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1機械設(shè)計課程設(shè)計教學目前存在的問題

機械設(shè)計課程設(shè)計一般以傳動裝置中的減速器為設(shè)計對象，設(shè)計課題主要以圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動中任意兩者的組合構(gòu)成兩級減速器［2］。為達到獨立設(shè)計和團隊協(xié)作的目的，指導(dǎo)教師一般只進行方向性指導(dǎo)，切實培養(yǎng)了學生獨立設(shè)計工作的能力，普遍收獲較大。但通過指導(dǎo)和評閱機械設(shè)計課程設(shè)計，特別是隨著新工科建設(shè)和產(chǎn)學研合作的逐步深入，從中發(fā)現(xiàn)還存在一些必須引起重視和解決的問題。1．1教學方法固定且教學內(nèi)容不連貫。新工科背景下，現(xiàn)有機械設(shè)計課程設(shè)計在教學模式上存在教學方法固定、教學內(nèi)容不連貫問題，難以滿足學生個性化發(fā)展、特別是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。通常一位教師指導(dǎo)近40位學生，時間緊、任務(wù)重，在教學上采用“批量生產(chǎn)通用產(chǎn)品”的方法，要求學生按照指導(dǎo)教師規(guī)劃的設(shè)計框架，填充式完成模板內(nèi)各部分內(nèi)容，導(dǎo)致學生形成了以習題形式開展設(shè)計工作、以進度快和圖紙美觀為得分追求點的片面認識，這嚴重限制了學生思維和個性化開展工作的途徑，使學生欠缺對各部分內(nèi)容間連貫性和前因后果的考慮，設(shè)計過程難以體現(xiàn)出學生的創(chuàng)新能力。1．2課程設(shè)計環(huán)節(jié)與理論教學過程脫節(jié)。機械設(shè)計課程設(shè)計通常安排在機械設(shè)計課程結(jié)束后才統(tǒng)一布置設(shè)計題目，要求學生在三周內(nèi)完成設(shè)計工作任務(wù)，由于理論課程持續(xù)時間較長，且缺乏實際工程問題的設(shè)計訓(xùn)練，學生對理論課程知識點記憶淡化，需重溫和實操課程內(nèi)容而花費較多時間，造成課程設(shè)計時間緊張，學生都要加班加點，通宵達旦，對很對知識點的實際應(yīng)用來不及思考就在匆忙中完成課程設(shè)計［3］，在注重效率的情況下忽略了設(shè)計質(zhì)量。1．3課程設(shè)計選題陳舊單一。長期以來，課程設(shè)計的命題主要是根據(jù)機械設(shè)計所學內(nèi)容對通用二級齒輪減速器進行設(shè)計，相關(guān)指導(dǎo)書和網(wǎng)絡(luò)資源豐富，難免有部分學生存在抄襲和依葫蘆畫瓢的仿制現(xiàn)象，就導(dǎo)致學生缺乏學習的主動性、積極性，并少有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計［2］。因此，從命題角度看，現(xiàn)有課程設(shè)計缺少新工科背景下對產(chǎn)學研合作企業(yè)新型零件設(shè)計的考慮。1．4設(shè)計方法滯后。隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，如何利用先進的設(shè)計方法和技術(shù)手段進行新產(chǎn)品設(shè)計，最大程度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和節(jié)約開發(fā)成本，已成為同行們所追求的目標。一方面，目前機械設(shè)計課程設(shè)計仍要求學生采用手工繪圖，修改工作量較大，但往往繪圖效率較低且繪圖質(zhì)量層次不齊，也是導(dǎo)致學生不能如期完成設(shè)計任務(wù)的主要原因之一。另一方面，新工科背景下，機械產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計方法已逐漸改變，計算機輔助工程及其創(chuàng)新設(shè)計方法已被提升到了重要地位［4］。有限元分析作為先修課程，其所強調(diào)的對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、力學分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法已成為機械設(shè)計的重要方法，能有效減少不必要的手工重復(fù)計算。1．5考核方式單調(diào)。課程設(shè)計的指導(dǎo)通常注重方向性引導(dǎo)，已期望學生獨立完成整個設(shè)計過程的目的。因此，在最終考核上采取學生對設(shè)計過程答辯方式闡述，加之對完成圖紙及設(shè)計報告評分給出最終成績，缺乏對各設(shè)計環(huán)節(jié)的關(guān)注，缺乏設(shè)計過程中的交流與互動，難以有效調(diào)動學生學習積極性，對抄襲和獨立完成情況的判斷和最終成績的評定欠公平。

