《机械制造技术基础》课程设计与提高学生综合能力的探索

一、机械制造技术基础课程设计的目的和特点

在第三学年春季学期期末，机械设计制造及其自动化专业的学生利用3周的时间进行机械制造技术基础课程设计。

1.课程设计目的

机械制造技术课程设计是在学院机械制造技术基础课程结束、完成生产实习之后，进行的一项综合f生课程设计，是机械类专业重要的实践教学环节。通过课程设计使学生一方面获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力，另一方面能巩固与扩大工艺知识、结构设计知识，为毕业设计做准备，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作奠定坚实的基础。

通过机械制造技术基础课程设计实践环节，学生能够运用机械制图、机械设计、工程材料、机械制造技术基础等课程中的基本理论和生产实践知识正确地解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，合理完成夹具设计的训练，提高结构设计能力，学会使用相关的手册及图册资料。

2.课程设计特点

(1)涉及的知识面广。设计过程中涉及很多课程知识，包括工程图学、机械工程材料、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、机械制造技术基础等相关知识。机械制造技术基础课程设计是将综合知识合理运用并有机结合起来的训练过程，一些基础课程的掌握程度对课程设计顺利完成至关重要，应融会贯通。

(2)课程设计实践性强。课程设计是以机械制造中的工艺问题和夹具设计作为设计内容，从培养学生应用能力出发，以工艺为主线，注重机械制造技术应用能力的培养和工程素质教育，对培养学生分析问题和解决问题的能力、创新能力、实践能力等起着重要的作用。

(3)知识灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性，在不同的条件甚至在相同条件下可以有不同的处理方法，必须根据具体情况进行客观的分析。机床夹具设计可以有多种设计方案，需要对各设计方案进行比较，分析各方案的优缺点，选出最佳设计方案。

(4)与企业工厂生产联系密切。设计内容与工厂的实际加工生产环境紧密相关，很多设计的题目就是直接来源于企业工厂，生产实习效果的好坏直接影响到课程设计的效果。由此可见，课程设计不能局限于书本的知识，更重要的是与生产实际联系起来。

(5)需要设计资料比较多，查找难度增大。设计时理论计算和结构绘图要查找相应教材、设计手册和图册，包括机械制造技术基础、机床夹具设计、机械制造工艺学课程设计指导书、机械制造技术基础课程设计指南、机械制造工艺设计简明手册、实用金属切削加工简明实用手册、机械零件设计手册、机床专用夹具图册等资料。在这门课程设计之前学生接触设计手册和图册比较少。

二、机械制造技术基础课程设计现存的主要问题和弊端

1.设计目的不够明确，对课程设计重要性认识不足

学生对课程设计的目的和重要性普遍认识不够，一些学生没有认识到这是一次理论联系实际和锻炼实践能力的好机会。课程设计期间大多数学生不能将学过的理论知识和设计内容有机联系起来，对有些问题不能主动去思考和分析。受传统教学思想的影响，将此次课程设计与一些基础课程设计同样对待，认为可以对照设计指导书设计步骤和相关图册就可以完成，设计的自主性不强，造成设计效果不理想，不利于学生实践能力的培养。

2.学生综合运用理论知识和信息资料的能力较弱

学生不会从设计题目和任务中发现主要问题，抓住主要矛盾，主要表现在对学过的知识掌握不够扎实，不能和设计内容结合起来，在设计开始阶段无从下手，等待和依靠指导教师来指导。学生缺乏参阅文献资料中有用内容为设计提供所用的思路和方法，导致了对设计内容、要达到的目标不清晰，设计思路混乱，创造性体现不出来。

3.学生表达设计意图的能力普遍较差

大部分学生对设计计算说明书的撰写极不规范，如对设计思路、原理、方法的阐述条理不清，不能对现已取得的相关结论、成绩及存在的问题作出必要的阐述，目录和内容对不上，缺少参考文献等。部分同学在答辩中不能在规定的自述时间内恰到好处地介绍自己的设计内容，论述主次不分，不能将解决问题的思路和方法正确表述。夹具设计时，零件装配关系漏标，零件的制造工艺和装配工艺差，装配图结构绘制不规范，结构设计基本功有待提高。

