机械设计与机械原理的区别范文

导语：如何才能写好一篇机械设计与机械原理的区别，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 机械设计；绿色理念；环境保护

近些年，人们已经深切认识到环境恶化给人们的生活带来的不利影响。这是因为人们无何止地开发与利用自然环境所造成的恶果。自然环境破坏、资源被过度消耗、环境发生严重污染，让人和自然之间的关系达到了非常紧张的程度。对于环境污染，此前的机械设计理念负有一定的不可推卸的责任。而提倡绿色理念，就是改变传统理念，让机械设计更能适应环境保护的现实要求。

1 绿色理念机械设计综述

可持续发展指的是一方面可以满足当代人的发展需求，而另一方面又不至于损害后代人的需求能力。换言之，即是指社会、经济、资源与环境的协调发展。可持续发展有三方面的概念内容，一是平均分配内容，本代人公平分配与公平发展权；代际间的资源平均占有权；国家间的资源平均分配。目前存在的现实是，占全球人口25%的国家消耗了全球80以上的资源。二是技术发展内容，其核心价值体现是社会发展、人类经济发展，都不能逾越环境与资源的承载极限。三是共同发展内容。可持续发展属于全球性的大目标，应当体现出持续性与共同性的发展原则。而从可持续发展的角度来看，绿色理念机械设计能够有效解决机械设计影响公平与持续性发展的问题。设计过程中没有生态环境危害或者生态环境危害极少，具有环境友好的优良特性，可以最大限度地将资源材料的作用发挥出来，能够尽量使产品结构得到简化，所使用的材料应用合理，让产品中的每一部分零件尽可能地回收再利用。绿色理念下的机械产品在每一环节中消耗掉的能源也应当是最少。

2 绿色理念同传统理念的区别

旧有的产品理念，在设计上主要考虑了产品在功能上的属性，如成本、质量、寿命等，对于环境属性考虑得比较少。依照传统的理念所达到的产品，等到使用寿命结束之后，就会便为废弃物，产生严重的资源浪费情况。绿色理念下的机械设计与旧有设计的重要区别就在于在设计构思时期便要考虑到机械产品的消耗以及回收再利用等有关环境保护方面的内容。原有的产品设计方案只考虑到成本、寿命、性能等项内容，在出现问题之后，才去想解决方法，很显然，这样的解决思路根本不能适应可持续发展的现实要求，基于绿色理念下的机械设计在设计时把环境要素考虑进去，摆脱了原来的简单粗放型程序设计，建构出从数据库到环境评价到设计开发再到包装运输的中心辐射四周式新型设计理念，更加利于所有设计环节的优化。

3 绿色理念对机械设计所产生的现实影响

3.1 关于材料设计

在产品的每一寿命周期，如设计、生产、利用、废弃等每个环节，将材料影响环境的内容当作控制目标，实现材料控制与功能实现的同步管理，让材料对环境的影响降到最低。首先，在产品的计划时期，以产品的经济性、技术性与环境性等指标进行产品可行性研究，选择对环境产生影响轻微的材料进行利用。在机械设计时期，就要对每种预备应用的材料进行功能与经济分析，使每一种材料都可以满足便于拆卸回收的要求，对于产品材料的拆卸性能和回收性能，都应该建立系统数据库，以便回收处理时能有理论依据。其次，选择材料时应当重点关注那些可以自然分解或者易为环境所吸收循环的材料，净化环境，降低机械产品对环境的压力，尽量采用不加涂镀的材质，尽量采用可以再生的材质，以方便回收利用。第三，要在前面的基础上，研究利用新型绿色材料，绿色材料是指基于满足一般功能的前提下，具有更好环境兼容能力的材料，绿色材料也被叫做环境材料与生态材料，其发展前景非常广阔，比如轻量材料设计、长奉命材料设计、可降解材料的利用等。比如英国的ICI化学公司利用某种形式的微生物把丙酸与葡萄糖发酵为共聚型聚酯；意大利的诺孟特公司以聚乙烯醇和淀粉混合形成了新型生物可降解材料等，目前都已经在国内开发使用，取得了良好的环境保护效应。

3.2 关于环境设计

设计应该面向环境，应该从根本上避免污染的发生，以期节约能源，而不能等到发生环境影响再进行防治。应当在机械产品的设计时期，就从产品的可维护、可回收、可拆卸、可循环利用等方面进行环境安全性考虑。面向环境的机械设计理念，其中包括的学科很多，涉及到的知识面很广泛。现在很多方面都处在持续的发展完善过程中，其中的主要技术有下列几个方面，一是机械产品的建模描述，设计评价方法指标体系的构建。二是各可拆卸模块的结构划分及接口设计。三是建立环境影响指标的量化规则。四是对可回收产品构件进行分类识别系统的构建。五是系统研究绿色理念下的机械产品的设计方法理论。绿色设计理念对于机械产品形成的影响，一方面需要考虑到材料应用与环境保护，另一方面也要注意给机械产品加入新的研发活力，让其功能思想得到设计上的实现，在工业设计与人机工程学发展的基础上，让机械设计进入到人性化阶段。

3.3 关于提出功能思想

美国的社会学家麦尔斯曾经说过：“客户所购买的并非是产品，而是产品所包含的功能。”他所提出的这种功能思想，现在已经逐渐被人们所理解与接受，让后来的机械设计人员充分认识到，能够采取多样化的原理或者结构来实现完全相同的产品功能，这带给人们尤其是设计者本身的，实际上是一场思想变革，极大地拓展了设计视野。此前，人们设计机械产品时，最多地考虑到的是应用力学与数学方法进行机械研究设计，以合理的结构促成机械产品自身的完善，却忽视了产品本身只是功能的载体这一本质。绿色理念影响下的功能思想，让产品设计实现了突破，产生了很多新型产品，如激光打印机、数码产品等等，这些产品对绿色理念本身是一种很好的回馈。

4 总结

绿色理念的应用属于一项长期的发展目标，想要使这一目标得到实现，就应当彻底改变原来的传统观念。实现节约资源、保护环境的目标，让机械设计工作人员和企业承担更多的社会责任，让人和自然实现和谐共处。

参考文献：

[1]机械设计的新理念“绿色设计”[J].现代企业文化，2009（33）.

