基于工程实践的《机械设计》课程设计教学改革探索

李剑

【摘 要】《机械设计》课程设计是对专业知识一次比较完备的设计实践，因此课程设计的教学过程要具备一定的工程职业性和设计创新性。本文对《机械设计》课程设计的课堂教学改革进行了探讨，以工程职业化贯穿于整个设计流程中，强调学生的创新设计能力和工程实践特性，注重设计的规范性和严谨性，以工程的制造加工、应用为设计目的，让学生在课程设计的实践中不仅能够把专业知识综合应用，而且能体会到企业工作情景，积累一定的行业设计经验，激发学生的设计热情和思考创新的兴趣。

【关键词】课程设计；工程实践；职业化

《机械设计》是机械类专业的基础专业课程，工业实践性很强，且包含的专业知识非常广泛，包括各种经典机构设计、力学计算、材料加工与选择、工程制图等，在理论知识的学习基础上，需要经过一定的设计实践来强化和应用，把相关的专业知识进行完整的综合训练。《机械设计》课程设计就是基于这样的目的而设置的一个重要设计实践环节，让学生进行一次独立的、全面的设计实践训练，培养学生综合知识、思考创新的能力，锻炼学生动手设计的实践经验。课程设计需要学生把书本知识运用到工程实际中去，对所有知识融会贯通，是一次非常宝贵的实训经历，国内众多机械学者对机械课程设计的改革做了众多探索和研究[1-4]，包括课程设计的时间、内容和方式等，这些前期的基础为我们的课题研究提供很好的借鉴经验。为了更有效率地利用课程设计，提高学生的设计实践能力和创新思维，笔者根据自己多年的企业设计实践以及一线机械教学经验，对《机械设计》课程设计的改革做出了初步的探索。

1 《机械设计》课程设计教学分析

《机械设计》课程设计强调的是对所学理论的应用实践，包含一定的创新思维和知识的连贯，学生能够在设计过程中积累一定的设计经验和创新理念，能够初步具备解决工程实际问题的能力。但目前的《机械设计》课程设计在教学理念和方法上还处于一个停滞不前的状态，不能很好适应工业社会的发展和学生的需求，在课程的教学过程还存在以下一些问题。

1.1 课程设计内容的单一，过于形式化

纵观传统的课程设计内容和表现形式，都是减速机的传动装置设计，设计指导书以及网上类似资料繁多，容易造成学生拷贝复制，对学生的创新以及动手实践能力没有很大的价值；同时随着工业的发展，传动装置形式千变万化，仅仅局限于同一类型的减速机传动装置，无疑不利于学生与时俱进的能力培养，不能更好适应整个行业的进度。

1.2 工程实践应用能力较差，设计浮于理论

学生工程实践教学过少，对于机械设备没有一个整体的认识，对设计流程以及设计思路只是对指导书的简单重复，不能意识到每个设计过程以及设计结构是基于什么目的，对标准件的选择、安全系数的选取以及加工制造工艺流程等没有概念，缺乏查阅机械手册的能力，尺寸精度、设计计算以及设备选型都是凭主观想象或者模仿来选取，没有系统、严谨、规范的设计思维和能力，工程实践应用能力不足。

1.3 知识的综合运用能力较差，基础较单薄

课程设计综合的知识点较多，学生多重知识运用能力较差，各种力学计算以及尺寸校核单纯地模仿书本，工程图上问题尤其居多，尺寸精度、形位公差的选取，材料性质、热处理的选择，以及图纸的绘制、模型的建立都比较乱，对先修课程的知识点掌握不到位，设计基础薄弱。

1.4 团队配合能力不足

课程设计独立性程度过高，没能形成学生团队配合意识，每个题目都是独立的，切断了设备之间的联系，使得学生不能形成大局观，对各种机构、设备与设备之间的配合联系比较盲目。

2 《机械设计》课程设计教学模式改革探讨

针对《机械设计》课程设计教学中存在的问题，对课程设计的内容要多样化，加大学生对工程实践的接触范围，同时课程设计要注重学生综合知识的应用、创新思维的培养以及工程经验的积累。通过课程设计的历程，扩大学生的专业视界，强化所学专业知识，培养学生独立创新能力以及职业实践经验，这是本文所探讨的《机械设计》课程设计教学模式改革方向。

