基于创新意识培养的机械设计课程群设置

周培　芦书荣

【摘要】传统的机械设计课程仅局限于机械设计课和机械设计课程设计，无论是课堂教学还是课程设计在对学生的创新意识的培养方面还很薄弱，学生对现代实际结构的完整设计过程没有系统的体验。借助精品课程平台，新的机械设计课程群的设置，建立了从基础课到专业课的完整教学链条，有效锻炼了学生的动手能力，培养其创新意识。

【关键词】机械设计 创新教育 精品课程

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0042-01

机械设计是一门传统的机械专业基础课，传统的机械设计教学主要分为理论部分的机械原理、机械设计课堂教学和实践环节的课程设计。理论教学往往内容比较固定，由于内容相对来说较为枯燥，如果老师在课堂上还是一味讲解灌输，不联系工程实际，学生很容易丧失学习兴趣，久而久之，学习就变成了应付考试的工具，学生的能力仅仅停留在解题，遇到实际工程问题无从下手，这样无法达到真正的教学目的，而且对培养学生的动手能力和创新意识毫无益处。如何让传统的学科在新形势新背景下焕发生机，既能使学生主动产生学习兴趣，提高学习效率，又能培养他们的实际能力？借助南航金城学院《机械设计》精品课程这一平台，本文对机械设计相关课程设置作了研究。

课程设置方面，对机械设计课程群相关课程进行了整合、改进设计。原有的机械设计相关课程有：proE软件应用、机械原理、机械设计、课程设计、机械工程有限元基础。每门课由不同的老师讲授，除了机械原理和机械设计关联性较强，其他的课程教学呈碎片化分布，学生学一门扔一门，无法将相关知识联系运用。这与实际情况是相违背的，他们在参加到工作中去之后会发现，从事机械设计工作，需要协调调用各门课程的知识，知识的运用往往是大面积交叉的，这样的教学往往不能在学生毕业的时候对其提供有效的专业支撑，使学生很难迅速进入角色。这也是现在很多本科院校提倡培养“应用型“人才的出发点之一。

本文在课程的设置上，除了保留原有的课程，添加了《机械设计综合实验》这门实践类课程。机械设计综合实验立足于机械设计实验的基础性、整体性、创新性，是将机械系统传动方案设计理论、实验测试方法和软件技术进行整合优化而开发的一体化、多层次、开放式综合性、研究型实验。学生可根据实验要求自主拟订多种传动方案，进行多级传动方案的组装、搭接、装配、调节，并通过测试进行性能综合分析和评估。目的拓展机械设计实验的内容，调动学生的创新积极性，提高其知识综合应用的能力。在机械设计综合实验中，既包含验证类实验，又有创新类实验，需要学生动脑创新多，对提高其实践动手能力又重要作用。

课程与课程之间，加强联系。以机构设计综合实验为平台，在学习机械原理和计算机三维应用软件的基础上，通过机构运动的组合设计，并采用机构型综合的连杆组合创新技法进一步改进，运用计算机三维软件对机构运动进行分析、进而进行机构的虚拟设计与运动仿真，并对实物机构进行优化设计。融合了机构方案的设计、运动分析与实验验证，培养学生的创新设计能力、科学计算能力以及工程实践能力。对于创新型搭建的结构，后续可以利用有限元分析软件，进行结构校核，在加工实验室进行样机加工，从而给学生实现从设计到加工出样机的完整体验，为以后快速融入工作岗位打下基础。

教学内容方面，加强应用型软件的教学。为了响应学校培养“应用型”人才的号召，机械工程自动化专业设置了机械工程有限元分析基础这门课程。该课程原本是研究生课程，本科院校开设较少，因为其难度大，要求铺垫的基础知识较多，对学生能力要求高。本科学校该门课的内容全部是有限元法的理论，学时长，难度大，但是对于我们本三院校来说，照搬其教学模式不现实，在教学上也起不到作用，我们更多着眼点于学生的应用能力，所以该课程内容设置上尽可能弱化理论部分，加入有限元软件的介绍和操作。当然，无论什么有限元分析软件，其功能都是相当繁复的，安排课程时，我们主要集中介绍ANSYS基本力学分析模块，学生学习完之后能对设计的结构进行简单的分析校核，如果工作中需要用到更多的模块，学生也有能力找到相应的资料学习，这就比其他没有有限元知识的学生更有优势，更能快速地掌握技能。

这样，将机械设计相关课程甚至毕业设计关联起来，形成完整的教学链条，既有理论分析，又有实践验证；既有硬件支撑，又有软件助力；既能进行科学计算，又能动手实现。以实践环节巩固理论教学，用理论教学助力实践环节，使机械设计课程形成一个整体，让原本枯燥的机械设计教学焕发新的生机。当然，在优化了课程设置的同时，课堂的教学模式也应随之转变，将课堂还给学生，赋予学生更多的主动权，培养创造性、甚至是批判性思维，实现翻转课堂，让学生更主动地吸取知识、扎实基础，才能在新教育环境下，实现教育的根本目标。

作者简介：

周培（1983.01-），女，江苏南京人，毕业于南京航空航天大学，硕士研究生，讲师，主要研究方向：机械设计及理论。