導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革綜述一文來(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。

摘要：在分析研究國(guó)內(nèi)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校的實(shí)際教學(xué)，對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方式及存在的設(shè)計(jì)題目類(lèi)型單一、手段落后、周期短時(shí)間緊、模仿設(shè)計(jì)以及缺乏團(tuán)隊(duì)合作等問(wèn)題進(jìn)行了分析討論，歸納了主要的教學(xué)改革方法和內(nèi)容。文章最后從師資隊(duì)伍要求和學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定兩個(gè)方面對(duì)教學(xué)改革工作做了進(jìn)一步分析和探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；綜述

一、概述

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等院校機(jī)械類(lèi)及近機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一個(gè)重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生第一次較全面機(jī)械設(shè)計(jì)方面的初步訓(xùn)練，為學(xué)生從事機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。其核心是對(duì)機(jī)器的機(jī)械系統(tǒng)方案和機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接決定機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，是機(jī)械設(shè)計(jì)中最具有創(chuàng)新力的地方[1-2]。本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括兩個(gè)部分：第一部分為機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，要求學(xué)生對(duì)常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)的功能需求；第二部分為機(jī)構(gòu)尺度綜合，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中指定機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析[3-4]。在大量查閱國(guó)內(nèi)公開(kāi)發(fā)表的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革論文的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方法及改革成果進(jìn)行了匯總，對(duì)其中比較有代表性的成果進(jìn)行了梳理、歸納和探討，拋磚引玉，為大家開(kāi)展相關(guān)教學(xué)改革提供有益的參考和借鑒，以期達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、更好地培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需求的創(chuàng)新型工程人才的目標(biāo)。

