通过课程设计培养学生综合素质与能力的探讨

江跃

摘 要：课程设计是教学过程中一个重要的实践性环节, 是培养学生综合素质与能力的有效途径。基于此，阐述了课程设计在机械类专业教学中的重要性, 并针对课程设计对学生能力培养，以及在课程设计中应注意的几个重要环节进行了探讨。

关键词：机械设计；课程设计；综合能力；实践教学

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1001-7836(2014)06-0076-02

机械设计是机械类专业一门专业性和实践性很强的课程，该课程知识内容涉及到机械制图、金属工艺学、工程力学、工程材料等多门先修课程。而该课程的课程设计是培养学生具有设计一般机械能力的实践性教学环节。它以机械传动为主要对象，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论和实际知识，是对学生动手能力和创新能力的一次全面、系统的训练,对后续专业课程的学习、毕业设计及今后的工作都具有重要影响。通过课程设计不仅能巩固和加深所学的理论知识,而且能进一步提高学生利用技术资料进行工程计算、绘图和运用计算机的能力,对培养综合能力和实践能力都起着十分重要的作用［1］。在此，笔者结合多年来的课程设计指导工作，就通过课程设计如何培养学生的综合素质与能力谈几点体会。

一、做好课程设计前的准备，为培养学生综合素质与能力奠定基础课程设计之前，指导教师应与学生互相配合，做好充分的准备工作。首先，在日常教学中要渗透课程设计的内容，注重课程设计与平时教学过程的融合，比如在进行相关章节的教学时，可通过讨论课的形式，将一些课程设计中容易出现错误的问题作以简要回顾，引导学生进行思考和讨论，帮助其加深理解，提高认识，增进其设计能力。其次，在课程设计之前，为了增强学生的感性认识，应进行减速器装拆实验。在实验中指导教师要组织学生对减速器进行拆卸、安装，使学生熟悉减速器的基本构造，整体组成结构及各部分的结构、功能、装置和调整，各零件之间的连接关系与特点，然后找出标准件与非标准件，明确减速器布置形式与空间位置的关系，建起一个立体的概念，避免出现闭门造车和照抄照搬式的设计，与生产实际相脱节。通过做好课程设计前的各项准备，就能够为学生更好地完成课程设计，以及培养其综合素质与能力奠定坚实的基础。

二、在选题方面注重理论联系实际，综合运用所学知识课程设计的选题是整个课程设计中十分重要的环节，课程设计题目选择是否得当，直接关系到这一环节的教学效果［2］。首先，在选题方面既要考虑培养目标有针对性，又要有所侧重，应考虑到课程设计题目与工程实际的紧密联系，尽量与工程案例相关联或直接来源于生产科研，题目只有真正能结合生产实际才能有效地激发学生的求知欲望和学习热情，给学生以较大的创新思维空间，充分地去想象可能实现的设计方案，才能较好地变被动地学习知识为主动地解决实际问题，从而积极思考、创造性地完成设计任务。其次，在设计题目的选择方面应力求丰富多样，难易适中，知识覆盖面广，可设置多层次题目供学生选择，最大限度地发挥其创造性。在机械设计课程设计中，教师给出了四个设计题目，涉及到带式运输机和链式运输机的传动装置设计、用于卷筒传动装置的蜗杆减速器设计和三速变速箱设计，其中有的题目给出四个或八个参考传动方案。通过多种组合，可以设计出几十个不同的方案。这样可以更好地增强学生的设计兴趣，以及全面检验已学过的知识。

三、在课程设计中引入现代的设计方法，培养学生运用计算机的能力和创新能力传统机械设计课程的设计手段是手工设计、计算和绘图，设计计算繁杂，设计、绘图和修改很不方便，教学效果并不理想。针对传统课程设计的不足，学校将计算机辅助设计(CAD)这一现代的设计方法引入到课程设计中来，利用三维绘图软件代替手工绘图，利用ANSYS等软件进行强度刚度计算,以辅助结构设计，利用UG、Pro/e等软件进行三维实体造型,通过模拟装配检查检验零部件设计的合理性。从而简化了学生的设计与绘图过程,减少了手工绘图的工作量，将学生从繁杂的设计计算中解脱出来，把时间和精力集中到方案设计、结构设计等创造性思维和熟悉与运用设计资料等基本技能的训练上来，将学生的注意力放在设计思路方法的学习上，让学生掌握正确的机械设计思想和计算机辅助设计这一先进的现代设计技术，体验机械设计的真正乐趣。在课程设计过程中，教师应积极鼓励学生利用UG、Pro/e等软件强大的参数化功能和装配功能，去完成各零件的设计和装配。这样可以更好地提高学生计算机辅助设计的能力，增强他们学习的主动性，实现教学效果的最优化。

