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1、机械设计课程设计现状与改革实践的探索-机械制造论文机械设计课程设计现状与改革实践的探索李霞 1，陈建萍 2，魏敏 1，葛云 1* （1.石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832000 ；2.新疆交通职业技术学院汽车与机电工程学院，新疆乌鲁木齐831401 ）摘要：针对目前机械设计课程设计存在的各种问题，传统的课程设计已经不能满足现状教案和学生发展的需要。本文结合几年来对机械设计课程设计改革的实践，采取将课程设计化整为零的手段，让课程设计贯穿在整个机械设计教案中，从而促进了理论教案和实践教案的结合。采用网络技术及三维制图手段，将现代化科学技术引入到课程设计中。同时结合第二课堂及机械设计创新大
2、赛等形式，调动学生机械设计的兴趣，培养学生的创新能力。关键词 ：机械设计；课程设计；教案改革中图分类号： G642.0 文献标志码： A 文章编号： 1674-9324 （2016 ）25-0063-02 教研工程：“讲授与探究”整合机械设计基础教案的案例研究（0101627 ）作者简介：李霞（ 1978- ），女，河北衡水人，副教授，博士，主要从事机械设计教案与科研。通讯作者：葛云（ 1974- ），女，河南临颖人，副教授，硕士，主要从事机械制造方面及机械工程的教案和研究。一、机械设计课程设计存在的问题目前，我国大多数高校机械类学生通常在第5 学期进行机械设计课程设精选学习资料 - - -
3、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页计，该设计是学生学完工程制图、工程力学、机械原理、机械设计课程后完成的一门较为综合的课程设计，同时，这也是为学生毕业设计和今后工作后机械设计能力培养奠定一定基础。但是长期一成不变的课程设计时间和题目，以及传统的教案模式，早已不能满足现代信息快速发展的今天。 1. 传统的课程设计时间短。机械设计课程设计通常是在机械设计课程结束以后的 3 周内进行，在期末的这3 周中学生考试科目较多，很难集中精力集中时间做好课程设计。由于目前招生人数的增加，而指导老师的数量并没有增加，这就造成了老师精力不足，最终导致课程设计的质
4、量越来越低。学生没有足够的时间保证，导致学生思考问题不认真、不周全，照搬照抄，计算绘图盲目仓促，难以达到课程设计所设置的目的要求。课程设计由于时间紧张，工作量大，老师不能及时地鼓励学生的创新设计，从而限制了学生创新能力的培养。而对于学生单一的、不协作的课程设计，时间紧张，思维狭窄而受限就更难以充分发挥学生的创新才能。虽然有一些学生有好的想法，但是没有充足的时间考虑，加上老师对学生的监管不到位，没有老师的认真点拨和指导导致学生的创新能力受到限制。 2. 课程设计题目陈旧、缺乏创新。机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械。通常以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课
5、题。因为减速器包括了机械设计课程的大部分零件，具有典型的代表性。传统的课程设计重点是巩固和加强所学的理论知识，设计题目和给定数据多年不变，只需要按设计任务中给定的数据、方案及规定的设计方法完成一定的工作量即可，这就导致了相互抄袭的后果。学生缺乏主动性、积极性，教师缺乏新思维，师生同受其害。同时，传统课程设计题目与专业、毕业精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页设计相关度不大，使得学生所学专业课程无用武之地，缺乏学习兴趣，设计与专业课程学习不同步达不到学以致用的目的和充分培养学生理论联系实际的能力。 3. 考核方式较为传统
6、死板，没有调动学生的积极性。教师对课程设计的考核方式也过于简单，学生最后提交的是图纸说明书等纸质材料，由于学生考试的穿插，加上期末老师的年终总结任务较多，用于集中指导的时间少，教师只凭印象批阅说明书和图纸，自行决断，确定最终得分。整个课程设计过程前期组织动员工作准备不充分，缺乏师生的交流与互动，对学生的监督与管理不严，部分学生的抄袭很难评判。考核缺乏标准性和透明度，助长了懒惰学生抄袭的不良风气，影响了勤奋好学学生的积极性，严重违背了课程设计教案的初衷。二、改革手段和方法针对目前课程设计学生态度不积极、时间较短、流于形式等现象，我们就本科生专业实习提出“长时间课程设计”的概念，即在机械设计课程初
7、进行持续近一个学期的时间，以加强学生创新能力训练，锻炼学生在工作中解决实际问题的能力。这一概念通过近几年的实施取得了一定的成果，但有些方式仍需继续探讨。 1. 采用“化整为零”法。通过将课程设计融入平时课程作业中，学生在进行课程学习时，有的放矢，应用所学知识完成课程设计计算工作；课程设计中先进设计方法和手段的训练，使学生在实践中应用设计软件，掌握三维建模知识，了解虚拟装配过程。在平时上课时完成课程设计的计算部分，课程设计节省的计算时间用于对学生的应用现代设计软件，开展先进设计方法训练及应精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7