[2]贺志博，基于机械产品绿色设计的研究[].机电技术，2010（04）.

[3]赵红、常立，机械产品绿色设计关键技术研究[J].硅谷，2010（13）.

[4]徐爱莉，绿色设计及其在石油机械中的应用[J].石油矿场机械，2007（07）.

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关键词：机械 使用 创新 新趋势

1 现代机械设计方式在包装机械设计中的使用

目前我国在现代机械设计方式在包装机械设计中的使用状况，主要可以分为以下几个部分：

首先就是针对包装机械设计的理念上，主要是借鉴西方先进国家的经验，把用户的需求当作设计的首要目标，并且结合现代柔性设计以及模块化设计的理念，一机多用或者通过更换少量零部件来完成不同功能的使用需求。

针对现代包装机械的设计与现代机械设计其过程是基本一样的，但是在设计的具体阶段会有不同的侧重点，例如说在总体设计的阶段，需要全面的考虑包装机械系统中的布局以及运动协调性、运输和造型设计等。在对包装设计过程中，模块化设计也是一种较为先进的方式，其核心理念就是根据不同功能来分成是若干个模块，通过不同模块的各种形式组合来实现包装机械的多功能以及系列化。这种设计理念的优点有以下几点：

第一就是让包装机械的更新速度加快，在之前包装机械的替代往往都是进行局部的更新换代，但是将这种新技术引进到包装机械设计中就可以更为容易的实现局部改进；其次就是有效的缩短设计周期，如果当机械用户提出新要求之后只需要更换模块或者是制造新模块就可以得到新的包装机械机型来满足用户需求；第三就是可以便于维修，降低成本，同时使用性能更为稳定可靠。

除此之外，在针对包装机械设计中的绿色设计理念，这种设计理念是将包装机械设计的质量设计和制作设计、维修设计等综合起来的设计理念，因为我国目前在发展水平上依然落后于西方先进国家，同时经济增长方式较为粗放，这就要求我国针对包装机械的设计需要考虑到安全性以及环保性等多方面的因素。

随着科学技术进步和市场竞争越来越激烈，包装机械的使用客户提出的要求也越来越高。这种需求主要体现在以下几个方面：第一就是提高机械生产效率来满货期和降低成本的需求；第二就是当包装机械设备出现故障可以进行远程诊断，第三就是有利于保护环境，降低噪声和粉尘；第四就是机械成本降低。

现代包装机械的设计主要包括了市场调研、对用户需求进行分析、确定包装机械功能、论证包装机械可行性、制定机械设计方案，然后再到分析用户效益和论证方案可行性、设计原理图和结构，制定样机，随后进行技术验证和制定售后服务方案，最后进行改进设计和系列化设计等。在这些具体环节中，市场调研是针对所有包装机械基础工作，只有通过市场调研才可以了解政策导向以及包装机械行业的供求信息等。在确定原理方案设计过程中首先需要了解一些经典样式的产品信息，了解机械中元件性能来简化包装机械的传动性能，或者是使用躲电机拖动来缩短传动链，对于包装机械的传统系统来说应该尽量使用现代化手段进行系统建模和动态优化。

2 包装机械设计的创新

针对包装设计需要由新颖性，也就是要求包装机械的新型号等其结构特点与已出现的同等型号等有明显区别；其次就是设计需要由先进性，新产品在性能上优于其他产品；第三就是要求设计的实用性，需要让包装机械新产品可以有更广阔的使用范围和市场前景。

针对包装机械的创新设计不可以仅仅依靠测绘或者仿绘国外产品的方式，一定要在设计理念上进行改进或者提高。针对包装机械的创新设计，首先需要大量参阅国外资料以及先进机械。针对一些选定的机型要全面分析其性能中的优劣，更重要的是要吸取其设计理念中的内涵。针对任何机械设备的设计，都需要从工艺以及关键环节和部位入手。针对包装机械的创新设计更是需要如此，首先从工艺和关键部位入手做细致的设计分析来找到创新点。

目前随着虚拟概念的提出，计算机辅助设计以及三维设计等新技术等都融入到了包装机械设计的过程中。虚拟设计以及虚拟制作技术就是指将包装机械的各种机器元素等都存入到计算机中，然后将图纸进行数字化后输入到计算机中，既可以得到三维模型，然后再将包装机械进行生产时的数据和指标都输入到计算机中来演示实际生产中的能力、产生废品的数量等。

3 包装机械设计新趋势分析

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关键词：机械设计;教学改革;技能训练;工程素质

作者简介：曾珠（1972-），女，重庆北碚人，重庆市工业职业技术学院讲师，研究生，研究方向为机械设计基础，夹具。

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2012）05-0041-02

在高等职业教育地位日渐明确、作用日渐突出的当今时代，高等职业教育如何与普通高等教育相区别，如何实现高等职业教育本身对于社会和国民经济的积极作用成为教育界内外人士共同关注的问题。作为一名从事高等职业教育工作的教师，笔者认为，必须在教育教学方面有所突破，站在一定的高度上，实行积极有效的课程及教学改革才是解决问题的出路。

一、《机械设计基础》课程的相关问题分析

《机械设计基础》是高等职业院校机电相关专业必修的专业基础课程，既居于基础性的地位，又带有较强的专业色彩。长期以来，由于受到了普通高等教育的影响，高等职业院校在进行该课程教学中，也存在较为严重的问题：

（一）学术化倾向

高职院校《机械设计基础》课程的学术化倾向体现在教材上表现为教材中概念、理论占有相当大的比重；表现在课堂上，就是教师在讲课时讲授了过多、过深的理论知识。实际上，这是沿用了普通高等教育的传统教学理念，其培养目标是将学生培养成为具有一定学术素养的高级知识分子。这样的教学模式与高等职业教育实际并不切合，也与高等职业教育培养目标背道而驰。其直接结果就是如果学生按照现有教学模式认真学习的话，只会导致毕业的学生高分低能，到实际工作中将会遇到很严重的问题，必须从头学起，即使对于时间的浪费，也是教育资源的浪费，还会影响到此类院校毕业生的出路，进而危及院校本身的生存[1]。何况面对高深的理论，并非所有高职生愿意并且能够坐下来认真攻读，而造成教学无效呢？这也是资源浪费。

