機械原理課程設計范文

導語：如何才能寫好一篇機械原理課程設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

針對當前《機械原理》課程設計的教學現狀，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，對《機械原理》課程設計的教學模式改革進行了探討并付諸實踐。《機械原理》課程設計是機械類各專業學生在學習《機械原理》課程后進行的一個重要的實踐性教學環節，其模式的改革為適應新形勢下對機械類學生機構選型、機械系統運動方案設計和創新設計能力的培養提供了良好的平臺和借鑒，具有重要意義。

關鍵詞：

OBE；工程教育；《機械原理》課程設計

為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認，培養與國際接軌的中國工程師，由專門的職業或行業協會（聯合會）、專業學會針對高等教育機構開設了工程類專業實施專門性認證，工程教育認證強調工科專業人才培養質量達到行業提出的基本質量標準要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業認證強調的三個核心理念：產出導向（Outcomebasededu-cation，簡稱OBE）、學生為中心、持續改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認證體制?！稒C械原理》是機械類專業必修的一門重要的技術基礎課，它是研究機械的工作原理、構成原理、設計原理與方法的一門學科，而《機械原理》課程設計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學環節，是《機械原理》課程的延伸[4]?；贠BE工程教育認證的12條畢業能力要求及課程規劃，《機械原理》課程設計需培養的主要能力包括：1）掌握工程基礎理論知識并能將其應用于工程問題（畢業要求1）；2）具有分析和解釋數據，得到合理、有效結論的能力（畢業要求2）；3）具有綜合運用機械設計理論和技術手段設計復雜機械系統、部件和過程的能力（畢業要求3）。本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設計課程能力的上述四條要求，結合近年實踐經驗，闡述我?！稒C械原理》課程設計改革模式，并為其《機械原理》課程設計改革提供參考。

一、機械傳動系統設計能力

《機械原理》內容包括兩部分，其一是對現有機構的學習，包括構型分析、運動學和動力學的學習；其二是針對具體任務，利用所學機構學知識，設計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學習的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設計正是鍛煉綜合能力的實踐教學。遺憾的是，傳統的《機械原理》課程設計，體現不出OBE所要求的設計系統的能力，復雜機械系統更無從談起，因此，改革勢在必行。基于OBE教學理念的課程設計改革使設計題目多樣化，調動學生設計的積極性而不限制其思維，并且課程設計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學生在規定的時間內獨立完成設計任務，題目不宜太深太復雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內容；題目應結合生產實際，是學生在日常生活、生產實踐中所熟悉的；題目的設計結果應包括兩到三種基本機構，也允許選用其他常用機構或組合機構；題目要有一定的靈活性和創新性，有利于發揮學生的創造力。在設計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經反復論證，確定一種最佳運動方案進行設計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學的興趣。設計方案由學生獨立提出，經獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發揮其主觀性、創造力，使學生受到一次真實的設計訓練，進而提升其機械傳動系統設計能力。此外，改革后的課程設計，學生們可以自由組合，每個小組自由選擇設計題目，小組成員分工協作，共同完成設計任務。從選題、論證、設計到最后提交設計成果，共同討論、研究，各自發揮自己的長處，不僅培養了創新意識和創新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養大綱中工程畢業生個人能力和人際團隊能力培養的要求。

二、工程基礎理論知識應用能力

傳統的《機械原理》課程設計中，方案確定之后，其相關運動參數也隨之給定，每個學生需要做的就是繪制機構運動簡圖，利用圖解法和解析法對所選機構的位移、速度、加速度及力進行分析，并繪制機構運動線圖和作誤差分析，最后編寫課程設計說明書。從本質上來說，這樣的設計僅能算一次作業，效果并不理想。盡管學生都能按部就班地完成設計任務，但卻調動不了學生的設計興趣，對工程基礎理論知識的應用缺乏深刻理解，談不上對學生的畢業能力的培養?；贠BE教學理念的課程設計改革使設計題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學生可以充分地利用所學的理論知識去解決實際的問題?？紤]到《機械原理》課程設計時間較短，教師在《機械原理》課程教學中，需提前做出安排，如現代工具的使用、軟件的學習、各種方法的比較、綜合性作業安排等。任務的不確定性導致解決方法的多樣性。學生需要根據所選擇任務，基于所學的機構學知識，甚至查閱相關文獻去設計解決方案，當多個設計方案確定后，需要比較各方案的優缺點，必然會深入了解每個所設計的傳動方案，最終方案確定后，需對其進行結構、運動學和動力學分析，因有了方案設計的深刻理解，設計的目的已非常清楚，在相應分析時，對方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對所學理論知識的認識，明確了理論知識的實際應用，從而不至感覺學無所用。

三、分析和解釋數據能力

在我國的工程教育認證中，第二條畢業要求學生能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論[5]。傳統課程設計整個傳動方案為教師所指定，分析方法固定，無需學生深入了解，只需按部就班完成畫圖和分析即可，可見，傳統課程設計在第二條畢業能力要求上基本沒起到培養作用。改革后的課程設計，從設計任務到設計方案的確定，均需要學生根據具體情況進行分析，然后根據所學知識，自己設計傳動方案，并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細設計傳動系統時，需要根據實際任務確定各參數，最后對機構進行分析，并對數據進行誤差分析。為了更真實地讓學生理解數據的意義和正確性，要求學生對所設計的傳動方案進行全部或者部分的搭接實驗，通過搭接實物并測量參數，再與理論分析數據進行對比，找出誤差存在原因，從而得出相應結論。

四、考核方式的改進

評估學習產出是OBE教育模式中十分重要的環節，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續改進有非常重要的作用，與課程設計所培養能力相對應，《機械原理》課程設計成績分為四部分：選題成績、平時成績、設計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據如下。選題成績占總成績的30%。主要考查設計機械傳動系統方案能力。每個團隊均需通過PPT形式，結合參考文獻查閱或調研情況，對自己團隊的設計任務進行說明，根據所定任務設計兩到三種機械傳動方案，每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機構，并且必須包含四桿以上連桿機構。根據傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創新點、是否實用進行綜合考核。平時成績占總成績的10%，主要依據設計階段的出勤情況和態度評定，這是設計正常進行的基本保證，也是初步對畢業要求9中個人與團隊能力的培養。設計成績占總成績的40%，主要評估工程基礎理論知識應用能力與分析和解釋數據能力，根據所選擇分析方法、數據分析的正確性、模型建立、運動仿真、簡圖繪制等進行評價。答辯成績占總成績的20%，各組將集中設計階段的工作及成果以PPT形式作匯報，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評分，搭接視頻等，并回答提問，據此評判答辯成績。通過此類考核方式，對畢業生的能力9（個人與團隊）和10（溝通，包括撰寫報告和陳述發言、清晰表達或回應指令）也起到初步培養的效果。此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學目標分解和教學方法選擇，要求其自身具有扎實的專業理論知識、較廣博的基礎知識面、較強的動手能力及計算機應用能力。對設計中可能出現的各種方案及其特點要有充分認識，能夠正確引導學生，使他們經過認真思考和分析比較后，可以選擇一個適當的方案。這樣才能適應當前實踐教學改革和發展的需要，從而有效引導學生積極思考，培養他們的創新能力。

五、結束語

經過近兩年的實踐，發現根據OBE教學理念改革后的《機械原理》課程設計，為學生機械傳動系統設計能力、工程基礎理論知識應用能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺，并確實取得了較好的效果。然而，OBE工程教學模式是一個系統的工程，無論是在設計內容，還是在設計方法和評估方式上，還有很多需要完善之處，需要進一步的改革和探索，持續改進，以更好地培養學生相應的畢業能力，實現培養與國際接軌的中國工程師的目標。

作者：曾達幸 李飛 侯雨雷 宜亞麗 鄭立娟 張芳芳 單位：燕山大學機械工程學院

參考文獻：

[1]中國工程教育專業認證委員會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學出版社，2015.

[2]余天佐，劉少雪.從外部評估轉向自我改進—美國工程教育專業認證標準EC2000的變革及啟示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.

[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式———汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

篇2

關鍵詞：機械原理；系統化；多樣化創新性設計；實踐性

作者簡介：張莉潔（1976-），女，河南洛陽人，洛陽理工學院機械工程系，講師。（河南 洛陽 471023）

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2014）14-0120-02

機械系統的設計是機械設計中極其重要的一環，機械系統設計的正確合理性，對提高機械的性能和質量，降低制造成本與維護費用等影響很大，決定著機器性能的好壞。機械系統方案設計是一項極富創造性的活動，要求設計者善于運用和總結已有知識和實踐經驗，深入理解，廣泛積累，收集相關技術資料，充分發揮創造性思維和想象能力，靈活運用各種設計方法和技巧，從而設計出新穎、靈巧、高效的機械系統。

作為“機械原理”課程的一個重要實踐性教學環節，機械原理課程設計的內容正是對機器進行機械系統方案設計。它是學生將所學知識轉化為實際工作能力的橋梁，使其將所學知識系統化；使理論與工程實際相結合，提高分析解決工程實際問題的能力，樹立機構分析和設計的概念，樹立正確的工程設計觀點；通過創造意識的教育，培養學生創造、實踐能力。根據近年來對課程設計實踐教學環節的深入探索及積累的經驗，本著洛陽理工學院提出的培養工程應用型創新人才的教育理念，筆者總結了學生在進行課程設計時出現的普遍問題，針對機械原理課程設計的培養目標，本文從機械系統設計過程的系統化、實踐性及創新性這三個方面對原有教學模式存在的問題加以提出、探討和論述。

一、機械原理課程設計教學內容及存在的問題

“機械原理”課程設計的核心內容是對機械系統進行方案設計。其一般設計步驟為：擬定機械工作原理，制訂總體功能，提出設計要求；執行構件和原動機的運動設計，確定執行構件的數目、運動形式、運動參數及運動協調配合關系；機構選型，選擇滿足機械運動、動力要求的機構類型，確定機械系統結構方案，繪制系統示意圖；機構的尺寸綜合，根據執行構件和原動機的運動參數，以及各執行構件運動的協調配合要求，確定各構件的運動尺寸，繪制機構運動簡圖；方案分析，進行運動學和動力學分析，對系統方案合理性進行論證，驗證其能否滿足運動要求。機械系統設計工作是一項創造性勞動，設計過程通常不會一次性完成，經常出現反復和交叉，通過不斷論證分析的過程才能達到最終的設計目的和最優的設計要求。

