機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)探討

時(shí)間:2022-02-25 09:55:25

導(dǎo)語(yǔ):機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師,歡迎參考。

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)探討

摘要:以我國(guó)高校課程《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》為研究對(duì)象進(jìn)行梳理總結(jié),該課程研究經(jīng)歷了從“高校重視機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)革新,實(shí)踐教學(xué)研究薄弱”到“機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革,實(shí)踐教學(xué)研究稍有增強(qiáng)”再到“課程設(shè)計(jì)從機(jī)械設(shè)計(jì)研究中分離,實(shí)踐教學(xué)研究多元化”的發(fā)展過(guò)程,并對(duì)今后的研究趨勢(shì)提出建議,以期為推動(dòng)機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)改革、提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

關(guān)鍵詞:地方工科高校;實(shí)踐教學(xué);機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是機(jī)械類(lèi)及近機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的傳統(tǒng)經(jīng)典課程,也是一門(mén)重要的實(shí)踐課程。作為機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),課程設(shè)計(jì)通常是在《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論課程結(jié)束以后的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行,旨在通過(guò)課程設(shè)計(jì)將學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算能力,熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō),課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐過(guò)程,也是培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力的重要過(guò)程,對(duì)提升分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題及產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的作用越來(lái)越突出。然而,隨著機(jī)械行業(yè)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的推出及中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的提出,社會(huì)對(duì)高校應(yīng)用型人才產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的要求越來(lái)越高,對(duì)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程意識(shí)欠缺、綜合設(shè)計(jì)能力不足等方面提出了許多批評(píng)和不滿(mǎn),對(duì)課程設(shè)計(jì)能否真正發(fā)揮課程的整體育人功能,能否實(shí)現(xiàn)教育目的至關(guān)重要[1]提出質(zhì)疑。加強(qiáng)學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)迫在眉睫。梳理和總結(jié)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》課程研究發(fā)展,對(duì)于進(jìn)一步加大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)改革,提升學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力及綜合應(yīng)用能力,推進(jìn)機(jī)械類(lèi)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)供給側(cè)改革有著十分重要的理論意義和價(jià)值。

1學(xué)術(shù)界研究概述

在中國(guó)知網(wǎng),以“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”為篇名,時(shí)間跨度為1915—2017年進(jìn)行搜索、發(fā)現(xiàn)1989年之前沒(méi)有查到以“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”為篇名的研究論文,1990—2017年近30年,共檢索相關(guān)論文120多篇(不含獨(dú)立學(xué)院、高職院校)。通過(guò)計(jì)量可視化分析發(fā)現(xiàn),學(xué)術(shù)界對(duì)該課程的研究并不多,且研究呈波折上升趨勢(shì)。檢索報(bào)告顯示,基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)文獻(xiàn)的查全查準(zhǔn)。為使研究不成為無(wú)源之水、無(wú)本之木,本文又以“機(jī)械設(shè)計(jì)”“課程設(shè)計(jì)”為篇名在知網(wǎng)進(jìn)行搜索,發(fā)現(xiàn)“機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)”最早有記錄可尋的是發(fā)表在1929年《教育與職業(yè)》第6期黃鹿珊起草的《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程綱要》,綱要中言簡(jiǎn)意賅,簡(jiǎn)明扼要地介紹了該課程的學(xué)科、年級(jí)、周學(xué)時(shí)數(shù)、預(yù)習(xí)課程及教程、教法和標(biāo)準(zhǔn)用書(shū)等,同時(shí)也闡明了該學(xué)科的性質(zhì)、培養(yǎng)目標(biāo)及課程設(shè)計(jì)方法,應(yīng)用學(xué)理及經(jīng)驗(yàn),計(jì)算器械各部之大小,制成圖畫(huà)。教材以學(xué)生將來(lái)服務(wù)工廠時(shí)之實(shí)用為主;授以各種原件的設(shè)計(jì)方法,以為一般機(jī)械設(shè)計(jì)之基礎(chǔ)[2]。至此之后,直至1980年的50年時(shí)間里,有關(guān)“機(jī)械設(shè)計(jì)”的專(zhuān)門(mén)研究論文零星出現(xiàn)?!罢n程設(shè)計(jì)”研究的最早記錄是在1954年發(fā)表在哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)上的兩篇文章,均與高校機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)無(wú)關(guān)。因此,可以看出《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》作為一門(mén)獨(dú)立課程研究是從1990年開(kāi)始的。

