高职“机械基础”课程设计创新教育的探索

田治国

（甘肃机电职业技术学院，甘肃 天水 741000）

“机械基础”课程设计是“机械基础”课程的后续教学项目。通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际项目的能力及设计机械零件、机械传动装置的能力。要求学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用。学生通过“机械基础”课程设计课程学习，可以将所学的“机械制图”“机械制造技术基础”“机械基础”“公差与配合”等几门课程的理论知识巩固、提高，培养学生的综合能力，为技术技能型人才培养打好基础。

1 课程设计中存在的问题

（1）设计题目单一，大都使用减速器作为设计项目。减速器工作过程、设计步骤差别不大，只是参数有差异。教师怠倦感增加，继而对教学失去创新意识。

（2）学生在设计过程中，机械地按照设计指导书的各个步骤代入数据，没有真正思考设计过程。使得学生思维方式固定。进而限制了学生的创新能力。由于设计题目的数量不多，多个学生一个项目数据，导致抄袭现象严重。长此以往，没有培养学生独立思考的能力，创新无从谈起。

（3）对于课程设计，大多数学生认为只是一门考查课，仅仅是对以前所学知识进行串联，应付了事，找各种各样的借口迟到或者旷课。

2 提高课程设计的教学效果的措施

为了提高课程设计教学效果，有必要在教学方面做出改革和创新。笔者根据自己在指导课程设计过程中发现的问题，积极思考探索新的教学方法，从以下几个方面对课程设计做一些教学改变，力求提高课程设计的教学效果。

2.1 教师应不断提高业务水平

（1）要求教师注意机电行业发展方向，及时学习专业最新动态，收集相关信息，以适应专业发展的需要。

（2）加强“机械基础”课程理论学习，不断更新和优化教师自身知识体系，不断提高自身的设计、创新能力。

2.2 提升设计和教学融合程度

以往理论课程讲授完之后进行课程设计，但是课程设计结束后就开始期末考试，部分学生把精力放在考试课程上，对设计投入精力和时间必然会减少。

第一周做设计计算，小部分学生就是应付了事，按照指导书照猫画虎地进行设计计算，肯定存在一些问题。部分学生发现了问题，但时间有限，就不修改参数，对付完事，致使第二周绘制的装配图效果较差，达不到课程设计的教学目标。

针对上述问题，可以要求设计穿插在理论教学中。每当讲授完一部分与课程设计内容有关的知识点后，教师可以要求学生进行相关设计计算，这样一来学生就有充足的时间考虑设计当中的问题，真正培养了学生设计能力。

教学方案可以这样安排。讲授结束带传动设计部分后就开始布置设计任务，首先给学生讲解设计题目，说明设计要求，教师讲解电动机的选择方法及传动装置参数的计算方法。学生利用课余时间完成电动机的选择和带轮的设计计算。在讲解结束齿轮传动课程内容后，要求学生延续前面的带传动设计内容进行齿轮的设计。讲解结束轴的设计内容后，学生就可着手轴的结构尺寸设计计算。

2.3 放大设计参数差别

以往的设计参数组别较多，可是数据差异不大，开始阶段学生对设计有兴趣，但当设计内容的逐渐增加后，一部分同学认为大家做的差别不大，按照设计指导书按部就班即可，逐渐就会失去兴趣，其他同学做完后直接抄写。对于上述问题，教师应该放大设计参数差异，每组的参数选择要求也应不同，就可以有效防止学生互相抄袭。如小带轮基准直径的选择，要求同组的同学选择不同的参数，带传动设计完成之后，要求该组同学互相比较，要求他们思索参数不同有什么影响，最后指引学生得到合理化参数。

设计重点在于过程，通过不同的参数对比，要求学生明白设计内容及步骤。设计计算过程不再是简单的抄写，进而有效提高学生发现疑难问题、分析和解决疑难问题的能力。提升了学生对设计的兴趣，达到了设计的目的。

2.4 合理安排小组人数，精心搭配小组成员

教师可以根据学生的能力、基础，爱好、性别等差别进行分组，将不同层次的学生优化组合，要求每个小组都有低、中、高3个层次的学生。组内学生可以互相探讨、互相查遗补漏。这样安排有效解决了生源复杂这一高职教育的热点问题，通过互助学习增强了学生的团队意识、互助意识，展现了教育的根本目标，促进了学生健康人格的发展。为学生就业后从事设计计算、生产操作、管理、维护维修工作培养了良好的个人素质，真正将专业教育与素质教育融合在一起[1]。

2.5 精心安排课程设计阶段

课程设计可以安排7个阶段：即减速器拆装、设计思路讲授、总体设计及计算、装配草图设计和工程图样绘制和说明书的编撰及答辩。

（1）“机械基础”课程设计初始阶段，教师带领学生拆装并讲解一级减速器，有利于学生直观学习减速器结构，当在教材中看到齿轮、轴、轴承等学科名词时，大脑中会呈现零件的实体及零件的连接形式，学生就不会感觉到抽象或者难以理解，这样教学有效提高学生学习效果。为后续课程设计做充足准备。

