機械設計教學研究與創新能力的培養論文

　　機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械效能的最主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件***如材料、加工能力、理論知識和計算手段等***下設計出最好的機械，即做出優化設計。優化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作效能、最低製造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境汙染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。以下是小編今天為大家精心準備的：機械設計教學研究與創新能力的培養相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!

　　機械設計教學研究與創新能力的培養全文如下：

　　摘 要：結合《DSP原理及應用》課程在電氣工程的應用背景，針對實驗教學中體現的不足，在充分考慮了電子技術特別是DSP晶片的更新換代的加快的同時，設計了適合基礎理論教學又能夠緊跟DSP應用現狀的TMS320F28027為核心的DSP實驗裝置和設計了與電氣工程結合緊密的實驗專案，提出設計功能模組化裝置來提高實驗教學質量和提高學生的熱情，口袋化的實驗裝置也便於學生使用將實驗操作延伸至實驗室外。

　　關鍵詞：DSP;實驗教學;

　　機械設計傳授如何把理論技術和經驗方法運用到生產實踐， 因此這門課程具有很強的設計性、多樣性和實踐性[1]。 在新形勢下，國家大力推進創新型國家的建設，核心就是把自主創新能力作為發展的戰略基點，因此要求大學課程鼓勵和激發出學生的創造能動性。 然而，目前高校學生普遍存在實踐動手能力不強的問題，更遑論創新思維和創造能力。 這就導致學生的能力與社會需求存在一定的斷層。究其原因，客觀上這門課程知識點多且散，人均實驗裝置少及實踐活動有限，學生前期接觸實際工程的機會很少甚至沒有，這些都會給教學增添困難，因此需要通過良好的教學方式進行克服[2]。然而目前傳統教學中存在的問題無法解決客觀的困難，束縛了學生綜合能力的發展。

　　1 傳統教學存在的問題

　　目前高校的機械設計教學普遍存在以下問題：

　　***1*** 學生興趣不足，積極性、主動性不強。由於機械設計課程綜合性很強，並且與實踐聯絡緊密，對於從基礎課剛轉入到專業基礎課學習的學生來說，這門課程內容相對複雜、抽象，再加上學生實踐經驗缺乏，對知識點很難理解到位。這些問題導致學生對機械設計課程的興趣缺乏，學習積極性、主動性很難調動起來。

　　***2*** 學生的實際動手能力不強。相對於枯燥的課堂理論學習，學生對動手做實驗比較感興趣，但由於有限的實驗條件以及安全等因素的考慮，實驗教學單位往往只能安排學生開展幾個有限的實驗專案，並且多是在現成的模型上觀察機構的運動情況或者測繪，學生的實際參與度其實並不高，更談不上讓學生參與設計或改進實驗，對學生的動手能力提高不大。

　　***3*** 難以提高學生的創造能力。多年來，機械設計課程設計題目一直侷限在二級圓柱/斜齒齒輪減速器的總體設計上，這個設計物件能夠把機械設計課本中的帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承等大部分內容都應用進去，可以說是對機械設計課程內容的一次完整回顧與運用。但人人都是一樣的題目，僅具體引數略有不同，設計思路與步驟都已成固定模式，嚴重影響學生的創造性，可想而知，課程設計的效果堪憂。

　　***4*** 考核形式單一。機械設計考試一般採用閉卷形式，注重考查學生對通用零件的基本理論知識的掌握程度，而對工程實踐問題的設計與分析能力考核較少，無法反映學生的創新能力。課程設計雖然採用了一對一答辯的形式，但考核重點在圖紙上的錯誤之處及對設計內容的認知程度上，而沒有對學生在設計中的創新給予更多有針對性的指導，無法起到啟迪學生創新思維的作用。

　　因此，傳統的教學內容和方法已經無法完全滿足新時代下培養優秀技術人才的教學需求，充分發揮高校的人才培養、知識傳承與創新和服務社會的職能。那麼就需要教師改革現有教學方式和方法，嚴格掌控教學和實踐環節的質量，不僅使學生掌握通用零件設計的基礎理論知識，更是要重點培養其創新和實踐能力。

　　2 教學內容與方式的改革創新

　　***1*** 課堂教學創新

　　課堂教學是學生進行實驗和實踐的基礎，首先要從課堂教學入手引起學生學習的興趣，調動其學習積極性，那麼就必須將創新意識融入課堂教學。

　　第一，教師需要改變以往採取的“滿堂灌”的教學方式，為了激發學生的活躍思維，應當採取靈活的講課方式與方法，能夠啟發學生的思想，特別是要給學生創造思考和學術討論的機會。比如，當講授“齒輪傳動”這一章內容時，需要在上一節內容快結束時，引出齒輪傳動相關的實際問題;簡單地介紹該齒輪傳動的載荷及工況要求後，要求學生課後自行分析思考：宜選用何種齒輪傳動形式，如何設計齒輪的具體引數等等。到下一節課，就先由幾個學生提出各自的設計方案，其他學生對他們的方案進行評價，給出意見和建議，對方案進行改進和完善。集思廣益，在討論的基礎上確定出最為合適的設計方案。最後，由教師進行歸納和總結。通過這種形式，可以活躍課堂氛圍，促使學生積極思考，課外也能自覺去查詢資料、資料;此外，通過這種思考和討論，學生也能把之前所學的知識進行應用和鞏固，提高了其分析問題、解決問題的能力。

