韋慧玲 劉軍

摘要：粵港澳大灣區(qū)的目標(biāo)是建成國際科技創(chuàng)新中心，面向這個建設(shè)需要的人才培養(yǎng)重點是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當(dāng)前的機械原理課程設(shè)計題目類型單一，學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力沒有得到充分的發(fā)揮。文章淺析目前高校機械原理課程設(shè)計存在的問題，并提出適應(yīng)粵港澳大灣區(qū)建設(shè)背景下機械原理課程設(shè)計的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：粵港澳大灣區(qū);機械原理課程設(shè)計;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0160-02

機械原理課程是機械工程專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，在專業(yè)課程中處于重要的地位，而機械原理課程設(shè)計是課程教學(xué)的重要實踐環(huán)節(jié)，其課程設(shè)置目標(biāo)是提高學(xué)生運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力并增強機械設(shè)計的創(chuàng)新意識[1-3]。隨著粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的提出，為順應(yīng)社會發(fā)展，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，針對傳統(tǒng)的機械原理課程設(shè)計實踐教學(xué)進行教學(xué)方式方法的教學(xué)改革勢在必行。

一、當(dāng)前課程設(shè)計存在的問題

（一）缺乏思維發(fā)散式的設(shè)計思路

目前高校的機械原理課程設(shè)計思路是參考機械原理課程教學(xué)中機械系統(tǒng)傳動方案設(shè)計的知識體系進行，每個學(xué)生根據(jù)機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書提出的機械系統(tǒng)進行方案設(shè)計，通過對三個以上的方案進行對比選取其中最優(yōu)方案，最后通過設(shè)計說明書和運動示意圖將設(shè)計方案表達出來。很顯然，這種指定題目限定機械系統(tǒng)的二維設(shè)計已經(jīng)很難激發(fā)學(xué)生的設(shè)計熱情和創(chuàng)新意識了，使得本應(yīng)該有趣的設(shè)計變成是應(yīng)付式的作業(yè)。

（二）專業(yè)特色不明顯

目前開展機械原理課程設(shè)計的專業(yè)有機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設(shè)計及理論、車輛工程四個。每個專業(yè)都有自己的專業(yè)特色，而目前機械原理課程設(shè)計仍然以通用機械為主，缺乏專業(yè)特點。尤其是車輛工程專業(yè)的學(xué)生，很難在機械原理課程設(shè)計中與車輛工程聯(lián)系起來，對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起不到承上啟下的作用。因此，不具有專業(yè)特色的課程設(shè)計很難調(diào)動學(xué)生的積極性。

（三）缺乏現(xiàn)代化工程軟件應(yīng)用能力

我院雖然屬于理工科大學(xué)，但是先進的現(xiàn)代化工程軟件在教學(xué)實踐中的應(yīng)用還是比較滯后。學(xué)生做課程設(shè)計還是以手工作圖為主，尺寸和標(biāo)注都沒有做到規(guī)范化。學(xué)生未能系統(tǒng)地掌握二維和三維設(shè)計軟件，對于將來從事設(shè)計方面工作的學(xué)生來說，很難適應(yīng)社會的要求，更談不上創(chuàng)新。如何借助先進的設(shè)計手段，把具有前沿性的設(shè)計理念表達出來，是我院目前亟待解決的問題。

（四）設(shè)計方案缺乏可行性分析

由于學(xué)生做課程設(shè)計依靠手工計算和作圖，這些設(shè)計往往只是一些簡單機構(gòu)的拼湊，缺乏運用現(xiàn)代化工程軟件對機構(gòu)的合理性、可行性和可靠性進行分析。假如學(xué)生使用三維設(shè)計軟件，就可以對整個機械系統(tǒng)各個機構(gòu)間是否存在運動干涉進行三維圖畫驗證。因此，目前的課程設(shè)計方式無法對機械系統(tǒng)進行可行性分析，缺乏對學(xué)生整體思維能力的鍛煉。

二、針對課程設(shè)計存在問題提出的建議

為了解決目前機械原理課程設(shè)計存在的一些問題，結(jié)合粵港澳大灣區(qū)創(chuàng)新的建設(shè)背景，提出一些針對性的建議，通過激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的設(shè)計能力。

