山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)措施

 

       山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校的學(xué)生經(jīng)過(guò)高級(jí)中學(xué)階段的語(yǔ)文、外語(yǔ)、數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)掌握了較好的讀書、寫作、計(jì)算、觀察和表達(dá)能力。山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校的學(xué)生經(jīng)過(guò)高等中學(xué)和大學(xué)前兩年的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)掌握了學(xué)習(xí)的5種不同形式，即簡(jiǎn)單聯(lián)想學(xué)習(xí)、工具性條件作用和嘗試錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)、模仿性學(xué)習(xí)、頓悟?qū)W習(xí)和數(shù)理推理的學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)大學(xué)階段的高等數(shù)學(xué)、畫法幾何、機(jī)械制圖、工程力學(xué)等理論課程的學(xué)習(xí)，并且經(jīng)過(guò)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)有力地加深了同學(xué)們對(duì)機(jī)械工程、機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程的核心就是使得學(xué)生掌握通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，能夠詳細(xì)地分析機(jī)械的原理設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。作為工程科學(xué)技術(shù)人員的培養(yǎng)目標(biāo)，基本要求是閱讀能力、思考能力、表達(dá)能力、計(jì)算方法、原理解和結(jié)構(gòu)解的掌握和應(yīng)用。

  
    閱讀能力。閱讀是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，中文文獻(xiàn)和外文文獻(xiàn)的閱讀是掌握知識(shí)的基本途徑，因此對(duì)文獻(xiàn)的閱讀過(guò)程，應(yīng)掌握文獻(xiàn)的主題思想、段落大意，這點(diǎn)同學(xué)們?cè)谛�學(xué)階段就已經(jīng)有了長(zhǎng)期的訓(xùn)練。在大學(xué)階段，通過(guò)閱讀某個(gè)主題的科技進(jìn)展報(bào)告，理清這個(gè)主題的層次關(guān)系，從而全面地把握這個(gè)科技研究方向的科技知識(shí)。通過(guò)對(duì)理論模型的閱讀，可以掌握理論數(shù)學(xué)物理建模的思路，以數(shù)學(xué)的語(yǔ)言來(lái)客觀地表述物理對(duì)象的客觀規(guī)律。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)的閱讀，可以從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等方面，養(yǎng)成實(shí)踐是檢驗(yàn)科學(xué)真理標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面鍛煉自己的原理創(chuàng)新能力。記憶能力是一個(gè)人智力發(fā)展的必要基礎(chǔ)，博聞強(qiáng)記對(duì)于知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)是十分重要的，尤其對(duì)于增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是十分必要的。在閱讀前人知識(shí)的過(guò)程中，應(yīng)該養(yǎng)成思考的習(xí)慣。

   

     思考能力。批評(píng)、反思和批判能力對(duì)于創(chuàng)新的智力培養(yǎng)是基本途徑之一。科學(xué)的基本態(tài)度之一就是疑問(wèn)，科學(xué)的基本精神之一就是批判。高度的思考能力是人類優(yōu)于自然界其他物種的智慧體現(xiàn)，在閱讀資料的過(guò)程中，應(yīng)培養(yǎng)同學(xué)的批判性思考習(xí)慣。前人說(shuō)“有所發(fā)明的人，溝通自然和人類的人，好像鏡子前面的實(shí)物；一味背誦的人，則好像鏡子里面的物影。”對(duì)于前人提出的理論模型，要分析其前提假設(shè)條件和適用范圍；對(duì)于前人的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)該思考其測(cè)試參數(shù)和測(cè)試范圍的局限性。對(duì)于一個(gè)新的科技方向，應(yīng)思考其各個(gè)研究問(wèn)題，全面的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。對(duì)于成熟的工程技術(shù)，探索新的工程原理，以簡(jiǎn)化機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程度、降低成本或使得其操作和維護(hù)更加安全和方便。同時(shí)，作為機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和思考結(jié)果，要用技術(shù)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，以達(dá)到信息交流的目的。

   

