远程教学中的机械设计基础课程设计实践

边军 王志芬 孙德全 范帅 李燕

摘  要 机械设计基础是普通工科本科高校的专业必修课，它的课程设计是理论与实践相结合的桥梁，是一个重要的教学环节，起到压舱石的作用。随着教学改革的深入发展，机械设计基础课程设计也进行了各种有益尝试和探索。疫情之下，课程设计教学多措并举，师生共同努力，克服不利因素，顺利完成课程设计，通过对成绩的横向与纵向对比，证明远程教学中开展课程设计的可行性和有效性。

关键词 机械设计基础;课程设计;远程教学

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）24-0088-03

1 绪论

近年来，机械设计基础课程教学改革有重大发展，更加重视学生的学习能力、实践能力和创新能力的培养，在课程体系，教学内容、教学方法改革和教学手段更新方面都有所突破[1-2]。在培养应用型人才的普通工科本科院校中，机械设计基础是专业必修课，而课程设计的教与学更是此门课程理论与实践相结合的关键环节。

机械设计基础课程设计是本门课程的最后一个重要教学环节，要求每个学生必须完成一个课程设计，主要培养学生理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程理论的能力，建立结合生产实际分析和解决工程问题的理念，巩固、加深和扩展机械设计方面的知识。具体过程可通过设计一个一般用途的齿轮减速器来进行，包括制订设计方案、选择传动机构和零件类型、计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料以及考虑制造工艺、使用要求和日常维护等因素，进行完整的结构设计并绘图，从而完成一个从方案到计算再到制图的全流程设计过程，达到了解和掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的设计过程和方法[3-4]。同时，课程设计进一步对学生的基本动手能力进行了训练，如计算、绘图、查阅手册标准和规范、分析处理数据等。

2 课程设计实践

课程设计内容  課程设计主要包括设计传动装置总体方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，设计计算传动零件、传动轴，选择和校验计算轴承、联接件、润滑和密封以及联轴器，设计机体结构及其附件，绘制装配图及零件工作图，编写计算说明书以及进行设计答辩[5-7]。

随着教学改革的深入发展，有一些教师对于传统课程设计方式方法进行了有益探索，例如：张杰根据学生专业需求和油气装备工程实际，确定了多组勘探装备、钻井装备、采油装备、储运装备等设计题目[8];刘后广等对课程设计现有教学过程进行了研究，从教学理念、教学方法和评价体制等三个方面探讨教学过程中需要改进的方向[9];杨凯程等以能力培养为核心，采用新的教学组织模式、课题布置及学生组织方式和成绩评定方式进行课程设计教学，取得较好的效果[10];陈修龙等利用工程软件完成压力机的设计作为课程设计的题目，培养学生的工程设计素养[11];任晓莉等以创新创业活动中质量高的项目为课程设计内容，使学生在整个设计过程得到切实锻炼[12]。

以往课程设计均在固定教室进行，教师集中讲授、布置任务，学生分组讨论，明确工作内容，按部就班进行实践。但是在疫情之下，学生无法到校，师生无法面对面沟通，如何开展并完成课程设计就成为一个重要的问题。

开展课程设计的步骤  面对疫情，如何利用远程教学完成课程设计工作是个难题。院系教研室集中讨论并达成统一步骤，如表1所示。

课程设计的成绩评定指标  课程设计开始后，由指导教师轮流在学生群内巡视并进行答疑，将学生常见的错误进行分类和整理，汇总成一个常见问题解决文件，供所有人阅览。执行组长负责制，进行学生每天进度跟踪与督促。实行打分制，各项分值占比如下。

1）每天课后作业完成得分占5%。

2）每天课程设计工作进展得分占20%。

3）集中网络讲座听课出勤得分占5%。

4）课程设计计算书得分占40%，包括技术水平与实际能力（10%）、基础理论与专业知识（10%）、技术书撰写质量（10%）、学习态（10%）。

5）图纸得分占30%，包括：装配图结构合理、表达清晰完整及图面整洁（15%）;零件图结构表达清楚，尺寸公差、形位公差和表面粗糙度全面合理（15%）。

3 课程设计的成绩对比

两周的课程设计很快就结束了，学生取得的成绩如表2所示。这样的成绩处于什么水平？在此进行横向对比和纵向对比。

1）17级和18级材料专业课程设计成绩对比如图1所示。通过17级和18级材料专业学生课程设计成绩数据对比，可以看出17级学生成绩较好;18级学生虽然整体成绩略有下降，但是平均成绩依然在中等偏上，接近良好水平。

