【摘 要】本文論述現(xiàn)代設(shè)計方法在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用，提出在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法時要注意合理設(shè)計課程方案，與實際機(jī)械設(shè)計制造市場需要相結(jié)合，并以機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計、工程力學(xué)、工程圖學(xué)等課程為例探索在專業(yè)課程教學(xué)和實踐教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代設(shè)計方法 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 應(yīng)用

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）03C-0157-02

隨著現(xiàn)代知識技術(shù)的不斷更新，傳統(tǒng)的機(jī)械專業(yè)教學(xué)方式的缺點變得更加突出，表現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計制造的成本高、整體周期長，而且不能為機(jī)械的設(shè)計提供保障。這些缺點的存在主要是因為現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)都十分復(fù)雜，專業(yè)人員很難掌握機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計原理，這直接導(dǎo)致傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法不能很好地滿足生產(chǎn)單位的需求，也不能為所生產(chǎn)的商品提供質(zhì)量保障。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計需要數(shù)量較多的機(jī)械元件來進(jìn)行制造，不符合生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省制造成本的原則，不能使生產(chǎn)企業(yè)得到更多的經(jīng)濟(jì)利益。因此，需要新型的設(shè)計方式，將較為先進(jìn)的技術(shù)加入到現(xiàn)代設(shè)計方法中，這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

一、現(xiàn)代設(shè)計方法在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的必要性

第一，現(xiàn)代設(shè)計方法是一種新型的機(jī)械設(shè)計制造方法，這種方法不僅僅擁有傳統(tǒng)設(shè)計方法中的優(yōu)勢，還將其優(yōu)勢進(jìn)行創(chuàng)新，在發(fā)揮傳統(tǒng)教育方法的基礎(chǔ)上還改善了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計方法的不足。如今新型的現(xiàn)代設(shè)計方法已經(jīng)自成一門設(shè)計學(xué)類的專業(yè)學(xué)科，現(xiàn)代設(shè)計方法將相關(guān)的最新科學(xué)研究理論成果融入進(jìn)來，因此在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計法十分必要，它不僅可以開闊機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的視野，還能有效地推動機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的發(fā)展。

第二，現(xiàn)代設(shè)計方法所包括的學(xué)習(xí)內(nèi)容很多，比較特別的如有限元設(shè)計以及有優(yōu)化設(shè)計等。雖然現(xiàn)代設(shè)計方法覆蓋的學(xué)科范圍較廣，相關(guān)課程較多，但是高校給該專業(yè)安排的教學(xué)時間是固定的，而現(xiàn)代設(shè)計方法相關(guān)的學(xué)科要根據(jù)其特點來制定教學(xué)方案，一般不同學(xué)科的教育方案都有所不同，這就對教師的教學(xué)設(shè)計水平提出了更高的要求，需要教師從學(xué)科角度、課程時間角度以及學(xué)生接受能力角度來設(shè)計教學(xué)方案，由此來達(dá)到在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方案的目的。

第三，雖然傳統(tǒng)的機(jī)械專業(yè)教學(xué)模式有著一些優(yōu)勢，但是教學(xué)行業(yè)在不斷地發(fā)展，教學(xué)要求也在不斷地更新，這就直接導(dǎo)致傳統(tǒng)的設(shè)計教學(xué)方式已經(jīng)不再適用，如果在長期教學(xué)中一直應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法會為機(jī)械設(shè)計專業(yè)的發(fā)展帶來一些不可忽視的負(fù)面影響，同時也不能更好地培養(yǎng)該專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力。另外，現(xiàn)代設(shè)計方法中加入了最新的科學(xué)理論，學(xué)習(xí)的范圍面也會更廣一些，這樣更加有利于學(xué)生的發(fā)展以及專業(yè)能力的培養(yǎng)。而且想要完善現(xiàn)代化的教學(xué)體系，在專業(yè)教學(xué)的過程中融入現(xiàn)代設(shè)計方法是十分重要的，應(yīng)用該方法可以更好地為教學(xué)體系的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

