我校《机械系统设计》课程教学的改革探索

徐红芹+毛崇智+王红梅+李爱军

（山东理工大学 机械工程学院，山东 淄博 255049）

摘要：本文论述了我校《机械系统设计》课程改革的必要性，从课程的体系，涉及的知识点等方面论述了课程存在的问题，由此提出了编写讲义、习题集，进行教学方式和考核方式改革的一些措施。

关键词：机械系统设计；教材；内容；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0109-02

《机械系统设计》是我校机械设计及制造专业的主干必修课程之一。它不同于一些先修课程，如《液压与气压传动》、《金属切削机床设计》等，这些课程主要针对某一类型的机械或传动进行研究，而《机械系统设计》则是说明一般机械产品设计的共性规律和设计方法的课程，通过对本课程的学习，要求学生能从整机的角度和系统的观点了解一般机械产品设计的规律和特点，掌握机械产品设计的基本方法和技术。这样必然导致课程内容广泛，涉及机械系统设计的方方面面。而受课时的限制，每一方面的内容几乎都不可能深入研究，因而课程的内容缺乏完整性和系统性，这又增加了学生学习的困难。如何在有限课时内，在课程系统性不变的情况下，尽可能讲解清楚各部分内容，增加学生学习的兴趣，增强学生设计机械产品的能力，是我们目前急需解决的问题，《机械系统设计》课程教学的改革就被提上了日程。

一、课程存在的问题

1.各版本教材之间差异较大。它不同于一些传统的课程，比如《機械原理》及《机械设计》等，这类课程虽然有各种各样的版本，但总体来说，它们的体系和内容差别不大。以《机械设计》课程为例，由濮良贵主编的教材和邱宣怀主编的教材，从组成到具体内容基本相同，而且经过几代人的不断补充和完善，各部分内容也更丰富，并有大量的案例加以分析，各种辅导资料和习题也很多，这些都有利于学生学习和掌握相关的知识。《机械系统设计》作为一门专业课程，虽然也有一些相关的教材，但各个版本的教材之间差异较大，这种差异体现在各个方面，比如由赵韩、黄康主编的《机械系统设计》教材，主要是从机械系统的能量流、物料流和信息流方面来讲授机械系统的设计；而由朱龙根、黄雨华主编的《机械系统设计》教材，则是围绕着动力系统设计、传动系统设计、执行系统设计以及操纵和控制系统的设计等展开内容的讲解。而且各种教材的侧重点也不同，比如朱龙根、黄雨华主编的教材侧重于机械方面的设计，而由赵松年主编的教材则侧重于机电一体化方面的设计，对电的方面涉猎较多。

2.课程涉及的知识点多，但缺乏完整性、系统性。以朱龙根、黄雨华主编的教材为例，教材涉及的知识点较多，比如在动力系统设计方面，牵涉到动力机的选择，而动力机的种类繁多，比如电动机、内燃机、液压马达、气动马达等。以电动机为例，电动机的种类也很多，按照使用电源的不同，可分为直流电机和交流电机，交流电机又可分为同步电机和异步电机，而各类电机又可分为若干类型，每种电机的特性又不尽相同，对于机械设计专业学生来说，因为前期没有学过“电力拖动基础”的知识，单单是电机类型的选择就有一定的难度，更何况是电机的具体选择和校核。其余各章的内容也有同样的问题，虽然教材涉及的知识点较多，涉及的学科门类较多，可能因为学时限制的缘故，几乎每一部分内容都是泛泛的介绍一些，并没进行深入研究，也几乎没有详尽的例子加以讲解，所以就出现这样一种情况，如果老师照着书本讲，学生会觉得老师照本宣科，听得索然无味，会不自觉地开小差；如果要将所讲的知识彻底讲透，一方面需要教师需要具备各方面的知识，另一方面，还需要教师额外增加一些内容，才能将所讲的内容讲透，而这又受到学时方面的限制。

3.课程部分内容有重复现象。因为教材涉及面广，牵涉到许多学科的知识，部分内容出现了重复现象。比如在执行机构设计一章中，有一小节是关于机构的选型及常用执行机构的主要性能特点，这一节中的有些内容就和机械原理课程中的内容重复；伺服系统设计中的部分内容和控制工程的内容重复；传动系统设计中的转速图绘制和机械制造装备设计课程中的有关内容重复；结构设计中的许多问题和机械制造工艺学的有关内容重复。此类问题教材中还有一些，在此就不再一一列举。这些知识已经在前期课程中学习过，现在再重复来讲，没有必要，同时也浪费了学生的时间。