二、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及存在的不足

（一）現(xiàn)狀。從現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)資料和我校現(xiàn)狀來(lái)看，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的時(shí)長(zhǎng)一般為1-2周，大多安排在機(jī)械原理理論課程教學(xué)的學(xué)期末集中進(jìn)行。傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要為：在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，教師對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行集中講解，布置設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；學(xué)生參照指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行機(jī)構(gòu)組合，擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，按照要求進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算；利用解析法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及尺寸設(shè)計(jì)，并利用計(jì)算機(jī)編程得到運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果；最后畫(huà)出功能系統(tǒng)圖和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、并利用圖解法對(duì)一些構(gòu)件如凸輪等進(jìn)行設(shè)計(jì)；簡(jiǎn)單答辯后上交設(shè)計(jì)資料，教師評(píng)分。在整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)施過(guò)程中，教師主要負(fù)責(zé)解答學(xué)生遇到的一些問(wèn)題和督促檢查學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，學(xué)生按步驟和程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，在歷史上曾發(fā)揮過(guò)重要作用[5]，但隨著產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和對(duì)創(chuàng)新型工程人才需求的提升，已不能適應(yīng)社會(huì)的需求。（二）存在的不足。1.設(shè)計(jì)題目類(lèi)型單一陳舊教師根據(jù)指導(dǎo)書(shū)指定設(shè)計(jì)題目，多為一些加工型機(jī)械或者機(jī)床類(lèi)設(shè)備的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[3-4]，多數(shù)情況下一個(gè)班甚至全年級(jí)共用幾個(gè)題目，同一個(gè)題目之間只是設(shè)計(jì)參數(shù)略有不同。傳統(tǒng)的題目主要有：牛頭刨床[6]、平板印刷機(jī)和壓力機(jī)等，上述題目有部分和學(xué)生實(shí)際生活完全脫節(jié)[3]、有部分是已淘汰或即將被淘汰的機(jī)械，題目類(lèi)型單一陳舊[1-5，7-11]，學(xué)生創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的空間較少，積極性不強(qiáng)[2，9]。由于設(shè)計(jì)題目比較成熟[3-4]，多年不變[12]，在學(xué)生之間甚至網(wǎng)絡(luò)上都有很多現(xiàn)成的資料可供參考，不可避免出現(xiàn)雷同或抄襲現(xiàn)象[6-7，13]。其設(shè)計(jì)思路和模式比較程式化，僅通過(guò)對(duì)指導(dǎo)書(shū)翻書(shū)查表[3-4]，按部就班地就可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)。2.設(shè)計(jì)手段落后，缺乏設(shè)計(jì)驗(yàn)證環(huán)節(jié)對(duì)于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸確定、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)力分析等方面的設(shè)計(jì)，學(xué)生仍然采用圖解法或解析法[3-5，9-10，13-15]。為了避免抄襲，大多仍用手工繪圖和手寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的形式，設(shè)計(jì)手段落后[8，11，14-15]。圖解法精度太低已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)要求[14]，解析法對(duì)學(xué)生的理論分析要求比較高，并需要借助計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行分析[14，16]，手工繪圖和理論推導(dǎo)花費(fèi)學(xué)生大量的時(shí)間和精力，關(guān)鍵還缺少最重要的環(huán)節(jié)———利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性驗(yàn)證和分析[9]，造成學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞沒(méi)有清晰、定量的標(biāo)準(zhǔn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生全局觀和整體意識(shí)。3.模仿設(shè)計(jì)/參考設(shè)計(jì)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力本實(shí)踐環(huán)節(jié)的核心是機(jī)械系統(tǒng)方案和機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，由于已有現(xiàn)成的教師或者指導(dǎo)書(shū)推薦的機(jī)構(gòu)形式及其組合，學(xué)生所需做的工作就是按照自己的參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單修改，屬于一種系統(tǒng)方案和機(jī)構(gòu)方案已定的模仿設(shè)計(jì)[4，8]或參考設(shè)計(jì)[2]。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，受已有設(shè)計(jì)方案潛移默化地影響，思維模式被固化，很難鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。4.設(shè)計(jì)周期短時(shí)間緊，學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間反復(fù)思考完成設(shè)計(jì)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)艱苦的腦力勞動(dòng)過(guò)程，不可能一蹴而就，需不斷地反復(fù)思考修改[2]。所以設(shè)計(jì)需要足夠多的時(shí)間去查資料、構(gòu)思及修改，反復(fù)應(yīng)用理論知識(shí)以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和驗(yàn)證。而課程設(shè)計(jì)工作集中安排在1-2周內(nèi)完成，要在這么短的時(shí)間段內(nèi)完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)本來(lái)就非常困難[3-4，7，10，13，17]，有時(shí)學(xué)生還需要準(zhǔn)備課程的復(fù)習(xí)考試，因此他們不可避免會(huì)壓縮最重要也是最具創(chuàng)新性的方案構(gòu)思和機(jī)構(gòu)選型等方面的定性分析工作，使課程設(shè)計(jì)內(nèi)容明顯縮水[3，7]。5.單打獨(dú)斗為主，缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的教育教學(xué)模式下，在大學(xué)四年里，許多高校學(xué)生不管是完成課程作業(yè)還是做課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，幾乎都是單打獨(dú)斗，普遍缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流能力方面的有效培養(yǎng)和訓(xùn)練[5]。

