摘 要：機械設計課程設計教學是機械設計課程教學必不可少的實踐環(huán)節(jié)，是對先修課程的綜合運用和強化鞏固。本文針對當前機械設計課程設計教學中所存在的問題，從設計的題目、設計的目標要求和設計模式幾個方面提出了教學改革的思路和措施。

關鍵詞：機械設計 設計教學 教學改革

機械設計課程設計教學是培養(yǎng)學生具有一般機械設計能力的實踐環(huán)節(jié)。在設計的過程中， 要求學生能綜合應用先修課程機械制圖、機械基礎、材料力學、金屬材料與熱處理、公差配合與技術測量、機械設計基礎等知識獨立完成機械傳動裝置的設計。這一環(huán)節(jié)是啟迪學生的創(chuàng)新思維、開拓學生創(chuàng)新潛能的重要手段，在教學計劃中具有承上啟下的重要作用。

目前，設計題目普遍以齒輪減速器設計為主。雖然減速器是比較典型的機械傳動部件，但此設計過程涉及機械專業(yè)的主要學習內容，可以全面檢驗學生對專業(yè)基礎知識的掌握程度，提高學生綜合運用知識的能力。此類設計對高等院校的學生來說是可行的，但無論從教學要求、教學內容，還是教學形式上看，其對于以培養(yǎng)高技能人才為目的的技工院校而言，則不太合適。

一、機械設計課程設計教學中的問題及對策

1.改革設計題目，使題目具有專業(yè)針對性

技工院校學生由于專業(yè)的分工較細，且不同專業(yè)學習的側重點不同，所接觸到的機械零部件不盡相同，所以盡管減速器比較典型，但大多數學生并不完全清楚其結構和作用，不能與專業(yè)工種掛鉤，也造成學生學習興趣不濃。

針對這種情況，可以根據學生所學的專業(yè)來調整設計題目。這樣，學生在設計時可以結合自己的專業(yè)特點進行設計，同時對自己所學工種的專業(yè)知識也有較好的鞏固作用。

在設計題目的選擇方面，筆者的做法是結合不同工種專業(yè)的特點進行設計。如機械加工專業(yè)（包括數控加工），在實際加工生產過程中必須要對所加工的零件進行有效的定位與夾緊，經常會碰到通用夾具不能使用的情況，此時需要針對該零件設計專門的夾具設備，所以機械加工專業(yè)（包括數控加工）的學生可以根據先修課程的知識，融合機械加工工藝、夾具設計等課程，按照制定的夾具流程完成一副夾具的設計。因為與自己所學專業(yè)知識比較靠近，學生的學習興趣變濃，容易上手，同時也是對所學工種專業(yè)能力的一種提升。其他專業(yè)同樣如此，如模具加工專業(yè)和汽車專業(yè)的學生可以結合專業(yè)方向設計一副冷沖?；蛘咦⑺苣?，焊接專業(yè)學生可以設計一副焊接的輔具?？傊?，設計的題目要盡量跟學生所學專業(yè)比較貼近。

2.改革教學內容，降低理論知識掌握要求

減速器機械設計傳統(tǒng)教學模式是要求學生根據一組數據（運輸帶的工作拉力和工作速度），運用先修課程如工程力學、機械原理、公差配合與技術測量、機械制圖等知識，通過若干公式進行大量的計算、驗證，最終獲得減速器的各項數據。這個過程對于文化理論基礎相對較薄弱的技工院校學生而言，有困難，而且枯燥乏味，常常被認為是翻手冊、套公式，依葫蘆畫瓢，最終學生的設計作業(yè)千篇一律，只是機械、僵硬的模仿，失去了教學的本意。

