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机械设计课程设计总结大全11篇

时间:2022-11-13 19:59:46

机械设计课程设计总结

机械设计课程设计总结篇(1)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0050-02

“机械设计”作为机械类本科学生一门十分重要的专业基础课,在机械类专业学生的培养体系中占有十分重要的地位。该课程既是“机械制图”“材料力学”“理论力学”“机械原理”等先导基础课程的具体应用,也是后续各种专业课的基础,在整个培养体系中起到承上启下的桥梁作用。[1]该课程的教学效果不仅影响学生相关专业课程的学习质量,也对学生应用及创新能力的培养具有至关重要的作用。

一、“机械设计”教学现状分析

“机械设计”作为机械类专业学生的一门核心课程,自建国初期就在国内各工科院校机械类专业普遍开设,至今已有60余年的历史。虽然经过了漫长的时代变迁和教育体系的不断改革,但“机械设计”课程在机械类专业本科教育体系中的地位没有丝毫改变,且在一定程度上还得到了强化。不仅在课程内容的广度与深度上有了较大的拓展,而且在教学模式上也进行了较大的变革。但总体而言,“机械设计”课程的教学水平仍与当前人才培养目标的总体要求存在较大差距。主要表现在以下几个方面:

1.教材内容陈旧,不符合时代要求

现行的《机械设计》教材的基本框架与数十年前其前身“机械设计”课程基本一致,在内容上虽然局部有所增减,但主体内容并无较大变化,基本仍是以介绍各种通用零部件的设计计算为主,所采用的方法仍以传统的经验设计与简化计算为主。[2]然而随着现代科技的不断进步,各种先进设计技术如有限元技术、可靠性设计技术、数字仿真技术等均已广泛应用于机械设计领域,这些技术在如今的绝大多数机械设计教材中都没有提及,个别教材虽有所介绍,但纯属介绍性质一笔带过,没有具体阐述。相反,一些在实际应用中已被淘汰的陈旧技术与方法仍被广泛采用,从而造成了理论学习与实际应用的脱节。

2.教学内容过度松散,关联性不足

任何一种机器都是由各种零件组合而成的,机器的性能虽与单个零件的工作性能有一定关系,但其总体性能与工作寿命并不是由单个零件决定的,而取决于整个装配体的综合性能。因此,机械设计不仅要关注各种零件的设计方法,更要关注各种零件之间的关联与协调,应以机器的总体性能作为考查设计方案的主要指标。现有的“机械设计”教学中,除轴的设计中考虑了其他零件因素外,其余零件的设计均基于自身的结构特点与工作性能,没有将零件之间的关联性纳入设计考虑范畴,导致零件设计与机器设计关联度不够,在实际应用时,难以达到机器总体性能与零件性能的最佳匹配。

3.教学方法落后,教学效果不理想

目前各高校“机械设计”课程教学基本仍以传统的灌输式的授课方法为主。由于课程内容多,教师基本上是满堂灌,而学生被动听,很少有机会进行互动。[3]由于课程涉及的内容十分广泛,涉及到通用机械的绝大多数零件,对每一类零件又涵盖了从基本概念介绍、工作性能分析及结构设计计算等各方面的内容,如果不能做到提纲挈领,主次分明,会给学生的学习带来困惑,让他们感觉不着边际、没有重点。对于学生而言,课堂上绝大多数时间要听课和记笔记,课后时间则忙于完成作业,很少有机会对所学内容进行深入理解与体会,一旦遇到实际设计问题,则往往感觉茫然无措、无从下手。

4.知识传授与能力培养脱节

现有的《机械设计》教材与授课内容的重点放在相关理论和方法的介绍方面,对应用能力与创新能力的培养普遍重视不足。[4]“机械设计”课程的主要任务是介绍通用机械零件的一般设计思路与方法,并用于生产实际。因此,该课程不应只是简单地介绍各种零件的一般设计流程,还应结合具体案例介绍同类零件的设计要点,对实际设计过程中的难点及技巧问题进行重点介绍。绝大多数教师在授课与安排课后作业时比较注重基本概念的掌握,但对学生在设计思路与设计技巧方面的训练较少,导致学生实际应用能力不足。[5]

二、有效提高“机械设计”课程教学质量的措施

要有效解决目前“机械设计”课程教学中的各种问题,须从教材建设、教学内容与教学方法改革等多个方面进行综合考虑,研究一套系统完善、行之有效的课程教学体系。具体而言,应从以下几个方面着手:

1.强化教材与教学体系建设

教材是教师教学与学生学习的主要工具,对课程教学质量具有决定性作用。作为一门机械学科的经典课程,经过近六十年的发展,在教材体系结构和内容方面一直在不断地调整和完善,由西北工业大学主编、高等教育出版社出版的《机械设计》教材属于比较经典的版本,目前已更新到第九版。由邱怀宣主编、同属高等教育出版社的教材已更新到第四版。其他还有许多版本的教材,这些教材各有特色,但在体系结构与内容上均大同小异,也都存在技术内容更新不及时、关联性不足等问题。为了适应时展对教学内容的要求,应加大力度进行教材建设与教学内容改革。应跳出传统机械设计教学体系的束缚,根据现实技术与培养目标要求重新组织教材的体系结构,剔除已经过时的技术与方法,将各种已经成熟并广泛应用的最新设计理念与方法纳入机械设计教学范畴。从机械设计的总体目标出发,即对各种零件的设计思路与方法进行详细介绍,同时对设计中如何处理不同零件之间的协调与配合问题进行讨论,从而增加教材在内容上的关联性,避免相互割裂。

2.深化教学内容与教学方法的改革

现行“机械设计”课程中各种零件的设计方法仍沿用几十年前的传统设计方法,受当时技术条件的限制,为了便于和简化计算,零件设计多以经验法为主。这些方法在原理上并不完善,比如,斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的设计计算是利用直齿圆柱齿轮的相关理论来实现的,然而斜齿轮与锥齿轮的几何结构、受载特性和啮合机理与直齿轮有本质上的差别,因此,采用这种转化方法设计出的结果与实际情况有很大的偏差。不仅如此,直齿圆柱齿轮的设计计算也不是按实际应用情况进行的,其实际齿形渐开线齿廓,但设计时按柱体悬臂梁进行计算,且设计过程中使用了大量的经验参数,因此设计结果也只是经验值。为了保证零件的可靠性,只能通过增加安全系数来保证,从而导致设计出的零件尺寸偏大,不仅经济性不好,且对整机性能产生重要影响。随着CAD、CAE等现代设计技术的不断发展和完善,各种复杂零件的精确设计与仿真分析可以很容易地实现,采用PROE、ANSYS等应用软件可以精确完成各种齿轮、带传动、链传动、弹簧等复杂零件的精确造型、运动学分析、动力学分析等各种仿真分析,可以对这些零件进行精确设计。这些先进的技术目前均已在机械制造工程领域广泛应用,但目前国内的“机械设计”课程教学基本很少涉及。因此,需配合教材建设对现行的教学内容进行改革,强化各种现代设计方法的教授与应用,并在此基础上进行教学方法的改革。抛弃传统的教师灌输式教学、学生被动学习,上课记笔记、课后赶作业的教学模式,充分利用多媒体技术和虚拟仿真技术强化教师与学生的互动,激发学生的学习兴趣与学习热情,把部分流程式的课后作业转换为能培养创新思维与动手能力的应用设计,强化学生使用各种现代设计工具的能力。

3.发挥虚拟仿真技术在课程教学中的作用

虚拟仿真技术由于具有逼真模拟现实事物与环境、可进行交互操作等优点,已在全世界各个领域中广泛应用。在机械领域,仿真分析已成为机械设计的一个重要手段,它不仅可以直观呈现各种机械零件的实体结构,实现各种机构的运动仿真与干涉检查,还可以对各种机器及组成机器的各个零件进行静、动力学仿真分析,从而有效缩短设计周期,提高设计质量与效率。因此,在“机械设计”教学中必须充分发挥虚拟仿真技术的作用,一方面利用仿真技术在课堂上把各种零件的结构及运动学及动力学特性直观地呈现给学生,加速学生对相关知识的理解、消化与吸收;另一方面利用虚拟仿真技术建立网上虚拟实验室,完成各种因条件限制而无法开设的实验,有效弥补目前“机械设计”课程教学中实验设备欠缺、实验种类偏少的不足;此外,鼓励学生参与机械设计教学内容相关的虚拟设计,建立资源库,不仅可以丰富教学素材,也可以提高学生的学习兴趣与应用能力。

4.课程设计与课堂教学相融合

传统的“机械设计”课程教学分为理论教学与实践教学两部分,理论教学通过课堂授课完成,实践教学则在课程结束后通过课程设计来完成。由于课堂教学与课程设计相分离,因此在理论学习阶段,主要强调基础知识和基本概念的掌握,对应用缺乏认识,由于各种机械零件在结构、功能和设计方法方面具有相对独立性,因此所学知识往往是零碎、孤立的,没有很好的融合,在课程设计阶段难以有效地进行综合应用。课程设计通常为3~4周,一般安排在学期末,学生为了应对期末考试,难以专心完成课程设计,真正投入课程设计的时间并不多。许多同学在完成课程设计时基本是机械地照搬课程设计指导书的步骤与方法,缺乏对设计课程的深入思考与设计方案的精心设计,没有充分发挥课程设计应有的功能。为了有效解决该问题,应将课程设计与课堂教学进行融合。课堂教学一开始,就将设计题目下达到学生,让学生对设计对象与目标有明确的了解。在课堂教学过程中,在涉及到课程设计的每一部分内容时,教师进行适当介绍,让学生提前思考,待全部课堂教授完成时,学生已对设计内容有了全面认识,甚至有了明确的思路与方案,在后面的课程设计阶段即可做到有的放矢,少走弯路。不仅可以有效提高课程设计的效率,也会大大提高课程设计的质量与效果。

三、结论

“机械设计”课程教学是一项复杂的系统工程,涉及到教师与学生、课程教材与实验设备、课堂教授与课后作业、理论学习与实践训练等多方面的内容。要有效提高该课程的教学质量,必须不断深化课程教学改革,强化教材与教学方法改革,改进课程设计及实验教学模式,建立一套符合社会需求与时展的课程教学体系。

参考文献:

[1]郝秀红,邱雪松,王琼,等.机械设计课程设计教学改革初探[J].教学研究,2011,34(3):51-54.

[2]莫海军,吴上生,蓝民华,等.机械设计教材中几个问题的探讨[J].机械设计与研究,2009,25(3):117-120.

