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機械制造業素有“工業的心臟”之稱，它是一切經濟部門發展的基礎，其發展水平是衡量一個國家工業化程度的重要標志。機械設計是一門培養機械類專業工程技術人才的重要基礎課程，它在培養高校學生的綜合設計能力、創新能力以及工程實踐能力等方面有著至關重要的作用[1]。機械設計課程的主要內容包括機械設計總論（機械零件的強度、摩擦、磨損與潤滑等基礎知識）、聯接的設計、機械傳動的設計、軸系零部件的設計以及其他通用零部件的設計等。在該課程的學習過程中，要求學生能綜合運用機械制圖、機械原理、公差與技術測量、材料力學等先修課程中所學的有關知識與技能，逐步使學生掌握通用零件的設計原理、方法和機械設計的一般規律，從而具有運用所學知識進行新零部件、簡單機械裝置的改進與開發能力[2]。

1課程教學現狀

機械設計是一門基礎理論與工程實踐緊密結合的設計類課程，它涉及的基礎概念多、計算公式推導復雜、章節間的關聯性不強、對學生的工程實踐經驗要求較高，再加之教學計劃課時不斷緊縮，這些給該課程的教學造成了較大困難。目前，在機械設計課程的教學過程中，普遍存在以下問題：

1.1教學手段單一

由于機械設計課程對學生的抽象思維與邏輯思維要求較高，且其大部分章節均涉及復雜機構的靜、動態過程分析，因此，單純采用PPT形式的靜態演示教學方法，很難將這些復雜、枯燥的分析過程生動、形象地闡述清楚。學生學完后只能留下支離破碎的模糊印象，長此以往，導致心中疑問越積越多，以致逐漸跟不上教學進度，最后喪失對該課程的學習興趣。

1.2忽視課后作業的重要性

教師一般會布置教材上相應章節后的習題讓學生在課后練習，然后根據其完成情況，來判斷學生對每堂課的重難點知識的掌握情況。然而，由于教材上的習題往往多年都改動不大，部分學生即使對上課所學知識一知半解，也可通過網絡等途徑找到答案，因此教師無法根據作業情況的反饋，來了解學生對知識點的掌握程度、查找自身在授課時對知識點講解的不足之處。

1.3實驗教學缺乏對學生能力的培養

雖然《機械設計》在高校機械類專業人才培養計劃中占有重要地位，但是對其實驗教學的重視程度嚴重不足，以湖南科技大學機械設計制造及其自動化專業為例，開設的實驗教學項目有：機械零件認知與分析、減速器拆裝與結構分析、JCY機械傳動性能綜合測試分析等。然而，具體到實際教學環節中，由于實驗內容多且課時有限，教師往往忽視學生的主導作用，不會過多闡述實驗所利用的理論知識與相關原理，而是直接進行演示操作，學生只需機械式地模仿教師，按照給定步驟完成實驗，即可拿到學分。可見實驗教學僅僅是走個過場，缺乏對學生的引導，使得學生在創新創造和實際動手等表現上有所欠缺，這也嚴重脫離了實驗的本質目的——通過實驗激發學生發現問題、研究問題、獨立解決問題的能力[3]。

1.4課程設計題目缺乏創新

課程設計是機械設計課程教學的最后一個環節，其目的是讓學生綜合運用所學知識進行簡單機械產品的設計。然而，目前課程設計的題目過于陳舊、缺乏創新，以湖南科技大學機械設計制造及其自動化專業為例，多年來《機械設計》課程設計的題目均以設計簡易二級減速器為主。雖然減速器作為一種典型的通用設備，其結構幾乎涵蓋了機械設計理論課程中的幾種通用零件類型，可以幫助學生加深對理論知識的理解，讓學生更快的掌握機械零件設計的設計方法。但由于減速器這類設計題目已經沿用了很多年，其設計思路、方法、步驟早已有標準定式，學生通過網絡和相關的教材等途徑很輕易就能獲得自己所設計類型的減速器的相關的設計模板，然后依葫蘆畫瓢，完成設計說明書的撰寫、減速器裝配圖、一些重要零件圖的繪制。長達三周的《機械設計》課程設計絕大多數學生都是在模仿中完成的，這樣的課程設計很難激發學生的創新性思維、提升其綜合設計水平，無法體現課程設計教學的價值。