根據近年來“機械原理”課程的理論教學，結合課程設計實踐環節指導經驗，筆者發現學生在機械系統設計中，普遍存在如下問題：面對復雜的機械系統，學生在初始確定機械方案的工作中不能把握全局，沒有“整體規劃”的概念，竟不考慮機械系統各部分的運動協調性和機構運動實現的可行性，設計工作呈現照貓畫虎的狀況，無法發揮自身主觀能動性和創造能力，如此“參考設計”并不利于學生真正掌握機械系統設計的精髓。另外，原有課程設計所選設計題目大都集中于傳統、經典式的機床類設計，題目過于單一，創新設計性體現不強，導致學生缺乏設計興趣。

筆者認為在課程設計過程中應積極發揮學生的主觀能動性，能夠通過思考自行提出解決方案，培養創新和實踐能力，這才是該課程設計所應達到的教學目的，針對以上培養目標和所述問題，本文分別對課程設計進行中的重要環節和應注意的問題加以探討和論述。

二、系統化、實踐性及創新性教學探索

1.總體規劃，把握正確設計方向

機械系統的正常工作是依靠各部分機構的協調運動來實現的，因此機械系統方案設計的最初工作階段應是“系統工程設計”，即應在滿足機器各執行構件的協調運動關系和運動、動力要求下，高屋建瓴地進行整體規劃，該階段應包括上節所述設計步驟的前三步?！跋到y工程設計”階段將為之后各設計階段提供設計目標、依據和技術參數，其重要性正如房屋的架構或是汽車的運行，決定了機械系統方案設計工作成功與否及方案的可實現性與合理性。

然而，“系統工程設計”工作正是學生在設計過程中遇到的最大困難，其不愿運用邏輯思維統籌分析各部分運動協調關系和機構運動的合理性，而是莽撞地從熟知的局部機構入手開始設計，如此毫無方向性的設計方法無異于盲人摸象，而后的工作無論進行得多細致也無法保證正確的設計結果，最終導致南轅北轍的失敗。

進行“系統工程設計”的關鍵步驟是繪制各執行機構的運動工作循環圖。運動工作循環圖使各執行部分協調運動關系明晰可見，更有助于設計者理清思路。最清楚的繪制方法是在直角坐標系中分別做出各執行構件所對應原動件在一個工作循環內的運動位移曲線以及對應的阻力曲線，該曲線將為之后的機構設計、運動和受力分析提供必要的設計技術參數。

以牛頭刨床機構舉例分析，該機器有兩個相互協調的執行端運動，其一為刨頭的往復直線運動，通過電機、減速裝置及轉動導桿和曲柄滑塊機構的組合執行機構來實現；另一個運動是工作臺的橫向進給運動，該運動由主運動通過傳動系統，而后通過曲柄連桿、棘輪機構及絲杠螺母組成的螺旋運動來實現，兩者的運動協調關系為工作臺的橫向進給運動必須在刨頭非切削時間內進行，否則被加工工件將被損壞。繪制運動循環圖時應分別畫出刨頭、工作臺對應于原動件曲柄轉角轉動一周的位移曲線圖。另外，其工作中切削阻力曲線也應相應繪出，為之后在任意位置進行受力分析時提供相應數據。

運動循環圖將對之后各階段提出一系列設計要求，如工作臺進給的間歇運動是最終通過棘輪機構實現的。若通過曲柄搖桿機構來實現主動曲柄和棘輪的運動傳遞，則應考慮如何設計曲柄連桿機構，才能保證棘輪的工作行程（撥齒使工作臺進給）位于刨頭主運動的回程段，且工作周期一致。以上運動協調性為之后進行機構尺寸綜合提出了設計要求，通過分析可將其轉化為機構設計的三大類基本問題來解決。

2.開展實踐調查研究，鍛煉自主研究能力

由于理論學習占授課的主要部分，許多學生對實際機器缺乏感性認識，只會按既定方案進行教條設計，如此閉門造車的設計狀態使學生缺乏設計興趣，且設計出來的方案也是紙上談兵，不符合實際。

優秀的機械系統設計工作依賴于設計者的豐富經驗，針對專業知識匱乏，實踐少的問題，在進行課程設計前的準備工作中應提出以下要求：開展實踐調查研究，鍛煉學生自主收集獲取相關技術資料及深入自主研究的能力。鼓勵學生廣泛閱讀，擴展知識面，了解最先進的機械構造和設計技術，對機械系統的豐富性能窺得一斑。生活中先進機械系統實例舉不勝舉，如汽車構造中實現前車輪轉向的機構、四連桿獨立懸架直線機構等等，都是極具創意且包含先進設計思想理念的設計實例。

獲得實踐的方式很多，如實地參觀考察，聽現場工人師傅講解；圖書館、網絡技術資源也能夠感受到一個豐富精彩的機械世界。通過實踐，再與所學理論知識相結合，學生再一次經過了由感性上升到理性的認識過程，掌握了課本知識與實際機器的內在聯系，在設計時更易發揮其主觀能動性。在補充專業知識的過程中，領略前輩們的智慧和創新精神，想必也一定會激發學生自主設計的欲望與熱情。

3.擬定多樣化、創新型設計題目，啟發創新思維

目前現有傳統的經典式機械系統設計題目通常是一些僅要求滿足急回特性和一定協調運動的機床類設計，這類設計題目多數較為成熟，設計難度不小，而類型過于單一，創意思考空間并不大，無法體現機械系統的豐富性。而實際機械系統的功能和設計要求是極其多樣化的，學生在進行課程設計中卻始終沒有機會接觸到這些，無法感受到機械系統設計的豐富多樣性和創新趣味性，更無法為學生帶來創新設計成功后的成就感和喜悅感，更甚者學生直接照搬照抄，比葫蘆畫瓢。

筆者認為，針對初學的學生擬定機械系統題目不宜太過復雜，而在于有思考性和設計意義。只要有創新和分析價值，能激發起學生創新設計的欲望，這樣的題目即可獲得事半功倍的效果。隨著不斷完善的教學體系發展，多樣化、創新性設計題目應有所呈現，而這些題目能使學生充分利用所學之術，鍛煉分析判斷能力和解決實際問題的能力。

舉例來說，機械系統中執行機構通常是由一些簡單而極富創意設計的四連桿機構來實現的，如從這方面選題，就應要求學生在完成設計的過程中要使設計既不過分復雜，同時又能讓人感受到機械系統的設計理念。在此舉出以下實例加以說明。

如讓學生進行汽車前車輪轉向系統的設計。首先向學生提出以下問題：兩前輪轉向時，兩車輪的轉角是否相等；然后分析問題：汽車高速行駛時首先要保證行駛的安全性，因此車輪轉向時應保證整車純滾動，否則將會出現打滑的危險。由此得到結論：前車輪兩軸線必然與后車輪軸線交于一點，由幾何分析得到兩車輪轉角具有一定的函數關系。該機構可由等腰梯形四連桿機構來實現，其設計問題可歸納為給定兩連架桿位置的函數生成問題。該問題可分別采用圖解法和解析法來進行求解。

再有，鶴式起重機的執行機構為雙搖桿機構，其末端利用連桿的運動來實現重物的移動。問題看似簡單，但其設計卻有一定的特殊功能要求。為保證起重機在左右移動時不上下起伏，避免不必要的做功浪費，應保證連桿末端軌跡為直線，該問題正歸納為連桿機構設計的難點――軌跡生成問題。設計時可首先讓學生了解經典的直線軌跡機構，可采用圖解法先進行幾何特征分析，然后再利用優化設計來建立數學模型，以與直線軌跡誤差最小作為優化目標進行針對性設計。

通過以上所舉實例可知，實際機械系統中有很多亟待解決和優化的問題都依賴于機械系統方案設計。諸如此類具有一定不確定性的設計問題，讓學生真正感受和接觸到實際問題的存在，即使在設計過程中的思考和思維過程很艱難，解決問題時會感到困苦，但收獲成果的喜悅是無法替代的。整個設計過程是伴隨著激情和設計靈感的創造性活動，而不再是一項繁瑣枯燥的事情，使機械系統創新設計理念深入人心。

三、總結

綜上所述，通過創新性、實踐性的課程設計過程，使學生對機械系統的設計理念有所感悟，使學生更好地在創造實踐能力和分析思維方面得到大幅度的鍛煉，真正達“機械原理”課程設計實踐教學的目的。同時，也對學生今后進一步深入研究并確定其研究方向和領域大有裨益，起著導向作用。期待在今后的機械原理課程設計中將出現更多豐富的創新實踐性題目和先進的設計理念，培養出優秀的應用型創新人才，以適應我國科學技術及工程創新的發展。

參考文獻：

[1]劉毅.機械原理課程設計[M].武漢:華中科技大學出版社,

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[2]鮑莉,趙紅霞.基于CDIO理念構建機械設計基礎課程一體化培養模式的研究[J].洛陽理工學院學報(自然科學版),2011,(1):93-96.

[3]張永安.我國機械設計教學現狀的思考及建議[J].中國大學教學,2013,(6):35-36.

[4]鮑莉,康紅艷.《機械原理》課程教學研究與實踐[J].重慶科技學院學報(社會科學版),2010,(18).

