物流机械课程设计教学方法改革

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【摘要】《物流机械课程设计》作为《物流机械设计基础》这门课程的一个重要环节，起到了从理论过渡到实际、从基础过渡到专业的桥梁作用，对培养学生的综合设计能力起着非常重要的作用。但在实际授课过程中，存在很多问题。文中详尽分析了《物流机械课程设计》的课程特点与存在的问题，并在此基础上提出了通过改变以往单一的选题、减轻重复性工作量、增加设计过程直观性与改革成绩评价体系以及增加样机制作过程等多种手段和对策来从根本上提高学生的学习兴趣和学习积极性，从而达到提高教学质量的目的。

【关键词】物流机械；课程设计；教学方法；改革

1引言

物流机械设备是物流技术的强有力支撑，先进的物流技术应用需要依靠物流机械设备才能够实现[1]。因此，对于物流工程专业的学生来说，通过学习《物流机械设计基础》这门课程，了解常用机械组成的基本知识、原理、特点、结构和应用，熟悉一般的选用和设计计算方法，具有运用标准和手册等技术资料初步分析和设计简单机械传动装置的能力；并在此基础上全面了解物流机械及其发展趋势，对正确、合理地配置和运用物流机械设备具有十分重要的意义，是十分必要的。而《物流机械课程设计》作为《物流机械设计基础》这门课程的一个重要环节，起到了从理论过渡到实际、从基础过渡到专业的桥梁作用，对培养学生的综合设计能力起着非常重要的作用。但是，物流工程属于非机械类专业，学生的机械设计能力相对较弱，如果按照机械类专业的常规设计题目——减速箱来进行设计的话，本专业的特色体现较少，很难引起学生的兴趣，同时难度相对也较大。因此，如何针对学生及课程的特点设计教学内容，从而真正提高学生的动手能力和实践能力，同时能较好的体现本专业特色，是《物流机械课程设计》这门课程教学改革所真正需要重视的。

2《物流机械课程设计》的课程特点与存在的问题

2.1选题问题

目前，多数高校的机械设计课程设计均采用具有一般用途的机械传动装置为设计对象[2],以上海海洋大学为例，物流机械课程设计仍然延续机械设计课程设计的内容——设计专用传动装置中的减速器，设计内容为展开式二级圆柱齿轮减速器，包括电动机选型、减速器设计（包括齿轮设计、轴设计）、轴承、联轴器选型设计等，工作量包括装配图、齿轮、轴类零件工作图、设计计算说明书等，时间为两周，一般安排在学期末。虽然减速器是一种通用的机械传动装置，在很多机械上均有应用，但其与物流机械结合不够紧密，不能与前期课程充分呼应；且对于非机类专业学生来说，整个设计周期较短，而难度相对较大，很难引起学生的共鸣，兴趣和积极性也就很难调动。

2.2学生本身存在的问题

针对授课过程中学生出现的问题，总结起来，主要有以下几点：

2.2.1对先修课程熟练运用的能力不够

物流机械课程设计作为《物流机械设计基础》课程的一个重要环节，是在修习了机械设计的理论知识后开设的，紧跟在理论学习之后。按理来说，学生已经学过了理论知识，随即进行实践性的课程设计来巩固所学知识，将能够帮助学生加深对理论知识的理解，直观的了解机械设计的方法、步骤等，增强学生理论联系实际的能力。但从实际课堂效果来说，很多学生对先修课程的理解和熟练运用程度并没有达到课程设计的要求，这也导致了课程设计过程中很多同学不知道应该如何选用和设计计算方法，如何合理运用标准和手册，对标准件和常用件如何选型和计算等，主要表现在不能运用材料力学知识对材料进行选型，不能结合材料力学和理论力学知识对复合载荷的轴强度进行校核等。还有一个比较普遍的问题是，在完成初步设计计算后进行绘图的过程中，很多同学对先修的制图课程的知识已经遗忘了，以至于在机件常用表达方法，齿轮画法等方面很容易出错，突出表现在对结合工程实际应用的公差标注掌握的比较差，尤其是齿轮工作图中的各项齿轮公差标注十分欠缺，不能很好的将制图课程与设计课程联系起来。

