论文部分内容阅读
摘 要：《机械设计》课程实践教学是培养学生创新能力与工程实践能力的关键环节。文章根据多年教学经验，从实验、课程设计两方面出发，分析了实践教学环节教学现状，并从这两方面对实践教学环节进行改革与探索，提出了具体的改革措施及方法，为提高教育教学质量奠定基础。
关键词：机械设计 实践教学 创新能力 工程实践能力 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A
文章编号：1004-4914（2013）07-234-02
引言
《机械设计》是机械工程专业一门应用性和实践性较强的专业技术基础课，该课程在机械工程专业课程体系中占有十分重要的地位，是衔接公共基础课和专业课的桥梁与纽带，担负着为后续专业课程奠定基础的重要角色。实践教学是教学链条中极其重要的一个环节，是培养学生创新能力及工程实践能力的重要途径。
《机械设计》课程的实践教学包括实验及课程设计两方面内容，笔者以提高学生创新设计能力及工程实践能力为出发点，以能力培养为主线，对这两方面实践环节分别进行教学改革与探索，构建与理论教学相辅相成的实践教学新体系。
一、《机械设计》课程的实践教学现状
现行的教育“重知识、轻能力”，重视理论知识的教学，轻视实践能力的培养，在教学安排上，理论教学时数偏多，实践教学课时总体偏少。
目前能开设的实验项目很有限，一般都是常规的验证性实验和演示性实验，在一定程度上虽有助于学生对理论知识的了解，但学生缺乏感性认识，不能很好地调动学生的积极性，不能达到提高和培养学生的动手能力的目的，更谈不上创新能力的培养。
课程设计在选题、设计方法、设计手段、考核方式等方面都比较单一。传统的《机械设计》课程设计，设计内容多为带式输送机二级圆柱齿轮减速器设计，采用传统的设计方法，借助计算机进行二维设计。该课程设计对于学生学习《机械设计》课程有着一定的促进作用，但还不能更大程度上提高学生综合设计能力及创新能力。
为提高学生创新能力，达到工程应用型人才培养要求，对实践教学进行改革刻不容缓，必须将《机械设计》课程实践教学摆在与理论教学同等重要的位置，构建实践教学新体系。
二、实验教学改革与探索
实验教学的目的在于提高学生的综合设计能力、工程实践能力和创新思维能力，实验教学是重要的实践性教学环节，在实验教学中，除了要增加实验学时外，还可以采取以下改革措施及方法。
1.更新实验内容，改进实验项目。在实验教学内容上注意与相关课程关联，及时更新实验内容，减少验证性与演示性实验，增加与工程实际联系密切的综合性、设计性及创新性实验，吸收科研新成果，研究并开发实践性强的工程实验项目，增加学生对机械的感性认知，提高对基础理论实际运用能力。
教学中，要增加一些轴的测绘、减速器等机械的拆装等实验项目，有利于增强学生学习的趣味，激发学生学习热情，较大程度上提高学生的动手能力，使学生对工艺方面的要求及结构设计有一定的了解，为提高学生整体设计能力打下基础。
2.改革实验教学方法，提升实验教学质量。为了培养学生的动手能力，运用所学知识的能力、解决问题的能力和创新意识，实行分阶段、多層次实验教学，以满足不同层次学生的需求，强化学生的实践动手能力。第一阶段：感性认知实验，带领学生参观零件陈列室，掌握常用机构和常用零件的原理、结构及其基本功能，增加学生的感性认知。第二阶段：验证型实验，要求学生掌握实验原理及实验设备的基本操作，运用所学理论知识，能进行相关数据的处理，如传统的带传动实验，培养学生的实验基本操作能力。第三阶段：综合设计型实验，要求学生掌握《机械设计》课程所涉及的知识进行综合设计型实验，如机械传动方案设计性综合实验，培养学生的综合设计能力。第四阶段：创新型自主性实验，在机械创新实验室，让学生通过专业基础知识结合具体的工程实践自己动手创新机械，如轴系创新组合实验，培养学生创新意识及创新能力。
前三个阶段是面对所有学生展开进行的，最后阶段是针对学有余力的学生进行的。在实验环节中，给学生提供更多的参与动手的机会，让学生多动手、多实践，培养他们的实践动手能力{1}。
3.开放实验室及实验设备。为了使得学生有尽可能多的机会锻炼动手实践能力，可以拓展教学实践时间和空间，应当对学生全天候开放实验室和实习工厂，便于学生利用业余时间来锻炼动手能力，有利于增强学生的学习兴趣，提高学生学习的积极性和创造性。扩大实验室开放时间和范围，实验室的开放逐步从课外实验的开放过渡到课内实验的开放，从有时间的开放到预约开放，从局部实验的开放到全部实验的开放{2}。
三、课程设计教学改革与探索
课程设计是高等工科院校学生第一次较全面的设计能力训练，是检验和培养学生设计能力和工程实践能力的重要教学环节，完成课程设计需要有运用理论知识的能力和一定的创新思维。通过课程设计，可以将机械设计和相关课程的知识融合在一起，利用手册、查阅资料，使用标准、规范自行设计简单机械，这个过程是围绕培养学生设计能力这一中心展开的。