二、現(xiàn)代設(shè)計方法在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法的步驟主要分成三個步驟：

第一步，對現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行全面的介紹。因為在高校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的修讀課程中沒有專門開設(shè)現(xiàn)代設(shè)計方法這一門課程，因此需要教學(xué)工作者在其他專業(yè)課程中專門抽出2個學(xué)時來對現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行一個整體的簡介，讓學(xué)生大概了解現(xiàn)代設(shè)方法的內(nèi)容，然后教師再與本課程的內(nèi)容相結(jié)合，由此來調(diào)動學(xué)生探究現(xiàn)代設(shè)計方法的動力，從而在一定程度上引導(dǎo)學(xué)生選擇與現(xiàn)代控制方法相關(guān)的專業(yè)選修課程。例如，在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計這門課程教學(xué)中，教師可以將現(xiàn)代設(shè)計方法教學(xué)內(nèi)容中的動態(tài)設(shè)計加入進(jìn)來，然后引導(dǎo)學(xué)生在對機(jī)械機(jī)構(gòu)運動方案設(shè)計的過程中，應(yīng)用仿真軟件對其運動進(jìn)行仿真，機(jī)械專業(yè)必修課程機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)過程中可以加入優(yōu)化設(shè)計以及有限元分析這兩種現(xiàn)代設(shè)計方法，教師可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中提出要求，讓學(xué)生應(yīng)用有限元分析法來分析所設(shè)計機(jī)械的各個部位受力情況，應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計方法來對機(jī)械的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行完善設(shè)計。在機(jī)械設(shè)計制造專業(yè)的“畢業(yè)設(shè)計”中要以教師布置的設(shè)計題目為主，再加入現(xiàn)代設(shè)計方法，由此來提高機(jī)械專業(yè)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法來完成設(shè)計方案的能力，從而讓學(xué)生養(yǎng)成應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法來完成機(jī)械制造方案的設(shè)計部分。

第二步，教師以專業(yè)必修課程為基礎(chǔ)，適當(dāng)加入一些相關(guān)的現(xiàn)代設(shè)計方法內(nèi)容。例如，在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)必修課程工程力學(xué)教學(xué)中，教師可以與教學(xué)內(nèi)容中的力學(xué)分析相結(jié)合，加入現(xiàn)代設(shè)計方法中的有限元分析方法，以力學(xué)分析計算方法為基礎(chǔ)，再融入應(yīng)用計算機(jī)知識的有限元分析法，由此讓學(xué)生在計算的過程中掌握現(xiàn)代設(shè)計方法的基礎(chǔ)計算知識。完成教學(xué)課程后，教師應(yīng)當(dāng)就本學(xué)時所教的內(nèi)容布置一次大作業(yè)，讓學(xué)生應(yīng)用有限元分析方法來計算傳統(tǒng)力學(xué)知識不能計算的問題，這樣可以使學(xué)生對現(xiàn)代設(shè)計方法有一個更加清楚的認(rèn)識。又如，教師可以使用三維運動仿真以及CAD等技術(shù)來輔助專業(yè)課程教學(xué)，如在工程圖學(xué)課程教學(xué)中，教師可以使用現(xiàn)代設(shè)計方法中的SolidWorks來輔助教學(xué)，在對機(jī)械的構(gòu)件圖形進(jìn)行介紹時，教師可以使用CAD軟件來對圖形進(jìn)行拉伸、疊加、旋轉(zhuǎn)以及切割等功能。與傳統(tǒng)的圖片操作方式相比，這種方式更加的直觀，還能顯現(xiàn)出來現(xiàn)代設(shè)計方法的三維CAD軟件制作立體圖形的過程。這樣可以讓學(xué)生清楚地看到立體圖形生成的過程，還能通過CAD軟件的各種命令功能來展示圖形的半剖、全剖以及局部剖的過程。三維CAD軟件還能展示機(jī)械零件組裝的過程，可以讓學(xué)生更好地了解機(jī)械組件的裝配知識以及三維CAD軟件的展示功能。在輔助教學(xué)中，現(xiàn)代設(shè)計方法的應(yīng)用可以讓學(xué)生更加清楚地了解機(jī)械制造的過程，易于理解，因此獲得了學(xué)生的喜愛。

