機械設計課程設計現狀與改革措施論文
摘要：針對目前機械設計課程設計存在的各種問題，傳統的課程設計已經不能滿足現狀教學和學生發展的需要。本文結合幾年來對機械設計課程設計改革的實踐，采取將課程設計化整為零的手段，讓課程設計貫穿在整個機械設計教學中，從而促進了理論教學和實踐教學的結合。采用網絡技術及三維制圖手段，將現代化科學技術引入到課程設計中。同時結合第二課堂及機械設計創新大賽等形式，調動學生機械設計的興趣，培養學生的創新能力。
關鍵詞：機械設計；課程設計；教學改革
一、機械設計課程設計存在的問題
目前，我國大多數高校機械類學生通常在第5學期進行機械設計課程設計，該設計是學生學完工程制圖、工程力學、機械原理、機械設計課程后完成的一門較為綜合的課程設計，同時，這也是為學生畢業設計和今后工作后機械設計能力培養奠定一定基礎。但是長期一成不變的課程設計時間和題目，以及傳統的教學模式，早已不能滿足現代信息快速發展的今天。
1.傳統的課程設計時間短。機械設計課程設計通常是在《機械設計》課程結束以后的3周內進行，在期末的這3周中學生考試科目較多，很難集中精力集中時間做好課程設計。由于目前招生人數的增加，而指導老師的數量并沒有增加，這就造成了老師精力不足，最終導致課程設計的質量越來越低。學生沒有足夠的時間保證，導致學生思考問題不認真、不周全，照搬照抄，計算繪圖盲目倉促，難以達到課程設計所設置的目的要求。課程設計由于時間緊張，工作量大，老師不能及時地鼓勵學生的創新設計，從而限制了學生創新能力的培養。而對于學生單一的、不協作的課程設計，時間緊張，思維狹窄而受限就更難以充分發揮學生的創新才能。雖然有一些學生有好的想法，但是沒有充足的時間考慮，加上老師對學生的監管不到位，沒有老師的認真點撥和指導導致學生的創新能力受到限制。
2.課程設計題目陳舊、缺乏創新。機械設計課程設計通常選擇一般用途的機械傳動裝置或簡單機械。通常以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機械傳動裝置作為設計課題。因為減速器包括了機械設計課程的大部分零件，具有典型的代表性。傳統的課程設計重點是鞏固和加強所學的理論知識，設計題目和給定數據多年不變，只需要按設計任務中給定的數據、方案及規定的設計方法完成一定的工作量即可，這就導致了相互抄襲的后果。學生缺乏主動性、積極性，教師缺乏新思維，師生同受其害。同時，傳統課程設計題目與專業、畢業設計相關度不大，使得學生所學專業課程無用武之地，缺乏學習興趣，設計與專業課程學習不同步達不到學以致用的目的和充分培養學生理論聯系實際的能力。
3.考核方式較為傳統死板，沒有調動學生的積極性。教師對課程設計的考核方式也過于簡單，學生最后提交的是圖紙說明書等紙質材料，由于學生考試的穿插，加上期末老師的年終總結任務較多，用于集中指導的時間少，教師只憑印象批閱說明書和圖紙，自行決斷，確定最終得分。整個課程設計過程前期組織動員工作準備不充分，缺乏師生的交流與互動，對學生的監督與管理不嚴，部分學生的抄襲很難評判�？己巳狈藴市院屯该鞫�，助長了懶惰學生抄襲的不良風氣，影響了勤奮好學學生的積極性，嚴重違背了課程設計教學的初衷。
二、改革手段和方法
針對目前課程設計學生態度不積極、時間較短、流于形式等現象，我們就本科生專業實習提出“長時間課程設計”的概念，即在機械設計課程初進行持續近一個學期的時間，以加強學生創新能力訓練，鍛煉學生在工作中解決實際問題的能力。這一概念通過近幾年的實施取得了一定的成果，但有些方式仍需繼續探討。
1.采用“化整為零”法。通過將課程設計融入平時課程作業中，學生在進行課程學習時，有的放矢，應用所學知識完成課程設計計算工作；課程設計中先進設計方法和手段的訓練，使學生在實踐中應用設計軟件，掌握三維建模知識，了解虛擬裝配過程。在平時上課時完成課程設計的計算部分，課程設計節省的計算時間用于對學生的應用現代設計軟件，開展先進設計方法訓練及應用；增強實踐性環節教學，建議實驗室允許學生借出減速器模型，在課程設計室內使用，從而通過先進設計方法訓練和增強實踐能力，提高學生設計能力和綜合素質�！盎麨榱恪狈ㄍ苿诱n程設計的改革。根據教學大綱的要求，在不減少學生的設計工作量的前提下，采用“化整為零”法來完成課程設計任務，就是在開始講述機械設計部分的時候就把課程設計任務書發給學生，將課程設計的部分計算內容（如帶傳動設計、齒輪傳動的設計）放在機械設計課程教學時，作為課外作業布置給學生，這樣可以發揮學生學習的主動性和積極性，同時老師在日常教學期間通過批改課程設計作業，及時地發現學生的計算錯誤或不合理的設計，督促學生及時改正。
