基于工程项目应用的机械设计教学改革与实践

材料力学（工程力学）、工程材料及热加工、机械原理、机械制造、互换性与技术测量等基础课程。课程理论性、实践性都比较强。由于本课程的内容相对抽象，概念、原理烦杂且实践性强，对于基础知识薄弱、实践经验欠缺的三本院校学生来说，会产生厌学的情绪；再加上先修课程的遗忘，相关知识缺乏连贯性，都增加了学生学习本课程的难度。

二 机械设计教学改革的提出

在工程应用背景下构建适合独立学院机械类专业的课程体系，将工程软件融合到专业技术课程中，将专业技术课程中抽象的、枯燥的教学内容形象化、生动化、具体化，降低专业技术课程学习的难度，并能真实感受其在工程中的应用是理论教学发展的趋势，本教学改革是在工程应用背景下“专业+工具”培养模式的基础上提出的，是将传统的从理论到实践的机械设计课程教学模式，转变为引导学生解决设计项目的实际问题来进行教学，让学生在解决实际问题的过程中汲取更多的必需的理论知识。

三 机械设计教学改革的实施

1.全面且突出重点的设计项目

1—电机；2—带传动；3—减速器；4—轴承；5—联轴器；

6—工作机（卷筒机）；7—传送带

设计项目简图

设计项目要涵盖机械设计教学大纲的必要基本内容，包括各种传动机构，如带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等传动机构的结构和设计计算方法；包括机械中的轴、轴

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* 广西高等教育教学改革工程项目《基于工程应用背景的机械类专业技术课程的教学改革与实践》的研究成果之一（编号：2013JGA429），项目负责人：柏子刚

承、联轴器、离合器等常见支撑零件的结构、工作原理和设计计算方法；包括键连接、花键连接、螺纹连接等常用连接件的结构、种类、工作原理和设计选择方法等。同时要突出课程重点。鉴于以上两点要求，在项目实施过程中选用产品运送机作为设计项目。其结构简图如图所示。

此设计项目涵盖了机械设计课程中的大多数内容，包括机械系统总体设计、带传动设计、齿轮传动设计（直齿、斜齿、锥齿、蜗轮蜗杆等）、联轴器选择设计、轴的设计、键连接选择设计、轴承选择设计、螺纹连接选择设计等内容，且突出了传动和支撑部分的重点。教学实施中学生的设计项目是一致的，但每个学生工作机的运动参数，如工作拉力、带速、卷筒直径等不一样，同时减速器也有单级圆柱齿轮减速器、二级同轴式圆柱齿轮减速器、二级展开式圆柱齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、锥齿轮减速器等多种形式，这样每个学生都须独自去完成自己的设计项目，具体的任务分配方式如表所示。第一次上课就需要学生明确自己的设计项目。

任务分别配表

学号姓名方案工作拉力带速卷筒直径

1253100***1张三C1110

1253100***2李四D129

1253100***3***A138

1253100***4***C147

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2.以项目为引导，以模块化的专业知识为武装

项目任务下达后，学生没有足够的知识储备是没有办法进行设计的，因此要结合机械设计课程的特点，以设计项目为引导，通过模块化的教学方式让学生逐一贮备完成设计所需的基本知识。机械设计课程可以分成四大模块，分别是：设计总论模块、传动模块、支撑模块和连接模块。这四大模块的知识基本全部涵盖于学生的设计项目中，比如，总论模块要让学生掌握机械系统总体设计的设计原理和方法，如传动方案的确定、原动机的选择、总传动比及各级传动比的确定、传动装置的运动和动力参数的计算；传动模块让学生掌握项目中的带传动、齿轮传动的设计方法；支撑模块让学生掌握轴的设计计算方法、轴承的选择和计算、联轴器的选择等；连接篇让学生掌握螺纹连接、键连接的设计计算。每完成一个模块就要求学生完成相应设计项目中的内容作为该模块的课后作业。这样学生就可以知道自己的设计内容用什么原理和方法去完成，学的知识究用来做什么，怎样解决具体问题，从而学以致用。

3.强化“专业+工具”培养模式，项目实施中注重“工具”的应用

针对三本学生基础较弱的特点，要强化学生专业+工具=工程开发的工程意识，项目实施中注重计算机辅助工具的应用，降低学生的计算分析难度，提高学生的学习兴趣，比如在传动模块的设计中利用计算机辅助软件进行必要的辅助设计，并利用Solidworks等工具完成自己所设计项目中齿轮等的三维造型及二维图纸。在支撑模块的设计中，可以利用UG、MDsolids等CAE工具完成轴的工作能力计算。这样不但能让学生具有利用专业知识和计算机辅助工具进行实际工程开发的能力，即“专业+工具=工程开发”的能力，还能让学生建立虚拟设计的工程意识和设计能力，规范其对专业技术标准的应用，另外还会让学生产生学以致用的成就感，会增强学习该课程的积极性和主动性。

四 机械设计教学改革的意义

本教学改革改变了传统教学模式枯燥、空洞的弊端；改变了“老师讲为主学生听为辅”的传统的学生被动式的学习方式；同时本教学改革改变了传统的作业布置方式，以模块化的设计项目为作业，是一种边设计边掌握知识，边设计边进行知识积累，边设计边完成自己作业的作业方式，更能达到知识巩固的目的，也更能达到作业效果；最后本教学改革改变了传统的理论课结束后再单独进行课程设计的实践体系，将课程设计的内容融合到了教学过程中，让实训实践过程贯穿在整个教学过程中，将实训实践和理论教学有机地结合起来，更能实现理论和实践的统一，达到更好的实训效果和教学效果。

五 结束语

基于工程项目应用的机械设计教学改革，结合“专业+工具”的培养理念，以设计项目为引导，以工程实践为主线，以理论学习为武装，以优化学生学习效果为目的，使学生更有的放矢地学习，更主动地学习，更有效地学习。

参考文献

[1]程帆、王洪飞.机械设计教学中课程设计的改革与实践[J].杭州电子工业学院学报（高等教育研究版），2003（5）

[2]吕玉充.基于项目引导的机械设计课程教学改革研究[J].泸州职业技术学院学报，2014（2）

[3]龚俊杰、戴隆超.基于科研项目的机械设计类课程教学模式研究[J].教育教学论坛，2014（53）

[4]胡义华.校企合作构建独立学院机械专业能力培养教学体系的研究[J].现代企业教育，2011（22）

[5]余熳烨.独立学院机械专业开设CAE课程的探索与研究[J].教育教学论坛，2012（36）

〔责任编辑：林劲〕

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