地方本科高校机械设计课程教学改革初探

周纬远 何永玲 张千锋 孙腾 钟家勤

摘 要：现代机自类专业人才都必须精通《机械设计》这门课程，其能够为后续中所涉及到的机械产品设计、研发、改进与优化提供一个良好的基础条件，提高机械研究的质量与水平。其课程内容主要包含常用机构与通用零部件的设计与选用、机械结构的计算分析与校验等知识，并且在此基础上对所学到的所有科目内容的一个整合与再利用。《机械设计》中对于学生综合能力的要求较高，其基础课程包括数学、力学、几何制图学、机械工程材料、机械制造工艺、互换性与测量技术等，所以必须要严格把握好学生对于课程的接受程度，使其在以后的应用中能熟练掌握相关技巧。钦州学院由传统师范类院校转型为涵盖工、管、理、文等多学科的综合性院校，尽管工科教育起步较晚，但学校始终坚持将转型与地方区域经济发展紧密对接。作为广西壮族自治区沿海地区唯一一所公立本科高校，培养适应向海经济、“二十一世纪海上丝绸之路”经济带的复合型、应用型、创新性人才既是解决当前人才供给侧需求不足的有力措施，又是地方本科高校义不容辞的责任。

关键词：应用型创新人才；地方本科高校；机械设计课程教学改革

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.208

机械设计属于理工科课程，并且存在着大量的实践应用作业，因此在开展机械设计教学时，要着重注意学生的实践效果，保证其能够熟练掌握机械设计技能，使机械设计专业毕业生具备从事机械设计、制造过程及其工艺、项目质量管理等基本能力，是该课程培养方案的重要内容[1]。突出“应用型”，学生在遇到工程实际问题时，不畏难，将所学知识联系实际进行分析和创造性地提出解决方案是应用型创新人才培养的内涵所在，也是机械设计专业应用型地方本科高校教育的办学定位和服务地方经济发展的立足点。课程设计作为学生在完成专业理论课程学习之后集中统一安排的实践性教学环节，对于培养学生的工程意识、实践操作能力以及创新设计精神等都具有重要意义。机械设计课程设计是机自类专业的一门核心主干必修课程，课程目的在于培养学生綜合运用所学的专业基础理论课程知识，通过拆卸、测量、重新组装典型机构部件，并进行机构部件的绘制、设计、计算、校验等实践能力的锻炼。本文基于应用型地方本科高校机械设计人才培养目标，结合机械设计课程设计特点，对该实践教学环节进行教学改革探索，并总结课程设计实践教学对教师提出的基本要求。

1 《机械设计》课程教学的不足之处

1.1 课程设计实践与理论课程教学脱节

我校在教授机械设计课程时，会根据课程的实际需求而优化授课方式。而机械设计作为实践性较强的一门课程，多数是将其理论与实践相结合来进行课程教学的。先是开展理论课程，让学生认识并熟记机械设计的专业知识，老师强调设计期间的关键点，然后在理论课程结束后会有两到三周的课程实践，机械设计实践多数情况下是会让学生根据要求自主设计一级或者是二级齿轮减速器。并且设计过程中必须要根据流程来进行，这种方式能够在一定程度上提高学生的机械设计能力，也会加强教学质量。但仍会存在一些不足，阻碍教学的进行，具体包括：（1）前学后忘：由于机械设计课程的理论内容较为深奥，因此会有很多学生根本没有熟记相关理论知识，而在应用时，只是将理论知识生搬硬套，由于基础较为薄弱，造成了学生到了课程设计的实践环节，便会不知从何入手。（2）质量效果不高：由于时间安排较为紧凑，大部分学生都是加班加点，有时甚至通宵完成。而有的学生为求完成速度，可能会出现忽视机械设计质量，或者设计不符合要求的现象。并且，因为是赶工完成的设计，所以最后得到的带、齿轮、轴和轴承等零部件的尺寸也可能会缺乏应有的匹配度。学生一知半解，设计成品不符合要求，这一系列现象的产生都无法满足预期所计划的学习效果要求。

1.2 课堂授课教学脱离工程实际

在理工科课程中，对学生的理论掌握能力及实践操作能力要求都会比较高，况且机械设计作为机自类专业中重要的一门科目，其对于学生综合素质的要求会更加严格。但受传统教学模式的禁锢，大多数教师仍然会采用“填鸭式”灌输的教学方法，使得学生没有机会去表达个人见解，因此缺乏应有的理解力。当其在应用时只会照搬公式，反而忽略了与实际生产应用的联系[2]。当学生参与工作时，也根本没有能力去完成企业的机械设计与研发等任务，导致适应期增长，也影响到了学生的就业质量。

