摘要：機械設計課程設計是機械類專業本科學生的重要實踐環節，對培養學生的應用能力及創新思維具有十分重要的意義。本文首先分析了目前機械設計課程設計教學中存在的突出問題，然后針對性地提出了一系列有效促進和提高機械設計課程設計教學質量的具體措施。

　　關鍵詞：《青海教育》雜志社,機械設計,課程設計,教學,措施

　　一、引言

　　機械設計課程設計是機械設計課程的一個十分重要的實踐教學環節，旨在培養學生運用機械設計及其他先修課程的相關知識解決工程實際問題的能力。通過課程設計這一環節的訓練，強化學生對機械設計課程的相關知識的理解，對一般機械零件設計的準則、方法和步驟有一個系統全面的掌握，充分培養學生的機械綜合設計能力、工程應用能力和創新能力，為后續的專業課學習和畢業設計奠定良好的基礎。隨著我國高校教育教學體系改革的不斷發展與深入，機械設計課程設計這一實踐教學環節也越來越受到重視[1]。機械設計課程設計教學改革已成為高校機械類專業教學改革的一項重要內容。

　　二、機械設計課程設計教學現狀分析

　　隨著我國高校教育教學改革的不斷深入，機械設計課程設計的教學改革也受到了越來越多的關注。由于機械設計課程設計的改革成效不僅取決于其自身的改革，還受到機械設計課程教學改革的制約，雖然近年來不少專家學者進行了大量針對性的研究，但目前仍未能有效解決在設計內容、教學模式、評價標準等方面的問題，難以充分發揮其在培養學生應用創新能力方面應有的功能，與當前應用創新性人才培養的總體要求還有較大的差距。具體而言，目前的機械設計課程設計教學還存在以下幾個方面的問題。

　　1.設計題目單一，設計內容雷同。目前的機械設計課程設計絕大多數為二級減速器的設計，原因在于減速器為典型的通用設備，包含了機械設計課程中介紹的幾何所有零件類型，對于學生掌握常用零件的設計方法有重要意義，但是，這種沿用了幾十年的單一設計主題模式，已難以適應現代人才培養模式的要求[2]。由于設計題目單一，導致學生的興趣大打折扣，難以調動其積極性。雖然是一人一題，但都只是在具體的設計參數上有所差別，在設計內容、設計步驟方面無任何區別，因此，仍難以從根本上杜絕抄襲現象。同時由于設計過程過于程序化，相關教材與資料上都有詳細介紹，容易使學生感覺枯燥、乏味，不能充分發揮其創造性思維。

　　2.教學方法僵化，教學手段守舊。目前機械設計課程設計基本上是沿用傳統的教學方法，即在任課教師擬定設計題目后，學生按照課程設計指導書介紹的方法和步驟依次完成方案設計、零部件設計計算、裝配圖設計、零件圖繪制、設計說明書撰寫和答辯。由于這一套流程多年來已基本程序化，學生只需機械地照搬，依葫蘆畫瓢即可，難以展開創新性思維，而任課教師的指導工作主要是督促學生按照設計流程完成各項具體任務和解答學生設計過程中的細節問題，較少注重學生的獨立思考與創新能力的培養。雖然CAD技術等先進設計技術在機械設計領域已廣泛應用，但目前的機械設計課程設計大多仍采用圖板繪圖，雖然這樣做不僅可以培養學生的手工繪圖能力，還能減少學生相互投機抄襲的機率，但并不能因噎廢食，畢竟計算機繪圖已是目前機械設計的主流。

