機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。機械設(shè)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(shè)計出最好的機械，即做出優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。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。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準備的：機械設(shè)計教學(xué)研究與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!

　　機械設(shè)計教學(xué)研究與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)全文如下：

　　摘 要：結(jié)合《DSP原理及應(yīng)用》課程在電氣工程的應(yīng)用背景，針對實驗教學(xué)中體現(xiàn)的不足，在充分考慮了電子技術(shù)特別是DSP芯片的更新?lián)Q代的加快的同時，設(shè)計了適合基礎(chǔ)理論教學(xué)又能夠緊跟DSP應(yīng)用現(xiàn)狀的TMS320F28027為核心的DSP實驗裝置和設(shè)計了與電氣工程結(jié)合緊密的實驗項目，提出設(shè)計功能模塊化設(shè)備來提高實驗教學(xué)質(zhì)量和提高學(xué)生的熱情，口袋化的實驗裝置也便于學(xué)生使用將實驗操作延伸至實驗室外。

　　關(guān)鍵詞：DSP;實驗教學(xué);

　　機械設(shè)計傳授如何把理論技術(shù)和經(jīng)驗方法運用到生產(chǎn)實踐， 因此這門課程具有很強的設(shè)計性、多樣性和實踐性[1]。 在新形勢下，國家大力推進創(chuàng)新型國家的建設(shè)，核心就是把自主創(chuàng)新能力作為發(fā)展的戰(zhàn)略基點，因此要求大學(xué)課程鼓勵和激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造能動性。 然而，目前高校學(xué)生普遍存在實踐動手能力不強的問題，更遑論創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。 這就導(dǎo)致學(xué)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，人均實驗設(shè)備少及實踐活動有限，學(xué)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(xué)增添困難，因此需要通過良好的教學(xué)方式進行克服[2]。然而目前傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題無法解決客觀的困難，束縛了學(xué)生綜合能力的發(fā)展。

　　1 傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

　　目前高校的機械設(shè)計教學(xué)普遍存在以下問題：

　　(1) 學(xué)生興趣不足，積極性、主動性不強。由于機械設(shè)計課程綜合性很強，并且與實踐聯(lián)系緊密，對于從基礎(chǔ)課剛轉(zhuǎn)入到專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，這門課程內(nèi)容相對復(fù)雜、抽象，再加上學(xué)生實踐經(jīng)驗缺乏，對知識點很難理解到位。這些問題導(dǎo)致學(xué)生對機械設(shè)計課程的興趣缺乏，學(xué)習(xí)積極性、主動性很難調(diào)動起來。

　　(2) 學(xué)生的實際動手能力不強。相對于枯燥的課堂理論學(xué)習(xí)，學(xué)生對動手做實驗比較感興趣，但由于有限的實驗條件以及安全等因素的考慮，實驗教學(xué)單位往往只能安排學(xué)生開展幾個有限的實驗項目，并且多是在現(xiàn)成的模型上觀察機構(gòu)的運動情況或者測繪，學(xué)生的實際參與度其實并不高，更談不上讓學(xué)生參與設(shè)計或改進實驗，對學(xué)生的動手能力提高不大。

　　(3) 難以提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。多年來，機械設(shè)計課程設(shè)計題目一直局限在二級圓柱/斜齒齒輪減速器的總體設(shè)計上，這個設(shè)計對象能夠把機械設(shè)計課本中的帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承等大部分內(nèi)容都應(yīng)用進去，可以說是對機械設(shè)計課程內(nèi)容的一次完整回顧與運用。但人人都是一樣的題目，僅具體參數(shù)略有不同，設(shè)計思路與步驟都已成固定模式，嚴重影響學(xué)生的創(chuàng)造性，可想而知，課程設(shè)計的效果堪憂。