2.2.2团队协作能力、创新不够

在课程设计过程中，为了培养学生的团队协作能力，一般上会分2~3人一个小组，不同小组的题目相似，仅参数不同，目的是为了增强学生在设计过程的交流和沟通，提高学生的团队协作能力，提高他们的团队意识。但实际教学过程却发现，不同组之间并没有按照教学设计的预期进行沟通交流，而同组里往往是一个同学设计，其它同学照搬照抄，并没有起到集思广益，提高创新能力的效果。

2.2.3对课程设计的重视度不够

无论是机制专业的机械设计课程设计还是物流机械课程设计，其实质都是为学生提供一个理论联系实际的平台，为了提高学生的动手能力，直观加强学生对工程实际应用的理解，为后续课程的学习和将来从事工程实际工作打下坚实基础。这是许多学生在工作之后才能深刻体会到的。但在实际教学过程中，总有一些学生不能充分意识到这个环节的重要性，不能以负责的态度对待课程设计，设计过程出现问题也不能认真思考，积极查找资料妥善解决，而是以应付的态度走走过场。这部分同学即使通过了课程设计，也收效甚微，不能达到提高动手能力，增强工程实际应用能力的目的。

2.2.4照搬照抄现象严重

因为课程设计的内容多为设计专用传动装置中的减速器，如展开式二级圆柱齿轮减速器等，而这类设计内容因为多年来在各高校广泛应用的缘故，有现成的课程设计教科书和现成的设计图册。这些本来是为了方便设计过程查阅资料和参考的，但在教学过程却发现，对于不少学生来说，课程设计的计算部分就是照搬教科书的设计实例，如果设计要求与教科书里的实例稍有出入的话就不知道如何下手；而图纸绘制过程更是照抄设计图册，不求甚解，甚至会出现与计算部分的内容相悖的情况。更不用谈创新了。

2.2.5严重缺乏工程实际知识

学生普遍缺乏工程实际知识。主要体现在以下几个方面[3]：①对设计内容的结构和装配工艺认识不足，导致设计过程中比照书本与资料进行模仿设计，几乎不能结合工程实际来进行设计，最终经常会出现零件相互干涉、无法装配、设备不够紧凑等问题。②对设备的加工设备、手段、工艺及能力等缺乏必要的常识，因此在设计过程中对零件的加工精度、装配精度、技术条件等提出不合理要求③选型误区：不少同学为了保证校核一步通过，盲目提高材料及加工工艺等级，造成材料性能浪费，提高生产成本而不自知。

2.3现有考评体系存在的问题

目前课程设计的考评是按照图纸(50%)+平常成绩(10%)+说明书(20%)+答辩(20%)四部分来综合评定的，兼顾了课程设计的各个环节。但也存在着一些问题：图纸成绩占总成绩的比例较高（50%），而答辩成绩占总成绩的比例则较低（20%）。图纸是整个课程设计中的重要一环，其设计和绘制过程可以综合体现设计质量、学生的制图能力等多项内容，但部分学生在图纸绘制过程中不求甚解，出现仿图、图纸与设计计算内容不符等问题。

2.4现有设计过程存在的问题

目前在课程设计过程中，耗时最多的为设计计算部分和绘图部分。以轴系设计为例，在设计计算过程中，学生需要按照设计步骤和公式先进行选材，计算最小轴径，然后按照设计要求进行径向尺寸和轴向尺寸设计，设计完毕后进行强度校核，如果强度校核不符合要求，再回到第一步，重新进行选材、计算后再进行校核，直到校核合格为止，这个重复性计算的过程会耗费大量时间。绘图过程目前仍然多为手工绘图，优点是可以提高学生手工绘图的能力，增强学生对绘图的国家标准的理解和掌握，抄袭不便；缺点是与当下主流的计算机辅助设计类课程几乎没有关联，学生也很难通过三维造型等从自己的图纸上发现设计问题。

