前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的典型案例的現代機械設計能力培養模式，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：為提高地方院校機械專業學生的現代機械設計能力，文章通過齒輪傳動及減速器設計的典型案例，將機械專業核心課程與課程設計、實訓、生產實習、畢業設計等實踐環節深度融合，形成規范、完整的機械設計能力培養體系，培養學生分析、解決機械工程問題的能力，夯實學生的現代機械設計能力，提升學生的工程素養。
關鍵詞：機械工程；機械設計能力；培養模式；典型案例
機械制造業不僅是現代工業發展建設的發動機，更是國民經濟的支柱產業。近年來隨著科技的進步，“中國制造2025”正推進制造業由傳統制造向現代制造與智能制造進行轉型與發展。“科技強國，人才興國”，為適應產業的飛速發展與轉型的需求，社會對具有較強機械工程實踐與創新能力的高素質應用型高級專業人才需求量增大。因此，在高校機械專業人才培養中，亟須強化工程實踐能力與現代機械設計能力的培養[1]。為提高機械專業人才培養質量，各高校在人才培養體系、核心課程的教學內容與教學方法等方面都進行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相關教改研究主要集中在教學內容與教學方法的改進與優化以及實踐教學改革研究等方面[4]，而對深度融合多課程、多環節的全過程專業能力培養的研究較少。為提高畢業生的現代機械設計能力，開展基于典型案例的多課程、多環節、深度融合的培養模式研究，符合機械專業工程教育專業認證的大潮流，具有重要的意義和推廣價值。
一、現狀及問題
地方院校主要為區域經濟建設和社會發展服務，承擔著為行業技術進步培養卓越工程人才的責任。然而，一直以來部分地方院校沿襲高水平院校機械專業人才的培養模式，未根據自身實際情況修改導致所培養的人才與社會需求錯位，社會急需能勝任現代機械制造行業發展的研發、設計工作的專業技術人才。此外，地方院校學科專業硬件建設的投入較小，先進儀器設備與實訓平臺的臺套數少，實踐教學環節較為薄弱。我國已廣泛開展工程教育認證工作，基于工程認證以成果為導向的教育理念，學生畢業能力是人才培養的核心任務，而現代機械設計能力是機械設計制造及其自動化畢業生的核心能力。由于機械設計類課程多、教學內容比較抽象、理論深奧且比較枯燥，學生多有畏難、厭學情緒，教師授課比較困難，導致學生機械設計知識掌握不扎實、機械設計軟件應用不熟練、機械創新設計與綜合設計能力較弱等現象，學生的專業能力與機械工程實際需要存在一定的脫節，不能滿足機械制造業發展的人才培養需求，人才培養效果還需繼續改善。本文以哈爾濱商業大學的機械專業為例，該專業已開展工程教育認證工作，根據培養方案要求畢業生須具備包括機械產品設計能力、機械零件制造能力、機電系統控制能力、特色食品包裝機械研發能力的機械工程綜合應用能力，其中最基本、最核心的是機械產品設計能力，專業能力形成體系如圖1所示。針對培養目標，培養方案中不僅設置了“機械原理”“機械設計”“機械系統設計”等理論課程，也安排了機械設計課程設計、專業綜合課程設計、專業生產實習、CAD/CAE實訓及畢業設計等實踐教學環節，形成了比較完整、規范的現代機械設計能力培養體系（如圖2所示）。通過這些教學環節的訓練，機械專業的畢業生能比較熟練地掌握現代機械設計方法及手段。但是，由于各門課程、各個實踐環節的缺乏交流協商機制，都按各自的思路與模式開展教學，沒有形成一個統一、有機的全過程培養體系，導致出現部分基礎薄弱的學生工程軟件應用不熟練、機械創新設計與綜合設計能力較弱等現象，畢業生的現代機械產品設計能力還有待提高。
二、培養模式改革的具體方案與措施
在工程教育背景下，哈爾濱商業大學機械設計制造及其自動化專業優化人才培養途徑，研究建立了基于典型案例的深度融合的多課程、多環節的現代機械設計能力全過程人才培養模式。
（一）完善機械設計能力全過程培養體系
為實現符合工程教育專業認證的畢業生專業能力培養要求，機械專業修訂了人才培養方案和課程教學大綱，并整合、優化工程案例，通過齒輪傳動及減速器設計的典型案例，將現代機械設計的能力培養貫穿課程教學、生產實習與課程設計、畢業設計等人才培養的全過程，全面夯實學生的機械設計能力，提高畢業生的工程素養與工作適應性?；趯W科認知規律，從機械專業的初步認識機械→簡單機械產品設計→現代機械設計方法設計→機械產品綜合設計→復雜機械產品設計→復雜產業機械設計及研發→實際工程應用的人才培養規律，綜合分析機械專業的師資隊伍、硬件條件以及歷史傳承，建立機械專業基于典型案例的現代機械設計能力全過程培養體系，如圖3所示。
（二）充實機械設計能力培養的教學內容