　　(4) 考核形式單一。機械設(shè)計考試一般采用閉卷形式，注重考查學(xué)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(shè)計與分析能力考核較少，無法反映學(xué)生的創(chuàng)新能力。課程設(shè)計雖然采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(shè)計內(nèi)容的認知程度上，而沒有對學(xué)生在設(shè)計中的創(chuàng)新給予更多有針對性的指導(dǎo)，無法起到啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維的作用。

　　因此，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方法已經(jīng)無法完全滿足新時代下培養(yǎng)優(yōu)秀技術(shù)人才的教學(xué)需求，充分發(fā)揮高校的人才培養(yǎng)、知識傳承與創(chuàng)新和服務(wù)社會的職能。那么就需要教師改革現(xiàn)有教學(xué)方式和方法，嚴格掌控教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量，不僅使學(xué)生掌握通用零件設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識，更是要重點培養(yǎng)其創(chuàng)新和實踐能力。

　　2 教學(xué)內(nèi)容與方式的改革創(chuàng)新

　　(1) 課堂教學(xué)創(chuàng)新

　　課堂教學(xué)是學(xué)生進行實驗和實踐的基礎(chǔ)，首先要從課堂教學(xué)入手引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，那么就必須將創(chuàng)新意識融入課堂教學(xué)。

　　第一，教師需要改變以往采取的“滿堂灌”的教學(xué)方式，為了激發(fā)學(xué)生的活躍思維，應(yīng)當(dāng)采取靈活的講課方式與方法，能夠啟發(fā)學(xué)生的思想，特別是要給學(xué)生創(chuàng)造思考和學(xué)術(shù)討論的機會。比如，當(dāng)講授“齒輪傳動”這一章內(nèi)容時，需要在上一節(jié)內(nèi)容快結(jié)束時，引出齒輪傳動相關(guān)的實際問題;簡單地介紹該齒輪傳動的載荷及工況要求后，要求學(xué)生課后自行分析思考：宜選用何種齒輪傳動形式，如何設(shè)計齒輪的具體參數(shù)等等。到下一節(jié)課，就先由幾個學(xué)生提出各自的設(shè)計方案，其他學(xué)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(chǔ)上確定出最為合適的設(shè)計方案。最后，由教師進行歸納和總結(jié)。通過這種形式，可以活躍課堂氛圍，促使學(xué)生積極思考，課外也能自覺去查找資料、數(shù)據(jù);此外，通過這種思考和討論，學(xué)生也能把之前所學(xué)的知識進行應(yīng)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(nèi)容需要做調(diào)整，由于教材編寫、出版需要較長的周期，導(dǎo)致教材內(nèi)容跟學(xué)科發(fā)展前沿的理論、技術(shù)存在滯后性。因此，為了開拓學(xué)生的視野，了解學(xué)科當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，教師上課應(yīng)當(dāng)結(jié)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(fā)式創(chuàng)新教學(xué)，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的形式能夠?qū)崿F(xiàn)師生的良好互動，達到思維上的“共振”，進而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

　　(2) 實驗教學(xué)創(chuàng)新

　　實驗教學(xué)是對課堂教學(xué)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(xué)生的動手能力。但長期以來，機械設(shè)計有限的幾個實驗也只停留在演示、驗證的階段，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無太多益處。實驗課中，往往是幾個學(xué)生一組圍著一臺設(shè)備按著既定的步驟進行實驗，對于實驗中的一些現(xiàn)象和結(jié)果，學(xué)生很少會去思考為什么，這種被動接受的情況顯然不利于開闊學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此，有必要加大投入，增加實驗設(shè)備臺套數(shù)，爭取讓每個學(xué)生都能親自動手實驗。另外，可以對實驗室采取開放管理的形式，比如對傳動系統(tǒng)創(chuàng)意組合實驗，可采用階段式全天開放，方便學(xué)生在規(guī)定時段內(nèi)隨時觀察、自學(xué)和實驗。