1.改革课程设计题目。在课程设计选题上要改变以往题目的单一性，除保留减速器这一传统的设计题目外，还要选取与工程实际关系密切的课题（如一些科研子课题）作为课程设计的课题，比如，各种简单类型的行星齿轮传动设计等。根据学生各方面的综合素质和表现分配题目，最大限度地调动学生的积极性，激发学生的创新意识。
2.改革设计方法及设计手段。设计中要尽量采用现代设计方法，比如优化设计、可靠性设计等。实现设计手段现代化，在课程设计中引入计算机技术手段，选用目前企业运用较广的计算机辅助设计软件Ansys、Pro/E、UG等，比如，采用Pro/E对零件进行三维建模，并用建造好的虚拟模型进行CAE分析，然后修改模型，对满足创新设计要求的产品进行虚拟制造。选题结合工程实际，加之辅以现代设计方法，给学生以较大的创作空间，可调动学生的学习积极性，也使所培养的学生更符合企业对设计人员的需求{3}。
3.改革考核方式。（1）把机械设计课程设计当作一门必修独立课程进行考核，具有单独学分，这样可增加学生的重视程度{4}。（2）对于课程设计答辩，应成立有效的课程设计答辩小组，不能流于形式，教师事先针对设计题目拟定多个答辩问题，学生随机抽取进行回答，根据回答结果给出答辩环节的成绩，严格答辩考核是机械设计课程培养目标实现的最主要方式之一。（3）采用综合评价标准，全面评价学生课程设计质量，真实评价课程设计教学效果，把成绩分成几大块，包括平时出勤情况，计算说明书，零件图及装配图，现场答辩情况。
四、结论
机械设计课程实践教学改革对提高学生分析解决问题的能力，创新能力及工程实践能力具有重要意义。本文从实验环节、课程设计环节两方面对机械设计课程实践教学进行教学改革与探索，在实验内容、实验教学方法、课程设计选题、设计方法及手段、考核方式等方面给出了具体改革措施及方法，并进行实践教学，取得较好的教学效果，达到了培养学生创新能力及工程实践能力的目的。
[基金项目：佳木斯大学教研课题（JYA2011-049）]
注释：
{1}李秀红，张明.改革机械设计教学，培养学生的创新能力[J].太原理工大学学报（社会科学版），2010.28（2）：80-82
{2}袁健.应用型人才实践教学体系的构建[J].黑龙江教育，2009（7，8）：164-165
{3}崔大伟.《机械设计》教学改革与学生创新能力培养[J].潍坊学院学报，2010.10（2）：146-147
{4}李淼林.应用型本科《机械设计课程设计》教学改革初探[J].科技信息，2010（9）：561-562
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（责编：若佳）
关键词：机械设计 实践教学 创新能力 工程实践能力 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A
文章编号：1004-4914（2013）07-234-02
引言
《机械设计》是机械工程专业一门应用性和实践性较强的专业技术基础课，该课程在机械工程专业课程体系中占有十分重要的地位，是衔接公共基础课和专业课的桥梁与纽带，担负着为后续专业课程奠定基础的重要角色。实践教学是教学链条中极其重要的一个环节，是培养学生创新能力及工程实践能力的重要途径。
《机械设计》课程的实践教学包括实验及课程设计两方面内容，笔者以提高学生创新设计能力及工程实践能力为出发点，以能力培养为主线，对这两方面实践环节分别进行教学改革与探索，构建与理论教学相辅相成的实践教学新体系。
一、《机械设计》课程的实践教学现状
现行的教育“重知识、轻能力”，重视理论知识的教学，轻视实践能力的培养，在教学安排上，理论教学时数偏多，实践教学课时总体偏少。
目前能开设的实验项目很有限，一般都是常规的验证性实验和演示性实验，在一定程度上虽有助于学生对理论知识的了解，但学生缺乏感性认识，不能很好地调动学生的积极性，不能达到提高和培养学生的动手能力的目的，更谈不上创新能力的培养。
课程设计在选题、设计方法、设计手段、考核方式等方面都比较单一。传统的《机械设计》课程设计，设计内容多为带式输送机二级圆柱齿轮减速器设计，采用传统的设计方法，借助计算机进行二维设计。该课程设计对于学生学习《机械设计》课程有着一定的促进作用，但还不能更大程度上提高学生综合设计能力及创新能力。
为提高学生创新能力，达到工程应用型人才培养要求，对实践教学进行改革刻不容缓，必须将《机械设计》课程实践教学摆在与理论教学同等重要的位置，构建实践教学新体系。
二、实验教学改革与探索
实验教学的目的在于提高学生的综合设计能力、工程实践能力和创新思维能力，实验教学是重要的实践性教学环节，在实验教学中，除了要增加实验学时外，还可以采取以下改革措施及方法。
1.更新实验内容，改进实验项目。在实验教学内容上注意与相关课程关联，及时更新实验内容，减少验证性与演示性实验，增加与工程实际联系密切的综合性、设计性及创新性实验，吸收科研新成果，研究并开发实践性强的工程实验项目，增加学生对机械的感性认知，提高对基础理论实际运用能力。