[5]張永安.機械原理課程設計指導[M].北京:高等教育出版社,

篇3

關鍵詞：機械原理；精品課程；課程建設

作者簡介：李光煜（1965-），女，內蒙古呼和浩特人，黑龍江科技大學機械工程學院，教授；劉秀蓮（1979-），女，遼寧葫蘆島人，黑龍江科技大學機械工程學院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150027）

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0126-02

精品課建設是教育部為實施高等學校教學質量和教學改革工程不斷提高教學質量而推出的一項重大舉措。在精品課建設中，應圍繞如何提高教學質量進行研究和實踐，其主旨在于充分體現精品課的先進性、科學性和示范性，實現理論知識傳授與應用創新能力培養并重的教育目標。在這一過程中，通過整合教學內容，構建新的教學體系，改革教學模式，深化實踐環節，造就一支優秀的結構合理的師資隊伍，吸收和培養年輕教師，優化教材，實現課程建設的可持續發展。[1，2]

一、進行教學內容的整合，形成新的教學體系

近年來，隨著高等教育教學改革的深入和創新應用型人才培養規劃的調整，學生某些科目的教學時數有所減少，“機械原理”課程的教學時數也由原來的76學時減少到56學時。在教學時數減少了20學時的情況下要保質保量地完成“機械原理”課程的教學，就要求授課教師對教材內容要融會貫通，對理論知識的講解能夠深入淺出，做到舉一反三。通過課程組討論和教學實踐，對理論知識體系進行了重新整合，把課程內容體系歸納為“四大模塊”，即機構的組成與運動分析模塊、機械系統動力學模塊、基本機構及其設計模塊和機構組合系統及其設計模塊。其中，機構的組成與運動分析模塊（10學時）內容包括平面機構的組成原理及其結構分析和平面機構的常用運動分析方法研究。機械系統動力學模塊（16學時），包括平面機構的慣性力確定和動態靜力分析方法、機械的效率確定及自鎖條件分析、機械的平衡條件及其計算、機械的運動方程的建立及其速度波動的調節方法等內容?；緳C構及其設計模塊（22學時），包括平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和其他常用機構的類型、應用及各自設計方法。最后是機構組合系統及其設計模塊（8學時），包括齒輪系的類型、傳動比的計算及輪系的應用和機械系統的方案設計。[3]經過整合課程體系，使課程內容變得更加連貫，學生在學習機械原理這一學科時能夠按照認知規律來掌握知識要點，從而使學習變得更加容易。即首先學習并掌握機構的組成原理和結構分析、機構具有確定相對運動的條件和平面機構常用的運動分析方法之后，了解和學習工程中常用機構的類型、組成、應用特點及其設計方法，最后學習和理解機械系統的機構組成及其總體方案設計，從而使各執行構件間達到協調配合。通過形成和利用“機械原理”課程新體系，充分體現出了精品課建設的先進性、科學性和示范性。

二、建立科學合理的教學環節，提高學生掌握知識、運用知識及動手創新的能力

學生對基本概念、基本原理及基本技能掌握程度的關鍵在于是否建立了科學合理的教學環節，同時學生理論聯系實際的能力、親自動手實踐能力和工程應用能力的形成與提高也依賴于科學合理的教學環節。多年來，“機械原理”課程組建立并應用了“三位一體”的教學環節，即把理論教學作為第一環節，第二環節為實驗教學，課外綜合實踐是第三個教學環節。通過“三位一體”的教學環節全面提高了學生掌握理論知識的能力、動手實踐創新能力和工程應用能力。[4]

1.改進教學方法與手段，使理論知識變得生動形象，便于學生掌握

在“機械原理”課程教學中沒有統一的教學模式，而是根據章、節及課程內容的不同采用靈活多樣的教學方法?！皺C械原理”課程組教師常采用的教學方法有傳統的課堂講授法、啟發式教學法，也有新穎靈活的分析討論式教學法及現場研究式教學法、案例教學法等。例如，在進行輪系這一部分內容的教學時，結合動畫和模型等應用實例，利用分析討論法和學生一起討論定軸輪系與周轉輪系的結構形式的不同、運動特性的不同及它們之間的聯系，從而推導出兩種輪系的傳動比計算方法，通過這樣的教學，可以開發學生智力，培養學生科學思維能力，使學生對這一知識點更容易理解和掌握，達到記憶深刻的教學效果。而在學習輪系中“使用惰輪的必要性”這一內容時，采用了案例教學的方式，把采煤機搖臂使用惰輪的錄像作為案例讓學生觀看和了解，從而得出惰輪可以增大傳動距離和改變傳動方向這兩個結論。在齒輪機構和蝸桿機構的教學中，組織學生到機構陳列室及常用機床車間進行現場教學。在去現場之前要給學生布置思考題，讓學生帶著問題去現場觀察，把教材中的理論知識與工程實際結合起來，使學生領會齒輪機構（蝸桿機構）在機器中的應用及其在應用中體現出的不同特性，達到了使學生把理論知識與生產實際結合起來的教學目標。

處于理論學習階段的學生還沒有接觸生產實踐，教師不可能每節課都能帶學生到現場教學。鑒于此，在“機械原理”教學中，要充分利用機械的實物模型直觀教學或利用教學錄像片、CAI教學課件、多媒體flas等比較形象的教學工具和手段幫助學生理解和掌握較抽象的理論知識。例如，錐齒輪的當量齒輪和當量齒數這一概念就非常抽象，學生較難理解，但在利用一段錄像片展開背錐并結合CAI課件講授之后，這一教學難點也就迎刃而解了。另外，在精品課建設中還充分利用網絡教學資源和環境，建立了機械原理精品課程網站，網站中包含了本課程的教學資料，包括自制的CAI教學課件、多年收集的教學案例以及多套課程教學重點和難點知識的錄像片等，還包括機械學科的前沿成果、機械創新園地及課程習題及答案等，為學生的自學和機械創新能力的形成提供便利的條件。

2.完善實驗教學設備，改進實驗教學方法，提高學生動手實踐能力

針對“機械原理”課程對實驗教學的要求以及實驗項目與內容的改革與整合，學院在實驗設備的種類和臺套數、實驗場地等方面的投入力度逐年增大，使實驗室在實驗裝備和實驗技術方面具有較先進的水平，為本課程的實驗教學創造了良好的環境。在實驗室的管理方面上實行課余時間開放制，學生實驗時間自定并提前預約。在實驗教學方面，以前的機械原理實驗教學多是驗證性的，很多學生都只在旁邊觀摩，起不到對學生鍛煉動手能力的培養目的。通過完善實驗設備，目前實驗室引進了具有研究性、綜合性及創新性內容的實驗，開設了機電系統創意組合實驗和機構創新結構設計實驗，學生利用課堂所學的基本概念、基本原理和基本技能，獨立思考，親自動手設計、組裝新機構，并對所組裝機構的傳動系統方案進行評價，通過這樣的實驗教學方式培養了學生的創造、創新能力和動手實踐能力。

3.開展課外綜合實踐，提高學生對理論知識的應用能力

培養學生解決機械工程應用及其創新發展的能力是“機械原理”課程教學的總目標。要實現這一目標，單憑理論教學和實驗教學還遠遠不夠，還要加強對學生課外綜合實踐的引導和指導。因此課程組創建了面向全校學生的“機械創新訓練實驗室”、“慧魚創新組合制作室”，并由專人管理設備。教研室及實驗室全體教師均可進行指導，為學生的創新活動提供寬廣的平臺和指導，為學生個性化創新教育創造廣闊的空間。每年定期舉辦校級機械創新設計大賽和“慧魚”模型創意組合競賽，課程組對在大賽及競賽中出現的優秀作品進行評價，幫助學生對所學基本概念、基本理論知識與工作實際應用做到融會貫通，利用機械原理知識發現問題并解決問題能力；并對其中能夠完成實物或模型的作品提供一定的資助，對其中明顯具有實用性和創新性的作品給予獎勵，在此基礎上鼓勵和組織學生參加省級或國家級機械創新競賽及全國大學生科技創新大賽等活動。這樣，在培養學生的動手能力和創新能力的同時，也培養了學生的組織協作能力和溝通能力，實現工科大學生由理論知識的掌握和積累向機械創新發展及工程應用能力生成的轉變。

4.建立科學的考核方法，綜合考評學生成績

近年來，課程組對“機械原理”課程建立了多元化考核模式，真正發揮期末考核在課程教學中的鑒定、督促和激勵作用。具體做法是：首先在考核的內容上，不僅考核學生基本概念、基本理論和基本技能的掌握程度，還要考核學生綜合性、創造性地應用基本概念、基本理論和基本技能解決實際問題的能力。其次在考核的形式上，加大了平時學習表現和實踐能力考核的力度。不再是由一套試卷和幾道試題決定學生對本課程的學習效果，而是綜合考量學生的平時作業、討論課及啟發式教學中的表現、實驗課教學中動手能力的表現及校級、省級和國家級創新大賽的參加及獲獎情況等多個方面進行測評，使期末成績的構成多元化。利用考核形式的改革，使每一個教學環節都得到學生的足夠重視，激發了學生的學習積極性，使學生更加了解“機械原理”課程在今后從事機械工程應用及其創新發展中的重要性，通過建立科學的考核方法，改善了教學秩序，提高了教學質量。

三、加大師資隊伍建設力度，提高師資隊伍的學歷水平和教學能力

師資隊伍的建設和師資水平的提升是精品課程建設的關鍵?！皺C械原理”課程組教師共9人，其中教授3人，副教授1人，高工2人，講師3人，高級職稱人數占67%。課程組全體教師不斷進取，抓住各種機會努力提高自身的學歷水平和教育教學能力。[5]目前博士學位1人，在讀博士后1人，在讀博士3人，碩士學位2人，學士學位2人。對青年教師實行導師制培養計劃，對每一位新進教師均配一名骨干教師進行指導，并制訂明確具體的培養計劃，幫助他們提高教學能力，過好教學關、育人關、實踐關。要求新進教師必須經過聽課、輔導答疑、批改作業、指導實驗、指導課程設計、試講、點評等階段后，才能上講臺講課。鼓勵青年教師積極開展教學與科學研究，提高學術水平和工程實踐能力，并促進教學水平的提高。幾年來，共有5人次參加校級、院級教學大賽，分別獲得一、二、三等獎，課程組的教學質量受到學校師生的一致好評。

四、引進國內優秀教材， 完成自編規劃教材和自制課件的配套體系

課堂教學的主要載體是教材，教師通過教材把知識傳遞給學生，教材也是學生課前和課后自學的主要工具，所以精品課程教學效果的改善和教學質量的提高都與教材的選擇和建設息息相關。課程組教師長期重視教材的選用與建設，選用的教材均為高教出版社推薦使用的國家優秀獲獎教材，并購買了與教材配套的CAI電子教案。同時以“21世紀規劃教材”為依托，抓住北京大學出版社“全國高等院校機械類創新型人才培養規劃教材”的契機，課題組共同努力出版了與課程建設配套的機械原理教材，并在教學實踐中得到應用，師生反映良好。為提高教學效果，增加課堂的信息量，黑龍江科技大學的教師們還自己制作了CAI課件，實現教材立體化，效果很好。

參考文獻：

[1]曲向榮.精品課建設的實踐與思考[J].沈陽工業大學學報：社會科學版，2008，（2）.

[2]侯治富， 金祥雷，谷樹嚴，等.精品課程建設目標及實現途徑的研究與實踐[J].中國大學教學，2006，（1）：22.

[3]孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理[M].第八版.北京：高等教育出版社，2007.