　　第二、課堂的講課內容需要做調整，由於教材編寫、出版需要較長的週期，導致教材內容跟學科發展前沿的理論、技術存在滯後性。因此，為了開拓學生的視野，瞭解學科當前的發展現狀，教師上課應當結合自己的科研課題或者查閱最新文獻作一定的選取和補充。實踐證明，這種啟發式創新教學，以教師為主導，學生為主體的形式能夠實現師生的良好互動，達到思維上的“共振”，進而提高課堂教學質量。

　　***2*** 實驗教學創新

　　實驗教學是對課堂教學的必要補充，不僅對理論知識起到驗證作用，而且能夠提高學生的動手能力。但長期以來，機械設計有限的幾個實驗也只停留在演示、驗證的階段，對學生創新能力的培養無太多益處。實驗課中，往往是幾個學生一組圍著一臺裝置按著既定的步驟進行實驗，對於實驗中的一些現象和結果，學生很少會去思考為什麼，這種被動接受的情況顯然不利於開闊學生的創新思維。因此，有必要加大投入，增加實驗裝置臺套數，爭取讓每個學生都能親自動手實驗。另外，可以對實驗室採取開放管理的形式，比如對傳動系統創意組合實驗，可採用階段式全天開放，方便學生在規定時段內隨時觀察、自學和實驗。

　　至於實驗模式方面，可以採用傳統實驗模式同虛擬實驗相結合進行改革。傳統實驗模式是學生通過操作實驗裝置、儀器來完成規定的實驗專案。在此過程中，學生往往對實驗裝置缺乏感性認識，實際操作起來也往往諸多困難，以至於在有限的實驗課時內無法很好的觀察實驗結果。而虛擬實驗是在計算機上對實驗專案及其過程進行模擬，在實驗過程中，學生是通過控制特定的課件來演示實驗過程，可以幫助學生更好的理解實驗原理和概念。並且，學生不僅可以在實驗室進行虛擬實驗，還可以通過拷貝軟體到個人電腦上實驗或者聯網進行線上實驗，這就使得實驗不受時間和空間的限制，不僅可以提高教學效果，也有利於培養學生的實踐能力和學習能力。

　　***3*** 課程設計創新

　　對課程設計進行創新改革，首先，設計題目要多樣，採用基本指定和學生自主選題相結合的方式。鼓勵學生選取與工程實踐聯絡緊密，並且自身對其已有一些感性認識的系統或機構進行設計。在具體設計過程中，可以應用變異設計和適應設計的原理參照設計樣本進行設計。其次，改革設計方法和手段。在設計中要融入現代設計理念與方法，比如可靠性設計、優化設計，還要引入計算機技術手段[3]。目前，企業普遍採用輔助設計軟體Pro/E， UG， Ansys等[4]，比如採用UG對機構進行三維建模，接著採用ANSYS對建好的虛擬模型進行CAE分析，然後根據分析結果不斷改進模型，最後得到一個符合創新設計要求的虛擬模型。因此，研究者也鼓勵學生利用這些輔助設計、分析軟體進行課程設計。

　　***4*** 課程考核創新

　　考試是教學評價的重要手段，也是對學生學習的一次綜合檢驗，不管是對教師還是學生都具有非常重要的導向作用。研究者將考核分作考勤、作業、筆試和實驗四部分，每個部分根據實際情況設定所佔比重。考勤採用不定期的形式。作業分課內作業和課外作業。課內作業由教師隨堂布置，馬上上交，以避免學生抄襲，這樣可以更好的反映學生的課堂學習情況。課外作業題目應偏向設計型，一題多解，鼓勵學生自己去查閱資料、上網檢索、綜合運用所學知識來解決問題，如此可以培養他們收集資訊、整理歸納資料及分析處理資訊的能力。筆試還是採取以往閉卷形式，筆試成績所佔比重要縮小。實驗成績則有實驗教師根據學生實驗的具體情況來定。通過這樣一個綜合的考核方式，能夠給予學生一個比較公平、科學、客觀的成績。

　　3 結語

　　實踐證明，通過對機械設計教學改革和學生創新能力的培養與實踐，教學效果得到明顯的提升，極大地調動了學生的學習興趣與學習積極性，提高了學生綜合運用各類相關知識、資訊去分析和解決工程實踐問題的能力，同時學生的創新能力明顯增強。教學的改進與創新能夠為培養綜合型、創新型的機械設計人才打下堅實的基礎。隨著教育改革的不斷深化，圍繞國家和社會對新時代科技人才培養的要求，今後還將進一步改革該課程的教學、考核方式，不斷提高教學質量和教學效果。