2我國(guó)高?!稒C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)的研究歷程

機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出的設(shè)計(jì)任務(wù),應(yīng)用當(dāng)代各種先進(jìn)的技術(shù)成果,求得一個(gè)在技術(shù)上盡可能完善,經(jīng)濟(jì)上合算,外觀上滿(mǎn)足美學(xué)要求,并能集中反映先進(jìn)生產(chǎn)力的研制機(jī)械產(chǎn)品的方案和手段[3]。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分,是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要的因素。2.1高校重視機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)革新,實(shí)踐教學(xué)研究薄弱。1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題引發(fā)重視。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的生命線(xiàn)。建國(guó)初期,受生產(chǎn)力水平低的影響制約,我國(guó)機(jī)械化生產(chǎn)程度不高,產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題飽受企業(yè)界詬病。與國(guó)外先進(jìn)水平比,國(guó)內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品要落后近20年,甚至更多,遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足四個(gè)現(xiàn)代建設(shè)的需要。隨著機(jī)械工業(yè)服務(wù)方向由重工業(yè)和基本建設(shè)向技術(shù)改造轉(zhuǎn)變,國(guó)內(nèi)基建投資壓縮,國(guó)外大量機(jī)械設(shè)備引進(jìn),機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力差、設(shè)計(jì)水平低導(dǎo)致機(jī)械行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平低主要表現(xiàn)在效率低、能耗高;性能低、壽命短、安全差等方面。如何提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平一直是困擾行業(yè)企業(yè)界的主要問(wèn)題。學(xué)者們認(rèn)為,高水平的機(jī)械產(chǎn)品,首要的是必須提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平。在1980年的一機(jī)部科技情報(bào)所產(chǎn)品設(shè)計(jì)會(huì)議,5位部長(zhǎng)一致指出產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性,并將加強(qiáng)科研、設(shè)計(jì)力量,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平,加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代作為重點(diǎn)工作。2)設(shè)計(jì)方法革新紛呈。最初機(jī)械設(shè)計(jì)方法主要依靠設(shè)計(jì)者的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和遠(yuǎn)見(jiàn)。60年代初期至80年代中期,隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價(jià)值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展,制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料的積累以及計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用,產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學(xué)計(jì)算。高校學(xué)者和科研單位人員結(jié)合當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)計(jì)水平差距和發(fā)展趨勢(shì),意識(shí)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須從經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向以試驗(yàn)研究、積累數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的自行設(shè)計(jì)[4],于是將更多的目光聚焦在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法改進(jìn)的研究上。一些新的技術(shù)理論和方法,如最優(yōu)化技術(shù)[5]、系統(tǒng)法[6]、正交表優(yōu)化設(shè)計(jì)法[7]、可靠性設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[8]、有限元分析[9]、專(zhuān)家系統(tǒng)方法[10]等紛紛被引入到機(jī)械設(shè)計(jì)中,機(jī)械設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新和改革在一定程度上提高和改進(jìn)了產(chǎn)品的性能和利用率。