创新机械设计能力培养教育创新团队建设实践

创新机械设计能力培养教育创新团队建设实践安琦王小芳陶峰殷勇辉夏守浩王建文华东理工大学机械与动力工程学院上海2002370．引言我们机械设计及摩擦学研究室长期承担机械专业重点课程（目前为上海市精品课程）《机械设计》的教学任务，从1998年开始进行课程教学改革，在全面强化课程教学提高教学质量的同时，引入创新机械设计教学环节，通过多年的不断努力，取得了十分可喜的成效。2005年被学校批准为创新教学团队。本创新教学团队主要由机械设计及摩擦学研究室的教师组成，通过创新教学团队的建设和实践过程，我们深刻认识到，教学创新团队建设是十分必要的，它可以发挥集体的力量、凝聚集体智慧，是使创新活动能够长期持续延续、不断发展的有效保证。同时我们也深刻认识到，教学创新团队不仅能够有效的促进教学创新活动的开展，而且能够通过这一过程提高教师的教学水平、培养教师队伍的作用。1．创新机械设计能力培养教学团队成立背景（1）、机械设计能力的培养是机械类专业学生培养过程的重中之重。机械设计能力的高低直接反映学生对机械工程专业知识的掌握程度和应用能力，是对从事机械类专业工程实际工作人员必不可少的基本素质要求。可以毫不夸张地说，对于一个不具有机械设计能力的学生，是根本不能从事与机械工程相关的专业工作的。因此，衡量高校机械类专业学生培养质量的一个最重要的指标就是机械设计的能力。（2）、创新机械设计能力的培养是现代机械工程技术发展的要求。我国的现代化建设已经进入了一个新的阶段，特别是进入21世纪后，国际上科学技术的竞争日益激烈，我国要成为一个真正的工业化国家，成为名符其实的世界工厂，必须解决的一个重要问题是实现机械工业的现代化，实现这一目标的关键是要不断有创新的技术和产品，这就要求我们高等院校培养出来的机械类专业的学生，不仅要具有基本的机械设计能力，同时要掌握创新设计能力，只有这样才能适应国家新时期发展的需要。（3）、目前国内院校在机械设计能力培养方面的现状。国内高校对机械设计能力培养的模式相对较为陈旧，从1956年至今一直沿用前苏联的教学体系，在教材内容编排和教学方法上都存在一些问题，影响了学生实际设计能力的培养。比如：有些分析方法已相对陈旧，和时代的要求差距明显；机械设计课程教学内容过分注重理论知识的讲解，而对实际的设计问题缺乏应有的重视；机械设计教学中对零部件的设计和整机系统的设计之间的关系没有给予足够的重视；过分强调理论设计方法而淡化经验性设计内容；机械设计能力的培养过程完全依赖详尽指导教材的课程设计而没有进行创新（实际）内容的设计。这些问题严重制约了对学生机械设计能力的培养，毕业出来的机械类专业学生不具有独立从事机械设计的能力，难以从事具有一定难度和创新性的机械专业的科研和技术工作。2．团队制订的机械设计课程教学思想（1）、教学中强调设计思想的传授机械设计这门课程中包含的知识体系较为广泛，既有大量的理论计算、理论推导，又有大量的经验公式和经验图表。学生在学习过程中往往会有一种无从下手的感觉，他们总是不断的询问：哪些要求记下来，哪些不要求记下来，哪些公式要会推导，哪些公式不要会推导。因此，在进行课堂讲解时首先一定要让学生从纷繁的知识堆里找到学习的方向，建立本门课程学习的指导思想。通过分析我们认为，掌握机械设计的设计思想应该成为学习的重点。所谓设计思想就是贯穿于教材中的一些零散的设计理论，这些理论不一定都是以某种公式或图表进行表达，它要告诉我们的往往是关于如何进行该零部件的设计，设计中应注意什么，使用中应注意什么，各种参数的意义和对该零部件性能的影响过程，以及如何选取和确定这些参数。这些设计思想往往不具有严密的整体逻辑关系，需要花一定的精力在理解的基础上去记忆。这些设计思想应该是本门课程学习的重点之一，应予以足够的重视。（2）、课程教学中淡化过细的理论内容机械设计课程内容中包含了大量的理论内容，特别是一些理论公式和计算图表成为学生在学习过程中的主要困难，学生们常常反映公式太多记不住，这往往会使他们产生一种“机械设计课程难学”的思想，影响了教学效果。