針對這種情況，考慮到技工院校學生的文化理論基礎及技工院校培養(yǎng)方向，可以適當調整機械設計課程設計教學目標，降低對設計過程的具體要求及簡化推算過程，強調對設計流程的了解和熟悉。具體做法是：設計的流程方面，可以給學生一個比較詳細的參考，要求學生按照固定的樣式設計，但對于如查閱國標、選擇標準件等實用技能則要求必須掌握；對涉及的先修課程中比較難而且在實際生產中不常用的部分只要求學生了解即可，如工程力學中的相關推算和計算、夾緊力計算、加工精度的分析和工藝尺寸鏈計算分析等；而對于如識讀機械圖樣、結合專業(yè)制定部分或個別零件的加工工藝過程、計算機三維造型及二維繪圖等這些實用型技術則重點鞏固，真正切合技工院校的培養(yǎng)目標。

3.改革教學方法，采用三維技術進行教育與設計

傳統(tǒng)機械課程設計教學模式是通過設計過程得到數據，用手工繪圖的形式在圖紙上以二維圖形表達設計內容。由于學生空間想象能力不足和缺乏工程實踐經驗，很難全面想象出減速器的全部機構和結構，導致學生對自己設計的減速器似懂非懂，不能達到對先修課程的鞏固作用。

針對這個問題，筆者認為設計流程應該從三維入手，借助三維造型軟件的實體造型功能，把比較抽象枯燥的二維設計繪圖改成直觀可見的三維實體造型，以彌補學生空間想象力的不足。同時，為了增強學生在設計過程中對機械部件的感性認識，可以先進行零部件拆繪、三維建模及模擬裝配的實驗。學生在使用三維造型軟件設計時，可以利用軟件強大的參數化功能和裝配功能，完成各零件的設計和裝配。由于學生缺乏實際經驗， 往往要對某些結構不夠合理的地方進行多次修改， 采用三維造型軟件只需修改零件的某個參數的數值即可完成整體修改。采用三維設計， 整個設計過程符合學生的認知規(guī)律， 有助于學生更加深入地理解設計的內涵，并且能夠使學生直觀地看到自己的設計成果， 增強成就感。完成三維設計后， 利用三維造型軟件的工程圖模塊， 可以方便地將實體零件模型或裝配模型轉換為二維工程圖，最終完成課程設計所要求的圖樣，提高學生的機械制圖的識圖能力， 加深學生對三維設計與二維工程圖之間關系的理解。

引入三維造型軟件對課程教學也起到了幫助作用，使得教師教授課程的過程變得簡捷、直觀。在課程設計開始之前，學生往往不知道如何下手，教師需要向學生介紹設計的流程及要點。傳統(tǒng)教學依靠書本及掛圖，配以設計好的PPT課件來進行講解，但這些都是固定的圖片，不能更改，達不到隨機應變的效果。而采用三維造型軟件來教學，可以對零件直接進行三維建模，并用建造好的虛擬模型進行教學， 能夠隨機應變、按需造型以及修改模型， 提高了課堂教學質量。在教學中采用三維造型軟件教學，使用三維造型對設計的各個零件進行裝配，能使學生看到每個零件的設計過程和繪圖細節(jié)， 加深對知識的理解。

目前企業(yè)中使用的三維造型軟件種類比較多，如Pro/ Engineer、solid works 、UG、Mastercam、CAXA 等?？梢愿鶕鱾€學校、工種專業(yè)的不同以及學生之前所學習的軟件種類選擇不同的造型軟件，這樣可以使學生得到更多的實踐訓練，鞏固軟件使用和識圖的學習效果。

二、結論

機械設計課程設計是對先修課程進行鞏固的途徑。傳統(tǒng)的機械設計課程設計教學對專業(yè)的針對性不強，尤其是在實用技術的鞏固方面效果不明顯。這與以培養(yǎng)高技能人才為主的技工院校的教學目的不符，這也是設計教學改革最關鍵的原因。在機械設計課程設計教學改革中，通過對設計內容和設計模式的改革，使得設計教學讓學生在設計過程中更好地鞏固已學知識，真正達到提高學生對所學知識綜合運用能力的效果。

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（作者單位：江蘇省常州技師學院）