机械设计课程设计总结篇(2)

【中图分类号】 G710 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)07(b)-0019-03

《机械设计基础》课是高职高专院校机械类及机电类专业的一门主干专业基础课,课程设计是《机械设计基础》理论教学后进行的一个重要的实践性教学环节,是高职学生在校期间第一次较全面的设计训练,其目的是培养学生综合应用机械零件及其它先修课程知识去分析和解决工程实际问题的能力,以进一步巩固、深化、扩展本课程学到的理论知识;通过对通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计,使学生掌握机械设计的一般方法和一般步骤,培养学生独立设计能力;使学生在计算、制图、应用设计资料;熟悉有关国家标准、规范、使用经验数据,进行经验估算等方面接受全面的基本设计训练;另一方面培养学生树立正确的设计思想和严谨的工作作风.提高工程设计及创新的能力。与毕业设计一样,课程设计是工科学生向实际工作过渡的必要的训练手段,对学生将来工作中实践操作能力和各项工作能力的培养有着非常重要的作用。

在目前高职高专教育大环境下,部分高等院校培养目标不再是培养研究型人才,而是培养应用型人才,以适应社会发展对人才的需求。而传统的“以课程设计指导书为蓝本、以教师的程序化指导贯穿始终”的模式已经难以实现这一培养目标,所以探索适应培养目标的教学模式有着重要的意义。

1 《机械设计基础》课程设计的现状及存在的主要问题

1.1 《机械设计基础》课程设计的现状

《机械设计基础》课程设计通常有变速箱、差速器、齿轮传动等课题,但目前,多数学校《机械设计基础》课程设计仍采用具有一般用途的机械传动装置为设计对象,设计课题一般为专用传动中的二级圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器、单级圆锥齿轮减速器等,设计时间一般为两个设计专用周,一般安排在学期末进行。设计内容包括:拟订设计方案;选择电动机类型;运动和动力参数的确定计算;主要传动零件的设计;主要零件工作图及减速器装配图的绘制;设计计算说明书的编写。设计工作量一般为传动运动简图一张;减速器装配图一张,零件图两张及计算说明书一份,最后进行设计答辩。在设计过程中,指导教师对学生进行指导和答疑,同时对学生进行阶段性检查、质疑,以作为整个设计成绩的参考。指导过程中,指导教师一般只作方向性指导,旨在培养学生独立的设计思维、独立分析和解决工程问题的能力。通过设计,大多数学生都感到收获很大。但在《机械设计基础》课程设计中还存在一些应该引起重视和解决的问题。

1.2 《机械设计基础》课程设计存在的主要问题

(1)学生对课程设计的重要性认识不足

在教学过程中,有一部分学生对课程设计的重要性认识不足,缺乏设计的感性经验,缺乏积极性和主动性,也缺乏创新意识,对课程设计持应付态度,敷衍了事,加上设计安排时间紧的因素,为了完成任务东拼西凑,有的学生相互抄袭,甚至在网上下载等,严重影响了课程设计的质量。

(2)学生对先修课程的综合应用能力较差

《机械设计基础》课程设计是对机械制图、互换性与公差、工程力学、金属材料学等先修课程的基本知识、理论结合工程实际的综合应用,也是对这些课程体系中的知识进行重新建构、综合应用的过程。在教学实践中发现学生整合知识的能力较差,比如不能很好地应用力学知识对在外荷载作用下的轴进行精确强度计算校核;在绘图中不能正确应用机械制图基本知识,按照国家制图规范绘制图形等等。

(3)学生缺乏工程实际经验知识

高职学生普遍缺乏工程实际知识,对零部件的结构设计、精度选择、工艺过程等方面的要求只能比照书本、资料进行模仿设计,很少结合工程实际综合考虑进行设计,大多数学生的设计方案可以说纯属“纸上谈兵”型,无工程实际意义。例如在确定减速器及零件的主要尺寸时,注重理论计算结果,不能综合几方面要求来最终确定。由于学生对减速器的制造、安装、调整、维护的工艺过程缺乏实际的感性认识,致使对大量工艺问题缺乏认真考虑,或感到无从下手,不能把零件必须具备的良好工艺性要求贯穿于设计过程中。另外,学生对工厂现有的生产设备、加工手段缺乏认识,因此在设计中对零件的加工精度、装配精度和技术要求的内容提不出合适的要求,制约了课程设计质量。

(4)指导教师角色定位存在问题

不少教师在课程设计指导过程中采用传统的教学模式,缺乏创新,充当保姆角色,表面上看可能提高了设计质量,实际上不注重培养学生的创新思维和独立工作能力,学生的能力没有得到提高。有的教师管理不到位,缺乏过程监督,不注重阶段性考核,只看重最后结果,这两种现象都达不到课程设计的教学目的。

2 提高《机械设计基础》课程设计质量的措施

为使课程设计真正达到培养学生的工程设计意识和创新设计能力,适合新形势下对培养“应用型、技能型”人才提出的新要求,如何改进和提高《机械设计基础》课程设计教学效果,针对学生在课程设计中存在的问题,我们主要采取了以下几种措施。

2.1 充分认识课程设计的重要性,加强实践性教学

在指导课程设计时,上好第一堂动员课,使学生充分认识到课程设计的重要性,其意义不仅仅是掌握机械设计的一般过程和熟悉设计程序,更重要的是对后续课程的学习有着很好的帮助,乃至对以后的就业及能否胜任工作岗位都有着十分重要的影响。在课程设计中应集中精力根据设计题目的要求、条件、数据,做好资料收集、分析资料,认真思考,深入研究,按照设计程序进行设计,培养优化设计思维和能力。

指导教师应把课程设计作为比课堂理论教学更为重要的教学任务,加强责任,认真对待,精心辅导。在指导学生时,要注意辅导方法的应用,应启发、引导学生独立思考和自我反省。开展小组讨论,在讨论中不同的设计思路、观点、认识,得到互补和启发。针对学生缺乏机械工程感性知识的问题,应加强实践性教学环节,应充分利用多媒体、模型和实物讲解;组织学生到工厂参观、实习,让学生有更多的机会观察、了解、认识各类机器的构造、传动关系及工艺流程,以增强、提高学生的工程实际经验。指导教师应积极学习新知识、新技术、新材料的应用,积极参加工程实践,丰富自己的工程经验和工程知识,为学生创造增加感性知识的条件,以便更好地指导设计,提高课程设计质量。

2.2 理论教学与课程设计紧密结合

《机械设计基础》课程设计是在课程理论和实验教学完成后进行的一个实践性教学环节,其设计题目所要求的内容涵盖了课程中大部分内容。在教学中教师应该把理论教学与课程设计紧密结合起来,融合到课程理论教学中,课程设计指导教师应根据以往的指导经验,把课程设计中易出现的问题作为例子讲解;比如讲到齿轮传动时可以结合课程设计讲解轮齿的受力分析、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度计算。可以把课程设计分为带传动、齿轮传动、轴、轴承和电机及箱体设计五个模块,与教材相应练习题结合起来,作为课外练习布置给学生课后完成。这样学生通过训练,积极性得到提高。到进行课程设计时,课题中的理论计算部分已经经过了演练,提高了效率,减少了错误。可以较顺利地完成设计计算说明书的编写,把较多的时间和精力用于结构设计和绘图,提高了课程设计质量。

2.3 改革选题,提高课程设计效果

摒弃“多年一题”的现象,打破传统的教学模式,在设计题目和内容上进行改革。(1)题目要体现教学目标:应根据《机械设计基础》教学大纲要求,针对高职学生特点,设计题目应有较强的典型性和仿真性,选题原则一是要有综合性,能涵盖课程的主要内容;二是可以考虑简单的整机设计;三是难度和工作量要适当,不至于产生畏惧心理而无从下手;四是要有一定的灵活性,有利于激发学生的兴趣和创造性思维;五是题目要学生分工协作完成,有利于培养团队精神。(2)题目要与先修课程衔接:选题要考虑与先修的机械制图、金属工艺学、机械制造基础等课程的衔接。高职《机械设计基础》不涉及复杂的机构、运动学、动力学方面的知识,主要侧重通用零件和简单机械传动机构的结构、特点、应用范围和维护等内容。设计题目不应有太复杂的机构,选以减速器为主体的传动机械装置较为适合高职学生,有利于培养学生结构设计、强度计算、精度设计等方面的能力。(3)题目要注重多样性和挑战性。在实际工作中,我们围绕结构工艺性,按不同的传动方案、原始数据、不同的减速器类型布置课题,使设计课题的难易程度和工作量大小与学生的水平与能力相适应,使设计具有创新性和针对性。

2.4 改革传统的指导形式

现代教育强调以学生为主体,以教师为主导。作为指导教师,一是要改进指导方式,采用分段、个别与集体相结合的动态指导方式。设计前把任务、难点、需要注意的事项交代清楚,要注意针对学识和能力差异,因材施教,做好个别辅导,对缺乏独立思考能力的学生应多采用“启发式”教学法,对积极思考的学生可以采用“讨论法”多鼓励和肯定,一起讨论启发其思维作最优选择设计,然后提出修改意见或建议,对能力较差的学生应耐心辅导、详细讲解,善于发现其优点,及时表扬,帮助其树立信心和养成良好的学习习惯;中期针对易出现的共性问题、错误,集体指导,后期加强检查与纠正。二是要树立正确的指导理念,教师要引导学生变模仿型设计为思考型设计,变逐步讲解为必要提示,变提供详细资料为列出参考书目,鼓励学生积极主动去查手册、找资料,培养他们对各种信息的收集、分析、归纳、整理能力。充分发扬民主,调动学生思维,教师不过早下结论。比如在确定方案阶段,可以增加方案论证,首先由小组学生提出设计方案并阐述其优劣性,然后由学生和教师对方案提出质疑,教师进行总结,给出指导性意见,促进学生主动思考,开阔了学生视野,也培养了学生对知识的应用能力和创新意识。三是要引导学生树立正确的设计思想,设计是一个反复推敲、反复修正、不断创新的过程,要树立严谨的工作作风和坚韧不拔、克服困难的意志。

2.5 加强计算机的应用能力

随着计算机绘图的普及,以及用人单位对高职毕业生职业技能的要求,教学中应注重培养学生的计算机应用能力。对于课程设计中的图纸,可要求学生用计算机绘制并打印。针对以前学生计算机绘图能力普遍较差的状况,在学生上《机械制图》课时,我们要求教师适当加强CAD模块的教学和训练。这样,学生在进行课程设计时既可以把主要精力放在结构设计上,计算机绘图能力又得到了提高,图纸干净整洁,有效地提高了课程设计质量。