    表達(dá)能力。對(duì)于技術(shù)思想和技術(shù)流程的系統(tǒng)表達(dá)，不僅體現(xiàn)在讀書報(bào)告中，也是畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)位論文撰寫的要求。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)結(jié)果，能夠用文字、圖表和公式，按照計(jì)機(jī)器的程序完整的表達(dá)給他人。表達(dá)能力的強(qiáng)弱與語(yǔ)言能力密切相關(guān)。大學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了多年的中文和外語(yǔ)，但是要做到準(zhǔn)確地表達(dá)自己并不是一蹴而就的，對(duì)技術(shù)內(nèi)容的表達(dá)要求是正確、明了和簡(jiǎn)潔的。

技術(shù)語(yǔ)言的表達(dá)首先要求是正確的，錯(cuò)誤的表達(dá)會(huì)引起讀者的誤解和茫然，別人不能理解作者要表達(dá)什么，并且損害別人對(duì)設(shè)計(jì)者的信任和評(píng)價(jià)，因此提交給別人的技術(shù)資料自己必須修改三遍以上，盡可能的消除表達(dá)的誤漏之處。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)資料的撰寫應(yīng)有邏輯性和層次性，便于讀者的閱讀和理解。技術(shù)資料的寫作還應(yīng)簡(jiǎn)明扼要，不要拖泥帶水，不要為了篇幅而堆砌圖表，而應(yīng)以典型的理論公式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)明關(guān)鍵問(wèn)題。

  

      計(jì)算方法的知識(shí)。山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校的學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)掌握了必要的計(jì)算能力，結(jié)合計(jì)算方法的學(xué)習(xí)，同學(xué)們具備了運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力。機(jī)械設(shè)計(jì)的物理對(duì)象，依據(jù)工程力學(xué)的原理建立數(shù)學(xué)模型，然后求解，也可以進(jìn)一步討論參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)。在技術(shù)因素和成本因素的基礎(chǔ)上，探尋機(jī)械產(chǎn)品的價(jià)值設(shè)計(jì)和成本優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)，用系統(tǒng)優(yōu)化的思想進(jìn)行功能分解和優(yōu)化設(shè)計(jì)。近來(lái)，分形幾何、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能方法等在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，例如零件表面質(zhì)量的分形分析、潤(rùn)滑和磨損過(guò)程的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、智能的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法等。

   

     原理解的知識(shí)。山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中，學(xué)生除了中學(xué)階段學(xué)習(xí)的滑輪、杠桿和斜面等原理外，還學(xué)習(xí)凸輪傳動(dòng)、連桿傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和間歇傳動(dòng)等。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的傳遞，設(shè)計(jì)人員可以采用不同的傳動(dòng)原理方案，即原理解。軸的支承，可以用滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、電磁軸承、靜電軸承等不同的原理解。原理解的知識(shí)及其靈活運(yùn)用是設(shè)計(jì)人員必須掌握的技術(shù)能力。

在工程中的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，原理解的提出與創(chuàng)新是關(guān)鍵問(wèn)題之一。例如，測(cè)量液體的粘度技術(shù)，有落重式、毛細(xì)管剪切式、機(jī)械沖壓式、超聲波式等等。原理解的創(chuàng)新會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品新的概念設(shè)計(jì)，例如電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可以是葉片式、噴管式或吸管式等，還可以是機(jī)械式或電磁式等。

   

     結(jié)構(gòu)解的知識(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)中介紹輪子的結(jié)構(gòu)、連接的結(jié)構(gòu)、軸承和軸的結(jié)構(gòu)等。每種結(jié)構(gòu)都有匹配性，例如內(nèi)螺紋與外螺紋、大齒輪和小齒輪、軸與孔等的匹配。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是以機(jī)械圖紙的形式予以表達(dá)，因此機(jī)械制圖對(duì)正確地表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)具有基礎(chǔ)性地作用。另一方面，機(jī)械零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮零件的材料和熱處理、機(jī)械零件的加工工藝性等。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的越簡(jiǎn)單，其制造加工成本越低，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的特色之一。

   

     山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校在機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)中，不僅要注重以上機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，而且要提升設(shè)計(jì)者的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，具體的表現(xiàn)為觀察、拓展、想象和創(chuàng)造心理學(xué)等能力訓(xùn)練。