數(shù)字化機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐論文

　　創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科技成果進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計(jì)出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實(shí)用成果性的一種實(shí)踐活動(dòng)。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的：數(shù)字化機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考閱讀!

　　數(shù)字化機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐全文如下：

　　機(jī)械設(shè)計(jì)能力是機(jī)械類專業(yè)大學(xué)生的一項(xiàng)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容主要由理論教學(xué)和相關(guān)課程設(shè)計(jì)兩部分組成。它在整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃中起著承上啟下的橋梁作用。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容體系只注重對學(xué)生傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)實(shí)踐還停留在二維繪圖階段，忽略學(xué)生三維數(shù)字化設(shè)計(jì)思想和能力的培養(yǎng)。以三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)為代表的數(shù)字化設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)的一種核心技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，不僅為機(jī)械工程師提供了一種方便高效的繪圖工具，更重要的是機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)程序、思維方式、交流與協(xié)作方式及機(jī)械工程師的角色等，都將會(huì)因?yàn)閿?shù)字化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)而發(fā)生重大的變化。所以，對面向數(shù)字化設(shè)計(jì)對機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系和教學(xué)方法進(jìn)行改革，使機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生能夠迅速適應(yīng)數(shù)字化設(shè)計(jì)的要求，更加貼近企業(yè)對應(yīng)用型機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)人才的需求。

　　一、數(shù)字化機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教學(xué)改革的作用

　　1.適應(yīng)社會(huì)和就業(yè)的需要

　　從對上海的企業(yè)調(diào)研和畢業(yè)生反饋的信息看，當(dāng)前大部分機(jī)械制造業(yè)的企業(yè)基本上實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造，其中國內(nèi)大中型企業(yè)和研究院已全部實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，機(jī)械工程技術(shù)人員普遍采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)來完成工程設(shè)計(jì)已成為一種必然趨勢。因此，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，注重知識及應(yīng)用的與時(shí)俱進(jìn)，已成為培養(yǎng)機(jī)械行業(yè)人才要求。把數(shù)字化設(shè)計(jì)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)當(dāng)中，使學(xué)生掌握更現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法，為學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　2.促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)能力的提高

　　在我校學(xué)生在大學(xué)一年級主要學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》和《計(jì)算機(jī)繪圖》等課程，重在培養(yǎng)學(xué)生的二維繪圖和識圖能力;而在高年級的專業(yè)課程中，直接講授三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件的工程應(yīng)用，難度大、效果差。在大二期間，將數(shù)字化設(shè)計(jì)結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)》《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)，不但可以為學(xué)生后面專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，降低專業(yè)課程的學(xué)習(xí)難度，而且能對機(jī)械設(shè)計(jì)能力的提升起到促進(jìn)作用。數(shù)字化設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)作圖多、任務(wù)重的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)結(jié)果具有較強(qiáng)的直觀性，容易引起學(xué)生的興趣。

　　3.利于學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

　　隨著各高校對卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的重視，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為高等學(xué)校一項(xiàng)非常重要的教學(xué)改革內(nèi)容。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的重要一環(huán)，必須更新教育理念、探索新的課程教學(xué)模式、加強(qiáng)課程內(nèi)容與社會(huì)實(shí)踐的聯(lián)系、積極探索以素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)為特征的新型課程模式。將數(shù)字化設(shè)計(jì)引入到機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)培養(yǎng)當(dāng)中，對學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以起到積極的推動(dòng)作用，因?yàn)閿?shù)字化設(shè)計(jì)優(yōu)勢十分有利于學(xué)生空間想象能力、設(shè)計(jì)能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，學(xué)生可以借助數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件把自己的工程設(shè)計(jì)想法通過三維實(shí)體設(shè)計(jì)表達(dá)出來，激發(fā)學(xué)生不斷探索、實(shí)踐和創(chuàng)新的欲望，進(jìn)而促進(jìn)其工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的提高。

　　二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教學(xué)改革的思路

　　數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是根據(jù)數(shù)字化設(shè)計(jì)本身的特點(diǎn)及其在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的應(yīng)用特點(diǎn)來進(jìn)行，不能簡單地增加設(shè)計(jì)軟件使用操作教學(xué)內(nèi)容，或在原來的課程體系中再增加幾章獨(dú)立的、自成體系的數(shù)字化設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。而應(yīng)結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的特點(diǎn)，對整個(gè)課程內(nèi)容體系進(jìn)行必要的改革。