　　3.計劃安排不周全，評價標準不科學。機械設計課程設計一般與機械設計課程教學安排在同一學期，在授課結束后的學期末進行。由于考試科目較多，許多學生忙于應付考試，難以集中精力進行課程設計，因而課程設計質量難以保證。部分高校為了便于管理，將學期的最后一周設為考試周，致使整個課程設計階段，學生的主要精力都用于準備考試，對課程設計不重視，甚至是敷衍應付，致使課程設計流于形式。此外，課程設計成績的評定也缺乏科學、規范的標準，基本上由任課教師自行確定。目前的機械設計課程設計考核主要從四個方面進行考核：平時考核，包括考勤、進度、態度和獨立完成能力等;圖紙考核，包括結構正確性、整潔性和規范性;設計說明書考核，包括內容完整性、正確性和規范性;答辯考核，包括回答問題的正確性和使用手冊的熟練性。雖然這種評價方式相對比較全面，但只是一種事后評價機制，缺失了對學生進行正確引導的功能，而且在實際執行時缺乏量化指標，主觀性較強，受學生擴招的影響，一名教師往往指導多個班級的課程設計，每個班級學生多達40多人，教師很難把握每名學生的具體情況。此外，現有評價體系中對學生創新能力的評價尚未引起足夠重視，難以激發學生創造性思維與創新能力的培養。

　　三、改革的具體措施

　　為了有效提高機械設計課程設計的教學質量，強化學生工程實踐能力和創新能力的培養，解決目前存在的上述問題，必須從設計內容、設計模式、教學方法和考核評價等各個方面進行全面改革，建立一套系統高效的機械設計課程設計教學體系。總體而言，改革應從以下幾個方面進行。

　　1.優選設計課題，強調應用與創新能力的結合。針對目前設計內容單一、設計流程固化的問題，應結合課程教學要求與專業培養計劃精心選擇設計題目，優化設計內容，不僅要深化學生對課堂教學內容的理解與消化，強化其工程應用能力的培養，還要兼顧學生的創新能力的培養。傳統的減速器設計題目雖然單一，但其涵蓋了機械設計課程教學中涉及的幾乎全部零件，有助于學生掌握通用機械的設計方法，是其他任何類型的機械結構都不可替代的。因此，應在保留減速器設計內容的基礎上，選擇更加靈活、更富有創造性的設計題目，如搬運機器人、牛頭創床、糖果包裝機等。這些題目既涉及到機構方案選擇與運動原理分析，又涉及到減速器等具體零部件的設計計算，在方案設計時可以培養學生的創造性思維與創新意識，在詳細設計時則強化了學生對一般零部件設計的具體方法，有效實現了應用能力與創新能力的結合。同時，也深化了機械原理相關知識的掌握與應用，實現了機械原理與機械設計課程的有效結合。考慮到課程設計周期較短，上述課題難以單獨完成，應采用課題組形式，每個課題組2～3人，承擔一個設計課題。總體方案由小組全體成員共同完成，每個成員獨立完成一部分零部件的詳細設計。采用這種模式既可培養學生的團隊意識和協作意識，也能培養學生的獨立工作能力。 　　2.改進設計模式，由簡單模仿向深度思考轉變。傳統的課程設計雖然在形式上是一人一題，但除了具體參數有所差別以外，設計內容、設計步驟及方法都是一模一樣的，且相應的課程設計指導書中均給出了相應的案例，學生只需簡單地模仿即可完成全部設計任務。許多學生在設計過程中依葫蘆畫瓢，生搬硬套，甚至在別人的設計結果基礎上修改參數變成自己的設計，導致課程設計的基本教學要求都難以保證。通過改進設計模式，采用分組設計模式，使設計題目真正做到差異化，總體方案與設計步驟必須通過團隊協作和個人深度思考完成，杜絕簡單模仿甚至抄襲的可能性，有效培養學生的創新思維與創新意識。其次，為了防止課程設計與期末考試沖突，對有課程設計任務的學生，應在課程設計之前進行課程考試。對于目前實行小學期制的高校，將課程設計安排在小學期更為合理。此外，為了更好地促進課程設計效果，改變目前課堂教學與課程設計完全分離的模式，將兩者融為一體，即在課程開始時將課程設計的任務下達到每個學生，學生在課程學習過程中便開始構思并不斷完善設計方案，熟悉設計方案中涉及的相關零部件的設計方法，不僅為后期的正式設計奠定了良好的基礎，也可激發學生的課堂學習興趣，真正做到有的放矢、學以致用。