篇4

Abstract： The mechanical design is based on practice and application of a highly basic course. On the one hand, this paper proposed to develop and apply a set of courseware system with modern teaching methods to improve teaching effectiveness, on the other hand, to enhance four abilities of students in basic courses of mechanical design.

關鍵詞： 機械設計基礎課程；能力；培養

Key words： the basic course of mechanical design; ability; training

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）35-0282-01

1加強機械設計基礎課程的教學優化

1.1 改善現有的教學手段，研究開發出一套新型適應現代化教學的課教系統，提高機械設計基礎及其相關課程的教學效果電化教育是現代社會經濟，科學技術與教育發展的產物，是實施教改和開展課題研究的需要，是提高教師自身業務素質的需要，是加強教師備課程度，優化課堂教學過程的需要。使用電化教學要注意以下幾個要點：①要有利于創造生動和諧的教學情境；②要有利于發揮學生學習的主動性；③要有利于學生智力發展和能力培養。而不論是傳統教學方法還是現代電化教學方法，都應堅持“學生為主體，教師為主導”，要有效地發揮學生的主體作用，真正突出學生的主體地位，防止電教為“電灌”。因此，在教學設計上，預先估計學生在學習過程中心理上會發生變化，適時合理運用電教媒體，實現教學過程的優化。媒體使用的最佳時機，主要有以下幾種情況：重點內容尚未引起學生注意時，學生思維展開尚缺少形象材料時，復雜機械動作的運行方式難以想象時。投影片的使用方式，可以是老師先演講，后播放，再概括；也可是先設疑，后播放，再演講；還可以邊播放邊講解等。為獲得課堂電化教學的最佳效果，必須先進行教學設計，然后再動手制作教學課件。

1.2 利用新型的動態模型展示，提高學生實踐感受力華裔諾貝爾獎得主楊振寧等人也多次對我國教育不重視培養學生的創造性提出批評。提倡死記硬背，實行題海戰術，使用標準答案，壓制學生的個性發展，把教學過程單純理解為對現有知識傳透和積累，在教學方法和考試制度上也是重繼承輕創新、重灌輸輕發現等等，這是當前我國教育包括高等教育普遍存在的流弊。

2提高教師自身實踐創新素質

機械設計基礎課程是一門創新實踐性很強的課程，年輕一代的創新能力要靠教師的創造力去培養。而教師要想勝任自己的教學工作，不僅要善于不斷地更新和擴充自己的知識，還要能交給學生獲取新知識的方法；而這些不斷更迭的新知識、新技能，又難有召之即來的現成的教科書提供答疑和咨詢；只能靠教師本人在豐富多彩的實踐中去摸索、去探討、去學習、去掌握。當前部分教師在認識上有“重理論、輕實踐”、“重課堂、輕課外”的思想，有些人片面的認為只有增加投入才能提高實踐教育能力；另外，在教師能力方面，存在部分教師專業實踐能力不足，不能積極主動地參與實踐教育活動，一些從校門到校門的青年教師扎在的小圈子里，缺乏從事專業實踐教育的底氣。通過探討機械設計基礎課程理論教學與增強實踐相結合的過程中，促進教師對自身實踐創新素質提高的思考。這就要求教師必須具有相應的獨立思考、自主意識和懷疑精神，具有學習能力、實踐能力和創造能力；要注重自身的知識積累；要樂于參加實踐活動，教師的教學實踐能力不僅表現在對學生的方面，而且更體現在對自己教學活動的反思上。這種反思是教師教學實踐的重要內涵。不能及時反思自己的教師不是好教師，而這種反思是教師不斷提高自身素質的一個重要途徑。

3在機械設計基礎課程教學中加強培養高職學生的四種能力

3.1 將四種能力的培養貫穿課程教學過程中高職高專教育是培養面向生產第一線的應用型工程技術人才。從職業教育、專業、職業的關系來看，職業教育課程應以工作過程為導向。既工作過程導向課程的名稱和內容不是指向科學學科的子區域，而是來自職業行動領域的工作過程，且以項目、任務、工藝、范例、案例、設備、產品、實驗、廠家等作為課程的實踐形式。傳統的機械設計基礎課程內容包括機械原理和機械零件兩大部分，理論性強、概念抽象，涉及的基礎理論和知識面廣、系統性強，各自成體系。這種學術型的教學模式顯然不能適應高職高專教育對應用型人才培養目標的要求。根絕從職業群眾歸納整合出的典型的職業工作過程。結合歷屆畢業生的調查反饋信息及用人單位對機械設計基礎課程教學的要求，可對機械設計基礎課程進行全面改革，將原機械原理、機械設計的教學內容按一般通用機械的設計過程來安排。

3.2 加強教學方法和教學手段的創新研究在教學過程中，堅持教學方法與教學手段的改革，施行“精講多練”及啟發式教學、討論式教學、案例教學等等，突出學生四種能力的培養/如對于機械創新設計方面的內容采用討論式教學，將工程案例引入課堂中，由教師提出案例問題，學生分組討論，激發學生自主學習的積極性，提高學生的創新能力。采用理論教學、現場教學、實驗教學等教學手段相結合，形象直觀，用大量的應用實例讓學生對生產和生活中的機械裝置和機構有更廣泛的了解，開闊了眼界。

3.3 大力開展第二課堂圍繞課程教學內容的改革，大力開展第二課堂活動，如舉辦科技文化藝術節、科技人文講座等，同時積極組織學生參加全國性競賽活動，如全國大學生數學建模競賽、大學生"挑戰杯"創業大賽、機械創新設計大賽等，培養學生的實踐能力、創造能力和就業能力、創業能力。如機械創新設計大賽，學生可自由報名、自選課題參加比賽，在此過程中教師僅起到拋磚引玉的作用，組后學生將自己完成的作品在大賽演示并參加評獎，充分發揮學生的創造能力。此外，還可積極引導學生參與教師承擔的部分科研或科研項目，學生能夠從中或得許多創新設計的感性認識和理論知識，學到許多書本中沒有的東西，并可以綜合運用到已學過的知識，解決實際問題，從而提高學生的實踐能力和創造能力。

篇5

機械原理是機械系一門重要的專業基礎課，它主要研究機械的設計以及力學分析，為機械設計過程中的方案設計階段服務。由于方案設計在機械設計中占據著舉足輕重的地位，所以機械原理就成為機械類學生一門十分重要的課程，也成為考研的專業課之一。

但是在幾年的教學過程中，筆者發現，機械原理的講授內容有很多已經過時，在工程設計實踐中幾乎沒有用處，而我們卻花費了大量的時間來做仔細的講解；而對于工程急需的部分內容，我們卻很少涉及；另外，我們過于強調分析而忽視了設計，導致學生學完機械原理以后，甚至簡單地以為機械原理只是理論力學的延伸，是理論力學的一種應用；最后，課程設計內容幾十年來都在做牛頭刨床的力分析。雖然我們也追加了某種機器的方案設計部分，但是因為課程設計時間少，學生實際上把大量的精力耗費在力分析上面，而對于方案設計只是匆匆帶過，這實際上混淆了機械原理的主要目的，又起到一種誤解作用。

針對上述情況，許多機械原理一線教學的老師都提出了自己的改革方案，有些老師把許多計算機軟件如AutoCAD，PRO/E，ADAMS，RecurDyn， MATLAB等引入機械原理的教學中，[1-3]有的對機械原理的內容進行重新組合分塊而加強學生的動手部分，[4]有的對于課程設計給定了多種題目，并采用先進的計算機虛擬設計手段來進行課程設計。[5]筆者在上述方法的啟發下，也進行了一些教學改革，改革的主要目的是面向工程，希望機械原理能夠真正地為工程設計服務。下文對筆者的一些改革進行簡要介紹。

一、設計與分析地位的界定

機械原理總體上分為兩塊內容：機構的設計以及力學分析。機構的設計包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和輪系的設計。而力學分析部分包括：運動分析、速度波動分析、力分析、機械效率、機構的平衡。

在工程師的實際設計中，我們發現，他們很少用到分析的內容，如果用到機械原理，主要是在進行機構的設計。所以，從工程實際應用而言，機構的設計部分應該占據主導地位。但是我們的傳統教學卻習慣于從分析開始，在介紹了機構的結構分析以后，就花費了很多時間介紹運動分析、力分析、機械效率、機械平衡、速度波動的調節，讓學生感覺好像在學習理論力學，只不過把解析法換成了圖解法；而對某些內容只是感覺比理論力學處理的對象更多一些，方法都來自于理論力學。學生要到第8周才開始進入機構的設計部分，此時學期已經過半。這給學生造成一種強烈的感覺，機械原理就是理論力學的延伸。顯然，這是一個誤區，對于學生正確地理解機械原理的核心是不利的。

傳統的教學方法對分析部分花費了太多的精力，而實際上，這些內容在實踐中用處不大。運動分析這一部分，是當機構處于某個位置時，用作圖法把構件的速度和加速度求出來。在實踐中需要面對的一般都是整個周期，需要得到整個周期內的加速度，用圖解法會相當困難，所以在工程設計中幾乎都不會用到這種方法。對于力分析更是如此，力分析要求在運動分析結束后拆分桿組，再用動靜法來進行靜力分析，過程十分繁瑣，在設計實踐中不可能使用。換一句話說，這種方法只具有理論上的意義。但這并不意味著這些內容不需要，應該盡量簡化，只闡述其思路就足夠，并不需要花費很多時間。

對于運動學花費太多的教學時間的結果，導致機構設計部分這個主體內容課時被壓縮，學時顯得相當緊張。因為沒有充足的時間來講解這部分內容，最后的方案設計部分有些老師甚至都來不及展開，就進入了課程設計階段。這樣，學生甚至都沒有弄清楚機械原理就是用來做方案設計的，這對于他們理解機械原理的作用顯然是不利的。

有鑒于此，筆者以為，從為工程服務的觀點出發，機械原理應該強調設計而適當降低分析的地位。在機構的結構分析介紹完以后，應該馬上進入機構的設計部分，以便讓學生明白機械原理就是來做機構設計的。應花費11周左右的時間后，對于力學分析部分用3周共6次課左右結束，基本上相當于一次課結束一章的內容。這樣，就有充足的時間用來講解機構的設計內容，使得機械原理的教學內容能夠真正對工程設計發揮作用。

