機械設計課程設計教學模式
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摘要：機械設計課程設計不僅是機械設計課程的重要實踐環(huán)節(jié)，而且還融合了機械設計基礎、機械制圖、機械制造基礎、極限配合與測量技術(shù)等課程的應用，對于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際有著極其重大的指導意義。因此如何正確開展機械設計課程設計的教學工作是本?？圃盒Ｐ柚斏髦匾暤膯栴}。本文將對機械設計課程設計的教學改革進行探究，并對機械設計課程設計教學過程中存在的問題進行分析，根據(jù)這些問題提出相應的策略，從而探索更為合理的教學模式。
關(guān)鍵詞：機械設計；課程設計；教學；3D；探討
一引言
我國智能制造發(fā)展需經(jīng)歷自動化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個階段，中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從過去的低端“仿造”向中高端“自主研發(fā)”方向邁進。中國建材集團董事長宋志平在“中國發(fā)展高層論壇2017”演講中指出“中國企業(yè)走向國際市場是發(fā)展的必然，中國正面對產(chǎn)業(yè)鏈高端向發(fā)達國家回流，產(chǎn)業(yè)鏈低端向成本更低國家轉(zhuǎn)移的雙重擠壓”[1]。而我國想脫離這種困境，從“中國是世界工廠”變成“世界是中國工廠”，有必要對我國高等院校高素質(zhì)人才的培養(yǎng)目標做出調(diào)整。特別是對于工科院校學生除了掌握理論知識更應注重工程實踐能力的培養(yǎng)，以滿足現(xiàn)代化企業(yè)對高技術(shù)技能型人才的需求。機械設計課程設計是機類、近機類、準機類等專業(yè)必須掌握的一門重要實踐課程[2-4]，目前，我國高等院校對機械設計課程設計的教學存在培養(yǎng)目標滯后企業(yè)、課程體系重理論輕實踐、學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力嚴重不足、教師的教與學生的學與企業(yè)人才需求嚴重脫節(jié)、教學激勵機制不完善、學生厭學等問題。因此，高等院校機械設計課程設計教師要有“與時俱進”的教學理念，具備“服務企業(yè)、服務社會”的服務意識，教學中應充分體現(xiàn)機械設計課程設計的實用性、專業(yè)性和創(chuàng)新性。
二機械設計課程設計教學模式探討
（一）機械設計人才需求調(diào)查分析的重要性
通過對機類/近機類主要專業(yè)的人才培養(yǎng)目標、就業(yè)崗位、工作任務、崗位職業(yè)能力等內(nèi)容進行調(diào)查分析，明確機械設計課程設計教學在實現(xiàn)各專業(yè)人才培養(yǎng)目標中的作用和地位。為了使不同專業(yè)的畢業(yè)生能夠與本專業(yè)工作崗位進行“零”距離對接，培養(yǎng)符合不同行業(yè)、企業(yè)需要的高素質(zhì)、高技能應用型人才，突出對專業(yè)或?qū)I(yè)群的支持服務功能，在區(qū)分共性、個性的基礎上，有必要進行人才需求調(diào)查分析，及時調(diào)整教學內(nèi)容，突出對不同專業(yè)的理論與實踐教學特色，甚至針對性的設計機械設計課程設計題目，杜絕抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。
（二）推行因“專業(yè)”嵌入3D軟件
目前，國內(nèi)外許多大學和培養(yǎng)機構(gòu)采用3D模式進行機械設計課程設計教學與實驗研究。2012年大連理工大學舒宏等[5]提出在制圖課程中融入形體、零件三維建模，部件的裝配與驅(qū)動關(guān)系，直觀地理解零件的形狀、配合、部件的工作原理等。2015年塔里木大學的李勇等[6]將機械制圖、三維實體設計、機械設計、加工制造四門課程的內(nèi)容運用到機械設計課程設計中有機的融為一體，提供了一種新型的教學模式，且在該模式下教學效果突出。2018年王鑫等[7]借助Inventor軟件設計機構(gòu)和零件，完成三維建模并輸出二維工程圖，提高了學生參與實訓的興趣，同時改善了教學效果。在研究大量國內(nèi)3D技術(shù)在教學中應用取得的成果，均得出一個結(jié)論：教學效果顯著。其主要原因在于該種教學方法實現(xiàn)了機械結(jié)構(gòu)設計構(gòu)思的三維性與設計表達三維性的統(tǒng)一，突破了傳統(tǒng)設計的三維構(gòu)思、二維表達之間的割裂，可大大提高機械設計的效率與質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學生機械創(chuàng)新設計和工程綜合分析能力。而機械設計課程設計恰恰就是一個三維想像、構(gòu)思的過程，最原始的、不夠清晰的設計結(jié)果即是頭腦中的三維雛形。學生對于設計的恐懼就是不知如何在圖紙上用二維圖表達頭腦中的三維雛形，也就是說學生在二維表達上是短板，學生設計的難點恰恰在于頭腦里有物，無法準確表達出此物。