3改善教学效果的对策与措施

3.1从提高学生兴趣、突出专业特色、结合实际选题入手

从选题的角度来说，不必拘泥于一种思路，可以考虑从多方面来拓展选题内容,如选择与专业相关度较高的，如仓储物流的平面运输机传动装置设计，螺旋输送机传动装置设计等；选择新的设计题目，如机械式无极变速器等；选题与毕业设计挂钩，与教师的科研题目相结合，与机械创新大赛相结合等等。这些将提高学生的兴趣和重视程度，同时确保题目与实际结合紧密，从而使课程设计不再无趣，提高课程设计的质量。

3.2从减轻重复性工作量入手

在设计计算过程中，重复性工作量较大，如轴的设计计算过程：如果强度校核不合格，通常的做法是先增加最小轴径，再重复计算轴的径向尺寸和轴向尺寸，再次进行强度校核，如果强度校核还是不通过，则需要重新选材，重新设计尺寸，再进行强度校核，直至校核通过，这个过程重复性工作量很大，对提高学生的设计能力并没有很大的帮助，因此，可以考虑与计算机辅助设计相结合来简化这个过程。

3.3从增加设计过程直观性与改革成绩评价体系入手（计算机辅助设计与改革成绩评价体系相结合）

目前，计算机三维造型十分普遍，而通过三维造型可以直观的了解自己的设计是否合理，因此，通过减轻重复性工作量来减少计算过程工作量，然后增加三维造型模块来帮助学生更加直观的发现设计过程中存在的不合理部分，将更加有效的提高设计质量。答辩过程是教师检查设计质量高低的有效手段，可以督促学生及时总结和复习，搞懂设计中的各个细节问题，有效防止抄袭。因此，通过计算机辅助设计（三维造型）来增加设计过程直观性，通过适当的降低说明书编写在总成绩的比例，提高答辩在总成绩中的比例来改革成绩评价体系，将三维造型和答辩过程相结合，使学生通过图纸结合三维造型展示设计成果，教师再针对展示进行提问的模式组织答辩，将更加有效的提高学生课程设计的积极性和主动性，从而提高课程设计的质量。

3.4增加样机制作过程

课程设计的质量难以提高的一个很重要的问题是学生普遍缺乏工程实际知识，这个问题，通过三维造型可以弥补一部分，但不能从根本上提高学生的工程实际能力，完成从理论到实践的真正转变。因此，可以考虑增加样机制作过程[4]，帮助学生将自己的理论设计转化为实物。学生可以通过三维造型来及早发现设计过程中存在的问题及时加以改正，然后通过制作样机过程来了解零件的购买、加工再到装配的整个过程，增加工程实际知识，从而真正体验从无到有，从设计到样品的过程，从而真正的了解机械设计的魅力所在，从学习中体会到创造的乐趣。

4结论

物流机械课程设计是物流工程培养计划中的一个重要环节，起到了从理论过渡到实际、从基础过渡到专业的桥梁作用，对培养学生的综合设计能力起着非常重要的作用。通过改变以往单一的选题、减轻重复性工作量、增加设计过程直观性与改革成绩评价体系以及增加样机制作过程等多种手段来从根本上提高学生的学习兴趣和学习积极性，实现从理论到实践的有效结合，提高学生的设计能力和创新性思维，将有助于提高课程设计的教学质量，提高学生的综合素质和社会竞争力。

[参考文献]

[1]牟峰，黎青松，罗建.关于物流机械与设备课程教学方法的认识与思考[J].物流工程与管理，2012，（2）：125-126.

[2]吕宝占.应用型本科“机械设计”课程设计的改革与实践[J].中国电力教育,2009,(141)：148-150.

[3]唐锐，党玉春.机械设计课程设计的教改探索[J].攀枝花学报，2004，（6）：112-120.

[4]莫海军，黄华梁，徐忠阳.机械设计课程设计教学方法改革与探索[J].装备制造技术，2009，（7）：188-190.

作者:赵煜 宋秋红 袁军亭 单位:上海海洋大学