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關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ)；實踐環(huán)節(jié)；工程應(yīng)用
中圖分類號：G4
文獻標識碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.09.075
《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》作為《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的延續(xù)，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)，是工科院校機械類學生第一次獨立自主設(shè)計，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。也是一次對理論與實踐相結(jié)合的新教學模式的探索。
隨著社會和企業(yè)對人才需求的變化，要求機械類工程應(yīng)用人才具有扎實的理論知識基礎(chǔ)、良好的動手操作能力、獨立思考能力，具有發(fā)現(xiàn)、分析和創(chuàng)新性的解決實際工程問題的能力。這也對我國大中專院校的教學質(zhì)量提出了新的要求和目標。與此同時，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計作為一個重要的實踐環(huán)節(jié)也凸顯出了更大的意義。本文圍繞培養(yǎng)與企業(yè)需求相符合的工程應(yīng)用型人才這一目標，從機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學內(nèi)容、教學方法和考核制度等方面進行改進和實踐。
1“機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計”現(xiàn)階段存在的問題
1.1題目單一，束縛學生創(chuàng)新力
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計題目多為以減速器為主體的傳動機械裝置。主要包括對傳動參數(shù)計算、齒輪傳動設(shè)計、帶傳動設(shè)計、軸的設(shè)計、軸承和鍵等常用零部件的選用。該裝置比較全面地反映了機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容，成為各大高校常用的典型課程設(shè)計題目。采用“教師隨機輔導，學生自主作業(yè)”的教學模式，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。題目單一帶來的后果就是網(wǎng)上參考資料泛濫，或者往屆學生設(shè)計資料外流等各種原因造成的學生抄襲情況嚴重的現(xiàn)象。導致與學校開設(shè)這門課程的目的有所偏離，更重要的是這種現(xiàn)象嚴重束縛了學生的創(chuàng)新力。
1.2設(shè)計任務(wù)大，時間緊
機械設(shè)計課程設(shè)計實踐周期大多為三周，通常在理論課程后進行，根據(jù)學生專業(yè)基礎(chǔ)知識差異，可分為單級齒輪減速器和二級齒輪減速器。課程設(shè)計設(shè)計大量的參數(shù)計算，需要學生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上能夠熟練使用設(shè)計手冊，而且在設(shè)計過程中還需要全面考慮強度、剛度、密封、以及加工工藝等方面的問題，學生在缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗的情況下很難順利完成設(shè)計計算。同時在整個設(shè)計過程中還融合了工程力學和幾何公差與測量方面的知識。這些課程開始時間與課程設(shè)計間隔過長，很多學生無法快速學會將這些知識運用到課程設(shè)計當中。初次之外，繪圖工作量較大，一般要求學生手工繪制一張A1的裝配圖和兩張A3的零件圖，書寫一本課程設(shè)計說明書。種種原因都導致學生時間緊迫，無法在有限的時間里面完成優(yōu)秀的設(shè)計。
1.3管理方式存在差異
理論教學主要在課堂進行，有教師主導，嚴格按照教學計劃進度教學。而課程設(shè)計一般指定一個固定教室，以班級為單位。在課程設(shè)計期間，要求學生按照教學時間集中在教室進行學習，在此期間，教室隨機進教師對學生進行輔導和考勤。這種管理模式對學生的自律性要求極高，事實證明，大部分學生并不能嚴格按照要求時間節(jié)點完成設(shè)計任務(wù)，導致整個設(shè)計過程延后，設(shè)計質(zhì)量下滑。
1.4學生態(tài)度不端正
課程設(shè)計考核以答辯形式為主，很多學生認為不管過程如何，都不會出現(xiàn)不及格的情況。這種心理使得大部分學生態(tài)度不端正，缺乏對該課程的重視。導致的后果就是最終的設(shè)計成果質(zhì)量較差，甚至為學生抄襲提供的正當?shù)慕杩?。這與機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計開設(shè)的目的是相背離的。
1.5缺乏團隊合作精神
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程題目大多為減速器傳動裝置，要求學生獨立完成。為了保證每位學生數(shù)據(jù)不會重復，一般可根據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)不同劃分，這樣也可以減少抄襲現(xiàn)象。然而，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計時間長，工作量大；涉及的理論知識相對寬泛，且學生又都缺乏實踐經(jīng)驗。這樣問題都會影響設(shè)計進度和質(zhì)量。一般課程設(shè)計都會安排教師進行指導，為培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力，教師一般都其監(jiān)督和引導作用。一旦遇到疑難問題，而指導教師又不能及時出現(xiàn)并予以解答，學生只能束手無策。作者通過對學生觀察，發(fā)現(xiàn)大部分學生在設(shè)計過程中獨自為營，遇到問題只會埋頭思考，反復琢磨卻無處求解，對很多設(shè)計過程要么不求甚解，要么抄襲其他人。最終在這個環(huán)節(jié)的收獲也是寥寥無幾。
1.6考核標準存在差異
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的最后成績主要由課堂考勤、進度檢查、數(shù)據(jù)計算準確與否、作圖質(zhì)量和答辯等幾部分組成，分為優(yōu)、良、中、及格和不及格五個檔次。與筆試形式的考核不同，這種考核方式?jīng)]有一個明確的評分標準。由于每位指導老師評估成績時的側(cè)重點不一樣，導致考核時上述各部分所占的比重也不盡相同。為此而產(chǎn)生的影響就是經(jīng)常有學生對自己獲得的成績與預期有所偏差。這種現(xiàn)象也極大地打擊了部分學生的積極性，對該課程環(huán)節(jié)在全校的印象產(chǎn)生消極作用，不利于對下一屆學生課程的開設(shè)和管理。
2提高“機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計”水平的方法
2.1從題目改革入手，培養(yǎng)學生創(chuàng)新力
國外高校注重實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，建立創(chuàng)新激勵機制和多渠道、多層次開展實踐創(chuàng)新活動。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是世界上許多科技強國高等教育改革的目標。日本把科學技術(shù)中創(chuàng)造力作為一個重要的發(fā)展戰(zhàn)略。德國將學生開拓創(chuàng)新能力作為新世紀教育的重要部分之一。我國的高等教育也提出深化教育改革，加強素質(zhì)教育，開展提升創(chuàng)新的教育。提高學生的實踐能力，培養(yǎng)求異思維；注重個性發(fā)展，是培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的必要途徑。傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程目的是鞏固所學理論知識，重在引導學生將課堂所學融入到設(shè)當中。因此，減速器設(shè)計基本滿足這一要求，這也是課程設(shè)計題目常年不變的原因所在。題目和數(shù)據(jù)不變導致的后果就是學生思維受限，缺少對新事物的好奇心以及解決問題的新方法的探索。最終完成的作品大都中規(guī)中矩，缺少創(chuàng)新點。