2.6 严格控制设计进度

严格控制课程设计进度是提高课程设计教学质量的一项重要措施。学生花费二至三周的时间做课程设计,只有掌握好设计进度,有计划、有步骤地进行才能保质、保量、按时完成。《机械设计基础》课程设计是一项较复杂的工作,不仅计算、绘图工作量大,还要综合应用先修课程相关知识,查阅有关资料和手册,若设计进度快了,就会出现不求甚解的问题,缺乏深入细致的工作,其结果可能是解决了问题的表象,只知其一,不知其二,对机械设计的客观规律、设计思想缺乏认识,达不到教学预期目的。有的学生一开始并不着急,总认为时间充裕,就会出现前松后紧,当感到时间紧了,就加班加点突击设计,不仅难以按时完成设计任务,质量也无法保证。课程设计的进度计划应由指导教师提出,与设计任务书一同发给学生,进度计划应明确设计过程中各阶段所用时间和完成日期,要求学生基本上按进度计划进行。为保证学生能按计划进行,教师应加强过程指导,严格把关,及时检查督促进度和质量,每检查一次,教师都在设计材料上签字,并做好相应记录。

2.7 重视总结、答辩

学生完成设计任务后,要引导学生进行总结。学会总结有助于学生进一步熟悉和掌握设计方法和设计程序,剖析方案优劣,自己在设计中的得失,找出设计中应注意的问题,用以指导自己以后的学习和工作。总结应先由学生进行,教师点评,肯定成绩,指出不足。按照大纲要求,应进行答辩。实践证明答辩是学生升华专业知识、提高口头表达能力和心理素质的有效手段,是教师检查设计质量、全面分析与评估设计思维的必要环节,可以督促学生及时复习和总结知识,搞懂设计中的各个问题。每个学生答辩时间一般在10—15分钟,先由学生自我陈述,阐述设计方案的优缺点、主要流程、总结与体会等,随后由教师和学生自由提问,评定答辩成绩。通过答辩这一环节,学生的设计能力、综合应用能力,应变表达能力都有一个质的飞跃。

2.8 改革成绩评定模式

考核方式在很大程度上左右着学生的学习态度和学习方式,在实践中,教师应该探索出一套既可以激励学生,又能科学考核的成绩评定办法。

加强对设计全过程的考核,以图纸、计算说明书、答辩成绩为主,加强对出勤率、工作态度、进度等环节的过程考核,以及创新意识、独立工作能力等可以在成绩考核中有所体现,进一步培养学生的工程素养。制定科学合理的评分标准,形成良好的考核机制,有利于提高课程设计质量。

3 结论

高职教育强调培养“应用型、技能型”人才,《机械设计基础》课程设计是高职生第一次“应用型”的实践训练,实践表明,以上做法,充分调动了学生的学习热情,课程设计的整体质量有了明显提高,对后续专业课程的学习、毕业设计及学生将来从事工程技术工作奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 庞兴华.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,2010-2.

[2] 李培根.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,2010.

机械设计课程设计总结篇(3)

关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革

Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0201-02

0引言

机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。

近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。

1教学内容的改革

长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。

鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。

对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。

2教学方法和手段的改革

现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。

在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。

3设计成果的展现形式

采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。

设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。

4结束语

机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。

参考文献:

机械设计课程设计总结篇(4)

关键词:机械设计;课程设计;模式;探索

随着我国社会结构的变化,催生高等教育教学结构与形式转型,国内地方高校在不断探索应用型人才的培养模式与体系。机械设计课程设计融合了机械设计基础、机械制图、机械制造基础、极限配合与测量技术等课程的知识,是机械类专业培养学生机械设计能力与创新能力的实践教学环节。因此,机械设计课程设计在培养应用型人才为目标的机类和近机类高校实践教学中具有十分重要的作用。当前,机械设计课程设计仍为减速器的理论设计计算为主,辅以二维图纸表达,致使实践性课程缺乏足够的实践环节。为此,以提高学生实践能力与创新思维能力为目标,将模型3D绘图与加工制造引入机械设计课程设计中,探索理论计算、设计绘图、加工制造三位一体的教学模式。

1机械设计课程设计教学现状

传统教学模式将机械设计课程设计的教学目标设定为着重培养学生机械制造与设计的系统化设计思维,其是在机械原理与机械设计课程中机械零部件设计方法的基础上设计机械装置,进行机械机构选择与方案设计、总体布置、总装配图设计、主要零件设计及设计计算说明书编写等训练。机械设计课程设计选择最具代表性的机械装置“减速器”作为设计题目,其课程学习要求包括以下3点:①要求学生熟悉减速器的工作原理、各零部件装配装配关系和箱体类结构设计等知识与技能;②着重要求学生掌握齿轮机构、轴、螺栓组件、轴承、键、销等零部件的设计计算与选择;③要求学生熟练应用标准、规范、手册、图表和设计资料。以采用塔里木大学机械电气化工程学院机械设计课程设计为例,其教学模式采用传统教学模式,在完成88学时的机械设计理论学习后,再开展为期2至3周的机械设计课程设计,学生以4~6人为一小组合作完成减速器理论设计、计算及二维图绘制。在课程设计时间段内,学生对减速器的设计仅停留方案构思、机械零部件和机械总成的结构布置与设计,均属理论设计与绘图,回顾以往的课程设计教学环节与学生反馈信息,发现在课程设计过程中体现出以下弊病:

(1)多数学生对综合应用所学知识与技能解决实际问题的能力较差,对减速器的结构缺乏认识;

(2)学生对课程设计兴趣不够浓厚,缺乏自我设计与创新主动性,且过度依赖指导教师指引;

(3)在减速器的设计过程中,设计计算生硬套搬设计步骤,照抄设计手册和减速器图册的减速器图样与尺寸;同时,在此教学模式下学生以完成作业任务式的心态对待课程设计,导致课程设计抄袭现象,亦无法达到课程设计原本教学要求。该模式下无法体现出设计创新与实践教学,对培养学生自主创新设计作用微乎其微。

2机械设计课程设计改革措施

现代经济社会发展要求高校培育的人才能运用专业知识解决工程实际问题和探索问题的能力。机械设计课程设计作为一门机械专业机械设计综合知识与技能应用的平台,是提高学生机械设计与工程素质的重要环节。机械设计课程设计的教学目标不仅是为培养学生机械制造与设计的设计过程,也是在培育学生掌握机械产品或机械结构的创新设计思维,以及培养学生对现代机械产品的自主创新设计技术工作的适应能力。针对传统课程设计的不足,基于培育具备理论设计、实践加工、理念创新的新型机械设计人才,对机械设计课程设计的实践教学体系进行探索性改革,具体措施如下:

(1)重组机械设计课程的实践教学体系。传统的教学模式下,机械设计的实验课程开设认识性或验证性的实验,主要包括机械零件结构认识现场教学实验、带传动实验、液压滑动轴承实验、轴系部件设计实验、减速器拆装实验等项目。以培养机械设计与制造能力为主线,重组机械设计课程的实践教学体系,增设实操性实验,制定新的教学计划。基于传统的教学模式下,对已有实验项目做改进增设实践操作性内容。以带传动试验为例,以往实验要求学生观察带传动弹性滑动和打滑现象,计算带传动的参数,新教学体系在此基础上增设带与带轮的安装和拆卸。

(2)课程设计内容改革。传统的教学模式下,机械设计课程设计以设计二级减速器为主,设计内容以理论设计计算为核心。针对课程设计内容实践性环节不足,课程设计选择相对较为简单的一级减速器作为设计内容,增设减速器3D绘图和模型加工部分。减速器3D绘图采用UG、SOLID-WORKS等软件绘制,此项内容增设依据新大纲模式下机械制图、三维制图课程整合为一体。减速器模型加工采用优耐美、谢兰微型模具加工机床加工。在新课程设计内容与模式下,安排学生开展为期3周的机械设计课程设计,学生以6~8人为一小组合作完成一级减速器理论设计计算、二维和三维图绘制、模型制作。新课程设计模式大幅增加了课程设计实践性环节,不仅促进了学生课程设计的兴趣,也消除了课程设计片面最求负责机构设计而教学效果不良的现象。

(3)创新环节。课程设计选题采取多样性、灵活性原则,将固定式的减速器设计改变为创新与思考结合的装置设计。基于此为突出课程设计的创新性,开展创新设计项目的调研、机械装置设计方面专利文献资料的检索与收集、装置设计方案构思。课程设计内容应涉及机械设计课程中所学的机构与传动方式。设计任务确定为每组按照所选定的设计题目,综合运用机械设计课程以及其他先修课程的理论和技能,运用合理的方法设计出方案。学生小组可选择指导教师拟定设计题目,学生小组也可自行拟定确定设计题目,但需指导教师审核。

3设计模型加工

模型作为设计理念的具体表达,具有三维直观、真实准确的特点,是产品设计最终的设计表达形式。对于机械设计专业的学生,模型制作不仅有助于分析和掌握产品的功能、结构、形态、材料、工艺等,还能够启发设计灵感,开拓设计思维。在机械设计课程设计中增设模具加工环节,可提升机械设计与制造专业学生的设计思维与动手能力,也可有效融合机械制图、二维制图、三维制图、机械原理和机械设计等多门专业课程的知识。机械设计的创新离不开模型设计加工工具与设备;优耐美(奥地利进口)、谢兰(美国进口)微型模具加工机床是模具设计的创新平台,其安全、稳定的性能是培养动手能力优良设备。国内部分高校已开设微型模具设计加工课程应用于学生实践操作技能和创新能力培养的课程。微型模具加工机床采用模块式结构,机体微型轻巧,组装、操作简单,由锯床、车床、磨床、钻床、铣床、铣齿床六大类机床组成,可对木质、软质金属、树脂胶板等材料进行切、削、磨、铣、钻等加工功能。据课程试验性操作证明,微型加工机床可以车轴(木质、铝质等材料)、铣齿轮、钻孔、裁切板材、磨削毛坯等。在机械设计课程设计中引入微型模具加工,极大的提升了学生课程设计的兴趣,也有效提升了学生的动手操作能力,也为了数控加工课程的学习奠定了基础。

4“三位一体”模式构建

在1979年,北京科技大学“机械设计制图”课程教学团队对非机械类机械基础系列课程进行了改革试验,把“画法几何及机械制图”、“机械原理”、“机械零件”三门课程有机地整合为一门课,在教学内容、教学模式和教学方法上进行了改革创新,并多次获得教学成果奖。国内诸多教学工作者开展了二维教学模式向三维立体教学模式的转化与融合的尝试,提出了工程制图三维化教学模式。舒宏等提出CAD制图内容穿插在制图教学中开展。在制图课程中融入形体、零件三维建模,部件的装配与驱动关系,直观地理解零件的形状、配合、部件的工作原理等。三维CAD教学从产品设计的角度,以三维产品设计到二维工程图为主线。机械制图、三维实体设计、机械设计三门课程的内容相互联系紧密,国内外诸多教育工作者试图将此三门课程融合为一体。而此三门课程内容在机械设计课程设计的设计内容中得到综合体现与应用,将设计与加工制造结合可将设计思维正确与否得到准确的验证。故探索将模型3D绘图与加工制造引入机械设计课程设计中,探索理论计算、设计绘图、加工制造“三位一体”的教学模式。在此教学模式中,学生的课程设计不在单纯意义上的设计计算,设计模型加工与制造是课程设计重要的组成部分。以往依据理论计算,确定零件尺寸与装配关系,依据选材校核零部件的强度与刚度。现在需要依据加工单元与材料来考虑所设计装置各零件形状与尺寸,形成了由零件加工形式、模型装配、零件设计计算等一体化的设计加工模式。以一级减速器设计模型为例,新教学模式下齿轮、轴的模型设计需要依据微型模具加工机床加工范围来设计计算零件的尺寸与材料,箱体模型采用木板裁切、粘拼而成,螺栓组件、轴承、键、销等标准零部件可选配或采用其他材料替代。零部件理论设计计算、装置传动效率计算过程不再是单纯的搬套,装置二维或三维图形绘制亦无从过度复制粘帖,且在整个设计过程中需要多位同学协同完成设计。

5实践效果

2014年,在机械设计制造及其自动化专业单班的课程设计中应用新的教学模式,课程设计期间学生无缺勤现象,且改变了以往小组内“吃大锅饭”的现象,整个小组内按照设计要求分工任务。经问卷调查表明,学生对新模式下的机械设计课程设计满意度极高。同时,机械设计课程设计的改革也为后期学生开展大学生创新试验与设计奠定了良好的基础。机械设计课程设计教学改革以来,有效促进了机械设计课程设计的建设与发展,有效提升了学校教学质量,逐步形成了以设计项目为主线组织设计计算、绘图、模型制作“三位一体”的新模式。

参考文献

[1]燕晓红,刘芳,孟超平.在高职院校机械设计课程设计中引入创新设计的实践与探索[J].内蒙古农业大学学报(社会科学版),2014,16(2):39-42.

