基于OBE的机械设计课程设计教改探索

邓 杰

（重庆科技学院机械与动力工程学院，重庆401331）

1 课程设计的性质

机械设计课程设计是机械设计课程的主要的实践教学环节，是学生进行的第一次较为全面的、综合性的、理论联系实际的实践性环节，通过这个环节的教学和实践，对培养学生正确的设计思想、锻炼学生的独立设计能力、创新设计能力。使学生对机械设计有了更加深厚的认识和理解，对后续的专业课程设计和毕业设计起到了非常重要的作用。

2 机械设计课程设计的现状、存在的问题

2.1 对课程设计的重要性认识不够

机械零件课程设计是机械类学生在大学学习过程中占有重要的作用，但是在课程设计的教学中发现，有一些学生对设计中出现的问题不认真思考，不能积极主动地完成设计任务，积极查阅资料加以解决，也不主动请教老师、同学帮助解决，部分学生过于依赖其他的设计说明书，设计时机械式的模仿，而非主动积极思考，对自己所设计减速器装置的零部件组成、参数和形状、装配关系、运动关系等了解不够透彻，知其然而不知其所以然，这样必然达不到课程设计的效果。

2.2 对学习过的课程运用能力较差

机械设计课程设计要求学生要能灵活运用以前学过的基础知识，对先修课程的综合知识的运用能力要求高。学生不能运用《机械工程材料》的知识对机械零件的材料进行选择，大多数学生照搬教材上的例题选择零件的材料；在进行零件的强度计算时不能运用《材料力学》的知识对在复杂应力状态下进行强度计算；在装配图时不能按照老师介绍的“先整体后局部，先里后外，先粗后细”的原则画出装配草图，而是把书上的参考图描在设计图纸上；不能运用《公差与技术测量》的知识标注零件的公差等等。

2.3 学生对减速器的结构缺乏认识

根据工程认证的要求，教学要以学生为中心，以产出（成果）为导向（Outcome Based Education，OBE），以前的教学以教师的讲授为主，老师的讲解又是从点到面再到整体这样的教学内容体系。比如在讲述的时候要分别讲述带传动设计、齿轮传动设计、轴的设计、轴承的选择与计算等内容，学生要在2周的课程设计时间内把这些内容融合起来有一定困难。学生对减速器的结构、作用、形状缺乏认识，对各个零件之间的装配关系也不是很明白，所以在设计计算、装配图和零件图的绘制过程中出现很多错误。

2.4 学生对课程设计的“三边设计法”掌握不好

课程设计的正确方法是“边计算、边画图、边修改”的“三边设计法”，很多学生在设计不能彻底贯彻执行这一设计思想，有的学生把时间和精力都集中在零件的设计计算上，却忽视了有的零件是一边计算一边画图，比如轴的设计必须是通过画图确定它的结构尺寸，然后对轴进行强度校核计算，如果轴的强度不够，就要对轴的结构进行修改然后再计算，如此多次反复。在设计中一些学生对已经发现的错误不去修改，害怕返工影响设计进度，是对设计不负责的表现。

3 课程设计教改措施

3.1 设计题目多样化，激发学生的设计热情

国家组织一些学校对课程设计题目进行一些研究，但是每个学校的具体情况不同，不能统一题目。根据我校的具体情况，让部分学生尝试完成活塞泵的设计，活塞泵一般也由机械传动装置和曲柄滑块机构组成，这个题目学生作起来有一定难度，但是可以适当延长设计时间，同时也巩固了机械原理的部分内容。激发学生的设计激情，知识面拓宽了，同时也充分发挥了学生学习的主观能动性。通过这种方法还可以培养学生查阅一些相关的参考资料和国家标准的能力，使学生对机械设计的国家标准有了初步的认识和了解。通过几年的实践，取得了比较好的教学效果。

3.2 加强理论与实践的联系

根据工程认证对本次实践教学的要求，要求学生学会从机械的传动方案和设计条件出发，合理选择标准部件的类型和型号，正确计算主要零件的工作能力，确定它们的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，进行结构设计，达到了解和掌握机械设计方案、机械零件、机械传动装置的设计过程和方法，培养机械设计能力。学生感觉课程设计的时间短，在设计过程中会遇到一些具体的问题，比如结构设计不合理，结构尺寸不好确定等，将实验室对学生开放，在学习理论知识以及课程设计过程中都能够到实验室去装拆减速器，学生将理论知识和工程实际结合起来，提高和锻炼了学生的实际动手能力和解决较复杂工程问题的能力。

3.3 充分利用多媒体课件和网络课堂平台

利用多媒体课件演示多种类型和结构的减速器仿真拆装实验，学生通过网络教学平台，反复观看减速器拆装实验过程，从而弄清各种减速器的结构及其各个零件的结构和工艺要求。不仅为学生顺利进入课程设计工作、高质量地完成课程设计任务提供了良好的条件，而且可以拓宽学生的视野和思路，激发学生的创新意识，培养学生的创新精神和探索能力。

3.4 悉心指导，变模仿型设计为思考型设计训练，增加讨论课环节

讨论课上要求学生讲解分析和解决问题的过程，接受老师和同学的意见和建议，认真听取其他同学的讲解，发表自己的意见，再由老师做出总结，给出指导性意见，确定方案。这样可以促进学生积极主动地思考问题，培养了学生对以前学过的知识综合运用能力。

3.5 制定科学的成绩评定依据和持续改进措施

成绩评定应该包括设计图纸和设计说明书的质量，以及答辩情况和设计态度四部分内容。设计图纸的工作量和难度相对最大，在课程设计总评成绩中的比例应最大，占40%左右较为合适。设计说明书的工作量和难度相对于设计图纸要小些，在总评成绩中的比重也应小些，占30%左右为宜。工程认证中要求培养学生个人和团队的协作能力，对较复杂工程问题的沟通表达能力，开展课程设计的答辩可以检验学生是否真正搞懂了设计中的各个细节问题，对设计理解的深度和广度，团队之间的协作，语言表达能力，答辩成绩在总评成绩中占15%左右较为合适。课程设计态度体现了学生自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。对学生的成绩评定完成后，教师对本次设计中存在的问题提出反思与持续改进措施。

3.6 提高学生的沟通与交流能力

根据工程认证的毕业指标点的要求：学生要能够就复杂的工程问题与业界同行及社会公众进行有效的沟通和交流的能力，在课程设计中设置了答辩环节，提高学生沟通与交流能力。虽然每个学生的设计题目和参数不相同，但是仍然具有一定的模仿性，少数学生盲目照搬图册绘图，抄袭同学的设计参数，通过答辩可以发现这方面的问题，促使学生对课程设计的重视，在以后的课程设计和毕业设计中加以改进。

4 结束语

机械设计课程设计教学改革是一个复杂而长期的过程，通过系列的教学改革与实践，激发了学生对机械设计课程设计的积极性和主动性，为社会培养出整体设计意识强、有创新意识和实际的动手能力的应用型人才。