蔣曉耕 劉暢

摘? 要：基于國(guó)際工程教育背景的大環(huán)境，著重分析《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程授課內(nèi)容，結(jié)合該課程實(shí)踐性強(qiáng)、概念內(nèi)容多、理論性較弱的課程特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，重新提出與《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)該課程的轉(zhuǎn)變教學(xué)模式提出新的探索性的研究。結(jié)果顯示，通過(guò)一年的課程改革教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到顯著提升，學(xué)習(xí)結(jié)果更加符合該課程的工程教育要求，為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的積極主動(dòng)探索精神、提升學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)手能力奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、課程概要

“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”（又名“機(jī)械裝備及設(shè)計(jì)”）是機(jī)械工程專業(yè)本科生的必修專業(yè)課，也是機(jī)械專業(yè)學(xué)生的核心課程，具備實(shí)踐性強(qiáng)、概念內(nèi)容多、理論性較弱等特點(diǎn)。該課程和其實(shí)踐環(huán)節(jié)在天津工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的時(shí)間一般是在第七學(xué)期，即大學(xué)本科四年級(jí)上學(xué)期。該課程開(kāi)設(shè)的實(shí)踐晚于“大學(xué)物理”“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“互換性與技術(shù)測(cè)量”等機(jī)械專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“數(shù)控技術(shù)”“專業(yè)英語(yǔ)”等專業(yè)課。這門課程及其實(shí)踐環(huán)節(jié)涉及的專業(yè)內(nèi)容多、牽扯的知識(shí)面廣，需要結(jié)合大量前期的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能。因此需要在教學(xué)及實(shí)踐環(huán)節(jié)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、知識(shí)總結(jié)能力、探索未知的能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并注重與實(shí)際工程的結(jié)合。為了適應(yīng)近些年來(lái)工程教育的發(fā)展需要，結(jié)合我校機(jī)械工程專業(yè)的工程教育認(rèn)真工作穩(wěn)步推進(jìn)，針對(duì)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程及其實(shí)踐環(huán)節(jié)需要進(jìn)行更進(jìn)一步的教學(xué)研究與改革實(shí)踐。

二、課程內(nèi)容安排情況

專業(yè)課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)是機(jī)械工程專業(yè)獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)中的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，也是必修課。課程任務(wù)是通過(guò)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械變速的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝配結(jié)構(gòu)和制造工藝等各種方案以及在機(jī)械設(shè)計(jì)制圖、零件設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫技術(shù)文件等方面得到綜合訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生具有初步的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算能力。

課程目標(biāo)1：掌握機(jī)床主軸變速箱全部構(gòu)造、機(jī)構(gòu)原理、每個(gè)零件的功用、形狀、尺寸位置、相互連接的方式、配合性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

課程目標(biāo)2：掌握機(jī)床主軸變速箱展開(kāi)圖的繪制，了解機(jī)床主軸變速箱的軸向剖視圖的繪制。所有零件按照標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、非標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)編序號(hào)、參數(shù)和數(shù)量。展開(kāi)圖除標(biāo)注配合件的配合尺寸和配合性質(zhì)外，還要選擇一個(gè)能影響軸向裝配尺寸的軸向尺寸鏈進(jìn)行標(biāo)注。

課程目標(biāo)3：設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含全部設(shè)計(jì)依據(jù)，用以論證設(shè)計(jì)正確性。具體應(yīng)包括：機(jī)床的規(guī)格和用途;運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定;傳動(dòng)參數(shù)的確定;傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定;主要零件的驗(yàn)算;操縱機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑方式的說(shuō)明;其他需要說(shuō)明或論證的問(wèn)題。

當(dāng)前存在的問(wèn)題主要有：

1.課程實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)生自主探索積極性不強(qiáng);

2.受課程學(xué)時(shí)所限，實(shí)踐環(huán)節(jié)部分內(nèi)容在課程上無(wú)法講授;

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)生參與度不高，部分學(xué)生存在“趕工”現(xiàn)象。

三、實(shí)踐創(chuàng)新的具體舉措

1.在先修課程的基礎(chǔ)上讓學(xué)生通過(guò)對(duì)各類機(jī)床結(jié)構(gòu)功能的橫向類比，加深對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的理解。

2.教學(xué)手段多樣化。對(duì)于學(xué)生難于理解的各種概念和定義，采用實(shí)物演示等輔助手段，把抽象問(wèn)題形象化，復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使學(xué)生由淺入深逐步掌握機(jī)床各類參數(shù)的計(jì)算方法，掌握機(jī)床主軸變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。在繪制裝配圖的過(guò)程中，增加學(xué)生親自動(dòng)手操縱主軸變速箱的環(huán)節(jié)，給學(xué)生從理論到實(shí)物間架起橋梁。

4.為學(xué)生提供更多實(shí)際操作演練環(huán)節(jié)，將機(jī)械類課程競(jìng)賽如“機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽”“無(wú)碳小車比賽”“華北五省機(jī)器人大賽”等學(xué)科競(jìng)賽與課程內(nèi)容有機(jī)深度融合，并積極聯(lián)系校外實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，為學(xué)生拓展眼界、開(kāi)闊視野提供機(jī)會(huì)，也為學(xué)生提前接觸企業(yè)實(shí)際需求提供信息。

5.將課程與其實(shí)踐環(huán)節(jié)穿插進(jìn)行，打破原有的“課程結(jié)束再實(shí)踐”的固定套路。這將為學(xué)生更深入地理解課程理論知識(shí)、深化概念理解提供更多幫助，也為實(shí)踐環(huán)節(jié)的順利開(kāi)展提供更多支撐。

6.細(xì)化評(píng)價(jià)體系。按照國(guó)家工程教育專業(yè)認(rèn)證的評(píng)價(jià)體系，細(xì)化課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程目標(biāo)，并與畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)詳細(xì)對(duì)應(yīng)，將課程目標(biāo)評(píng)價(jià)機(jī)制與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)有機(jī)結(jié)合，形成培養(yǎng)過(guò)程的“全閉環(huán)”模式。

7.培養(yǎng)過(guò)程的評(píng)價(jià)方法和畢業(yè)生的評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合。實(shí)踐課程的進(jìn)行過(guò)程很難采用定量評(píng)價(jià)手段，需要建立一套更加科學(xué)的方法，衡量學(xué)生除了考勤和參與度之外的各項(xiàng)指標(biāo)，并將過(guò)程管理與畢業(yè)生的評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合，使人才培養(yǎng)更加有針對(duì)性，對(duì)后期優(yōu)化培養(yǎng)過(guò)程起到積極的推動(dòng)作用。

四、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)機(jī)械專業(yè)學(xué)生的核心課程，具備實(shí)踐性強(qiáng)、概念內(nèi)容多、理論性較弱等特點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建教學(xué)體系、改革教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段和綜合創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)方法，整合多種教學(xué)要素，解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題。使學(xué)生能夠熟練掌握機(jī)械裝備設(shè)計(jì)、制造及控制等相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)，工程基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)，能夠分析與解決機(jī)械系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題，具有創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神、不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)專業(yè)技術(shù)發(fā)展的能力，能夠從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用研究、運(yùn)行維護(hù)、生產(chǎn)管理等方面工作的復(fù)合型高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

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