3)高校實(shí)踐教學(xué)形同虛設(shè)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題是能力問(wèn)題,設(shè)計(jì)能力的獲得主要從實(shí)踐中來(lái)。設(shè)計(jì)能力的高低從另一個(gè)側(cè)面也反映出高校人才培養(yǎng)質(zhì)量問(wèn)題。資料表明,從1960—1980年初期,涉及高校機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)研究的相關(guān)資料和論文少之又少,學(xué)術(shù)界對(duì)高校機(jī)械設(shè)計(jì)課程加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、提升學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的研究明顯不足。1958年,為貫徹國(guó)家教育與生產(chǎn)勞動(dòng)相結(jié)合的教育工作方針,學(xué)校雖然廣泛開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),但由于現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)沒(méi)有陳列室,也沒(méi)有教學(xué)模型,現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)完全變成現(xiàn)場(chǎng)講課。再加之現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的目的、要求、內(nèi)容和方式不明確,因此,現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的效果并不令人滿(mǎn)意[11];1959年,葛守勤首次提出了高校機(jī)械設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)問(wèn)題,在《提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量的幾個(gè)問(wèn)題》研究論文中提及,“在教師與高年級(jí)學(xué)生中,進(jìn)行真刀真槍的整套機(jī)械設(shè)計(jì),對(duì)師生來(lái)講,過(guò)去是一件從來(lái)不敢碰的工作”[12]。由此可見(jiàn),當(dāng)時(shí)的高校應(yīng)用型學(xué)科實(shí)踐教學(xué)形同虛設(shè),學(xué)生設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)得不到重視,教學(xué)上重理論、輕實(shí)踐現(xiàn)象十分嚴(yán)重。2.2機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革,實(shí)踐教學(xué)研究引起關(guān)注。1)課程教學(xué)改革頂層設(shè)計(jì)。十二屆三中全會(huì)之后,人才逐漸成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵力量,人才缺乏問(wèn)題也逐漸突顯。要解決人才問(wèn)題,必須大力發(fā)展教育事業(yè)。1985年5月27日,中共中央會(huì)議通過(guò)《中共中央關(guān)于教育體制改革的決定》,旨在提高民族素質(zhì),多出人才、出好人才。《中共中央關(guān)于教育體制改革的決定》明確指出,“改革教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法、教學(xué)制度,提高教學(xué)質(zhì)量”“增加實(shí)踐環(huán)節(jié),減少必修課,增加選修課”。為進(jìn)一步搞活教學(xué),提高質(zhì)量,1987年,原國(guó)家教委將原機(jī)械零件課程更名為機(jī)械設(shè)計(jì),正式批準(zhǔn)了全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)小組于1986年10月審訂通過(guò)的《高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)(原機(jī)械零件)課程教學(xué)基本要求》[13],并對(duì)教學(xué)大綱的制訂進(jìn)行改革,批準(zhǔn)試行教學(xué)《基本要求》?!痘疽蟆分饕獙?duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的理論教學(xué)、設(shè)計(jì)作業(yè)、課程設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)三個(gè)重要方面提出了基本要求,各學(xué)校可在此基礎(chǔ)上制訂適合自己特色的教學(xué)要求。學(xué)校自主編制教學(xué)要求,引發(fā)了學(xué)者們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)重新的思考和質(zhì)疑,對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式提出了新的挑戰(zhàn)。2)高校實(shí)踐教學(xué)初步探索。80年代末,機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革的呼聲日益增強(qiáng),相關(guān)研究文章稍有增多,研究?jī)?nèi)容也更廣泛,涉及高校課程實(shí)踐內(nèi)容、設(shè)計(jì)選題、設(shè)計(jì)時(shí)間等方面。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)除安排一次減速器拆裝實(shí)驗(yàn)外,都安排為課堂講授。教學(xué)方法單一、呆板,教師辛辛苦苦備課、講課,而教學(xué)效果欠佳,學(xué)生缺乏主動(dòng)性和靈活性[14]。機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)在選題和時(shí)間上都需進(jìn)一步加強(qiáng)。