邱寶梅

《機械設(shè)計》教學(xué)中的學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

邱寶梅

針對于《機械設(shè)計》課程實踐教學(xué)中面臨的問題，就學(xué)生的工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，探討課堂體系、實踐環(huán)節(jié)、教學(xué)方法手段改革。

《機械設(shè)計》；課程；教學(xué)；工程實踐；創(chuàng)新能力

《機械設(shè)計》是高等學(xué)校機械類專業(yè)必修的一門主干技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生從理論基礎(chǔ)向工程實踐過渡的橋梁，旨在培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，為從事專業(yè)課程和機械產(chǎn)品設(shè)計打下必備的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的機械設(shè)計教學(xué)內(nèi)容主要定位在通用機構(gòu)以及零部件的設(shè)計計算與方法等具體的知識細節(jié)上，對培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力有很大程度的提高，但是在學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上顯得能力不足。本文針對傳統(tǒng)的教學(xué)模式的優(yōu)勢與不足，結(jié)合工程設(shè)計流程以及現(xiàn)代化的一些設(shè)計技術(shù)和方法，探討教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革，將創(chuàng)新設(shè)計環(huán)節(jié)引入了機械設(shè)計教學(xué)過程中，取得了良好的效果。

一、課堂教學(xué)

隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展以及設(shè)計技術(shù)、設(shè)計方法的不斷發(fā)展，機械設(shè)計也面臨了各種新的情況和挑戰(zhàn)，其中機械設(shè)計教材也經(jīng)歷著不斷的改革與變化，但其體系和內(nèi)容大部分還是沿用以前的模式，沒有發(fā)生實質(zhì)性的變化。大部分教材依然是過分強調(diào)傳統(tǒng)典型機構(gòu)運作原理以及相應(yīng)零部件的參數(shù)設(shè)計等具體細節(jié)，缺少學(xué)科的新內(nèi)容與新發(fā)展。這種教材對于培養(yǎng)學(xué)生的傳統(tǒng)的設(shè)計計算能力有很大的好處，然而在學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力方面就顯的力不從心。針對這一情況，我們對原有的機械設(shè)計教材的使用進行了改革，吸取國外在機械教學(xué)中的培養(yǎng)模式，采用國外的機械設(shè)計教材與國內(nèi)教材相結(jié)合的方式，遵從設(shè)計規(guī)律，從設(shè)計任務(wù)出發(fā)，講解機構(gòu)設(shè)計原理。針對工程設(shè)計任務(wù)來進行不同機構(gòu)的設(shè)計。比如說設(shè)計一機構(gòu)，它輸出的角度為45°，要求具有停歇。那么針對于這一工程要求，第一階段針對需求分析，從功能原理上選用可以采用的機構(gòu)。實現(xiàn)要求的軌跡路徑。比如針對此設(shè)計任務(wù)從機構(gòu)設(shè)計原理上可以采用連桿設(shè)計，也可以采用凸輪機構(gòu)設(shè)計，以及齒輪機構(gòu)來設(shè)計，針對每一只機構(gòu)方案講解如何來實現(xiàn)該運動軌跡的求解方法，同時要求針對具體的機構(gòu)采用一些機構(gòu)分析軟件，或者手工作圖的方法來設(shè)計機構(gòu)，分析其運動軌跡以及機構(gòu)的運動特性分析，如果在設(shè)計原理上不存在問題，則可以進入第二階段——具體零部件設(shè)計細節(jié)。這樣就結(jié)合到傳統(tǒng)的機械設(shè)計中來進行具體的設(shè)計，以及采用傳統(tǒng)的設(shè)計理論進行一些力學(xué)分析，那么針對這樣一個設(shè)計任務(wù)，學(xué)生不僅可以發(fā)揮自己的想象力，來創(chuàng)造不同的實現(xiàn)機構(gòu)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成發(fā)散思維的好習(xí)慣；而且也起到了引導(dǎo)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實踐的專業(yè)素質(zhì)。同時將現(xiàn)代的一些設(shè)計方法融合在設(shè)計過程中，真正做到了傳統(tǒng)設(shè)計理論與現(xiàn)代設(shè)計手段的一種完美結(jié)合。