（二）落后枯燥的教学手段

我国的高等职业教育起步较晚，教学方面多数情况下也是沿用传统教学手段，仅仅依靠干巴巴枯燥乏味的图纸和黑板粉笔等传统教学媒介落后的教育教学手段，对于学生来讲宛若听天书，需要充分发挥想象力才能够理解，对于教师则需要花费很大的气力来备课讲课布置作业，教学效果也不好。对于《机械设计基础》这样的课程来说，虽不能完全排除其理论内容，也不能将理论看得太过于重要。毕竟，高职生未来的工作并不要求他们有太高深的理论知识和素养，而是侧重于技术能力和实际操作能力以及相应的技术创造创新能力要求。本课程的教学手段也应该适应这一要求。

（三）忽视学生能力培养

长期以来，由于受上述问题的影响，高职院校《机械设计基础》课程只看到了其基础性而在学生能力培养方面存在着软硬件都较差的问题。从软件方面来讲，教学内容安排、教学手段、教学阶段以及教师的教学思想都没有充分重视到学生能力培养问题。一些教师认为《机械设计基础》无非就是一门基础课程，只要讲清楚基本理论知识就可以了……完全无视基本能力培养也是其重要方面；从硬件方面来看，高职院校机电专业要么没有与时代同步的实训教学仪器设备，要么即便有也是安排其他课程来使用，《机械设计基础》几乎没有机会带学生实际操作和训练。这就与教育部16号文件中培养实用型高技能人才的要求存在较大差距。

简单来说，以上问题可以归纳为人才培养模式和手段以及教学环境三大方面的问题。

随着时代的发展和技术的进步，社会和用人单位的需求在变化，本课程高职阶段的教学就必须相应作出改变和更新。

二、《机械设计基础》课程改革的思考与实践

鉴于以上问题，《机械设计基础》课程改革就成为当务之急。依据相关部门的精神，高等职业教育的培养目标是具备某一特定职业或职业群所需综合职业能力的，为生产和管理第一线服务的应用型、技术型人才[2]。其工作的主要特点是将设计、规划、决策转化为现实产品等物质形态，或对社会产生具体作用。这种培养目标直接决定着课程内容和课程标准。

笔者认为，《机械设计基础》课程改革应该从以下方面着手：

（一）教学内容体系改革

《机械设计基础》课程的教学内容有通用机构、零部件等的基本概念、运行原理，传动和滑动轴承等运作基础知识、联轴器与离合器工作原理等。根据学生层次和接受能力的不同，应该有所区别。比如，基础较差的学生、禀赋偏高的学生与中等的学生在具体的感知能力、理解能力与接受能力都存在差异，则教学中虽不可能做到面面俱到，也应该考虑到照顾多数学生，不能为了照顾后进而忽略大多数人，也不能为了引导先进而对那些学习本课程存在障碍的学生弃之不管。那样的话既有违公平，也不是高职院校的教育方向。

《机械设计基础》课程的教学内容体系的改革重点可以考虑：

1.过时落后内容的删减。不可否认，《机械设计基础》课程是一门具有悠久历史的课程，曾经在大中专院校开设多年，本科教育机电专业也要开设。但正是由于这一原因，才导致教学内容体系存在许多陈旧、落后的东西，对于当今机电行业来说，机器设备越来越精密、计算机远程控制（即数控）技术越来越先进，高职院校教学如果依旧停留在过去的教学内容中，明显不合时宜[3]。此类内容不加删减对学生造成的影响就将是他们难以适应新的机电行业要求，没上岗就会被淘汰。所以删减是必须进行的。

2.纯理论部分的压缩。不能否认，《机械设计基础》课程原有内容中存在大量纯理论内容。这部分内容对于学生来讲，尤其是高职高专学生而言，理解起来相对较难，并且除非继续进入更高一级学府深造，未来的实际价值不大。作为机电类企业需要的并不是拥有多么深刻理论知识的口头雄辩家，而是具有更强时间操作能力的应用性人才。企业也没有那么多时间和精力以及金钱来对高职高专毕业生进行专业培训，而且这一工作完全应该由学校完成。所以，纯粹理论的内容不能完全抛弃，却可以在一定程度上进行适当压缩，使其被限制在一定范围内就可以了。正如教育部文件所提出的那样理论只要“够用”就行，不必太高太深。

3.实训体系的强化。对学生实际应用能力和操作能力培养的重要途径就是实训―在高度真实的环境中对学生进行各种机构、零部件的操作训练，这将使学生得到现实的好处，就是理性知识与感性体验实现了结合，能力得到了训练和提高。因此，教学内容体系中的实训阶段不仅不能缺少，而且必须强化。要建立专业实训场所，或者与企业建立良好合作关系，带领学生参观、见习，甚至直接上手演练。还要有明确的实训计划，数量充足、素质较高的实训指导教师（可以外聘业内人士），每次实训课程都要有实训计划书、任务书、过程记录、实训报告，教师和学生都有实训日志之类资料存档，从而充实并强化实训阶段教学[4]。

（二）教学方法手段革新

对于一门像《机械设计基础》这样的老课程来说，教学方法和手段的老化也不能小看。毕竟时间已经来到了21世纪，随着国际国内形式的变化、经济和社会的进步，学生相对于过去的学生不论是心理还是性格情况有了相当大的变化，对于教学方法和教学手段也提出了更高的要求，如果教学方法教学手段不能让学生感兴趣或者学生不能理解甚至教师不受喜欢也会直接导致学生精神上的罢课，教学效果自然谈不上。况且当今教学教育的技术条件也有了很大改观，《机械设计基础》完全可以利用这些崭新的技术如3DMAX、PPT、FLASH等多媒体技术实现教学方式的革命性变化，教师和学生之间就课程问题也可以通过互联网或即时通讯软件等多种新渠道和媒介，使教育教学完全可超越时间和空间的限制而达到一个崭新的高度和境界。