2課程教學改革

針對機械設計課程教學目前存在的問題，并結合教學實踐過程中的體驗，本文從理論教學、實驗教學、課程設計這三方面提出改革措施，以期改善教學效果。

2.1理論教學

（1）多種教學方法與手段相結合機械設計課程涉及較多的概念、公式、機械傳動過程、機器工作原理、零部件的機構分析等，課程內容略顯枯燥，學生容易產生厭學情緒。啟發式、討論式的教學方法是一種讓學生主動參與到教學環節中來，從而激發其學習興趣的有效方式[4]。教師可在課堂上提一些啟發性問題，鼓勵學生運用所學知識自由討論、分析問題；或者由學生自己提問題，然后由其他同學來解答，最后由教師點評分析。例如，在學習鏈傳動時，可結合自行車鏈傳動，來討論鏈傳動的優缺點、適用場合、脫鏈現象及其原因；在學習帶傳動時，可結合洗衣機帶傳動，來分析帶傳動應力分布情況、如何避免傳動帶打滑。此外，教師在教學中可采用多種手段相結合——板書、PPT及相關視頻在課堂上交替應用，可改變傳統教學模式導致的教師苦于教、學生苦于學的局面。例如，在帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動的教學過程中，教師可在課程開始前，先播放與這些零部件加工制造過程相關的視頻，并在課后組織學生繪制其三維模型，借助分析軟件進行簡單的靜動態分析，這樣可改變以往滿屏（黑板）枯燥的公式推導和文字概念講解，以此增加學生的興趣，幫助其更好、更有效地掌握理論知識。（2）課后作業豐富多變課后作業是檢驗教學質量的重要手段。在布置課后作業時，教師不要囿于課程教材后的習題，而應該做到內容豐富多變，打破“一切以考試為中心”的應試教育弊端。教師可整理一些既符合教學要求又與學生日常生活相關的題目作為課后作業，例如，可將簡易減速器的設計作為一項課后習題，組織學生自由分組、大膽探索、共同完成，讓學生體會到學有所用，進而激發學習樂趣。同時，還可適當采用師生“換位”形式，讓學生來“教學”。例如，在準備學習齒輪時，教師可提前布置課后作業，讓學生自由分組進行課后學習，然后每組針對課后作業制作一個時長約5分鐘的PPT在課堂上講解。這樣既能鍛煉學生的自主學習能力，還能讓學生在講解中發現其自身的不足與錯誤，使其對相應知識點的理解更加透徹、深刻。只有做到內容、形式豐富多變，完善考核機制，建立師生間的有效反饋渠道，才能真正凸顯課后作業的價值。

2.2實驗教學

隨著社會經濟和科學技術的發展，作為培養高素質創新型人才教學體系的重要組成部分——實驗教學的重要性日益突出[5]，其改革已刻不容緩。根據機械設計制造及其自動化專業的實際發展情況，實驗教學改革主要從主觀和客觀——教師和實驗平臺建設兩方面入手。在實驗平臺建設上，要結合學校自身情況，進一步加強學校與企業的合作，積極引進新型實驗設備，建設現代化實驗平臺。同時，淘汰老舊儀器和不具實際價值的過時實驗題目，開設新型實驗。用以建立健全與當下人才培養模式相配套的實驗教學機制，體現實驗教學的教學價值，促進人才培養水平的提高。

2.3課程設計

隨著工業技術的高速發展，對高校機械類人才的培養提出了更高的要求。要求學生不僅掌握全面的專業知識，還要求學生具有創新能力和解決工程實際的能力。而《機械設計》課程設計是機械類大學生第一次進行較全面、規范的設計訓練，以培養學生綜合運用專業知識、解決工程實際設計問題的能力，這對其后續的畢業設計、以后走向工作崗位進行產品研發設計均具有重要意義[6]。但目前《機械設計》課程設計的仍沿襲傳統的人才培養模式，顯然已經不適應技術的高速發展，《機械設計》課程設計的改革勢在必行。為了提高《機械設計》課程設計的教學質量，首先必須優化課程設計題目。在緊扣教學目標的同時，要使題目保持與時俱進，且使其具有靈活性、實用性、綜合性，既讓學生能學有所用，又使所設計的產品不脫離生產實際。例如，可將課程設計與全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽等影響力較大的機械類科技競賽結合起來，每年的課程設計題目根據科技競賽的主題來確定（如：無碳小車、紙箱包裝機、錢幣分揀機），然后再遴選一些優秀的設計作品，來參加本年度或下一年度的相應競賽項目。一般這些機械類科技競賽的主題反映了目前社會的需求，又突出未來科技的發展方向，這類題目新穎和多樣化，對學生專業知識的儲備和綜合能力的應用有更高的要求，能激發學生的創新動力，提升其工程設計與實踐能力，改善課程設計教學效果。

3結語

在機械設計課程教學改革中，我們要結合時代特點，并立足于我國當前科技發展對工程技術人才的培養需求。在理論教學過程中，我們要豐富教學方法與內容，改善教與學的質量，激發學生學習樂趣，開發學生創新性思維；在實踐教學中，我們要培養學生的主觀能動性，提升學生的知識運用水平、綜合設計能力以及工程實踐能力。力爭為學生后續從事其他專業知識的學習、機械產品的設計研發打下良好基礎。

作者:鄧輝 劉德勝 石磊 曹平 單位:湖南科技大學智能制造研究院 湖南科技大學機電工程學院

參考文獻

[1]謝江,婁晨輝,李蘭.機械設計[M].北京:國防工業出版社,2009.

[2]濮良貴,陳國立,吳立言.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2016.

[3]趙又紅,譚援強.機械基礎實驗教程[M].湘潭:湘潭大學出版社,2013.

[4]王翀,張亞.論啟發式教學在高校課堂中的應用[J].當代教育理論與實踐,2013,5(2):95-96.

[5]金悅,楊培林,陳曉南.機械設計基礎綜合實驗教學的實踐與探討[J].驗室研究與探索,2014,33(9):231-235.

[6]李天箭,丁曉紅.創新創業教育在機械設計課程設計環節中的探索實踐[J].實驗技術與管理,2016,33(4):22-24.