數(shù)字化機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計與實踐論文

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

　　數(shù)字化機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計與實踐全文如下：

　　機械設(shè)計能力是機械類專業(yè)大學(xué)生的一項非常重要的專業(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)計兩部分組成。它在整個培養(yǎng)計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)計理論的培養(yǎng)，設(shè)計實踐還停留在二維繪圖階段，忽略學(xué)生三維數(shù)字化設(shè)計思想和能力的培養(yǎng)。以三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)為代表的數(shù)字化設(shè)計作為現(xiàn)代設(shè)計的一種核心技術(shù)，在機械設(shè)計的應(yīng)用中，不僅為機械工程師提供了一種方便高效的繪圖工具，更重要的是機械設(shè)計的設(shè)計程序、思維方式、交流與協(xié)作方式及機械工程師的角色等，都將會因為數(shù)字化設(shè)計的出現(xiàn)而發(fā)生重大的變化。所以，對面向數(shù)字化設(shè)計對機械設(shè)計課程體系和教學(xué)方法進行改革，使機械類專業(yè)的學(xué)生能夠迅速適應(yīng)數(shù)字化設(shè)計的要求，更加貼近企業(yè)對應(yīng)用型機械設(shè)計專業(yè)人才的需求。

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

　　1.適應(yīng)社會和就業(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)前大部分機械制造業(yè)的企業(yè)基本上實現(xiàn)了三維數(shù)字化設(shè)計和制造，其中國內(nèi)大中型企業(yè)和研究院已全部實現(xiàn)三維設(shè)計，機械工程技術(shù)人員普遍采用三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)來完成工程設(shè)計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)用的與時俱進，已成為培養(yǎng)機械行業(yè)人才要求。把數(shù)字化設(shè)計引入到機械設(shè)計能力培養(yǎng)當(dāng)中，使學(xué)生掌握更現(xiàn)代的設(shè)計方法，為學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

　　2.促進機械設(shè)計能力的提高

　　在我校學(xué)生在大學(xué)一年級主要學(xué)習(xí)《機械制圖》和《計算機繪圖》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)計結(jié)合《機械設(shè)計》《現(xiàn)代機械設(shè)計》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，而且能對機械設(shè)計能力的提升起到促進作用。數(shù)字化設(shè)計改變了傳統(tǒng)課程設(shè)計作圖多、任務(wù)重的缺點，設(shè)計結(jié)果具有較強的直觀性，容易引起學(xué)生的興趣。

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

　　隨著各高校對卓越工程師培養(yǎng)計劃的重視，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐和創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為高等學(xué)校一項非常重要的教學(xué)改革內(nèi)容。機械創(chuàng)新設(shè)計作為一項“卓越計劃”培養(yǎng)機械類專業(yè)學(xué)生工程實踐和創(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、加強課程內(nèi)容與社會實踐的聯(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)計引入到機械創(chuàng)新設(shè)計培養(yǎng)當(dāng)中，對學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以起到積極的推動作用，因為數(shù)字化設(shè)計優(yōu)勢十分有利于學(xué)生空間想象能力、設(shè)計能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，學(xué)生可以借助數(shù)字化設(shè)計軟件把自己的工程設(shè)計想法通過三維實體設(shè)計表達出來，激發(fā)學(xué)生不斷探索、實踐和創(chuàng)新的欲望，進而促進其工程實踐和創(chuàng)新能力的提高。

　　二、機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)教學(xué)改革的思路

　　數(shù)字化設(shè)計應(yīng)當(dāng)是根據(jù)數(shù)字化設(shè)計本身的特點及其在機械創(chuàng)新設(shè)計的應(yīng)用特點來進行，不能簡單地增加設(shè)計軟件使用操作教學(xué)內(nèi)容，或在原來的課程體系中再增加幾章獨立的、自成體系的數(shù)字化設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。而應(yīng)結(jié)合數(shù)字化設(shè)計和機械設(shè)計能力培養(yǎng)的特點，對整個課程內(nèi)容體系進行必要的改革。

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

　　(2)機械設(shè)計中傳統(tǒng)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容應(yīng)做相應(yīng)的改革，使數(shù)字化設(shè)計的思想和方法真正融合到機械設(shè)計的教學(xué)與實踐當(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)計工具，這樣機械設(shè)計能力的培養(yǎng)的才能夠適應(yīng)數(shù)字化時代的要求。