[2]刘小河,马洁,管萍,等.自动化专业“四位一体”的实践教学体系构建研究[J].实验技术与管理,2014,31(10):27-30.

机械设计课程设计总结篇(5)

《机械设计基础》课程设计是高职机械类专业学生的一项重要的实训环节,是针对《机械设计基础》所学专业内容进行的一项实训环节,目的是让学生了解和掌握常用机械零件、传动装置、简单机械的设计方法和步骤,是培养学生机械设计能力的一次较全面的设计训练,它对学生将来从事工程技术工作具有极其重要的意义和深远的影响。基于实训环节在高职教育中的重要地位和现行的教学方法的一些不足,我提出一些改革措施,旨在改进《机械设计基础》课程设计的教学方法,提高《机械设计基础》课程设计的教学地位,进一步提高学生进行机械设计的独立工作能力和创新能力。

1.加强思想教育和引导,引起学生重视

以往的教学过程中存在一些问题,如有些学生对课程设计重视度不够,在实训的过程中往往依赖性较重,没有充分意识到《机械设计基础》课程设计对提高学生专业技术能力的重要性。因此,在课程设计一开始,教师就应当指出该课程设计的重要性,引导学生独立完成设计任务。另外,《机械设计基础》课程内容在教材中是各自独立成章的,缺乏整机设计思想。课程设计为将这些知识有机串联,创建整机设计理念提供了一个良好的平台,将课程设计看成是学生解决实际工程问题的初始训练。因此,《机械设计基础》课程设计对学生将来进行毕业设计乃至工作实践,都会产生重大影响,可见该课程设计是机械类专业学生解决工程实际问题的第一步实践。

2.改变传统的选题方式,注重选题意义

课程设计传统的题目是减速器的设计,这是因为减速器作为机器中一个独立部件,它的设计内容很具代表性,覆盖了机械设计课程中的绝大部分内容,便于巩固所学理论知识。然而,由于减速器毕竟只是一个部件,每届学生都重复同样的设计内容,缺乏创新精神,也不具备整机设计思想。因此,我认为应该将灌输式布置任务的方式改为开放引导的方式。具体做法是:教师在课程设计任务书中只给出工作机的工作要求,而实现工作机功能的方案则由学生自己确定。教师引导学生在方案的实施过程中尽量采用课程学过的知识。课程设计选题十分重要,所选题目要注意以下几点。

1)有可行性,学生能够利用所学知识完成设计任务。

2)有一定的典型性和知识覆盖面,能够将理论学习的大部分重要知识应用在课程设计中。

3)有工程背景,能够解决一些工程实际问题。

4)有创新空间,能够调动学生的创造性。

5)有一定的趣味性,能够调动学生的积极性。

3.强化整机设计思想,提高整机设计能力

各种机械设备都是由各种传动装置和各种零件组成,在理论知识学习中是在“化整为零”,在课程设计的学习中恰恰相反,是要把“零散”的知识通过一部完整的机器把它们串连起来。所以,在课程设计中,我们需要强化学生的整机设计思想,将机械传动设计和机械零件设计有机结合起来,从原动机的选择到中间传动系统的设计,再到执行系统的分析设计,形成一个完整的机械概念。解决这一问题的关键还是选题,教师要根据学生的总体情况,深入实际,搜集与学生所学专业相关机械的原始数据,经过反复论证,编写出课程设计指导书,经过两到三届的学生试用后,逐步修改定稿。

4.注重计算机绘图,加强计算机技术应用

当下计算机绘图已经十分普及,企业对这方面的人才需求也与日俱增,目前在机械领域经常用到的绘图软件有AUTOCAD、CAXA、PRO/E、UG等。我校《机械设计基础》课程设计推荐使用AUTOCAD和UG软件,平面的图形可以用AUTOCAD绘制,立体的图形可以用UG绘制。将绘图软件引入《机械设计基础》课程设计,学生通过作零件图和装配图,强化AUTOCAD和UG的使用能力,强化读图识图的能力,也可以直接观察到机构处于不同位置时构件的运动和动力学情况。用UG建立零部件的三维立体图及零件装配过程图,这样的训练效果是其他方法难以达到的。

5.加强实训管理,重视答辩环节

《机械设计基础》课程设计一般为1―2周时间,需要完成机器的运动和动力分析,查找相关资料进行机器的传动系统设计,确定传动路线和方案,然后划分各种传动部分进行独立设计,再进行各个零件的结构设计或选择,最后要完成机器的总装图和各主要传动零件的零件图。整个过程设计内容多,时间紧,因此加强课程设计期间的管理显得十分必要。从课程设计开始就应当严格做好考勤工作,对不认真和有疑问的学生应当给予及时提醒,认真辅导,帮助他们解决设计中遇到的问题,为了提高学生独立设计能力,应当在课题布置上尽量做到“一人一题”,即使任务中要求机器完成的功能一样,也要在初始数据上加以区别,或要求学生以不同的方案来设计一样功能的机器设备。

答辩是课程设计的最后一个环节,也是课程设计中重要的考核阶段。为了避免盲目抄袭,考查学生的设计思想和对设计的各个环节的认识程度,在答辩过程中需要严格把关。首先要对确认有抄袭行为的学生予以严肃处理,对每个学生的设计说明书、图纸等认真考查后制作答辩提纲,做到对每位学生认真负责,在答辩过程中对每位学生作有针对性的提问和讨论,了解学生的想法和对相关知识的了解程度,对不正确的予以纠正,令其及时修改。因此答辩也是一个质疑和答疑的过程。同时在答辩中能发现设计的不足,作为今后改进课程设计教学的借鉴,从这个意义上说答辩又是一个总结提高的过程。认真做好答辩工作意义重大,直接影响最终课程设计的总体质量,做好这一点关键需要指导老师本着严谨的教学态度,严格要求学生,认真把好教学质量关。

总之,高职《机械设计基础》课程设计无论是对学生理论课程学习还是专业技能的提高都大有裨益,是机械类专业学生十分重要的实训环节,做好这个环节的工作是我们专业课教师的职责,以上一些改革措施对提高课程设计的教学效果有很大帮助,值得借鉴。

参考文献:

[1]胡家秀.机械设计基础.机械工业出版社,2001.

机械设计课程设计总结篇(6)

关键词: 机械制造装备设计;教学改革;研讨

Key words: machinery manufacturing equipment design;teaching reform;seminar

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)33-0264-02

0 引言

随着我国机床行业大力发展大型、精密、高效数控装备及功能部件等重大技术设备,改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的局面,增强自主创新能力,培养掌握机械制造装备核心技术的专业人才是当前我国制造行业的当务之急[1]。

机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的、涉及面宽、实践性很强的专业主干课程,也是本专业课程教学中的重点和难点。为满足企业对人才需求的日益提高,使学生能充分地利用自己所学到的知识独立地、创造性地进行设计,我们在课程教学中不断改革创新。下面结合本人在教学中的实际情况,谈谈机械制造装备设计课程教学的特点及其对该课程教学改革中的一些认识思路。

1 机械制造装备设计课程的产生及教学特点

20世纪70年代以后,由于微电子技术、控制技术、传感器技术与机电一体化技术的迅速发展,特别是计算机的广泛应用,不仅给机械制造领域带来了许多新技术、新工艺、新观念,而且使机械制造技术产生了质的飞跃,走上一个新台阶,这就要求高等教育事业跟上形势的发展,进行一次重大的改革。随着教学改革的深入,专家学者提出将原机制专业的机械方面的专业课进行课程的综合化与内容的优化,将金属切削机床概论与设计、金属切削原理与刀具设计、机械制造工艺学、金属切削机床夹具设计原四门专业课程进行整合,并对课程体系与内容进行摸索,不断总结完善。经过重组优化后,建立了新体系而成为两门课程——机械制造技术基础、机械制造装备设计[2]。机械制造装备设计成为了机械设计制造及其自动化专业一门理论和实践性紧密结合的专业课程。

从教师授课来看,这门课程包含的知识多、应用性强,如何将课程专业知识的应用融入到教学中,既取决于任课教师自身的理论水平和现场实际工程经验的多少,同时也与教师的教学方法息息相关。此外,机械制造装备设计课程与社会发展、科学技术的迅速发展密不可分,课程教学内容更新很快,需要及时跟上科学技术发展的步伐,这也对教师的教学提出了较高的要求。同时,如前所述,本门课程是之前老四门课程综合优化后的一部分,教学任务重,教学学时相对较短。因此,教师在相对较短的时间内,讲授较多的内容,上课学时相当紧张。

从学生学习来看,由于该课程的内容多、课程实践性强,而学生实践经验少,因此学生们一接触本课程总是不大习惯、不适应。另外,专业教材中的内容大多是一些基本的理论、装备的结构与工作原理等,使得学生的思维容易处于被动状态。因此,学生总认为本课程内容的系统性差,科学逻辑性不强等等,严重地影响了学生的学习积极性。

