基于创新创业技术型人才过程培养的《机械设计课程设计》实践教学改革

杨小高 丁德琼

摘  要：《机械设计课程设计》是机械类专业的一门综合实践课程，是进行创新创业技术型人才培养的重要环节。该文通过对机械设计课程设计的特点和人才培养现状分析，对该门课程进行创新创业技术型人才的过程培养进行了探索，旨在为机械专业创新创业人才培养机制建设提供富有价值且切实可行的参考，以推进学院的课程改革与创新创业技术型人才的培养。

关键词：创新创业  过程培养  机械设计课程设计

中图分类号：G642    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（c）-0070-03

随着经济的发展，国家内部与外部环境正发生着深刻的变化。在新的形势下，国家提出“大众创业，万众创新”与“中国制造2025”战略，以创新驱动，为经济发展注入新动力。

在后工业化的知识社会，技术型创业将在高新产业飞速发展期展现出蓬勃的生机。创新创业型工程技术人才，在产业转型与升级过程中，成为推动国家产业经济发展与国际地位提升的重要源泉。培养具有创新能力的创业技术型人才，以适应国家战略发展的需要，成为工科院校亟待解决的重要问题。

在新形势下，机械专业如何培养出经济社会发展迫切需要的具有创新创业能力的技术型人才，许多专家学者进行了探索和思考，并取得了一定的成果。张占国和孙丽霞提出将理论与实验教学、课程设计与第二课堂等环节通盘考虑、整体优化，把理论和实践，课内与课外、教学和科研相结合的方法，以培养学生的工程实践与创新能力[1]。刘文光与贺红林认为机械设计课程建设的关键在于教学目标的设立、教学内容凝练以及实践体系的创立[2]。王慧明，吕晓任等针对学生在《机械设计课程设计》过程中，表现出兴趣不大，积极性不高的现象，提出将创新创业教育与课程设计相结合的想法，以提高学生的兴趣和积极性[3]。李天箭和丁晓红探讨了在实践教学环节培养学生创新创业所需的核心知识和能力教学目标和教学方式，以培养学生的创新创业能力[4]。李媛针对创新创业教育中存在的一些问题，提出将理论与实践相结合，创新创业理念与专业教育相融合，以提高学生的创新能力、科学素养和创业实践能力[5]。通过对文献的分析不难发现，结合机械专业的课程，开展创新创业的过程培养的成果还很少。如何在新形势下，针对学科特点进行创新创业的过程培养，仍是亟待解决的问题。

要想在激烈的市场竞争中进行创业并取得成功，形成核心竞争力尤为重要，为此培养具有创新能力的技术型人才成为关键性环节，关系到国家战略实施的成效。《机械设计课程设计》是机械专业学生在学习核心主干课程后，综合运用各门专业理论知识进行机械设计的重要实践环节，这也是开展创新创业激情、创新创业思维和创新创业能力培养的重要契机。如何在机械设计课程的学习中夯实理论知识基础，进而提高学生运用设计的理论知识进行应用和创新，是机械设计课程设计的需要着力思考的问题。目前的课堂教学由于课时偏少，教学模式单一，强理论、少实践的问题突出，严重束缚了学生的创新意识和创新能力，不利于人才的培養。该文将在分析机械设计课程设计的特点和现状的基础上，对创新创业技术型人才的过程培养进行分析，为机械专业创新创业人才培养机制建设提供富有价值且切实可行的参考，以进一步推进学院的课程改革与专业发展。