（2）教师应讲授设计思路及设计细节。首先讲授如何选择电动机，接下来考虑减速的问题，这时教师就可以讲授带传动、齿轮机构、轴、轴承等的设计计算过程。齿轮传动设计要着重讲解传动比的分配、计算及选用。齿轮通过键连接和轴传递运动和动力。

当零部件设计结束后，接下来是轴的设计，要求学生掌握轴的结构，教师通过讲解和改错典型轴结构图，要求学生掌握轴哪些细节是需要处理的。最后是选择轴承、计算轴承使用年限等环节。

在各个阶段开始时，教师应通过课件讲解本阶段要设计的内容及有关细节，要求学生掌握设计方法并独立完成绘图。这一课程设计环节有利于学生深入细致地掌握本门课程。

2.6 改革课程设计内容

（1）要求教师平时收集与机械有关的设计项目，例如修鞋机的改进设计、除草机的改进设计等。

（2）课程设计选题可以结合教师的科研项目，这类选题应侧重基础知识应用。设计的原理、结构等加以改变，教师提出设计方案后，要求学生自主独立设计完成，培养他们的创新能力。

（3）课程设计课题依据不同专业应该有所不同。机电一体化专业学生可以做工业机械手设计课题。风力发电工程技术专业学生可以做增速箱设计课题。

（4）由学院承做机电类相关工程，从设计到施工验收，完全由学院和相关教师及学生完成，这样做既有经济收益，还可以锻炼教师、培养学生，是一种良好的课程设计教学和培训模式。

2.7 培养学生计算机软件辅助绘图能力

课程设计要求学生手工绘制一张减速器装配图和两张重要零件图。由于部分尺寸在绘图过程中才可确定。反复修改数据和图纸过程中，基础差的学生不清楚应该修改哪个数据。如果机械地参照设计指导书绘图，就会导致设计的尺寸和图纸中的尺寸不符合，细节错误很多。绘制减速器装配图时，如果使用CAD软件进行边设计，边绘图，边修改过程，不仅节省时间而且锻炼了学生的CAD绘图能力。同时还可确保是学生自己独立设计的尺寸，和说明书中数据也吻合，达到课程设计要求的学习效果。

可以要求部分具备三维实体绘图能力的同学使用学过的三维绘图软件绘制零件图，再进行装配。在二维和三维之间转化，学生从中发现问题，并及时修改。

2.8 重视课程设计答辩环节

答辩是检查学生掌握知识的情况和设计成果的重要途径，是评定学生设计成绩的一个重要依据。设计结束时，通过答辩引导学生对设计项目通盘考虑，并及时发现和解决问题，有效提高了学生综合分析问题的能力。

尽管设计题目是提前布置，学生选择的参数也不同，但是学生绘制的图纸和编写的说明书不能反映学生的真实学习效果。通过答辩可以考查学生的设计能力。考查学生是否独立完成课程设计计算及绘图过程。比如，在设计带传动时，少数学生机械地选择带轮直径，没有对整个系统全盘考虑，会出现小带轮轮毂尺寸最大半径大于电动机中心高这样的数据错误现象，如果学生没有及时修改带轮直径数据，继续按这样的参数进行后面的设计，就会导致后续很多数据都不合理。通过答辩可以检查出上述类似错误，并引导他们去解决问题。

2.9 课程设计成绩评定改革

在最终评定学生课程设计成绩时，为了有效评定学生学习效果，我们可以细化出以下几个评定项目：学习态度、实践能力、工作量、设计质量、创新能力、答辩。每一项都相应制定了具体要求及评价分数或等级。最后还有教师评语。教师可以参考使用评定表（见表1）进行评定。

3 结语

在“机械基础”课程设计改革前，课程重点不明确，学习的内容相互孤立，联系较少，学生对本课程的学习任务不清楚，学生被动地做课程设计。这样做课程设计的结果就是学生学习积极性一般，设计过程学习气氛沉闷，学习效果差。

要培养学生解决问题的能力，教师在设计过程应起到作用。教师应强化“机械基础”理论课程和“机械基础”课程设计的联系，要对课程设计题目进行改变，对课程设计各个阶段教学内容进行细化并且合理安排课程设计各阶段时间，着力培养学生使用计算机辅助软件绘图能力，细化课程设计成绩评定方法，重视答辩，提高了学生对“机械基础”课程设计的学习兴趣，提升了学生动手和动脑能力。通过以上几个方面的教学改革，可以有效解决课程设计中长期存在的一些典型问题。

在“机械基础”课程设计改革后，由于课程设计中各个教学环节联系紧密，课程设计目标明确，教师引导并鼓励学生思考问题，解决问题，学生设计起来有方向、有条理，得到良好的学习效果。

表1 “机械基础”课程设计成绩评定表