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)專(zhuān)用周應(yīng)增加到一周半,近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)增加一周課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)[15]。許尚賢提出了機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容逐步更新方法,建議將具體零部件設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)相結(jié)合。王昆結(jié)合華中理工大學(xué)機(jī)械制造一系機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教改實(shí)踐,將現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中,并取得了較好的效果?,F(xiàn)場(chǎng)教學(xué)模式的實(shí)施,表明實(shí)踐教學(xué)從注重理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`能力培養(yǎng),有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和探索精神,可以說(shuō)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程實(shí)踐改革向前邁進(jìn)了一大步。該領(lǐng)域的國(guó)外教學(xué)及改革情況也有介紹,為激活教學(xué),國(guó)外一些教授在教學(xué)中,不斷地介紹新信息,把本領(lǐng)域內(nèi)的前沿課題和教授本人的科研成果與心得反映到教學(xué)中來(lái)[16]。如許尚賢介紹了國(guó)外機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)情況;馮培恩介紹了聯(lián)邦德國(guó)高校機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃及改革情況等。2.3課程設(shè)計(jì)從機(jī)械設(shè)計(jì)研究中分離,實(shí)踐教學(xué)研究多元化。1990年以后,越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力不足達(dá)成共識(shí),認(rèn)為機(jī)械類(lèi)學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的重要性認(rèn)識(shí)不足、產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程意識(shí)欠缺、工程實(shí)踐應(yīng)用能力較差、設(shè)計(jì)浮于理論,存在照抄照搬現(xiàn)象,意識(shí)到課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)于育人的重要性,逐漸將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)作為獨(dú)立的研究對(duì)象進(jìn)行研究,課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)研究呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)。學(xué)者們的研究思路一般從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題入手,進(jìn)行案例分析和思考,提出改革措施,研究焦點(diǎn)主要集中在學(xué)生能力培養(yǎng)、課程設(shè)計(jì)的理念、時(shí)間、選題及設(shè)計(jì)技術(shù)革新、教學(xué)方法等核心要素上。1)課程設(shè)計(jì)教學(xué)理念。有學(xué)者提出在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中引入CDIO工程教育理念、多理念融合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念;2017年,有學(xué)者提出了全流程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路,如整機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)訓(xùn)練[17],讓學(xué)生在指導(dǎo)教師給出的設(shè)計(jì)主題范圍內(nèi)自行設(shè)計(jì)一個(gè)整機(jī)產(chǎn)品;全程體認(rèn)式課程設(shè)計(jì)[18],即整機(jī)設(shè)計(jì)的全程訓(xùn)練,旨在提高學(xué)生產(chǎn)品全流程設(shè)計(jì)能力,可謂是產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念變革上的新趨勢(shì)。2)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方式。有學(xué)者提出采用“隱閉式”設(shè)計(jì)[19],根據(jù)設(shè)計(jì)要求由學(xué)生自己確定傳動(dòng)總體方案;分層次指導(dǎo),根據(jù)學(xué)生成績(jī)按一般、好和優(yōu)秀進(jìn)行分類(lèi)指導(dǎo);分階段協(xié)作設(shè)計(jì),即應(yīng)在課程設(shè)計(jì)的不同階段提出不同的要求,完成不同的任務(wù)。3)課程設(shè)計(jì)時(shí)間。有學(xué)者認(rèn)為,課程設(shè)計(jì)時(shí)間短、分散,且與課程教學(xué)脫節(jié)。