4.缺乏团队协作精神

尽管学生们能够独立思考，完成设计任务，但还需要集思广益，吸取别人的正确意见。在实际设计过程中往往出现两种不良现象。一种现象是部分同学对设计中出现的种种困难容易产生畏难情绪、缺乏自信，不愿刻苦钻研，最后干脆放弃自己的尝试，等待抄袭别人的成果。另一种现象多发生在由几个同学组成的设计小组中，在设计中同学大多各自为政，各行其是，导致同学间的设计进度不一，无法按时为同组同学提供必要的设计参数而浪费许多不必要的时间，或者负责总体的同学包揽了大部分的工作，其他的同学的积极性没有调动起来，显得无所事事。

以上一些问题暴露出学生实际动手解决问题的能力差，综合能力的不足，主要原因是学生长期受到“应试教育”的影响，以对学生灌输现成的知识为目的，以卷面考试评价学生成绩，由此养成学生只会死记硬背、不会举一反三。学生的思维处于严重封闭的状态，不能随机应变，独立地从事设计工作。

三、探讨课程设计教学体系的改革发展思路

在机械制造技术基础课程设计教学环节上，尽量利用课程设计一些优势，培养学生的创新意识和实践能力，提高学生的综合素质。

1.明确课程设计培养目标。转变课程设计理念

机械制造技术基础课程设计既是巩固学生已学过的知识而进行的教学环节，又是学生在完成生产实习之后将生产实践与理论知识很好结合的一次综合训练过程，可以为毕业设计打下良好基础。机械制造技术基础课程设计不能被简单地看成只是教学中的一个过程，要转变课程设计理念，充分认识到课程设计是培养学生实践能力、创新精神和综合素质的最有效途径，通过课程设计来全面培养并提高其独立工作能力和主动适应专业工作环境的素质。

2.加强课程设计指导教师队伍建设

教师能否正确引导学生在设计中发现问题，解决问题，提高学生对课程设计的热情，这对保证课程设计质量至关重要。建立一支高素质的课程设计指导教师队伍是提高课程设计质量的关键。指导教师在设计过程中处于主导地位，应重视指导老师的培养工作，尽量多安排富有经验的教师指导设计。另一方面要加快对年轻教师的培养，稳定现有的指导教师队伍。

3.重视课程设计题目的选择，丰富课

程设计内容

课程设计题目的选择是否合理将直接影响到学生完成课程设计的效果，课程设计题目设置既要符合教学要求，内容上要有现代意识和一定的先进性，又要让课程设计题目具有一定的实用性、可行性，还要尝试题目的多样化，扩大课程设计知识范围。让学生根据个人能力自主选择给定的设计题目，教师对学生选择设计题目的难易程度做到心中有数，整体把握。只有设计题目的多样化，才可以拓宽知识范围，同时加强同学们之间、师生之间的多沟通、交流、合作，丰富课程设计内容和设计思路，多方位培养学生互助精神和团队精神。

4.加强课程设计管理工作，提高设计质量

由于高校招生规模的不断扩大。学生人数的增加，势必给课程设计的组织管理工作带来了一定困难，需要建立和完善课程设计管理制度。课程设计教学大纲要进行适当的修改与更新，以适应课程设计内容的变化要求。制订严格课程设计纪律，强调遵守课程设计纪律的重要性，加强课程设计的过程管理工作。

5.强调学生在课程设计中的主体地位

在课程设计开始前，首先就要让学生们明确自己是这个实践活动的主体，从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计、计算乃至设计说明书完成，都要亲历亲为，消除学生们的依赖心理，更有助于发挥他们的主动性和创造性，提高他们的实践能力。这样一来，在他们今后遇到问题时就会独立分析、思考解决问题的办法，这样也就达到了课程的目的。

指导教师从开始布置设计任务时就要引导学生了解设计目的、设计题目产生的背景、研究意义与应用价值，解决遇到的问题可能需运用哪些知识、技能和方法，发挥学生课程设计主体作用，让学生自主制定可行的工艺路线和结构设计方案，并能正确评判设计结果。