1.3 实验教学缺乏创新性

现阶段，我校机械设计课程多采用实验演示、验证的教学模式，课时一般为两节课。而在开展机械设计课程设计时，如带传动、齿轮传动效率、齿轮参数测量等，学生只需要按照流程得出预期效果即可，再上交实验报告便完成了整个设计实践。对学生而言，这些实验项目并没有引导他们发现课堂理论知识学习的遗漏之处，从而进行查漏补缺，更没有对知识进行巩固夯实与深化扩充。

2 机械设计教学改革措施

2.1 开发弹性学时综合性、创新性实验

整合全校资源，开设新的实验课程[3]。例如自行车装拆等，有以下优点：自行车属于较为简易的机械，其内部包含了众多的机械零部件，也涵盖了相当多的机械基础知识。此外，获得自行车的渠道较多成本也较低廉。通过学生自主拆装自行车，可以学习到书本中所教授过的理论知识，然后在此基础上熟练掌握机械装配的方法，使学生肚子里“有墨水”，在走向工作后才能做到从肚子里的“存货”中拿一些出来，厚积而薄发。此外，授课老师可在实验期间向学生适当穿插一些机械工程材料的热处理方法、工件的加工与装配工艺等知识，使课堂上的理论知识能够在实践过程中得到延伸与拓展，而不局限于课堂上。同时，积极鼓励和组织学生参加机械创新设计制作大赛、软件三维建模比赛、寒暑假下乡义务维修家电、大学生创新创业等第二课堂，激发学生对于机械设计专业的学习主动性，用承认学分或提供资金的形式来激励学生，培养学生的工程应用能力与创新思维能力。

2.2 改革考核方式

改变一直以来期末考“一刀切”、“三七开”的考核办法，从多方位多角度对学生课程进行考核，考核贯穿学生学习该门课程的整个过程。学生的最终考核分数计算方法具体为：考核总分=日常考勤20%+创新设计20%+实验成果20%+期末考试40%。在每个教学环节中，结合个人自评、小组内部互评及教师总结等多方位的考核，对学习情况及效果进行有效监督与掌控。

2.3 将课程实践与理论教学有机的融合

为优化机械设计课程设计与理论教学环节的脱节问题，在教授理论课程时就将课程设计预期目标明确给每一位学生，然后按照课程设计的流程来教授理论知识，每一章节的概念性理论知识结束后，便给学生时间去进行相对应章节的设计实践操作。让学生带着设计问题去听课，不仅可以解决问题，还能够激发学习的趣。当其有解决不掉的问题时，可请教老师与同学，达到学生间的共同提高。理论知识教授与机械设计课程设计同步进行，直到最后完成后再进行统一的答疑报告与说明，这不仅给予了学生充足的时间去完成课程设计任务，还能够避免其因赶工所出现的抄袭现象，提高课程设计质量也达到了培養目标。

2.4 结合工程实际教学

机械设计教学必须要满足实际需求，要贴近生活，利用一些较为常见的事物来吸引学生的学习兴趣[4]。比如，在讲解螺栓的连接时，对于学生困惑的螺纹左旋右旋的判定、螺纹牙型、螺距及其应用等问题，通过以实物螺栓作为教具，学生一看便知，一学便会。同时，结合防止多个螺栓连接松动的方法等工程实际问题分析，让学生马上就体会到了螺栓连接的重要性与实用性。学生对这些生活当中的实际问题也非常感兴趣，从而激发了学习热情，提升了授课质量。

3 结束语

因机械设计课程内容较多且难于理解，所以现阶段开设的课时根本无法满足教学目标，而在优化教学方法后，才使得这种矛盾有所缓解。本文中提到的教学方法主要是以学生作为主体，适当加强其机械设计的实践，提高学生自主创新能力，最终达到预期教学目标。在机械设计课程改革中，硬件设施的建设与投入是改革的基础，思维观念的更新与重塑是改革的关键。要有针对性的加强学生应用能力、创新意识与能力的培养，采取有效措施避免学生陷入好高骛远、眼高手低的误区，引导学生习得知识、巩固知识，在具备扎实基本功的前提下培养其概括能力、执行能力与匠工精神。在机械设计学习实践中所遇到的问题，多是细节局部的不断修改和对于制作方法的精进，过程是挫折与收获、失落与喜悦、寂寞与充实的多重经历与体验，既需要保持踏实、耐心和开放的心态，也需要保创新、进取和执着的品性。本文所开展的相关研究感谢广西高校临海机械装备设计制造及控制重点实验室的大力支持。

参考文献：

[1]濮良贵.机械设计[M].北京：中国高等教育出版社，2001（22）.

[2]张永安.我国机械设计教学现状的思考及建议[J].中国大学学，2013（06）：35-36.

[3]薛铜龙，王小林，巩琦.基于卓越工程师培养的“机械设计”课程教学改革[J].中国大学教学，2013（03）：57-59.

[4]王贺权.谈《机械设计》教学改革[J].沈阳航空航天大学学报，2013（s1）：32-33.