从笔者自身进行《机械设计基础》课程教学的实践来说，这门课程的教学内容的确不能太过死板和教条，教学方法更要灵活机动，实训极端非常重要。如果课程教学毫无新意，就要招致学生的不良反应，影响教师形象、更影响教学效果。经常使用自编讲义，整合教材、添加不落伍于时代的新内容，使用多媒体教学，利用FLASH、PPT等新型教学方式，将僵死的东西动起来，使不便于理解的东西变得简单，而且经常和专业课教师“争抢”实训室，甚至带学生外出见习，从而课程受到学生热烈欢迎，教学效果不断提高。可见，对于有活力、有朝气的新世纪高职生，就应该使用有新意、有创意的教学方法和手段，有革新才会有进步就是这样的道理。

具体说来，教学上我在采用多媒体技术的同时，还将理论教学、现场教学、实验教学等教学手段相结合。通过CAI在机械基础教学中的运用，改进了教学方法，进一步提高了例如在讲述螺栓联接，齿轮传动，轮系，带传动，链传动和轴等章节的内容时，结合常见的桌椅、钟表、汽车、自行车等很熟悉的事物，比较直观亲切，贴近生活实用，便于展开联想思维，达到举一反三的目的。

另一个体会就是设置具有综合型、设计型的实验和课程设计环节对于《机械设计基础》课程相当重要：实验课的内容比较多，而且比较散，安排两个实践性环节，实验课和课程设计。一方面要求学生亲自动手进行实验，认真完成实验报告。达到验证、巩固和加深对所学理论知识的理解，同时可以使学生获得实验技能的初步训练。如机构简图测绘和减速拆装，通过实验熟悉和掌握各种机构的性能、特点和设计要求。课程设计可以安排三个阶段：即总体设计及计算、装配草图设计和工程图样和说明书的编撰。在每个阶段开始时，将本阶段要做的内容和涉及到的细节通过课件讲清楚，使学生知道方法和过程。这种课程设计环节对学生的设计训练非常有效，有利于他们深入细致地掌握本门课程，也有利于他们锻炼工程设计能力。

三、关于教师和学生的工程素质的研讨

实际上，以上问题的出现还有一个不能忽视的背景，那就是师生工程素质问题。在一定意义上说，《机械设计基础》课程教学中出现的诸多问题，都与教师自身的工程素质有内在的关系，也与教学中对于学生工程素质的磨练与培养的态度与重视程度有直接关系。（下转第45页）

正是由于本课程的部分任课教师本身缺乏工程素质或工程素质不高才导致教学中无法关注学生工程素质的培养[5]，也由于学生工程素质问题不受关注或没有引起其足够的重视，才使得许多高职生出了校门就面临失业或者刚上岗就由于不能适应工作岗位而下岗，甚至一些人被迫改行做其他的工作，造成残酷的社会打击。这样的事其实完全可以避免或将其降低到最小程度，出路就在于从思想上、态度上、教育教学过程中切实将工程素质培养问题放到足够重要的位置上来，并采取切实有效措施，培养和提高师生共同的工程素质，这样才能从根本上解决《机械设计基础》课程存在的众多弊病。

其实这一要求可以说是教师、学生的职业素质问题。因为《机械设计基础》课程任课教师的职业素质就是除了教育教学能力以外最根本的就是工程素质，也就是说教师自己应该具有一定的工程资质如工程师高级工程师、机械师高级机械师等专业职称，并且亲自参与过相关工程就再好不过，换句话说有过机电相关行业从业经验的教师来讲授这门课程的话就会有明显的不同，有别于科班出身的教师，那些具有行业资质或有从业经验的教师必然更侧重于行业需求和能力培养以及学生素质养成。这样必然会给《机械设计基础》带来一缕清风，提升课程的教学效果，为学生就业，起码是今后在校学习以及日后终身学习打下坚实基础。

当然，《机械设计基础》课程也未必必须到社会上、到企业中选聘教师，对现职教师的培养和训练也是必不可少的，甚至可以同步培养老师和学生双方的工程素质。比如到企业见习实习，选派教师带队甚至挂职带队就是一种较好的思路，教师可以既是带队教师又是企业工作人员，对于学生管理和教师自身工程素质提高都将大有好处。另一个想法就是可以由院校出面接揽相关工程，从设计到施工验收，完全由院校和相关教师甚至有学生的参与，则同时有经济效益，又锻炼了教师、培养了学生，何乐而不为呢？这是一种较为理想的教学和培训模式。

四、结语

只要开动脑筋、敢于创新、勇于进步，《机械设计基础》课程就一定会解决现有问题，发挥应有作用，实现自身发展。

参考文献：

[1]陈立德.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，普通高等教育“十五”国家级规划教材（第三版），2007.

[2]李国斌.在机械设计基础课程教学中培养和提高学生的创新能力[J].番禺职业技术学院学报，2007（9）：53-55.

[3]濮良贵,纪名刚，主编.机械设计[M].北京：高等教育出版社，第六版.1997.

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关键词：机械设计；新思路；浅析

Abstract: The author introduces the concept of sustainable development under the influence of green concept, green philosophy with the traditional concept of comparison。Finally, produce some impact on the mechanical design of the mechanical design of the green concept permeate.Analysis of Keywords: mechanical design; new ideas;

中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

机械产品引用绿色设计理念之后，一定会产生一系列的优势，特别是中国融入国际市场后,对机械产品的绿色化会有更高的要求。虽然各个国家面临的国情不同,发展水平不一致,但都有解决环境、资源和可持续发展的共同要求。虽然绿色设计方法在不断完善和发展的,但要真正要实现机械产品的绿色设计,还需要社会各界人士广泛参与进行更多的试验与探索。以此来顺应我国可持续发展战略的同时，也能获得更广阔的国际市场，不仅为企业自身带来效益，也为地球的生态保护提供了保障。

