楊小高　丁德瓊

摘? 要：《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是機(jī)械專(zhuān)業(yè)最后一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，關(guān)系到地方普通高校人才培養(yǎng)的優(yōu)劣。該文在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、找到痛點(diǎn)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和專(zhuān)利了解現(xiàn)狀、提出利用機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)能解決的方案，經(jīng)過(guò)三維軟件進(jìn)行作品的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和三維運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析軟件分析，了解作品的功能并生成二維產(chǎn)品圖紙的過(guò)程培養(yǎng)中進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)，擬提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力? 過(guò)程培養(yǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122-4 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）09（c）-0067-02

隨著地方性普通高等院校擴(kuò)招、合并以及轉(zhuǎn)型發(fā)展，機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生數(shù)量增多。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)參差不齊、學(xué)習(xí)積極性不高，空間想象和動(dòng)手能力弱，補(bǔ)考、重修比例居高不下的問(wèn)題突出。如何在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”的時(shí)代背景下培養(yǎng)具備扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)和創(chuàng)新能力的人才，已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)課程過(guò)程中迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

機(jī)械設(shè)計(jì)課程具有理論知識(shí)比較抽象，實(shí)踐性強(qiáng)，與工程實(shí)際結(jié)合緊密的特點(diǎn)，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅在課堂需要學(xué)生能夠?qū)W到扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和寬厚的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且要經(jīng)過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生獲得一定的實(shí)踐感知，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)其創(chuàng)新潛力。為此圍繞機(jī)械設(shè)計(jì)課程的理論的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，國(guó)內(nèi)外教育工作者進(jìn)行了探索并取得了一定的成果。李平、杜力等研究學(xué)者針對(duì)《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，提出以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)機(jī)械綜合課程設(shè)計(jì)的改革思路[1]，以增進(jìn)學(xué)科的實(shí)踐能力。湯曉明、潘曉紅提出了以課程設(shè)計(jì)要求為目標(biāo)，以課程設(shè)計(jì)階段任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)的教改模式[2]。宋仲康、崔玉蓮等研究學(xué)者依據(jù)新的人才培養(yǎng)方案和目標(biāo)定位，以注重基礎(chǔ)、結(jié)合裝備、培養(yǎng)創(chuàng)新為基本思路，提出通過(guò)修訂課程標(biāo)準(zhǔn)、完善設(shè)計(jì)題目、建立課內(nèi)外一體化教學(xué)模式，以提高教學(xué)質(zhì)量的舉措[3]。張敏唐等研究學(xué)者主張?jiān)凇稒C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中引入綜合性、系統(tǒng)性的數(shù)字化設(shè)計(jì)理念并進(jìn)行了教改實(shí)踐，以促進(jìn)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、工程思想與解決問(wèn)題的能力提升。

通過(guò)對(duì)相關(guān)的研究的分析發(fā)現(xiàn)就如何在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》的實(shí)踐中就如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力有了一些思路。如何建立人才培養(yǎng)機(jī)制，深化理論知識(shí)的學(xué)習(xí)并將其運(yùn)用到實(shí)際的作品制作和創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，以促進(jìn)機(jī)械創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)關(guān)系到機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和國(guó)家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。該文就機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，通過(guò)場(chǎng)景設(shè)置，從選題、構(gòu)思、方案設(shè)計(jì)、機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)入手，對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》如何培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，分析和解決與機(jī)械領(lǐng)域有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行探索，以對(duì)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)開(kāi)展《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》專(zhuān)業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1? 地方性普通高等院校課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)模式現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》兩門(mén)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)主干課程學(xué)習(xí)后，開(kāi)設(shè)的旨在培養(yǎng)運(yùn)用桿件、凸輪、齒輪、帶傳動(dòng)等典型結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)踐課程。從先前由指導(dǎo)教師指定題目，通過(guò)修改不同參數(shù)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式實(shí)踐來(lái)看，學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的全過(guò)程缺乏了解，難以運(yùn)用基本理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，沒(méi)有得到工程創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，這與工程實(shí)際需要相差甚遠(yuǎn)，達(dá)不到《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》要求。就設(shè)計(jì)的過(guò)程分析，不能達(dá)到開(kāi)設(shè)機(jī)械專(zhuān)業(yè)要求的原因主要有以下幾個(gè)方面的因素。

（1）學(xué)生方面。

隨著地方性普通高等院校擴(kuò)招、合并以及轉(zhuǎn)型發(fā)展，機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生數(shù)量增多，學(xué)生素質(zhì)參差不齊、空間想象和動(dòng)手能力弱。在教師設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)課程的理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通常表現(xiàn)出學(xué)習(xí)積極性不高，不主動(dòng)地學(xué)習(xí)和查找資料，處于被動(dòng)的等待和接受狀態(tài)，創(chuàng)新思維得不到培養(yǎng)。

