机械设计课程设计教学模式

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摘要：机械设计课程设计不仅是机械设计课程的重要实践环节，而且还融合了机械设计基础、机械制图、机械制造基础、极限配合与测量技术等课程的应用，对于培养学生理论联系实际有着极其重大的指导意义。因此如何正确开展机械设计课程设计的教学工作是本专科院校需谨慎重视的问题。本文将对机械设计课程设计的教学改革进行探究，并对机械设计课程设计教学过程中存在的问题进行分析，根据这些问题提出相应的策略，从而探索更为合理的教学模式。

关键词：机械设计；课程设计；教学；3D；探讨

一引言

我国智能制造发展需经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段，中国产业的发展从过去的低端“仿造”向中高端“自主研发”方向迈进。中国建材集团董事长宋志平在“中国发展高层论坛2017”演讲中指出“中国企业走向国际市场是发展的必然，中国正面对产业链高端向发达国家回流，产业链低端向成本更低国家转移的双重挤压”[1]。而我国想脱离这种困境，从“中国是世界工厂”变成“世界是中国工厂”，有必要对我国高等院校高素质人才的培养目标做出调整。特别是对于工科院校学生除了掌握理论知识更应注重工程实践能力的培养，以满足现代化企业对高技术技能型人才的需求。机械设计课程设计是机类、近机类、准机类等专业必须掌握的一门重要实践课程[2-4]，目前，我国高等院校对机械设计课程设计的教学存在培养目标滞后企业、课程体系重理论轻实践、学生创新意识与创新能力严重不足、教师的教与学生的学与企业人才需求严重脱节、教学激励机制不完善、学生厌学等问题。因此，高等院校机械设计课程设计教师要有“与时俱进”的教学理念，具备“服务企业、服务社会”的服务意识，教学中应充分体现机械设计课程设计的实用性、专业性和创新性。

二机械设计课程设计教学模式探讨

（一）机械设计人才需求调查分析的重要性

通过对机类/近机类主要专业的人才培养目标、就业岗位、工作任务、岗位职业能力等内容进行调查分析，明确机械设计课程设计教学在实现各专业人才培养目标中的作用和地位。为了使不同专业的毕业生能够与本专业工作岗位进行“零”距离对接，培养符合不同行业、企业需要的高素质、高技能应用型人才，突出对专业或专业群的支持服务功能，在区分共性、个性的基础上，有必要进行人才需求调查分析，及时调整教学内容，突出对不同专业的理论与实践教学特色，甚至针对性的设计机械设计课程设计题目，杜绝抄袭现象的发生。

（二）推行因“专业”嵌入3D软件

目前，国内外许多大学和培养机构采用3D模式进行机械设计课程设计教学与实验研究。2012年大连理工大学舒宏等[5]提出在制图课程中融入形体、零件三维建模，部件的装配与驱动关系，直观地理解零件的形状、配合、部件的工作原理等。2015年塔里木大学的李勇等[6]将机械制图、三维实体设计、机械设计、加工制造四门课程的内容运用到机械设计课程设计中有机的融为一体，提供了一种新型的教学模式，且在该模式下教学效果突出。2018年王鑫等[7]借助Inventor软件设计机构和零件，完成三维建模并输出二维工程图，提高了学生参与实训的兴趣，同时改善了教学效果。在研究大量国内3D技术在教学中应用取得的成果，均得出一个结论：教学效果显著。其主要原因在于该种教学方法实现了机械结构设计构思的三维性与设计表达三维性的统一，突破了传统设计的三维构思、二维表达之间的割裂，可大大提高机械设计的效率与质量，有利于培养学生机械创新设计和工程综合分析能力。而机械设计课程设计恰恰就是一个三维想像、构思的过程，最原始的、不够清晰的设计结果即是头脑中的三维雏形。学生对于设计的恐惧就是不知如何在图纸上用二维图表达头脑中的三维雏形，也就是说学生在二维表达上是短板，学生设计的难点恰恰在于头脑里有物，无法准确表达出此物。有了3D软件，利用它快速将头脑中的三维构思表达出来，并借助于3D软件能够快速实现三维到二维工程图的转换，这种设计方法对学生（设计者）来说就变得简单易行、得心应手了。因此，在认真分析各专业的就业岗位、工作任务、知识和技能要求的基础上，重新构建机械设计课程设计体系和教学内容，制定突出职业能力培养的课程标准，把职场要求与本课程设计待用3D软件有机地融合在一起，使课程设计教学既能满足机类专业应用能力培养，又能兼顾近机类专业和行业的不同实际需要，使各专业的课程设计教学按“需”所“取”3D软件，实现各具特色的教学内容与岗位技能对接、校内学习与实际工作一致，不仅极大地提高学生的职业岗位能力，而且丰富了课程内容，加深所学知识，同时可使学生更好地适应现代化的发展进程，做一个与时俱进的机械人。