二、機構設計部分的講解方式

機構設計包括兩塊：簡單機構的設計及機械系統的方案設計。簡單機構的設計包括：連桿機構、凸輪結構、齒輪機構的設計以及輪系傳動比的計算。對于每一塊內容，應該分成三個部分來講解：理解、設計與分析。

理解，就是迅速接受前人在這種機構設計方面所積累的經驗。比如連桿機構，第一步就是理解，弄清楚各種連桿機構的關系以及它們在工程實際中的應用；對于凸輪機構，弄清凸輪機構的類型及其應用；對于齒輪機構而言，理解占據最重要的地位，因為齒輪機構的正確嚙合條件、無側隙嚙合條件、定傳動比條件都是很重要的內容，通常老師都會花費不少精力在這一塊內容上面。

設計是主體。連桿機構的設計，是機械原理的重頭戲。傳統的設計方法是老師用粉筆+直尺+圓規進行的，這實際上很不方便。在實際工程設計中，設計人員不大可能用鉛筆、直尺來設計，而AutoCAD是他們最常用的工具軟件，所以，用AutoCAD來進行機構的結構設計是最合適的方式，這使得他們日后在需要時，很自然地就用AutoCAD來做方案設計。另一個方面，用AutoCAD進行連桿機構的設計比直尺、圓規要優越很多。如剛化反轉法是連桿機構設計的重要方法，手工操作十分麻煩，而用AutoCAD則輕而易舉?；贏utoCAD的種種優越性，筆者強烈建議，教師在上課時就直接用AutoCAD來進行連桿機構設計的教學，何況在使用多媒體以后，用AutoCAD可以放大比例看清楚其中的每一個細節，這都具有黑板教學不可比擬的優越性。

凸輪機構的設計，也建議以圖解法為主，此時仍舊是用AutoCAD教學。以圖解法為主的原因是，這種方法能夠清晰地說明原理。而對于凸輪機構的設計而言，弄清楚原理相當重要。至于解析法，把公式推出來后，說明其意義就可以了。齒輪機構的設計則強調是根據中心距和傳動比來設計齒輪機構的，這也是設計中最經常出現的問題。

三、課程設計的處理

課程設計通常包括兩個內容：牛頭刨床的動 力分析和飛輪的設計，以及某機構的方案設計。課程設計一般是一周的時間，前者在課程設計中通常要花費4-5天左右，由于時間關系，方案設計只能草草地做兩個機構運動示意圖。顯然，這并不符合機械原理教學的主要目的。

機械原理教學的主要目的是教會學生做方案設計。最后的課程設計內容應該強化這一點，但是現有的教學方式卻沒有突出這一點。由于把主要時間花費在牛頭刨床的動力分析上面，讓學生誤以為機械原理的主要目的是做機構分析的，這顯然并不利于學生對于機械原理主要內容的把握。另外，由于時間的限制，學生對于所做的方案設計基本上只是畫出一個示意圖，都沒有確定一些主要尺寸，這使得方案設計做得很草率。

課程設計同樣應該強化機構設計部分，對于傳統的牛頭刨床的力分析部分，建議使用ADAMS來做輔助計算，這是比較實際的方式，一般學生建模結束后，最多一天的時間就可以用ADAMS做完飛輪的設計，從而有足夠的精力來做機械系統的方案設計。至于方案設計本身如何處理，許多研究者已經提出了較為成熟的改革方案，這里不再贅述。

四、結語

機械原理作為一門重要的專業基礎課，從其根本意義上來說，是為方案設計服務的，但是傳統的教育模式并沒有突出這一點。在授課時強調設計而弱化分析，在設計時突出用AutoCAD來繪圖而少用手工繪圖，在課程設計中加強方案設計而用ADAMS來進行牛頭刨床的機構分析，這會加強設計的成分，而且所用的方法可以切實在工程設計中發揮作用。本文采用上述方法進行了機械原理的教學改革，取得了較好的效果。

[ 參 考 文 獻 ]

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[2] 陳奇，朱家誠，公彥軍.將計算機軟件引入機械原理教學的探索與研究[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2011（1）：145-148.

[3] 肖啟明.RecurDyn在機械原理教學中的應用研究[J].重慶三峽學院學報，2011（3）：135-137.

篇6

1.1化工類課程設計的特點

化工類課程設計是理論課學習階段結束后進行的實踐教學環節，是化工專業的專業基礎課程不可或缺的實踐性教學環節，時間為一周。按我校以前教學安排，學生一般在大二先做《化工原理的課程設計》，然后在大三做《化工機械基礎課程設計》，在大四時做畢業設計。這些設計要求學生獨立思考，融會貫通該課程的基本知識，并在規定的時間內，通過全面分析設計過程，計算篩選出最優化的設計方案，解決實際問題。

1.2化工類課程設計時間短

我校目前化工專業化工類課程設計只開設《化工原理課程設計》和《化工設備機械基礎課程設計》兩門課程設計，這兩門課程設計分別是在化工專業大二下學期上完化工原理課后即第十八周，大三上學期上完化工設備機械基礎后即第十八周開設，時間都為一周。由于在一周內需要完成工藝計算、流程設計、設備的設計計算、工程圖紙的繪制和設計說明書的編制，而這個時間段已經接近我校學期期末，學生需要準備四六級考試和期末考試，同學們普遍感覺時間緊張，根本沒有時間和精力來認真完成課程設計的內容。設計時學生對工藝流程和儀器設備的結構與原理都是通過理論課學習的，對工藝和設備只具有初步的理性認識，不具有感性認識，有時甚至對一些設備外型一點都不知道，更不用說內部結構了，也沒有足夠長時間讓學生去了解，所以在設計過程中表現出很大的盲目性。有些同學為了趕設計內容和圖紙，設計時也只能照抄照搬教科書，只是將數據簡單的換一換，達不到課程設計的教學目的和效果［5］。

1.3課程設計資料少，設計不合理

為了確保工業生產過程的安全，許多國家在化工生產工藝過程的設計、設備的制造、安裝、維護和檢驗等方面都制定有自己的規范和標準，在操作和設計過程中工程技術人員需要嚴格按照相應規范進行。［6］這就使得了解和熟悉設計規范是化工類課程設計的一個重要內容。但由于我國教材更新速度落后于標準和規范，而且我校圖書館工具書的館藏量很少，使得學生設計時查找最新標準和資料困難，有些學生為了省事，就直接采用舊標準和規范進行設計，顯然這與實際設計要求不符，不利于對學生工程意識和工程素養及工程能力的培養。

1.4許多青年教師缺乏實踐經驗，指導學生的能力不足

我校是2000年新升格為本科地方性院校，在我校升本以前主要以師范專業為主，升本以后為了適應我校“地方性、應用型、綜合性”的辦學定位和理念，逐步淘汰一些傳統的理科專業，新開設了很多工科專業，在這樣一個背景下，材料與化工學院化學工程與工藝專業于2008年開始招生。但是我院大部分老師都是理科和一些傳統專業出身，這些老師又不可能沒有課上，這樣的話就導致很多年輕的理科和傳統專業出身的老師來上一些工科性、實踐性很強課程，可是這些老師自身就缺乏實踐經驗，只能照本宣科，導致我?；ゎ愓n程設計教學只能照抄照搬，老師和學生都不能在實踐過程中靈活運用所學知識進行設計，老師也沒有辦法進行一些高屋建瓴性的指導，這樣使得課程設計教學效果差。

2校企結合模式下化工類課程設計體系構建

2.1完善校企結合模式下化工類設計課程體系構建

化工類課程設計是綜合性課程，是一門理論聯系實際非常緊密的課程，涉及的專業知識范圍廣，要求學生具備化工類扎實的專業知識和一定的實踐經驗，在設計過程中要有工程的觀念。這就要求在制定培養方案的過程中完善化工類課程設計教學體系的建設，整合化工類課程設計有關教學環節，注重課程設計和不同專業課之間的銜接，注重不同設計課程層次上的提高，在課程設計過程中逐步培養學生的工程觀念。例如，現在我?；ゎ愓n程設計主要是兩門課程設計，一門是《化工原理課程設計》，另外一門是《化工設備機械基礎課程設計》，這兩門課程設計分別在化工專業大二下學期和大三上學期完成相應的理論課《化工原理》、《化工設備機械基礎》之后開設，設計時間都是一周。一個典型化工流程的設計包括工藝設計和機械設計兩部分［6］，從順序上來說，應是先工藝設計后機械設計［7－8］。設備的工藝設計主要屬于化工原理課程設計內容，而機械設計屬于化工設備機械基礎課程設計，雖然化工原理課程設計在化工設備機械基礎課程設計之前，但是兩者上相互關聯的。我?；ぴ碚n程設計給定參數后只設計工藝，而化工設備機械基礎課程設計時用到需要由工藝設計得到部分參數則是由老師給定。這樣所得后果是使學生對實際工程設計的全過程沒有清晰的認識，不能把工藝與設備看做是一個有機整體。為此我們將化工原理課程設計和化工設備機械基礎課程設計整合為《技能提高型設計》，將上述兩門課的內容有機的整合為一體。

2.2課程設計體系內容改革

課程設計體系教學內容是課程設計的基礎，內容的好壞直接關系到教學效果［1］。如何結合專業課內容和課程設計要求，并結合本地區化工企業的特點精選課程設計內容成為重點。所選設計內容使學生的設計既能將理論課程上所學的知識綜合運用，又能較好的體現工業背景和典型性、實用性的特點。我市是飲用水水源保護地，不允許建設大型對環境污染嚴重的化工企業。這就導致我市企業多是附加值高、環境污染小的高新化工企業，在這些企業中化工設備和工藝設計環評很嚴格，如果我們能將我市企業設計之初的環評要求加入將對學生進入企業進行設計將很有幫助［9－10］。技能提高型設計時間為兩周時間，在大二暑期小學期進行。課程設計內容來源于我校校企合作工廠的生產實踐中換熱器、精餾塔、吸收塔、固定床和流化床反應器等的設計。技能提高型設計將工藝設計和設備機械設計有機結合在一起，在設計過程中讓學生完成了某一典型化工流程的完整設計，這種設計過程更接近于工程實際情況，對學生工程素質培養更有利。在綜合型設計和創新型設計中，將課程設計課堂搬到企業生產基地，綜合型設計以企業具體生產工段作為學生設計內容，按照企業實際生產及工藝要求來進行設計［11］，綜合訓練學生的工程素養，設計完成后可以和企業實際生產工段進行比較，判斷設計結果的優劣。這樣可以做到“學員、教師、企業工程師”結合，“教材、車間、設計產品”結合。在創新型設計中結合企業生產過程中需要解決的實際設計問題，將一個工廠或一個車間設計出來，同時聘請廠方工程人員作為指導老師，如若可能可將設計結果轉化為企業的實際生產工藝，進行校企結合、產學研一體化辦學［12］。

