机械原理课程设计教学改革的思考与探索
摘要：根据当前机械原理课程设计的教学目的和任务，针对设计题目的选择，设计过程的控制与要
求及设计结果的验证几个方面进行了教学改革探索，为通过机械原理课程设计提高学生的综合能力，提供了有益的尝试，并对具有实践性质的课程教学改革提供了借鉴。
关键词：机械原理课程设计；教学改革；综合能力培养
1 引言
机械原理是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。机械原理课程设计是机械原理教学最后的一个重要实践性教学环节。其目的是P
（1）使学生初步了解机械设计的全过程，受到根据功能需要拟定机械运动方案的训练，具备初步的机构选型、组合、和确定运动方案的能力。
（2）以机械系统运动方案设计为结合点，把机械原理课程设计的各章理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识。
（3）使学生掌握机械运动方案设计的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有一个较完整的概念。
（4）进一步提高学生运算、绘图以及运用计算机和技术资料的能力。
（5）通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结的能力。
（6）培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题的能力和创新能力。随着社会的发展，市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。机械产品设计过程中，机构的运动方案设计，主要实现机器的执行功能，是产品设计的关键。因此，机械原理课程设计的教学目标应该是：在掌握机械原理的基本理论基础上，注重机械原理在工程设计中的应用以及知识获取能力，创新意识的培养，提高综合素质。其中，知识获取能力和创新能力是最重要的培养目标。针对这个教学目标，我们围绕着课程题目的选择、理论设计过程和设计结果的验证等方面做了一些探索工作。
2 设计题目的选择
课程设计的选题应与教学目的相一致。所以，选题要能体现出培养学生的知识获取和应用能力，实践动手能力，并在此基础上培养学生的创新意识与能力。在具体的操作上，采用老师提供可选的设计题目与学生自选设计题目相结合的方式进行选题。教师提供的选题，主要是一些经过时间考验的经典设计题目，如牛头刨床、平板印刷、电阻压帽自动机、步进送料机、冷镦机以及冲压式蜂窝煤成型机等；学生的自由选题是在教师帮助下进行的，主要目的是使得选题与学生掌握的理论知识及课程设计的学时相适应，避免出现选题过于繁难或过于简单的情况。学生自由选题主要是来源于当前的工程和生活实际，如自卸汽车运动机构，公共汽车门开关机构，挖掘机等。这样的选题方式，一方面，可以做到结合本课程的实际应用并考虑到学生对所学知识的掌握程度，突出理论知识的应用和实践动手能力的培养；另一方面，可以充分体现学生在教学过程中的主体地位，提高学习主动性和学习兴趣。同时，也可以使设计选题跟上时代的发展，贴近生产与生活实际。为了突出机械原理课程本身的特点与要求，以及与后续的课程和课程设计进行良好的搭配与衔接。设计选题还要能够满足以系统方案设计为主，并能兼顾机构的运动学、动力学结构方案及参数的设计，突出功能原理的构思与多方案的拟定与优选。一个好的课程设计选题，既可以使得训练的内容合理、工作量适中，又可以使学生具有充分的自由发挥空间，是圆满完成课程设计任务的前提与基础。
3 设计过程的控制与要求
设计过程是课程设计的主体。有了一个好的课程设计选题，如何加强设计的过程管理与控制，就成为保证设计过程顺利以及能够很好地达到教学目标的关键。我们采用了以下几种方法来对设计过程进行控制。我校的机械原理课程设计的时间为 1 周。要在1 周时间内完成全部课程设计内容，包括多项运动方案设计与优选，机构结构设计，运动学、动力学分析，以及编写3 千字左右的设计说明书是很难完成的。因此，我们采用分散与集中相结合的方式来进行课程设计，并用时间点来控制设计的进度。
在进行机械原理课程教学的同时，就让学生对课程设计进行选题并说明整个设计过程的要求。这一阶段为分散教学，要求学生选题并提出多个运动方案。在集中设计阶段，第一天完成多个运动方案的评价与优选，确定本课程设计的运动方案；第二天，确定机械的总体尺寸，给出各执行机构与传动机构的初选尺寸，绘制机械系统运动简图，编制机器运动循环图；第三天，对所选机构进行运动分析，绘制运动线图；第四、五天，编写设计说明书，进行答辩。由于严格要求按给定的时间进度设计，所以，绝大多数学生都能按时完成任务。在机构的评价与优选过程中，采用个人、教师及学生小组的多层次的机构评价和优选方式，既发挥了学生的主动性，又加深了学生对各种运动方案的认识，同时还加强了学生的团队协作意识。课程设计说明书作为一种技术说明书，强化其编写工作，可以提高学生在以后的实际技术工作中，编写技术报告、可行性论证报告和产品说明书等技术文件的基本技能。所以在课程设计过程中，对如何编写课程设计说明书，给出了详细的写作要求并提供了写作样本。我们运用公开、透明及自评、互评及教师评分相结合的评价方式，对学生的课程设计进行评分。首先，学生对自己的设计进行说明及展示设计说明书，并对自己这的课程设计进行自我评价；然后由同学对其进行质询与评价；最后，由老师进行讲评并给出成绩。这样，使学生体验主动参与、自由发表个人见解，并认真听取他人意见的学术气氛，并学会用理性与公正的态度评价自己和他人的工作。
这样的设计过程控制与要求，既培养了学生严谨的工作态度与作风，良好的协作精神，理性、公正的学术品格，又可以保护学生的创新意识提高创新能力。
4 设计结果的验证过程
对于课程设计中优秀的课程设计作品，鼓励学生到机械创新试验室，自己动手将设计由图纸变成模型或者实物。图1 和图2 是学生的作业。强调工程实际背景，给学生更多自由发挥的空间对提高学生的工程实践能力和创新设计能力有很大的帮助。
5 总结
我们对机械原理课程设计的教学改革探索，其核心就是，一方面给学生更大的自由发挥空间，加强自学能力、独立分析和解决问题能力的培养；另一方面，强调课程设计的过程控制，强化教师的引导作用。在强调培养学生掌握基本理论，注重知识获取和应用能力的基础上，加强创新意识和综合能力的培养。
参考文献：
[1] 裘建新主编. 机械原理课程指导书. 北京：高等教育出版社，2005.4
[2] 郑文纬 吴克坚主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社（第七版），1997.7
Thinking and exploring about Teaching Reform of Course Design ofMechanisms and Machine Theory
Zhu Lihong Zhang Ping Zhang Liang Tian Jie（School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, He Fei, 230009）Abstract: According to the teaching targets and tasks of mechanisms and machine theory course design,this paper has explored teaching reform in some aspects, such as design subject choice, design process control and request and design result test etc. It can provide a useful try for improving comprehensive capability of students by mechanisms and machine theory course design and can provide references to courses teaching reform with practice.
Keywords: mechanisms and machine theory course design; teaching reform; comprehensive capability
training。