2新工科背景下基于問題的教改思路

新工科教育理念的提出對人才培養(yǎng)提出了更高的要求，隨之制定了新版人才培養(yǎng)方案。作為應(yīng)用型本科院校，機械類專業(yè)已全面實行卓越工程師人才培養(yǎng)模式，在人才培養(yǎng)過程中增加了實踐教學的比重，重視理論知識的同時更加重視實踐教學環(huán)節(jié)。因此，課程設(shè)計實踐教學環(huán)節(jié)的教改也迫在眉睫。本文在目前教學環(huán)節(jié)突出問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合新工科建設(shè)要求，對機械設(shè)計課程設(shè)計的教學提出以下教改思路。2．1問題引導(dǎo)下理論教學與課程設(shè)計同步進行。一方面在新工科背景下，更應(yīng)注重加強學生專業(yè)實踐的教學環(huán)節(jié)，在本課程進行前或課程實驗(機械零件認知)環(huán)節(jié)，有目的的將學生帶入產(chǎn)學研合作企業(yè)工廠參觀實習，在企業(yè)現(xiàn)場開展機械零件認知實驗，并了解企業(yè)生產(chǎn)實際需求，讓學生自行選擇或企業(yè)師傅推薦相關(guān)產(chǎn)品重點認知，作為自己課程設(shè)計目標;另一方面，在開展機械設(shè)計理論教學伊始，指導(dǎo)教師布置課程設(shè)計任務(wù)，將理論課學習和課程設(shè)計同步進行，按照理論課教學進度，學習完一部分理論內(nèi)容后，學生應(yīng)針對該部分理論知識完成課程設(shè)計中相應(yīng)模塊的設(shè)計、計算任務(wù)，將理論知識得以充分實踐，既增強學生應(yīng)用理論知識解決工程問題的能力，又保證課程設(shè)計任務(wù)順利完成。2．2產(chǎn)學研合作基礎(chǔ)上擬定課程設(shè)計命題。在題目設(shè)定方面應(yīng)盡可能從產(chǎn)學研或?qū)W生經(jīng)常開展專業(yè)實踐教學的企業(yè)工廠中獲得，保證學生能在開展實習實踐教學環(huán)節(jié)時經(jīng)常接觸，以提高感性認識。因此，搜集課程設(shè)計題目可通過與產(chǎn)學研合作企業(yè)的合作關(guān)系，主動了解企業(yè)需求，將工廠一線問題納入到課程設(shè)計中，明確設(shè)計目標，提高學生參與課程設(shè)計的主動性，將原有仿制產(chǎn)品設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生主動思考型。2．3運用先進設(shè)計方法提高產(chǎn)品開發(fā)效率。新形勢下，產(chǎn)品的開發(fā)過程更注重先進設(shè)計方法，不僅縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，又節(jié)省了大量開發(fā)成本。課程設(shè)計對學生能力的培養(yǎng)應(yīng)注重學生和工程技術(shù)人員過渡過程的培養(yǎng)，將三維設(shè)計軟件、二維繪圖軟件和有限元分析軟件引入到課程設(shè)計，學生可采用三維設(shè)計軟件完成系統(tǒng)方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用有限元分析軟件完成結(jié)構(gòu)受力、壽命模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程，最后使用二維制圖軟件完成零件圖和裝配圖的繪制，不僅提高了課程設(shè)計的含金量，同時也大大提高了產(chǎn)品設(shè)計和繪圖質(zhì)量，鍛煉了學生應(yīng)用先進設(shè)計方法進行產(chǎn)品開發(fā)的能力。2．4增加設(shè)計過程的評分比重。教育部印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》的文件中提到，在教學方面，應(yīng)嚴格過程考核，加大過程考核成績在課程總成績中的比重。因此，指導(dǎo)教師更應(yīng)注重在設(shè)計過程中與學生的交流和討論，在不同設(shè)計階段，及時了解和記錄學生設(shè)計情況，給予相應(yīng)評分，作為最終成績的重要組成成分，以調(diào)動學生學習的積極性，同時也能有效避免抄襲現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證最終成績能全面反映出學生的設(shè)計能力。

3結(jié)語

新工科建設(shè)是對傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造，更是以學生實踐能力本位的培養(yǎng)模式，這就要求更加注重學生實踐能力和創(chuàng)新能力的鍛煉。結(jié)合產(chǎn)學研合作，基于問題引導(dǎo)下的創(chuàng)新教學模式正是強調(diào)學生實踐基礎(chǔ)前提下提出的教學改革思路，以解決企業(yè)一線典型產(chǎn)品設(shè)計需求為目標，通過同步實施理論課與課程設(shè)計兩個環(huán)節(jié)，運用先進設(shè)計方法，重視和加大設(shè)計過程的評分比重，以滿足學生個性化發(fā)展需要，達到激發(fā)學生學習的主動些和創(chuàng)新能力的目的。

參考文獻:

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［3］湯曉明，潘曉紅．“目標引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動”下的課程設(shè)計與專業(yè)課教學同步的教改嘗試———以機械設(shè)計基礎(chǔ)課程為例［J］．大學教育，2019(01):58-60．

［4］李霞，陳建萍，魏敏，等．機械設(shè)計課程設(shè)計現(xiàn)狀與改革實踐的探索［J］．教育教學論壇，2016(25):63-64．

作者:劉宏 單位:北方民族大學機電工程學院