2.3構建課程設計體系考核方式

我校傳統的課程設計考核方式方法主要是依據圖紙和說明書的質量來評定課程設計成績，但是由于學生抄襲現象嚴重，成績的評定有時很難做到公平公正。為了解決這個問題，我們提出三種考核方法相結合:第一，注重過程。在課程設計過程中，從學生的學習態度到學習能力等多方面來評價學生。對于積極主動學習的學生，特別是在設計過程中能夠主動和創造性的解決問題的學生給予加分。第二，加強答辯力度。答辯方法采用個別和小組答辯結合的方法，答辯內容包括流程圖、裝配圖、計算機程序和設計說書的部分內容。在答辯過程中重點檢查是否是其本人獨立完成的設計。第三，結合圖紙和說書的質量來評定課程設計成績，設計開始，即明確說明平時要求和設計圖紙及說明書要求，讓每組不同學側重畫不同的圖紙，和不同計算內容，同時工藝過程具體數據人手一個數據，盡量避免抄襲［5，13］。

2.4課程設計教師梯隊合理

教學團隊的整體素質決定了課程教學效果的好與壞，對于化工類課程設計涉及多個知識領域，這一點又顯得非常明確。在我校，課程設計的教學團隊中以中青年骨干教師為主，為了提高中青年骨干教師的教學水平，學校和學院要求青年教師積極去企業和設計院掛職鍛煉，在實踐過程中提高教學經驗和設計經驗，校企聯合培養“雙師型”教師，在校企合作中提升教師綜合能力，目前我?；そ虒W團隊已有4位教師在相關企業掛職鍛煉，并取得了良好的效果。同時，從校外合作企業和設計院聘請技術人員和專家到校內講授化工類課程設計和指導學生課程設計。且有設計經驗的老師發揚傳、幫、帶的作用，培養年輕教師的設計能力，建立一支可持續發展的師資隊伍［14］。

3結語

篇7

[關鍵詞]三維技術 機械專業 實踐教學

前言

隨著計算機技術的快速發展，制造業已進入數字化時代，三維技術應用也越來越廣泛，其應用已遍及機械設計以及制造相關行業。傳統的二維設計無法做到結構分析、運動機構分析和數控加工，不能真正做到生產的自動化，三維技術利用計算機提供的一個三維空間，設計人員可以直接在這個三維空間里建造物體的模型，表達自己的設計意圖，對幾何形體描述更真實、更準確、更全面。隨著機械三維技術的廣泛應用，相關行業也急需大量掌握此技術的人才。

作為培養社會所需要的應用型人才的高等學校，實踐教學是其專業教學計劃中重要的組成部分，是培養學生創新意識和實踐能力的重要環節，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。

本文針對我校機械工程學院的實際情況，結合我校現有條件和三維應用軟件，在機械類實踐教學中，以三維設計為中心，以培養應用型人才為目的，將機械專業一直沿用的傳統的二維實踐教學進行全面的改革，借助計算機和三維圖形軟件（如Solidworks、Pro/Engineer等），將三維技術應用到機械專業的實踐教學（如課程設計、專業綜合實驗、畢業設計等）中，一方面能夠提高學生的學習興趣，另一方面也能提高年輕教師的科研能力。

一、機械專業實踐教學實施中存在的普遍問題

目前專業基礎課和專業課的課程設計內容陳舊，其創新和改革不夠，在學生綜合分析、解決問題的能力培養上存在明顯欠缺，不能很好地適應現代制造業的飛速發展要求。以機械原理課程設計和機械設計課程設計為例，機械原理課程設計的實施是先由指導教師指定一個具有代表性的題目（如：牛頭刨床主運動機構）。然后學生按照教師指定好的人員組合和設計規范完成課程設計任務。這種方法雖然有許多優點，學生也能按部就班地完成設計任務，但隨著科學技術的發展，尤其是計算機技術的快速發展，這種方法已顯得較為落后，不能滿足社會對復合型人才發展的需要，也不能充分調動學生學習的主動性和創造性。課程設計過程中通常采用：圖解法輔助解析法來完成。用圖解法主要是對所研究機構進行運動和受力的分析，這種方法具有清晰、直觀等優點，但也存在作圖復雜、工作量大、精度低、效率低等缺陷。而采用解析法主要是指導教師將已編好的計算程序交給學生，由學生上機輸入并調試程度，進行計算，將計算結果與圖解法所得結果相比較，它只是起到對圖解法的結果進行檢驗的作用，而且計算的結果是以數字的形式顯示，不清晰，不直觀。這樣做的結果，不僅工作量較大.使設計變得枯燥無味.而且也吸引不了學生對應用計算機解決實際問題的興趣。

相似的情況還出在機械設計課程設計中，題目單一，重復率高，學生相互抄襲的現象比較普遍，也挫傷了一部分學生的學習積極性。機械設計課程設計基本上沿用同一設計題目：“雙級或單級圓柱齒輪減速器設計” 它涵蓋了“機械設計”課程中大部分內容，該設計題目對培養學生掌握通用零部件、機械傳動裝置或簡單機械的設計方法，培養學生應用現代設計方法和手段解決工程實際問題的能力是極其有效的。為了避免學生之間的相互抄襲，不少學校提出了多套課程設計的題目。盡管多套題目可以避免學生之間的相互抄襲，但是設計手段仍然不夠現代化。學生設計的成果仍是二維平面圖紙，但是二維視圖表達，無法預防干涉情況的發生。

二、基于三維技術的機械專業實踐教學方法和手段

（一）采用案例式教學

教學案例的使用可以追溯到1870年前后的哈佛法學院，第一次世界大戰后被哈佛商學院采用，現在已經推廣到多個學科。在實踐教學中采用案例式教學，能很好地將三維技術與機械行業的專業知識結合起來。通過以機械原理中曲柄滑塊、曲柄搖桿機構等典型四桿機構為案例，在機械原理課程設計中進行機構運動分析的教學；以機械設計課程中的零件，如：軸、鍵等典型零件為案例，進行零件強度校核的教學。由于在實踐教學中的這些機構比較抽象，在課程的教學中引入案例教學法使學生從感性認識逐步上升為理性認識，再通過課程設計和實驗回歸于實踐，這一過程符合認知的一般規律。

（二）加強實踐環節力度

1）在專業課程的實踐教學過程中，如：機械原理、機械設計、數控編程等課程，布置相應的題目，讓學生利用三維軟件進行練習，尤其是在相關課程的課程設計環節，應強調學生利用三維軟件完成相關設計。在畢業設計環節，在題目的設置和設計任務中，要求學生利用相關三維軟件完成設計。

2）積極組織學生參加各種機械專業類的三維競賽：大學生機械創新設計大賽、全國三維數字化創新大賽等。

3）我院不僅在機械CAD/CAM課程的教學中增加了學生實際操作的時間。還在課程結束之后，還專門安排一周的上機實踐環節，利用三維軟件進行實練操作，以加強和提高學生實踐水平能力。

（三）建設基于三維技術的機械專業實踐教學團隊

三維技術所涉及的相關課程及其專業知識非常豐富，要提高三維技術教學質量，一支高素質的教師隊伍是必不可少的。為此，我院成立了三維技術教學團隊，團隊成員既要有教學經驗豐富的，也要有多年從事工程實踐的、還要有熟練掌握計算機技術的年輕教師。團隊成員不僅從事專業課程的教學，同時也要對三維技術的應用有較多的研究。

三、基于三維技術的機械專業實踐教學的改革實踐

在機械專業學生必須進行的課程設計的實施過程中，第一步，在設計手段方面的結合先進的計算機輔助設計三維軟件，對課程設計內容和形式進行一定的創新；第二步，在前面的基礎上，增加課程設計的題目數量。

以機械原理課程設計中牛頭刨床為例來介紹一下在實踐教學中利用三維技術（如SolidWorks）進行設計。

1）參數化構件庫的建立及實體裝配

為了實現構件的快速建模和避免重復性工作，建立一些常用構件的三維參數化模板庫，用戶可以在特征模板中查詢和調用各種構件模型。在這一部分，主要完成各桿件進行三維建模，完成模型庫。

2）裝配信息的提取與轉化

在SolidWorks環境中，裝配好的機構并不能直接用于機構分析，必須提取出裝配體的配合特征信息，并將其轉化為機構分解與分析所需要的拓撲信息和結構數據。

3）結構分解及型轉化單元的分析模型

識別出結構分解所需要的信息后，將機構分解為機架、主動件和有序單元組（虛擬單構件、雙桿組、約束單構件）。

4）運動分析與仿真的實現

機構分解完成后，通過設置主動件的運動參數，從而實現對整個機構的運動分析。通過定義機構的約束、運動和可選的力，從而對機構進行仿真，得出該機構的性能。最終結果的表現形式有多種，有直觀的動畫顯示、也有仿真的曲線圖和文本文件。

在熟練使用計算機輔助設計三維軟件進行機構分析的基礎上，可以增加多桿機構的運動分析。

從長遠目標來看，可以逐步設定多種類型的設計題目：有的是已知工藝參數讓學生自己選擇傳動方案和工作機構的類型；有的是已知傳動方案和工作機構的類型，反求機構參數；有的是已知兩個傳動方案，讓學生就兩個方案進行綜合評價；還有的是借助于CAI軟件進行運動仿真等。

四、結語

通過利用三維技術對機械專業實踐教學的改革，一方面，可以提高學生學習的興趣并能提高學生的創新能力：

1.加深了學生對機械專業課程基本內容的理解。通過計算機進行運動的仿真，學生看到了各種機構的運動形態，建立起具體生動的運動變換概念，同時也促進了他們對機構的特性參數如曲柄條件、急回特性、壓力角等的理解。

2.有利于培養學生多方面的能力。學生可以按照給定的運動變換要求，設計出眾多的機構方案，對每個方案可以進行分析，驗證其運動變換功能，也可就不同方案進行比較。這不但加深了學生對教學內容的理解，鍛煉了各方面的能力，同時也增強了學生的主動設計意識，成為機構設計的決策者。

另一方面，也可以提高教師的教學經驗和科研能力。

*項目基金：2011年湖北省教育科學規劃研究課題（課題編號：2011B304）

[參考文獻]

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[2]王偉，張融，張秀梅.以培養學生工程實踐能力為主線的獨立學院機械CAD/CAM課程的教學改革與研究[J].機械類課程報告論壇論文集2011.

