机械制造技术基础课程设计的创新性改革与实践

王海霞　杨俊茹　于涛

摘要：课程设计改革作为《机械制造技术基础》课程教学改革的重要组成部分之一，对学生创新能力的培养有很大的影响。作者根据多年来的理论教学和设计经验，详细分析了目前课程设计中存在的主要问题，并提出一系列方案进行课程设计的创新性改革。

关键词：机械制造技术基础；课程设计；创新性；改革与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）32-0146-02

一、概述

课程设计（Curriculum Design）是大学某一课程的综合性实践教学环节。一般是对该课程的理论和实践内容的综合性应用和考察，旨在使学生获得促进其迁移的进而促使学生全面发展的具有教育性经验的计划和方案。课程设计突破了课程局限于课堂教学中的界定，把积累、迁移、促进学生创新能力培养等多方面因素作为指标，是教育过程中不可或缺的重要环节。

机械制造技术基础课程设计是工科类院校机械专业针对《机械制造技术基础》这门课程展开的综合性实践教学环节，该课程整合了机械加工方法、机床、刀具、夹具和工艺规程设计等原来分属多门课程的主要内容，其涵盖内容广、理论联系实际密切，是在学生学习完理论基础课和机械专业基础课的基础上开设的一门综合性技术学科。本课程设计则是在课程理论教学的基础上展开的，是对学生理论知识进行考察、巩固和加深的非常好的实践环节，其目的是“培养学生掌握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术知识，包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用，培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力”。课程设计的创新性改革是进行《机械制造技术基础》课程教学创新能力培养改革中不可或缺的一个环节。

二、课程设计主要内容

通常，机械制造技术基础课程设计采用理论教学、生产实习、课程设计分段实施，学生在经过72学时的理论基础课程学习后，由指导教师带领，深入合作企业进行为期一个月的生产实习。通过观察和学习，进一步了解和熟悉机械零件的典型加工和工艺过程，并在此过程中，对课堂学习所掌握的理论知识进行反复加深、掌握。接下来，学生们返回学校，集中三周进行课程设计，对所学习的理论、实践知识加以应用。本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行：第一阶段，由指导教师下达设计任务，为学生提供零件图、设计要求，讲解设计过程及注意事项。第二阶段，学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计，通过分析、讨论、计算，确定毛坯结构和尺寸，并设计完成该零件的详细工艺规程，制作出工艺过程卡片及工序卡片。第三阶段，针对工艺规程设计结果，选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计，通过方案分析，选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件，并做出夹具装配图、典型零件图若干。第四阶段，学生完成设计报告，提交设计成果，然后根据每个人的设计内容、平时成绩，进行成绩的评定。

三、教学问题及改革方案

近年来，随着课堂教学的改革，工科院校的扩招，计算机等相关学科的发展，传统的机械制造技术基础课程设计逐渐显现出教学质量下滑的倾向。因此，研究和探讨如何改进和加强这一环节，切实提高机械制造技术基础课程设计教学质量，充分利用课程设计培养学生的工程实践能力，成为摆在我们面前的一个重大课题。通过对机械制造技术基础课程设计的深入调查研究，并结合多年来的教学工作经验，笔者针对课程设计中存在的几方面问题提出相应改革方案。

1.充分调动学生积极性，解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状。在进行本课程设计时，学生已进入大四上学期，很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段，找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措，对课程设计兴趣不高，学习态度不够端正，没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响，这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中，总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事，无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状，本文笔者深入学生中与他们进行交流、沟通，了解学生所处的状态，积极引导、解决他们面临的问题。在课程设计开始之前集中召开动员大会，向学生讲清楚课程设计的重要性和必要性，使学生明确课程设计的作用、地位以及对今后学习和工作的影响，同时结合设计任务对学生进行讲解，使学生提高认识，端正态度，自觉地投入到课程设计工作中去。

