機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)模式

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摘要：機械設(shè)計課程設(shè)計不僅是機械設(shè)計課程的重要實踐環(huán)節(jié)，而且還融合了機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、機械制造基礎(chǔ)、極限配合與測量技術(shù)等課程的應(yīng)用，對于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際有著極其重大的指導(dǎo)意義。因此如何正確開展機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)工作是本?？圃盒Ｐ柚?jǐn)慎重視的問題。本文將對機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)改革進(jìn)行探究，并對機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行分析，根據(jù)這些問題提出相應(yīng)的策略，從而探索更為合理的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；課程設(shè)計；教學(xué)；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(jìn)。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(dá)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(biāo)做出調(diào)整。特別是對于工科院校學(xué)生除了掌握理論知識更應(yīng)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(shè)計課程設(shè)計是機類、近機類、準(zhǔn)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(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)存在培養(yǎng)目標(biāo)滯后企業(yè)、課程體系重理論輕實踐、學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足、教師的教與學(xué)生的學(xué)與企業(yè)人才需求嚴(yán)重脫節(jié)、教學(xué)激勵機制不完善、學(xué)生厭學(xué)等問題。因此，高等院校機械設(shè)計課程設(shè)計教師要有“與時俱進(jìn)”的教學(xué)理念，具備“服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會”的服務(wù)意識，教學(xué)中應(yīng)充分體現(xiàn)機械設(shè)計課程設(shè)計的實用性、專業(yè)性和創(chuàng)新性。

二機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)模式探討

（一）機械設(shè)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(biāo)、就業(yè)崗位、工作任務(wù)、崗位職業(yè)能力等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查分析，明確機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)在實現(xiàn)各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)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(jìn)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(yīng)用型人才，突出對專業(yè)或?qū)I(yè)群的支持服務(wù)功能，在區(qū)分共性、個性的基礎(chǔ)上，有必要進(jìn)行人才需求調(diào)查分析，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，突出對不同專業(yè)的理論與實踐教學(xué)特色，甚至針對性的設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)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(xué)和培養(yǎng)機構(gòu)采用3D模式進(jìn)行機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)與實驗研究。2012年大連理工大學(xué)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(xué)的李勇等[6]將機械制圖、三維實體設(shè)計、機械設(shè)計、加工制造四門課程的內(nèi)容運用到機械設(shè)計課程設(shè)計中有機的融為一體，提供了一種新型的教學(xué)模式，且在該模式下教學(xué)效果突出。2018年王鑫等[7]借助Inventor軟件設(shè)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(xué)生參與實訓(xùn)的興趣，同時改善了教學(xué)效果。在研究大量國內(nèi)3D技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用取得的成果，均得出一個結(jié)論：教學(xué)效果顯著。其主要原因在于該種教學(xué)方法實現(xiàn)了機械結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)思的三維性與設(shè)計表達(dá)三維性的統(tǒng)一，突破了傳統(tǒng)設(shè)計的三維構(gòu)思、二維表達(dá)之間的割裂，可大大提高機械設(shè)計的效率與質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計和工程綜合分析能力。而機械設(shè)計課程設(shè)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(shè)計結(jié)果即是頭腦中的三維雛形。學(xué)生對于設(shè)計的恐懼就是不知如何在圖紙上用二維圖表達(dá)頭腦中的三維雛形，也就是說學(xué)生在二維表達(dá)上是短板，學(xué)生設(shè)計的難點恰恰在于頭腦里有物，無法準(zhǔn)確表達(dá)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(dá)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(shè)計方法對學(xué)生（設(shè)計者）來說就變得簡單易行、得心應(yīng)手了。因此，在認(rèn)真分析各專業(yè)的就業(yè)崗位、工作任務(wù)、知識和技能要求的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)建機械設(shè)計課程設(shè)計體系和教學(xué)內(nèi)容，制定突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，把職場要求與本課程設(shè)計待用3D軟件有機地融合在一起，使課程設(shè)計教學(xué)既能滿足機類專業(yè)應(yīng)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(shè)計教學(xué)按“需”所“取”3D軟件，實現(xiàn)各具特色的教學(xué)內(nèi)容與崗位技能對接、校內(nèi)學(xué)習(xí)與實際工作一致，不僅極大地提高學(xué)生的職業(yè)崗位能力，而且豐富了課程內(nèi)容，加深所學(xué)知識，同時可使學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程，做一個與時俱進(jìn)的機械人。