2）18材料专业、18机电专业和18工设专业成绩对比如图2所示。通过18材料、18机电、18工设三个专业课程设计成绩对比，可以看出虽然专业不同，但是学生对课程设计的掌握程度基本相同，从而证明远程教学模式下的课程设计效果基本令人满意。

通过对比发现，虽然疫情打乱了课程设计的教学模式，但是也给师生创造了一种新的教学体验。初衷是不让教学缩水，保证教学质量，实践证明，通过采取一系列的措施方法手段，可以达到课程设计的教学目的，顺利完成教学任务，包括：课前理论知识的扎实学习;课中各种有效措施的实施;师生共同目标的树立;合理科学的评价手段;结课感想。

当然不能止步于仅仅保持课程的不退步，而是应借形势的变化，提出更多优秀做法来促进和推动课程设计的改革和完善。限于条件，本文所列举机械设计基础考试成绩为执行完课程设计之后的考试成绩，那么课程设计对于课堂教学的影响又是多少，尚未有实践数据。因为涉及校院系各个层面的协调，所以想要对比课堂教学后学生的掌握情况和课堂教学后再进行课程设计强化后的学生对知识的掌握度，有待今后的实践和探索。

4 结论

虽然时间只有两周，但是通过课程设计，学生还是学到了很多知识，得到了综合训练，培养了逻辑思维能力，初步掌握了运用各种知识文献进行问题解决的思路和流程，为今后毕业设计乃至走向社会走向工作岗位奠定了良好的基础。可以说，学生既复习了以往学过的知识，又学习实践了如何综合运用知识完成设计任务的技能。通过课程设计的能力训练，学生由通识学习阶段走入专业学习阶段，由知识学习阶段开始进入知识学习+应用阶段。许多学生激发了对机械设计的兴趣，纷纷加入科技兴趣小组，准备参加各种机械创新设计大赛、装备创新大赛及三维数字化创新大赛等。通过教师的指导和学生的努力，相信可以进一步提高学生的创新能力、思维能力和实践能力。

参考文献

[1]吴宗泽，吴圣国.机械设计课程设计手册[M].3版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]潘宇晨，何永玲，袁雪鹏.基于工作过程系统化的《机械设计基础》课程设计与实施[J].山东化工，2019（12）：178-179.

[3]龚溎义.机械设计课程设计指导书[M].2版.北京：高等教育出版社，2013.

[4]成锋娜，涂桥安，马晨波，等.关于机械设计基础课程设计的几点建议[J].科技资讯，2019（21）：128，130.

[5]陈慧玲.引导学生完成机械设计基础课程设计方法探讨[J].湖北农机化，2019（22）：94.

[6]刘玉婷，叶素娣.《机械设计基础》闯关式教学研究[J].当代教育实践与教学研究，2020（5）：62-63.

[7]曾礼平，周生通.紧密联系理论教学的机械设计基础课程设计改革实践探讨[J].教育教学论坛，2019（37）：114-115.

[8]张杰，韩传军，莫丽.石油类高校机械设计基础课程设计教学探索[J].中国教育技术装备，2019（10）：64-66.

[9]刘后广，程志红，杨建华，等.新工科背景下机械设计基础课程设计教学改革思考与探讨[J].中国教育技术装备，2019（18）：81-83.

[10]杨凯程，刘方方，葛海浪.以工程教育专业认证为基础的机械设计课程设计教学改革[J].机电教育创新，2020（1）：167，171.

[11]陈修龙，姜帅，贾永皓，等.基于工程软件的“机械设计基础”课程设计实践[J].实验科学与技术，2020（2）：53-57.

[12]任晓莉，刘吉轩，韩海燕.机械设计基础课程设计教学改革研究与实践[J].机械设計与制造工程，2019（11）：123-126.