机械设计课程设计基于创新能力培养的教学改革

刘月英　王南　张海霞

【摘 要】机械设计课程设计是培养机械类专业学生实践创新能力的一个重要环节。本文对目前机械设计课程设计中所存在的问题进行了分析，从课堂教学方式、考核方式、实践环节等方面入手，提出了以学生创新能力为导向的教学改革，以提高机械设计课程设计的教学质量和加强学生创新能力的培养。

【关键词】课程设计;创新能力;教学改革

機械设计是机械工程专业本科生的主干课程之一，本课程对学生的综合能力要求较高，需要学生在课程中综合应用机械制图、材料力学、机械原理等前期课程的知识，并要求学生运用所学的知识去分析和解决实际工程问题的能力。基于这样一种情况，目前的机械设计课程设计已经不能满足时代的要求，必须对机械设计课程设计进行改革。

一、机械设计课程设计现状分析

（一）传统的机械设计课程设计题目太单一和简单，模式化问题严重

目前我校机械设计课程设计都是采用齿轮减速器装置作为课程设计内容，但是多年来减速器一直作为传统的设计内容，存在内容陈旧、思路单一并且网上现成资料过多等诸多问题。在课程设计内容中包含了机械设计课程的绝大部分的知识内容，对提高学生综合应用知识解决问题的能力打下了基础，但也暴露出不少的问题。

（二）抄袭现象

以我校为例，虽然可以根据学生的学号选择不同的设计参数，但是减速器总体的结构是相同的，在学生中抄袭现象还是比较普遍的，甚至有学生直接照搬网上现成的资料，几乎很少有学生会去思考适合自己参数的结构、装配、密封等问题。

（三）方式陈旧

我校的课程设计工作量为手工绘制减速器装配图一张、零件图两张和一份设计报告。虽然通过此过程可以提高作图能力，但是目前虚拟仿真技术已经非常成熟，包括CAD软件以及动力学、力学分析软件已经普遍被应用在机械设计等领域，而仅有一小部分学生会去主动学习虚拟仿真技术。这种状况已经不适应现代机械设计发展的需求，学生的竞争力也会下降。

二、教学改革内容

（一）建立基于实际工程项目的衍生设计题库

以往的课程设计内容虽然包含了机械设计课程的绝大部分内容，但是题目老旧，缺少内容的创新，学生的积极性不高。并且学生对自己完成的方案是否可实现也缺少途径去验证。因此，引入基于实际工程项目或者大学生创新比赛相关的题目可以有效地扩大课程设计的题目范围，挖掘学生的创新潜力。同时这对授课教师也提出了更高的要求，即不能拘泥于课本授课，教师在备课时，可以对以往的科研项目进行归纳总结，结合工程实际整理出适合作为课程设计的题目，也可以鼓励学生结合“挑战杯”等比赛自主选择课题。教师则需对自主选择的课题从难度、可行性、工作量等方面进行把关，保证课程设计能够顺利进行。学生也可以通过这个过程提高查阅文献资料以及独立思考的能力。

（二）撰写发明专利、期刊论文

在上述基础上，挑选较好的设计方案，鼓励学生申请发明专利并指导学生撰写期刊论文。在有条件的情况下，申请专项经费购买相关材料加工出样机。这样既能激发学生参与课程设计的积极性，也能锻炼学生实际参与项目的能力，为后续就业、升学打下良好的基础。鼓励优秀的学生参加“挑战杯”等比赛，使得学生在“学中做、做中学”的过程中对已学的知识进行融会贯通。

（三）改进教学方法和模式

传统的教学方法主要是以教师为主体，通过授课传授学生知识。但是学生对其内容往往印象不深，甚至一知半解。而在课改后，鼓励教师和学生合作，共同参与交流、讨论，鼓励案例式教学模式，注重对学生知识、能力与综合素质的培养。教师可布置一些综合性、开放性的问题，引导学生查阅文献资料，甚至可借助实验室的设备和资源，进行分析和研究，从而引导学生独立思考、自由发挥和自觉学习，培养创新意识与创造性思维，并且在这个过程中教师也可以与学生一起探索新的教学方法及模式。

（四）建立全面的成绩评价体系

建立能够全面、客观地反映教学质量和学生创新能力等的成绩评价体系，提高学生对自己创新思维培养的重视程度。坚持全方位的成绩评价体系，即总成绩包含平时成绩、设计成绩以及创新成果等多个方面进行综合评价。教师根据实际情况，分配各项权重进行量化分数。平时成绩主要包括机械设计课程原理和方法的掌握，解决实际问题的能力以及学生的创新想法。设计成绩包括提交的设计报告和设计图纸分数。创新成果主要包括虚拟仿真、期刊论文、专利或“挑战杯”等活动。此项不做硬性要求，鼓励有能力的学生去尝试参与相关活动，甚至可以借此鼓励学生提前进入实验室，跟随教师从事相关科研项目。

本次教学改革将专业知识和创新实践等有机结合，更好地体现了重基础、强应用的人才培养目标，建立特色鲜明的教学体系。这将有利于培养学生的工程实践能力和驾驭实际项目的能力，也有利于培养学生的创新精神和团队合作精神，学生对工程问题的分析和解决能力也得到加强，为后续的教学环节、毕业设计都打下了良好的基础。

参考文献：

[1]李明弟，鹿晓阳，孟令君.创新实验教学体系的构建研究[J].山东建筑大学学报，2015.5.

[2]李天箭，丁晓红.创新创业教育在机械设计课程设计环节，2016.7.