有了3D軟件，利用它快速將頭腦中的三維構(gòu)思表達出來，并借助于3D軟件能夠快速實現(xiàn)三維到二維工程圖的轉(zhuǎn)換，這種設計方法對學生（設計者）來說就變得簡單易行、得心應手了。因此，在認真分析各專業(yè)的就業(yè)崗位、工作任務、知識和技能要求的基礎上，重新構(gòu)建機械設計課程設計體系和教學內(nèi)容，制定突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標準，把職場要求與本課程設計待用3D軟件有機地融合在一起，使課程設計教學既能滿足機類專業(yè)應用能力培養(yǎng)，又能兼顧近機類專業(yè)和行業(yè)的不同實際需要，使各專業(yè)的課程設計教學按“需”所“取”3D軟件，實現(xiàn)各具特色的教學內(nèi)容與崗位技能對接、校內(nèi)學習與實際工作一致，不僅極大地提高學生的職業(yè)崗位能力，而且豐富了課程內(nèi)容，加深所學知識，同時可使學生更好地適應現(xiàn)代化的發(fā)展進程，做一個與時俱進的機械人。
（三）探索建設一支“多面手”的教學團隊
要較好地推行3D模式下機械設計課程設計的教學任務，達到培養(yǎng)學生以學致用崗位技能的目的，必須要有一支精通各專業(yè)、行業(yè)3D設計軟件的“多面手”教師隊伍?！岸嗝媸帧币蠼處煵粌H要具有從事教育工作的專業(yè)知識，而且要充分了解企業(yè)職員的操作技能，更要要求教師對3D技能及三維變二維過程熟練掌握。新時期的機械設計課程設計教師不僅要機械設計領(lǐng)域水平高，而且要對所授學生對應的專業(yè)要相當了解，熟悉專業(yè)知識，具備專業(yè)目標崗位的操作技能，熟知該專業(yè)對機械設計課程設計水平的要求。充分調(diào)研各專業(yè)、各行業(yè)對機械設計課程設計的應用需求，是本課程實現(xiàn)育人模式教學質(zhì)量的保障，因此應通過充分調(diào)研各專業(yè)、各行業(yè)的實際需要來培養(yǎng)師資，努力探索培養(yǎng)“多面手”教師隊伍的途徑和方法。
（四）因進度教學、避免抄襲
傳統(tǒng)的機械設計課程設計從任務到結(jié)構(gòu)設計，從強度計算到尺規(guī)繪圖，真可謂是汗水與耗時齊飛，模仿共抄襲一色，其問題重點在于教師的“懶”與學生“勤”，所謂教師的“懶”指任務布置下去后，不及時檢查或輔導，而學生又是第一次進行綜合性的設計，導致心里沒底，于是出現(xiàn)了學生的“勤”，“勤”指學生會不厭其煩的利用手機、電腦、平板等現(xiàn)代手段查找可參考的材料，甚至找到一模一樣的材料直接來用。若要杜絕這種現(xiàn)象，可從教學進度的安排入手，按時按量的進行教學輔導與檢查，特別是三維及二維設計，這個過程水平再高的學生也需要時間來做，因此，可按課程設計步驟為主線，循序漸進、由淺入深，以“易用，夠用”為宗旨，按計算進度及結(jié)果一天一檢查、三天一輔導的來安排教學，不僅能讓學生有疑可解，有問可答，而且能有效地避免抄襲現(xiàn)象的發(fā)生，更能有質(zhì)有量的完成課程設計。
三總結(jié)
機械設計課程設計是機械設計課程的重要設計性、實踐性教學環(huán)節(jié)，是學生在教師指導下第一次獨立進行的工程設計訓練，目的是引導學生樹立正確的工程觀點，形成科學的設計思想，進而提高學生的工程實踐能力。對機械設計課程設計的掌握程度直接影響到學生的專業(yè)課程學習及畢業(yè)后對專業(yè)工作的適應性，因此它在專業(yè)培養(yǎng)目標框架下的實踐性課程體系中處于核心地位。高等院校機械設計課程設計受傳統(tǒng)教學思維的固化，造成學生所掌握的知識與企業(yè)嚴重脫節(jié)，因此需要重構(gòu)適合我國改革發(fā)展核心需求的機械設計課程設計方案，積極探索創(chuàng)新式的教學模式，進一步優(yōu)化、探詢機械設計課程設計現(xiàn)代化教學方法。推動機械設計課程設計發(fā)展，一要緊跟企業(yè)、行業(yè)發(fā)展方向，強化理論與實際、實際與理論間的聯(lián)系，突出培養(yǎng)學生的實踐能力。二要完善教學形式、教學內(nèi)容，加強嵌入現(xiàn)代化行業(yè)軟件應用的教學比重，構(gòu)建新模式，優(yōu)化實踐教學，重視教與學反轉(zhuǎn)換位認識，促進創(chuàng)新教學。三要教師做到“與時俱進”的多面手，教材更新及時，實行校企聯(lián)合辦學。四要有意識的鍛煉教師與學生的創(chuàng)新思維，“多看多想”加強加大相關(guān)文獻的閱讀、市場的調(diào)研，定期撰寫相關(guān)論文或總結(jié)性的報告。
參考文獻
[2]劉磊,劉愛輝.淺談機械設計基礎課程設計的教學模式[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(39):222-223,235.
[3]楊可楨,程光蘊,李仲生,等.機械設計基礎(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2013.
[4]賀紅林，封立耀.新編機械設計基礎課程設計[M].武漢:華中科技大學出版社,2018.
作者：王利霞 馮占榮 劉文光 單位：南昌航空大學 航空制造工程學院