　　(1)以工程素質(zhì)教育和實(shí)際能力培養(yǎng)為目標(biāo)，構(gòu)建數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容體系。主要包含數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，數(shù)字化設(shè)計(jì)理念、流程及特點(diǎn)，數(shù)字化設(shè)計(jì)工具簡介，數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)訓(xùn)練等類型的課程內(nèi)容。同時(shí)探尋建立數(shù)字化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容之間，以及與其它數(shù)字化設(shè)計(jì)課程之間有機(jī)的聯(lián)系。

　　(2)機(jī)械設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)做相應(yīng)的改革，使數(shù)字化設(shè)計(jì)的思想和方法真正融合到機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)與實(shí)踐當(dāng)中，最理想的方式是能夠讓學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)中熟悉和掌握數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，這樣機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)的才能夠適應(yīng)數(shù)字化時(shí)代的要求。

　　三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

　　1.課程教學(xué)內(nèi)容改革

　　在授課時(shí)，應(yīng)淡化對理論公式的推導(dǎo)，加強(qiáng)對工程應(yīng)用的講解，如齒輪的強(qiáng)度計(jì)算，螺紋連接強(qiáng)度計(jì)算等;對一些非重點(diǎn)章節(jié)，如鏈傳動(dòng)、進(jìn)行引導(dǎo)性的講解;對難度相對簡單的章節(jié)，如聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器、彈簧等，可以采用教師簡單概述，讓學(xué)生課下與結(jié)合思考題自學(xué)方式。這樣可將機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)理論教學(xué)壓縮到96學(xué)時(shí)左右，留出大約20學(xué)時(shí)對數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)行講授。在數(shù)字化設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中，不追求難度和深度，以使學(xué)生能夠完成課程設(shè)計(jì)為目標(biāo)，注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，如教授學(xué)生如何利用軟件自帶的幫助文件和用戶手冊，獨(dú)立進(jìn)行軟件功能的自主學(xué)習(xí)。在課程的安排上，采用每兩周2學(xué)時(shí)的上機(jī)課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生模仿課堂的例子，并安排一定量的課外習(xí)題。這樣使學(xué)生長期不斷地學(xué)習(xí)，便于學(xué)生提高實(shí)際設(shè)計(jì)能力。

　　2.課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用

　　對于機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中重要實(shí)踐環(huán)節(jié)――課程設(shè)計(jì)，將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維作圖是改革的一個(gè)重點(diǎn)。目前，我校課程設(shè)計(jì)題目一般采用通用機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，以齒輪減速器設(shè)計(jì)為主。學(xué)生在兩周的設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)的設(shè)計(jì)方案的分析和計(jì)算、零件設(shè)計(jì)裝配圖和零件圖的繪制、設(shè)計(jì)說明書的編寫等任務(wù)。在設(shè)計(jì)過程中需要學(xué)生查閱大量的資料，進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)。

　　由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間較緊，大部分同學(xué)在進(jìn)行零件強(qiáng)度設(shè)計(jì)后，直接進(jìn)行零件圖和裝配圖手工繪制，往往忽略設(shè)計(jì)的整體性，草草地畫完所有圖紙，直接影響教學(xué)效果。將數(shù)字化設(shè)計(jì)引入到課程設(shè)計(jì)后，學(xué)生可以應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件參數(shù)化功能，對原零件圖和裝配圖進(jìn)行特征修改，使零件結(jié)構(gòu)的變化直接在三維視圖中展現(xiàn)。然后，利用三維轉(zhuǎn)二維圖紙的功能生成工程圖，并進(jìn)行必要的視圖表達(dá)修改和標(biāo)注。這樣就大大節(jié)省傳統(tǒng)二維作圖的時(shí)間，使學(xué)生有更多的時(shí)間去考慮“設(shè)計(jì)”，從而可以提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

　　3.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)研討課的開設(shè)

　　機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力包含應(yīng)具有良好的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新理念、敏銳的創(chuàng)新思維、基本的創(chuàng)新技能和優(yōu)秀的創(chuàng)新人格。研討課有效地探索了研究型、合作式、自助性的課堂教學(xué)模式，體現(xiàn)了“學(xué)思結(jié)合、因材施教、分類培養(yǎng)”的教育思想，促進(jìn)了在教育思想觀念方面的深刻變革。目前，我校已開設(shè)“產(chǎn)品開發(fā)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)”研討課，和機(jī)械設(shè)計(jì)類課程中創(chuàng)新設(shè)計(jì)研討課，教學(xué)效果顯著。

