基于应用型本科视角的《机械设计》教学方法的几点思考

基于应用型本科视角的《机械设计》教学方法的几点思考

吴冬霞陈艳丽高刚刚邢冠梅芮守凤

关键词：应用型本科，机械设计，教学方法

1《机械设计》课程在应用型本科教育中的地位

机械设计是机械设计制造及其自动化专业课程体系中的专业主干课程，性质为专业基础课，开设在三年级的第二学期，有着承上启下的作用，它是专业人才培养的主线，是学生构建专业知识框架的重要组成部分，本文通过多年的机械设计课程教学经验，总结出机械设计课程教学过程思路，为以后的教学提供帮助。

2《机械设计》课程教学的主要内容

机械设计课程以“机械产品实现过程”（PRP）为主导思想，贯穿于整个教学过程。按照教学大纲安排，将内容划分为两部分，第一部分是机械设计总论知识，包含机械产品设计的基本方法，机械零件的主要失效形式和设计准则，摩擦、磨损及润滑，这部分知识属于共性的知识，也就是说任何机械零件在设计过程中都会涉及到这些知识。同时，在教学过程中将一些现代设计方法引入课堂教学，如：可靠性设计、绿色设计、虚拟设计等，使产品在设计过程中综合考虑产品的可靠性、可拆卸性等因素，适应产品的全生命周期。引入现代机械设计方法，以求学生能够了解现代设计方法的概要，并能对产品全过程实现原则有所了解，因而能比较全面地、完整地了解或掌握产品设计应考虑的准则。第二部分是典型的通用机械零件的设计过程，属于个性知识层面，它既有通用机械零件设计的一般过程，而每一类机械零件在设计过程中都存在着个性的差别。该部分内容又可以分为三类，第一类是连接类：螺纹连接、键与花键连接、铆接、焊接及过盈联接；第二类是传动类：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动及减速器；第三类是轴系部件：轴、轴承、联轴器、及离合器。

虽然机械设计的零部件种类繁多，但主要介绍的是一般工作条件下和常用参数范围内通用零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和设计方法。

3《机械设计》教学方法的几点思考

应用型本科教育以应用型为办学定位，重视实践教学、强化应用型人培养。人们已越来越清醒的认识到，实践教学是培养学生实践能力和创新能力的重要环节，也是提高学生社会职业素养和就业竞争力的重要途径。基于这个理念的考虑，在教学过程中得出以下几点思考：

（1）共性知识学习部分采用项目法教学

在机械设计教学过程中，结合该专业的实践类教学（双级齿轮减速器设计）以及全国大学生机械创新设计大赛，借助于典型案例，讲解在机械产品设计过程中需要用到的共性知识。比如在减速器设计过程中，涉及传动零件的润滑、轴承的润滑，键连接强度校核等相关知识。

（2）个性知识部分总结规律学习

个性知识部分主要是典型零部件的设计计算，在多年的教学过程中发现，这部分知识点比较零碎，公式、图表较多，而且有些公式是经验公式，没有可以记忆的好方法，根据多年的教学经验，这部分知识都遵循一条主线：零件的工作条件——在该条件下有可能发生的失效形式——失效后依据什么样的设计准则进行设计——举例分析。比如说螺纹连接中的松螺栓连接，1）工作条件：在承受工作载荷之前，罗栓不需要拧紧，螺栓是不受力的，只有在工作时，它才会受到轴向工作载荷的作用；2）失效形式：螺栓杆的拉断；3）设计准则：零件受载后的最大应力不大于零件的许用应力。最后配套相应的习题进行练习。

（3）实践环节重视创新

械设计课程有相应的实践环节——机械设计课内实验和机械设计课程设计。机械设计课内实验是通过机构示教板现场教学、带传动、轴系结构组装与设计、减速器拆装这几个典型实验去巩固理论学习部分，其中，轴系部分的组装与设计给学生以自由创新的空间，锻炼学生自主创新的能力；课程设计仍然采用经典的减速器设计，它囊括了理论部分全部的知识点，学生通过自主设计，锻炼自主创新的能力；同时也可以很好的检验学习成果。

4机械设计教学展望

应用型本科重视“应用”二字，其核心就是实践教学，目前，虽然有这样的教学经验，但是上升到应用型的话还需要努力，首先：要强化实践教学的认识，部分学生对于实践教学环节不够重视，缺乏深层次的认识，今后要注重思想教育，提高对实践教学的认识；其次，多媒体设施、实验条件的投入有限，限制了学生的动手能力，今后应加大实验条件建设，给学生足够的时间自己动手，培养创思性能设计意识，动手能力和工程是实践能力；最后，加强校外实习基地建设，学生针对实际需求，进行机械合计和工艺制作等实际工作能力的培养。

参考文献：

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[2]刘刚，解占新.面向“新工科”的机械设计教学改革探索[J].新型工业化，2019，9（7）：74-77

[3]穆浩志，李克旺，牛兴华等.基于工程教育认证的机械基础系列课程教学设计与实践[J].中国轻工教育，2015，5：66-70

[4]周元凯，左雪，樊玉杰.机械设计课程思政教学途径探讨[J].科教文汇，2018，10：57-58