因此,本门课程无论是从教师教,还是从学生学来讲都是较难的,需要不断地在教学中摸索经验、不断地进行改革和创新。

2 课程教学中的改革思路

2.1 教学中应大力加强理论与实践的相结合 机械制造装备设计是一门重要的专业课程,主要内容是阐述机械制造中有关装备的作用、工作原理、设计方法等。课程设置的目的是使学生在机械制造装备方面获得最基本的专业知识和技能,为设计和改造机械制造领域中的装备及设备而服务。机械制造装备设计课程的研究对象基本分为4个部分:①机床的总体设计,传动系统设计和主要零、部件设计等。②常用机构设计,其主要研究对象为装备中常用机构的设计和使用,其中还包括工业机械手等。③工夹具设计,其主要研究对象为刀具及机床夹具。④工件输送装备,其主要研究对象为机械制造车间中运输机械的特性、工作原理、应用范围等以及生产流水线等。

学生在大四上学期学习本门课程,之前他们已经进行了机床操作实习和生产实习等实践类课程,这虽然为学生提供了一些宝贵的实践经验,但是作为机械制造装备设计课程内容所涉及到的机床、机构、工夹具等的设计而言却是不够的。同学们掌握如何操作机床,却对机床内部结构仍缺乏足够的认识。在对课程各部分的教学中,虽然可以利用多媒体显示各种机床或机构等的图片进行授课,但是同学们的切身感受仍不强烈。因此,在课程的理论教学中,可使部分课堂教学内容在具有实践条件的场所开展,力求教学、实验、实训、实践、考核一体化。如果将课堂从教室转移到学校实训中心,面对机床或机构、夹具实物等进行授课,学生在接受理论知识的同时会对机床内部结构、操纵机构、制动机构、传动机构等有了生动感性的认识,可以起到优良的教学效果。因此,我们在平时的教学中可以有针对性的弥补学生在这方面感性认识的不足。在实习工厂中,打开机床主轴箱盖,让学生了解机床主运动系统及其有关传动结构,观察主轴箱内各传动布置及轴上传动件布局、安装、定位和结构形式,对机构进行操纵,装卸夹具等,在实践中掌握理论知识,以理论知识指导实践。因此,在机械制造装备设计课程教学中,教师应对教学内容进行分级和筛选,将适宜的理论教学内容转变成实践化表达的教学形式。这要求教师对课程进行细致分析,对每一部分教学内容进行合理安排规划,使理论教学与现场教学有机的结合起来,相互协调、相互补充。使学生既能够学习到机械装备设计中严谨的理论基础,又能够亲手操作、亲身观察不同装备的结构和工作状况,大大加强了理论联系实践的能力。

2.2 教学中应充分注重培养学生分析问题解决问题的能力 机械制造装备设计课程其显著特点是紧密结合生产实际、涉及知识面广、综合性高、特别强调知识的灵活掌握。而在多年的学习生活中,大学生们大都养成了书本学习和死记硬背的习惯,卷面上的考试并不能完全体现出学生对课程的真正掌握情况。对机械专业的学生来说,尤其要求教师在教学别要注重培养学生的分析问题和解决问题的能力,引导学生善于对具体问题作出具体的分析。

从培养学生分析问题解决问题的能力出发,在教学中,教师对整门课程的教学顺序可采用与机械装备设计步骤相一致的原则。以机床部分的学习为例,可使学生体会到学习课程就是在完成一台机床的设计;学习的过程就是设计过程中困难的解决过程,让学生变身为设计师,角色的变换使同学有了不同的思维方式,令学生带着问题学习、带着兴趣学习。在教学过程中,教师可就教学中的关键点、难点问题详细讲解,而对于容易解决的问题可只对学生起引导作用。当学生在设计中遇到这样或那样的问题时,不是直接告诉学生答案,也不是让学生绕过问题,而是鼓励学生通过学习教材相关内容积极思考后,老师和学生共同讨论来解决,让学生体会到自主学习解决问题的能力,充分调动同学的积极性,锻炼同学们的思考能力。

例如,在讲授机床传动系统设计时,在授课中可有目的的讲授机床传动系统的主要设计步骤、特点和功用,鼓励学生从收集到的设计资料中认真分析总结,可以多设计几个不同的方案,从不同的角度多思考、多比较,并可采用课堂专题讨论法让同学们展开讨论,分析不同传动方案的优缺点,讨论其设计的合理性对机床性能等关键指标的直接影响。在讨论时,老师不能放弃主导作用,但又应作为普通一员来参与,设法让学生自己来主持讨论。当学生提出观点时,设法引导向正确方向发展,既对同学们容易忽视的设计细节加强提醒,又同时尽可能培养学生的学习主动性与创造性。最后由学生自己确定合理的传动方案和结构形式,以加深巩固同学们对本部分内容的掌握。

另外,在针对学生们实际设计水平有高有低的问题时,教师在设计指导中应该有所区别。针对设计中出现的多种可能的方案和结构,要做到开拓思路、活跃思想,使学生在设计中达到较宽、较深的要求。针对设计中准备的一些设计资料与设计图册,则要求学生应根据设计内容消化理解,做到多看、多想、多思考,切忌死搬硬套,应做到消化理解后的合理选用。

2.3 教学中应充分利用优质网络资源 早在2007年教育部就明确提出,要加强课程优质网络资源建设,并把信息技术作为提高教学质量的重要手段,广泛采用信息技术,改变高校人才培养模式,不断推进教学资源的共建共享,逐步实现教学及管理的网络化和数字化[3]。

目前,在我校网站我们完成了机械制造装备设计课程网站的建立。主要内容包括课程的教学大纲、电子教案、课程设计指导书、学习指导、练习指导、课程样卷及其相关学习网站推荐等,我们还在不断地对其进行完善与扩充。改革开放后,我国机械制造装备业获得迅速发展,目前我国已能生产出多种精密、自动化、高效率的机床及自动生产线,并达到一定的技术水平。而在学校的教学过程中,即使最新的教材也不能完全展现出我国乃至国际装备水平的发展状况,教师和学生都需要与时俱进。任课教师一方面应关注教材,选择最新的权威教材;另一方面应将教材中来不及反映的最新发展动态补充到教学内容中来,使学生能够掌握最新的专业知识。

运用网络平台,一方面给予学生更大的自,激发学生的学习兴趣;另一方面教师可引导学生紧跟时代步伐,使学生能够充分了解自己所学专业的发展状况,加强学生的学习动力。这对培养学生的创新意识,开阔学生的视野,紧密联系企业发展等都具有重要的意义。

3 结语

总之,机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响,时代的发展对机械装备行业人才的培养提出了新的要求。这就要求教师进一步转变教学理念,切实加强教学中的理论联系实际,从学生的成长和社会的需求出发,推进学生在学习中分析问题、解决问题能力的培养,并应充分利用网络资源,与时俱进,全面提高学生的创新设计能力及综合工程素质,使学生得到更多的锻炼和培养,努力使其成为我国机械装备行业的优秀人才。

参考文献:

机械设计课程设计总结篇(7)

《机械设计基础》是一门很重要的技术入门课程它对以后实现机械产品设计很有帮助。这个课程里面的内容非常多而且还非常难以琢磨,教育材料普及性强涉及系统性强、它含盖的关系、门类、要求、公式、图表都非常多。历经许多年的时间得出了一个结论,原来的知识传授型教学模式很难以取得对课程要求难以达到满意度。

一、“项目驱动”教学法简介

1.1项目驱动教学法介绍

项目驱动教学法可以理解为在教学实践中,通过反复围绕一个项目为中心点,再老师的辅助下学生会在强烈的任务问题驱动下,他们会通过对学习新知识的好奇心、积极的实践,学习自主探索和学习小组互动协作,在完成指定目标的同时,使学生积极思考实现目标的活动。

1.2项目驱动教学法的优越性

项目驱动教学法它是一种形式它的教学发是建构主义教学理论基础上的。它的形式以一个目标为共同点、老师魏指导、学生为主的形式,通过学生的意识主动性,把原来的教学模式改变为想学和主动学。在这个实践的过程中,同学们在得到成就的同时还可以更大地激发他们的求知欲望,渐渐的形成了一种自己动手动脑的好习惯,通过实践使学生养成单独思考问题和敢于积极探索的能力。

1.3项目驱动教学法的实施步骤

项目驱动教学法的实施基本分为以下五个步骤:

二、项目驱动教学法在《机械基础设计》课程教学中的应用示例

2.1《机械设计基础》课程的总体设计

《机械设计基础》课程的是通过机构和结构来完成总体设计的,它是通过总体机构的基本分析和总体实力、培养和训练他们经常用到的机械零部件的结构设计和培养训练选型能力。再通过原来培训项目的实施使他们完成机械传动装置结构与设计项目,使他们能独立完成简单机械与简单机械传动装置的设计能力。重点培养他们综合应用能力和培养他们设计基本技能的实践。我们通过学校的办学宗旨和学生的自身特点,将《机械设计基础》主要内容设计成以下七个项目:

2.2项目驱动教学法教学案例

我们通过轮系的项目教学为例,项目内容为“钟表机构中轮系的设计”。介绍项目驱动教学法的实施。首先介绍并设定目标。首先介绍的是钟表的时针、分针和秒针之间的活动原理,告诉学生它的结构设计是应用了齿轮转动来带动三个指针相互运动的。并告诉学生他们的计划目标,发放不同规格的齿轮好相应工具。让学生对钟表有一个整体认识并明白操作内容和初步操作的流程。为了使学生对钟表相关知识有所了解还要传授他们齿轮之间传动比例计算方法和齿轮之间转动方向的分辨办法及相关理论知识,和完成任务的理论指导,要求学生依据原理设计做出设计步骤,计算不同型号齿轮的齿牙数量。学生可以挑选与项目对应齿轮来组装钟表,计算出指针之间的转动方向是不是一样。接着进行完成情况检查。检查他们组装的钟表是否能够按照设定的比例进行运动、检查齿轮的与数量合理性,挑选几个好的给学生比较,让学生总结自己的过失。问一些与课程有关系的题目让学习思考,做到总结深挖的目的。然后布给学生布置作业:车床床头箱中挂轮的设计、减速器中轮系的设计。

三、项目驱动教学法在《机械基础设计》课程教学应用中应注意的几个问题

3.1项目的设计

在机电专业《机械设计基础》项目教学法实施过程中,应考虑以下因素给学生安排任务:首先考虑学生毕业参加工作相近科目课程,这样可以让学生感觉课程很有实际性,使本课程的教学内容更贴近学生的就业岗位,令学生感到该课程有用让他们感觉到课程有实际作用推动他们学习的积极性,再就是课程任务要结合教材范围,以便使学生形成一个完整的本课程知识体系;另一方面,在覆盖本课程知识的基础上,本着“理论知识必需、够用”的高职教学原则,给学生的任务要根据情况适当的减免和逐步的递增,为学生持续发展奠定基础。为便于学生能力迁移,布置任务的复杂度不要太功利性。应分级合理有容易到复杂渐渐循环。只有这样的项目,才能调动学生的积极性,才能更好的实现教学目的。为了更好地调动学生的积极性,充分发挥学生的主体作用,可把学生分为几个团队,每个团队选一个领导,让他负责团队的学习招开讨论会及安排项目,给每个人分配任务,让他们知道什么时间到哪些单位去调查,调查哪些人物,如何探讨问题原因,通过什么方法去改进等等。学生按项目要求进行协作学习,围绕项目开展小组讨论、分析、研究,并写出研究报告。

