基于产品设计的机械设计课程设计教学方法探索

罗沛兰

摘要：针对机械设计课程传统教学方法存在的弊端，提出了基于产品设计的机械设计课程设计思想，阐述了教师在设计过程中的指导和评审作用，指出了学生在设计过程中的主体作用，最后从指导教师和学生不同的角度阐述了各自的分工。

关键词：机械设计；课程设计；创新设计

一、 引言

机械设计（基础）是机械类，近机械类专业的技术基础课，而课程设计是机械设计课程教学中一个重要的实践性教学环节，这一环节主要是让学生巩固机械设计基础知识和掌握基本设计方法，培养学生综合的机械设计的实践能力，为今后从事机械相关工作打下良好的基础。机械设计课程设计题目通常是设计传统加工设备中指定的机构如减速器、牛头刨床等，几乎涵盖了机械设计所有通用零件的设计，具有很强的综合性。然而，由于长期以来课程设计一直不变的设计方法和模式，给课程设计的教学带来很多弊端。为改变以往单一的以减速器或牛头刨床为课题的设计任务带来的弊端，机械设计的课程设计形式和内容也应该进行改变。

为提高学生的实践能力、动手能力和创新能力，本文提出基于产品设计的机械课程设计思想，并在设计手段和形式上鼓励学生尝试采用计算机辅助设计软件和数据处理软件（如EXCEL、matlab等）进行计算和设计。

二、 教学现状分析

长期以来，我国工科院校机械设计课程设计通常都以减速器、牛头刨床等作为设计题目，指导教师会给出设计指导书，指导书中包括了设计步骤，计算公式和注意事项，甚至有模板。学生根据教师所给出的题目，并按照教师给出的指导书，甚至是模板，按部就班，在不动用太多脑细胞，而只是更改几个参数，就可以轻而易举的完成课程设计。这种模式已经持续上十年之久，形式老旧、单一，暴露了很多问题和弊端：

1. 传统的机械课程设计题目陈旧，就减速器设计而言，已经非常成熟，有关减速器设计的网络资源、图书教材、工程图、教参、音视频等资料一应俱全，设计过程规范化，学生根本不需要思考，只要按照资料依葫芦画瓢，就能完成设计任务，甚至有的学生干脆将往届同学或者网上的设计说明书，稍微修改一点点数据就基本可以完成设计。因此，这种模式无法充分调动学生的积极性，更别提激发学生的创新性，很难达到课程设计预期的效果。

2. 传统的机械设计无法体现机械原理和机械设计两门课程所学内容的衔接性和交叉性，由于这一设计只是针对执行件的设计，而不是一个完整的机器的设计，所以学生无法全面了解一个机械产品的设计全部过程和制作过程。

3. 传统的机械设计以教师指定题目为主，学生处在被动状态，学生只有按照实验指导书被动进行课程设计，学生自主选择题目和设计思想受到了限制，因此不能充分发挥学生的主观能动性，制约了学生的创造力。

綜上所述，传统的机械课程设计弊端太多，亟待改革！

三、 基于产品设计的机械设计课程设计构想

随着科技的快速进步、社会的飞速发展以及教育水平的不断提高，传统模式下的机械课程设计已经显现出诸多弊端。为了充分调动学生的积极性和主观能动性，培养学生的创新性思维，本文提出基于产品设计的机械设计课程设计构想。

1. 课程设计任务

该构想是指导教师给出一个设计主题，让学生在该主题的范围内自行设计一个整机产品，比如指导教师指定课程设计内容为节能环保主题，学生必须在节能环保的主题范围内，通过检索查阅相关文献或专利，制定自己的设计方案，绘制图纸，撰写说明书，最后进行课程设计答辩，提交相关设计成果如图纸和说明书等。

2. 教师的指导作用

指导教师的任务是充当裁判的作用，同时为学生遇到问题和难点时提供辅助和建议，比如当学生遇到两种方案，不知如何选择，指导教师可以帮助学生综合比较两种方案，取其优者；或学生遇到资金问题和材料选择购买问题等，指导教师可以解决。在这种教学方式中，教师已经不是主导，而是评审和助手；而学生也已经不是被动个体，而是真正的执行体，他们在机械设计课程设计过程中充分发挥他们的主观能动性，是主动的，整个过程都是学生自主支配。