三、教改措施和方法

許多學(xué)校根據(jù)生源的具體情況和自身教學(xué)的實(shí)際要求，提出了許多各具特色的教學(xué)改革方案，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和歸納，教學(xué)改革的內(nèi)容主要有：（一）改革設(shè)計(jì)題目。設(shè)計(jì)題目改革的常見(jiàn)方式有：1.沿用原來(lái)的教學(xué)思路，改革力度相對(duì)較小，主要通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的題目提出更高設(shè)計(jì)要求[5，18]，提出一些新的題目以增加題目的類(lèi)型和數(shù)量[2，5-6，8，11-12，17]，按專(zhuān)業(yè)方向進(jìn)行選題[1，4]等方式對(duì)題目進(jìn)行改革；2.完全改變?cè)械慕虒W(xué)思路，改革力度相對(duì)較大，將題目分為創(chuàng)新型題目和傳統(tǒng)型題目[17]（自主選題和指定題目[3，13，19]），學(xué)生可以根據(jù)自身實(shí)際情況在以下幾個(gè)方面[1，5，7-8，12，17，20]自由選題：指導(dǎo)書(shū)中的傳統(tǒng)型題目、教師科研項(xiàng)目、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽題目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目以及挑戰(zhàn)杯的擬參賽題目等。上述兩種方式都在不同程度上給予學(xué)生自由選擇的權(quán)力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)空間，有利于將模仿型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新思考型設(shè)計(jì)，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生設(shè)計(jì)積極性。（二）延長(zhǎng)或者分散設(shè)計(jì)時(shí)間。通過(guò)延長(zhǎng)或者分散課程設(shè)計(jì)時(shí)間的方式對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整，讓學(xué)生有比較充分的思考和設(shè)計(jì)時(shí)間，有利于學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新。具體來(lái)說(shuō)主要有以下幾種方式：1.提前幾周布置題目[11，17-18]；2.采用先分散后集中的方式，將設(shè)計(jì)分散到機(jī)械原理課程教學(xué)的整個(gè)學(xué)期，最后才在設(shè)計(jì)周集中進(jìn)行[3，5-6，10，14，19]，并適當(dāng)調(diào)整機(jī)械原理理論課的教學(xué)安排，以適應(yīng)課程設(shè)計(jì)進(jìn)度的要求；3.提出將機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)及其兩個(gè)課程設(shè)計(jì)綜合到一起考慮，或者把兩個(gè)課程設(shè)計(jì)有機(jī)整合在一起進(jìn)行教學(xué)[11，16，19-20]，以便將機(jī)械的原理方案設(shè)計(jì)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)機(jī)械整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生設(shè)計(jì)的全局觀和整體意識(shí)。（三）設(shè)計(jì)手段的改革和提升。引入現(xiàn)代的設(shè)計(jì)手段和方法，提高設(shè)計(jì)效率，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行不同程度的仿真和驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)全局觀和對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的基本定性分析。主要方法有：1.采用SolidWorks、UG和PRO/E等設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建機(jī)構(gòu)的三維模型，并通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真[1，10，16-17，20]完成設(shè)計(jì)分析驗(yàn)證；2.利用ADMAS或者ANSYS等分析軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)或有限元分析[3-5，8，14-15，18]，完成設(shè)計(jì)分析驗(yàn)證；3.利用VB、C/C++、MATLAB等編程實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析[1，6，10，20]。（四）分組形式及考核方式的改革。為培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流的能力及相關(guān)的工程素養(yǎng)[5，12]，按照自愿和適當(dāng)調(diào)配的原則對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)分組。總的來(lái)說(shuō)，在分組上每個(gè)學(xué)校都各有其特點(diǎn)[4-5，7，10，12-13，18-20]，一般3-5人一組為宜，創(chuàng)新型題目推薦強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的自由組合，傳統(tǒng)型題目可采用教師分組或自由組合適當(dāng)調(diào)配，學(xué)生還可采用獨(dú)自完成的方式。在成績(jī)?cè)u(píng)定上各具特色[3-4，9-10，19]，在傳統(tǒng)的平時(shí)成績(jī)+設(shè)計(jì)成績(jī)+答辯成績(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)成績(jī)進(jìn)行了細(xì)化，如選題成績(jī)+平時(shí)成績(jī)+設(shè)計(jì)成績(jī)+答辯成績(jī)，特別將平時(shí)成績(jī)進(jìn)行了分解如考勤、網(wǎng)上活躍度、方案答辯和軟件應(yīng)用能力等，有些還采用小組貢獻(xiàn)度的方式對(duì)小組成員的成績(jī)進(jìn)行評(píng)定。不管采用何種方式，都是期望能公平公正地對(duì)成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，盡力做到在學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新點(diǎn)、中間過(guò)程和最終成果上進(jìn)行相對(duì)全面的考核和評(píng)價(jià)。