篇8

關鍵詞：機械原理；課程改革；教學手段；發展

基金資助：湖南省教育科學“十二五”規劃2013年度青年專項資助課題（項目號：XJK013QGD010），2013年全省普通高校實踐教學建設項目“機械類專業校企合作人才培養基地”（項目號：湘教通[2013]295號）

由于近年來，《機械原理》課程教學時數不斷減少，且教學課程仍然沿用20世紀50年代建立的以機構分析為主的舊教學體系，雖然這種體系曾經對培養學生分析問題的能力起過重要的作用，但是隨著時代的進步和社會的發展，這種傳統的教學體系已不能滿足現代社會的要求[1]。因此我校進行了機械原理課程改革，更新教學內容、優化教學方法、引進先進教學手段，提高學生自主學習能力和自覺創新能力。

1、教學內容的改革

機械原理教學內容改革的原則首先是在進行傳統的、經典的機構設計與分析理論和方法進行系統的講授時要做到取其精華去其糟粕，并將重點突出實踐應用。如重點講授對機械機構結構的分析、機構運動分析和諸如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等一系列常用機構的設計理論與設計方法，而在課程所要求對力的分析和機械的平衡中所用的基本理論，就只需直接引用，將重點放在如何運用這些理論來解決機械原理課程中的問題。因為在學生已修的力學課程中已經做了重點的講授[2]。然后，還要做到緊跟機械發展的腳步，盡力讓學生能即時了解機械原理機構設計的新理論、新方法以及學科發展的前沿的內容，使學生的視野和知識面得到最大的擴展，從而達到樹立學生的創新意識和培養不斷學習新方法來解決問題的能力。

2、教學方法的改革

過去我們學生的機械原理課程設計一直是由教師指定的一個特定的題目，沒有做到多樣化，整個設計內容綜合了機械原理的所有主要原理和知識。學生處于被動接受的狀態，能進行自主設計和內容的部分非常少，無法提高學生自覺創新能力，不利于學生工程實踐能力的培養。因此我們將機械原理的課程設計的重點放在自主設計和內容的創新上后，要求著重培養學生發現問題和解決問題的能力，培養學生機構方案構思的創新能力，培養學生知識應用和實際動手的能力，力爭通過這樣的課程設計初步培養使學生具有一定的工程素質和實踐能力。為此，我們從課程設計選題、方案內容構思等方面都做了許多方面的改變。要達到體現自主設計和創新的目的，選題非常重要，它直接關系到設計和創新性，同時如何選題本身也是一個發現問題和解決的過程，學生自主選題本身就是學生創新的體現。如果按照過去的模式，則無疑浪費了對一次學生創造性獨立選題能力的訓練，也使學生失去了發揮主觀能動性的機會[3]。大多數學生受應試教育的影響，普遍存在一些問題，如具有依賴性，缺少自主發現問題和分析問題的能力，因此對自主選題往往不知從何處入手。根據這一實際情況，鼓勵學生多出去觀察實物和分析周圍事物和通過自身去獲取信息。例如查閱資料、觀看機械模型、到學校工廠實地考察、或到附近機械廠實習等等。又如有的學生決定設計“機械手”機構，在查閱大量資料的基礎上，又到一些具有高自動化的工廠去實地參觀，去直觀的感受和測量第一手數據，由此作出了非常不錯的課程設計。通過對自主選題和內容的新要求。學生完成課程設計后會發現自身各方面的能里都有了不同程度的提高。如創新能力、實際動手能力、獲取數據的能力、計算分析能力、獨立解決問題的能力，還完成了機械專業知識的綜合和整合，讓學生初步建立起工程意識，極大的滿足學生的求知欲望和體現自身創新性的要求。

3、教學手段的改革

采用現代化教學手段，提高課堂教學的質量和效率，采用多媒體教學儀可以提高學生的學習興趣和理解程度，而且也省去了教師許多板書時問，增加課堂教學的信息量，提高了課堂教學的質量。[3]基于此筆者學校著手建立了多媒體的專用教室，并且配備了多媒體投影系統和相關的電教設備，編制和購買了相應的一系列教學軟件。因此在“機械原理”的課堂教學中，老師們可以采用直觀教學、電化教學和計算機輔助教學等現代化教學手段，比如利用機構運動的動態模擬和三維動畫演示，直觀形象地展示課常教學的內容。極大提高學生的感性認識，使學生易于且樂于接受課堂的教學內容。從而達到提高課堂教學的質量和效率的目的。

4、結語

機械原理課程改革對學生創新能力的培養和工程素質的提高具有重要的意義。本次課程改革，不僅對課堂的教學內容進行改革、教學方法和教學手段進行改革。通過課程改革對學生的機械專業素養及創新能力有了大幅提高。再輔以課堂教學內容與實踐相結合，又加強了實踐性教學環節的改革。改變過去高等教育中重知識輕能力、重專業輕素質、重科學輕工程的思想具有非常重要的意義。對于學生成為高綜合素質的機械專業人才有重要的意義。

參考文獻

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篇9

關鍵詞：工程機械;課程設計;關聯矩陣;課程體系

隨著我國高等教育的改革，課程設計是工程機械體系教學的關鍵。高校在課程設計時大多數是局限課本上的題，雖然書本上的題是經過嚴格的邏輯設計的，但是由于學生本身知識量的有限和對專業的認知等因素，出現“一葉障目，不見泰山”的現象,雖然學習很認真，但是不能將課程與整個體系聯系起來，使學生不知道這些知識用來干什么，怎么用。為適應科學技術的飛速發展和社會對人才的需求，我們應當進一步完善課堂教學和課程設計，更好地適應世界發展的潮流。當前教學中出現的問題主要是：教學結構單一，教學方法“僵硬”不能激發學生的學習積極性，使學生不能發掘課堂上的知識點。針對學生在教學中對知識點的認識不清，不能將整個課程體系結合起來的問題。首先應當轉變教學模式，將以前的照套課本式的教學方法轉變為興趣型的教學方式，在教學中更好地調動學生的興趣，激發學生的學習積極性。其次就是在課程設計時主要依據學生的實踐課程來設定相應的題目，既不脫離教學中的知識點也聯系了實踐理論，最后在培養目標上我們應當重視復合型人才的培養，在教學體系中對于一些關聯性課程的知識點在課堂上應當做簡單地闡述，以培養貫通社會科學，技術科學、人文科學的復合型人才為目標。

一、工程機械關聯性課程體系現狀

工程機械關聯性課程體系的類型主要是以理論為主，其中也有的是理論加實踐，如表1所示。當前大多數高等院校的工程機械關聯性課程沒有實踐訓練，只是依附于課本上的理論知識。對于有實踐訓練的課程，這些實踐缺乏創新性，內容比較簡單，甚至與理論知識缺少內在的聯系。同時機械類的課程設計主要是以齒輪減速箱為設計的對象，雖然設計所涉及的面廣，但是內容缺乏創新性，每年的課程設計大多都是相同的，所以設計的內容老化與社會實際聯系較少，從教學效果的角度看，當前的教學與設計并不能構成一個具有邏輯性的體系。不能滿足現代社會對人才質量的需求。

二、關聯矩陣法建立關聯課程模型

目前，為了更好地使關聯性課程與教學相融合，在此利用關聯矩陣法的原理，建立一種簡單的評價體系，使教師能夠更好地確定關聯性課程的重要性，在設定關聯性矩陣時每一門關聯性課程對整體教學的影響程度是不同的，這種影響程度可以通過學生對興趣來確定，這樣不同的關聯性課程就對應了不同的影響因子，這些影響因子就組成了一個體系，如果關聯性課程體系為,那么對應的影響因子就為,通過關聯性矩陣原理可知，影響因子體系應當滿足：通過關聯矩陣的逐項比較原理選出較好的方案。

三、工程機械教學體系與課程設計的建議

工程機械教學體系與課程設計必須要以現代工程教育的實際背景為前提，根據學科的特點在結合學?，F有資源，在傳統的教學內容的基礎上進行創新，通過現有的實驗室和企業實習的經驗對教學體系進行整合。（1）提高學生學習積極性：所有的實踐要根據學生的興趣來設定，在實踐過程中首先需要學生對整個實踐的理論知識掌握，在自己動手去做去分析，并在做完后提出自己觀點和建議，培養鍛煉學生發現問題，解決問題的能力。（2）培養學生的創新能力：在學生進行實驗室操作的過程中，需要教師繼承并更新以往的設計題目，通過學生們自主提出問題來發掘新的思路，可以通過一個實踐引出多個題目，分層次的進行。這樣能有效的提高學生的創新能力，更好的適應21世紀對創新人才的需求。（3）開展仿真實驗：目前對于計算機的運用已經無處不在，它具有進行大量數據的運算、三維物體的動態模擬等功能，能夠高效的解決實際運算中的繁瑣問題，在實踐教學前先通過計算機對整個實踐過程進行動態模擬，對于在計算過程中出現的問題提出較好的解決方案，避免在實踐過程中出現相應的問題。（4）課程設計聯系工程實際:為了增強學生解決實際工程問題的能力，在選擇課程設計的題目時，我們可以從在工廠參觀學習的車間中選出一些覆蓋面廣且具有一定創新性的零件作為設計的對象。為了使學生更好地對實際工程問題有叫清晰的認識，我們可以邀請工廠里的工程師走進教室，對學生的設計提出實際性的問題及觸發學生的靈感。

四、總結

課程設計與教學體系的設定是高校工程機械體系教學中的一個重要環節中，教學體系的設定直接影響人才的培養。因此，以工程機械教學體系為前提，加強教學和課程設計與工程實際相結合，探索新的教學思路，激發學生學習積極性，確保學生的創新實踐能力，提高畢業人才質量。

參考文獻：

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[2]王鑫.王靜.工程教育體系下機械設計課程實驗和實踐環節研究[J].中國電力教育，2010

