工程教育背景下的机械装备课程实践教学环节探究

蒋晓耕 刘畅

摘  要：基于国际工程教育背景的大环境，着重分析《机械制造装备设计》课程授课内容，结合该课程实践性强、概念内容多、理论性较弱的课程特点，根据实际教学过程中存在的问题，重新提出与《机械制造装备设计》课程相结合的实践教学环节，对该课程的转变教学模式提出新的探索性的研究。结果显示，通过一年的课程改革教学实践，学生的学习效率得到显著提升，学习结果更加符合该课程的工程教育要求，为培养学生的学习兴趣、提高学生的积极主动探索精神、提升学生的创新动手能力奠定了坚实基础。

一、课程概要

“机械制造装备设计”（又名“机械装备及设计”）是机械工程专业本科生的必修专业课，也是机械专业学生的核心课程，具备实践性强、概念内容多、理论性较弱等特点。该课程和其实践环节在天津工业大学机械工程专业开设的时间一般是在第七学期，即大学本科四年级上学期。该课程开设的实践晚于“大学物理”“理论力学”“材料力学”“机械原理”“机械设计”“互换性与技术测量”等机械专业的专业基础课和“机械制造技术基础”“数控技术”“专业英语”等专业课。这门课程及其实践环节涉及的专业内容多、牵扯的知识面广，需要结合大量前期的基础知识和专业技能。因此需要在教学及实践环节重点关注学生的自我学习能力、知识总结能力、探索未知的能力、解决实际问题的能力，并注重与实际工程的结合。为了适应近些年来工程教育的发展需要，结合我校机械工程专业的工程教育认真工作稳步推进，针对《机械制造装备设计》课程及其实践环节需要进行更进一步的教学研究与改革实践。

二、课程内容安排情况

专业课程设计的性质是机械工程专业独立实践环节中的课程设计环节，也是必修课。课程任务是通过机床主传动系统机械变速的设计，使学生在拟定传动系统、传动机构、装配结构和制造工艺等各种方案以及在机械设计制图、零件设计计算和编写技术文件等方面得到综合训练，以培养学生具有初步的运动和结构分析与设计计算能力。

课程目标1：掌握机床主轴变速箱全部构造、机构原理、每个零件的功用、形状、尺寸位置、相互连接的方式、配合性质及运动关系。

课程目标2：掌握机床主轴变速箱展开图的绘制，了解机床主轴变速箱的轴向剖视图的绘制。所有零件按照标准代号、非标准件代号编序号、参数和数量。展开图除标注配合件的配合尺寸和配合性质外，还要选择一个能影响轴向装配尺寸的轴向尺寸链进行标注。

课程目标3：设计计算说明书应包含全部设计依据，用以论证设计正确性。具体应包括：机床的规格和用途;运动参数的确定;传动参数的确定;传动结构和传动系统图的拟定;主要零件的验算;操纵机构及润滑方式的说明;其他需要说明或论证的问题。

当前存在的问题主要有：

1.课程实践环节学生自主探索积极性不强;

2.受课程学时所限，实践环节部分内容在课程上无法讲授;

3.实践环节学生参与度不高，部分学生存在“赶工”现象。

三、实践创新的具体举措

1.在先修课程的基础上让学生通过对各类机床结构功能的横向类比，加深对机床结构设计方法的理解。

2.教学手段多样化。对于学生难于理解的各种概念和定义，采用实物演示等辅助手段，把抽象问题形象化，复杂问题简单化，使学生由浅入深逐步掌握機床各类参数的计算方法，掌握机床主轴变速箱的结构设计原则。

3.注重培养学生的实践能力。在绘制装配图的过程中，增加学生亲自动手操纵主轴变速箱的环节，给学生从理论到实物间架起桥梁。

4.为学生提供更多实际操作演练环节，将机械类课程竞赛如“机械设计创新大赛”“无碳小车比赛”“华北五省机器人大赛”等学科竞赛与课程内容有机深度融合，并积极联系校外实习实践基地，为学生拓展眼界、开阔视野提供机会，也为学生提前接触企业实际需求提供信息。

5.将课程与其实践环节穿插进行，打破原有的“课程结束再实践”的固定套路。这将为学生更深入地理解课程理论知识、深化概念理解提供更多帮助，也为实践环节的顺利开展提供更多支撑。

6.细化评价体系。按照国家工程教育专业认证的评价体系，细化课程与实践环节的课程目标，并与毕业指标点详细对应，将课程目标评价机制与专业培养目标有机结合，形成培养过程的“全闭环”模式。

7.培养过程的评价方法和毕业生的评价有机结合。实践课程的进行过程很难采用定量评价手段，需要建立一套更加科学的方法，衡量学生除了考勤和参与度之外的各项指标，并将过程管理与毕业生的评价有机结合，使人才培养更加有针对性，对后期优化培养过程起到积极的推动作用。

四、结束语

机械制造装备设计的实践环节机械专业学生的核心课程，具备实践性强、概念内容多、理论性较弱等特点，通过构建教学体系、改革教学模式、优化教学内容、应用现代化教学手段和综合创新型实践教学方法，整合多种教学要素，解决了传统教学模式中存在的问题。使学生能够熟练掌握机械装备设计、制造及控制等相关领域的数学、自然科学，工程基础与专业知识，能够分析与解决机械系统复杂工程问题，具有创新能力、团队精神、不断学习和适应专业技术发展的能力，能够从事机械产品设计、制造、应用研究、运行维护、生产管理等方面工作的复合型高素质工程技术人才。

参考文献：

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