第三步，教師在實踐教學(xué)中融入現(xiàn)代設(shè)計方法相關(guān)的知識?，F(xiàn)代設(shè)計方法這一學(xué)科具有較高的應(yīng)用性，所以將現(xiàn)代設(shè)計方法應(yīng)用到機(jī)械專業(yè)實踐課程中很有必要，不僅可以充分發(fā)揮現(xiàn)代設(shè)計方法的優(yōu)勢，還能提升現(xiàn)代設(shè)計方法在學(xué)生思維中的地位，但是在具體實施這一教學(xué)方案時還要充分地考慮實踐課程的本質(zhì)特征。例如，在機(jī)械專業(yè)的課程安排方面，教師要注意將課程知識點進(jìn)行細(xì)化；在專業(yè)管理制度方面，應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新師生之間的互評機(jī)制；在招生方面，由于學(xué)歷為大專的學(xué)生的文化儲備以及思維模式有所差異，因此在學(xué)習(xí)較難專業(yè)課程中會出現(xiàn)參差不齊的情況，因而學(xué)校應(yīng)當(dāng)將專業(yè)的管理體制向著科學(xué)化的方面進(jìn)行改善。高校應(yīng)當(dāng)對各個教師的教學(xué)特色以及性格特征進(jìn)行分析，然后再將專業(yè)課程分配給合適的教師，這樣有利于教師拓展教學(xué)專業(yè)內(nèi)容。高?？梢越M織教師與校外企業(yè)進(jìn)行掛靠實踐，這樣有利于教師在實際工作中積累專業(yè)經(jīng)驗。在實際的教學(xué)課程中，應(yīng)當(dāng)適量地安排一些實踐課程來讓學(xué)生親身感受使用。例如三維CAD軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計仿真模擬的過程，讓學(xué)生先預(yù)想一個機(jī)械結(jié)構(gòu)，然后再使用三維CAD軟件將其仿真出來。高校還可以舉辦相關(guān)比賽來使學(xué)生主動去學(xué)習(xí)與應(yīng)用機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)，這樣可以誘導(dǎo)學(xué)生在競爭的環(huán)境下應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法，從而增強(qiáng)其專業(yè)技術(shù)。還可以搭建校內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)平臺，讓專業(yè)學(xué)生在平臺中進(jìn)行技術(shù)交流以及自己作品的展示，還可以校外公司進(jìn)行合作，讓學(xué)生去實習(xí)，從而提升學(xué)生的設(shè)計制造能力。

總之，我國的社會經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，各種先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計技術(shù)不斷在更新，為了滿足當(dāng)今社會對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才的需求，建立完善的機(jī)械設(shè)計制造專業(yè)及其自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)系統(tǒng)，高校應(yīng)當(dāng)與實際機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)情況相結(jié)合，合理運用現(xiàn)代設(shè)計方法來開展教學(xué)活動以及實踐活動，從而提升學(xué)生的專業(yè)綜合能力，推動高校教學(xué)質(zhì)量的提高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔣青松.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的機(jī)構(gòu)認(rèn)知分析及創(chuàng)新設(shè)計平臺的建立[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2012

[2]惠曉妮.采用行動導(dǎo)向教學(xué)法進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)[J].新課程·上旬，（10）

[3]米潔，高宏.課程—實踐—創(chuàng)新相輔相成的教學(xué)模式改革[J].實驗室研究與探索，2015（2）

[4]賈紅雨.關(guān)于機(jī)械設(shè)計教學(xué)課程與實踐相結(jié)合的探討[J].家教世界，2012（8）

[5]丁金福，虞付進(jìn)，李永鮮，等.機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2009（10）

[6]楊根華.淺探如何在機(jī)械設(shè)計教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性[J].中國科技博覽，2010（9）

【作者簡介】覃薛宇（1986— ），男，壯族，廣西宜州人，本科，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。

（責(zé)編 王 一）