2.注重课程设计选题的新颖性、先进性，避免选题单一，重复率高。多年来，大多数学校开设的机械制造技术基础课程设计都是针对拨叉类零件进行加工工艺设计和机床夹具设计，这类零件结构典型，大多是金属切削机床的操纵部件，可以很好地将教学和设计内容联系起来，既有助于加深对机构的理解，又易于切入设计任务。但长期重复单一设计题目，很容易使学生懒于思考、相互抄袭，限制了学生的创新设计思维。结合《机械制造技术基础》课程特点，通过参观机械制造综合实验室熟悉各类机床零部件，同时结合生产实习环节中常见的零件进行考察、分析，遴选出结构典型、难度适中的零件进行设计题目的扩充和更新，尽量做到设计选题新颖、难度适中。同时，指导教师还积极鼓励学生通过各种途径自选题目，经老师审核后选用，保证各组题目不重复，组内每人的任务各有特色。这样的设计不仅激发了学生的主动性，培养了学生创新能力，同时也减少或杜绝了抄袭现象。

3.合理安排设计时间，采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题。机械制造技术基础课程设计内容涉及大量的分析、计算和绘图工作，设计难度较之前的课程设计大大增加，这就要求学生在设计过程中要积极思考，充分运用所学结合实践来完成。而设计时间只有三周甚至是两周，这往往会使学生在设计初期不知如何下手，自我思考的时间受到限制，解决工艺参数计算和定位误差分析等问题时，为了赶进度加班加点，过于劳累。还有个别同学急于求成，照搬甚至抄袭别人的设计内容。在学生的设计中，多数仍采用手工绘图，一方面手工绘图时间长，增加设计的任务量；另一方面目前绝大多数企业均采用计算机绘图技术，且学生们在校期间也学习过多种计算机绘图方法，手工绘图手段不能很好地锻炼学生的计算机绘图能力，与实际工作脱节。如此一来，课程设计的质量大大受到影响，无法达到预期的设计效果。针对上述现象，本文从改进课程设计的时间及安排着手，将课程设计融合到《机械制造技术基础》理论课程的教学和生产实习环节中，提前下达设计题目，让学生在课程学习的过程中熟悉设计任务，引导其积极、主动地学习相关知识，并在生产实习环节安排有针对性地参观和学习，这样既可以让学生提前了解课程设计中零件的结构、特点和功用，也大大激发了学生的学习兴趣。

4.课程设计中注重创新思维的培养，避免学生限于传统陈旧的思维框架。一直以来，机械制造技术基础课程设计都是基于传统的设计模式，指导教师也是以简单练习为出发点，让学生按部就班地按照课本上的步骤、题目进行设计，虽说也可以让学生得到一定的锻炼，但也限制了学生思维的创造力。“设计”从一定意义上来说就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计，只有创新设计才有可能超越过去，创造未来，只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地，才有可能超越对手。

5.改革成绩评定方式，进一步规范。由于设计过程中三四个学生一组，进行同一个零件的工艺分析和夹具设计，难免会有个别同学偷懒抄袭的现象，那么仅凭平时表现和设计成果由指导教师直接判定成绩难免会出现偏颇，无法达到全面、公平的评定效果。我们应该在设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式，公平、公正地对学生的设计给予合理的肯定和评定，营造良好的学风和教风。自评即在设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价，找出不足进行改善，争取取得更好的成绩；自评结束后，让学生两两结合进行互评，给出成绩并互相学习互相促进；最后由教师组织分组答辩，结合自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。

四、改革成效

为配合课程设计的教学改革，检验改革成效，以笔者指导的机械设计制造及其自动化专业2009～2011级本科生十五个班级为试点班级，分期分批进行改革方案的实践与应用。从实践效果来看，课程设计完成质量与往届相比有一定的提升，学生进行课程设计的积极性大大提高。课程设计结束后同学们都反映收获很大，既加深和巩固了机械制造技术基础课程知识的掌握程度，又通过课程设计拓展和提高了设计能力；同时，学生也比较认同改革后的成绩评定方法，新的成绩评定机制激励学生更加积极主动地完成设计任务。

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