为此，我们在进行课程教学的过程中，首先对每一章内容中的所有公式进行分类，将其划分为基本掌握公式和基本了解公式两类。对于基本掌握公式要求学生一定掌握，因为没有这些公式的支撑很难建立基本的设计思想，但有些公式不仅比较复杂记忆十分困难，而且即使短期能够记住，但过几天就很快忘记，这样的公式只要求学生对其理解，掌握使用方法以及使用中的注意事项，能够正确使用即可。（3）、将零散的零件参数的确定与零部件结构设计相结合趟零部牙件计碗算参痛数和和结构横参数裤的确寇定方勒法是质机械慧设计粘课程接中的茧一个赛重要逼组成雀部分友，这蒜部分达内容已理解遍与掌治握的欢程度常直接委关系逢到学辽生能挂否完杀整掌砌握单自个零棕部件视的设赖计。接由于窜这部刻分内纹容一落般都规分散锋于每妖一章塘的教活学内劣容中帆，使权得学傲生学县习过酿程较晚为困伶难，驻往往叨一章稀内容做学完蛇之后芬，学掩生对猫于如延何完骄整设瓣计出杨这一蚁零部矮件仍游然感获到十弹分困车难。倦为此盗，我式们在载教学闪过程涂中将臣这些摧分散馒于课文程中罗的知免识点蠢归纳伙集中票起来部，在冤每章我教学挣内容拴完成鉴之后王花半公节课满左右毁的时墙间进镇行提蹈纲挈垫领式平的归羽纳，适让学失生建时立该田零部沫件的誉参数兰设计刺方法每。下价面以莫齿轮串传动猪的教脂学内凶容为省例进暴行说坑明。迫齿轮属的结甩构参驾数主刺要包盗括：盖齿数沾、模时数、扇变位斯系数脖、齿榨轮宽烘度、营分度威圆直突径、佩齿顶导圆直并径、承齿根船圆直间径、隔中心宗距、谎齿轮世结构洒形式担、中盒心孔翅直径全、轮贴毂键茶槽尺誉寸等劣。这蔽些参彻数中衡，齿薯数的览大小害根据舰最小秤齿数友、传际动比没、外担形尺朝寸要忠求等顶条件惠确定恋；模违数大较小根辛据齿穗面接勺触疲梦劳强坦度计距算和违选定正的齿碎数确状定，铸或根车据齿纪根弯毅曲疲冒劳强御度计概算结份合标羡准模饱数序马列确丈定；免变位摊系数司根据龙中心散距取断标准贫或为础了大碰小齿薪轮强哀度平涌衡进龄行计值算之庸后确过定；划齿轮喝宽度想根据球选定脂的齿矮宽系毁数进性行确帖定；印分度音圆直渠径根摘据齿浩数和圆模数彩确定岗；齿肉根圆圆直径渔等于鲁分度柱圆直胖径减左去两淘个齿便根高伤；齿萝顶圆括直径捞等于幻分度壤圆直泰径加葛上两筋个齿奏顶高式；中犹心距乒根据跟齿数哨、模端数和洞变位汪系数策确定再；齿生轮结区构形宰式根稻据几却何尺腐寸、秩加工尿工艺叠、毛题坯材丽料、澡生产樱批量惠及经绪济性卸确定斩；中粮心孔金尺寸枝根据暗相配干的转掩轴直含径确培定；虾轮毂另键槽均尺寸父根据减相配性的轴渔径查为表确救定。忘上述嗽尺寸衣确定紫后就砌可以拴根据苹机械挎制图葡的有俩关知睁识画铺出一惕张完助整的匆齿轮兼设计祥图。隐通过洽这样乱的讲甚解，荡学生衔们对蚊齿轮欺的有汪关设更计参溜数一择目了问然，鼠对设洗计一员个具吵体的片齿轮虑有了异较为殃明确盘的认尖识。欧（4封）、惨将单霞个零怖部件直的设紫计与截整机咱设计赚结合备起来的在实碌际的辩工业幅应用疫中，尿零部慢件往胡往不晃是单寒独使担用的傲，它滴们要龄相互滩联接摆、配志合形往成系茧统进抢行工嘱作。浙因此俘，机齿械设昆计课栏程教患学的亲目标味决不迈仅仅病是为凝了能像够进侦行单尸个零粒部件撤的设饺计，饱而是择面向床实际茂机械疏系统者的设俯计。挖但目窃前国幼内高服校机蹄械设授计课迎程的父内容枯在编近排上狗都是缺以零貌部件拢进行摘分块翁讲解孝，各棕个零挖部件价之间演没有位很好响地建辫立有宏机的羡联系叠，学涂生在俩学完陪整个块课程仍之后记虽然应能够陶进行例单个述零部粘件的此设计索，但遗面临酿整机刚设计搞中的下零部切件之葛间相隶关问乏题设猾计往醉往无娇所适愈从。练为此滔，我寺们在榴教学柄中每机讲到圣某一免个零平部件僻的设钻计时考总要夜抽出剖一定啦的时盖间详稻细介荣绍一朵下该事零部松件与套其它寒零部受件间盲的关指系、该设计慧中如交何进够行相要互协冶调。循3．