4.教材部分内容存在泛泛而谈的问题。因本课程偏重实际机械系统设计方面的问题，而现有的各版本教材普遍存在一些理论性强的问题，存在一些泛泛而谈的内容，对实际设计工作帮助不大，而且比较抽象。笔者翻阅了本校机械制造与设计专业学生的专业培养计划，发现学生的先修课程根本没有与之相关的振动学方面的课程。如果要讲透这部分内容，教师必然需要给学生补充许多振动学的内容，受学时的限制，根本不现实也不可能。

二、改进措施

因本专业主要是培养掌握机械设计与制造等方面的基础理论和基本知识，能够从事机械装备的设计制造的高级工程专门人才，所以专业课程的设置也要符合培养计划的要求，要为工程实践服务。为此本人对本课程的建设特提出以下一些改革措施。

1.编写适合本校学生的讲义。鉴于本课程各版本之间内容、知识点之间有较大差异，各有优缺点，所以应从本专业培养的角度选取相关的内容。因我校机械学院除设置了机械设计与制造专业外，也同时开设了机械电子工程等专业，故《机械系统设计》课程，应主要讲解机械系统设计方面的知识，同时适当地增加一些控制系统设计方面的内容。各部分内容不能泛泛而谈，要突出重点。重点部分的内容一定要讲深、讲透。大家都有体会，没有深入研究的内容，学生更不好理解，也不容易掌握。而要讲透彻，不仅需要介绍理论方面的知识，还需要结合工程实践，有一定数量的案例加以分析。并且对案例的分析一定要详尽，不能一笔带过，这样学生才能真正掌握所学的知识。与前期所学课程内容重复或相近的部分应加以删除，或简要介绍。这样才能利用有限的学时，讲解真正有用的知识，才能调动起学生学习的欲望。

2.编写习题集。知识的掌握不能只靠课堂教学，必须有一定的实践锻炼。除了进行实验和课程设计环节的设置外，还需要有课后布置的习题加深对知识的掌握。纵览各版本的教材，发现有的教材课后除了有些思考题外，别的类型的习题几乎没有，而这些思考题几乎从书本上能找到现成的答案，致使学生对之不感兴趣，也无法真正达到练习巩固所学知识的目的，故本人认为应编写一本对应教材重点知识的习题集。因课程重点是“机械系统设计”，所以侧重点应是设计方面的问题，因此习题集中不应只有思考题，还要有紧跟教材重点内容的系统方面设计的习题。所编入的习题，一定要有典型性和代表性，并且老师能够对它进行详尽地分析和解答，这样学生才能真正掌握所学知识。

3.進行课程教学方式改革。课程教学不应只局限于传统的教学方式。因本课程是专业课程，故课程的讲解过程要紧密结合工程实践，教师在讲授书本知识的时候，要结合工程实践中遇到的一些典型的设计案例，用学过的知识加以讲解分析，这样才能加深学生对知识的理解，增加学生学习的兴趣。同时，还可以布置一些系统设计的题目，让学生预先查资料进行设计，然后抽取一定的时间，由学生上讲台进行讲解，再由台下的学生加以评价，最后由老师进行总评，这样就极大地活跃了课堂的教学气氛，还可以进一步调动学生学习的积极性和主动性，加深学生对知识的掌握。

4.进行考核方式改革。因本课程是和工程实践紧密结合的课程，所以考核方式也应加以改革，除了进行传统的试卷考核外，还可以结合其他方式进行。因本课程所涉及的知识点比较多，需要记忆的内容也较多，为了减轻学生的负担和加深学生对知识的掌握，可以在课程进行中，适当地布置几次大作业，每次加以评价并给出分数。

综合以上考虑，最终学生成绩可由三部分组成：试卷、大作业和平时的考勤。因为课程结束后才进行卷面考试，考核的知识点比较全面，所以卷面成绩比重可以多一些，大约占50%左右；几次大作业可占35%左右；考勤占15%左右。这样的考核方式，既可以督促学生真正掌握所学知识，又可以减轻学生的负担，避免一考定成绩导致的学生平时不学，最后突击应付考试的现象发生。

《机械系统设计》课程的改革涉及方方面面，工作量和难度较大，相信通过课程教学小组的不断努力，一定能够推进课程的建设，提高学生对知识的掌握程度，达到专业培养计划的要求。

参考文献：

[1]朱龙根.机械系统设计（第2版）[M].机械工业出版社，2001.

[2]侯秀珍.机械系统设计[M].哈尔滨工业大学出版社，2001.

[3]胡胜海.机械系统设计[M].哈尔滨工业大学出版社，1997.

[4][日]寺野寿郎.机械系统设计[M].机械工业出版社，1983.

[5]武良臣.机械系统设计[M].中国矿业大学出版社，1996.