（三）探索建设一支“多面手”的教学团队

要较好地推行3D模式下机械设计课程设计的教学任务，达到培养学生以学致用岗位技能的目的，必须要有一支精通各专业、行业3D设计软件的“多面手”教师队伍。“多面手”要求教师不仅要具有从事教育工作的专业知识，而且要充分了解企业职员的操作技能，更要要求教师对3D技能及三维变二维过程熟练掌握。新时期的机械设计课程设计教师不仅要机械设计领域水平高，而且要对所授学生对应的专业要相当了解，熟悉专业知识，具备专业目标岗位的操作技能，熟知该专业对机械设计课程设计水平的要求。充分调研各专业、各行业对机械设计课程设计的应用需求，是本课程实现育人模式教学质量的保障，因此应通过充分调研各专业、各行业的实际需要来培养师资，努力探索培养“多面手”教师队伍的途径和方法。

（四）因进度教学、避免抄袭

传统的机械设计课程设计从任务到结构设计，从强度计算到尺规绘图，真可谓是汗水与耗时齐飞，模仿共抄袭一色，其问题重点在于教师的“懒”与学生“勤”，所谓教师的“懒”指任务布置下去后，不及时检查或辅导，而学生又是第一次进行综合性的设计，导致心里没底，于是出现了学生的“勤”，“勤”指学生会不厌其烦的利用手机、电脑、平板等现代手段查找可参考的材料，甚至找到一模一样的材料直接来用。若要杜绝这种现象，可从教学进度的安排入手，按时按量的进行教学辅导与检查，特别是三维及二维设计，这个过程水平再高的学生也需要时间来做，因此，可按课程设计步骤为主线，循序渐进、由浅入深，以“易用，够用”为宗旨，按计算进度及结果一天一检查、三天一辅导的来安排教学，不仅能让学生有疑可解，有问可答，而且能有效地避免抄袭现象的发生，更能有质有量的完成课程设计。

三总结

机械设计课程设计是机械设计课程的重要设计性、实践性教学环节，是学生在教师指导下第一次独立进行的工程设计训练，目的是引导学生树立正确的工程观点，形成科学的设计思想，进而提高学生的工程实践能力。对机械设计课程设计的掌握程度直接影响到学生的专业课程学习及毕业后对专业工作的适应性，因此它在专业培养目标框架下的实践性课程体系中处于核心地位。高等院校机械设计课程设计受传统教学思维的固化，造成学生所掌握的知识与企业严重脱节，因此需要重构适合我国改革发展核心需求的机械设计课程设计方案，积极探索创新式的教学模式，进一步优化、探询机械设计课程设计现代化教学方法。推动机械设计课程设计发展，一要紧跟企业、行业发展方向，强化理论与实际、实际与理论间的联系，突出培养学生的实践能力。二要完善教学形式、教学内容，加强嵌入现代化行业软件应用的教学比重，构建新模式，优化实践教学，重视教与学反转换位认识，促进创新教学。三要教师做到“与时俱进”的多面手，教材更新及时，实行校企联合办学。四要有意识的锻炼教师与学生的创新思维，“多看多想”加强加大相关文献的阅读、市场的调研，定期撰写相关论文或总结性的报告。

参考文献

[2]刘磊,刘爱辉.浅谈机械设计基础课程设计的教学模式[J].教育现代化,2018,5(39):222-223,235.

[3]杨可桢,程光蕴,李仲生,等.机械设计基础(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[4]贺红林，封立耀.新编机械设计基础课程设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2018.

作者：王利霞 冯占荣 刘文光 单位：南昌航空大学 航空制造工程学院