一般高校機(jī)械課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排在機(jī)械設(shè)計(jì)課程講授結(jié)束后進(jìn)行,不但與課程教學(xué)脫節(jié),且要求2~3周內(nèi)完成,學(xué)生的創(chuàng)新思維沒(méi)有得到發(fā)揮,更不用說(shuō)創(chuàng)造性設(shè)計(jì);也有學(xué)者認(rèn)為機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)這類(lèi)需通過(guò)大量訓(xùn)練才能獲得相應(yīng)技能的課程,其理論教學(xué)與設(shè)計(jì)訓(xùn)練時(shí)間最好錯(cuò)開(kāi)一段時(shí)間(如2~3個(gè)月)。針對(duì)此問(wèn)題,學(xué)者提出“先分散再集中模式[20]”“長(zhǎng)時(shí)間課程設(shè)計(jì)[21]”等方法,建議將課程設(shè)計(jì)貫穿到理論教學(xué)的全過(guò)程或延長(zhǎng)課程設(shè)計(jì)時(shí)間到1學(xué)期。4)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和選題。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和選題紛爭(zhēng)不斷,傳統(tǒng)與創(chuàng)新并存。課程設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題是選題和設(shè)計(jì)方法。合理地選擇課程設(shè)計(jì)題目的確十分重要,它直接影響到能否達(dá)到教學(xué)基本要求和在有限的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容陳舊,選題單一問(wèn)題,多年來(lái)學(xué)者一直紛爭(zhēng)不斷。有觀點(diǎn)認(rèn)為,當(dāng)前課程設(shè)計(jì)選題單一,內(nèi)容過(guò)時(shí)。20世紀(jì)80年代初期,國(guó)家教委機(jī)械設(shè)計(jì)課程指導(dǎo)組針對(duì)當(dāng)時(shí)單一地將常規(guī)齒輪或蝸桿減速器用作課程設(shè)計(jì)課題,顯然已不適合時(shí)代的要求說(shuō)法[22],提出編著《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題及指南》。1990年12月,該書(shū)由上海交大編著、高等教育出版社出版,所列選課程設(shè)計(jì)的選題以傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)為主,主要是上海交通大學(xué)60年代以來(lái)在課程設(shè)計(jì)改革工作方面的部分成果。近年來(lái),以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)向機(jī)械行業(yè)滲透,也極大地改變了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)概念。部分學(xué)者認(rèn)為當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)以減速器設(shè)計(jì)作為主題,甚至還沿用20世紀(jì)30年代前蘇聯(lián)加里寧工學(xué)院的做法,毫無(wú)創(chuàng)新,內(nèi)容陳舊,選題單一。也有學(xué)者結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐,肯定了減速器作為設(shè)計(jì)選題的合理性,且形成“不倒翁[23]”的地位。近年來(lái),更多的學(xué)者對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)選題內(nèi)容和路徑進(jìn)行了改革創(chuàng)新,在減速器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上豐富和拓展選題內(nèi)容或另辟蹊徑,建議由學(xué)生自主選題或結(jié)合科研項(xiàng)目、創(chuàng)新大賽選題、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題。雖然學(xué)者們對(duì)課題設(shè)計(jì)選題爭(zhēng)論不斷,但直至目前,我國(guó)大多數(shù)高等學(xué)校仍在采用齒輪減速器作為課程設(shè)計(jì)題目。5)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法、手段。國(guó)內(nèi)學(xué)者積極探索和嘗試機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)融入課堂教學(xué)方法,主要有分層實(shí)訓(xùn)教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法、銜接式教學(xué)等。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,為提高課程設(shè)計(jì)效率,學(xué)者們研發(fā)了豐富多樣的多功能模塊化的計(jì)算機(jī)軟件,并運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié),如三維設(shè)計(jì)制圖軟件和系統(tǒng)軟件DZCAI、Matlab、CADPro/E、UGNX等被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)制圖、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之中;JSDB答辯系統(tǒng)軟件適用于答辯環(huán)節(jié);三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件SolidWorks便于檢查和校核。

