《机械设计基础》课程大作业设置探讨

摘 要：《机械设计基础》课程是机械类专业的专业基础课，在课程设置中起承上启下的作用，传统的教学模式已不能满足现在的教学要求，故教学模式改革势在必行。本文着重讨论了在《机械设计基础》课程教学过程中增加大作业环节的必要性及大作业的方案设置，通过大作业环节的设置，加强学生对理论知识的理解与掌握，同时增强学生的实践能力。

關键词：机械设计基础；教学改革；大作业

基金项目：攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1364）

攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1409）

《机械设计基础》课程是高等学校机械类专业开设的一门专业基础课，其包括了机械原理和机械设计两大部分，研究的是机械的基本理论问题和机械零件的设计与计算。《机械设计基础》课程在课程教学设置中起承上启下的作用，是学生在学完《高数》、《工程力学》、《机械制图》等课程后进入专业课程学习前必须学习的一门课程。学好《机械设计基础》课程对学生学好后续的专业课程起着重要作用[1]。

1 《机械设计基础》课程教学过程中增加大作业环节的必要性

《机械设计基础》课程的实践性和综合性都极强，传统的《机械设计基础》课程教学已很难满足现在的教学要求，学生很难理解并掌握所学的《机械设计基础》课程要求及知识内容，因此在教学过程中增加大作业环节，使学生边学边设计计算，学的过程中理论联系实际，学生既能充分掌握理解理论知识，又能提高实践能力、动手能力，并为后续的课程设计、毕业设计做准备，有助于提高学生参加学科竞赛、创新实验的积极性及参与过程的能动性。

2 《机械设计基础》课程大作业的设置方案

2.1 方案设计思想

《机械设计基础》课程分为机械原理和机械设计两大部分，故分别在机械原理与机械设计部分设置2-3个大作业，以分组的形式进行，最后以小组考核结论为每个成员的考核成绩[1]，也可根据具体情况，每个学生设置不同的题目。在大作业设计过程中，可根据学院专业特色，大作业题目与专业特色相结合，与学生专业相结合，使知识系统化，并提高学生学习兴趣。大作业题目也可根据学生情况，在难易程度上分层布置。具体大作业设置如下。

2.2 机械原理大作业设置

《机械设计基础》的前半部分是机械原理部分，其内容主要包括了机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。该部分内容比较抽象，学生如果只是通过单纯的听课、作业，不能很好的理解各种机构的工作原理并与实际应用结合[1]。因此分别在连杆机构及其设计和凸轮机构及其设计章节设置大作业环节。

连杆机构的应用十分广泛，在工程机械、农业机械及汽车工业中都有广泛应用，如起重机、转向机构、车门开闭系统等都有连杆机构的应用。因此选择连杆机构设计为《机械设计基础》课程的第一个大作业题目。学生通过对题目的分析，按照课堂所学理论知识，首先对平面机构的运动进行分析，然后建立包含各尺度参数和运动变量在内的解析式，最后根据已知的运动变量求机构的尺度参数[2]。

凸轮机构广泛应用于自动化和自动控制装置中，常见的凸轮机构应用如内燃机配气机构、自动机床进给机构等。因此选择凸轮机构设计为《机械设计基础》课程的第二个大作业题目。学生根据大作业题目，首先根据工作要求、结构条件选定凸轮结构的形式、基本尺寸、转向及推杆的运动规律后，就可根据凸轮设计方法对凸轮轮廓曲线进行设计[2]。

2.3 机械设计大作业设置

在《机械设计基础》课程的后半部分为机械设计部分，其主要讲述通用零件的工作原理和设计过程，其内容主要包括了机械零件的工作能力和计算准则、螺纹联接、轴承、轴等。这部分内容庞杂，各章节似乎独成体系，互不关联。传统的在课堂上进行陈述性的知识学习的教学方法，学生在学习过程中，学习没有系统性，对于零件的设计知识，只有大致的了解，知识掌握并不深入[1]。因此，在机械设计部分布置2-3个大作业题目。

机械设计部分主要是零件的设计，大作业题目可结合专业实验室进行实验设备装置的改进与设计，传统学生做实验时，只是按照实验步骤进行，很多学生对实验目的不明确，学生在做实验时，鼓励学生多思考，不按部就班的按实验步骤做实验，可对实验设备装置进行改进与设计，如此既使学生对实验内容、目的等理解透彻，同时提高学生的实验能力。大作业题目也可设计小型的机械，设计小型机械或结合专业实验室实验设备装置的改进与设计都可运用项目式教学法，利用师生创新项目等实践环节，强化学生动手能力，将有利于提高学生的工程实践能力，提高教学质量，形成地方高校教育特色[3]。如学生参与的机械创兴大赛，相应的设计就可融合到大作业中，学生很好的把实际与课堂理论联系在了一起，即可以鼓励学生多参与创新项目，又提高学生的学习能动性；同时指导学生参与教师科研项目，大作业题目与项目内容契合，通过科研项目逐步提高学生机械设计的能力，学生在学习的同时提高自己的科研能力。

2.4 引入三维设计方法

为补充课堂教学，并联系实际提高学生的设计能力，在大作业过程中，鼓励学生借助计算机设计，引入三维设计方法补充课堂教学。要求学生在完成参数选择、计算校核的基础上，根据计算机绘制出装配图和主要零件的零件图，同时要求学生应用Pro-E、UG等三维设计软件，进行三维实体建模，强化学生的三维设计能力，开拓学生就业渠道[3]。

3 结论

通过在《机械设计基础》教学过程中增加大作业的环节，使学生进一步加深对《机械设计基础》中的机构原理及设计、零部件设计方法等理论知识的理解，显著提高学生的设计水平，提高学生的学习积极性，学生的实践能力及其学生的科研能力，为学生增强就业竞争力打下基础[3]。

参考文献

[1]起雪梅，张健，张敬东. 机械设计基础课程考核方式改革与实践[J].牡丹江大学学报，2016，（8）：168-170

[2]孙桓，机械原理[M].高等教育出版社，2013

[3]郭小兰. 机械设计过程教学改革探索[J].考试周刊，2015