（一）開放式的設(shè)計思路

鼓勵學(xué)生通過查詢資料和觀察生活中常見的機械系統(tǒng)，根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)的機械原理理論知識結(jié)合自己的興趣愛好選擇課題并提出自己的設(shè)計思路，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)新能力。另外，通過分層設(shè)計的思路讓學(xué)生組團進行一個大課題的設(shè)計，組員根據(jù)自身能力選擇擅長的小課題，若干具有遞進關(guān)聯(lián)性的小課題組成一個大課題，這種模式有利于發(fā)揮學(xué)生的特長，且能夠鍛煉學(xué)生獨立思考和團隊合作的能力，避免了傳統(tǒng)的指定課題模式相互抄襲的弊端。

（二）具有鮮明專業(yè)特色的課題選擇

在機械原理課程設(shè)計題目的選擇上，圍繞專業(yè)相關(guān)性這條主線，機械制造及其自動化專業(yè)以機械自動化系統(tǒng)為主、機械電子工程專業(yè)以機械電子系統(tǒng)為主、機械設(shè)計及理論專業(yè)以機械系統(tǒng)設(shè)計為主、車輛工程專業(yè)以車輛機械系統(tǒng)為主，針對每個專業(yè)領(lǐng)域常見的機械結(jié)構(gòu)進行傳動方案設(shè)計、運動仿真以及動力分析。這種模式實現(xiàn)了課程設(shè)計多樣化和個性化。例如同一機構(gòu)類型在機械自動化系統(tǒng)、機械電子系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、車輛機械系統(tǒng)下進行設(shè)計，這樣既能保證學(xué)生設(shè)計不重題，又能有效促進學(xué)生之間的討論與交流。以專業(yè)特色為導(dǎo)向的課題選擇，不僅實現(xiàn)了課程學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)的融合，達到了學(xué)以致用的效果，而且也很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)新意識。

（三）現(xiàn)代化工程應(yīng)用軟件的選擇

針對機械原理課程設(shè)計特點，選擇的軟件平臺應(yīng)具有三維建模、機構(gòu)仿真、運動及動力學(xué)分析功能，同時，考慮到本科生能力和精力有限的特點，以學(xué)習(xí)一款能解決設(shè)計中諸多問題的集CAD/CAE/CAM一體化的大型集成化軟件為佳。目前，ProE、UG和SolidWorks這三款軟件實用性比較好，越來越受到中國高校及企業(yè)用戶的青睞，而且它們每個版本的更新都能同步反映當(dāng)代最新的設(shè)計方法和理念，為學(xué)生今后的知識更新與擴容奠定基礎(chǔ)[4-5]。學(xué)生可以根據(jù)自己的喜愛選擇其中的一款軟件進行設(shè)計。

（四）設(shè)計分析一體化的系統(tǒng)思維

針對目前課程設(shè)計存在的缺乏可行性分析這個問題，提出運用三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計，運用軟件搭建虛擬機械系統(tǒng)，并對此進行運動仿真、動力分析、有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，確保設(shè)計的機械系統(tǒng)不存在運動干涉，最大限度地降低設(shè)計失誤。這樣把設(shè)計和分析一體化，學(xué)生對產(chǎn)品的開發(fā)有一個全面的認識，既可以鍛煉了學(xué)生的系統(tǒng)思維，又提高了學(xué)生全面思考問題的能力。

三、結(jié)束語

時代在不斷發(fā)展，社會對人才的創(chuàng)新能力要求不斷提高，我們必須樹立新的教育質(zhì)量理念，調(diào)整和改革機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容和方式，鼓勵學(xué)生開放式探索，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高課程設(shè)計的質(zhì)量，使得機械原理課程設(shè)計目標(biāo)與粵港澳大灣區(qū)建設(shè)背景下的人才能力需求相匹配。

參考文獻：

[1]汪建曉，孫學(xué)強，靳龍.機械原理[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2017.

[2]汪建曉，孫傳瓊.機械原理課程設(shè)計[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

[3]黃小龍.基于課外科技活動的機械原理課程設(shè)計教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2017，（5）：217-218.

[4]王芳，王瑞芳，平學(xué)成，等.基于虛擬樣機技術(shù)的機械原理課程改革與實踐[J].中國輕工教育，2017，（01）：60-62.

[5]黃小龍.虛擬樣機技術(shù)在機械原理課程設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2013，（4）：102-103.