2.1 课程设计内容的创新性和多样化

课程设计的内容以专业知识的综合应用为主线，内容形式趋向多样化，重心倾向整体结构设计，不受限于局部的装置设计，内容包含机械设计中的大部分典型结构，如带传动、链传动、齿轮传动、轴以及轴承等；同时对设计内容要有一定的创新性，可从实际中提炼一些综合性、创造性的内容，设计部分开放性的题目供学生自主思考和构思，培养学生创新和思考的能力。设计内容可以借鉴企业项目工程，选取部分难度适中、综合性较强的作为课程设计题目，可以紧密联系工程实践，同时提高学生们的热情，加强和社会行业的接触。

2.2 课程设计过程的职业化和系统化

课程设计是专业知识的综合和实践，设计过程要趋向职业化和系统化，具备严谨性和规范性。借鉴企业设计流程，要求学生计算严谨，尺寸标注等要以机械手册为标准，综合考虑装配、加工、润滑、维修等，设计机构以及热处理方式等要考虑加工制造的可能性，明白整个加工工艺过程和设计目标，以设备能够加工制造为基础，不能单纯地对设计指导书机械的模仿。

2.3 课程设计校核和审查的严谨性和多次性

对课程设计的计算书和图纸的审查校核要以国家的标准来评定，给学生养成工程设计的规范性和标准性。老师先选取部分专业能力强的学生进行专门培训，然后以这部分学生为组长对其他学生的课程设计进行初步的校核工作，修改几次后老师再进行最终的审查，这样既能培养学生们设计和作图的能力，也能提高图纸审查的效率，增强学生的设计主观能动性。

2.4 加强计算机制图能力的应用

计算机制图能力是机械工程师的基础，娴熟的三维建模和工程图能够提高设计效率，发挥学生的创新和设计潜力。学生的制图能力停留在理论和操作初步阶段，缺乏实践演练，通过课程设计的机会，强化学生的三维建模能力，对零件、装配、工程图以及建模的顺序、后期修改有个整体的认识和实践，提高课程设计的质量，为学生的机械职业生涯打下良好的基础。

2.5 增强团队设计意识和配合能力

传统的课程设计都是个人单兵作战，缺少团队配合和设备之间的配合关系，而工程实践中设备都是相互配合，整个设计作为一个整体，故课程设计内容可把众多设备串联成生产线模式，设备间相互配合，包括尺寸、节拍以及结构动作，增强学生们设备设计的工程配合意识，同时能够真切感觉工程实际设计的企业情景。

3 结束语

《机械设计》课程设计是对机械设计内容的总结，也是对先修专业课的综合，是学生接触的较为完备的专业实践练习，能够提升学生的专业意识以及设计理念。本文针对《机械设计》传统的课程设计工程实践性不高、设计创新性不够的特点，以工程职业化贯穿于整个设计流程中，强调学生的创新设计能力和工程实践特性，注重设计的规范性和严谨性，摒弃过往的课程设计模式化和书面化的陋习，真正以工程的制造加工、应用为设计目的，强调行业的标准性和规范性，让学生在课程设计的实践中不仅能够把专业知识综合应用，而且能体会到企业工作情景，积累一定的行业设计经验，激发学生的设计热情和思考创新的兴趣，把课程设计的工业实践性真正融汇到课堂中。

【参考文献】

[1]刘敬春，刘利国.基于协同创新能力培养的《机械设计》课程设计改革初探[J]. 机电产品开发与创新，2015，28（4）：142-143，139.

[2]刘好洁，张燕燕，康红伟，杨国峰.基于学生角度的机械设计课程设计的学习与探索[J].实验科学与技术，2015，13（2）：216-218

[3]唐志伟，楚萧.如何督导学生进行课程设计[J].课程教育研究，2014（4）：193-194.

[4]丁瑞华.应用型人才培养模式下的机械设计课程设计改革[J].时代农机，2015（5）：104，106.

[责任编辑：杨玉洁]