21世紀的人才培養(yǎng)模式是：“低重心、寬口徑、重實踐、強能力”。為此我們必須更新教育思想和觀念，加強機械設(shè)計課程設(shè)計的改革和建設(shè)，著重培養(yǎng)學生的協(xié)同創(chuàng)新能力。為達到這樣一個目標，我們可率先從課程設(shè)計題目改革開始。減速器傳動裝置所包含的設(shè)計內(nèi)容確實能全面的概括機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課的是知識點，不需要刻意回避對改題目的選用，但參與課程設(shè)計的學生專業(yè)各有不同，包括機械設(shè)計制造及其自動化、車輛工程、工業(yè)工程和材料專業(yè)的學生。我們可以從學生的專業(yè)不同入手，結(jié)合各專業(yè)的學習重點對題目適當調(diào)整，例如車輛工程專業(yè)主要培養(yǎng)的是與汽車工程有關(guān)的設(shè)計人才，學生對汽車的認識和興趣也相對較大。為此我們刻意將減速器設(shè)計改為變速器的設(shè)計，這樣既能與學生所學專業(yè)聯(lián)系起來，也能考核學生對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程理論知識掌握情況，以此類推，對材料專業(yè)可在考核機械傳動零件的設(shè)計同時側(cè)重考核對減速器的材料選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。這些細微的改動既符合課程設(shè)計開始的目的，又能結(jié)合學生專業(yè)的特點。除此之外，教師還可以自主擬題，或者將一些適合學生的大學生創(chuàng)新比賽的題目引入課程設(shè)計當中去，讓學生又更多的選擇空間。同時，這些新題目參考資料較少，更能激發(fā)一部分學生對未知的挑戰(zhàn)，激勵學生發(fā)散思維，提出更多有創(chuàng)新的想法，最終設(shè)計出具有創(chuàng)新力的優(yōu)秀作品。
2.2合理安排設(shè)計時間，保證設(shè)計質(zhì)量
課程設(shè)計題目通常都是幾個學生做一個題目，只在數(shù)據(jù)上有所不同。課程設(shè)計的開設(shè)一般都在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程之后，理論與實踐環(huán)節(jié)相對獨立，而對于在設(shè)計過程中需要運用的其他相關(guān)課程的知識，也與課程設(shè)計開設(shè)的時間相距較大。這些客觀原因都給學生的設(shè)計帶來不便，除去設(shè)計所花費的時間，學生還要花費大量的時間來回顧以前學習的課程知識。這樣造成的后果就是r間不夠，最終只能敷衍了事。
解決這個問題的關(guān)鍵在于如何安排時間。首先，傳統(tǒng)課程設(shè)計的任務(wù)下達時間較晚，學生準備不充足，容易手忙腳，這是由理論教學和實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)而導致的。為此可將課程設(shè)計任務(wù)融入理論教學當中，分階段的穿插在教學過程中，使學生能夠明確設(shè)計要求，帶著設(shè)計任務(wù)進課堂。既有利于學生掌握課程內(nèi)容，又能培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。同時，學生還可以利用課余時間研究課程設(shè)計任務(wù)，及時請教老師。這樣既能縮短設(shè)計時間，也能減輕教師的指導任務(wù)。逐步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。其次，就作者觀察，大部分學生在接到設(shè)計任務(wù)開始，或是埋頭思考，或是無所適從，缺乏交流和溝通。而現(xiàn)代企業(yè)對人才的需求上更多的是要求協(xié)同合作，在實際生產(chǎn)中，任何一個機械設(shè)備也不可能單靠一個人設(shè)計完成，也不可能單靠一個人的設(shè)計方法完善所有功能，必須融合團隊所有人員的思想。因此，必須在學生階段培養(yǎng)學生協(xié)同合作的能力。最后，課程設(shè)計任務(wù)中要求學生手工繪制裝配圖和零件圖，工作量較大。而且與現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)計模式存在差異，為避免學生與企業(yè)脫軌，可適當引入計算機輔助軟件，培養(yǎng)學生的繪圖能力。
2.3改革考核制度，啟發(fā)學生創(chuàng)新思維
傳統(tǒng)的課程設(shè)計考核方式主要是答辯形式，一方面考核學生對設(shè)計任務(wù)完成的情況，一方面考核學生的語言表達能力。由于指導教師不同，每個人心中的考核標準存在一定差異，導致最終學生的成績也各有不同。解決方法之一是統(tǒng)一考核標準，在組織答辯之前，所有的指導教師可以集中討論，對評分標準有一個統(tǒng)一認識；其二是根據(jù)學生選題難度劃分不同評分標準，如：選擇常規(guī)題目和自選題目的學生在創(chuàng)新性上存在差異，可將創(chuàng)新能力作為評分標準；個別學生在繪圖過程中使用的計算機輔助工具，可將對軟件的操作作為評分標準；或者由學生組織團對設(shè)計并參與相關(guān)賽事，可將團隊合作作為評分標準。這些新型的評分標準可極大地激勵學生靈活應(yīng)用計算機工具，創(chuàng)新性的分析和解決工程實際問題。最終培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)模式的綜合性機械類應(yīng)用人才。
3結(jié)論
本文結(jié)合了我國經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代企業(yè)的對人才的需求，對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計這一實踐課程存在的題目單一、設(shè)計任務(wù)大、時間緊、理論是實踐脫節(jié)、學生態(tài)度不夠端正、缺少團隊合作精神、考核標準存在差異等方面的問題提出相關(guān)的解決方法，為提高機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計水平提供一定借鑒。
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關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ)；課程設(shè)計；題目探索
作者簡介：石永軍（1973-），男，山東東營人，中國石油大學（華東）機電工程學院，副教授。（山東 青島 266580）
基金項目：本文系中國石油大學（華東）教學改革項目（項目編號：JY-B201011）的研究成果。
中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）32-0055-02
機械設(shè)計基礎(chǔ)主要面向中國石油大學機類和近機類本科學生，是石油工程、過程裝備與控制、油氣儲運工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學體系中具有承上啟下的作用。近年來，為了培養(yǎng)學生的動手能力與工程意識的養(yǎng)成，工科院校越來越重視實踐教學。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械課程教學中重要的實踐教學環(huán)節(jié)，它涵蓋了工程制圖、機械CAD、機械設(shè)計基礎(chǔ)、理論力學、材料力學、工程材料與機械加工基礎(chǔ)等課程的知識。通過該課程的學習，以培養(yǎng)學生學會運用所學知識解決實際工程問題，逐步提升其動手能力、綜合設(shè)計能力與創(chuàng)新能力。[1]但目前機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計題目單一的問題比較突出，不利于學生工程意識的養(yǎng)成和激發(fā)大學生開展科學探索的興趣。因此，探究柔性化的課程設(shè)計題目以提升課程設(shè)計的教學質(zhì)量對于學生綜合知識運用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。[2]
