【摘 要】本文論述現(xiàn)代設計方法在機械設計制造及其自動化專業(yè)教學中的應用，提出在機械設計制造及其自動化專業(yè)應用現(xiàn)代設計方法時要注意合理設計課程方案，與實際機械設計制造市場需要相結(jié)合，并以機械設計課程設計、工程力學、工程圖學等課程為例探索在專業(yè)課程教學和實踐教學中應用現(xiàn)代設計方法。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代設計方法 機械設計制造及其自動化 應用

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）03C-0157-02

隨著現(xiàn)代知識技術(shù)的不斷更新，傳統(tǒng)的機械專業(yè)教學方式的缺點變得更加突出，表現(xiàn)在機械設計制造的成本高、整體周期長，而且不能為機械的設計提供保障。這些缺點的存在主要是因為現(xiàn)代的機械設備結(jié)構(gòu)都十分復雜，專業(yè)人員很難掌握機械設備的結(jié)構(gòu)以及設計原理，這直接導致傳統(tǒng)的機械設計方法不能很好地滿足生產(chǎn)單位的需求，也不能為所生產(chǎn)的商品提供質(zhì)量保障。傳統(tǒng)的機械設計需要數(shù)量較多的機械元件來進行制造，不符合生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省制造成本的原則，不能使生產(chǎn)企業(yè)得到更多的經(jīng)濟利益。因此，需要新型的設計方式，將較為先進的技術(shù)加入到現(xiàn)代設計方法中，這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

一、現(xiàn)代設計方法在機械設計制造及其自動化專業(yè)教學中應用的必要性

第一，現(xiàn)代設計方法是一種新型的機械設計制造方法，這種方法不僅僅擁有傳統(tǒng)設計方法中的優(yōu)勢，還將其優(yōu)勢進行創(chuàng)新，在發(fā)揮傳統(tǒng)教育方法的基礎(chǔ)上還改善了傳統(tǒng)機械設計方法的不足。如今新型的現(xiàn)代設計方法已經(jīng)自成一門設計學類的專業(yè)學科，現(xiàn)代設計方法將相關(guān)的最新科學研究理論成果融入進來，因此在機械設計制造及其自動化專業(yè)教學中應用現(xiàn)代設計法十分必要，它不僅可以開闊機械設計制造及其自動化專業(yè)學生的視野，還能有效地推動機械設計制造及其自動化專業(yè)的發(fā)展。

第二，現(xiàn)代設計方法所包括的學習內(nèi)容很多，比較特別的如有限元設計以及有優(yōu)化設計等。雖然現(xiàn)代設計方法覆蓋的學科范圍較廣，相關(guān)課程較多，但是高校給該專業(yè)安排的教學時間是固定的，而現(xiàn)代設計方法相關(guān)的學科要根據(jù)其特點來制定教學方案，一般不同學科的教育方案都有所不同，這就對教師的教學設計水平提出了更高的要求，需要教師從學科角度、課程時間角度以及學生接受能力角度來設計教學方案，由此來達到在機械設計制造及其自動化專業(yè)教學中應用現(xiàn)代設計方案的目的。

第三，雖然傳統(tǒng)的機械專業(yè)教學模式有著一些優(yōu)勢，但是教學行業(yè)在不斷地發(fā)展，教學要求也在不斷地更新，這就直接導致傳統(tǒng)的設計教學方式已經(jīng)不再適用，如果在長期教學中一直應用現(xiàn)代設計方法會為機械設計專業(yè)的發(fā)展帶來一些不可忽視的負面影響，同時也不能更好地培養(yǎng)該專業(yè)學生的專業(yè)能力。另外，現(xiàn)代設計方法中加入了最新的科學理論，學習的范圍面也會更廣一些，這樣更加有利于學生的發(fā)展以及專業(yè)能力的培養(yǎng)。而且想要完善現(xiàn)代化的教學體系，在專業(yè)教學的過程中融入現(xiàn)代設計方法是十分重要的，應用該方法可以更好地為教學體系的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

二、現(xiàn)代設計方法在機械設計制造及其自動化專業(yè)課程教學中的具體應用

機械設計制造及其自動化專業(yè)課程教學中應用現(xiàn)代設計方法的步驟主要分成三個步驟：

第一步，對現(xiàn)代設計方法進行全面的介紹。因為在高校機械設計制造及其自動化專業(yè)的修讀課程中沒有專門開設現(xiàn)代設計方法這一門課程，因此需要教學工作者在其他專業(yè)課程中專門抽出2個學時來對現(xiàn)代設計方法進行一個整體的簡介，讓學生大概了解現(xiàn)代設方法的內(nèi)容，然后教師再與本課程的內(nèi)容相結(jié)合，由此來調(diào)動學生探究現(xiàn)代設計方法的動力，從而在一定程度上引導學生選擇與現(xiàn)代控制方法相關(guān)的專業(yè)選修課程。例如，在機械設計課程設計這門課程教學中，教師可以將現(xiàn)代設計方法教學內(nèi)容中的動態(tài)設計加入進來，然后引導學生在對機械機構(gòu)運動方案設計的過程中，應用仿真軟件對其運動進行仿真，機械專業(yè)必修課程機械設計課程設計的教學過程中可以加入優(yōu)化設計以及有限元分析這兩種現(xiàn)代設計方法，教師可以在結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)中提出要求，讓學生應用有限元分析法來分析所設計機械的各個部位受力情況，應用優(yōu)化設計方法來對機械的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行完善設計。在機械設計制造專業(yè)的“畢業(yè)設計”中要以教師布置的設計題目為主，再加入現(xiàn)代設計方法，由此來提高機械專業(yè)學生應用現(xiàn)代設計方法來完成設計方案的能力，從而讓學生養(yǎng)成應用現(xiàn)代設計方法來完成機械制造方案的設計部分。