1  《机械设计课程设计》的特点

《机械设计课程设计》是《机械设计》课程之后开设的一门实践课程，需要学生能利用《机械制图》《机械制造基础》《公差与测量技术》《理论力学》《机械原理》《材料力学》等课程所学理论知识进行机械产品的设计。《机械设计课程设计》与各门主干课程相互联系，课程内容繁杂。《机械设计课程设计》在内容上，包含了传动系统的总体设计，减速器传动零部件、结构设计，在进行装配图的设计与绘制时，需要结合CAD、CAE等计算机辅助工具进行设计完善。在进行设计时，需要从产品的系统性上进行全盘考虑。比如进行传动系统的设计时，除了根据传动类型的特点进行选择外，还需考虑传动比的大小，零部件的扭矩的传递方式、轴类零件的结构、旋转主轴的支撑部件的选择。为此，机械设计课程设计是一门知识繁多，又相互联系的综合实践课程。

《机械设计课程设计》是一门侧重于运用理论知识进行实际机械产品设计的实践课程。

通过该课程的实际要让学生从书本中走出来，培养其运用理论知识进行设计，从所学的知识中综合运用，全面考虑，而不仅限于某一门课程的知识。比如在轴承支撑旋转主轴的部分设计时，不能仅仅从材料力学、理论力学上分析受力，在机械原理理论知识上进行运动尺寸的设计。这时需要考虑主轴的受力、形状、尺寸、材料、形位公差和强度计算。通过该课程的学习，达到综合运用理论知识进行设计的目的。

在实践产品设计中，既要考虑理论上零件设计的合理性，同时要考虑设计的适用性、与通用性，要兼顾产品的成本、使用的便捷性、工作的效率、性能、可靠性等指标。通过该过程的实践训练，需要结合行业标准和国家规范，考虑产品的市场因素，使用习惯和性能指标进行设计，以便实现学习与工作的衔接。为此，机械设计课程设计也是一门机械专业本科生学习的由理论到实际工程设计的过渡性的技术实践课程。

2  《机械设计课程设计》是创新创业技术型人才过程培养的重要环节

机械设计课程设计是机械类专业的主干课程，是综合运用各门主要课程进行工程实际机械产品设计的实践环节，也是第一次较全面的综合训练，更是实现创新创业技术型人才过程培养的环节。该过程的训练从对传动部件的功能分析和动力参数的拟定确定传动方案;原动机的选择与传动比的分配;各级传动零件的计算设计;主轴、连接件以及轴承的设计校核;壳体零件以及附件设计和绘制;机械类计算机绘图软件、分析软件的熟练运用;说明书的编写以及问题的回答上进行综合训练。通过该过程的实践，加深与巩固专业课程知识，提高运用理论知识进行工程实际问题的解决和分析能力;熟悉和掌握机械产品的流程、步骤与方法;培养学生熟练运用各类设计资料，和计算机设计分析软件进行产品的设计，为毕业后，实际工程问题的解决打好基础。

3  针对《机械设计课程设计》进行创新创业技术型人才过程培养的措施

《机械设计课程设计》是学习和运用各门专业主干课程进行实际工程产品设计的环节，是学生创新创业能力培养的重要过程，关系到国家战略的实施成效，也是高校机械类技术人才培养的重要节点，然而从目前的教学成效来看，仍然达不到课程开设的预期效果。通过总结该实践环节，主要存在以下几个问题。

（1）课程设计题目陈旧，内容不全面。课程设计大多结合减速器进行延伸，设计过程如出一辙。大部分学生未进行创新设计，只需要模仿就草草结束课程设计这一重要能力提升的实践环节。更多的学生没有体会到该过程的实施意义，没有调动主观能动性，使得学生的创新能力的培养得不到训练，个人的专业素养无法得到提升。

（2）创新创业思维得不到锻炼。在陈旧单一的课题中，学生通过重复与模仿完成该过程的考核，甚至出现抄袭应对，导致学生的积极性不高，创新创业思维与激情不能激发。

（3）考核形式单一。目前《机械设计课程设计》的时间往往设定为2～3周，考核内容主要是图纸和设计说明书。通过修改不同的参数和更换传动部件，让学生进行该环节的实践训练。为此学生不能大胆地进行创新设计。