一、目前課程設(shè)計分析
目前高等工科院校常用的機械基礎(chǔ)課程設(shè)計題目是單級圓柱齒輪減速器和展開式二級圓柱齒輪減速器。減速器是工業(yè)中常用的典型傳動裝置，在油田抽油機、帶式運輸機、起重機和卷板機等有著廣泛的應(yīng)用。減速器設(shè)計過程需要查閱相關(guān)標準、規(guī)范、手冊等技術(shù)資料，涵蓋了機械設(shè)計基礎(chǔ)中齒輪傳動、帶傳動、軸承、軸、螺栓等主要通用零件的設(shè)計與計算，[3]包含了多門理論課程的內(nèi)容，體現(xiàn)了一般機械系統(tǒng)的常用設(shè)計方法，具有很強的綜合性。減速器設(shè)計的主要任務(wù)包括：進行傳動方案的制訂；電動機的選擇、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算；帶傳動與齒輪傳動的設(shè)計計算；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及低速軸的彎、扭組合強度校核；軸承的組合設(shè)計與壽命計算；鍵的選擇及強度校核；聯(lián)軸器的選擇；減速器的與密封選擇等。[4]減速器設(shè)計的一般過程是：首先，指導老師布置任務(wù)；然后，學生完成減速器裝配草圖一張、減速器總裝圖一張、軸與齒輪等零件圖以及6000～8000字設(shè)計計算說明書一份；最后進行課程設(shè)計答辯，按照圖紙、設(shè)計說明書與答辯情況評定成績。
減速器設(shè)計題目主要存在以下問題：題目單一，只是設(shè)計參數(shù)略有不同，學生可借鑒的資料很多，課程設(shè)計雷同現(xiàn)象比較嚴重，甚至出現(xiàn)一些抄襲現(xiàn)象；課程設(shè)計時間一般為2周，學生設(shè)計期間非常緊張，大多學生需要晚上加班才能完成。學生忙于應(yīng)付完成課程設(shè)計，很少有學生主動去圖書館查閱相關(guān)的資料；老師一般需要指導2個班，工作量很大，老師很難保證照顧到每一位同學；課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容與傳動方案長期不變，學生可以根據(jù)設(shè)計指導書按部就班地進行，無法調(diào)動學生的積極性與激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，不能滿足現(xiàn)代工程教育創(chuàng)新訓練的要求；每一個同學單獨完成一個題目，同學之間的交流與討論較少，團隊協(xié)作精神難以培養(yǎng)。
二、課程設(shè)計題目探索
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ)；課程設(shè)計；教學方法；研究
作者簡介：閆存富（1972-），男，河南安陽人，黃河科技學院工學院，副教授，工程師；孔令云（1966-），男，河南安陽人，黃河科技學院工學院，教授。（河南 鄭州 450063）
基金項目：本文系鄭州市重點實驗室建設(shè)項目（項目編號：121PYEZX179）、鄭州地方高校新世紀教育教學改革及人才培養(yǎng)工程（項目編號：ZZJG-C6022）、河南省重點學科建設(shè)（項目編號：豫教高[2012]186號）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0125-02
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是高等學校機械類專業(yè)學生的一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其課程設(shè)計是在學生機械設(shè)計基礎(chǔ)課程結(jié)束之后，進行的一項綜合性課程設(shè)計，是機械類專業(yè)學生一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)。
課程設(shè)計是使學生根據(jù)老師給定的題目和要求，通過自己查閱相關(guān)資料，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論計算、繪制相關(guān)圖紙并最后寫出設(shè)計說明書。以培養(yǎng)學生機械設(shè)計能力、獨立運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力，提高基本技能為目的。在課程設(shè)計中，不僅要使學生得到基本技能的訓練，還需提高他們的工程設(shè)計及創(chuàng)新設(shè)計能力，為后續(xù)課程的學習、畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)后從事科學研究奠定基礎(chǔ)。
一、當前課程設(shè)計中存在的問題及原因
結(jié)合教學經(jīng)驗，總結(jié)當前機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教學中主要存在的幾方面問題。
1.學生先修課程基礎(chǔ)較差，課程設(shè)計質(zhì)量得不到保證
在課程設(shè)計中，要涉及到工程力學、工程制圖、互換性與技術(shù)測量及機械原理等先修課程的知識，由于這些課程學習時是分開單獨學習的，在設(shè)計中則需要綜合應(yīng)用，此時問題就會暴露出來了。該方面問題在圖紙上表現(xiàn)特別突出，主要表現(xiàn)為制圖時不知道先畫中心線、標題欄位置不對、圖中箭頭畫法和一些零件的簡化畫法錯誤等，其他如正確標注裝配圖和零件圖中的尺寸公差和位置公差錯誤，圖上的技術(shù)要求臨時湊上一些內(nèi)容等問題；工程力學方面的問題主要表現(xiàn)為不能很好地應(yīng)用工程力學知識去對軸、軸承及其他零件進行強度校核，有些學生在設(shè)計計算時不知道什么是截面法等；機械原理方面則主要表現(xiàn)為對有些常用機構(gòu)的特點不清楚，如有的學生在設(shè)計時將蝸輪設(shè)計為主動件去帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，根本就不知道蝸輪蝸桿傳動具有自鎖性。另外說明書書寫不規(guī)范，有些圖、表和相關(guān)符號標注不符合相關(guān)規(guī)定等問題也是很常見的現(xiàn)象。
上述問題常見的原因主要是學生先修課基礎(chǔ)知識掌握較差。學生反映說是在學習時有些知識點老師沒有講或沒有重點講，再去問老師，老師則說課時太少，沒時間講，此類問題就需要指導老師在設(shè)計前給學生補充講解一下。
2.學生在課程設(shè)計過程中缺少思考，盲目照抄現(xiàn)象嚴重
目前我校“機械設(shè)計課程設(shè)計”課題都采用減速器作為設(shè)計題目。指導老師給出已知數(shù)據(jù)，由學生完成擬定傳動方案、選擇電動機、計算相關(guān)參數(shù)、設(shè)計主要零件、繪制裝配圖和主要零件圖及編寫設(shè)計說明書。課程設(shè)計的題目單一，設(shè)計過程大同小異。雖然在課程設(shè)計結(jié)束時，大部分學生都能完成設(shè)計任務(wù)，但學生大多是機械式的模仿設(shè)計，缺乏主動思考。加上多數(shù)學校都是將課程設(shè)計集中安排在2～3周內(nèi)完成，學生又是初次接觸設(shè)計，沒有經(jīng)驗，在時間安排上不重視，到后面真正去做時才發(fā)現(xiàn)很多問題。如果老師又催得緊，這時候有些學生就會去拷貝、復制別人的東西。有些學生還會有選擇地作一些輕微改動，而有些學生則干脆完全照搬過來，只改紙上的姓名、學號，其他數(shù)據(jù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計都相同，抄襲現(xiàn)象特別嚴重。
3.學生對課程設(shè)計不重視，學習態(tài)度不夠端正