教学中，要增加一些轴的测绘、减速器等机械的拆装等实验项目，有利于增强学生学习的趣味，激发学生学习热情，较大程度上提高学生的动手能力，使学生对工艺方面的要求及结构设计有一定的了解，为提高学生整体设计能力打下基础。
2.改革实验教学方法，提升实验教学质量。为了培养学生的动手能力，运用所学知识的能力、解决问题的能力和创新意识，实行分阶段、多層次实验教学，以满足不同层次学生的需求，强化学生的实践动手能力。第一阶段：感性认知实验，带领学生参观零件陈列室，掌握常用机构和常用零件的原理、结构及其基本功能，增加学生的感性认知。第二阶段：验证型实验，要求学生掌握实验原理及实验设备的基本操作，运用所学理论知识，能进行相关数据的处理，如传统的带传动实验，培养学生的实验基本操作能力。第三阶段：综合设计型实验，要求学生掌握《机械设计》课程所涉及的知识进行综合设计型实验，如机械传动方案设计性综合实验，培养学生的综合设计能力。第四阶段：创新型自主性实验，在机械创新实验室，让学生通过专业基础知识结合具体的工程实践自己动手创新机械，如轴系创新组合实验，培养学生创新意识及创新能力。
前三个阶段是面对所有学生展开进行的，最后阶段是针对学有余力的学生进行的。在实验环节中，给学生提供更多的参与动手的机会，让学生多动手、多实践，培养他们的实践动手能力{1}。
3.开放实验室及实验设备。为了使得学生有尽可能多的机会锻炼动手实践能力，可以拓展教学实践时间和空间，应当对学生全天候开放实验室和实习工厂，便于学生利用业余时间来锻炼动手能力，有利于增强学生的学习兴趣，提高学生学习的积极性和创造性。扩大实验室开放时间和范围，实验室的开放逐步从课外实验的开放过渡到课内实验的开放，从有时间的开放到预约开放，从局部实验的开放到全部实验的开放{2}。
三、课程设计教学改革与探索
课程设计是高等工科院校学生第一次较全面的设计能力训练，是检验和培养学生设计能力和工程实践能力的重要教学环节，完成课程设计需要有运用理论知识的能力和一定的创新思维。通过课程设计，可以将机械设计和相关课程的知识融合在一起，利用手册、查阅资料，使用标准、规范自行设计简单机械，这个过程是围绕培养学生设计能力这一中心展开的。
1.改革课程设计题目。在课程设计选题上要改变以往题目的单一性，除保留减速器这一传统的设计题目外，还要选取与工程实际关系密切的课题（如一些科研子课题）作为课程设计的课题，比如，各种简单类型的行星齿轮传动设计等。根据学生各方面的综合素质和表现分配题目，最大限度地调动学生的积极性，激发学生的创新意识。
2.改革设计方法及设计手段。设计中要尽量采用现代设计方法，比如优化设计、可靠性设计等。实现设计手段现代化，在课程设计中引入计算机技术手段，选用目前企业运用较广的计算机辅助设计软件Ansys、Pro/E、UG等，比如，采用Pro/E对零件进行三维建模，并用建造好的虚拟模型进行CAE分析，然后修改模型，对满足创新设计要求的产品进行虚拟制造。选题结合工程实际，加之辅以现代设计方法，给学生以较大的创作空间，可调动学生的学习积极性，也使所培养的学生更符合企业对设计人员的需求{3}。
3.改革考核方式。（1）把机械设计课程设计当作一门必修独立课程进行考核，具有单独学分，这样可增加学生的重视程度{4}。（2）对于课程设计答辩，应成立有效的课程设计答辩小组，不能流于形式，教师事先针对设计题目拟定多个答辩问题，学生随机抽取进行回答，根据回答结果给出答辩环节的成绩，严格答辩考核是机械设计课程培养目标实现的最主要方式之一。（3）采用综合评价标准，全面评价学生课程设计质量，真实评价课程设计教学效果，把成绩分成几大块，包括平时出勤情况，计算说明书，零件图及装配图，现场答辩情况。
四、结论
机械设计课程实践教学改革对提高学生分析解决问题的能力，创新能力及工程实践能力具有重要意义。本文从实验环节、课程设计环节两方面对机械设计课程实践教学进行教学改革与探索，在实验内容、实验教学方法、课程设计选题、设计方法及手段、考核方式等方面给出了具体改革措施及方法，并进行实践教学，取得较好的教学效果，达到了培养学生创新能力及工程实践能力的目的。
[基金项目：佳木斯大学教研课题（JYA2011-049）]
注释：
{1}李秀红，张明.改革机械设计教学，培养学生的创新能力[J].太原理工大学学报（社会科学版），2010.28（2）：80-82
{2}袁健.应用型人才实践教学体系的构建[J].黑龙江教育，2009（7，8）：164-165
{3}崔大伟.《机械设计》教学改革与学生创新能力培养[J].潍坊学院学报，2010.10（2）：146-147
{4}李淼林.应用型本科《机械设计课程设计》教学改革初探[J].科技信息，2010（9）：561-562
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（责编：若佳）