紀華偉 葉紅仙

摘要：機械設計是機械工程類專業(yè)的核心課程。機械設計課程對學生工程實踐能力的培養(yǎng)是學生具備解決復雜機械工程問題能力的重要一環(huán)。針對工程教育專業(yè)認證標準中學生解決復雜工程問題能力培養(yǎng)的需求，提出基于三級項目的機械設計課程學生工程實踐能力培養(yǎng)方法，通過項目的實施，分別在機械零件設計能力、部件設計能力以及機器綜合設計能力三個方面對學生進行培養(yǎng)，為提高學生解決復雜工程問題能力奠定基礎。

關鍵詞：專業(yè)認證；復雜工程問題；項目設計；工程實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）32-0087-02

近年來，工程教育得到了快速發(fā)展。為了保障和提高我國的工程教育質量，強化行業(yè)需求對工程教育的引導作用；同時，為了配合國家工程師制度改革，實施注冊工程師制度，盡快實現(xiàn)工程專業(yè)和工程師的國際互認，教育部于2006年3月正式成立了工程教育專業(yè)認證專家委員會及其秘書處和本科專業(yè)認證試點工作組。至此，我國的工程教育專業(yè)認證工作正式啟動。專業(yè)認證對于促進和保障高等工程教育質量具有重要意義。專業(yè)認證是優(yōu)化與完善人才培養(yǎng)體系的一個重要契機。通過專業(yè)認證可以重新審視辦學理念，更新教育觀念，達到以認證促建設的目的。根據(jù)專業(yè)認證標準，要求培養(yǎng)學生具備解決復雜機械工程問題的能力，12項標準中有8項要求培養(yǎng)學生具備解決復雜機械工程問題的能力。培養(yǎng)學生解決復雜機械工程問題的能力，需要培養(yǎng)學生機械工程領域的工程實踐能力。

機械設計是機械工程類專業(yè)的核心課程。機械設計包括原理設計、結構設計和精度設計，機械設計課程不僅是工程圖學課程的具體應用，也是將機械原理課程從原理到具體結構的體現(xiàn)課程，更是互換性與技術測量課程中精度設計的集大成課程，機械設計涉及工程材料及熱加工課程中材料的選擇、熱處理以及毛坯的成型方式，更涉及機械制造工程課程中結構工藝性問題，所以說，機械設計是機械類專業(yè)的一門重要的核心課程。機械設計課程對學生工程實踐能力的培養(yǎng)是學生具備解決復雜機械工程問題能力的重要一環(huán)。基于此，通過三級項目設計的方式，從零件計算分析能力培養(yǎng)、部件專項設計訓練以及機器設計綜合訓練三個方面，逐步培養(yǎng)學生的工程實踐動手能力。

一、項目設計

設立三級課堂實踐項目，課堂一級項目串聯(lián)學生設計類課程，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力；二級項目主要培養(yǎng)學生機械部件設計能力；三級項目主要培養(yǎng)學生零件計算分析能力。三級項目課堂完成；一級、二級項目課下完成，課堂交流、討論。

1.一級項目：針對工程實踐需求，設計工程項目（課堂一級項目），學生分組解決每一項工程實踐問題，提高學生解決復雜機械工程問題的能力。該項目根據(jù)企業(yè)自動化項目實踐，將機械設計類課程串聯(lián)起來（力學、圖學、機械原理、機械設計、互換性等），培養(yǎng)學生具體工程問題的設計能力。一級項目學生分組課下完成，課上匯報討論。

2.二級項目：針對后續(xù)的機械設計課程設計需求，設計實踐項目（課堂二級項目），有效聯(lián)系機械設計類課程，促進學生實踐能力的提高。二級項目學生獨立課下完成，課上主要針對存在的問題講解交流。共設計了4類專項設計實踐項目，包括螺紋連接設計、V帶傳動設計、齒輪傳動設計、軸系設計等16項，每項25組不同的參數(shù)，基本做到1人1題或2人1題。此外設計3項綜合設計項目，包括車床傳動系統(tǒng)中大帶輪軸的卸荷裝置、醫(yī)療活動床的結構方案、三自由度工作臺，學生選做。

3.三級項目：針對學生眼高手低的問題，加強學生課堂分析計算能力的訓練，設立分析計算項目（課堂三級項目），鼓勵學生課堂用手機現(xiàn)場查資料、分析計算，然后針對計算過程、結果存在的問題，直接展開討論，現(xiàn)場一起發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。三級項目學生課堂分組共同完成，課堂解決存在問題。

二、項目實施

1.三級項目。三級項目主要培養(yǎng)學生的分析計算能力，包括疲勞壽命計算、螺紋連接計算、軸承壽命計算等環(huán)節(jié)，該項目根據(jù)要求鍛煉學生的分析計算能力，主要在課堂上通過學生分析計算、課堂討論等完成。課堂三級項目培養(yǎng)學生的基本能力，通過該項目的實施，提高學生設計機械零件的能力。

2.二級項目。二級項目主要考慮到后續(xù)的機械設計課程設計需求，有效聯(lián)系機械設計類課程，訓練學生設計機械部件的能力。二級項目學生獨立課下完成，課上主要針對存在的問題講解交流。項目包括螺紋連接設計、帶傳動設計、齒輪傳動設計、軸系設計等項目。該項目根據(jù)給定的題目要求，在設計要求的指導下，針對相應設計內容進行分析、計算、繪制零部件圖等。該設計項目是在三級項目鍛煉分析計算能力的基礎上，在部件設計上的應用。

3.一級項目。根據(jù)項目設計，一級項目主要培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。該項目是在學生具備零件的分析設計能力、部件的分析設計能力的基礎上設計的綜合項目，學生分組課下完成。該項目根據(jù)企業(yè)實際需求，設計不同題目。

一級項目舉例：

題目：車載紗線包卸車機構設計

要求簡介：車載紗線包每包100公斤，目前主要靠人工從物流車上卸載下來，勞動強度大、危險性高；紗線包呈長方體，底面尺寸400mm×400mm、高1000mm，車上緊密排列；設計一機構，實現(xiàn)紗線包的自動卸車，要求安全有保證。

根據(jù)設計要求，學生綜合運用本門課程以及相關課程知識和培養(yǎng)的零部件設計能力，從課題分解、功能設計、結構及精度設計、加工制造工藝設計等各方面進行訓練。設計完成，學生可以在教師指導下就設計內容發(fā)表相關文章和申請相關專利。

三、結論

通過三級設計項目的實施，分別鍛煉了零件分析設計能力、部件分析設計能力以及機器綜合分析設計能力，為學生解決復雜機械工程問題能力的培養(yǎng)奠定基礎。同時，學生一級項目的實施，還可以促進學生競賽能力的培養(yǎng)，增添學生成果。

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