　　4.問題驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)式教學(xué)方法

　　針對機(jī)械設(shè)計(jì)和數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐性均較強(qiáng)的特點(diǎn)，強(qiáng)化理論課和實(shí)踐課案例教學(xué)，注重問題啟發(fā)教學(xué)內(nèi)容的精選和問題的設(shè)計(jì)，著重講清工程設(shè)計(jì)案例問題是什么、工程設(shè)計(jì)案例問題的背景是什么、工程設(shè)計(jì)案例問題的性質(zhì)是什么、工程設(shè)計(jì)案例問題的解決方法是什么等內(nèi)容。使所學(xué)的知識更加具體，并給學(xué)生留有一定的思維空間，活躍學(xué)生的創(chuàng)新思想。

　　四、數(shù)字化機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教學(xué)實(shí)踐的注意事項(xiàng)

　　1.不斷加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)

　　數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課主要是根據(jù)機(jī)械類專業(yè)的實(shí)際情況，為學(xué)生講授有關(guān)數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟件、圖形圖像理論、設(shè)計(jì)與造型方法，設(shè)計(jì)特點(diǎn)等共性的知識，使學(xué)生形成一個(gè)清晰的數(shù)字化設(shè)計(jì)框架，能夠在大腦中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化模型的構(gòu)造。

　　2.強(qiáng)化“設(shè)計(jì)”理念

　　機(jī)械設(shè)計(jì)的最終目的是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，其設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是為產(chǎn)品及其生產(chǎn)而設(shè)計(jì)。在課程教學(xué)改革時(shí)，需要不斷強(qiáng)調(diào)的就是設(shè)計(jì)。機(jī)械類專業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)的核心是設(shè)計(jì)，而不是繪圖。教改應(yīng)該始終按機(jī)械設(shè)計(jì)基本能力教學(xué)為主、數(shù)字化設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)思路進(jìn)行，使學(xué)生掌握基本的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，并能獨(dú)立進(jìn)行簡單數(shù)字化設(shè)計(jì)。對于機(jī)械類專業(yè)學(xué)生而言，最需要的是在數(shù)字化設(shè)計(jì)工具的幫助下，獲得對整個(gè)產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工到市場推廣的全面控制能力。

　　這種設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)就能夠與CAD、CAE、CAM乃至虛擬設(shè)計(jì)與虛擬制造系統(tǒng)相銜接。所以，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中強(qiáng)化設(shè)計(jì)的理念，要讓學(xué)生清楚地認(rèn)識到數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)不僅可以用計(jì)算機(jī)技術(shù)來繪制各種各樣的裝配\零件設(shè)計(jì)圖，尤為重要的是它可以輔助進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真、有限元分析、裝配檢查等功能分析;可以有效地將機(jī)械設(shè)計(jì)各個(gè)設(shè)計(jì)過程有機(jī)地結(jié)合起來，使各個(gè)階段的設(shè)計(jì)成果為其后的設(shè)計(jì)制造過程直接使用，從而大大提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

　　3.在教學(xué)實(shí)踐中，由于數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)相對降低了機(jī)械設(shè)計(jì)的理論難度，學(xué)生對相關(guān)數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件學(xué)習(xí)興趣將會(huì)大幅提高，甚至有些同學(xué)會(huì)主動(dòng)“開快車”，在數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件學(xué)習(xí)上花掉太多精力，忽略了對機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識學(xué)習(xí)。所以，任課教師要積極引導(dǎo)學(xué)生正確對待數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件和機(jī)械設(shè)計(jì)理論學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，做好協(xié)調(diào)工作。

　　4.隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的不斷提高，教師還可以適當(dāng)擴(kuò)展講解運(yùn)動(dòng)仿真和CAE的相關(guān)知識，使學(xué)生對機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展有進(jìn)一步的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

　　五、結(jié)語

　　機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教學(xué)的設(shè)計(jì)和改革，需要在教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教材建設(shè)、師資培養(yǎng)、教學(xué)方法，硬件與軟件環(huán)境建設(shè)等諸多方面的協(xié)調(diào)配合，需要充分調(diào)動(dòng)和協(xié)調(diào)學(xué)校資源，才可能取得更佳的效果。同時(shí)，也需要我們在教學(xué)實(shí)踐中堅(jiān)持不懈地研究和實(shí)踐，不斷積累，不斷研究，不斷創(chuàng)新。