　　3.豐富設計手段，熟練掌握多種現代設計方法。裝配圖與零件圖的繪制是機械設計課程設計的一項重要內容，目前絕大多數高校仍要求學生采用手工繪圖，有多方面的原因：一是沒有足夠的機房和電腦供學生使用;二是為了鍛煉學生的手工繪圖能力;三是防止學生抄襲，因為不同學生圖紙內容基本相同，僅參數不同，采用電子圖紙更易于修改抄襲。然而，CAD繪圖已成為目前制造領域的主流，計算機繪圖已成為大學生必須掌握的基本技能，因此高校教務部門和任課教師應積極創造條件，盡可能讓學生采用CAD繪圖，至少要做到部分圖紙采用計算機繪制。此外，虛擬仿真、有限元分析等現代設計技術在機械設計領域也得到了廣泛應用，為了使學生更好地適應社會需求，課程設計中應增加相應的訓練內容，讓學生熟練掌握多種常用的現代設計技術，為后續的學習及就業奠定良好的基礎。

　　4.規范考核評價體系，激發學生學習興趣與潛能。考核評價體系是課程設計教學體系的一項重要內容，既是檢驗學生課程設計完成質量的標準，也是教師總結改進教學方法的依據。建立規范科學的考核機制不僅可以有效引導學生按照教學要求高質量、高效率地完成課程設計，也可激發學生的學習興趣與自主思考的潛能。針對目前機械設計課程設計考核模式存在的弊端，將考核評價納入課程設計的全過程，實行分階段考核模式，依次進行設計方案考核、設計過程考核和設計結果考核。設計方案考核重點考核設計方案的創新性、合理性、實用性，激勵學生在實用背景下進行創新設計;設計過程考核側重考核學生結構設計的合理性、設計手冊與設計軟件使用的熟練程度、完成設計任務的獨立性與積極性等;設計結果考核則是對設計圖紙、設計說明書進行考核，重點檢查設計計算的準確性、完整性和設計圖紙的正確性、規范性，對于手繪圖紙還應兼顧整潔性。為了檢驗學生對設計中相關知識的理解與應用，并及時解決出現的問題，將答辯考核分散到設計過程中，重點針對學生設計中出現的問題進行質詢，使答辯不僅只是一種考核形式，更可作為解決學生設計中出現問題的一種手段，強化學生對相關知識點的理解與掌握。采取分段式考核方式，可將學生對設計結果的關注轉為對設計過程的重視，防止投機取巧和模仿抄襲等現象的發生，有效保證和提高課程設計質量。

　　機械設計課程設計是機械類大學生重要的實踐環節，也是一項復雜的系統工程，不僅涉及設計選題、設計指導和考核評價等多個方面的內容，還與教學計劃、軟硬件條件等因素有關。為了有效提高這一實踐環節的教學質量，必須不斷深化教學改革，改革課程設計的教學模式，克服現有機械設計課程設計教學體系中存在的各種弊端，建立一套規范合理、行之有效的新的教學體系，并在不斷的教學實踐中進行改進與完善。

　　參考文獻：

　　[1]吳宗澤，高志，羅圣國，李威.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2012.

　　[2]劉賀平，羅阿妮，楊思霞，龐永剛.機械設計課程設計融入課堂教學的方法研究[J].中國電力教育，2013，(17)：51-52.

　　基金項目：本文系山東科技大學名校工程建設項目“強化能力培養的機械設計課程教學改革”的研究成果

　　作者簡介：李學藝(1972-)，男，湖北巴東人，山東科技大學機電學院，副教授，研究方向為機械設計、先進制造技術;丁淑輝(1977-)，男，山東青州人，山東科技大學機電學院，副教授;魏軍英(1973-)，山東淄博人，山東科技大學機電學院，講師。