周培　蘆書(shū)榮

【摘要】傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程僅局限于機(jī)械設(shè)計(jì)課和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，無(wú)論是課堂教學(xué)還是課程設(shè)計(jì)在對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)方面還很薄弱，學(xué)生對(duì)現(xiàn)代實(shí)際結(jié)構(gòu)的完整設(shè)計(jì)過(guò)程沒(méi)有系統(tǒng)的體驗(yàn)。借助精品課程平臺(tái)，新的機(jī)械設(shè)計(jì)課程群的設(shè)置，建立了從基礎(chǔ)課到專(zhuān)業(yè)課的完整教學(xué)鏈條，有效鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 創(chuàng)新教育 精品課程

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）01-0042-01

機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)傳統(tǒng)的機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)主要分為理論部分的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計(jì)。理論教學(xué)往往內(nèi)容比較固定，由于內(nèi)容相對(duì)來(lái)說(shuō)較為枯燥，如果老師在課堂上還是一味講解灌輸，不聯(lián)系工程實(shí)際，學(xué)生很容易喪失學(xué)習(xí)興趣，久而久之，學(xué)習(xí)就變成了應(yīng)付考試的工具，學(xué)生的能力僅僅停留在解題，遇到實(shí)際工程問(wèn)題無(wú)從下手，這樣無(wú)法達(dá)到真正的教學(xué)目的，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)毫無(wú)益處。如何讓傳統(tǒng)的學(xué)科在新形勢(shì)新背景下煥發(fā)生機(jī)，既能使學(xué)生主動(dòng)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，又能培養(yǎng)他們的實(shí)際能力？借助南航金城學(xué)院《機(jī)械設(shè)計(jì)》精品課程這一平臺(tái)，本文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程設(shè)置作了研究。

課程設(shè)置方面，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程群相關(guān)課程進(jìn)行了整合、改進(jìn)設(shè)計(jì)。原有的機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程有：proE軟件應(yīng)用、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、機(jī)械工程有限元基礎(chǔ)。每門(mén)課由不同的老師講授，除了機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，其他的課程教學(xué)呈碎片化分布，學(xué)生學(xué)一門(mén)扔一門(mén)，無(wú)法將相關(guān)知識(shí)聯(lián)系運(yùn)用。這與實(shí)際情況是相違背的，他們?cè)趨⒓拥焦ぷ髦腥ブ髸?huì)發(fā)現(xiàn)，從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作，需要協(xié)調(diào)調(diào)用各門(mén)課程的知識(shí)，知識(shí)的運(yùn)用往往是大面積交叉的，這樣的教學(xué)往往不能在學(xué)生畢業(yè)的時(shí)候?qū)ζ涮峁┯行У膶?zhuān)業(yè)支撐，使學(xué)生很難迅速進(jìn)入角色。這也是現(xiàn)在很多本科院校提倡培養(yǎng)“應(yīng)用型“人才的出發(fā)點(diǎn)之一。

本文在課程的設(shè)置上，除了保留原有的課程，添加了《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)》這門(mén)實(shí)踐類(lèi)課程。機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)立足于機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性、整體性、創(chuàng)新性，是將機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)理論、實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法和軟件技術(shù)進(jìn)行整合優(yōu)化而開(kāi)發(fā)的一體化、多層次、開(kāi)放式綜合性、研究型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自主擬訂多種傳動(dòng)方案，進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)方案的組裝、搭接、裝配、調(diào)節(jié)，并通過(guò)測(cè)試進(jìn)行性能綜合分析和評(píng)估。目的拓展機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新積極性，提高其知識(shí)綜合應(yīng)用的能力。在機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)中，既包含驗(yàn)證類(lèi)實(shí)驗(yàn)，又有創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生動(dòng)腦創(chuàng)新多，對(duì)提高其實(shí)踐動(dòng)手能力又重要作用。

課程與課程之間，加強(qiáng)聯(lián)系。以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)為平臺(tái)，在學(xué)習(xí)機(jī)械原理和計(jì)算機(jī)三維應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的組合設(shè)計(jì)，并采用機(jī)構(gòu)型綜合的連桿組合創(chuàng)新技法進(jìn)一步改進(jìn)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維軟件對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析、進(jìn)而進(jìn)行機(jī)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真，并對(duì)實(shí)物機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。融合了機(jī)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、科學(xué)計(jì)算能力以及工程實(shí)踐能力。對(duì)于創(chuàng)新型搭建的結(jié)構(gòu)，后續(xù)可以利用有限元分析軟件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)校核，在加工實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣機(jī)加工，從而給學(xué)生實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到加工出樣機(jī)的完整體驗(yàn)，為以后快速融入工作崗位打下基礎(chǔ)。

教學(xué)內(nèi)容方面，加強(qiáng)應(yīng)用型軟件的教學(xué)。為了響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)“應(yīng)用型”人才的號(hào)召，機(jī)械工程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)設(shè)置了機(jī)械工程有限元分析基礎(chǔ)這門(mén)課程。該課程原本是研究生課程，本科院校開(kāi)設(shè)較少，因?yàn)槠潆y度大，要求鋪墊的基礎(chǔ)知識(shí)較多，對(duì)學(xué)生能力要求高。本科學(xué)校該門(mén)課的內(nèi)容全部是有限元法的理論，學(xué)時(shí)長(zhǎng)，難度大，但是對(duì)于我們本三院校來(lái)說(shuō)，照搬其教學(xué)模式不現(xiàn)實(shí)，在教學(xué)上也起不到作用，我們更多著眼點(diǎn)于學(xué)生的應(yīng)用能力，所以該課程內(nèi)容設(shè)置上盡可能弱化理論部分，加入有限元軟件的介紹和操作。當(dāng)然，無(wú)論什么有限元分析軟件，其功能都是相當(dāng)繁復(fù)的，安排課程時(shí)，我們主要集中介紹ANSYS基本力學(xué)分析模塊，學(xué)生學(xué)習(xí)完之后能對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析校核，如果工作中需要用到更多的模塊，學(xué)生也有能力找到相應(yīng)的資料學(xué)習(xí)，這就比其他沒(méi)有有限元知識(shí)的學(xué)生更有優(yōu)勢(shì)，更能快速地掌握技能。

這樣，將機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程甚至畢業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成完整的教學(xué)鏈條，既有理論分析，又有實(shí)踐驗(yàn)證；既有硬件支撐，又有軟件助力；既能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，又能動(dòng)手實(shí)現(xiàn)。以實(shí)踐環(huán)節(jié)鞏固理論教學(xué)，用理論教學(xué)助力實(shí)踐環(huán)節(jié)，使機(jī)械設(shè)計(jì)課程形成一個(gè)整體，讓原本枯燥的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)煥發(fā)新的生機(jī)。當(dāng)然，在優(yōu)化了課程設(shè)置的同時(shí)，課堂的教學(xué)模式也應(yīng)隨之轉(zhuǎn)變，將課堂還給學(xué)生，賦予學(xué)生更多的主動(dòng)權(quán)，培養(yǎng)創(chuàng)造性、甚至是批判性思維，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生更主動(dòng)地吸取知識(shí)、扎實(shí)基礎(chǔ)，才能在新教育環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)教育的根本目標(biāo)。

作者簡(jiǎn)介：

周培（1983.01-），女，江蘇南京人，畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)，碩士研究生，講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。