2.在課程設計中引入現代設計軟件，提高學生的興趣。學生在機械制圖課程教學中已經學習了Auto-CAD，但是沒有把它與具體的工程設計結合起來。我們根據學生的具體情況，在課程設計中以不同的方式把計算機CAD技術應用到設計中，鼓勵一般的學生能夠進行零件的平面CAD繪圖，對于基礎好的學生鼓勵他們對零件進行三維CAD繪圖或者運用UG、Pro/E、SolidWorks軟件繪圖，也可以在電腦上完成裝配圖的繪制。機械設計基礎的課程設計并不是孤立的，它不僅是與任課指導教師有關的教學活動，也是在先修的相關課程基礎上的實踐教學環節。因此，可在設計中聘請制圖、公差、力學等相關課程的教師，從各個不同的角度加強業務指導，進一步提高學生的工程素養和素質。
3.結合機械創新設計第二課堂，提高學生創新能力。為避免設計的雷同，采用多題目、多數據，將全班分成若干小組，每組3～5人，經小組成員民主選出組長全面負責設計工作，小組各成員按照自己的學習優勢進行合理分工：數據計算與整理、查閱手冊資料、繪制圖樣、三維造型與裝配等，每人各負其責，獨立完成，但要數據共享，步調一致。由于學生缺乏實際經驗，往往需要對某些結構不夠合理的地方進行多次修改，采用軟件只需修改零件某個參數的數值即可完成整體修改，方便省時，且整個設計過程符合學生的認知規律，使學生能夠更加深入地理解設計的內涵，并可以直觀地看到自己的設計成果，增強學生的成就感。采取靈活多樣的教學方法，根據設計對象的不同和設計過程中隨時出現的具體問題，針對年輕人思想活躍的特點，鼓勵學生在總結前人經驗的基礎上有所創新，引導學生獲取知識與方法。此外，在設計節點組織學生相互間互查，以提高其對技術文件的審核、鑒定的能力，以及對工作精益求精的態度和責任感。采用第二課堂和課程設計想結合的方式，設立專項基金，針對學有余力的學生，激勵其進行創新性實驗研究。根據所申請項目的內容及課題完成情況進行審批，給予一定額度的資金支持并配備專門教師給予指導。對于特色較為鮮明、成果比較出眾的項目資助其申報發明專利、撰寫論文和參與學術交流，并優先推薦評選“國家大學生創新性實驗計劃”。同時，積極創造條件、出臺措施，鼓勵學生參加教師的科研項目，給學生提供廣闊的自由發展平臺與空間。
4.結合科研項目提高教師的積極性。這雖然加大了教學的難度，要求教師具備扎實的工程功底，但既滿足理論聯系實際的要求，又可達到綜合訓練的目的，讓學生體會到機械設計中既要參考原有樣機，又要積極思考，有所創新，對提高學生的設計水平和促進教師教學水平的提高都非常有益。需要注意的是選題的適當和題目的相對穩定，并設立合適的考核節點，對課程設計的全過程進行約束和監督，以利完成課程設計的教學要求。在《機械設計基礎》課程伊始，即下達設計任務，通過系統的設計任務將原教學內容中相互獨立且略顯繁雜的知識點聯系起來，置學生于實際的工作情境之中，使其切身去解讀一個機械裝置的實際設計過程，并掌握由此所涉及到的原理、知識以及問題解決思路和方法。帶著問題來學習課程，設計中每一步結果的取得，無論是數據還是結構，都與教學的各章節密切相關。在教學中進行實際工作的演練，是抽象知識與具體行動的有機融合，能夠極大地激發學生的學習興趣和學習潛力，鍛煉學生的實戰設計能力，培養全面的設計素質，為課程設計的順利完成奠定良好基礎。
三、結論
經過幾輪的課程設計實踐，本項目取得如下成果：
1.針對學生能力，開展分層次教學，讓學有余力的同學利用課程設計的平臺鍛煉三維建模能力，二維繪圖能力，并起到輻射帶動作用；
2.以“做中學”的模式讓學生自主自發學習應用先進的設計軟件，一方面提高了他們軟件水平，另一方面，提高了他們的自信心和主動性，促使他們掌握了一種有別于死記硬背的新的學習方法。
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