机械设计能力培养模式

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　本文针对在校学生对知识点理解不够透彻，对其实际应用场景没有直观认识，造成理论知识与实践应用的脱节的现象，探究将自然科学项目异型烟智能包装系统与机械设计课程教学深度融合的教学模式。通过项目分解，与课程教学大纲知识点相对应，科学设计教学过程，以总—分—总的形式，以任务为主线驱动理论学习，最后完成整体设计，形成闭环，有效提高学生设计能力及创新意识。

　　关键词：机械设计;项目;设计能力;创新意识

　　机械类专业学生要求具备一定的机械能力，能够综合运用所学的基础理论和技术知识，联系实际设计可用的零部件及简单装置。然而，该专业学生在课程设计、毕业设计甚至工岗位后，难以熟练运用课程内容完成设计任务，究其原因，主要是对知识点的其实际应用场景缺乏直观认识。因此，本文探究将自然科学项目异型烟智能包装系统与机械设计教学深度融合，做到知识来源于工程，理论服务于实践。

　　一、工程项目概述

　　异型烟智能包装系统如图1所示，是笔者主持某项目的研究成果。它是针对异型烟难以和标准烟一样实现自动分拣、包装，而人工作业效率低、劳动强度大、成本高的烟草行业痛点而研发。该系统以码烟机械手为核心，实现条烟的自动码垛、裹膜、热塑及贴标。

　　二、机械设计能力要求

　　机械类专业学生在学习理论知识后，应具备机械设计能力，达到下列要求：(1)具有确定运动方案、分析设计常用零件的能力;(2)掌握通用机械零件的设计理论、机构特点;(3)具有运用手册及查阅技术资料的能力;(4)获得实验技能的基本训练。

　　三、知识点与项目分解对应关系

　　异型烟智能包装机定位于工业应用级别，是一个典型的集光、机、电、液、气于一体的智能化设备，几乎涵盖了机械设计课程教学大纲全部知识点。以教学大纲核心知识点为主线，分解该系统，说明该工程项目对课程知识点的支撑性。(见表1)可见，在课程教学大纲规定的知识点中，除离合器相关知识外，其它知识点均可在异型烟智能包装系统中找到对应应用场景。因此，教学过程设计如下：(1)绪论提出异型烟智能包装机设计任务，明确功能需求，学生分组自由讨论，自由拟定技术方案，主动发现不足，在后续学习中补充。(2)章节学习中，学生首先阐述技术方案中遇到的问题及关联知识点，然后进入理论教学，尝试自主解决问题，教师及时跟踪、解惑，最后以实物、视频、图片或3D模型的形式，向学生展示工业产品中相关知识的应用场景。(3)理论教学结束后，给定不同运动及外形参数，将该系统分解模块，作为课程设计题目布置给学生，学生通过前期讨论及学习，完成设计任务，验证各知识点掌握程度及工程应用的合理性。

　　四、总结

　　本文针对在校生对知识点理解不透彻，对实际应用场景认识不足，理论知与实践应用脱节的现象，探究将自然科学项目异型烟智能包装系统与机械设计课程教学深度融合的教学模式。分解工程项目，与课程教学知识点相对应，科学设计教学过程，以总—分—总的形式，以任务驱动理论学习，最后完成系统设计，形成闭环，实现知识来源于工程，理论服务于实践，有效提高学生设计能力及创新意识。

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　　作者：孙栋 周知进 单位：贵州理工学院