新时代背景下机械设计教学的改进

王修业 赵勃兴

◆摘  要：文章分析了新技术与新工程的产生对机械设计的影响，并指出了我国机械设计教学存在的问题，提出了一些改进的方法。随着科技的飞速发展，机械设计教学的与时俱进是被重点关注的问题，当前的教学模式应结合时代特点做出相应的改进，以满足社会发展对新型人才的培养要求。

◆关键词：机械设计;教学;改进

机械设计指对机械的工作原理、运动轨迹、力和能量传递方式等要素进行构思、分析以及计算，将机械的使用要求和性能要求转化为具体的制造依据，从而使最终的机械成品可以实现预定的功能并且不发生失效。机械设计作为机械生产的第一步，同时也是机械工程的重要组成部分，它直接决定了机械的性能，是工科学生必须掌握的专业知识。机械设计课程则是高等院校工科专业学生学习此类知识的重要途径，用于培养学生机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究等能力。

1新的时代背景对机械设计的要求

在19世纪末，西方先进国家就已经在几大力学，强度理论，应力分析方法等领域取得大量成果，并建立了以力学和制造为基础的机械设计学科体系，之后新结构、新强度理论、新力学理论等成果为机械设计提供了的新的计算与分析方法，机器的性能显著提升，西方工业文明也在那个时候取得飞速发展。到如今，摩擦学、有限元计算、可靠性分析等新方法使得机械设计更加迅猛的发展，特别是计算机的普及和应用，令设计的速度和质量大幅提升，反映了时代的特色。随着科技飞速发展和智能化时代的到来，海洋工程、核工程、航空航天技术、先进制造技术、智能机器人等一系列高科技领域的新技术与新工程对机械设计提出了更高的要求，综观近几年的国内有关机械设计的高水平论文，会发现机械设计与新材料、电子信息、环保等学科交叉，新兴学科分支不断涌现，高端机械制造研究和应用领域不断扩展，这意味着机械设计也将迎来新一轮的发展。

2机械设计教学的现状与不足

机械设计教学主要包括机械传动的设计、联接设计、通用零件设计等方面的内容，学习这些内容要求学生在机械制图、机械原理、工程力学、工程材料、互换性与测量技术等基础课程上有良好的基础，不过基础课程概念繁多，计算公式推导复杂，知识点关联性难以把控，这就给教学带来诸多不便。虽然部分高校在不断提升教学质量，国内的机械设计专业在不断革新，但目前机械设计的教学过程中仍存在以下问题：

2.1单向、单一的教学

机械设计课程中大部分内容涉及机构的动态和静态分析过程，分析过程复杂繁琐，对学生的逻辑思维、抽象思维以及耐心是个很大的考验，而长期以来的教学方式是老师在有限时间内快速将这些理论知识单向地通过黑板和PPT演示传达给学生，不容易形象的阐述清楚，学生在听完课后会留下一些模糊的印象，如果不在课下花大量时间去思考分析，长期下来就会积攒越来越多的疑问，甚至丧失对机械设计的学习兴趣。

2.2重理论而轻实践

许多教学单位在机械设计教学过程中过于重视课本中的理论知识，导致学生学到的专业知识无法得到有效的实际运用，虽然课程有实践教学环节安排，但由于课时少，内容多，教师或多或少会忽视对学生的实践能力培养，不会过多考察实验相关原理，而是直接进行演示操作，而这样学生也只会照搬老师的做法，为了拿高分去记结论和答案，到最后，虽然能在课程考试中取得好的成绩，但是在知识的实际运用和动手能力上有很大欠缺，学生的收获也仅限于理论和图纸。

2.3缺少创新能力的培养

现在一些验证性实验课题过多，设计性课题过少，这使得学生缺乏主观能动性的发挥，况且某些设计性实验课题已经沿用多年而没有更新，其方法步骤、考核内容都已有了随处可找标准答案，不少学生会忽略设计过程中的论证，分析和计算，只是去参考答案或者拷贝资料，这直接给创新能力的培养效果带来负面的影响。而且一些课程设计的题目也过于陈旧，缺乏新意，不利于激发学生的创新性思维。虽然许多院校都举办了机械设计竞赛之类的比赛，但最终参与到其中的学生却是非常少数的，所以还是要从教学手段中入手找出问题并解决。

3机械设计教学的改进

3.1提高实践教学质量

教学过程要加强实践环节，多让学生自己動手操作，坚决杜绝“走过场”形式的实验教学，要让学生在获得成就感的同时能将理论知识运用到实际中。另外，也可以尽可能多的为学生提供实习机会，让他们多了解实际生产状况，对生产设备进行熟悉和了解。这对学生在工作岗位的适应能力培养有着非常重要的意义。

3.2重视创新能力的培养

设计性课程要注重课题的更新，丰富多变的课题才能让学生收获更多，提高创新能力，同时也可以有效检验教学质量。在教学中要避免过多的指导，鼓励学生多翻阅资料，独立思考，引导他们整理资料，分析数据，形成以学生为主体的创造性机械设计课程。教师在做到不轻易否定学生的想法，鼓励学生开拓思路的同时，也要做到课堂教学创新，改变单一的教学方式，提升学习趣味性。

3.3重视学科交叉，加强基本能力的培养

机械设计技术的数字化、微纳化，使得其数学、物理等基础学科以及计算机学科的支撑越来越重要，所以在教学过程中要多穿插基础学科的知识，还要将先进的计算机辅助技术引入到课程当中，努力做到机械设计教学的与时俱进。

4结语

当下的机械设计教学要结合时代特点，并立足于当前科技发展对工程技术人才的培养需求，做出合适的改动和升级，就能做好与时俱进的准备，实现学科进步，更重要的是能为社会发展做出长足的贡献。

参考文献

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[2]刘兴龙.我国机械设计教学现状的思考及建议探究[J].中国高新区，2018（02）：55+57.

[3]管荣根，顾玲.《机械设计》课程的创新教学实践[J].高等教育研究，2004（01）：85-86+90.

基金项目：本文是南京理工大学2020年“本科教学改革与建设工程”项目一流课程建设（JY1.2.2）研究成果。