机械设计课程设计教学研究(20210424140934)

1、机械设计课程设计教学研究一、引言机械设计课程设计是机械设计课程的一个十分重要的 实践教学环节，旨在培养学生运用机械设计及其他先修课程的相关知 识解决工程实际问题的能力。通过课程设计这一环节的训练，强化 学生对机械设计课程的相关知识的理解，对一般机械零件设计的准 则、方法和步骤有一个系统全面的掌握，充分培养学生的机 械综合设计能力、工程应用能力和创新能力，为后续的专业课学习和毕业设计奠定良好的基础。随着我国高校教育教学体系改革的不断发展与深入，机械设计课程设计这一实践教学环节也越来越受到重视1 O机械设计课程设计教学改革己成为高校机械类专业教学改革的一项重要内容。二、机械设计课程设计教学现状分析

2、随着我国高校教育教学改革的不断深入，机械设计课程设计 的教学改革也受到了越来越多的关 注。由于机械设计课程设计的改革成效不仅取决于其自身的改革， 还受到机械设计课程教学改革的制约，虽然近年来不少专家学者进行 了大量针对性的研究，但目前仍未能有效解决在设计内容、教学模 式、评价标准等方面的问题，难以充分发挥其在培养学生应用创新能 力方面应有的功能，与当前应用创新性人才培养的总体要求还有较大 的差距。具体而言，目前的机械设计课程设计教学还存在以下几个方 面的问 题。1. 设计题目单一，设计内容雷同。目前的机械设计课程设计绝 大多数为二级减速器的设计，原因在于减速器为典型的通用设备，包 含了机械设计

3、课程中介绍的几何所有零件类型，对于学生掌握常用零 件的设计方法有重要意义，但是，这种沿用了几十年的单一设计主 题模式，已难以适应现代人才培养模式的要求2 o由于设计题目 单一，导致学生的兴趣大打折扣，难以调动其积极性。虽然是一人 一题，但都只是在具体的设计参数上有所差别，在设计内容、设计步 骤方面无任何区别，因此，仍难以从根本上杜绝抄袭现象。同时由于 设计过程过于程序化，相关教材与资料上都有详细介绍，容易使学生 感觉枯燥、乏味，不能充分发挥其创造性思维。2 .教学方法僵化，教学手段守旧。目前机械设计课程设计基本 上是沿用传统的教学方法，即在任课教师拟定设计题目后，学生按 照课程设计指导书介绍的

4、方法和步骤依次完成方案设计、零部件设计 计算、装配图设计、零件图绘制、设计说明书撰写和答 辩。由于这一 套流程多年来已基本程序化，学生只需机械地照搬，依葫芦画瓢即 可，难以展开创新性思维，而任课教师的指导工作主要是督促学生 按照设计流程完成各项具体任务和解答学生设计过程中的细节问题， 较少注重学生的独立思考与创新能力的培 养。虽然CAD技术等先进设 计技术在机械设计领域已广泛应用，但目前的机械设计课程设计大多 仍采用图板绘图，虽然这样做不仅可以培养学生的手工绘图能力， 还能减少学生相互投机抄袭的机率，但并不能因噎废食，毕竟计算机 绘图已是目前机械设计的主流。3.计划安排不周全，评价标准不科学。

5、机械设计课程设计一般 与机械设计课程教学安排在同一学期，在授课结束后的学期末进行。 由于考试科目较多，许多学生忙于应付考试，难以集中精力进行课程 设计，因而课程设计质量难以保证。部分高校为了便于管理，将学 期的最后一周设为考试周，致使整个课程设计阶段，学生的主要精力 都用于准备考试，对课程设计不重视，甚至是敷衍应付，致使课程 设计流于形式。此外，课程设计成绩的评定也缺乏科学、规范的标 准，基本上由任课教师自行确定。目前的机械设计课程设计考核主要 从四个方面进行考核：平时考核，包括考勤、进度、态度和独立完 成能力等；图纸考核，包括结构正确性、整洁性和规范性；设计说 明书考核，包括内容完整性、正确

6、 性和规范性；答辩考核，包括回答 问题的正确性和使用手册的熟练性。虽然这种评价方式相对比较全 面，但只是一种事后评价机制，缺失了对学生进行正确引导的功能， 而且在实际执行时缺乏量化指标，主观性较强，受学生扩招的影响， 一名教师往往指导多个班级的课程设计，每个班级学生多达40多 人，教师很难把握每名学生的具体情况。此外，现有评价体系中对 学生创新能力的评价尚未引起足够重视，难以激发学生创造性思维与 创新能力的培养。三、改革的具体措施为了有效提高机械设计课程设计的教学质 量，强化学生工程实践能力和创新能力的培养，解决目前存在的上 述问题，必须从设计内容、设计模式、教学方法和考核评价等各个 方面进行