1 绿色理念机械设计综述

绿色设计也可以叫做生命周期设计，环境设计或者是生态设计，它是指从产品的整个使用周期来考虑产品的一些环境属性，比如可拆卸性，可回收性，可维护性及可重复利用性，并且将这些属性作为设计的目标，而且同时也要保证产品具有应有的功能，以及满足产品的质量，经济和使用寿命的要求。绿色设计的核心就是不仅要减少材料和资源的消耗，减少排放有害的物质，还要使产品及其零部件可以方便的进行分类回收并且循环再生或者重新利用。

可持续发展指的是一方面可以满足当代人的发展需求，而另一方面又不至于损害后代人的需求能力。换言之，即是指社会、经济、资源与环境的协调发展。可持续发展有三方面的概念内容，一是平均分配内容，本代人公平分配与公平发展权；代际间的资源平均占有权；国家间的资源平均分配。目前存在的现实是，占全球人口25%的国家消耗了全球80以上的资源。二是技术发展内容，其核心价值体现是社会发展、人类经济发展，都不能逾越环境与资源的承载极限。三是共同发展内容。可持续发展属于全球性的大目标，应当体现出持续性与共同性的发展原则。而从可持续发展的角度来看，绿色理念机械设计能够有效解决机械设计影响公平与持续性发展的问题。设计过程中没有生态环境危害或者生态环境危害极少，具有环境友好的优良特性，可以最大限度地将资源材料的作用发挥出来，能够尽量使产品结构得到简化，所使用的材料应用合理，让产品中的每一部分零件尽可能地回收再利用。绿色理念下的机械产品在每一环节中消耗掉的能源也应当是最少。

2 绿色理念同传统理念的区别

旧有的产品理念，在设计上主要考虑了产品在功能上的属性，如成本、质量、寿命等，对于环境属性考虑得比较少。依照传统的理念所达到的产品，等到使用寿命结束之后，就会便为废弃物，产生严重的资源浪费情况。绿色理念下的机械设计与旧有设计的重要区别就在于在设计构思时期便要考虑到机械产品的消耗以及回收再利用等有关环境保护方面的内容。原有的产品设计方案只考虑到成本、寿命、性能等项内容，在出现问题之后，才去想解决方法，很显然，这样的解决思路根本不能适应可持续发展的现实要求，基于绿色理念下的机械设计在设计时把环境要素考虑进去，摆脱了原来的简单粗放型程序设计，建构出从数据库到环境评价到设计开发再到包装运输的中心辐射四周式新型设计理念，更加利于所有设计环节的优化。

3 绿色理念对机械设计所产生的现实影响

3.1 关于材料设计

在产品的每一寿命周期，如设计、生产、利用、废弃等每个环节，将材料影响环境的内容当作控制目标，实现材料控制与功能实现的同步管理，让材料对环境的影响降到最低。首先，在产品的计划时期，以产品的经济性、技术性与环境性等指标进行产品可行性研究，选择对环境产生影响轻微的材料进行利用。在机械设计时期，就要对每种预备应用的材料进行功能与经济分析，使每一种材料都可以满足便于拆卸回收的要求，对于产品材料的拆卸性能和回收性能，都应该建立系统数据库，以便回收处理时能有理论依据。其次，选择材料时应当重点关注那些可以自然分解或者易为环境所吸收循环的材料，净化环境，降低机械产品对环境的压力，尽量采用不加涂镀的材质，尽量采用可以再生的材质，以方便回收利用。第三，要在前面的基础上，研究利用新型绿色材料，绿色材料是指基于满足一般功能的前提下，具有更好环境兼容能力的材料，绿色材料也被叫做环境材料与生态材料，其发展前景非常广阔，比如轻量材料设计、长奉命材料设计、可降解材料的利用等。比如英国的ICI化学公司利用某种形式的微生物把丙酸与葡萄糖发酵为共聚型聚酯；意大利的诺孟特公司以聚乙烯醇和淀粉混合形成了新型生物可降解材料等，目前都已经在国内开发使用，取得了良好的环境保护效应。

3.2 关于环境设计

设计应该面向环境，应该从根本上避免污染的发生，以期节约能源，而不能等到发生环境影响再进行防治。应当在机械产品的设计时期，就从产品的可维护、可回收、可拆卸、可循环利用等方面进行环境安全性考虑。面向环境的机械设计理念，其中包括的学科很多，涉及到的知识面很广泛。现在很多方面都处在持续的发展完善过程中，其中的主要技术有下列几个方面，一是机械产品的建模描述，设计评价方法指标体系的构建。二是各可拆卸模块的结构划分及接口设计。三是建立环境影响指标的量化规则。四是对可回收产品构件进行分类识别系统的构建。五是系统研究绿色理念下的机械产品的设计方法理论。绿色设计理念对于机械产品形成的影响，一方面需要考虑到材料应用与环境保护，另一方面也要注意给机械产品加入新的研发活力，让其功能思想得到设计上的实现，在工业设计与人机工程学发展的基础上，让机械设计进入到人性化阶段。

3.3 关于提出功能思想

美国的社会学家麦尔斯曾经说过：“客户所购买的并非是产品，而是产品所包含的功能。”他所提出的这种功能思想，现在已经逐渐被人们所理解与接受，让后来的机械设计人员充分认识到，能够采取多样化的原理或者结构来实现完全相同的产品功能，这带给人们尤其是设计者本身的，实际上是一场思想变革，极大地拓展了设计视野。此前，人们设计机械产品时，最多地考虑到的是应用力学与数学方法进行机械研究设计，以合理的结构促成机械产品自身的完善，却忽视了产品本身只是功能的载体这一本质。绿色理念影响下的功能思想，让产品设计实现了突破，产生了很多新型产品，如激光打印机、数码产品等等，这些产品对绿色理念本身是一种很好的回馈。

4 总结

近些年，人们已经深切认识到环境恶化给人们的生活带来的不利影响。这是因为人们无何止地开发与利用自然环境所造成的恶果。自然环境破坏、资源被过度消耗、环境发生严重污染，让人和自然之间的关系达到了非常紧张的程度。对于环境污染，此前的机械设计理念负有一定的不可推卸的责任。而提倡绿色理念，就是改变传统理念，让机械设计更能适应环境保护的现实要求。绿色理念的应用属于一项长期的发展目标，想要使这一目标得到实现，就应当彻底改变原来的传统观念。实现节约资源、保护环境的目标，让机械设计工作人员和企业承担更多的社会责任，让人和自然实现和谐共处。

参考文献：

[1] 机械设计的新理念“绿色设计”[J].现代企业文化，2009（33）.