第二步，教師以專業(yè)必修課程為基礎(chǔ)，適當加入一些相關(guān)的現(xiàn)代設計方法內(nèi)容。例如，在機械設計制造及其自動化專業(yè)必修課程工程力學教學中，教師可以與教學內(nèi)容中的力學分析相結(jié)合，加入現(xiàn)代設計方法中的有限元分析方法，以力學分析計算方法為基礎(chǔ)，再融入應用計算機知識的有限元分析法，由此讓學生在計算的過程中掌握現(xiàn)代設計方法的基礎(chǔ)計算知識。完成教學課程后，教師應當就本學時所教的內(nèi)容布置一次大作業(yè)，讓學生應用有限元分析方法來計算傳統(tǒng)力學知識不能計算的問題，這樣可以使學生對現(xiàn)代設計方法有一個更加清楚的認識。又如，教師可以使用三維運動仿真以及CAD等技術(shù)來輔助專業(yè)課程教學，如在工程圖學課程教學中，教師可以使用現(xiàn)代設計方法中的SolidWorks來輔助教學，在對機械的構(gòu)件圖形進行介紹時，教師可以使用CAD軟件來對圖形進行拉伸、疊加、旋轉(zhuǎn)以及切割等功能。與傳統(tǒng)的圖片操作方式相比，這種方式更加的直觀，還能顯現(xiàn)出來現(xiàn)代設計方法的三維CAD軟件制作立體圖形的過程。這樣可以讓學生清楚地看到立體圖形生成的過程，還能通過CAD軟件的各種命令功能來展示圖形的半剖、全剖以及局部剖的過程。三維CAD軟件還能展示機械零件組裝的過程，可以讓學生更好地了解機械組件的裝配知識以及三維CAD軟件的展示功能。在輔助教學中，現(xiàn)代設計方法的應用可以讓學生更加清楚地了解機械制造的過程，易于理解，因此獲得了學生的喜愛。

第三步，教師在實踐教學中融入現(xiàn)代設計方法相關(guān)的知識。現(xiàn)代設計方法這一學科具有較高的應用性，所以將現(xiàn)代設計方法應用到機械專業(yè)實踐課程中很有必要，不僅可以充分發(fā)揮現(xiàn)代設計方法的優(yōu)勢，還能提升現(xiàn)代設計方法在學生思維中的地位，但是在具體實施這一教學方案時還要充分地考慮實踐課程的本質(zhì)特征。例如，在機械專業(yè)的課程安排方面，教師要注意將課程知識點進行細化；在專業(yè)管理制度方面，應當創(chuàng)新師生之間的互評機制；在招生方面，由于學歷為大專的學生的文化儲備以及思維模式有所差異，因此在學習較難專業(yè)課程中會出現(xiàn)參差不齊的情況，因而學校應當將專業(yè)的管理體制向著科學化的方面進行改善。高校應當對各個教師的教學特色以及性格特征進行分析，然后再將專業(yè)課程分配給合適的教師，這樣有利于教師拓展教學專業(yè)內(nèi)容。高校可以組織教師與校外企業(yè)進行掛靠實踐，這樣有利于教師在實際工作中積累專業(yè)經(jīng)驗。在實際的教學課程中，應當適量地安排一些實踐課程來讓學生親身感受使用。例如三維CAD軟件進行機械設計仿真模擬的過程，讓學生先預想一個機械結(jié)構(gòu)，然后再使用三維CAD軟件將其仿真出來。高校還可以舉辦相關(guān)比賽來使學生主動去學習與應用機械設計制造技術(shù)，這樣可以誘導學生在競爭的環(huán)境下應用現(xiàn)代設計方法，從而增強其專業(yè)技術(shù)。還可以搭建校內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)平臺，讓專業(yè)學生在平臺中進行技術(shù)交流以及自己作品的展示，還可以校外公司進行合作，讓學生去實習，從而提升學生的設計制造能力。

總之，我國的社會經(jīng)濟在快速的發(fā)展，各種先進的機械設計技術(shù)不斷在更新，為了滿足當今社會對機械設計制造及其自動化專業(yè)人才的需求，建立完善的機械設計制造專業(yè)及其自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)系統(tǒng)，高校應當與實際機械設計制造及其自動化專業(yè)情況相結(jié)合，合理運用現(xiàn)代設計方法來開展教學活動以及實踐活動，從而提升學生的專業(yè)綜合能力，推動高校教學質(zhì)量的提高。

【參考文獻】

[1]蔣青松.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的機構(gòu)認知分析及創(chuàng)新設計平臺的建立[D].濟南：山東大學，2012

[2]惠曉妮.采用行動導向教學法進行機械創(chuàng)新設計教學[J].新課程·上旬，（10）

[3]米潔，高宏.課程—實踐—創(chuàng)新相輔相成的教學模式改革[J].實驗室研究與探索，2015（2）

[4]賈紅雨.關(guān)于機械設計教學課程與實踐相結(jié)合的探討[J].家教世界，2012（8）

[5]丁金福，虞付進，李永鮮，等.機械制造技術(shù)課程設計教學探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2009（10）

[6]楊根華.淺探如何在機械設計教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性[J].中國科技博覽，2010（9）

【作者簡介】覃薛宇（1986— ），男，壯族，廣西宜州人，本科，廣西理工職業(yè)技術(shù)學院講師，研究方向：機械設計制造及其自動化。

（責編 王 一）