筆者在教學過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學生都能完成工作任務(wù)，但是有一部分學生根本就不重視課程設(shè)計。他們認為反正自己將來不從事這個專業(yè)，所以就沒必要下功夫去做，只把課程設(shè)計看成是一次大作業(yè)。而且由于學生是初次接觸這種設(shè)計型任務(wù)，在剛開始設(shè)計時，往往不知如何入手，時間安排上很松散，效率不高。而等學生慢慢入門以后，時間已經(jīng)所剩無幾，以至于在最后幾天加班加點，隨便抄襲別人或一些書中的現(xiàn)有設(shè)計來應(yīng)付交差。有些老師把關(guān)不嚴，使得這種現(xiàn)象更為嚴重，這種做法就會影響到下一屆的學生，造成惡性循環(huán)。
4.課程設(shè)計學生多，指導教師偏少，影響課程設(shè)計質(zhì)量
隨著招生規(guī)模的增大，學生人數(shù)比以前增加了許多。而在設(shè)計過程中負責指導的專業(yè)課教師有限，經(jīng)常是一名教師指導一個班或兩個班的學生，教師在指導課程設(shè)計時很難照顧到每一個學生。教師在設(shè)計時也就很難發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，直到課程設(shè)計結(jié)束，交圖紙和說明書時才發(fā)現(xiàn)問題。而有的學生在設(shè)計過程中不懂裝懂，老師不催，他們也懶得做，直到最后老師催繳課程設(shè)計時，才匆匆整理一下，湊出一個設(shè)計交上來。這樣的課程設(shè)計，其質(zhì)量可想而知，學生的綜合設(shè)計能力很難得到提高，課程設(shè)計的目的也就難以實現(xiàn)。
二、課程設(shè)計教學改進措施
針對課程設(shè)計中存在的上述問題，在課程設(shè)計教學中提出如下改進措施：
1.加強與前修課任課教師溝通，夯實基礎(chǔ)，保證課程設(shè)計質(zhì)量
通過與前修課的任課教師進行溝通，將課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的專業(yè)課問題適當提出來，在上課時作為重點來講，提前為課程設(shè)計奠定一個扎實的基礎(chǔ)；在課程設(shè)計開始前要將設(shè)計過程中容易出錯的部分給學生提前強調(diào)一下，將錯誤消除在萌芽狀態(tài)；在課程設(shè)計過程中教師要勤于檢查學生的進度和質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時提出，督促學生改正。
2.課程設(shè)計題目多樣化，杜絕抄襲現(xiàn)象
數(shù)十年來，課程設(shè)計的選題大同小異，都以減速器或皮帶機為設(shè)計題目，每屆學生都重復同樣的設(shè)計內(nèi)容，會影響教師的創(chuàng)新精神。而有的學校在制圖課的測繪練習時也選擇減速器，使得課程設(shè)計的題目過于重復。所以指導老師最好能深入現(xiàn)場發(fā)掘新的題目，給學生提供多個題目，盡量避免設(shè)計題目的重復，從源頭上杜絕抄襲。
3.加強師資培訓，提高指導老師專業(yè)水平
課程設(shè)計實際上是學生第一次獨立的將所學理論知識應(yīng)用到實際中的一次演練，在此之前學生對實際工程設(shè)計了解很少，作為指導老師自身應(yīng)該具有較高的設(shè)計水平和一定的設(shè)計經(jīng)驗，這樣在給學生指導時才能直奔主題，使學生少走彎路。而現(xiàn)實中由于近幾年學校擴招，有工作經(jīng)驗的老師相對較少，所以有些學校就只有讓一些剛出校門的畢業(yè)生去帶學生的課程設(shè)計。而這些教師自己就對實踐設(shè)計知之甚少，只有跟著前輩們“依葫蘆畫瓢”，可以想象這樣的老師能帶出什么樣的課程設(shè)計效果。即便是湊合著帶著學生做出來了，課程設(shè)計的質(zhì)量又如何得到保證。
4.嚴格設(shè)計進度，保證設(shè)計質(zhì)量
另外機械設(shè)計課程設(shè)計是一項較復雜的工作，包括大量的計算、設(shè)計、繪圖及編寫說明書等，需要查閱有關(guān)設(shè)計手冊和資料，并綜合運用多學科的知識。設(shè)計進度過快，在設(shè)計過程中就會缺乏深入細致的研究工作，出現(xiàn)不求甚解的現(xiàn)象，難以保證設(shè)計質(zhì)量；若設(shè)計進度過慢，就會出現(xiàn)前松后緊現(xiàn)象，到后期會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，同樣也無法保證課程設(shè)計質(zhì)量。所以應(yīng)由教師提出一個設(shè)計進度計劃，明確設(shè)計過程中各階段應(yīng)完成的內(nèi)容，要求學生基本上按著該進度計劃進行設(shè)計。
5.端正學生學習態(tài)度，改進考核方式
那些認為反正自己將來不從事這個專業(yè)，所以就沒必要下功夫去做，不重視課程設(shè)計的學生，可以給他們解釋課程設(shè)計不僅僅是讓他們完成一次設(shè)計任務(wù)，根本目的是培養(yǎng)學生對所學知識的綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和獨立做事的能力；同時通過獨立完成課程設(shè)計，可以培養(yǎng)學生獨擋一面的能力，為學生的將來奠定基礎(chǔ)。由此提醒學生，那種將課程設(shè)計僅僅看成是一次大作業(yè)的看法是極端錯誤的。
由于各個學校的具體情況不一樣，當前各個學校采取的考核方式也不完全一樣。大部分學校采用指導老師一人說了算的考核方式，而有些老師平時又對各個環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴，在最后驗收時又沒有詳細審查設(shè)計內(nèi)容就匆忙給個成績了事。這樣致使比較努力的學生得不到好成績，而有些完全照抄過來的學生卻能得到好的成績，造成部分學生存在僥幸心理，認為即使不認真做最后也能合格。所以筆者建議對課程設(shè)計的考核采用分段給分制，即可將總成績分為平時成績、成果的質(zhì)量和答辯成績?nèi)糠?。其中平時成績包括平時的考勤及設(shè)計過程中與設(shè)計的計劃進度的符合程度，成果的質(zhì)量包括設(shè)計說明書和繪圖，答辯成績即最后由答辯評委給出的成績。
三、結(jié)束語
機械設(shè)計課程設(shè)計作為機械類專業(yè)學生的重要實踐教學環(huán)節(jié)之一，具有承上啟下的作用，無論機械設(shè)計課程設(shè)計采用何種方法和手段，但目標是統(tǒng)一的。學生先修課程基礎(chǔ)差、在課程設(shè)計中缺少思考、對課程設(shè)計不重視、參與課程設(shè)計的學生多、指導教師偏少等是影響課程設(shè)計質(zhì)量的主要因素。采用提高先修課程的上課質(zhì)量、課程設(shè)計題目多樣化、提高指導老師專業(yè)水平、嚴格設(shè)計進度、端正學生學習態(tài)度及改變傳統(tǒng)的考核方式等措施能有效提高教學質(zhì)量。
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［關(guān)鍵詞］課程設(shè)計 綜合實踐 創(chuàng)新
［中圖分類號］G712［文獻標識碼］A［文章編號］1009-5349（2010）11－0199－01
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計一直以傳統(tǒng)的單級圓柱齒輪減速器為核心設(shè)計課題。盡管大多數(shù)減速器可以在市場上方便地購得，不過，減速器作為與機械設(shè)計課程結(jié)合最為緊密的典型實例，仍然可以在課程設(shè)計中充當重要的角色。但是，我們也深刻地意識到，以減速器為核心設(shè)計課題，在培養(yǎng)學生遵循標準和規(guī)范等意識方面綽綽有余，而在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識方面有所不足。一部分學生由于基礎(chǔ)較差等原因，對課程設(shè)計沒有給予足夠的重視。而機械設(shè)計基礎(chǔ)課程，恰恰是一門非常有利于激發(fā)學生創(chuàng)造能力的課程，應(yīng)當讓學生在本課程學習過程中逐漸積累的創(chuàng)造性火種，在最后一個教學環(huán)節(jié)中得到充分燃燒。因此，我們認為，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的題目，應(yīng)當是基于減速器，但不限于減速器；基于本課程，但不限于本課程。要靈活多樣，因人而宜，適當綜合，開展綜合實踐，從知識性、趣味性、實用性相結(jié)合的選題思路入手，在達到教學目的同時，激發(fā)學生創(chuàng)新的熱情，鼓勵學生創(chuàng)新的勇氣。