四、在设计过程注重培养综合运用知识解决问题及查阅技术资料的能力由于在设计过程中的有关细节内容包括一些设计计算方法、设计规范与相关标准的应用，以及如何将各门课程有机地联系起来解决工程实际问题等内容，在以往先修课程中涉及不到或介绍不多，导致学生对各种标准、规范、手册、图册的运用，以及综合运用知识解决问题的能力不强，而课程设计正是弥补这一不足的必要环节。在机械设计课程设计中，在选题时已考虑了尽量多地覆盖多门先修课程的知识。这样就需要学生综合运用已掌握的知识来完成设计，进而将知识转化成能力。

在设计过程中，同一题目可以采用多种方案去实现，这样就需要学生综合各方面知识，进行方案论证，选择最合适的方案。而在方案论证时，就需要查阅各种技术资料及图册，参考和分析已有的方案，根据具体条件和要求，提出新设想、新方案，拟定多种方案进行综合分析比较，优化筛选获取最佳方案。另外，设计过程中涉及到的许多问题如一些标准件的选择、尺寸的确定、公差与配合以及表面粗糙度的确定等等，都需要学生自己动手从技术资料中查阅方能得到。通过上述设计过程，一方面锻炼了学生查阅技术资料的能力和机械设计能力，另一方面，也进一步开阔了学生的视野，为毕业设计及今后的工作打下坚实的基础。

五、在实践过程培养学生自己动手解决问题的能力在布置设计任务后，学校不给任何设计方案，而是让学生充分发挥想象，调动主观能动性，根据设计要求，自己通过查阅资料独立地提出设计方案及方案论证，然后由教师进行逐一检查，在确定可行后，在指导教师的指导下，由学生独立地完成传动装置总体设计和结构设计以及传动零件的设计计算。通过设计过程，一方面学生在综合应用知识解决问题方面得到了锻炼，增强了解决实际问题的自信心，另一方面在设计过程中，很多学生会发现一些平时学习中没有注意到的问题，通过指导教师的引导、启发，找出问题的原因，学生再自己动手解决这些问题，这样就可以锻炼学生独立发现问题并解决问题的能力。由于实践条件及客观方面的限制，目前在校学生的实际动手锻炼机会较少，而课程设计正是为学生创造了一个自己动手、独立进行实践的机会。因此，强化课程设计环节的锻炼，可以很好地培养学生的动手能力。

六、在答辩和总结过程对各题目给出客观的评价，提高学生全面综合考虑问题的能力课程设计的答辩和总结是整个设计过程中十分关键的环节。答辩是对学生设计成果的一次全面检阅，通过准备答辩，学生可以系统地回顾和总结设计的内容，理清设计思路，找出设计的不足，分析还不太明了的或考虑不全面的问题，深化设计成果。另外，通过答辩还可以训练学生的概括能力、表述能力，从而使准备答辩和答辩的过程，成为课程设计中的一个继续学习与提高的过程。

指导教师在答辩后所作的总结与点评,对培养学生的综合能力起着非常重要的作用。通过总结，可以将学生们在设计中的新思路、新想法总结给全体学生，也可以将学生们在设计中出现的问题提出来，避免以后再出现类似的问题。同时通过总结，还可以将各组学生的设计情况进行必要的评价，从方案分析、强度计算、结构化和工艺性等各方面，对各组学生所做设计的可行性和优缺点及应改进和完善的方面进行分析评价，这样一方面可以使得学生们不仅更好地掌握了自己设计的内容，同时又进一步了解了其他各组学生的设计内容，相互启发，取长补短，提高了学习效率，另一方面，通过总结进一步明确学生的设计思路，以及对各阶段、各环节的深入认识，这个总结的过程就是一个提高、深化的过程，可以使学生对知识的理解更深刻，对机械设计的方法更了解、更明确。

在答辩和总结过程中，指导教师应根据题目的不同、完成情况的不同、完成效果的不同，实事求是地对各组学生的设计情况进行讲评，给出客观的评价。在讲评时，强调各设计题目应综合考虑零件结构、加工、装配、经济性、零件与其他零部件的关系，以及如何处理好理论计算与结构设计的关系，结构设计和各部分的协调以及单个零件与整机之间的关联关系。从而使设计更加合理、实用、经济，这样有利于提高学生全面综合考虑问题的能力。

综上所述，只有在课程设计前做好各项准备，在课程设计过程中把握住选题时，注重理论联系实际，综合运用知识；在设计过程中，引入现代的设计方法，培养学生运用计算机的能力和创新能力，锻炼学生综合运用知识的能力、查阅技术资料的能力；在实践过程中，锻炼学生自己动手解决问题的能力；在答辩和总结过程中，对各题目给出客观的评价。这样才能在总体上更好地提高学生的综合素质与能力，取得课程设计的良好效果，真正达到课程设计教学的目的。

参考文献：

［1］曹杰,张丽,于影辉.《机械设计课程设计》改革与实践［J］.农机化研究，2003，(3).

［2］姚旭东.加强课程设计 强化创新能力培养［J］.中国大学教学，2011，(6). 2014年6月第33卷第6期

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