3《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)改革思路

近年來(lái),《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)改革受到越來(lái)越多國(guó)內(nèi)學(xué)者們的關(guān)注,對(duì)該課程的研究呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢(shì)。課程設(shè)計(jì)選題反映了課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容亟待更新,時(shí)代化、實(shí)用性的要求顯著增強(qiáng)。多樣化、多功能模塊化的信息技術(shù)軟件融入教學(xué),已越來(lái)越成為當(dāng)前我國(guó)高?!稒C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》課程改革的重點(diǎn);密切聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科國(guó)際發(fā)展趨勢(shì),開(kāi)拓設(shè)計(jì)視野,培養(yǎng)國(guó)際應(yīng)用型人才將是我國(guó)機(jī)械專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的方向。然而,現(xiàn)有資料表明,學(xué)術(shù)界對(duì)國(guó)外相同學(xué)科專(zhuān)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究還不足,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)科屬性及產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行理論探討研究還很缺乏;實(shí)證研究論文不多。總而言之,我國(guó)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)。3.1加強(qiáng)高校機(jī)械專(zhuān)業(yè)供給側(cè)改革,培養(yǎng)“創(chuàng)造型”人才。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力是高校機(jī)械類(lèi)應(yīng)用型人才必備的基本能力。在新經(jīng)濟(jì)背景下,在信息化飛速發(fā)展的今天,在我國(guó)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)、中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造發(fā)展的道路上,我國(guó)機(jī)械行業(yè)仍以實(shí)用、傳統(tǒng)行業(yè)為主,創(chuàng)新力、品質(zhì)關(guān)仍然是我國(guó)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn),機(jī)器的打磨、精度的控制、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等也是擺在制造業(yè)面前的難題。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)在裝備水平、自主研發(fā)、創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等方面還比較薄弱,高技能的創(chuàng)新型、創(chuàng)造型人才還很匱乏。在2016年10月的機(jī)械工業(yè)優(yōu)秀高技能人才、高技能人才隊(duì)伍建設(shè)先進(jìn)集體表彰大會(huì)上,中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)于珍指出,“高技能人才嚴(yán)重短缺是機(jī)械行業(yè)振興亟須解決的問(wèn)題?!弊鳛闄C(jī)械制造業(yè)人才培養(yǎng)供給基地的工科高校,在機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)理念、教學(xué)方式、人才培養(yǎng)模式上已暴露出更多的問(wèn)題,在學(xué)生的能力培養(yǎng)問(wèn)題上更是存在著“重理論、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象,校企合作、深度融合參與課程設(shè)計(jì)教學(xué)研究的力度還不夠。為提高教學(xué)質(zhì)量,高校必須從設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)方式、評(píng)價(jià)體系等多個(gè)方面進(jìn)行改革,加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)能力強(qiáng)、有創(chuàng)新精神的創(chuàng)造型人才培養(yǎng)。3.2樹(shù)立全流程產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)理念,加強(qiáng)學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)。設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)踐課程需要工程化設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練,然而現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)模式仍舊是書(shū)齋式做作業(yè)的方法,偏重于零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)表達(dá),對(duì)設(shè)計(jì)方案、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成及布局設(shè)計(jì)的構(gòu)思過(guò)程缺少足夠的重視,忽視構(gòu)思環(huán)節(jié)的必要訓(xùn)練是學(xué)生自主設(shè)計(jì)能力欠缺的重要原因之一。從系統(tǒng)理論角度講,產(chǎn)品設(shè)計(jì)是多因素約束條件下綜合求解的系統(tǒng)的、復(fù)雜的工程問(wèn)題,系統(tǒng)內(nèi)含部件、子部件、組件、零件等各個(gè)設(shè)計(jì)單元,每個(gè)設(shè)計(jì)單元都是一個(gè)實(shí)踐能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié)。樹(shù)立全流程產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)理念,就是遵循系統(tǒng)工程原理和產(chǎn)品設(shè)計(jì)自身屬性,建立“需求導(dǎo)向,以系統(tǒng)為中心,產(chǎn)品為目標(biāo)”的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)理念,運(yùn)用自頂向下、整合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn),正向逐層完成產(chǎn)品各單元設(shè)計(jì)任務(wù)的正向設(shè)計(jì)方法,在單一或集成的先進(jìn)技術(shù)軟件嵌入教學(xué)的環(huán)境中,建立結(jié)構(gòu)化的“從無(wú)到有、從虛到實(shí)、從粗到細(xì)”的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程和方法。實(shí)踐表明,進(jìn)行全流程產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的重要路徑。3.3加強(qiáng)設(shè)計(jì)信息化軟件運(yùn)用,推動(dòng)工科教育教學(xué)現(xiàn)代化。近20年以來(lái),信息技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論、方法、工具帶來(lái)了革命性的變革,運(yùn)用三維設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等設(shè)計(jì)信息化軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)已成為許多企業(yè)設(shè)計(jì)人員必備能力。新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合是《中國(guó)制造2025》的技術(shù)主線(xiàn),強(qiáng)化工業(yè)軟件與傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程的深度融合。然而,當(dāng)前設(shè)計(jì)信息化技術(shù)應(yīng)用嚴(yán)重滯后于制造業(yè)企業(yè),《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》的設(shè)計(jì)工具幾乎還是以二維設(shè)計(jì)軟件為主。因此,運(yùn)用設(shè)計(jì)信息化技術(shù)改造傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,改造升級(jí)課程體系,是推進(jìn)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)現(xiàn)代化,主動(dòng)適應(yīng)《中國(guó)制造業(yè)2025》人才培養(yǎng)需求的必由之路,它順應(yīng)了企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)從跟蹤仿制向自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變的歷史大趨勢(shì),順應(yīng)了信息技術(shù)推進(jìn)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)教育現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)。

作者:沈秋紅 陳青 單位:鹽城工學(xué)院