以齒輪傳動及減速器設計為案例，將機械原理、機械設計、機制工藝等核心課程與課程設計、實訓、生產實習、畢業設計等實踐環節深度融合，經過多輪從理論到實際、從實際到理論的循環培養過程，逐步培養學生運用專業知識去分析、解決機械工程問題的能力。形成規范、完整的機械設計能力培養體系，解決了機械設計類課程追求理論體系完整、忽視工程實踐的弊端。
1.第三學期。“機械原理”課程教師可通過學生感興趣的汽車及變速箱動畫，使他們了解汽車變速箱的工作原理及齒輪傳動原理，增加其對傳動機構有感性認識，激發學生的學習熱情，同時，著重講解齒輪傳動的工作原理及輪系設計，解決由于課程理論深奧且比較枯燥的難題。
2.第四學期。首先，可通過“金工實習”讓學生近距離觀察CA6140車床主軸箱，使其對齒輪傳動有更深入的認識和理解。其次，教師可通過“機械設計”課程教學，重點講述齒輪傳動設計、齒輪校核等內容。最后，通過齒輪減速器課程設計，讓學生深入理解齒輪傳動設計過程及設計要點，使他們初步了解機械產品設計的基本過程。
3.第五學期。教師可通過“機械CAD/CAE/CAM技術”課程，讓學生掌握三維設計軟件Solidworks、二維平面設計軟件AutoCAD的使用，建立軸、齒輪、箱體等典型零件的三維模型，了解ANSYS、COSMOS等先進機械設計軟件的應用；通過機械CAD/CAE實訓，建立圓柱齒輪減速器三維模型，完成齒輪減速器的裝配圖及典型零件圖，使學生真正理解如何運用先進工具完成機械產品的設計。
4.第六學期?？赏ㄟ^大型機械制造企業生產實習，讓學生理解齒輪、齒輪軸等典型零件的加工工藝；通過“機械制造工藝學”課程，重點理解齒輪加工工藝、設計計算以及尺寸鏈等內容；通過齒輪加工工藝及夾具設計，使學生深入理解機械產品、機械零件的設計及加工，形成機械產品設計過程中要綜合考慮機械零件加工的良好工程設計習慣。
5.第七學期。通過“機械系統設計”課程教學，重點講述有級變速傳動的設計；通過車床主軸變速箱課程設計，讓學生能進行復雜機械系統整體布局、傳動系統設計、操縱機構設計等，形成復雜機械產品設計的初步能力。
6.第八學期。通過畢業設計，讓學生運用Solidworks等工程軟件完成一個比較復雜的機械產品設計，形成復雜機械產品設計能力。通過6個學期全過程機械產品設計能力的培養，可使學生具備熟練運用機械專業知識和專業技能的能力，能夠運用自然科學和工程科學的基本原理，去表述與分析復雜機械工程問題，提出解決方案，完成比較復雜的機械產品的設計與開發，提升專業能力和工程素養。
（三）改革教學方法，提升教學效果
為提升教學效果，教師要全過程貫徹案例式教學方法，并形成自己的課堂教學、實踐教學及課外科技活動相結合的立體化教學思路。
1.采用案例驅動教學方法，提高學生的工程設計能力。通過齒輪傳動及減速器設計的典型案例，全過程貫徹齒輪傳動及減速器的工作原理、設計理論及工程實踐，逐步培養學生運用專業知識去分析、解決機械工程問題的能力，夯實學生的現代機械設計能力，提升學生的工程素養和工作適應性。
2.采用系統論方法，完善機械設計能力培養體系與課程內容。采用系統論方法，將機械設計類各門課程、各個實踐環節各自為政開展教學的現狀，通過齒輪傳動及減速器設計的案例教學，形成一個統一、有機的機械設計能力全過程培養體系，提升學生的工程素養和工作適應性。
3.采用重點論方法，提升學生對機械產品設計的理解。教師要全過程地重點講解齒輪傳動及減速器的設計、加工、材料選用、總體設計以及三維建模等，通過課堂討論及習題課，讓學生舉一反三，充分調動其學習積極性，促進其對課程內容的消化和理解。
4.采用理論聯系實際的方法，將教改、科研成果及學科前沿融入教學。教師可采用理論聯系實際的方法，將教改、科研成果、學科前沿和高新技術信息有機地融入教學過程，不斷補充、更新教學內容，深化學生對機械理論知識的理解和掌握，鍛煉其實際動手能力，并向其傳授更多、更新、更先進的知識，激發學生的興趣。
5.結合實踐教學與課外科技活動方法，提升教學效果。教師可結合生產實習、課程設計與課外科技活動，通過現場實物教學法，提升學生對機械的感性認識，激發他們主動學習的積極性，提升教學效果。
三、結論
本文在對機械制造業發展現狀及需求的大量調研基礎上，分析地方商科院校的現實困境及現狀，并以哈爾濱商業大學機械專業為例，建立了基于典型案例的現代機械設計能力的全過程培養體系。通過齒輪傳動及減速器設計的典型案例，將現代機械設計能力的培養貫穿課程教學、實踐教學等人才培養全過程，全面夯實機械專業畢業生的機械設計能力，提高畢業生的工程素養與工作適應性。通過對機械專業培養模式的改革，將會使培養出的機械專業人才更符合國家發展戰略以及產業轉型需要。通過該項目的研究，也可為其他地方院校在進行機械專業培養模式的教育改革與實踐中提供有效的經驗借鑒與參考。
作者：晏祖根 孟爽 胡廣旭 單位：哈爾濱商業大學