[2] 贺志博，基于机械产品绿色设计的研究[].机电技术，2010（04）.

[3] 赵红、常立，机械产品绿色设计关键技术研究[J].硅谷，2010（13）.

[4] 徐爱莉，绿色设计及其在石油机械中的应用[J].石油矿场机械，2007（07）.

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关键词：工业设计；机械设计；产品开发；方案；专业

一、引言

机械设计作为机械工程的重要组成部分，在我国高等教育中占据着重要的地位，相对于其他学科发展历史较长，形成了比较完备的课程培养体系。然而，技术完善并不意味着必然获得商业上的成功；与新产品开发设计密切相关的工业设计，在一定程度上反映了一个国家的工业技术水平[1]；我国的工业设计发展历史较短，很多人对其本质及重要性认识不足，甚至存在很大的误区。《普通高等学校本科专业目录（2012年）》将“工业设计”（专业代码：080205）专业设置在工学之下的机械类，对应于原工学学位的部分；而对应于原文学学位的部分则设置在艺术学之下的设计学类，名称为“产品设计”（专业代码：130504）[2]。新专业目录要求工业设计专业学生具备相当的自然科学知识，尤其是机械学科的知识，以便为机电产品的创新设计提出切实可行的创新性方案。国内工业设计专业大多是在艺术类院系开设并发展起来的，时至今日也有很多高校仍然开设于艺术院系，因此在很多人的观念中，工业设计就是外观设计，是纯艺术的专业，与机械关系不大。笔者认为这种观点是错误的，至少也是不全面的。外观设计绝不是工业设计的全部，把外观设计等同于工业设计是不正确的。针对这一状况，本文从机械设计与工业设计的角度分别阐述了新产品设计开发的一般程序，说明工业设计与机械设计的关系以及工业设计在机械产品开发过程中的作用和地位。

二、新产品开发设计的一般流程

1.机械设计的一般流程。从机械工程的角度来讲，机械设计没有固定的设计流程，需要视实际情况而定。机械设计的一般流程简述如下[3]：（1）产品规划：确定设计对象，展开相关的调研和预测，论证新产品开发的必要性以及可行性；明确设计目标完成设计任务书。（2）总体方案设计：根据设计任务书，进行功能目标分解寻求功能原理解法；拟定总体方案，进行执行系统、传动系统等设计形成多种可行性方案。对各可行方案进行运动规律、机构型式、造型以及色彩等方面的设计。对各可行方案进行评价，选择最优方案。（3）结构设计：拟定传动系统、执行系统的具体方案。设计零部件的结构，确定零部件之间的相对位置及联接方式；确定零件的材料、尺寸公差等技术要求。绘制总装图、部装图及零件图，编制设计说明书。（4）施工工艺设计：进行加工与装配工艺的设计。制定零件的加工工艺流程以及检验标准，必要时还需进行专用工具、夹具以及模具的设计。制定装配、调试、性能测试的技术文件。确定产品包装、运输、安装等方面的要求以及使用说明书。（5）改进设计：进行样机试制并进行试验测试，做出评定，提出改进意见。通过小批量生产试销，获取用户的使用意见，进行改进设计。2.工业设计视角下产品设计的一般流程。工业设计视角下的产品设计程序目前没有统一的定义，大多数学者的观点是产品设计程序可以由如下四个阶段组成：（1）确认需求：发现需要解决的问题，查阅相关资料；分析市场需求以及商机，制订可行性计划，并对融资问题进行研究制订合理计划等方面的准备工作。（2）研究分析：深入进行资料的收集与分析；开展市场调查、竞争产品分析、产业发展分析、预期消费群体等研究工作，进行产品造型意象定位以及形态分析，并考虑人因、产品结构、材料和功能等因素，研究与本产品相关的专利与法律文件，制订详细的发展计划或设计规范。（3）整合发展：此阶段由如下三部分构成：①构想概念发展：充分运用创意法则或相关工具，提出多种可行的解决方案。②造型整合发展：根据前期制定的设计要求进行产品造型设计，并进行视觉性筛查制订出最佳修正方案；通过制作立体模型、运用评估以及细部修正等手段，最终确定产品的外形并且绘制外观尺寸图。③工程规划发展：进行细部设计，获取精确的工程图面数据进而制作准确的功能模型。为保证数据的可靠性，需完成整体结构、材料以及使用性进行研究或者试验。如果各项指标数据达到设计要求则可形成最终的工程技术资料，开展小批量试生产。（4）设计评估：这一阶段的内容一般在造型整合发展过程阶段同时进行。当构念、图面以及模型评估时需依据先前制定的设计规范，运用恰当的评估工具或方法，筛选出可行方案；进行小批量试产试销阶段，需要通过使用情况调查或者市场接受度调查为大量生产以及营销提供必要的准备工作。