3.2项目的实施

一是实施计划在项目实施过程中,不论是查找资料还是设计调研使用工具的准备教师都不要掺预让学生单独完成,让学生在“做中学,学中做,做中练”,在项目完成的整个经过中让学生提高知识、熟练计能、积累经验。教师的作用是引导、督促、检查,及时帮助学生解决小组在项目进行过程中出现的困难和问题,保证项目顺利完成。二是由于将子项目分解成一个个具体的学习任务,为了避免学生自己忙自己的不利于知识的全面发展,所以教师应当不定期的抽查学生提出不同的问题让他们答复,这样有利于学生团队协作全面掌握知识。

3.3项目的总结和评价

每个子项目课程完成后,都要让学生就行汇总,讨论,让他们对自己在团体中发挥的作用就行自我总结并说出自己的不足,再由指导教师和其他组学生进行检查、答辩和评分。老师和学生一起思考这个项目、判断项目工作中出现的问题和应采用的解决问题方法。再就是要坚持结果与过程相结合的原则。不既要有以项目课程完成质量优余劣,符合不符合设计,注重成果是必须的,还要有以项目完成经过中知识和技能掌握的程度,学习的积极性进行考试,结合理论实践完整这个过程。

四、结束语

项目驱动教学法打破了传统的“教师以讲课为主,学生以听课为主”的传统教学方试,再布置任务的实践过程中也发现了不少问题。例如教学过程中普遍存在重流程轻思维、重技术轻人文、重模仿轻创新的现象,产生了为教学而教学与实际需求不符合,他就形成了典型的我教你学的局面,很不利于调动大部分同学的积极性;学生虽能跟着“依葫芦画瓢”,以后出现了新问题他们自己就解决不了,项目规模与教学任务不适应;过于贪大求全等,严重降低了项目驱动实效。因此,在今后的教学实践中对于这种教学方法的应用还需要我们不断地加以探索和研究。

参考文献

[1]段成燕,刘喜平,王东胜,王金,岳彩霞.基于应用型本科人才培养模式下机械设计基础课程设计教学的探讨[J].价值工程,2010,(29).

机械设计课程设计总结篇(8)

关键词 :课外产品制作 课堂教学 机械设计能力

现阶段高职高专院校机电类毕业生主要就业于生产类企业,从事产品生产、研发、设计制造等工作。高职院校以培养学生应用型人才为目标,以培养能力为重点,突出创新设计能力。如何提高职业院校机械专业学生的机械设计及创新能力,以适应企业和国家现阶段发展的需求,是当前各职业院校关心且急需解决的重要课题。更为重要的是,总书记强调要在全社会大力弘扬创新精神、提高创新能力,为坚持走中国特色自主创新道路、建设创新型国家奠定坚实的群众基础。因此各职业院校加强对大中专学生的创新能力培养,总结探索新型教学方法促进学生动手和创新能力迫在眉睫。

为提高机械类专业学生动手创新能力,笔者所在学校在教学内容改革、教学方法及手段革新及实践教学等环节都进行了一些探索和改革,但是课堂教学与学生实践需求之间没有得到很好对接,学科之间没有深入交叉融合,教学成果难以让人满意。为此笔者结合自身教学实际进行了一些探索和改革,通过课堂教学后学生参与制作科技创新产品,实现课堂教学与实践相融合,具体内容包括教师研究制订一套合理的课堂教学计划与课后实践活动安排、引导和鼓励学生课余参与机械产品设计与加工制造,进而形成教师和学生之间“乐教好学”的良好学习氛围,不断提高学生机械加工能力的提高。

一、课外产品制作与课堂教学相结合的思路

当前各职业院校日常的专业课程通常由理论和实践两大块组成。两个体系间还没有紧密联系起来,因此理论教学和实践之间存在一定的脱节,学生所学的知识点难以融会贯通,取不到举一反三的作用。根据职业学院的实际情况,教师在理论或实践教学中可以某一创新产品的研究制造过程为主线,推动理论与实践课程各知识点的相互关联,让学生在产学研教学中融会贯通,从而提高学生机械设计能力。

通过教学中产学研相结合研究项目的开展,研究制订一套合理的教学实践计划,包括教学实践方法和教学实践计划,引导学生在课堂中或课余参与机械产品设计与加工制造及材料选择。同时,教师在指导学生机械设计中,自身的设计能力及专业知识也不断强化和巩固,不断提高自身专业教学水平。

二、课外产品制作与课堂教学相结合的具体过程

首先要了解职业教育创新意识对高技能应用型人才在素质、知识、技能等方面的需求,借鉴兄弟院校的成功经验,为教学实施提供理论依据。接着将研究内容应用于教学实践中,教师教授各软件知识,学生参与具体机械产品的设计,具体过程如下。

第一,根据教学计划,对学生具有针对性地传授相关的机械基础知识,如机械制图、机械设计基础、互换性与技术测量、机械制造基础等。

第二,根据机械设计要求,帮助学生熟练掌握Inventor、AutoCAD 、Pro/e、3DS MAX、Word等产品设计软件。

第三,教师带领学生用头脑风暴法反复进行讨论,训练学生的发散思维,让学生通过思考,自己能设计出切实可行的机械产品图像模型。

第四,在教师指导下,让学生依据设计出来的产品图像模型,使用机械设备,自己动手制作出机械产品实物,并达到产品设计的目的。

教师在教学过程中及时对学生学习能力进行跟踪对比试验,评价学生的机械设计能力,使人才培养方案进一步得到完善,最后形成一整套的教学培训改革方案和科学的教学评价体系。

各职业学院师生可以紧密与附近企业合作,不断深入企业进行共同技术攻关;师生还可以产品设计科研项目申报或参加全国大学生产品创新设计大赛或省内产品创新设计为契机,不断探索研究。总的来讲,教师应以提高学生机械设计能力为主题,改变传统的教学观念,在教学中实现产学研相结合。

应用这种教学模式创新之处有二:一是将产、研与学有机结合,引导学生亲身参与到机械设计中去,引导学生由被动学习向主动学习转变;二是通过学生动手参与科技产品制作,学生能将理论知识与实践知识融会贯通。

机械设计课程设计总结篇(9)

为了培养21世纪的科技人才,机械原理课程作为机械类专业的一门主干技术基础课,在培养学生综合设计能力的全局中,承担着培养学生机械系统方案创新设计能力的重要任务。作为重点讲授的主要内容有:机构的组成和结构;机械中常用的齿轮机构、连杆机构、凸轮机构和间隙运动机构等四大机构的应用、分类及设计;机械传动系统的方案设计。其次是机械的平衡、机械的运转及其速度和机械的效率。而对于机构的运动分析、力分析等部分,根据实际情况作为一般的简介内容处理,学生可以在机械原理课程设计过程中自学或进一步学习掌握。

二、教学方法和手段的不断探索与完善

在课程教学的过程中,注重素质教育,将传授知识、培养能力与创新意识融为一体,近几年我们主要探索和采用了如下的教学方法和手段。

1.组织学生深入工厂进行典型实际机器运动简图的测绘与分析由于依托东风悦达起亚汽车公司得天独厚的工程大背景,我院数控系等专业的学生从新生入校参观汽车总装厂到去一些零部件生产专业厂认识实习及最后去有关专业厂进行生产或专业实习,为我们机械原理课程的教学提供了良好的条件。因此,我们除了注重利用现有的实验设备和实验条件外,还充分利用东风悦达起亚汽车公司工程大背景的优势和条件,积极开设现场教学基地并组织现场教学。

2.安排学生完成一定量的程序设计专业由于计算机的普及,学生的计算机操作能力有所提高,但他们的程序设计和应用能力仍较差。我们结合课程教学内容与进度,采用大作业的形式,将有关的解析法分段编程上机计算,再利用课程设计进行系统程序设计

3.对机械原理课程设计的主要内容进行了改革将课程设计的主要内容由过去对一种具体给定的机器或结构进行分析与综合,改为现在主要以进行机械系统总体运动方案的设计为主。

4.开展了机械系统创意组合模型的搭接实验学生在课余时间通过机构搭接实验台创意组合模型的搭接实验,激发了学习兴趣,提高了动手能力。

三、考核方式和方法的改革

考核是教学工作的重要组成部分和保证教学质量的有力手段,目的是促进学生的学习和对知识的掌握及综合应用。但单纯的笔试只能检验学生对书本上某些知识点的掌握情况,很难全面综合地反映学生对知识的应用能力,而且课程不及格率较高。为此,近几年我们加强了平时考核,采取书面笔试考核为主,实际的能力考核成绩中占总成绩的60%左右,而平时作业、实验及课程大作业成绩等占总成绩40%左右,充分加强了平时的考核,调动和促进了学生学习的主动性。

四、不断改进,逐步提高教学质量

1.在教学学时不断减少的情况下,对课程教学内容如何解决好“少而精与博而通”“、先进性和传统内容”“、系统性与趣味性”的关系

机械设计课程设计总结篇(10)

1引言

物流机械设备是物流技术的强有力支撑,先进的物流技术应用需要依靠物流机械设备才能够实现[1]。因此,对于物流工程专业的学生来说,通过学习《物流机械设计基础》这门课程,了解常用机械组成的基本知识、原理、特点、结构和应用,熟悉一般的选用和设计计算方法,具有运用标准和手册等技术资料初步分析和设计简单机械传动装置的能力;并在此基础上全面了解物流机械及其发展趋势,对正确、合理地配置和运用物流机械设备具有十分重要的意义,是十分必要的。而《物流机械课程设计》作为《物流机械设计基础》这门课程的一个重要环节,起到了从理论过渡到实际、从基础过渡到专业的桥梁作用,对培养学生的综合设计能力起着非常重要的作用。但是,物流工程属于非机械类专业,学生的机械设计能力相对较弱,如果按照机械类专业的常规设计题目——减速箱来进行设计的话,本专业的特色体现较少,很难引起学生的兴趣,同时难度相对也较大。因此,如何针对学生及课程的特点设计教学内容,从而真正提高学生的动手能力和实践能力,同时能较好的体现本专业特色,是《物流机械课程设计》这门课程教学改革所真正需要重视的。

