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《机械设计》教学思考

2017-10-20王发元韩兵奇赵立双

知识文库 2017年21期
关键词:机械工程机械设计课程设计

王发元 韩兵奇 赵立双

机械设计课程是机械工程专业的专业必修课,需要多角度考虑机械设计教学工作的开展,以提高学生的综合设计能力。鉴于此,提出以实践为导向,逐步开展理论教学;加强课程设计,培养创新能力;做好关联专业课的配合,提高综合设计能力的教学方法,并在教学中给予了实践,结果表明学生的设计能力在一定程度上得到了明显提高。

机械设计课程是机械工程专业的专业必修课,贯穿着大学乃至学生日后的从业之路,在机械工程教学中占据核心地位。因此,做好机械设计课程及其相关课程的教学工作非常重要。

目前,大部分高等院校的机械设计课程均以教材为依据,上好理论基础课,兼有课程设计为辅导,做好巩固练习,部分院校还鼓励学生创新、发明,培养动手、动脑能力,这在一定程度上提高了学生的学习效率和学习兴趣,在教与学的过程中起到了较好的引导作用。但这种教学方式仍显孤立、单调,跟日后的学生从业相差甚远。如果学生毕业后进工厂对机械工程专业进一步实践,还能在很大程度上得到提高;倘若学生大学毕业后考取了研究生,尔后进大学教书,他的理论虽有很大提高,但设计实践能力将相差甚远,甚至是秀才兵书。因此,需要多角度考虑机械设计教学工作的开展。

1 以实践为导向,逐步开展理论教学

兴趣是最好的老师,学以致用,才能逐步提高学习兴趣,有了兴趣就不怕学不好。既避免了学生逃课,又提高了学习效率。

既以实践为导向,须选择一本与机械设计教材配套的课程设计,并配置与之相关的教学模型或实物设备。教授理论知识前,老师先带学生观察、分析与理论知识相关的教学模型,讲述其用途、结构、原理、设计应考虑的问题等,并布置作业,如令学生分析其结构的合理性和不妥处,预习机械设计教材,找出与该模型设计相关的理论知识,标出不懂处。讲解理论知识时以提问的方式了解学生的思考方法,根据其动向灵活讲激动的讲解相关知识。

如讲授螺纹传动一节时,可带学生参观螺旋式千斤顶,讲解千斤顶的结构、用途及梯形螺纹的传动和自锁原理,待学生预习后,根据学生的反应情况选择性讲授相关设计方法。学生学习有目标、教师讲课有方向,必能提高学习效率,避免课堂枯燥。

2 加强课程设计,培养创新能力

机械设计是一门实践课程,教授理论知识期间必须加强课程设计教学,提高学生的动手实践能力,培养其发散思维和创新能力。

课程设计一方面能具有针对性的巩固刚刚学过的理论知识,另一方面也要激发学生的创新能力。不能说学生毕业了还不知道该怎么考虑问题,还不懂得机械设计方法,毕业即等于失业,这样的教育知识把知识传授给了学生,并未传授思考方法,这就太失敗了。

仍以螺纹传动一节为例,理论知识讲授结束后即布置课后作业——设计一台螺旋千斤顶,要求学生写明设计说明书的同时,还要编写操作说明书和设计思想及创新点,锻炼学生以一个使用者的身份考虑产品的可操作性,在书写操作方法的同时自然就能发现问题,改进设计思路。设计说明书是检验学生的理论计算能力的,它的数据和计算过程可以雷同,因为理论公式是相同的。但每个人的设计思想是不可能完全相同的,这取决于他的操作方法。操作方法因人而异,可以直接旋转丝杠起升重物,也可以加传动机构(如蜗轮蜗杆机构)改变操作方法;丝杠可以直接跟重物作用起升,也可以加推力轴承再导向后起升重物。但个中思想截然不同,这样既避免了学生的作业抄袭,引导学生培养独立完成任务的好习惯,又在技术分析及设计方面得到了提高。

3 做好关联专业课的配合,提高综合设计能力

机械设计课程不是独立的,它与很多其它课程相辅相成,如机械制图、机械原理、机械工程材料、工程力学、机械制造工艺等,在开设机械设计课程时,与之相关的基础课必须已经修完或即将修完,否则课程无法进行或者收效甚微。

曾有一位机械制造及自动化专业的学生,思维开阔,在石油工业训练中心实习时突发奇想,构思了一种新型抽油机,并绘制了详细图纸,要求加工成科研模型,结果审核图纸后发现不具有可加工性,多处结构不合理,构思还仅限于物理模型。机械设计课程已学完,有了创新能力,但综合能力还欠缺。

例如,在作减速机设计时,除了要求学生把机械图表达清楚外,还要让学生编写典型零件、易出错零件的机械加工工艺,吊装、加油、观察油位等的操作方法,使学生在思考中发现问题,改进设计方法,提高综合设计能力。

4 结束语

机械设计课程是机械工程的主要专业课,学生的综合设计能力主要来源于本课程的教授和训练。因此,必须从多方面入手,培养学生独立思考、不断改进的设计思考能力, 提高综合专业水平。近年来,该方法在工训中心进行了教学实践,结果表明,在很大程度上提高了学生的设计能力,使其懂得了产品设计的目的、操作方法、工况分析及问题的解决办法,为后面的学习和工作打下了坚实的基础。

(作者单位:中国石油大学(华东)机电装备教学实习总厂)

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