7、全面改革，建立一套系统高效的机械设计课程设计教学体 系。总体而言，改革应从以下几个方面进行。1.优选设计课题，强调应用与创新能力的结合。针对目前设计 内容单一、设计流程固化的问题，应结合课程教学要求与专业培养 计划精心选择设计题目，优化设计内容，不仅要深化学生对 课堂教 学内容的理解与消化，强化其工程应用能力的培养，还要兼顾学生 的创新能力的培养。传统的减速器设计题目虽然单一，但其涵盖了机 械设计课程教学中涉及的几乎全部零件，有助于学生掌握通用机械的 设计方法，是其他任何类型的机械结构都不可替代的。因此，应在保 留减速器设计内容的基础上，选择更加灵活、更富有创造性的设计题 目，如搬运机器人、牛

8、头创床、糖果 包装机等。这些题目既涉及到机 构方案选择与运动原理分析，又涉及到减速器等具体零部件的设计计 算，在方案设计时可以培养学生的创造性思维与创新意识，在详细 设计时则强化了学生对一般零部件设计的具体方法，有效实现了应用 能力与创新能力的结合。同时，也深化了机械原理相关知识的掌握与 应用，实现了机械原理与机械设计课程的有效结合。考虑到课程设计 周期较短，上述课题难以单独完成，应采用课题组形式，每个课题组2 3人，承担一个设计课题。总体方案由小组全体成员共同完成，每 个成员独立完成一部分零部件的详细设计。采用这种模式既可培养学 生的团队意识和协作意识，也能培养学生的独立工作能力。2. 改进

9、设计模式，由简单模仿向深度思考转变。传统的课程设计虽 然在形式上是一人一题，但除了具体参数有所差别以外，设计内 容、设计步骤及方法都是一模一样的，且相应的课程设计指导书中均给出了相应的案例，学生只需简单地模仿即可完成全部设计任务。许 多学生在设计过程中依葫芦画瓢，生搬硬套，甚至在 别人的设计结果 基础上修改参数变成自己的设计，导致课程设计的基本教学要求都难 以保证。通过改进设计模式，采用分组设计 模式，使设计题目真正 做到差异化，总体方案与设计步骤必须通过团队协作和个人深度思考 完成，杜绝简单模仿甚至抄袭的可能性，有效培养学生的创新思维与 创新意识。其次，为了防止课程 设计与期末考试冲突，对有

10、课程设计 任务的学生，应在课程设计之前进行课程考试。对于目前实行小学 期制的高校，将课程设计安排在小学期更为合理。此外，为了更好地 促进课程设计效果，改变目前课堂教学与课程设计完全分离的模式， 将两者融为一体，即在课程开始时将课程设计的任务下达到每个学生，学生在课程学习过程中便开始构思并不断完善设计方案，熟悉设计方案中涉及的相关零部件的设计方法,不仅为后期的正式设计奠定了良好的基础，也可激发学生的课堂学习兴趣，真正做到有的放 矢、学以致用。3. 丰富设计手段，熟练掌握多种现代设计方法。装配图与零件图的绘制是机械设计课程设计的一项重要内容，目前绝大多数高校 仍要求学生采用手工绘图，有多方面的原因

11、：一是没有足够的机房 和电脑供学生使用；二是为了锻炼学生的手工绘图能力；三是防止学 生抄袭，因为不同学生图纸内容基本相同，仅参数不同，采用电子 图纸更易于修改抄袭。然而，CAD绘图已成为目前制造领域的主流，计算机绘图已成为大学生必须掌握的基本技能，因此高校教务部门和任课教师应积极创造条件，尽可能让学 生采用CAD 绘图，至少要做到部分图纸采用计算机绘制。此外，虚拟仿真、有限 元分析等现代设计技术在机械设计领域也得到了广泛应用，为了使学 生更好地适应社会需求，课程设计中应增加相应的训练内容，让学 生熟练掌握多种常用的现代设计技术，为后续的学习及就业奠定良好 的基础。4. 规范考核评价体系，激发学

12、生学习兴趣与潜能。考核评价体 系是课程设计教学体系的一项重要内容，既是检验学生课程设 计完成 质量的标准，也是教师总结改进教学方法的依据。建立规范科学的 考核机制不仅可以有效引导学生按照教学要求高质量、高效率地完成 课程设计，也可激发学生的学习兴趣与自主思考的 潜能。针对目前机 械设计课程设计考核模式存在的弊端，将考核 评价纳入课程设计的全 过程，实行分阶段考核模式，依次进行设计方案考核、设计过程考 核和设计结果考核。设计方案考核重点考核设计方案的创新性、合理 性、实用性，激励学生在实用背景下进行创新设计；设计过程考核侧重考核学生结构设计的合理性、设计手册与设计软件使用的熟练程完整性和度、完成设计任务的独立 性与积极性等；设计结果考核则是对设计 图纸、设计说明书进行 考核，重点检查设计计算的准确性、 设计图纸的正确性、规范性，对于手绘图纸还应兼顾整洁性。为了 检验学生对设计中相关知识的理解与应用，并及时解决出现的问题， 将答辩考核分 散到设计过程中，重点针对学生设计中出现的问题进行 质询，使答辩不仅只是一种考核形式，更可作为解决学生设计中岀 现问题的一种手段，强化学生对相关知识点的理解与掌握。采取分 段式考核方式，可将学生对设计结果的关注转为对设计过程的重视， 防止投机取巧和模仿抄袭等现象的发生，有效保