三、工业设计与机械设计的关系

通过机械设计与工业设计视角下产品设计的一般流程的比较可以看出，二者在总体上是类似的，均始于需求终于产品，但是二者之间也绝不是可以相互替代的，在内容上也是各有侧重。机械设计侧重于应用自然科学知识来对机械的工作原理、结构形式、力和能量的传递与转化方式、各个零件的材料和形状尺寸等各个方面进行创新性的构思、分析计算并形成详细规范的技术文件。工业设计狭义上是产品设计，是为了满足某一特定要求，创造性构思出一个切实可行的解决方案，并且明确其采用的技术手段，涵盖了一切使用现代化的技术手段进行设计、生产和服务的全过程。机械设计的产品规划概念设计阶段涵盖了工业设计视角下产品设计的确认需求阶段、研究分析阶段、整合发展阶段中的构想概念发展阶段。二者完成的内容是一致的，但是产品设计更细致、更具体，论证更充分也更专业。机械设计的总体方案设计阶段与结构技术设计阶段对应于产品设计的造型整合发展阶段与工程规划发展阶段，这一部分是传统的机械工程师的工作领域，对相关人员的专业要求，需要扎实宽广的专业知识和丰富的实践经验，是工业设计专业人员难以胜任的工作阶段。机械设计的改进设计阶段部分等同于产品设计的设计评估阶段，二者相互融合效果更佳。在产品设计开发的整个流程中，涉及到机械工程、电工电子学、美学、心理学等多学科的知识。传统的机械专业无法涵盖以上的全部内容，尤其是美学、心理学。而无论是工业设计专业还是产品设计专业在自然科学知识方面则相对薄弱，如机械工程、电工学；虽然开设了相关课程但是在深度和广度上，无法满足独立进行产品开发设计的全部需要。如果两者能够互相结合、取长补短则可以很好的完成产品设计开发的任务。工业设计专业人员可以避免自然科学知识深度不够的问题，机械专业人员则可以解决艺术美学方面的不足。更重要的是，竞争已经由价格的竞争、质量的竞争进入到了设计的竞争，通过工业设计可以在现有的技术条件下实现产品的系列化与多样化，满足不同客户、不同消费群体的个性化需求。毕竟在追求个性化的今天，单纯的依靠机械设计很难提高产品的市场竞争力。

四、结论

通过分析可以看出，工业设计与机械设计是具有密切联系的，二者如果能够取长补短、优势互补可以极大的提高创新活力，推动企业的发展和社会的进步。教育部2012年的专业目录中界定了工业设计的工科性质，在培养方案设置上需要考虑开设机械原理、机械设计等机械专业的主干课程，尽管在深度和难度上还需要降低要求。另一方面，传统的机械类专业，应适当开设一些工业设计方面的课程，至少是一些选修课程，同时不应排斥工业设计。这两方面应该相互结合、相互促进、共同发展。

参考文献：

[1]薛澄岐,裴文开,钱志峰,等.工业设计基础[M].南京:东南大学出版社,2012.

[2]蒋晓,张振东.工业设计与产品设计的比较[J].CAD/CAM与制造业信息化,2014,(10):26-29.

[3]朱龙英.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2012.

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关键词 机械电子学 项目驱动课程 课程群

中图分类号：G712.3；TH-39 文献标识码：A

1研究背景

2012、2013、2014、2015连续这四年以来，高职机械电子学专业的毕业生的工作与所学专业的相关性均低于全国其他高职专业的平均水平。换句话来说就是近四年来的高职机械电子学专业的毕业生在毕业之后大部分人从事着与学校所学专业几乎无关的工作。因此，高等机械电子学专业的人才供给与市场需求之间还存在很大的偏差。分析出现这种偏差的原因，在很大程度上是因为高职院校机械电子学专业的课程设置已经不能适应当今的经济发展与社会需求了。所以各个高职学院的机械电子学专业要根据目前的市场和社会需求、重新确定专业定位，全面的整合教学内容， 选择能够提升学生就业潜力的课程内容。

2高职机械电子学专业教学内容的选择与课程体系的构建

2.1选取专业课程内容的方法与原则

2.1.1选择不同的课程模式来安排专业课程

在课程安排中可采用“以专业化生产过程为课程安排主线”、“围绕生产项目组织课堂教学和实训”以及“以职业实践为导向安排课程”等不同的模式来安排专业课程内容、在教学过程中采用案例式或者实例式教学。

2.1.2在课程选择过程中遵循实用原则

在课程选择过程中要安排好“描述性知识”和“程序性知识”这两部分的教学内容。“描述性知识”主要用来说明事物的各种性质、特征以及状态，通常用来区别和辨别事务。“程序性知识”是只能借助某种具体的作业形式间接推论其存在的知识。“描述性知识”用来解决“是什么”的问题而“程序性知识”解决“为什么”的问题。

2.1.3要改变课程内容选择的标准

高职机械电子学专业的课程选择要从原来力求单一学科知识的完整性逐渐向诸多相关学科知识的综合性转变。例如《机械设计基础》这本教材的课程内容可综合机械原理、机械设计、接口技术、机械工程材料等内容，在课程实施过程中按机械设计的过程组合上述内容的教学。

2.2专业课程内容综合模式

2.2.1综合基础专业课程

高职机械电子学专业的课程包含了机械制造、电子技术、计算机技术等模块的基础知识。传统高职机械电子学专业的课程安排中每个模块的基础知识都要由几门相关专业基础课程来完成。具体分析这些相关专业的教材，会发现其具有将这些课程综合的条件。例如机械制造技术这个模块的基础知识一般由机械制图、计算机基础、计算机绘图、机械设计基础、公差配合与技术测量、电工学及工业电子学、工程力学、机械原理、等课程组成。基础专业课程综合中可将计算机基础和计算机绘图这两门课程综合；将机械原理、机械设计基础以及机械制图这三门课程综合。

2.2.2综合核心技术课程

高职机械电子学专业在新的就业形势下要做到针对职业岗位安排教学内容。核心技术课程的课程内容安排要以核心技术为主线紧密的结合起来，综合为一门新的技术课程。由核心技术组合的课程不仅包含基础含理论知识，也包括理论与实践相结合的教学内容，具体如何组合就要根据各个高职院校的具体情况而定。例如：数控机床操作这个岗位是所有机械制造企业比较重要的岗位之一，以数控机床操作为核心技术可供综合的课程有：机械材料基础知识、零部件加工及装配工艺、计算机编程设计。如果高职学生能够认真学完这一综合课程之后，在企业的生产实践环节进行练习操作，毕业之后就能胜任数控机床的编程以及操作工作。

2.2.3综合核心技术与支撑技术课程

核心技术是专业技术的核心，而支撑核心技术的支撑技术普遍属于专业基础。如果将核心技术与支撑技术以及其他的相关课程综合，打破高职机械电子学专业传统的三段式课程设置，形成一种新的课程设置模式，或许会为高职院校学生的培养提供新的方向。目前国内外有不少学者在探讨打破基础课、专业基础课以专业课这三段式的传统课程结构的可能性以及利弊。许多学者主张将专业课与专业基础课综合起来，形成基础课和专业课的模式。这种综合核心技术与支撑技术课程模式的教学能够使学生投入更多时间学习专业课。

