一、引言
机械设计课程设计,作为工科院校机械类及其相关专业的核心实践课程,其重要性不言而喻。该课程旨在强化学生的工程实践能力与创新精神,通常设置在学生系统学习机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等课程之后,凸显了其基础性、实践性与综合性的教学特点[1]。其核心目标在于培养学生综合分析问题的敏锐性、方案确定的精准性、结构设计的创新性、手册与标准应用的熟练性、资料检索与整理的条理性,以及绘图技术的专业性。随着新工科建设的推进和课程思政理念的深化,该课程的教学目标得到了进一步拓展,不仅要求提升上述六项核心技能,更强调激发学生的创新思维、强化团队协作能力以及塑造正确的价值观[2]。
二、机械设计基础课程设计现状及现存问题
(一)设计题目陈旧,缺乏创新
目前,许多学校的机械设计基础课程设计题目仍然停留在传统的、简单的机械装置设计上,缺乏与现实生活、工业生产紧密结合的前沿性和创新性。这种陈旧的设计题目无法激发学生的创新思维和解决问题的能力,也无法反映当前机械行业发展的最新趋势和技术要求[3]。因此,设计题目应紧跟时代步伐,结合实际需求,注重创新性和实用性。
(二)理论教学与实践环节脱节
机械设计基础课程设计的目的是将理论知识应用于实际设计中,然而目前的教学往往过于注重理论知识的传授,而忽视了实践环节的培养。这导致学生虽然掌握了一定的理论知识,但在实际操作中往往显得无从下手,难以将理论知识转化为实践能力。此外,部分学校在实践环节往往局限于简单的实验操作或模仿设计,缺乏深入的工程实践体验。这种脱节现象导致学生无法将所学理论知识应用于实际问题中,也无法通过实践来深化对理论知识的理解。
(三)组织管理不足
机械设计基础课程设计需要良好的组织和管理,包括课程设计指导、时间安排、进度控制等方面。然而,目前一些学校的课程设计组织管理存在漏洞,如指导教师配备不足、时间安排不合理等,这都会影响到课程设计的顺利进行。首先,课程设计的时间安排往往不合理,导致学生无法充分投入时间和精力进行设计。其次,课程设计的指导力量不足,教师指导的频次和质量不高,无法满足学生的需求。此外,课程设计过程中的监督和评估机制也不完善,难以及时发现和纠正学生在设计中存在的问题。
(四)考核单一,缺乏综合性
目前,机械设计基础课程设计的考核方式往往过于单一,主要依赖于设计报告和答辩成绩。这种考核方式往往只注重学生的设计成果,而忽视了设计过程中的思考、创新和实践能力。同时,考核方式也缺乏综合性,无法全面评价学生的设计能力、团队协作能力和创新能力等方面的表现。教育部所印发的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》文件中,着重强调了在教学环节中,考核体系应加大过程考核成绩在总成绩中的比重。这样的调整旨在更加真实、有效地评价学生的工程化能力和水平。
(五)缺乏严谨、敬业、负责的工匠精神
机械设计作为一门需要精密计算和细致操作的学科,要求学生具备严谨、敬业、负责的工匠精神。然而,在当前的课程设计中,往往缺乏对工匠精神的重视和培养。学生在设计过程中往往缺乏严谨的态度和敬业精神,对设计细节和精度要求不高,导致设计成果的质量参差不齐。同时,学生也缺乏对工作责任和职业道德的认识,难以形成良好的职业素养。
三、机械设计基础课程设计教学改革策略
(一)应用CAD/CAM/CAE等技术辅助设计
随着计算机技术的飞速发展,CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)和CAE(计算机辅助工程)等技术已经广泛应用于机械设计领域。在机械设计基础课程设计中,应充分利用这些技术辅助学生进行设计。通过CAD软件,学生可以更加直观地表达设计思想,提高设计效率;通过CAM软件,学生可以实现设计成果的快速制造;通过CAE软件,学生可以对设计进行仿真分析,优化设计方案。课程设计中引入这些软件,能够提高学生的设计效率和质量,培养他们的实际应用能力。同时,教师还可以通过案例教学和项目驱动的方式,引导学生利用这些软件进行实际设计,让他们在实践中不断加深对机械设计理论知识的理解。
(二)巧设问题引导学生主动进行探究
传统的教学模式往往以教师为中心,学生被动接受知识。而巧设问题能够激发学生的好奇心和求知欲,引导他们主动思考和探索。在课程设计中,教师可以设置一些具有挑战性和启发性的问题,让学生在解决问题的过程中逐步掌握机械设计的方法和技巧。这样不仅能够培养学生的创新思维和实践能力,还能够提高他们的自主学习和问题解决能力。同时,教师还应注重问题的多样性和层次性,以满足不同学生的学习需求。在探究过程中,教师应鼓励学生大胆尝试、勇于创新,并及时给予指导和帮助。通过这种方式,可以培养学生的自主学习能力、创新思维能力和解决问题的能力。
(三)优化课程考核与评价
课程考核与评价是教学过程中的重要环节,它直接关系到学生的学习动力和学习效果。传统的考核方式往往过于注重结果,而忽视了学生的设计过程和创新能力。为了更全面地评价学生的设计成果和综合能力,应该采用多种考核方式相结合的方法。例如,可以增加过程性考核的比重,关注学生在设计过程中的表现和创新思维;同时,还可以引入同学互评和教师评价相结合的方式,提高评价的客观性和公正性。此外,评价内容也应注重多样性和综合性,以充分反映学生的设计能力、创新思维和实践能力。还应注重评价的公正性和客观性,确保评价结果的准确性和可信度。通过这种方式,可以激发学生的学习积极性和创造力,提高教学效果和质量。
(四)理论基础与现代工程实践相结合
机械设计基础课程是一门理论性很强的课程,但仅仅掌握理论知识是远远不够的。传统的机械设计教学往往侧重于理论知识的传授,而忽视了与现代工程实践的结合。在机械设计基础课程设计中,应注重将理论基础与现代工程实践相结合。通过引入实际工程案例和工程实践项目,让学生在实际操作中掌握和应用理论知识。同时,还应注重培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。还可以邀请具有丰富工程经验的工程师来校进行讲座或指导,为学生提供更多的实践机会和经验借鉴。
四、总结
随着工程技术领域的持续演进和产业需求的动态调整,机械设计基础课程的教学内容亟待与时俱进,以契合新兴技术的迅猛发展。同时,在全球教育日益走向国际化的背景下,课程的国际化发展也已成为不可或缺的战略方向。总体来看,未来的教学革新将更为侧重于培育学生的综合素养,从而为他们在日新月异的工程技术领域中立足提供坚实支撑。
参考文献
[1]单瑞霞,刘加光,袁春静.基于应用型人才培养的“机械制造工艺学”课程设计教学改革研究[J].工业和信息化教育,2024,(05):64-69.
[2]姜波,苗建伟,张翠翠,等.以能力培养为导向的机械设计基础课程教学改革与实践[J].时代汽车,2024,(10):38-40.
[3]焦万铭,徐妍,李金英.基于OBE理念的机械设计课程设计教学改革[J].大学,2024,(02):101-104.
作者简介:白玉良 1988.12.21 男 河南嵩县 汉 硕士研究生 助教 河南科技大学应用工程学院 研究方向: 机械设计、汽车电工电子技术、互换性与公差、城轨车辆构造。