2《物流机械课程设计》的课程特点与存在的问题

2.1选题问题

目前,多数高校的机械设计课程设计均采用具有一般用途的机械传动装置为设计对象[2],以上海海洋大学为例,物流机械课程设计仍然延续机械设计课程设计的内容——设计专用传动装置中的减速器,设计内容为展开式二级圆柱齿轮减速器,包括电动机选型、减速器设计(包括齿轮设计、轴设计)、轴承、联轴器选型设计等,工作量包括装配图、齿轮、轴类零件工作图、设计计算说明书等,时间为两周,一般安排在学期末。虽然减速器是一种通用的机械传动装置,在很多机械上均有应用,但其与物流机械结合不够紧密,不能与前期课程充分呼应;且对于非机类专业学生来说,整个设计周期较短,而难度相对较大,很难引起学生的共鸣,兴趣和积极性也就很难调动。

2.2学生本身存在的问题

针对授课过程中学生出现的问题,总结起来,主要有以下几点:

2.2.1对先修课程熟练运用的能力不够

物流机械课程设计作为《物流机械设计基础》课程的一个重要环节,是在修习了机械设计的理论知识后开设的,紧跟在理论学习之后。按理来说,学生已经学过了理论知识,随即进行实践性的课程设计来巩固所学知识,将能够帮助学生加深对理论知识的理解,直观的了解机械设计的方法、步骤等,增强学生理论联系实际的能力。但从实际课堂效果来说,很多学生对先修课程的理解和熟练运用程度并没有达到课程设计的要求,这也导致了课程设计过程中很多同学不知道应该如何选用和设计计算方法,如何合理运用标准和手册,对标准件和常用件如何选型和计算等,主要表现在不能运用材料力学知识对材料进行选型,不能结合材料力学和理论力学知识对复合载荷的轴强度进行校核等。还有一个比较普遍的问题是,在完成初步设计计算后进行绘图的过程中,很多同学对先修的制图课程的知识已经遗忘了,以至于在机件常用表达方法,齿轮画法等方面很容易出错,突出表现在对结合工程实际应用的公差标注掌握的比较差,尤其是齿轮工作图中的各项齿轮公差标注十分欠缺,不能很好的将制图课程与设计课程联系起来。

2.2.2团队协作能力、创新不够

在课程设计过程中,为了培养学生的团队协作能力,一般上会分2~3人一个小组,不同小组的题目相似,仅参数不同,目的是为了增强学生在设计过程的交流和沟通,提高学生的团队协作能力,提高他们的团队意识。但实际教学过程却发现,不同组之间并没有按照教学设计的预期进行沟通交流,而同组里往往是一个同学设计,其它同学照搬照抄,并没有起到集思广益,提高创新能力的效果。

2.2.3对课程设计的重视度不够

无论是机制专业的机械设计课程设计还是物流机械课程设计,其实质都是为学生提供一个理论联系实际的平台,为了提高学生的动手能力,直观加强学生对工程实际应用的理解,为后续课程的学习和将来从事工程实际工作打下坚实基础。这是许多学生在工作之后才能深刻体会到的。但在实际教学过程中,总有一些学生不能充分意识到这个环节的重要性,不能以负责的态度对待课程设计,设计过程出现问题也不能认真思考,积极查找资料妥善解决,而是以应付的态度走走过场。这部分同学即使通过了课程设计,也收效甚微,不能达到提高动手能力,增强工程实际应用能力的目的。

2.2.4照搬照抄现象严重

因为课程设计的内容多为设计专用传动装置中的减速器,如展开式二级圆柱齿轮减速器等,而这类设计内容因为多年来在各高校广泛应用的缘故,有现成的课程设计教科书和现成的设计图册。这些本来是为了方便设计过程查阅资料和参考的,但在教学过程却发现,对于不少学生来说,课程设计的计算部分就是照搬教科书的设计实例,如果设计要求与教科书里的实例稍有出入的话就不知道如何下手;而图纸绘制过程更是照抄设计图册,不求甚解,甚至会出现与计算部分的内容相悖的情况。更不用谈创新了。

2.2.5严重缺乏工程实际知识

学生普遍缺乏工程实际知识。主要体现在以下几个方面[3]:①对设计内容的结构和装配工艺认识不足,导致设计过程中比照书本与资料进行模仿设计,几乎不能结合工程实际来进行设计,最终经常会出现零件相互干涉、无法装配、设备不够紧凑等问题。②对设备的加工设备、手段、工艺及能力等缺乏必要的常识,因此在设计过程中对零件的加工精度、装配精度、技术条件等提出不合理要求③选型误区:不少同学为了保证校核一步通过,盲目提高材料及加工工艺等级,造成材料性能浪费,提高生产成本而不自知。

2.3现有考评体系存在的问题

目前课程设计的考评是按照图纸(50%)+平常成绩(10%)+说明书(20%)+答辩(20%)四部分来综合评定的,兼顾了课程设计的各个环节。但也存在着一些问题:图纸成绩占总成绩的比例较高(50%),而答辩成绩占总成绩的比例则较低(20%)。图纸是整个课程设计中的重要一环,其设计和绘制过程可以综合体现设计质量、学生的制图能力等多项内容,但部分学生在图纸绘制过程中不求甚解,出现仿图、图纸与设计计算内容不符等问题。

2.4现有设计过程存在的问题

目前在课程设计过程中,耗时最多的为设计计算部分和绘图部分。以轴系设计为例,在设计计算过程中,学生需要按照设计步骤和公式先进行选材,计算最小轴径,然后按照设计要求进行径向尺寸和轴向尺寸设计,设计完毕后进行强度校核,如果强度校核不符合要求,再回到第一步,重新进行选材、计算后再进行校核,直到校核合格为止,这个重复性计算的过程会耗费大量时间。绘图过程目前仍然多为手工绘图,优点是可以提高学生手工绘图的能力,增强学生对绘图的国家标准的理解和掌握,抄袭不便;缺点是与当下主流的计算机辅助设计类课程几乎没有关联,学生也很难通过三维造型等从自己的图纸上发现设计问题。

3改善教学效果的对策与措施

3.1从提高学生兴趣、突出专业特色、结合实际选题入手

从选题的角度来说,不必拘泥于一种思路,可以考虑从多方面来拓展选题内容,如选择与专业相关度较高的,如仓储物流的平面运输机传动装置设计,螺旋输送机传动装置设计等;选择新的设计题目,如机械式无极变速器等;选题与毕业设计挂钩,与教师的科研题目相结合,与机械创新大赛相结合等等。这些将提高学生的兴趣和重视程度,同时确保题目与实际结合紧密,从而使课程设计不再无趣,提高课程设计的质量。

3.2从减轻重复性工作量入手

在设计计算过程中,重复性工作量较大,如轴的设计计算过程:如果强度校核不合格,通常的做法是先增加最小轴径,再重复计算轴的径向尺寸和轴向尺寸,再次进行强度校核,如果强度校核还是不通过,则需要重新选材,重新设计尺寸,再进行强度校核,直至校核通过,这个过程重复性工作量很大,对提高学生的设计能力并没有很大的帮助,因此,可以考虑与计算机辅助设计相结合来简化这个过程。

3.3从增加设计过程直观性与改革成绩评价体系入手(计算机辅助设计与改革成绩评价体系相结合)

目前,计算机三维造型十分普遍,而通过三维造型可以直观的了解自己的设计是否合理,因此,通过减轻重复性工作量来减少计算过程工作量,然后增加三维造型模块来帮助学生更加直观的发现设计过程中存在的不合理部分,将更加有效的提高设计质量。答辩过程是教师检查设计质量高低的有效手段,可以督促学生及时总结和复习,搞懂设计中的各个细节问题,有效防止抄袭。因此,通过计算机辅助设计(三维造型)来增加设计过程直观性,通过适当的降低说明书编写在总成绩的比例,提高答辩在总成绩中的比例来改革成绩评价体系,将三维造型和答辩过程相结合,使学生通过图纸结合三维造型展示设计成果,教师再针对展示进行提问的模式组织答辩,将更加有效的提高学生课程设计的积极性和主动性,从而提高课程设计的质量。

3.4增加样机制作过程

课程设计的质量难以提高的一个很重要的问题是学生普遍缺乏工程实际知识,这个问题,通过三维造型可以弥补一部分,但不能从根本上提高学生的工程实际能力,完成从理论到实践的真正转变。因此,可以考虑增加样机制作过程[4],帮助学生将自己的理论设计转化为实物。学生可以通过三维造型来及早发现设计过程中存在的问题及时加以改正,然后通过制作样机过程来了解零件的购买、加工再到装配的整个过程,增加工程实际知识,从而真正体验从无到有,从设计到样品的过程,从而真正的了解机械设计的魅力所在,从学习中体会到创造的乐趣。

4结论

物流机械课程设计是物流工程培养计划中的一个重要环节,起到了从理论过渡到实际、从基础过渡到专业的桥梁作用,对培养学生的综合设计能力起着非常重要的作用。通过改变以往单一的选题、减轻重复性工作量、增加设计过程直观性与改革成绩评价体系以及增加样机制作过程等多种手段来从根本上提高学生的学习兴趣和学习积极性,实现从理论到实践的有效结合,提高学生的设计能力和创新性思维,将有助于提高课程设计的教学质量,提高学生的综合素质和社会竞争力。

[参考文献]

[1]牟峰,黎青松,罗建.关于物流机械与设备课程教学方法的认识与思考[J].物流工程与管理,2012,(2):125-126.

[2]吕宝占.应用型本科“机械设计”课程设计的改革与实践[J].中国电力教育,2009,(141):148-150.