近幾年，我們在機械專業(yè)的綜合實踐中，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性構(gòu)思能力、社會調(diào)查和分析問題能力、獨立思考和協(xié)作能力、計算繪圖和運用工具書能力、審核設(shè)計說明書和圖樣能力、語言和文字表達能力等方面，進行了大膽的嘗試，收到了預期效果。
綜合實踐與傳統(tǒng)的課程設(shè)計相比，最大的變化體現(xiàn)在課題的確定上。在仍然保留減速器為核心題目的前提下，適當擴展設(shè)計課題。
首先，公布具體的課程設(shè)計題目，并由相應(yīng)的指導教師對每個課題的性質(zhì)、涉及的相關(guān)知識、設(shè)計工作量和對學生能力的要求等方面的情況略加闡述。為接近生活和生產(chǎn)實際，訓練學生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的能力，題目中的設(shè)計參數(shù)和原始數(shù)據(jù)只有少數(shù)是完整給出的，大多數(shù)是部分給出的，個別的甚至根本沒有給出，區(qū)別度大，模糊性強，試圖為不同程度的學生留有充分的選擇余地。
然后，由學生根據(jù)自己的興趣、愛好、特長、志向、自由組合、自主選題。為充分發(fā)揮學生的積極性、體現(xiàn)對學生的信任和支持，也允許少部分學生自己選題。實際情況表明，自己選的題目都有一定難度，學生對課程設(shè)計很重視，對自己很負責任。
綜合實踐大致劃分為以下類型：
1.以單級圓柱齒輪減速器為核心的傳動裝置設(shè)計
這是傳統(tǒng)的設(shè)計題目，設(shè)計指導書和參考資料完備，教師也有一定的指導經(jīng)驗，因此仍然保留，也可以同其他題目相對照。
2.教具設(shè)計制作題目
由于學生熟悉教具的工作原理，清楚教具的作用，所以積極性很高。他們克服困難，自己動手，先后制作了平面連桿機構(gòu)連桿曲線演示板、含一個移動副的平面四桿機構(gòu)演化規(guī)律演示板、飛機起落架機構(gòu)死點位置演示模型等。其中，含一個移動副的平面四桿機構(gòu)演化規(guī)律演示板的制作難度較大，學生想出了許多好辦法，保證了質(zhì)量，也有很大收獲。學生還設(shè)計制作了壓桿穩(wěn)定演示裝置等材料力學教具。
3.校園小機械設(shè)計
這類題目趣味性強，有實用價值，因此吸引了大多數(shù)學生。如：旗桿及附屬裝置設(shè)計；禮堂幕布自動啟閉裝置；校門啟閉裝置；多孔試卷裝訂機等。這些題目有的雖然看上去并沒什么難度，但是隨著設(shè)計的深入問題便不斷出現(xiàn)。有些題目本身就具有一定的難度，在有限的設(shè)計時間內(nèi)無法完全解決，但是仍然可以使學生受到設(shè)計訓練。比如，申報校門啟閉裝置題目的學生，首先對自動伸縮門的結(jié)構(gòu)、特性、品牌進行調(diào)查，然后，提出了對校門的改進意見，進行了相應(yīng)的設(shè)計計算。
4.動態(tài)廣告牌設(shè)計
目前市場上各種動態(tài)廣告牌爭奇斗艷，許多是依靠機械傳動裝置工作的，我們要求設(shè)計多畫面翻轉(zhuǎn)式動態(tài)廣告牌，有一定的難度。有的同學選用了課堂上沒有介紹的蝸桿凸輪間歇機構(gòu)實現(xiàn)四畫面的轉(zhuǎn)換；有的同學還對吉林市的室外廣告進行了詳細的調(diào)查和分析，并提出了建設(shè)性的建議；有些同學除了選擇正確的傳動方案外，還完成了細節(jié)設(shè)計。通過這類題目的設(shè)計，打開了學生的思路，使他們看到了機械設(shè)計基礎(chǔ)課的應(yīng)用價值。
5.吉林市標準機械零部件市場銷售情況調(diào)查
安排這個題目，一是考慮到現(xiàn)場機械維修人員應(yīng)當了解市場，不僅能夠設(shè)計，也要學會選用，要有經(jīng)濟意識和價格概念，跑市場的同時也可以學習一些書本上學不到的知識；二是考慮到近年來機械專業(yè)畢業(yè)生有從事營銷活動的趨勢，接觸吉林市標準機械零部件銷售市場，對機械產(chǎn)品的價格、質(zhì)量、競爭情況有所認識也是必要的，學生終究要走向社會。有些學生原來以為這一組輕松，實際情況恰恰相反，寫出一份好的調(diào)查報告也不是很容易的事。令人欣喜的是，申報市場調(diào)查題目的同學十分認真，最長的一份調(diào)查報告達2萬字，是從近百家標準件商店搜集來的數(shù)據(jù)，學生收獲很大。
6.自選題目
《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實踐環(huán)節(jié)的一個必不可少的環(huán)節(jié)，旨在通過學生自主設(shè)計，培養(yǎng)工程類人才的分析能力、實踐能力、動手能力、應(yīng)變能力、語言表達能力和團隊合作精神。針對現(xiàn)在課程設(shè)計中存在的一些問題，提出幾點改進的建議，以期學生能從課程設(shè)計環(huán)節(jié)取得更大的收獲，培養(yǎng)出更適應(yīng)社會發(fā)展的工程應(yīng)用人才。
關(guān)鍵詞：
機械設(shè)計基礎(chǔ)；實踐環(huán)節(jié)；工程應(yīng)用
《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》作為《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的延續(xù)，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)，是工科院校機械類學生第一次獨立自主設(shè)計，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。也是一次對理論與實踐相結(jié)合的新教學模式的探索。隨著社會和企業(yè)對人才需求的變化，要求機械類工程應(yīng)用人才具有扎實的理論知識基礎(chǔ)、良好的動手操作能力、獨立思考能力，具有發(fā)現(xiàn)、分析和創(chuàng)新性的解決實際工程問題的能力。這也對我國大中專院校的教學質(zhì)量提出了新的要求和目標。與此同時，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計作為一個重要的實踐環(huán)節(jié)也凸顯出了更大的意義。本文圍繞培養(yǎng)與企業(yè)需求相符合的工程應(yīng)用型人才這一目標，從機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學內(nèi)容、教學方法和考核制度等方面進行改進和實踐。
1“機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計”現(xiàn)階段存在的問題
1．1題目單一，束縛學生創(chuàng)新力
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計題目多為以減速器為主體的傳動機械裝置。主要包括對傳動參數(shù)計算、齒輪傳動設(shè)計、帶傳動設(shè)計、軸的設(shè)計、軸承和鍵等常用零部件的選用。該裝置比較全面地反映了機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容，成為各大高校常用的典型課程設(shè)計題目。采用“教師隨機輔導，學生自主作業(yè)”的教學模式，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。題目單一帶來的后果就是網(wǎng)上參考資料泛濫，或者往屆學生設(shè)計資料外流等各種原因造成的學生抄襲情況嚴重的現(xiàn)象。導致與學校開設(shè)這門課程的目的有所偏離，更重要的是這種現(xiàn)象嚴重束縛了學生的創(chuàng)新力。
1．2設(shè)計任務(wù)大，時間緊