　　至于實驗?zāi)Ｊ椒矫?，可以采用傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ酵摂M實驗相結(jié)合進行改革。傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ绞菍W(xué)生通過操作實驗設(shè)備、儀器來完成規(guī)定的實驗項目。在此過程中，學(xué)生往往對實驗設(shè)備缺乏感性認識，實際操作起來也往往諸多困難，以至于在有限的實驗課時內(nèi)無法很好的觀察實驗結(jié)果。而虛擬實驗是在計算機上對實驗項目及其過程進行模擬，在實驗過程中，學(xué)生是通過控制特定的課件來演示實驗過程，可以幫助學(xué)生更好的理解實驗原理和概念。并且，學(xué)生不僅可以在實驗室進行虛擬實驗，還可以通過拷貝軟件到個人電腦上實驗或者聯(lián)網(wǎng)進行在線實驗，這就使得實驗不受時間和空間的限制，不僅可以提高教學(xué)效果，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和學(xué)習(xí)能力。

　　(3) 課程設(shè)計創(chuàng)新

　　對課程設(shè)計進行創(chuàng)新改革，首先，設(shè)計題目要多樣，采用基本指定和學(xué)生自主選題相結(jié)合的方式。鼓勵學(xué)生選取與工程實踐聯(lián)系緊密，并且自身對其已有一些感性認識的系統(tǒng)或機構(gòu)進行設(shè)計。在具體設(shè)計過程中，可以應(yīng)用變異設(shè)計和適應(yīng)設(shè)計的原理參照設(shè)計樣本進行設(shè)計。其次，改革設(shè)計方法和手段。在設(shè)計中要融入現(xiàn)代設(shè)計理念與方法，比如可靠性設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計，還要引入計算機技術(shù)手段[3]。目前，企業(yè)普遍采用輔助設(shè)計軟件Pro/E， UG， Ansys等[4]，比如采用UG對機構(gòu)進行三維建模，接著采用ANSYS對建好的虛擬模型進行CAE分析，然后根據(jù)分析結(jié)果不斷改進模型，最后得到一個符合創(chuàng)新設(shè)計要求的虛擬模型。因此，研究者也鼓勵學(xué)生利用這些輔助設(shè)計、分析軟件進行課程設(shè)計。

　　(4) 課程考核創(chuàng)新

　　考試是教學(xué)評價的重要手段，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)的一次綜合檢驗，不管是對教師還是學(xué)生都具有非常重要的導(dǎo)向作用。研究者將考核分作考勤、作業(yè)、筆試和實驗四部分，每個部分根據(jù)實際情況設(shè)定所占比重?？记诓捎貌欢ㄆ诘男问健Ｗ鳂I(yè)分課內(nèi)作業(yè)和課外作業(yè)。課內(nèi)作業(yè)由教師隨堂布置，馬上上交，以避免學(xué)生抄襲，這樣可以更好的反映學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況。課外作業(yè)題目應(yīng)偏向設(shè)計型，一題多解，鼓勵學(xué)生自己去查閱資料、上網(wǎng)檢索、綜合運用所學(xué)知識來解決問題，如此可以培養(yǎng)他們收集信息、整理歸納資料及分析處理信息的能力。筆試還是采取以往閉卷形式，筆試成績所占比重要縮小。實驗成績則有實驗教師根據(jù)學(xué)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(xué)生一個比較公平、科學(xué)、客觀的成績。

　　3 結(jié)語

　　實踐證明，通過對機械設(shè)計教學(xué)改革和學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐，教學(xué)效果得到明顯的提升，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生綜合運用各類相關(guān)知識、信息去分析和解決工程實踐問題的能力，同時學(xué)生的創(chuàng)新能力明顯增強。教學(xué)的改進與創(chuàng)新能夠為培養(yǎng)綜合型、創(chuàng)新型的機械設(shè)計人才打下堅實的基礎(chǔ)。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(yǎng)的要求，今后還將進一步改革該課程的教學(xué)、考核方式，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

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