程師培養(yǎng)計(jì)劃的_機(jī)械設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)改革

1、107課程教材改革總第272期DOI編碼：10.3969j.issn.10070079.2013.13.054一、針對(duì)“卓越工程師計(jì)劃”提出人才培養(yǎng)的方向卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃（以下簡(jiǎn)稱卓越計(jì)劃）是為貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（20102020年）》而組織實(shí)施的一個(gè)重大高等教育項(xiàng)目計(jì)劃。卓越計(jì)劃更加突出了大學(xué)為社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的職能，對(duì)于全方位推動(dòng)高等教育改革，以及更加合理地優(yōu)化高校大學(xué)生的培養(yǎng)結(jié)構(gòu)及人才培養(yǎng)質(zhì)量，具有

2、十分重要的引導(dǎo)作用。因此高等院校在人才培養(yǎng)上注重基礎(chǔ)理論的同時(shí)更要加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、表述和解決工程問(wèn)題能力，向培養(yǎng)出具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力、組織協(xié)調(diào)能力的高級(jí)專業(yè)人才的方向發(fā)展。[1]在中國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，機(jī)械類卓越工程師的培養(yǎng)無(wú)疑可為這一轉(zhuǎn)型提供人才基礎(chǔ)及人才隊(duì)伍保障，工科院校創(chuàng)建以培養(yǎng)機(jī)械類卓越工程師為導(dǎo)向的教育模式，更加強(qiáng)化了學(xué)生的服務(wù)企業(yè)的工程意識(shí)及工程素質(zhì)。高等院校作為工程教

3、育的高地，大力發(fā)展教學(xué)模式和方法改革是創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)、主動(dòng)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展的根本需求。在本科階段的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，課程設(shè)計(jì)作為課堂教學(xué)內(nèi)容的拓展應(yīng)用，最能體現(xiàn)出學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，也是“卓越計(jì)劃”中培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)素質(zhì)的重要一環(huán)。二、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問(wèn)題“機(jī)械設(shè)計(jì)”這門課程對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)機(jī)械技術(shù)和機(jī)械類專業(yè)課程起著承上啟下的重要作用，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)用性，課程知識(shí)繁雜，理論抽象復(fù)雜。傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往是言者諄諄、

4、聽(tīng)者藐藐，即便經(jīng)過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，所培養(yǎng)的學(xué)生也只能是工程師的“毛坯”，而非掌握最新工程知識(shí)技術(shù)、勇于創(chuàng)新、適應(yīng)現(xiàn)代工程環(huán)境的卓越工程師。因此，實(shí)行機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)改革和探索是推動(dòng)卓越計(jì)劃實(shí)施的有力驅(qū)動(dòng)。機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程有兩個(gè)極其重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，一個(gè)是理論教學(xué)，另一個(gè)就是課程設(shè)計(jì)。在經(jīng)過(guò)理論教學(xué)后所進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)極其重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，既有很強(qiáng)的理論性，又有較強(qiáng)的實(shí)踐性。[2]對(duì)于沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、

5、前期力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的學(xué)生來(lái)說(shuō)，極易感覺(jué)學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥乏味且不易理解，學(xué)習(xí)理論課之后再更行課程設(shè)計(jì)往往效果不佳。目前大部分工科院校對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的選題通常是進(jìn)行各類減速器的設(shè)計(jì)。如何完成課程設(shè)計(jì)的全部訓(xùn)練目標(biāo)，使學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)到的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，已經(jīng)成為創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要解決的首要問(wèn)題。總的來(lái)看，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在如下幾個(gè)問(wèn)題。1.設(shè)計(jì)題目單一，缺少對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性、綜合能力的培養(yǎng)選題通常是進(jìn)行各類減速器

6、的設(shè)計(jì)。一方面有的學(xué)生書(shū)中課后習(xí)題可以完成得非常正確，但遇到課程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題或者略為接近工程一點(diǎn)的問(wèn)題就束手無(wú)策；另一方面從學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程及結(jié)果來(lái)看，有的學(xué)生直接從網(wǎng)上下載減速器的圖紙，或者經(jīng)過(guò)幾屆學(xué)生的設(shè)計(jì)，低年級(jí)的學(xué)生也可以從高年級(jí)的同學(xué)獲得設(shè)計(jì)圖紙，因此設(shè)計(jì)方案與結(jié)果雷同度高，學(xué)生基本設(shè)計(jì)能力無(wú)法得到提高，很難培養(yǎng)出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淘O(shè)計(jì)態(tài)度。[3]2.課程設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐脫離嚴(yán)重由于高等教育的普及，各高校都在教學(xué)師資、教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施等方面投入