8、 页用；增强实践性环节教案，建议实验室允许学生借出减速器模型，在课程设计室内使用，从而通过先进设计方法训练和增强实践能力，提高学生设计能力和综合素质。“化整为零”法推动课程设计的改革。根据教案大纲的要求，在不减少学生的设计工作量的前提下，采用“化整为零”法来完成课程设计任务，就是在开始讲述机械设计部分的时候就把课程设计任务书发给学生，将课程设计的部分计算内容（如带传动设计、齿轮传动的设计）放在机械设计课程教案时，作为课外作业布置给学生，这样可以发挥学生学习的主动性和积极性，同时老师在日常教案期间通过批改课程设计作业，及时地发现学生的计算错误或不合理的设计，督促学生及时改正。 2. 在课程设计中
9、引入现代设计软件，提高学生的兴趣。学生在机械制图课程教案中已经学习了Auto-CAD ，但是没有把它与具体的工程设计结合起来。我们根据学生的具体情况，在课程设计中以不同的方式把计算机CAD 技术应用到设计中，鼓励一般的学生能够进行零件的平面CAD 绘图，对于基础好的学生鼓励他们对零件进行三维CAD 绘图或者运用UG、Pro/E 、SolidWorks软件绘图，也可以在电脑上完成装配图的绘制。机械设计基础的课程设计并不是孤立的，它不仅是与任课指导教师有关的教案活动，也是在先修的相关课程基础上的实践教案环节。因此，可在设计中聘请制图、公差、力学等相关课程的教师，从各个不同的角度加强业务指导，进一步
10、提高学生的工程素养和素质。 3. 结合机械创新设计第二课堂，提高学生创新能力。为避免设计的雷同，采用多题目、多数据，将全班分成若干小组，每组35 人，经小组成员民主选出组长全面负责设计工作，小组各成员按照自己的学习优势进行合理分工：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页数据计算与整理、查阅手册资料、绘制图样、三维造型与装配等，每人各负其责，独立完成，但要数据共享，步调一致。由于学生缺乏实际经验，往往需要对某些结构不够合理的地方进行多次修改，采用软件只需修改零件某个参数的数值即可完成整体修改，方便省时，且整个设计过程符合学
11、生的认知规律，使学生能够更加深入地理解设计的内涵，并可以直观地看到自己的设计成果，增强学生的成就感。采取灵活多样的教案方法，根据设计对象的不同和设计过程中随时出现的具体问题，针对年轻人思想活跃的特点，鼓励学生在总结前人经验的基础上有所创新，引导学生获取知识与方法。此外，在设计节点组织学生相互间互查，以提高其对技术文件的审核、鉴定的能力，以及对工作精益求精的态度和责任感。采用第二课堂和课程设计想结合的方式，设立专项基金，针对学有余力的学生，激励其进行创新性实验研究。根据所申请工程的内容及课题完成情况进行审批，给予一定额度的资金支持并配备专门教师给予指导。对于特色较为鲜明、成果比较出众的工程资助其
12、申报发明专利、撰写论文和参与学术交流，并优先推荐评选“国家大学生创新性实验计划”。同时，积极创造条件、出台措施，鼓励学生参加教师的科研工程，给学生提供广阔的自由发展平台与空间。 4. 结合科研工程提高教师的积极性。这虽然加大了教案的难度，要求教师具备扎实的工程功底，但既满足理论联系实际的要求，又可达到综合训练的目的，让学生体会到机械设计中既要参考原有样机，又要积极思考，有所创新，对提高学生的设计水平和促进教师教案水平的提高都非常有益。需要注意的是选题的适当和题目的相对稳定，并设立合适的考核节点，对课程设计的全过程进行约束和监督，以利完成课程设计的教案要求。在机械设计基础课程伊精选学习资料 -
13、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页始，即下达设计任务，通过系统的设计任务将原教案内容中相互独立且略显繁杂的知识点联系起来，置学生于实际的工作情境之中，使其切身去解读一个机械装置的实际设计过程，并掌握由此所涉及到的原理、知识以及问题解决思路和方法。带着问题来学习课程，设计中每一步结果的取得，无论是数据还是结构，都与教案的各章节密切相关。在教案中进行实际工作的演练，是抽象知识与具体行动的有机融合，能够极大地激发学生的学习兴趣和学习潜力，锻炼学生的实战设计能力，培养全面的设计素质，为课程设计的顺利完成奠定良好基础。三、结论经过几轮的课程设计实践，本工程取得如下成果： 1. 针对学生能力，开展分层次教案，让学有余力的同学利用课程设计的平台锻炼三维建模能力，二维绘图能力，并起到辐射带动作用； 2. 以“做中学”的模式让学生自主自发学习应用先进的设计软件，一方面提高了他们软件水平，另一方面，提高了他们的自信心和主动性，促使他们掌握了一种有别于死记硬背的新的学习方法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页