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關鍵詞：機械設計;課程設計;教學;措施

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）41-0178-03

一、引言

機械設計課程設計是機械設計課程的一個十分重要的實踐教學環節，旨在培養學生運用機械設計及其他先修課程的相關知識解決工程實際問題的能力。通過課程設計這一環節的訓練，強化學生對機械設計課程的相關知識的理解，對一般機械零件設計的準則、方法和步驟有一個系統全面的掌握，充分培養學生的機械綜合設計能力、工程應用能力和創新能力，為后續的專業課學習和畢業設計奠定良好的基礎。隨著我國高校教育教學體系改革的不斷發展與深入，機械設計課程設計這一實踐教學環節也越來越受到重視[1]。機械設計課程設計教學改革已成為高校機械類專業教學改革的一項重要內容。

二、機械設計課程設計教學現狀分析

隨著我國高校教育教學改革的不斷深入，機械設計課程設計的教學改革也受到了越來越多的關注。由于機械設計課程設計的改革成效不僅取決于其自身的改革，還受到機械設計課程教學改革的制約，雖然近年來不少專家學者進行了大量針對性的研究，但目前仍未能有效解決在設計內容、教學模式、評價標準等方面的問題，難以充分發揮其在培養學生應用創新能力方面應有的功能，與當前應用創新性人才培養的總體要求還有較大的差距。具體而言，目前的機械設計課程設計教學還存在以下幾個方面的問題。

1.設計題目單一，設計內容雷同。目前的機械設計課程設計絕大多數為二級減速器的設計，原因在于減速器為典型的通用設備，包含了機械設計課程中介紹的幾何所有零件類型，對于學生掌握常用零件的設計方法有重要意義，但是，這種沿用了幾十年的單一設計主題模式，已難以適應現代人才培養模式的要求[2]。由于設計題目單一，導致學生的興趣大打折扣，難以調動其積極性。雖然是一人一題，但都只是在具體的設計參數上有所差別，在設計內容、設計步驟方面無任何區別，因此，仍難以從根本上杜絕抄襲現象。同時由于設計過程過于程序化，相關教材與資料上都有詳細介紹，容易使學生感覺枯燥、乏味，不能充分發揮其創造性思維。

2.教學方法僵化，教學手段守舊。目前機械設計課程設計基本上是沿用傳統的教學方法，即在任課教師擬定設計題目后，學生按照課程設計指導書介紹的方法和步驟依次完成方案設計、零部件設計計算、裝配圖設計、零件圖繪制、設計說明書撰寫和答辯。由于這一套流程多年來已基本程序化，學生只需機械地照搬，依葫蘆畫瓢即可，難以展開創新性思維，而任課教師的指導工作主要是督促學生按照設計流程完成各項具體任務和解答學生設計過程中的細節問題，較少注重學生的獨立思考與創新能力的培養。雖然CAD技術等先進設計技術在機械設計領域已廣泛應用，但目前的機械設計課程設計大多仍采用圖板繪圖，雖然這樣做不僅可以培養學生的手工繪圖能力，還能減少學生相互投機抄襲的機率，但并不能因噎廢食，畢竟計算機繪圖已是目前機械設計的主流。

3.計劃安排不周全，評價標準不科學。機械設計課程設計一般與機械設計課程教學安排在同一學期，在授課結束后的學期末進行。由于考試科目較多，許多學生忙于應付考試，難以集中精力進行課程設計，因而課程設計質量難以保證。部分高校為了便于管理，將學期的最后一周設為考試周，致使整個課程設計階段，學生的主要精力都用于準備考試，對課程設計不重視，甚至是敷衍應付，致使課程設計流于形式。此外，課程設計成績的評定也缺乏科學、規范的標準，基本上由任課教師自行確定。目前的機械設計課程設計考核主要從四個方面進行考核：平時考核，包括考勤、進度、態度和獨立完成能力等;圖紙考核，包括結構正確性、整潔性和規范性;設計說明書考核，包括內容完整性、正確性和規范性;答辯考核，包括回答問題的正確性和使用手冊的熟練性。雖然這種評價方式相對比較全面，但只是一種事后評價機制，缺失了對學生進行正確引導的功能，而且在實際執行時缺乏量化指標，主觀性較強，受學生擴招的影響，一名教師往往指導多個班級的課程設計，每個班級學生多達40多人，教師很難把握每名學生的具體情況。此外，現有評價體系中對學生創新能力的評價尚未引起足夠重視，難以激發學生創造性思維與創新能力的培養。

三、改革的具體措施

為了有效提高機械設計課程設計的教學質量，強化學生工程實踐能力和創新能力的培養，解決目前存在的上述問題，必須從設計內容、設計模式、教學方法和考核評價等各個方面進行全面改革，建立一套系統高效的機械設計課程設計教學體系。總體而言，改革應從以下幾個方面進行。

1.優選設計課題，強調應用與創新能力的結合。針對目前設計內容單一、設計流程固化的問題，應結合課程教學要求與專業培養計劃精心選擇設計題目，優化設計內容，不僅要深化學生對課堂教學內容的理解與消化，強化其工程應用能力的培養，還要兼顧學生的創新能力的培養。傳統的減速器設計題目雖然單一，但其涵蓋了機械設計課程教學中涉及的幾乎全部零件，有助于學生掌握通用機械的設計方法，是其他任何類型的機械結構都不可替代的。因此，應在保留減速器設計內容的基礎上，選擇更加靈活、更富有創造性的設計題目，如搬運機器人、牛頭創床、糖果包裝機等。這些題目既涉及到機構方案選擇與運動原理分析，又涉及到減速器等具體零部件的設計計算，在方案設計時可以培養學生的創造性思維與創新意識，在詳細設計時則強化了學生對一般零部件設計的具體方法，有效實現了應用能力與創新能力的結合。同時，也深化了機械原理相關知識的掌握與應用，實現了機械原理與機械設計課程的有效結合?？紤]到課程設計周期較短，上述課題難以單獨完成，應采用課題組形式，每個課題組2～3人，承擔一個設計課題?？傮w方案由小組全體成員共同完成，每個成員獨立完成一部分零部件的詳細設計。采用這種模式既可培養學生的團隊意識和協作意識，也能培養學生的獨立工作能力。

2.改進設計模式，由簡單模仿向深度思考轉變。傳統的課程設計雖然在形式上是一人一題，但除了具體參數有所差別以外，設計內容、設計步驟及方法都是一模一樣的，且相應的課程設計指導書中均給出了相應的案例，學生只需簡單地模仿即可完成全部設計任務。許多學生在設計過程中依葫蘆畫瓢，生搬硬套，甚至在別人的設計結果基礎上修改參數變成自己的設計，導致課程設計的基本教學要求都難以保證。通過改進設計模式，采用分組設計模式，使設計題目真正做到差異化，總體方案與設計步驟必須通過團隊協作和個人深度思考完成，杜絕簡單模仿甚至抄襲的可能性，有效培養學生的創新思維與創新意識。其次，為了防止課程設計與期末考試沖突，對有課程設計任務的學生，應在課程設計之前進行課程考試。對于目前實行小學期制的高校，將課程設計安排在小學期更為合理。此外，為了更好地促進課程設計效果，改變目前課堂教學與課程設計完全分離的模式，將兩者融為一體，即在課程開始時將課程設計的任務下達到每個學生，學生在課程學習過程中便開始構思并不斷完善設計方案，熟悉設計方案中涉及的相關零部件的設計方法，不僅為后期的正式設計奠定了良好的基礎，也可激發學生的課堂學習興趣，真正做到有的放矢、學以致用。

3.豐富設計手段，熟練掌握多種現代設計方法。裝配圖與零件圖的繪制是機械設計課程設計的一項重要內容，目前絕大多數高校仍要求學生采用手工繪圖，有多方面的原因：一是沒有足夠的機房和電腦供學生使用;二是為了鍛煉學生的手工繪圖能力;三是防止學生抄襲，因為不同學生圖紙內容基本相同，僅參數不同，采用電子圖紙更易于修改抄襲。然而，CAD繪圖已成為目前制造領域的主流，計算機繪圖已成為大學生必須掌握的基本技能，因此高校教務部門和任課教師應積極創造條件，盡可能讓學生采用CAD繪圖，至少要做到部分圖紙采用計算機繪制。此外，虛擬仿真、有限元分析等現代設計技術在機械設計領域也得到了廣泛應用，為了使學生更好地適應社會需求，課程設計中應增加相應的訓練內容，讓學生熟練掌握多種常用的現代設計技術，為后續的學習及就業奠定良好的基礎。

4.規范考核評價體系，激發學生學習興趣與潛能?？己嗽u價體系是課程設計教學體系的一項重要內容，既是檢驗學生課程設計完成質量的標準，也是教師總結改進教學方法的依據。建立規范科學的考核機制不僅可以有效引導學生按照教學要求高質量、高效率地完成課程設計，也可激發學生的學習興趣與自主思考的潛能。針對目前機械設計課程設計考核模式存在的弊端，將考核評價納入課程設計的全過程，實行分階段考核模式，依次進行設計方案考核、設計過程考核和設計結果考核。設計方案考核重點考核設計方案的創新性、合理性、實用性，激勵學生在實用背景下進行創新設計;設計過程考核側重考核學生結構設計的合理性、設計手冊與設計軟件使用的熟練程度、完成設計任務的獨立性與積極性等;設計結果考核則是對設計圖紙、設計說明書進行考核，重點檢查設計計算的準確性、完整性和設計圖紙的正確性、規范性，對于手繪圖紙還應兼顧整潔性。為了檢驗學生對設計中相關知識的理解與應用，并及時解決出現的問題，將答辯考核分散到設計過程中，重點針對學生設計中出現的問題進行質詢，使答辯不僅只是一種考核形式，更可作為解決學生設計中出現問題的一種手段，強化學生對相關知識點的理解與掌握。采取分段式考核方式，可將學生對設計結果的關注轉為對設計過程的重視，防止投機取巧和模仿抄襲等現象的發生，有效保證和提高課程設計質量。

機械設計課程設計是機械類大學生重要的實踐環節，也是一項復雜的系統工程，不僅涉及設計選題、設計指導和考核評價等多個方面的內容，還與教學計劃、軟硬件條件等因素有關。為了有效提高這一實踐環節的教學質量，必須不斷深化教學改革，改革課程設計的教學模式，克服現有機械設計課程設計教學體系中存在的各種弊端，建立一套規范合理、行之有效的新的教學體系，并在不斷的教學實踐中進行改進與完善。

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