　　三、機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

　　1.課程教學(xué)內(nèi)容改革

　　在授課時，應(yīng)淡化對理論公式的推導(dǎo)，加強對工程應(yīng)用的講解，如齒輪的強度計算，螺紋連接強度計算等;對一些非重點章節(jié)，如鏈傳動、進行引導(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。這樣可將機械原理機械設(shè)計理論教學(xué)壓縮到96學(xué)時左右，留出大約20學(xué)時對數(shù)字化設(shè)計進行講授。在數(shù)字化設(shè)計教學(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，獨立進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)時的上機課堂教學(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)生提高實際設(shè)計能力。

　　2.課程設(shè)計環(huán)節(jié)的數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用

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

　　由于課程設(shè)計時間較緊，大部分同學(xué)在進行零件強度設(shè)計后，直接進行零件圖和裝配圖手工繪制，往往忽略設(shè)計的整體性，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)計引入到課程設(shè)計后，學(xué)生可以應(yīng)用設(shè)計軟件參數(shù)化功能，對原零件圖和裝配圖進行特征修改，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，并進行必要的視圖表達修改和標(biāo)注。這樣就大大節(jié)省傳統(tǒng)二維作圖的時間，使學(xué)生有更多的時間去考慮“設(shè)計”，從而可以提高課程設(shè)計質(zhì)量。

　　3.機械創(chuàng)新設(shè)計研討課的開設(shè)

　　機械創(chuàng)新設(shè)計能力包含應(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”研討課，和機械設(shè)計類課程中創(chuàng)新設(shè)計研討課，教學(xué)效果顯著。

　　4.問題驅(qū)動啟動式教學(xué)方法

　　針對機械設(shè)計和數(shù)字化設(shè)計實踐性均較強的特點，強化理論課和實踐課案例教學(xué)，注重問題啟發(fā)教學(xué)內(nèi)容的精選和問題的設(shè)計，著重講清工程設(shè)計案例問題是什么、工程設(shè)計案例問題的背景是什么、工程設(shè)計案例問題的性質(zhì)是什么、工程設(shè)計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)字化機械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)教學(xué)實踐的注意事項

　　1.不斷加強數(shù)字化設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)

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

　　2.強化“設(shè)計”理念

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

　　這種設(shè)計能力的培養(yǎng)就能夠與CAD、CAE、CAM乃至虛擬設(shè)計與虛擬制造系統(tǒng)相銜接。所以，在機械設(shè)計課程中強化設(shè)計的理念，要讓學(xué)生清楚地認識到數(shù)字化機械設(shè)計不僅可以用計算機技術(shù)來繪制各種各樣的裝配\零件設(shè)計圖，尤為重要的是它可以輔助進行動力學(xué)和運動學(xué)仿真、有限元分析、裝配檢查等功能分析;可以有效地將機械設(shè)計各個設(shè)計過程有機地結(jié)合起來，使各個階段的設(shè)計成果為其后的設(shè)計制造過程直接使用，從而大大提高了設(shè)計效率和質(zhì)量。

　　3.在教學(xué)實踐中，由于數(shù)字化機械設(shè)計相對降低了機械設(shè)計的理論難度，學(xué)生對相關(guān)數(shù)字化設(shè)計軟件學(xué)習(xí)興趣將會大幅提高，甚至有些同學(xué)會主動“開快車”，在數(shù)字化設(shè)計軟件學(xué)習(xí)上花掉太多精力，忽略了對機械設(shè)計理論知識學(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)計軟件和機械設(shè)計理論學(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)計教學(xué)質(zhì)量的不斷提高，教師還可以適當(dāng)擴展講解運動仿真和CAE的相關(guān)知識，使學(xué)生對機械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展有進一步的認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

　　五、結(jié)語

　　機械數(shù)字化設(shè)計能力培養(yǎng)教學(xué)的設(shè)計和改革，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)動和協(xié)調(diào)學(xué)校資源，才可能取得更佳的效果。同時，也需要我們在教學(xué)實踐中堅持不懈地研究和實踐，不斷積累，不斷研究，不斷創(chuàng)新。