机械原理课程设计教学模式的思考与实践

尹旭妮 文明才 郭高峰 范彬 殷赳

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714033

摘要：本文分析了传统的机械原理课程设计中所存在的问题，并针对问题从选题、团队协作方式以及培养学生创新精神等方面，探讨了机械原理课程设计的教学改革。实践表明：改革后的课程设计有利于激发学生的兴趣，培养创新能力，实践效果较好。

关键词：机械原理；课程设计；教学模式；创新

机械原理是机械类课程中的专业基础课程，是培养学生运用所学理论知识、综合分析能力、解决工程实际问题能力的重要课程，是学生获取工程技术训练的实践教学环节。机械原理课程设计通过实践训练使学生更好的掌握理论知道，进一步提高收集技术资料和绘图、设计的能力，特别是对提高学生的创新意识和解决工程实际问题具有非常重要的作用。

一、课程设计教学现状和存在的问题

传统的《机械原理课程设计》在设计过程中，设计的题目各类过于单一，而且实践过程较为死板枯燥，缺少对学生创新性、综合能力进行培养的问题。比如题目往局限于机床刀架传动系统、牛头刨床等几个题目，训练内容大体上都是围绕系统方案的设计、绘制机构运动简图、设计运动循环图、对凸轮或连杆机构进行设计等。方案设计完成后，缺少验证环节，学生无论方案正确与否，只要完成任務就可以了，学生的积极性不仅没有得到调动。由于课程设计题目种类单一，往往出现全班或者半个班级的学生同时做同一个课程设计，这样导致部分同学自己并没有拟定机构或系统的运动方案，甚至有部分学生自己根本没有动脑而是直接抄袭，缺少主动参与的热情，更不用说通过机械原理的课程设计能培养学生创新能力。

二、课程设计教学的改革思路

针对传统教学的优点和不足，拟从机械原理课程设计的选题、设计过程以及鼓励学生大胆创新等方面探讨教学改革，引导创新设计，应用现代设计方法及设计手段去解决实际问题，逐渐形成以创新意识和实践能力培养为目标的开放式机械原理课程设计模式及方法。

（一）选题的多样化与生活化

选题是课程设计教学环节的核心部分，不仅需要满足教学的基本要求，而且要在有限的时间内使设计得以顺利完成。在《机械原理课程设计》的教学改革中，我们需要改变以往学生的设计题目均由教师给定的方式，采取教师引导部分能力较强的学生自主选题，培养学生独立思考和积极创新的能力。

表1机械原理课程设计题目（部分）

题目

1.医用棉签卷棉机8.纸杯加工机

2.糕点切片机9.农作物收割机

3.一次性手套加工机10.洗瓶机

4.硬币分类打包机11.玻璃切割机

5.瓶子分类机12.铅笔打包机

6.搬运省力机13. 压片成型机

7.剥豆机14.花园灌溉机

另外，教师可以根据指导书上的一般方法，规定几个大的方向，引导学生如何来进行选题。学生最熟悉的就是日常生活中的一些机械装置，可以适当的举些例子如来源于生活又能使生活更便捷的一些小的机械装置。比如为了解决城市或小区中家用车停车难的问题，设计一套节约场地、低投入、免维护等小型停车机械装置，达到空间利用率高、安全、便捷的目的。考虑农产品或水果采摘过程中存在劳动工作量大、作业范围广、触碰的力度控制要求高等一系列问题，可以展开辅助人工采摘草莓、菠萝、桔子等水果的小型机械装置的创新设计。这样不仅能提高水果的采摘效率而且可以降低作业人员的劳动强度与采摘的投入成本。其它日常生活中的机械装置如表1所示，教师抛砖引玉，提高学生的想象力与创造力。

当然教师需要规定机构选型需要涉及几类机构。限制一定的时间，如一天内需要选好题目并制定初级运动方案，经过学生分组讨论后交由老师修改确认。对于没有选好题的学生不能打消学生的积极性，而且由指导老师为其给定一个题目，确保每位学生都可以积极参与到课程设计，课程教学中的基本技能能得到一定的训练与进一步巩固一些基本专业知识。

（二）以小组或团队形式共同完成课题

要完成《机械原理课程设计》的全部目标与要求，总的工作量是非常大的，如果规定某位学生在一周内独立完成，这挑战无疑是非常严峻的。此外，现代制造企业对员工的团队协作能力日益看重，一个项目的完成住往是一个大团队全体员工的共同努力，所以锻炼学生的团队协作能力也迎合了现在制造企业的需求。

因此，在课程设计的过程管理中，不再强调独立完成任务。我们的设计方式为：根据自愿原则将学生分为45人一组的设计团队，每组确定一个设计题目。选题结束后，每一个组员都必须独立完成几项任务，各自完成的任务最终作为学生成绩考核的主要依据。指导老师对其题目、方案以及任务分配的合理性进行审核。

从资料收集、选题、运用创新方法设计以及报告提交和电子版设计、计算机绘制图纸、PPT答辩每位学生需要各自发挥自己的长处。

（三）鼓励学生积极创新

为了更好的的发扬学生的创新积极性，肯定其创新成果，对创新较好的课程设计进一步进行跟踪指导与完善，逐步引导学生形成作品并可以参加比赛。对创新较好的方案可以申报实用或发明专利，学校或学院可以进行适当的奖励，如果经费充足可以将实物制作出来参赛或展览等。学生的创新性想法或思维老师要大力支持，引导学生注意平时积累，学以致用，如此将理论与实践相结合，学生的收获更大。

此外，通過课程设计的训练也将为我院参加一年一度的“机械创新设计大赛”、“无碳小车比赛”或其它类型的比赛奠定一定的基础。

三、总结

《机械原理课程设计》一改以往设计统一题目的模式，鼓励学生从日常生活中广泛搜集合适的课程设计题目，将实际生活中的问题引入到课程设计中，既迎合学生的好奇心理又有利于引导学生结合创新设计思维解决实际问题。倡导学生自主选题，通过发现问题、分析问题、解决问题全面培养学生的主动实践能力。以小组为单位的分工合作、共同完成方式培养了学生的“团队合作”精神，满足现在企业需求。对创新好的方案鼓励学生动手加工出实物，使学生对机械制图、机械加工、互换性公差与配合有更深入的认识，书本上的知识得以巩固，学生收获巨大。

参考文献：

[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第八版.北京：高等教育出版社，2013.

[2]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3]孙志宏，单洪波，庄幼敏，高志民.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索，2007.32（3）：100103.

基金项目：湖南城市学院2016年校级教研教改项目（项目编号：湘城院发〔2016〕51号32）