（三）探索建設(shè)一支“多面手”的教學(xué)團隊

要較好地推行3D模式下機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)任務(wù)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生以學(xué)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(shè)計軟件的“多面手”教師隊伍。“多面手”要求教師不僅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(shè)計課程設(shè)計教師不僅要機械設(shè)計領(lǐng)域水平高，而且要對所授學(xué)生對應(yīng)的專業(yè)要相當(dāng)了解，熟悉專業(yè)知識，具備專業(yè)目標(biāo)崗位的操作技能，熟知該專業(yè)對機械設(shè)計課程設(shè)計水平的要求。充分調(diào)研各專業(yè)、各行業(yè)對機械設(shè)計課程設(shè)計的應(yīng)用需求，是本課程實現(xiàn)育人模式教學(xué)質(zhì)量的保障，因此應(yīng)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(jìn)度教學(xué)、避免抄襲

傳統(tǒng)的機械設(shè)計課程設(shè)計從任務(wù)到結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)生“勤”，所謂教師的“懶”指任務(wù)布置下去后，不及時檢查或輔導(dǎo)，而學(xué)生又是第一次進(jìn)行綜合性的設(shè)計，導(dǎo)致心里沒底，于是出現(xiàn)了學(xué)生的“勤”，“勤”指學(xué)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(xué)進(jìn)度的安排入手，按時按量的進(jìn)行教學(xué)輔導(dǎo)與檢查，特別是三維及二維設(shè)計，這個過程水平再高的學(xué)生也需要時間來做，因此，可按課程設(shè)計步驟為主線，循序漸進(jìn)、由淺入深，以“易用，夠用”為宗旨，按計算進(jìn)度及結(jié)果一天一檢查、三天一輔導(dǎo)的來安排教學(xué)，不僅能讓學(xué)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(shè)計。

三總結(jié)

機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的重要設(shè)計性、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在教師指導(dǎo)下第一次獨立進(jìn)行的工程設(shè)計訓(xùn)練，目的是引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的工程觀點，形成科學(xué)的設(shè)計思想，進(jìn)而提高學(xué)生的工程實踐能力。對機械設(shè)計課程設(shè)計的掌握程度直接影響到學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)及畢業(yè)后對專業(yè)工作的適應(yīng)性，因此它在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)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(shè)計課程設(shè)計受傳統(tǒng)教學(xué)思維的固化，造成學(xué)生所掌握的知識與企業(yè)嚴(yán)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(shè)計課程設(shè)計方案，積極探索創(chuàng)新式的教學(xué)模式，進(jìn)一步優(yōu)化、探詢機械設(shè)計課程設(shè)計現(xiàn)代化教學(xué)方法。推動機械設(shè)計課程設(shè)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(xué)生的實踐能力。二要完善教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容，加強嵌入現(xiàn)代化行業(yè)軟件應(yīng)用的教學(xué)比重，構(gòu)建新模式，優(yōu)化實踐教學(xué)，重視教與學(xué)反轉(zhuǎn)換位認(rèn)識，促進(jìn)創(chuàng)新教學(xué)。三要教師做到“與時俱進(jìn)”的多面手，教材更新及時，實行校企聯(lián)合辦學(xué)。四要有意識的鍛煉教師與學(xué)生的創(chuàng)新思維，“多看多想”加強加大相關(guān)文獻(xiàn)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(xiàn)

[2]劉磊,劉愛輝.淺談機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學(xué)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(shè)計基礎(chǔ)(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(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2018.

作者：王利霞 馮占榮 劉文光 單位：南昌航空大學(xué) 航空制造工程學(xué)院