通过对目前该课程的实践环节的体现，要想在新形势下，培养出具有创新创业能力的技术型人才，针对《机械设计课程设计》展开思考与探索势在必行。具体措施如下。

（1）设置九大题目。题目与学生的生活、学习以及日后工作息息相关，通过指导老师对九大主题的解析与案例分析，学生结合自己的兴趣与理解，在查阅文献、专利了解题目所涉及的机械产品应用背景、功能以及性能、工作条件后，进行分析选择。通过题目的设置，尽可能地为学生提供发挥空间，但又紧密联系机械设计课程设计的范畴，从而为创新创业技术型人才培养提供条件。

（2）培养模式改革。根据创新创业技术型人才的需求，按照技能与专业素养培养内容，设置任务节点、任务内容。在进行创新创业技术型人才培养过程中，环节较多，需要设置任务节点和内容，实时进行考核和点评，将该过程通过指导老师的全程跟进，使得每位同学都能在该过程中得到培养和锻炼。在该过程，设置5个任务节点和任务内容，进行人才培养。①通过案例式教学，指导老师对学生进行《机械设计课程设计》创新创业技术型人才培养的环节、流程、考核方式进行讲解和说明;介绍所需要用到的知识和软件，并对整个环节的基础知识进行回顾与归纳。②创新思维与意识的培养。指导老师通过案例式教学介绍经典的创新创业案例，阅读创新创业理论相关资料，并留下学生自学任务，让学生了解客观事实之间的联系，提炼创新思路与方法。考核任务：通过讨论互动和提交学习总结报告与规划，检查学生的学习情况。③通过启发讨论进行方案设计。阶段性考核内容：评价学生设计方案的创新性、可行性与应用前景。④机械产品方案的实施。该过程需要学生根据所学的机械设计相关理论知识进行产品的详细设计。考核内容主要针对学生综合运用各门课程理论知识自主完成设计的能力。⑤撰写设计说明书与读书报告、答辩所用的PPT。考核内容主要针对学生总结、表达与应变能力。

（3）《机械设计课程设计》的创新创业技术型人才过程培养。

针对《机械设计课程设计》这门综合实践课程，开展机械专业学生的创新创业技术型人才培养，通过设置任务节点，并进行阶段性任务考核，能使得指导老师实时跟进，及时了解学生动态，同时也使得学生的实践训练落到实处。整个培养过程主要集中在3个方面：①创新创业思维培养。该过程主要从创新创业理论的学习、创新创业案例分析、互动讨论和指导老师3个环节组成。整个过程通过案例式教学与学生自学与讨论进行实施。要求学生理解创新与创业的关系，掌握创新创业的流程与意义。②创新创业意识与激情培养。该过程主要围绕需求分析、现状调查与创新创业题目的确立进行。该环节要学生切实体会进行创新创业的必要性，了解原有产品对工作与生活带来的困境与不便，从内心激发学生创新创业的激情与迫切愿望。③创新创业专业素质的培养。该过程主要结合专业特点与内容开展技术型人才培养，让学生学会机械产品的功能与零部件的设计方案的关系，机械产品功能分解与使用环境的限制和新产品的功能要求。结合专业所学知识，综合运用并利用先进的专业软件与技术条件进行方案设计和产品的详细设计。过程如图1所示。

参考文献

[1] 张占国，孙丽霞.创新创业教育背景下的机械设计课程教學改革[J].科技创业，2017（23）：44-46.

[2] 刘文光，贺红林.创新创业型机械设计课程建设探讨[J].科技创新导报，2017（29）：214-216.

[3] 王慧明，吕晓任，田方，等.基于创新创业教育开展《机械设计课程设计》教学改进探索[J].机械设计，2016，33（S2）：246-249.

[4] 李天箭，丁晓红.创新创业教育在机械设计课程设计环节中的探索实践[J].实验技术与管理，2016，33（4）：22-24.

[5] 李媛.创新创业能力培养视角下的机械设计专业实践教学改革[J].创新创业就业，2017（1）：64-66.