6.客观评定课程设计成绩

考核是对学生在整个课程设计阶段的表现和工作质量的全面评价，也是调动学生实习积极性的一个措施，要严格实习考核，确保实习质量。

在过去对某些个体评价成绩的方法，比较多地强调过程评价及印象分，无法对某些个体参加课程设计、对问题解决的基本能力进行评价，对学生实际动手能力的提高关注不够。关注过程、兼顾结果，强调评价项目多元，是课程设计本质的内在要求。从实践上看，如果课程设计成绩评价的具体指标体系或评价要点、评价制度、评价方法不易落实或太繁杂，将达不到课程设计成绩评价的目的。通过实践证明，课程设计成绩评价的技术问题可采用将课程设计的目标具体化，把课程的总体目标具体分篇为若干个基本指标，每级基本指标对应具体的成绩，总体成绩即为各个基本指标所得成绩的综合。各基本指标的设置应能根据具体实际，设计成可观察、可测量的项目。通过这样的方法来评分，更能较真实地反映某个个体在课程设计过程中的实际情况，避免错误打分和凭印象给分的现象，反映学生课程设计真实成绩。

在机械制造技术基础课程设计的成绩评定基本指标包括出勤考核(占20分)、绘制图纸质量(占30分)、设计说明书(占30分)、答辩表现(占20分)四项。出勤考核能客观反映学生出勤情况，工作态度，有利于调动学生的积极性。绘制图纸质量能反映夹具结构设计是否紧凑合理，是否具有创造性，是否符合国家制图标准。设计说明书能反映零件加工工艺规程制订是否合理，计算是否准确和详实，说明书撰写是否规范等等。课程设计完成后，要进行课程设计的答辩，进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力，根据学生回答教师提出的问题情况，更准确地了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。

四、发挥课程设计优势，提高学生综合素质和能力

1.提高学生资料检索的能力，学会查找和使用资料

学生选定设计题目后就要准备合适的参考书、手册和图册，在工艺设计过程中借助“机械制造工艺学”、“机械制造工艺设计简明手册”、“切削加工简明实用手册”和“实用金属切削手册”等资料制订出零件的加工工艺规程，在夹具结构设计过程中借助“机床夹具设计”、“机床专用具图册”和“机械制造技术基础课程设计指南”等资料确定零件加工专用夹具结构方案。通过设计资料的使用，学生可以掌握设计一些数据的查找方法和查找过程，可以培养学生独立分析和解决问题的能力，进一步熟悉和了解本专业领域相关的科学技术。

2.锻炼和提高学生动手能力

在课程设计完成过程中，学生在工艺设计时对零件进行工艺分析的基础上，制订零件的工艺路线和划分粗、精加工阶段，分析比较零件加工方案后再从中选择比较合理的加工方案，进行必要的工序尺寸计算，根据粗、精基准选择原则合理选定各工序的定位基准，选择机床及夹具和刀具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量和时间定额。学生在夹具结构设计时要能够根据工序卡片规定的定位夹紧方法，正确选择夹具元件，能正确进行定位误差和夹紧力计算，合理布置夹紧力作用点、作用方向和正确确立夹紧结构，能够根据国家制图标准运用必要的视图完整地表达出零件专用夹具结构，能正确标注设计尺寸，合理标注技术要求。以上独立的设计工作对学生实际动手能力的提高意义非常重大，为毕业设计和今后工作奠定了坚实基础。

3.培养学生独立工作和创新能力

课程设计涉及的内容与课堂上所学的不尽相同，学生需要结合设计题目和教师提供的图纸灵活地运用书本知识、手册数据和图册知识，独立完成零件加工工艺规程和夹具结构设计任务，这样就给学生提供了―个锻炼自学和工作能力的空间。学生在课程设计中不断地学习和探索，寻找自己的解决问题的方法，其过程就是一种创新型的学习过程，这种学习效果是显而易见的。设计过程关键在于营造学生敢于标新立异的设计教学氛围，在整体上提出规范化的指导意见，至于用何种方法去实现，则应放手让学生自由发挥，激发学生的创新潜能。