机械设计教学创新实践研究范文

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一、教学方法与手段的革新

(一)以绪论为契机，激发学生学习热情

机械设计课程内容庞杂，课时相对较少，以往的教学方法多是将绪论简单带过，直奔主题。大量的概念、公式、方法给学生留下枯燥、繁琐的印象，使学生对课程缺乏整体认识，甚至产生抵制的情绪。相反，对绪论课予以足够重视，收集引入大量与专业相关且容易理解的工程实例、学科前沿知识、专业创新实例和最新研究成果，就能激发学生的好奇心，增强学习内容的亲切感。要通过绪论课，让学生明确课程的内容、性质和任务。要从实际的机械系统设计案例出发，比较机械原理与机械设计课程的联系与区别:前者是提出原理性的设计方案———原理图或机构运动简图，后者是将方案设计转化为技术设计阶段———确定各部件及其零件的外形、尺寸及各部件的联接关系，绘制出零件的工作图、部件装配图和总装图，是机械制图、理论力学、材料力学等先修专业课的延伸和综合。通过绪论课，帮助学生建立对机械设计课程的整体认识，清楚该课程在专业培养序列中的重要位置［5］。

(二)启发式案例教学法、互动式教学法、比较教学法等多种教学方法并用

以启发式案例教学法作为激发学生积极思考的首要方法，改变“老师讲，学生听”的传统课堂教法，加深学生对基础知识的理解与掌握。教师在授课过程中通过设疑、质疑，特别是在新旧知识的衔接转换处提出问题，让学生带着问题有针对性地学习，积极思考，做出正确的回答和判断。根据学生的专业背景，例如针对汽车学院的学生，以汽车作为解剖分析对象，激发学生学习工程知识的热情。结合启发式教学，以讨论课的方式展开互动式教学。例如，联轴器与离合器章节课时少，内容多，教师就可提前拟出学习思路，要求学生利用课余时间查阅资料，整理归纳，完成该章节的初步学习。上课时以讨论课的形式展开，由学生主讲，然后教师和其他学生提问，再进行分组讨论。这样，以学生为主导，教师辅助指导、总结、点评的教学，充分调动了学生学习的积极性和主动性，提高了解决问题的能力。比较教学法。例如，基于“材料选择—受力分析—失效形式—设计准则—强度计算—结构设计”的线索，对直齿圆柱齿轮的强度计算和结构设计进行重点讲解分析。斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮的讲解则与直齿圆柱齿轮进行比较教学。结合工程实际设计案例，同样工况下，比较直齿圆柱齿轮与斜齿圆柱齿轮设计结果;同样是斜齿圆柱齿轮的前提下，比较软齿面齿和硬齿面齿设计结果。机械传动篇结束后，比较带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆蜗轮传动等各类传动的优缺点。比如功率、效率、速度，同样功率、传动比的条件下，各类传动的尺寸、质量和成本，为合理选择传动类型提供参考。在比较教学过程中促进学生对知识的理解、汲取与掌握。

二、课程设计的改革

课程设计是机械设计课程非常重要的实践教学环节。它在培养学生机械系统方案设计的创新构思能力和分析能力等方面起着非常重要的作用。传统的课程设计选用以齿轮减速器为主体的机械传动装置设计。设计的内容基本涵盖了机械设计课程各章节内容。设计过程的各个阶段既相互联系，又相互制约，是一个实践性极强的综合设计［6］。

(一)将传统的课程设计分散到课程教学中

课程设计时间通常安排在课程结束后的二到三周内完成。对于一个初次进行全面设计而又缺乏经验的学生来说，在如此有限的时间内，要做到考虑问题全面、参数确定合理，是非常不容易的。于是，我们尝试着将课程设计分散到教学过程中，学生在进行课程学习的同时可以用课外大作业的形式逐步完成传动零部件、轴系零部件的设计和标准件的选用，最后用两周时间整理设计结果，完成工程图的绘制及说明书的编写，准备课程设计答辩。这样，通过课程设计将整个课程有机地“串”为一体，从单元到系统，从零件到整机，扩大学生的思维领域，让学生了解到一个完整的设计过程。也使学生在学习理论课程的同时结合实际的设计问题，灵活运用，变模仿型设计为思考型设计，提高了综合分析问题、解决问题的能力［7］。

(二)课程设计内容推陈出新

传统课程设计的题目单一，设计过程千篇一律，缺乏挑战性和新鲜感，容易造成学生在设计过程中不是主动积极思考而是机械式的模仿。教师可结合自身教学与科研成果不断更新设计题目，充实设计内容，强调创新设计。鼓励学生自己选题，自行设计，引发学生的思维共鸣，调动学生学习的积极性和主动性。将CAD等现代设计理念引入到课程设计中，要求学生用CAD软件绘制零件图及装配图，提倡学生应用三维造型软件PRO/E、UG、CATIA等构建三维模型，进行虚拟装配、动态模拟、有限元分析。一方面让学生对自己的设计有了直观的认识，验证各部件之间的位置关系和运动关系是否正确，及时发现和解决在设计中未能全面考虑的问题和存在的缺陷，同时也增强学生利用现代化手段进行机械创新设计的能力，提高学生对机械设计的浓厚兴趣。

(三)考核方式综合化

单一地将学生的最终设计结果(图纸、论文)评定为课程设计成绩，不能全面反映出学生在课程设计过程中的构思能力、分析能力和解决问题的能力。我们将将课程设计考核分为平时考勤、节点检查、答辩成绩和设计结果几个环节，更能贴合实际反映出学生的真实水平，避免出现部分学生最后几天突击和大面积的抄袭，从而达到更好的教学效果。

三、结束语

经过不断的教学改革和实践，机械设计课程已经成为重庆理工大学深受学生欢迎和好评的一门专业特色课程，取得了一系列教学成果。

作者：黄霞林昌华吴敏周静单位：重庆理工大学机械工程学院