機械設(shè)計課程設(shè)計實踐周期大多為三周，通常在理論課程后進行，根據(jù)學生專業(yè)基礎(chǔ)知識差異，可分為單級齒輪減速器和二級齒輪減速器。課程設(shè)計設(shè)計大量的參數(shù)計算，需要學生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上能夠熟練使用設(shè)計手冊，而且在設(shè)計過程中還需要全面考慮強度、剛度、密封、以及加工工藝等方面的問題，學生在缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗的情況下很難順利完成設(shè)計計算。同時在整個設(shè)計過程中還融合了工程力學和幾何公差與測量方面的知識。這些課程開始時間與課程設(shè)計間隔過長，很多學生無法快速學會將這些知識運用到課程設(shè)計當中。初次之外，繪圖工作量較大，一般要求學生手工繪制一張A1的裝配圖和兩張A3的零件圖，書寫一本課程設(shè)計說明書。種種原因都導致學生時間緊迫，無法在有限的時間里面完成優(yōu)秀的設(shè)計。
1．3管理方式存在差異
理論教學主要在課堂進行，有教師主導，嚴格按照教學計劃進度教學。而課程設(shè)計一般指定一個固定教室，以班級為單位。在課程設(shè)計期間，要求學生按照教學時間集中在教室進行學習，在此期間，教室隨機進教師對學生進行輔導和考勤。這種管理模式對學生的自律性要求極高，事實證明，大部分學生并不能嚴格按照要求時間節(jié)點完成設(shè)計任務(wù)，導致整個設(shè)計過程延后，設(shè)計質(zhì)量下滑。
1．4學生態(tài)度不端正
課程設(shè)計考核以答辯形式為主，很多學生認為不管過程如何，都不會出現(xiàn)不及格的情況。這種心理使得大部分學生態(tài)度不端正，缺乏對該課程的重視。導致的后果就是最終的設(shè)計成果質(zhì)量較差，甚至為學生抄襲提供的正當?shù)慕杩凇＿@與機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計開設(shè)的目的是相背離的。
1．5缺乏團隊合作精神
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程題目大多為減速器傳動裝置，要求學生獨立完成。為了保證每位學生數(shù)據(jù)不會重復，一般可根據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)不同劃分，這樣也可以減少抄襲現(xiàn)象。然而，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計時間長，工作量大；涉及的理論知識相對寬泛，且學生又都缺乏實踐經(jīng)驗。這樣問題都會影響設(shè)計進度和質(zhì)量。一般課程設(shè)計都會安排教師進行指導，為培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力，教師一般都其監(jiān)督和引導作用。一旦遇到疑難問題，而指導教師又不能及時出現(xiàn)并予以解答，學生只能束手無策。作者通過對學生觀察，發(fā)現(xiàn)大部分學生在設(shè)計過程中獨自為營，遇到問題只會埋頭思考，反復琢磨卻無處求解，對很多設(shè)計過程要么不求甚解，要么抄襲其他人。最終在這個環(huán)節(jié)的收獲也是寥寥無幾。
1．6考核標準存在差異
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的最后成績主要由課堂考勤、進度檢查、數(shù)據(jù)計算準確與否、作圖質(zhì)量和答辯等幾部分組成，分為優(yōu)、良、中、及格和不及格五個檔次。與筆試形式的考核不同，這種考核方式?jīng)]有一個明確的評分標準。由于每位指導老師評估成績時的側(cè)重點不一樣，導致考核時上述各部分所占的比重也不盡相同。為此而產(chǎn)生的影響就是經(jīng)常有學生對自己獲得的成績與預期有所偏差。這種現(xiàn)象也極大地打擊了部分學生的積極性，對該課程環(huán)節(jié)在全校的印象產(chǎn)生消極作用，不利于對下一屆學生課程的開設(shè)和管理。
2提高“機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計”水平的方法
2．1從題目改革入手，培養(yǎng)學生創(chuàng)新力
國外高校注重實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，建立創(chuàng)新激勵機制和多渠道、多層次開展實踐創(chuàng)新活動。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是世界上許多科技強國高等教育改革的目標。日本把科學技術(shù)中創(chuàng)造力作為一個重要的發(fā)展戰(zhàn)略。德國將學生開拓創(chuàng)新能力作為新世紀教育的重要部分之一。我國的高等教育也提出深化教育改革，加強素質(zhì)教育，開展提升創(chuàng)新的教育。提高學生的實踐能力，培養(yǎng)求異思維；注重個性發(fā)展，是培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的必要途徑。傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程目的是鞏固所學理論知識，重在引導學生將課堂所學融入到設(shè)計當中。因此，減速器設(shè)計基本滿足這一要求，這也是課程設(shè)計題目常年不變的原因所在。題目和數(shù)據(jù)不變導致的后果就是學生思維受限，缺少對新事物的好奇心以及解決問題的新方法的探索。最終完成的作品大都中規(guī)中矩，缺少創(chuàng)新點。21世紀的人才培養(yǎng)模式是：“低重心、寬口徑、重實踐、強能力”。為此我們必須更新教育思想和觀念，加強機械設(shè)計課程設(shè)計的改革和建設(shè)，著重培養(yǎng)學生的協(xié)同創(chuàng)新能力。為達到這樣一個目標，我們可率先從課程設(shè)計題目改革開始。減速器傳動裝置所包含的設(shè)計內(nèi)容確實能全面的概括機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課的是知識點，不需要刻意回避對改題目的選用，但參與課程設(shè)計的學生專業(yè)各有不同，包括機械設(shè)計制造及其自動化、車輛工程、工業(yè)工程和材料專業(yè)的學生。我們可以從學生的專業(yè)不同入手，結(jié)合各專業(yè)的學習重點對題目適當調(diào)整，例如車輛工程專業(yè)主要培養(yǎng)的是與汽車工程有關(guān)的設(shè)計人才，學生對汽車的認識和興趣也相對較大。為此我們刻意將減速器設(shè)計改為變速器的設(shè)計，這樣既能與學生所學專業(yè)聯(lián)系起來，也能考核學生對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程理論知識掌握情況，以此類推，對材料專業(yè)可在考核機械傳動零件的設(shè)計同時側(cè)重考核對減速器的材料選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。這些細微的改動既符合課程設(shè)計開始的目的，又能結(jié)合學生專業(yè)的特點。除此之外，教師還可以自主擬題，或者將一些適合學生的大學生創(chuàng)新比賽的題目引入課程設(shè)計當中去，讓學生又更多的選擇空間。同時，這些新題目參考資料較少，更能激發(fā)一部分學生對未知的挑戰(zhàn)，激勵學生發(fā)散思維，提出更多有創(chuàng)新的想法，最終設(shè)計出具有創(chuàng)新力的優(yōu)秀作品。
2．2合理安排設(shè)計時間，保證設(shè)計質(zhì)量
