养目标出发,课题应具有代表性和可操作实践性。代表性是指它应充分反映课程的理论教学内容;可操作实践性是指课题选择要符合企业生产实际并结合专业特点。此外,设计工作量应适合培养计划要求。如可采用摩托车发动机的机械设计、变速箱的设计等作为设计课题。这些课题虽然工作量大,但通过设计小组人员的分工及配合就可以在规定的时间内完成。这些课题具有挑战性,可克服学生被动参与、实践效果差的缺点。课程设计指导书应以指导为主,重点对设计思路和方法进行分析,供学生参考。课程设计指导书不应成为相关设计手册的精简本,这样才能促进学生自主查阅相关资料,提高课程设计效果。

加强教师指导的针对性与监督作用教师的指导作用应体现在对设计思路、方案、方法及设计难点的分析、引导及解答上。特别在结构设计阶段,由于学生缺乏实践经验,出现的错误往往较多。为了使学生少走弯路,在理论课中教师应结合课程设计指导书详细讲授相关的结构及理论设计内容,指出容易出错的地方。为了培养学生对资料的处理能力和提高学生的创造性设计能力,指导教师可列出一些参考书目,鼓励学生自己去查资料。指导教师只作必要的引导和提示,加强设计进度的检查和督促,严抓答辩过程。当然对学生要区别对待,对差生要多关心,多用些时间来辅导他们,让他们能独立地完成设计。由于指导工作量较大,涉及内容及知识点多,对指导教师的综合素质要求较高,教师要协作完成指导工作。可由教研室根据设计课题挑选实践经验丰富、业务能力较强的教师组成指导小组,小组成员进行分工,充分发挥各自的专长,共同提高课程设计指导质量。

适当引入CAD等辅助设计工具,提高课程设计的实用性随着计算机应用的迅速普及,CAD技术发展很快。特别是在机械设计领域,由于CAD技术具有计算速度快、计算准确性高的特点,同时具有分析、判断和逻辑推理能力,使得CAD技术在机械设计中从方案设计、运动学分析、强度和刚度计算到结构设计、绘制零件工作图和装配图等一系列设计过程中得到了广泛的应用。现代企业早已抛开图板,进入了计算机辅助设计时代。因此,熟练掌握CAD技术已成为机械专业毕业生必须具备的基本技能。基于以上原因,应从培养学生CAD应用能力出发,在《机械设计基础》课程设计阶段提供必要的CAD应用训练。要求学生的设计图纸必须用AUTOCAD软件绘制。通过这样的CAD应用,学生就能够在设计过程中把他们在前期的《机械制图》等课程中学到的CAD知识加以巩固深化,逐渐提高CAD应用能力,为将来走向工作岗位打下坚实的基础。

在《机械设计基础》课程中引入案例教学,提高理论教学效果现有的《机械设计基础》课程章节之间的联系不紧密,学生感到内容多而杂。教材结合工程实际的地方较少,学生较难理解,在后续的课程设计中很难自觉运用。应在课程教学中运用实例讲授必需的理论知识,增强学生对理论知识的理解,通过案例教学,学生对《机械设计基础》课程的教学目的更加明确,这时再进入课程设计就水到渠成了,学生很快就能进入设计状态。有条件的院校可以在收集相关材料的基础上自编教材或讲义,进行教学改革,也可以请企业的技术人员介绍产品的设计过程,或作相关的专题报告,弥补教材的不足。

提高先修课程的教学质量《机械设计基础》课程设计教学质量的提高需要多方面的协同来完成,单纯依靠《机械设计基础》及其课程设计教学方法的改进并不能达到很好的效果。先修课程的教学质量在很大程度上影响着课程设计的教学效果。所以应该从先修课的教学抓起,加强对学生科学精神和价值观的培养,戒除急功近利思想的影响,养成工程技术人员应有的严谨的治学态度与工作作风。专业教师应努力提高自身的业务水平,积极投身教学改革。只有这样,才能培养出符合社会需要的高等技术应用型人才。

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作者简介:

解后循(1969—),江苏兴化人,博士,苏州农业职业技术学院农业工程系讲师,研究方向为汽车电子技术、机电一体化技术。

作者:解后循 时忠明 吴 凡

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