（1） 教师之指导作用

在课程设计前，指导教师负责提供指导书和任务书给学生，任务书需具体说明机械课程设计的内容：包括设计主题，评分标准，提交作品方式以及答辩时间，参考书以及文献检索途径，设计时间和设计地点。另外，为避免学生懒散，并保证机械设计课程设计质量，需要跟学生特别强调纪律，规定学生在设计期间必须每天按时到勤。最后，让学生自己组建团队，规定队员人数上限，推荐组长。

在课程设计过程中，一方面，由于机械设计课程设计只是学生对某一主题进行设计，产品必然多样不单一，且学生年轻想法多，常常有非常多的奇异创新想法。作为指导教师要为这些学生感到欣慰和骄傲，有可能指导老师认为不大完美的创意，事实上就是非常棒的一个作品。因此，在思想上指导教师不论觉得是喜欢的还是不认同，都应做到鼓励和赞美，让学生大胆尝试，不要扼杀掉学生的积极性和创新性。另一方面，指导教师在学生课程设计过程中耐心回答学生遇到的问题，这是一个教学相长的绝佳途径，指导老师要做到耐心、虚心，努力帮助学生把设计顺利进行下去。最后，指导教师要多问，多观察，多了解，掌握好每个组的设计过程和进度，然后督促进度慢的学生组并着重对该组进行纪律检查，以让每个学生都能在本次机械设计课程设计中有所成长和收获。

在课程设计末了，一方面，指导教师做好设计成果（图纸，说明书等）查收工作。另一方面，针对设计优秀的组，鼓励该组学生及时整理设计成果，并以专利或论文的形式发表；而对设计较好的则督促他们继续优化。最后，指导学生们做好PPT并进行最后的答辩汇报。

（2） 老师之评审作用

作为课程设计的指导教师，还有一个任务就是评审。在学生把设计作品展示出来后，应该由4到6个指导教师进行评审，给出成绩，让学生对自己的作品有信心和成就感。指导教师的评审打分应该按照预先发给学生的评分标准进行，力求做到公平公正。endprint

3. 学生的课程设计过程

首先，在纪律方面，课程设计过程中学生应做到按规定时间和规定地点进行出勤，这是做好课程设计的基础和保证，如用在设计上的时间没有保证，那要想设计出较好的产品是很难的。

其次，在問题解决方面，每组学生遇到问题时可以通过头脑风暴法、讨论研究法等方法来解决，根据设计方案的择优原则统一选定一种方案。

最后，在设计方法方面，学生设计内容主要是产品设计图和撰写说明书，那么绘图将是课程设计中极其重要的部分，占了设计的大部分时间。在电脑绘图出现之前，设计人员皆用手工绘图，强度大，效率低，修改困难，不易发现错误和纠正错误。如今，电脑绘图已经发展得非常成熟，且电脑绘图具备效率高，形象逼真，能实现动画和渲染，修改容易，智能化程度高，能分析出错误并智能的提供解决方法。很多学生都比较喜欢并且会用绘图软件，因此指导教师应与时俱进，提倡学生采用电脑绘图，至于采用何种绘图软件，指导老师不用做硬性规定，只要能设计和绘制出想要的图就可以。指导教师甚至可以提倡无纸化设计，不需要学生打印出图纸和说明书，只提供电子档就行。

总之，在机械设计课程设计过程中，学生是主体，在设计中听取学生的建议和意见，只要能最大程度的激发学生创新性和自主性，教师应给予准许和支持。

四、 结束语

机械设计课程设计作为一门独立的实践课程，其功能应不仅为《机械设计基础》或其他课程服务，还为培养具备创新和实践等综合能力的学生服务。机械设计课程设计不管是内容上还是形式上都要与时俱进，机械设计课程设计任务也应在充分反映课程理论教学内容的前提下，让学生不厌烦、不抗拒、有兴趣去思考机械结构的设计，从而培养学生的综合能力和创新能力。

参考文献：

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