課程設(shè)計題目通常都是幾個學生做一個題目，只在數(shù)據(jù)上有所不同。課程設(shè)計的開設(shè)一般都在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程之后，理論與實踐環(huán)節(jié)相對獨立，而對于在設(shè)計過程中需要運用的其他相關(guān)課程的知識，也與課程設(shè)計開設(shè)的時間相距較大。這些客觀原因都給學生的設(shè)計帶來不便，除去設(shè)計所花費的時間，學生還要花費大量的時間來回顧以前學習的課程知識。這樣造成的后果就是時間不夠，最終只能敷衍了事。解決這個問題的關(guān)鍵在于如何安排時間。首先，傳統(tǒng)課程設(shè)計的任務(wù)下達時間較晚，學生準備不充足，容易手忙腳，這是由理論教學和實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)而導致的。為此可將課程設(shè)計任務(wù)融入理論教學當中，分階段的穿插在教學過程中，使學生能夠明確設(shè)計要求，帶著設(shè)計任務(wù)進課堂。既有利于學生掌握課程內(nèi)容，又能培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。同時，學生還可以利用課余時間研究課程設(shè)計任務(wù)，及時請教老師。這樣既能縮短設(shè)計時間，也能減輕教師的指導任務(wù)。逐步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。其次，就作者觀察，大部分學生在接到設(shè)計任務(wù)開始，或是埋頭思考，或是無所適從，缺乏交流和溝通。而現(xiàn)代企業(yè)對人才的需求上更多的是要求協(xié)同合作，在實際生產(chǎn)中，任何一個機械設(shè)備也不可能單靠一個人設(shè)計完成，也不可能單靠一個人的設(shè)計方法完善所有功能，必須融合團隊所有人員的思想。因此，必須在學生階段培養(yǎng)學生協(xié)同合作的能力。最后，課程設(shè)計任務(wù)中要求學生手工繪制裝配圖和零件圖，工作量較大。而且與現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)計模式存在差異，為避免學生與企業(yè)脫軌，可適當引入計算機輔助軟件，培養(yǎng)學生的繪圖能力。
2．3改革考核制度，啟發(fā)學生創(chuàng)新思維
傳統(tǒng)的課程設(shè)計考核方式主要是答辯形式，一方面考核學生對設(shè)計任務(wù)完成的情況，一方面考核學生的語言表達能力。由于指導教師不同，每個人心中的考核標準存在一定差異，導致最終學生的成績也各有不同。解決方法之一是統(tǒng)一考核標準，在組織答辯之前，所有的指導教師可以集中討論，對評分標準有一個統(tǒng)一認識；其二是根據(jù)學生選題難度劃分不同評分標準，如：選擇常規(guī)題目和自選題目的學生在創(chuàng)新性上存在差異，可將創(chuàng)新能力作為評分標準；個別學生在繪圖過程中使用的計算機輔助工具，可將對軟件的操作作為評分標準；或者由學生組織團對設(shè)計并參與相關(guān)賽事，可將團隊合作作為評分標準。這些新型的評分標準可極大地激勵學生靈活應(yīng)用計算機工具，創(chuàng)新性的分析和解決工程實際問題。最終培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)模式的綜合性機械類應(yīng)用人才。
3結(jié)論
本文結(jié)合了我國經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代企業(yè)的對人才的需求，對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計這一實踐課程存在的題目單一、設(shè)計任務(wù)大、時間緊、理論是實踐脫節(jié)、學生態(tài)度不夠端正、缺少團隊合作精神、考核標準存在差異等方面的問題提出相關(guān)的解決方法，為提高機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計水平提供一定借鑒。
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高職機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一般選用一級圓柱齒輪減速器，減速器是一般機械里最具代表性的一個機械，筆者一般要求學生設(shè)計帶式輸送機中的減速器。
2設(shè)計任務(wù)分析
設(shè)計任務(wù)給定已知參數(shù)，讓學生更加明確設(shè)計理念、熟悉設(shè)計過程。設(shè)計任務(wù)應(yīng)有一定的難度，設(shè)計是一個“邊計算、邊畫圖、邊修改”的過程，稱為“三邊”原則，筆者一般給設(shè)計任務(wù)增加一些限制條件，比如要求設(shè)計的減速器中心距在90～130mm，設(shè)計出來的減速器可在A1圖紙上按1:1繪出。按這個條件設(shè)計可能就會有一個反復計算和修改的過程，從而讓學生知道為什么要進行修改、如何修改參數(shù)來達到設(shè)計要求。
3設(shè)計計算要求
機械設(shè)計課程設(shè)計計算包括傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算、帶傳動設(shè)計計算、齒輪傳動設(shè)計計算、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等，這些計算在機械設(shè)計課程中都有，但要學生將其綜合應(yīng)用起來，并能明白為什么要進行這些計算，以及計算的過程如何達到設(shè)計任務(wù)的要求等。在設(shè)計計算中有許多經(jīng)驗參數(shù)需要查表查圖，教師要正確引導學生利用這些數(shù)據(jù)，另外設(shè)計過程中必須遵循國家標準，如帶輪直徑及帶長、齒輪模數(shù)、軸的直徑系列、滾動軸承、鍵、聯(lián)軸器等都有相應(yīng)的國標，選用或計算數(shù)據(jù)都必須符合國家標準。這個計算就有3個限制條件，在第4、6、7步分別限制了帶速（5～25m/s）、包角（1≥1200）及V帶的根數(shù)（z≤7），如果不滿足要求，則需回到前面重新選定參數(shù)、重新計算。齒輪傳動的設(shè)計計算也有一個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)中心距，若沒在任務(wù)書規(guī)定的范圍內(nèi)也要重新計算，有的甚至要回到第一步運動和動力參數(shù)計算部分，重新分配傳動比等，讓學生深入體會設(shè)計過程的“三邊”設(shè)計原則。通過設(shè)計計算，學生更加明白為什么要計算這些數(shù)據(jù)、怎樣處理這些計算數(shù)據(jù)，從而將知識的運用達到一個新的高度。
4裝配圖設(shè)計
裝配圖設(shè)計一般要求先繪草圖，再根據(jù)草圖繪制正式裝配圖。圖紙鋪開，一般學生都不知從何下手，這時教師的引導就非常重要了，筆者一般分階段引導，讓學生在畫圖過程中掌握減速器的結(jié)構(gòu)及運用前面的計算數(shù)據(jù)設(shè)計減速器尺寸。學生通過以下步驟能較好完成裝配圖的繪制，教師在學生繪圖過程中多作指導，及時指出繪圖過程中的錯誤。第一步，初步分配圖紙3個視圖的位置，主、俯視圖占的空間要大些，并注意留出標題欄和明細表的位置。第二步，初步繪制俯視圖，在黑板上演示繪圖步驟：繪中心線（兩齒輪中心距）繪一對嚙合的齒輪繪箱體內(nèi)壁線繪箱體外壁線。這里要注意齒輪的嚙合畫法，內(nèi)壁線距齒輪的端面及齒頂?shù)木嚯x由經(jīng)驗確定，一般為10～15mm。小齒輪端的內(nèi)壁線要設(shè)計主視圖時才能確定。第三步，繪制俯視圖上的輸入軸和輸出軸（在繪圖過程中可修正計算出的二軸尺寸），確定滾動軸承的位置，繪制二對滾動軸承，繪制軸系結(jié)構(gòu)的定位零件，繪制端蓋、油溝等。注意滾動軸承的正確畫法，軸肩、套筒或封油環(huán)定位要注意方便軸上零件的拆卸。第四步，繪制主視圖，先繪二條中心線（注意主、俯視圖長對正）繪二齒輪分度圓確定油面高度確定箱底位置繪制內(nèi)壁、外壁線確定軸承連接螺栓凸臺高度，確定螺栓位置，繪制螺栓連接繪制觀察孔繪制油標尺繪制放油螺塞繪制吊環(huán)吊鉤等。第五步，繪制左視圖，注意對應(yīng)的繪圖關(guān)系：高平齊、寬相等。第六步，尺寸標注（總體尺寸、性能尺寸、裝配尺寸、安裝尺寸）零件編號標題欄和明細表技術(shù)要求等。
【關(guān)鍵詞】課程設(shè)計 學習遷移 CDIO
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）11-0250-02
前言