（2）傳統(tǒng)的機(jī)械課程設(shè)計(jì)的培養(yǎng)模式。

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要就機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置（或包含執(zhí)行部件）進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要就《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論課程中的軸、齒輪、帶輪，支撐配合的軸承、鍵的設(shè)計(jì)和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論課程的重點(diǎn)是傳動(dòng)裝置的零部件設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)則主要針對(duì)該內(nèi)容的知識(shí)運(yùn)用。在統(tǒng)一題目、統(tǒng)一進(jìn)度原則下，學(xué)生只需要修改參數(shù)和傳動(dòng)部件的類(lèi)型。根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，按照設(shè)計(jì)步驟，照搬公式，比對(duì)模板，學(xué)生就能完成《機(jī)械設(shè)計(jì)》的課程設(shè)計(jì)。從整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)看，設(shè)計(jì)題目陳舊單一、與實(shí)際工程脫節(jié)，缺乏系統(tǒng)訓(xùn)練，缺少過(guò)程培養(yǎng)，系統(tǒng)性不強(qiáng)，起不到創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)。

2? 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是應(yīng)用型創(chuàng)新性人才過(guò)程培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)

地方性普通高等院校教學(xué)科研資源相對(duì)較少，用于課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)備投入相對(duì)有限，如何利用有限的教學(xué)條件對(duì)不同層次的學(xué)生在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以滿(mǎn)足“中國(guó)制造2025”的要求，適應(yīng)人才市場(chǎng)對(duì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的需要，是地方性普通高等院校迫切需要解決的問(wèn)題。

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)后開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)核心課程，為此學(xué)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)上具備運(yùn)用理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬材料及熱處理、公差與互換性等學(xué)科知識(shí)進(jìn)行綜合機(jī)械設(shè)計(jì)的條件。在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要學(xué)生從學(xué)習(xí)生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、找到痛點(diǎn)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和專(zhuān)利了解現(xiàn)狀、提出利用機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)能解決的方案，經(jīng)過(guò)三維軟件進(jìn)行作品的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和三維運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析軟件分析，了解作品的功能并生成二維產(chǎn)品圖紙。通過(guò)該過(guò)程的培養(yǎng)，從而使學(xué)生在明白機(jī)械專(zhuān)業(yè)與學(xué)習(xí)生活、生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，機(jī)械專(zhuān)業(yè)各門(mén)課程的關(guān)系，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，讓學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，以適應(yīng)中國(guó)發(fā)展和人才市場(chǎng)的需求。

在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神;加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行創(chuàng)新思維、設(shè)計(jì)和制作等實(shí)際工作能力，增設(shè)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中“創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”培養(yǎng)環(huán)節(jié)等是應(yīng)用型創(chuàng)新人才過(guò)程培養(yǎng)的重要內(nèi)容。

3? 基于創(chuàng)新能力過(guò)程培養(yǎng)的地方普通高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)改革措施

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是高等工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)高級(jí)工程技術(shù)人才的全局中，對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)性，培養(yǎng)其開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力的具有非常重要的作用。其目的是：使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和其他先修課程的知識(shí)去分析、解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題;學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握常用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;通過(guò)計(jì)算和繪圖，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。鑒于地方普通高等院校學(xué)生素質(zhì)與師資設(shè)施情況，在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過(guò)程中，做出以下措施。

（1）開(kāi)展基于的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程改革，按照創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程來(lái)組織理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，將陳述性知識(shí)與過(guò)程性知識(shí)整合、理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)整合。在教學(xué)內(nèi)容上，以實(shí)際應(yīng)用帶動(dòng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)為主、以適度夠用的概念和原理的理解輔開(kāi)《機(jī)械設(shè)計(jì)》的教學(xué)工作。

（2）選取具有代表性的典型機(jī)械、構(gòu)建與零件的設(shè)計(jì)與分析貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，并且在課程總體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知心理順序和設(shè)計(jì)工作過(guò)程，在整個(gè)設(shè)計(jì)中構(gòu)建基本學(xué)習(xí)情境和拓展學(xué)習(xí)情境兩類(lèi)學(xué)習(xí)情境。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)置基本學(xué)習(xí)情境和拓展情景供不同學(xué)習(xí)能力的同學(xué)進(jìn)行選擇。基本學(xué)習(xí)情境要求每個(gè)學(xué)生必須完成的，拓展學(xué)習(xí)情境供學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生選擇完成。

（3）結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新比賽、學(xué)科競(jìng)賽、3D快速成型技術(shù)、慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型設(shè)置機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過(guò)理論知識(shí)的運(yùn)用進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

圖1是機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力過(guò)程培養(yǎng)方案圖。

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