岔机械仪设计只课程油设计碰中引倘入创冠新（座实际巧）设匪计环腹节如目前计机械克设计片课程烟中关增于整歪机设任计能零力的坝培养方主要卧是通漆过一乖个课独程设钉计环菠节来嗓进行样，但学由于俩课程唯设计久内容格的程滥式化督成分办很高赏，学因生根跳本不眉用动芹太多尤的脑源筋就杨可以裹完成省整个葬变速炭箱设粪计，岁对学江生实崖际设耍计能惜力及亭创新陪能力滩的培糖养力迁度十乘分有仇限。哨为此咳，我仆们在驼不增蹈加教雪学总傍时数而和学葡生负敌担的轰前提莫下引域入创幅新（蒜实际秤）机免械设牲计环注节。阻该教弊学环宇节的漠两个恒基本当原则嚷是：沙培养悠学生丈的基愉本设沫计能竿力和枯培养村学生匹的创舅新（狱实际剑）设居计能罪力并号重。浅该教习学环氏节的悉教学携总目厘标是贝：在豆培养球学生兽的实肤际设涛计能功力和岛创新逢能力委的同院时，漏创造泳出有获市场滔价值恼、能景够服宵务于左社会贯的实当实在惰在的瓜产品宋。义具体路操作以过程使如下尽：杯（1拜）、信变双锐级齿随轮变桂速箱凑设计摇为单乡级齿脖轮传丢动设妈计。搭单级衣齿轮茅传动衰变速门箱与踏双级反齿轮眯变速领箱在竖设计碌方法绩上没愈有本斜质上存的区姜别，拘他们足所涉蝴及的服机械坛设计靠内容果是同狮等的瞒。双味级齿幕轮传抗动变民速箱苹相比蹈仅多山了一柜级齿负轮传职动计稼算，感改成该单级赤后可央以缩峰短学县生完庸成这黄部分于内容药的时伙间，借同时赌由不裙会影池响学山生基康本设看计能侨力的南培养师。贩（2兰）、插将变骑速箱绘设计师分散柔于整凶个机欢械设紫计课衬程的绍教学端过程院中。鸭我们原将以京往集烂中时创间进兼行课姨程设盆计教奉学改犁为部再分分木散然芒后集榴中的熊教学牧方法贷，将冷齿轮掠变速度箱设偶计的决一部席分内竭容融预于机挣械设抬计课另程设跳计教倡学中蚊。这傅样，备可以迫使学栗生随液着机鹿械设鉴计课嚷程的匠进行盾以课央外作间业的沾形式梳逐步辰完成哥除装舅配图厌以外且的传泽动计乡算部呜分、坡标准鲜件选守择部杰分，臣并进郑行变合速箱森结构丑设计破的草桌图绘考制。装待第位一学移期结帽束时东，即挖可完静成变尿速箱熄设计属内容烛的6和0%蹄左右未。剩帅下的秘装配出图和当设计皆说明折书及船答辩旁留待流第二他学期备开学番后的闯第一朝个星译期集丙中完斩成。痕这样海，不命仅可续以使责学生观十分魔轻松言的在祝一个脂星期淋内完新成变懒速箱天设计晋，同任时通纽过这妄样的殃一种摆渐进沾式教拦学过呜程，俊学生哥的基耽本设榨计能喂力的虏培养警会更恢扎实斤。此道外，就这样屑的一樱种教匠学安欣排还伸可以叮大大摩改善陡机械赏设计皆课程芽的教杠学质杨量，勺使学访生在名学习冲理论坦课程刺内容粱的同壮时能河结合峰实际亭设计划问题捡，从闷而活艘学活就用，画避免匆理论慰与实场际脱赤离的切现象斯。瑞（3团）、港变模阁仿型睛设计某训练差为思梦考型胁设计枝训练零。以是往学跃生在届进行爪变速变箱设孩计时铁，习周惯于根照搬线设计袍指导牛书的秩设计矮方法脾，这钟容易虑使学三生的似思维凳僵化职，不折善于吊应用丹所学丝知识哗去解斧决问茂题。抛为此苗，采盾用先之抛开榆课程浩设计我指导急的方臂法指番导学哈生设篇计，劫给学印生以凳必要拢的提滚示，近并列玩出参殿考书观目，调鼓励搬他们阶去查炊找资阴料，帝翻手脚册，坊并培怕养他碑们从路各种饼资料温及数罚据中剃归纳梁整理捞的能忌力，鼻让他殖们从厅无从伟下手茫的困阶境中栽找到尘进一抚步工凳作的乖方向面，让鞠他们典在失塑败及向走弯眼路的禁过程吧中学框会如行何设获计。爪这是举一个同以学饭生为域主体洪的教乖学过努程，鼠比起培以往制的模吹仿式弱教学幅将可牧以大侦大提做高教革学质霜量。锣（4店）、柏引入借创新丑（实仓际）刘设计辜教学兆环节伴。苏在完朽成对亩学生与进行拔的机腹械设类计基顽本能栋力训软练之淋后，妻我们泥用一稀个星时期的某时间旧对学景生进穿行创抗造性轧设计干能力殃的培乏养。文我们烛准备盲若干照兼顾芹基础送性、视知识怒性、毕前沿岗性的样设计挠题目事，设淘计工茫作量大虽不忘是很察大，矛但思抖维创态新的瘦空间反较为塘广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