課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實踐性環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計，可以使學生學會綜合運用機械設(shè)計課程和其它相關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展。
一、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計現(xiàn)狀
減速器設(shè)計是當前機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計最常選用的一個題目。內(nèi)容包括：傳動方案擬定、電動機選擇、傳動件及軸的設(shè)計、軸承選擇等，學生根據(jù)設(shè)計過程，編寫一份設(shè)計計算說明書，繪制裝配圖及部分零件圖。上述過程比較全面地涵蓋了機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中所學習的主要內(nèi)容。學生按照教師或指導書指定的方案與思路，參照指導書步驟，完成計算與部分制圖工作。這樣的課程設(shè)計雖然針對性、實踐性強，能使學生對機械設(shè)計的方法和步驟有一定程度的掌握，但單一題目趣味性不夠，使學生失去新鮮感和興趣，僅將課程設(shè)計作為任務(wù)來完成，獨立思考時間少，不能發(fā)揮學生的主觀能動性，不能充分激發(fā)學生的潛能、創(chuàng)新思維能力和解決問題的能力。如何通過傳統(tǒng)題目使學生學到更多外延知識？如何通過課程設(shè)計更好地提高學生的綜合能力是值得我們探討的問題。
二、轉(zhuǎn)變思路，切實提高課程設(shè)計效果
1.學習遷移，培養(yǎng)學生辯證思想能力
學習遷移是指一種學習中習得的經(jīng)驗對其它學習的影響。任何一種學習都要受到學習者已獲得的知識、動作技能、情感和態(tài)度等的影響。只要有學習，就有遷移。遷移是學習的繼續(xù)和鞏固，又是提高和深化學習的條件。
課程設(shè)計的過程，不但體現(xiàn)了機械設(shè)計與相關(guān)先修課程之間知識的遷移，還體現(xiàn)了與更廣泛學科領(lǐng)域知識，如辯證唯物主義理論之間的遷移。通過轉(zhuǎn)變思路，可以通過完成傳統(tǒng)課程設(shè)計題目提高學生辯證思維能力。
齒輪的設(shè)計是減速器設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。我們知道，齒輪有五種失效形式：輪齒折斷、疲勞點蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形。設(shè)計齒輪就是要針對齒輪的主要失效形式進行。對于軟齒面閉式齒輪，齒面點蝕是主要失效形式。在設(shè)計計算時，通常按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再作齒根彎曲疲勞強度校核。對于硬齒面閉式齒輪傳動，輪齒折斷將是主要失效形式。在設(shè)計計算時，通常按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，再作齒面接觸疲勞強度校核。而齒面的硬度與選用的材料有關(guān)，材料不同，齒面硬度不同。同一材料，熱處理方式不同，也能得到不同的表面硬度。這就告訴我們處理問題時要善于抓住主要矛盾，特別要注意矛盾的轉(zhuǎn)化。齒輪大部分失效都不是突然發(fā)生的，以疲勞點蝕為例，當齒輪傳動過程中接觸應(yīng)力超過齒面材料的接觸疲勞極限時，在載荷的多次作用下，齒面表層將產(chǎn)生微小的疲勞裂紋。隨著工作繼續(xù)，疲勞裂紋逐漸擴展，致使金屬微粒剝落，形成凹坑，即發(fā)生點蝕，點蝕嚴重將會引起齒輪失效。這個過程給學生揭示了量變與質(zhì)變的辨證規(guī)律。為滿足已知條件，有些同學設(shè)計的減速器需要選用斜齒齒輪，而斜齒圓柱齒輪傳動可以通過當量齒輪傳動轉(zhuǎn)化為直齒圓柱齒輪傳動來進行分析。這說明自然界一切事物既有區(qū)別又有聯(lián)系，而且在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，引導學生認識和掌握事物轉(zhuǎn)化的規(guī)律和辯證的思維方法。
帶傳動設(shè)計中，帶輪直徑取小值可使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省材料，但其值過小又會使皮帶彎曲應(yīng)力過大、壽命降低，因此帶輪直徑的取值應(yīng)大于或等于最小許用直徑。通過分析，向?qū)W生闡明了事物的對立統(tǒng)一和一分為二的辨證規(guī)律，在機械設(shè)計中，沒有最好的，只有在某些條件下最適合。因此，機械設(shè)計的答案不是唯一的，解決工程實際問題的途徑是多種多樣的。
通過知識的遷移，學生在學習自然科學知識的過程中，同時受到辯證唯物主義思想教育，可以學會用發(fā)展的眼光看待事物，有助于突破傳統(tǒng)思想的束縛，有助于今后用正確的思維方式去分析和解決工作中的問題，有助于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。
2.引入CDl0理念，從全局出發(fā)，促進全面發(fā)展
CDIO理念以產(chǎn)品構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（D～Lon）、實施（Implemen）、運作（Oerate）的生命周期為載體，從全局的角度來學習工程的理論和實踐。其提倡的“基于項目的教育學習”，是以工程項目設(shè)計為主線，所有教學環(huán)節(jié)都圍繞項目設(shè)計這條主線展開，并與之融合在一起，形成一個有機的、系統(tǒng)的整體，從而調(diào)動學生學習的主動性和創(chuàng)造性，提高學生學習、應(yīng)用理論知識的能力和實踐動手的能力。
貫徹CDIO理念，合理選擇課程設(shè)計題目是關(guān)鍵問題。所選題目要有效地建立課堂與社會的聯(lián)系，如外單位協(xié)作項目、設(shè)計競賽項目，也可以是通過鼓勵“挑毛病”列舉缺點和提出對產(chǎn)品的需求列出“希望點”方法，對已有產(chǎn)品的改進題目。同時，鼓勵學生認真觀察，勤聯(lián)想，多設(shè)問，從日常生活中發(fā)掘題材，根據(jù)經(jīng)驗、興趣等自擬題目。教師的作用也將發(fā)生變化，從理論知識的灌輸者變?yōu)閷W習的輔導者。學生在學習過程中不是從教師那得到現(xiàn)成的知識，而是通過一些探索環(huán)節(jié)得到知識。
在課程設(shè)計的過程中，打破課程設(shè)計獨立完成的局面，而是將學生分成3-5人的小組，題目選定后，小組成員既要站在全局的高度，參與到整個設(shè)計過程，又要分工明確，各盡其能，進行收集信息、設(shè)計方案、實施設(shè)計、制作，并且參與最終的設(shè)計評價。在動手制作實物之前，可以鼓勵學生用計算機軟件建立所設(shè)計產(chǎn)品的三維模型，在虛擬環(huán)境中對其結(jié)構(gòu)、受力、運動特性、是否干涉等進行仿真分析，充分發(fā)揮學生自學積極性和潛能。這樣，通過課程設(shè)計，能夠鍛煉學生多方面融入社會的能力，這些能力包括：創(chuàng)新能力、實踐能力、觀察能力、自學能力、管理能力、應(yīng)變能力、交流能力等等。
三、教學實踐
參加機械設(shè)計大賽，以競賽題目作為課程設(shè)計內(nèi)容，學生興趣高，主動性強，變“讓我做”為“我要做”，學習效果好。
例如，根據(jù)第五屆全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽主題“幸福生活——今天和明天”作為課程設(shè)計的題目，一組學生設(shè)計了娛樂機械“快樂愚公”如圖1所示。
“快樂愚公”的創(chuàng)造靈感來自于玩具抓取機，相比之下具有體積小、可移動的特點。它以兩個連動的平行四邊形機構(gòu)為主，模擬大臂、小臂的運動，可以靈活地完成上下俯仰動作。大臂在滑道上左右移動通過自行設(shè)計的電路板控制。
在設(shè)計的過程中，該組學生分工明確，又相互協(xié)作，共同經(jīng)歷了原理方案和構(gòu)思擬定、原理實現(xiàn)、零部件設(shè)計、參數(shù)和指標確定及實物制作過程，在發(fā)展了創(chuàng)新能力的同時，還培養(yǎng)了團隊合作精神。設(shè)計完成后，在評審過程中通過匯報和答辯，使學生的表達、溝通能力得到了鍛煉和提高。