四、對(duì)現(xiàn)有教改方式的一些思考

（一）師資隊(duì)伍的要求和培養(yǎng)。與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，教學(xué)改革對(duì)教師提出了更高要求[10，14]，主要包括以下幾個(gè)方面：1.加大了教師的工作量，設(shè)計(jì)時(shí)間的延長(zhǎng)，設(shè)計(jì)題目類(lèi)型和種類(lèi)以及設(shè)計(jì)方案的多樣化等方面都需要指導(dǎo)教師投入更多的時(shí)間和精力，一般情況下工作量的考核計(jì)算并沒(méi)有因此而增加，關(guān)鍵問(wèn)題還在于花費(fèi)教師很多時(shí)間和精力的教學(xué)改革對(duì)職稱(chēng)評(píng)定不一定有作用；2.對(duì)教師的能力水平提出了更高要求，創(chuàng)新型選題的范圍廣，學(xué)生提出的方案變化無(wú)常，有效分析及解決各種方案和問(wèn)題，正確引導(dǎo)學(xué)生以達(dá)到有效訓(xùn)練學(xué)生的目的，對(duì)教師自身的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)、實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力都提出了挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)高校包括我校在內(nèi)的一些應(yīng)用型本科院校，年青教師現(xiàn)在的入校門(mén)檻基本都要求博士畢業(yè)，而大部分年青的博士都是從學(xué)校到學(xué)校，缺乏在企業(yè)工作的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)[7]，存在能否保證改革后的課程設(shè)計(jì)順利完成，是否勝任這些高要求的指導(dǎo)工作等問(wèn)題。因此對(duì)于工科專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，需要培養(yǎng)一批具有較強(qiáng)實(shí)際工程能力的年青教師隊(duì)伍[7]，同時(shí)通過(guò)工作量考核和職稱(chēng)評(píng)定等一系列措施來(lái)保護(hù)和激發(fā)教師，特別是青年教師教學(xué)改革的積極性，這些都對(duì)學(xué)校的管理層面提出了要求，也是許多高校必須面對(duì)和思考的問(wèn)題。（二）考核方式的改革。考核方式的改革是課程改革的一個(gè)重要組成部分，和課程改革是相輔相成、互相促進(jìn)的，將直接影響學(xué)生的積極性、課程教改質(zhì)量、創(chuàng)新性以及教改能否繼續(xù)開(kāi)展的一個(gè)重要因素，課程設(shè)計(jì)的考核方式不同于一般的課程考核，人為影響因素較多，更需要公平公正公開(kāi)，因此更需要制定一個(gè)相對(duì)完善的考核機(jī)制。在制定考核方式時(shí)要考慮的因素比較多，既有宏觀的因素也有微觀的問(wèn)題，其中還不乏存在矛盾和沖突。如何相對(duì)準(zhǔn)確地評(píng)定學(xué)生的工作量和創(chuàng)新點(diǎn)？分組評(píng)定時(shí)如何按照貢獻(xiàn)率來(lái)評(píng)定同組同學(xué)之間的工作量和成績(jī)？創(chuàng)新型題目和傳統(tǒng)型題目之間在成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)是否要區(qū)別對(duì)待？是否需要采用不同的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)？平時(shí)成績(jī)除了集中時(shí)的考勤和階段檢查以外，還需要考慮哪些因素？如何評(píng)定網(wǎng)絡(luò)活躍度？等等都是需要根據(jù)各個(gè)學(xué)校的具體特點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)踐中繼續(xù)探索和研究，從而得到一個(gè)相對(duì)定量化、易操作的評(píng)分方式或考核標(biāo)準(zhǔn)。

五、結(jié)束語(yǔ)

在目前國(guó)內(nèi)積極開(kāi)展新工科建設(shè)和工程認(rèn)證的背景下，如何做好工科專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)是一個(gè)急需探討的問(wèn)題。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及多方面知識(shí)的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、提高設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)、增強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力等方面具有重要意義。本文在收集1998年以來(lái)國(guó)內(nèi)公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)教研論文的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校實(shí)際情況，對(duì)存在的問(wèn)題和主要的教學(xué)改革方法進(jìn)行了梳理和總結(jié)，對(duì)進(jìn)一步做好教學(xué)改革進(jìn)行了分析和探討，以期達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代要求的創(chuàng)新型工程人才的目標(biāo)。

作者:安軍 汪建曉 陳就 范勁松 單位:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院