7、大量的人力物力，課堂教學(xué)是教育最直接的體現(xiàn)，各高校在理論教學(xué)方面都盡力做到配置合理，但學(xué)生的課外教學(xué)活動(dòng)卻難以保證。課程設(shè)計(jì)作為實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)必需環(huán)節(jié)，多數(shù)院校均以減速器為設(shè)計(jì)實(shí)例，但由于缺乏直觀、典型和系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用案例剖析和拓展，很多學(xué)生對(duì)減速器整體結(jié)構(gòu)和各零部件的功用及特點(diǎn)了解不足，設(shè)計(jì)流于形式，且設(shè)計(jì)過(guò)程監(jiān)管不足，設(shè)計(jì)質(zhì)量難以保證。學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)理論課過(guò)程中，沒(méi)有接觸到工程實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于工程設(shè)計(jì)原理只能從習(xí)題中去體會(huì)，出

8、現(xiàn)學(xué)了就忘的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)間隔時(shí)間長(zhǎng)，前后知識(shí)孤立，致使在課程設(shè)計(jì)中沒(méi)有總體框架的認(rèn)識(shí)，無(wú)法活學(xué)活用進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。由于應(yīng)用場(chǎng)合和知識(shí)聯(lián)系不緊密，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)基于卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)改革吳雪峰薛銅龍摘要：“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。結(jié)合“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的基本要求，針對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提出了課程設(shè)計(jì)改革的思路，確立了以培養(yǎng)工程師為目標(biāo)的課程設(shè)計(jì)改革思想，對(duì)于提升學(xué)生的工程實(shí)

9、踐認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力有一定的意義。關(guān)鍵詞：卓越工程師；機(jī)械設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)改革作者簡(jiǎn)介：吳雪峰（1980），男，吉林省吉林市人，河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，講師；薛銅龍（1965），男，河南焦作人，河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，副教授。（河南焦作454000）基金項(xiàng)目：本文系河南省教育教改項(xiàng)目“卓越計(jì)劃培養(yǎng)模式下機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的改革”（項(xiàng)目編號(hào)：2012SJGLX127）的研究成果。中圖分類號(hào)：G642.0

10、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10070079（2013）130107021082013年第13期中感到規(guī)律很難掌握，無(wú)法想象完整的情景，無(wú)法準(zhǔn)確地弄清過(guò)程，造成了理論與實(shí)踐的明顯脫節(jié)。3.缺少對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)合作能力等方面的培養(yǎng)在課程設(shè)計(jì)期間，學(xué)生的主要任務(wù)是進(jìn)行各類零件的計(jì)算校核，以及繪制減速器的裝配圖及零件圖。雖然有時(shí)幾個(gè)學(xué)生做一個(gè)題目，但通常是一個(gè)學(xué)生要進(jìn)行整個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)計(jì)算，工作量大，無(wú)法體現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)合作能力。在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)

11、計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)教師布置任務(wù)后，學(xué)生按照統(tǒng)一模式悶頭做，進(jìn)行齒輪、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，箱體的計(jì)算，最后提交設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。這種模式不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題，更不利于鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析能力，與卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)相悖。三、機(jī)械設(shè)計(jì)課程課程設(shè)計(jì)改革措施“卓越計(jì)劃”以提升高等學(xué)校學(xué)科研究水平、提高科技創(chuàng)新能力和培養(yǎng)應(yīng)用型人才為重點(diǎn)，努力打造一支適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)用性工程技術(shù)人才。針對(duì)目前機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)

12、題，按照“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)，提出以下幾點(diǎn)改革措施。1.改革選題課程設(shè)計(jì)體現(xiàn)以人為本、以學(xué)生為主的理念，改革原來(lái)由指導(dǎo)教師統(tǒng)一布置設(shè)計(jì)課題的做法。在確定設(shè)計(jì)課題時(shí)，教師僅講明教學(xué)基本要求，而由學(xué)生個(gè)人或組成小組結(jié)合學(xué)習(xí)生活中所遇到的問(wèn)題，或是從工程實(shí)際中廣泛搜集合適的課題，自主擬定設(shè)計(jì)課題，指導(dǎo)教師僅在課題的可行性方面予以把關(guān)。比如選擇外墻清潔車、自動(dòng)壓面機(jī)等題目，不僅擴(kuò)大了題目的數(shù)量和類型，如表1，而且學(xué)生覺(jué)得既有趣又不陌生，從而提

