应用型本科教育模式下关于《机械设计》课程教学的探讨

程东霁

（皖西学院机械与电子工程系,安徽六安 237012）

应用型本科教育模式下关于《机械设计》课程教学的探讨

程东霁

（皖西学院机械与电子工程系,安徽六安 237012）

根据应用型本科教育的要求,从理论教学和实践教学两个方面探索《机械设计》课程的教学改革方法,以提高本课程的教学质量。

机械设计;应用型本科教育;教学研究

随着我国高等教育从“精英教育”向“大众化教育”的转型,很多新建本科院校开始构建适应于应用型本科人才培养模式的理论教学与实践教学体系。《机械设计》是机械类专业的一门技术基础课。它以一般通用零件的设计为核心,论述其基本设计理论与方法[1]（P5）。

本文结合本科应用型人才培养的要求,针对如何提高该课程的教学效果,从以下两个方面加以阐述:

1 理论教学内容

1.1 精简某些公式的繁琐推导过程

教学内容以“够用”为原则,对过深的理论推导和公式、公理等的推导、证明,可在有选择的、不影响知识理解连贯性的前提下略减或删除,以便学生集中精力掌握实用的结论,以解决实际设计问题[2]。例如在齿轮传动中,齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度设计计算（或校核公式）的推导过程等都可删除不讲,只介绍结论。再如:液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算中,关于一维雷诺方程[1]（P289）的详细推导过程可简单说明推导过程:第一,从牛顿粘性液体定律出发;第二,构建液体中微单元体沿运动方向的压力平衡条件;第三,再根据润滑油连续流动时各截面上流量相等,便可推导出方程结果。对于公式本身,要求理解各参数意义并会应用。对推导过程有兴趣的同学可提供相关参考资料以提高他们的钻研能力。

1.2 强调结构设计的过程与细节

《机械设计》主要阐述零部件的设计过程,零件设计包括两个方面。第一是结构设计,第二是零部件工作能力的计算。工作能力计算是指零件的强度、刚度及稳定性等核算问题,这些内容在先修课程《材料力学》中已有详细阐述。因此建议《机械设计》课程中不需要详细说明具体计算过程,而应该强调其结构设计过程中的细节。

零件或者机械传动形式的结构对其工作能力有很大的影响。比如:轴的结构设计、轴承的组合结构设计等。理论教学中可运用一些三维建模软件仿真零件结构,较深入地阐述各部分结构的特点与设计要点,做大量的结构设计练习。在实践教学中也可以通过拆卸某些机器或部件的方法增强学生对机器及零件结构的认识,这对于培养应用型机械本科人才有着非常重要的意义。

1.3 更新教学内容,引入创新思想

在理论教学过程中,适时补充一些有关机械设计发展的最新成果,不仅可以反映学科发展前沿,还可以拓宽学生知识面、调动学生学习的积极性、激发学生创新思想等。比如讲解带传动时,通过介绍同步带传动引入同步带摩托车的应用实例。在介绍传动轴时,可引入最新的传动轴自行车等。结合实践,增加实用性,以提高教学效果。

2 实践教学环节

实践教学是应用型本科人才培养过程中重要的教学环节,它对培养学生的实践能力与创新精神有着理论教学不可替代的特殊作用[3]。目前,《机械设计》的实践教学主要有实验和课程设计两大部分。

2.1 取消验证性实验,代之以开发型实验

传统的实验教学过分强调作为理论课的验证手段[4],内容基本上以演示性、验证性为主,缺乏设计性、自主性实验,没有把学生能力的培养放在突出的地位。比如常做的实验有:带传动、链传动、径向液压滑动轴承等,这些都是在验证理论课堂上讲授理论的知识点。如果学生已经掌握了这些知识,这些实验的意义就不太大。对于应用型本科教育而言,则应该带学生观察零件陈列室,了解常用机构和常用零件的设计原理、结构及其基本功能,增加其感性认识,或走进机械创新实验室,让学生通过具体的工程实践结合专业基础知识自己动手创新机械设计,以提高提出问题和解决问题的综合能力。建议实验内容由“单一”向“综合”转变,实验方法由“验证型”、“示范型”向“参与型”和“开发型”转变。

2.2 课程设计应与生产实践相结合

机械工程应用型本科人才的培养规格在能力方面主要体现在:善于运用工程图表达设计思想的能力;初步的工程实践能力（机械的加工、制造、安装、调试等）;利用图书、外文资料、计算机等工具收集处理信息、获取新知识的能力;一定的组织管理能力以及创新与创业的能力[5]。

现行的机械设计课程设计选题过分强调统一性。多为带式输送机两级齿轮减速器设计,以某些参数的不同值分成若干设计小组。一般都安排有2周时间。事实上,很多学生根本就不参与课程设计,从网络上下载、打印就可以完成任务,或者按着资料上的步骤,按部就班地机械地重复着一些设计过程。这种不考虑学生具体情况的选题,很难调动学生的积极性,不利于激发学生的创新意识。而且课程设计大多停留在图纸上,而结合现场工艺分析及制造实践等做法少,教学模式单一且缺乏综合实践教学环节,使得学生主动性和创造性难以发挥。因此,预期的教学目标难以实现,应用型人才培养的目标也难以完成。可以适当选取与生产实践关系密切的课题作为课程设计的课题,比如:NGW型行星减速器设计、齿轮连杆式步进机构、钻机传动装置设计等。选用此类课题可以培养学生运用《机械设计》中所学知识进行设计新机械的能力、培养学生绘制工程图以及查阅图册、手册等资料的能力。以上课题和“带式输送机两级齿轮减速器设计”课题相比,最大的优点是:课题的设计方案形式多样,可以激发学生的设计能动性;并且网络上很难搜索到全部资料（包括设计书和图纸）,需要同学们的努力才能完成课程设计的任务,这样才能真正达到课程设计的教学目的。

3 结束语

应用型本科教育模式在不断地发展,而此模式下《机械设计》的教学研究也是一个在摸索中前进,需要不断完善思索和实践的课题。必须科学地看待问题,任何理论都必须接受实践的检验,任何教学研究都必须付诸于教学实践中实施,唯有培养优秀的机械专门技术人才的教育才是最好的应用型机械本科教育。

[1]濮良贵,纪名刚.机械设计（第八版）[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]赵海燕,赵宏平.《机械设计》课程教学改革的几点建议[J].学理论,2009,（14）:196-197.

[3]刘国荣.刍议工程应用型本科实践教学改革与创新[J].中国高教研究,2009,（5）:57-58.

[4]赵晓芬.应用型本科机械类专业实践教学新模式的探讨[J].黄石理工学院学报,2008,24（5）:56-58.

[5]张炳生,刘雪东.机械工程应用型本科人才培养规格的研究[J].江苏工业学院学报（社会科学版）,2003,4（1）:44 -46.

On the Teaching Research of Design of Machinery Course under the Applied-oriented Undergraduate Education Mode

CHENG Dong-ji

（Department of Mechanical and Electronic Engeering,West Anhui University,Lu’an237012,China）

According to the requirements for applied-oriented undergraduate education,the article probes into the teaching reform for Desing of Machinery from theoretical and practical aspects.The purpose is to improve the teaching quality of the course.

Design of Machinery;applied-oriented undergraduate education;teaching research

TH11-41

A

1009-9735（2010）02-0072-02

2010-01-16

程东霁（1978-）,女,安徽寿县人,皖西学院机械与电子工程系讲师,硕士,研究方向:机械设计。