机械设计课程设计总结篇(11)

1.机械电子工程办学模式及特点

国外的高等工科教育,十分重视微电子技术与机械工程的结合,在高等院校中正式建立机械电子专业的大致有两种类型,一种以机械制造过程机电一体化为方向,如日本的丰桥技术科技入学生产系统工程系和英国勃莱德福的制造系统工程系;另一种以产品机电一体化为方向,如日本的静岗大学光电机械学科。日本名古屋大学电子机械工程系的学者认为:过去是机械工程和电子工程分别作为两个独立的领域,今后,社会和发展形势迫切需要能够掌握机械工程和电子工程两个领域的人才。这个系设有电子机械基础理论、电子机械应用设计、超精密加工、电子机械测量、集成机械工程等5个教研室。日本东京大学机械工程系设计与制造系统专业(相当于我们现在的机械设计与制造专业)的课程设计考虑了培养机电一体化人才的需要。他们认为在机电一体化产品中有关传感技术,数据转换、传递与处理技术,接口技术和计算机的操作与控制技术,以及应用软件等知识,已成为现代机械工程师必须具备的基本知识。因此他们在专业教学中增设了以下一些课程:机械工程学、机构与信息、信息化生产系统、CAD/CAM、自动化、先进制造技术、信号与图象处理、系统管理、机电一体化、系统动力学、机械动力学、工业综述、工业系统以及应用软件技术等。

我国高校机械电子工程专业的设置始于20世纪80年代。最初机电工程专业是依据各校归口行业应急的需要,对原有相关专业进行调整而设置的,教学计划的制定明显带有“机靠电”或“电靠机”的倾向。而课程设置,尤其是体现机电一体化新技术的专业课程设置远跟不上技术发展的速度。尽管如此,由于微电子技术、计算机技术的率先渗透,这一时期系统性教育结合进修性教育培养出的机电一体化人才,在生产实践中,对改造企业的老产品、旧设备和生产线,提高自动化水平和经济效益起到了一定的推动作用。进入20世纪90年代以后,机电一体化人才的培养为了适应经济体制逐步转轨以及学科迅猛发展所带来的变化,许多高校对机械电子工程的专业结构、课程设置、教学内容均进行了大幅度的调整。

上海交通大学精密仪器专业立足于原有专业的改造,彻底更新原有的课程设置体系。该专业教改从优化专业课程设置入手,以“精密机械设计”“传感器”“微机及接口技术”等核心课程为结合点,链接反映学科新兴技术应用的相关课程。如在精密机械设计分支中,增设了“精密机械CAD、仪器CAD”等课程;在传感器分支中,增设了与提高产品质量休戚相关的“仪器可靠性设计”和为加强电路系统设计能力的“精密仪器电路”等课程。与此同时,考虑到近年来光机电一体化系统的研究已经步入产品化阶段,出于光、机、电、智能伺服系统综合设计能力培养的需要,又增设了“仪器光学基础”“自动控制系统”等课程。优化后的课程体系,总体分布趋于合理,较充分地体现了先进性、及时性、实用性的特点,形成了机、电、计算机技术“三足鼎立”之势。

哈尔滨工业大学机械电子工程专业的教学改革自始至终是与学校211工程发展规划以及教改立项研究结合在一起的。为了挖掘内部潜力、调动积极因素、发挥综合优势,哈工大将校内原“精密机械及仪器制造工程”专业、“机电控制及自动化”专业以及机器人研究所、现代生产技术中心合并,重新组合成立了机械电子工程专业。这种集科研、教学、工程实践于一体的教学体系,不仅在师资力量、教学设施上为专业教改奠定了基础,而且合一化机制自身所具有的自动反馈功能,更为及时调整教学环节、更新教学内容提供了保证。重新制定的教学计划中,专业课程的设置具有学时少、针对性强的特点,经适当搭配后,与统设专业基础课组织,不仅形成了“机电控制和自动化”、“机电一体化产品设计和制造”两个专业方向(这与当前机电工程专业机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化分别设置的发展新趋势相吻合),同时,突出了知识传授与工程实际需要的紧密结合。

综上所述,机械电子工程办学模式的共同特点是:

(1)基于机械电子学从理论到实践的不断延伸和扩展,基于机械电子工程综合性人才培养的需要,遵循“宽口径、广适应”的原则,专业方向以机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化两个大方向来划分。

(2)站在市场经济对专业知识结构的总体高度上来权衡课程设置、教学内容与教学时数,摒弃以往单纯强调课程自身完整性的作法。对专业基础课,要削枝强干、精心搭配;对专业课,要反应现代科技水平,突出新、简明、实用。

(3)加强实践性教学环节,探索适应经济新机制的管理方法。提倡三结合,gfl:理论与实践相结合,教学实践与生产实践相结合,实践环节要体现机与电的结合。

2.机械电子工程课程设置

借鉴国内外髙校设置机械电子工程取得的经验和成果,结合我院自身特点及地理优势,总结我院第一届机械电子工程办学经验,在“保证基础、突出主干、注重能力、增强适应性”培养原则的基础上,修改机械电子工程教学计划。建议课程设置如下:

(1)保留通识教育课程。

(2)修改学科基础课程设置。保留机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动,将互换性与技术测量、工程材料及成型技术与机械制造工程原理整合为一门课,压缩学时:加强电工与电子技术课程,具体将电子技术改为模拟电子技术和数字电子技术,并增加电工部分的电路分析;加强微机原理与接口技术课程,增设计算机辅助设计与制造课程。

(3)修改专业课程设置。保留控制工程基础、机电一体化系统设计;将数控技术与制造系统的计算机控制整合为一,改设为计算机控制技术并增加学时,增设数控机床与编程,增设机器人技术。

(4)合理设置选修课。对任选课可按照“宽而浅”的原则设置课程,组织教学内容,一般每门任选课以20~30学时为宜;对于跨专业的任选课可采用讲座方式,一般每门课程的讲座时间10〜15学时为宜,以拓宽知识面、增加信息量、扩大视野、促进能力与素质的培养提高为目的。

3.机械电子工程实践教学环节

为了在大学的有限时间内,有效地培养学生的综合能力和创新能力,提高学生的素质,除了课堂教学部分的课程设置、教学内容以及教学方法应围绕上述培养目标进行改革外,还应重视实验教学及工程实践教学在人才培养中的重要性。这是因为在实验教学及工程实践教学的过程中,学生将所学的知识用于解决工程实际问题,从而产生从感性认识到理性认识的6跃;通过实验及实践教学,学生提高了学习兴趣,贴近了工程实际,进一步明确了学习目的。尤为重要的是还为提高学生的综合能力和素质,培养学生的创新精神提供了一个合适的环境。基于上述原因,我们对机械电子工程实践教育体系的建设进行了探讨研究。

3.1 机械电子工程实践教学体系

以本科培养方案和教学大纲为依据、以评估要求为标准,建议我院机械电子工程实践分为3个阶段,贯穿于大学四年教学全过程,且每个阶段都有一定的目的与要求,各阶段的基本内容下:第一阶段为实践认知阶段,本阶段教学主要沿工程设计的实际过程展开,使学生通过参观、调研、资料查询检索、采购与经济核算、动手拆装、模型制作、计算机绘图大作业的实践,得到一个真实的较完整的工程经历,强化学生的工程意识,加深对机电结构的感性认知,并结合有关的机电工程导论课使学生对机械电子工程有一个比较全面的了解。

第二阶段是基础实践阶段,使学生通过金工实习、电工电子实习,机械原理与机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动、微机原理等课程的实验、课程设计和大作业等环节,了解制造与控制的基本工程知识与设计过程,训练学生逐步树立工程观念,提高解决工程实际问题的能力,培养学生的创新意识。

第三阶段是综合实践阶段,把工程设计与机电课程结合起来,进行机械设计与机电控制相结合的综合设计。在这一阶段学生结合专业方向课程的学习,首先通过机电系统综合实验的yii练,然后通过专业课程设计、生产实习、毕业设计,使学生综合解决工程实际问题的初步能力得到系统的培养与锻炼。

在实践时间安排上,除了在学期末安排一段集中时间实施外,基础实验采用单独设课的形式;专业综合实验采用比较灵活的方式,只给学生布置一定的实验任务与最终要求,而完成实验任务的过程则由学生自己确定;在实验进度安排上,只要求学生在规定的某…段时间内(如一个学期内)完成,实验室在规定的时间内对学生完全开放,学生完成实验有较大的灵活性,从而为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。

3.2 机械电子工程综合实验课程设置

针对机械电子工程的特点,建设机电系统综合性实验平台。设计符合新形势下的科学合理的实验教学体系方案,充分突出综合性实验的主体作用,提高共享性、开放程度和效率。

机电系统综合实验是机械电子工程的综合性实验课程,其主要目的是培养学生综合运用已学的力学、机械原理和机械设汁、控制工程、测试技术、微机原理、计算机控制技术等课程知识来提高解决实际工程问题的能力。该课程通过学生亲自、独立完成一系列较有针对性的小设计小制作,使学生在独立工作能力、实验实践以及专业技术知识与技能的综合应用等方面得到比较实在的锻炼和培养。具体题目是从教学、科研、生产实际课题中提炼而出,每种题目由一至两名教师负责辅导,各班学生分为4〜5种不同类型、不同内容的题目。如机械电子的具体综合实验题目可以设为:①单片机实验系统一应用硬件及软件的设计与研制;②爬楼轮椅的设计和实验模型的设计、制作;③单片机控制电梯教学模型;④带闭环控制功能的单相交流伺服电动机调速系统;⑤单相调速电动机控制的机械手;⑥单片机直流电动机控制系统。

在专业综合实验的内容和时间安排上,采用比较灵活的方式,只给学生布置一定的实验任务与最终要求,而完成实验任务与过程则由学生自己确定;在时间安排上,只要求学生在规定的某一段时间内(如一个学期内)完成,实验室在规定的时间内对学生完全开放,学生完成实验有较大的灵活性,为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。同时又可以较好地解决了实验室的设备在集中实验时不够用,空时又闲置着的矛盾,较好地发挥实验设备的效能。

3.3 机械电子工程毕业设计

进入21世纪后,我国社会主义现代化建设进入了更高层次、更快速度的发展时期,需要大量不仅有较深的专业知识,而且知识面更宽、素质全面的高等工程技术人才。机械电子工程要求学生具有较强的工程素质和工程技术综合应用能力,毕业后能胜任机械电子工程方面的设计、制造、研究开发、维护与使用、生产及经营管理等方面的工作。学生毕业后能否适应多项技术工作的需要,是否具有一定的开拓和创新能力,在很大程度上取决毕业设计的效果。为此,毕业设计要着眼于市场,选择科学研究与新产品开发相结合的“实战”题目,将新技术运用融入技能培养之中,同时让同学们接触市场经济知识,使他们在实战演练中不仅增长技术才干,而且感受到市场竞争的严峻。

建议从三年级下学期开始实行导师制,学生可以选择毕业设计的方向和指导教师,结合导师的科研项目,提前进入毕业设计,为保证毕业设计质量打下基础。坚持选择科研项目和有生产应用背景的题目,真题真做,使学生受到严格的工程实践和科研训练。已经签定就业协议的,毕业设计的题目可以征求用人单位的意见,将毕业设计题目与企业生产中的实际问题和教师科研成果联系起来。少数学生的毕业设计可以在用人单位做,由学校和企业的工程技术人员联合指导。学生不仅可以综合应用所学知识,而且可以亲生经历企业实际的工程训练过程,对现实社会有直接的了解,为今后上岗工作奠定基础。

总之,实践性教学体系的改革是专业总体改革的重要组成部分,始终遵循“来源于实际,还原于实际”的指导思想。

4.结语

机械电子工程培养的是复合型应用人才,是从事机电一体化产品设计、制造、运行、试验、开发研究的高级技术人才。要求他们既具有扎实的机械、电子、信息等方面的理论基础,又具有较强的动手能力、工程设计和综合调试能力,从而能综合运用系统理论、机械技术、电子和计算机技术及其现代技术,实现硬件技术和软件技术的巧妙结合,形成优化设计方案,研制出高功能、高质量、高可靠性、低成本的机电产品和系统。要实现上述培养目标,必须从各方面采取措施:

(1)课程设置做适当调整,学生在学习机械类知识的同时,必须加强电类知识、计算机应用和机电接口技术、自动化技术的学习。

(2)加强实践环节,建设机电系统综合实验平台。