二、實踐內(nèi)容

在實踐教學(xué)中，為了提高學(xué)生的創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新能力，在學(xué)生作業(yè)中，加強了設(shè)計題目以及動手能力的培養(yǎng)，其作業(yè)經(jīng)常集中在做一些帶有具體設(shè)計任務(wù)的機構(gòu)模型，比如學(xué)生設(shè)計翻書器、削皮機和面機等，這樣就減少了傳統(tǒng)的概念、計算、分析等題的分量，課程設(shè)計也不是讓學(xué)生一味的設(shè)計一個傳統(tǒng)的減速器，而是讓學(xué)生針對一個設(shè)計使用需求、從功能原理到運動規(guī)律的確定，采用的實現(xiàn)機構(gòu)的方案設(shè)計，然后利用相關(guān)的軟件模擬運動或者一些簡單的紙板模型的設(shè)計，再到傳統(tǒng)的零部件的參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及最后的性能評價、成本評價、裝配條件等進行一個評價，通過這樣一個完整的設(shè)計過程來完成。不僅提高了學(xué)生的創(chuàng)新動手能力，而且也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是提高了學(xué)生的工程設(shè)計能力與素質(zhì)。另外，為了鼓勵和調(diào)動學(xué)生這種創(chuàng)新思維的積極性，還經(jīng)常鼓勵學(xué)生參加各種創(chuàng)新大賽，以及不定期的舉行一些機構(gòu)創(chuàng)新小活動。提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與興趣。

三、教學(xué)方法和手段

在教學(xué)方法上，我們注重改變傳統(tǒng)的教師為中心的“填鴨式”教學(xué)模式，以老師為指導(dǎo)，學(xué)生小組為主體的“討論性”式互動課堂教學(xué)模式。針對具體的功能設(shè)計問題，讓學(xué)生以小組為單位在課前進行調(diào)研查新分析，在課堂上進行方案的設(shè)計講解，針對不同的方案一起來討論并實現(xiàn)，這樣學(xué)生就積極的參與進從調(diào)查分析現(xiàn)有的機構(gòu)的基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計理念中來，從而激發(fā)其了學(xué)生的創(chuàng)新思維與興趣。另外，在教學(xué)手段上，結(jié)合計算機技術(shù)，利用先進的計算機軟件進行機構(gòu)設(shè)計，采用PRO／E、Solidworks、AUTOCAD、CAXA、和UG等軟件來完成。同時在考試上也進行了一些改革，在傳統(tǒng)的基本知識考核的基礎(chǔ)上添加了設(shè)計創(chuàng)新考核，學(xué)生以論文形式提交一份針對某個具體任務(wù)的設(shè)計題目機構(gòu)設(shè)計報告。同時要有具體機構(gòu)的模擬運動圖或者紙板機構(gòu)等作為對學(xué)生考核的一部分內(nèi)容。

四、結(jié)語

從課堂到實踐等對機械類專業(yè)《機械設(shè)計》課程改革嘗試，改變了機械類專業(yè)《機械設(shè)計》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力和動手能力為目標，新的《機械設(shè)計》教學(xué)模式，不僅大大提高了《機械設(shè)計》課程的教學(xué)質(zhì)量，而且徹底改變了學(xué)生們長期以來對《機械設(shè)計》課程“枯燥、難學(xué)”的認識，極大地調(diào)動了廣大學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)積極性、提高了學(xué)生們創(chuàng)新的潛力和能力。

[1]李霞,倪向東,等.機械設(shè)計教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng).石河子大學(xué)學(xué)報：哲學(xué)社會科學(xué)版,2009(6).

[2]帥玉妹.大學(xué)生機械設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)思路[J].中國西部科技，2009(31).

[3]田靜云,張國海等.機械設(shè)計課程的教學(xué)改革與建設(shè)[J].中國科技信息,2009(9).

G642.4

A

1673-1999（2012）02-0194-02

邱寶梅，女，陜西乾縣人，碩士，重慶郵電大學(xué)（重慶 400065）自動化學(xué)院講師。

2011-10-31