13、高學(xué)習(xí)的興趣，也給學(xué)生以充分的想象和發(fā)揮的空間，使他們學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、積極創(chuàng)新。表1機(jī)械綜合課程設(shè)計(jì)題目編號(hào)設(shè)計(jì)題目1電動(dòng)磨刀機(jī)2自動(dòng)拖把清洗機(jī)3多功能手杖4人工甩干機(jī)5自動(dòng)制釘機(jī)6一次性手套加工機(jī)7面點(diǎn)切片機(jī)8一次性塑料杯加工機(jī)9剝豆機(jī)10自動(dòng)打印機(jī)2.開(kāi)發(fā)綜合課程設(shè)計(jì)將企業(yè)工程師進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)展及規(guī)劃的方法適當(dāng)引入到課程設(shè)計(jì)，將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)其特點(diǎn)形成幾個(gè)項(xiàng)目模塊，例如：總體方案設(shè)計(jì)模塊、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊、運(yùn)動(dòng)分析與仿真模塊等，每個(gè)

14、項(xiàng)目模塊除涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容之外，還涉及到了學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的機(jī)械原理的部分教學(xué)內(nèi)容。雖然學(xué)生的設(shè)計(jì)工作量有所增加，但通過(guò)將前期學(xué)生進(jìn)行的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)聯(lián)系起來(lái)，可實(shí)現(xiàn)有效的銜接，而對(duì)于不同模塊的任務(wù)分配也加強(qiáng)了學(xué)生的合作能力。通過(guò)開(kāi)發(fā)出綜合機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)兩門課程的設(shè)計(jì)題目，不僅使學(xué)生扎實(shí)掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論，而且使學(xué)生體會(huì)到機(jī)械類基礎(chǔ)課程內(nèi)容的整體性。3.引入計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，作為減

15、速器這樣的題目通常是要求學(xué)生完成減速器裝配圖以及零件圖的繪制。并不是按照生成三維結(jié)構(gòu)模型再進(jìn)行圖紙繪制的順序來(lái)完成設(shè)計(jì)工作，這與企業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)過(guò)程并不一致。為了培養(yǎng)學(xué)生初步具有一定的工程素養(yǎng)及認(rèn)識(shí)，可安排學(xué)生先做模型再出圖紙。由于學(xué)生在大一學(xué)習(xí)機(jī)械制圖時(shí)已經(jīng)接觸到三維繪制軟件，這種設(shè)計(jì)模式也鞏固和加強(qiáng)了學(xué)生的繪圖能力，充分發(fā)揮出學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使課程設(shè)計(jì)真正成為培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要環(huán)節(jié)。4.課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)活動(dòng)聯(lián)系理論教師

16、命題是目前課程設(shè)計(jì)采用的方式，而題目經(jīng)常是虛擬，學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)很難體會(huì)到參與工程項(xiàng)目的感覺(jué)。[4]例如在布置減速器設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，可以將課堂設(shè)置在學(xué)校的工程訓(xùn)練中心或?qū)嶒?yàn)室，采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方法，通過(guò)讓學(xué)生親自動(dòng)手裝拆不同形式的減速器箱體實(shí)物，直觀地觀察減速器箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到事半功倍的作用。為了提高學(xué)生的設(shè)計(jì)積極性，還可以將實(shí)踐環(huán)節(jié)中生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)知實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)連接起來(lái)，在各類實(shí)習(xí)當(dāng)中，學(xué)生主要以參觀為主，在實(shí)習(xí)結(jié)束后提

17、交實(shí)習(xí)報(bào)告便完成了實(shí)習(xí)過(guò)程。如果能夠邀請(qǐng)企業(yè)的工程技術(shù)人員引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題或者根據(jù)實(shí)習(xí)中的典型機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，一方面使學(xué)生接觸到工程實(shí)物，實(shí)時(shí)實(shí)地學(xué)習(xí)，另一方面工程師的參與使學(xué)生與最新設(shè)計(jì)理念接軌，并且能夠明確結(jié)構(gòu)分析與運(yùn)動(dòng)分析的重要性。四、結(jié)語(yǔ)本文對(duì)目前機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出切實(shí)可行的改進(jìn)措施，通過(guò)引入項(xiàng)目模塊設(shè)計(jì)過(guò)程、更新設(shè)計(jì)題目、改變繪圖過(guò)程、將實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)相聯(lián)系等一些列改革方案，增強(qiáng)了課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐性

18、和實(shí)用性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力、分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，為學(xué)生今后的實(shí)習(xí)與工作奠定良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：[1]中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見(jiàn)(教高[2011]1號(hào))[EBOL].:www.moe.publicfilesbusinesshtmlfilesmoes3860201102115066.html.[2]任濟(jì)生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大