3实施高职机械电子学专业课程建设的措施

3.1重视课程的个体差异， 实行开放式教学

在机械电子学专业的课程安排中选择应用性、操作性以及技术性强专业课程，在专业课程的教学计划中针对市场需求的某种能力进行有目的的培养，根据培养目的组合课程模式。这样高职院校毕业生就能够满足社会上的职业需求，从事与所学专业相关的职业。

3.2 在教学过程中要严格控制教学质量

由机械电子学产业界、机械电子学专家、学校的管理层、相应专业的教师等编写机械电子学课程大纲，然后由专业任课教师根据课程大纲实施教学。在教学过程中，要有完整的严格的教学管理制度来保证教学质量。

3.3实施措施控制课堂教学质量

各高职院校要加强对专业课教学质量的监督和评估。建立一套适合本院校的、有理论依据的、具体可行的评价机制，并通过考试等各项措施及时反馈专业课的教学质量信息。

3.4积极发挥教师在专业课程建设中的作用

在高职机械电子学专业课程的建设中，不仅要有效发挥教师队伍的带头作用，而且要培养大量的能够把理论知识与实践过程结合起来的教师队伍，鼓励他们积极投入到课程建设和课程改革中。

参考文献

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1.教师按章节授课，把每章知识孤立分割教学，学生知其然而不知其所以然，所学的知识在学生脑海里是杂乱无章的，无法提起学生的学习兴趣。

2.教学手段和方法仍存在不足。虽然CAI等教学课件的引入提高了课堂容量和课堂效率，但从培养学生能力尤其是创新能力上看，效果不显著。

3.重视理论，重视知识的培养，重视教师的主导作用，因而对综合分析能力、实际应用能力、创新能力的培养不足，学生主动学习精神较差。

二、机械设计系统教学法研究

系统教学法是以具体机械设备（项目）为背景；以学生、项目和实际经验为中心，而不是传统的教师、教材和课程。把整个课程内容在一台具体机械设备上得到有机的整合，使机械设计各章节内容与课程体系衔接地更加紧凑、顺畅。学生开始接触课程就了解了科 学、严谨的设计思想。教师在授课过程中根据相关章节的零部件在机械设备中的作用，通过结合具体实物讲述，使学生对相关内容零部件的作用产生较高认识，对每一个零部件的理解与选择，必然会达到“学有所用”的要求。系统教学法课堂理论教学以改变过去传统单独各章节的分散学习，知识体系杂乱无章，使学生出现“知其然不知其所以然”的现象。通过对这些基本内容的学习去掌握有关的设计规律和技术措施，从而使学生具有设计其他通用零部件和某些专有零部件的能力。系统教学法特点：①系统性。整个课程内容作为一个系统，每个章节内容作为要素。②典型性。具体机械设备包含大多数机械设计课程的知识。③目的性。学习通用机械零件的设计与选型。④科学性。根据学生理解具体情况，灵活掌握、实施教学。⑤直观性。设备结构和各个零部件的作用一目了然。⑥应用性。应用书本理论直接解决设备失效的问题。⑦关联性。充分体现各个零部件相互关联关系。

三、机械设计系统教学法实践

“系统教学法”的核心是一台具体机械设备，具体如何实施教学，可以根据具体情况灵活掌握。设备应具有形象化、具体化的特点，与传统教学中的举例有本质的区别，是把整个课程知识作为一个系统，而系统又是以一台具体设备而体现的，各章节的知识通过设备零部件的设计和选型来学习。设备零部件具有形象化、具体化的特点，以提升绞车作为一台具体设备实例教学。课程教学前，学生首先通过视频了解这台设备的用途，然后到实验室参观，让学生确实感受到设备的外形。教师上课根据视频首先介绍其工作原理以及各个部件的功能和作用，让学生清楚认识到学习这门课程的目的就是要学会这台机器的设计。在教学中要始终贯穿“使用场合—失效形式—受力分析—强度计算—结构设计”这一主线，本课程的学习分成三个单元进行，机械零件的疲劳强度设计和主要零部件，诸如齿轮传动的强度计算、轴的设计、滚动轴承的选择及组合设计、螺纹连接的强度计算及螺栓组连接的受力分析等内容列为重点内容作为减速器的重要组成部分，作为第一单元知识，在课堂上重点讲授；而把比较易于理解的某些章节，如机械零件常用材料和选择原则、过盈连接、摩擦轮传动等列为一般性内容，安排学生自学。第一单元———减速器。①减速器原理。强调是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，是一种相对精密的机械，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。设计减速器时，应根据工作机的选用条件、技术参数、动力机的性能、经济性等因素。②齿轮。通过视频和图片，让学生理解齿轮的失效形式，然后讲解制造齿轮需要材料和热处理、齿轮的受力和强度计算、齿轮的加工精度和效率、齿轮的和齿轮的设计、材料、加工热处理。③轴。根据减速器中轴具体结构进行教学，还要结合齿轮的结构和受力分析讲授轴的结构，对轴的设计、材料、加工工艺、热处理和精度公差要结合实际详细讲解，并对轴的失效形式和国内外最新维修方法进行介绍。④键连接。结合减速器的齿轮和轴进行教学，解释键的作用，重点学习平键和花键的选型计算和实效形式，其他类型的键作为扩展知识进行介绍。⑤轴承。结合减速器的轴系，解释轴承的作用，介绍轴承的种类，重点学习轴承的选型计算；结合减速器的工作特点学习轴承的和实效失效形式。⑥螺栓连接。以减速器箱体的各种螺栓为例，学习螺栓连接的种类、应用特点和使用场合、预紧力的作用、防松的措施、引伸学习螺栓的强度计算和提高强度的措施。第二单元———提升绞车其他部件。①联轴器。首先根据提升绞车介绍各个联轴器的作用，重点学习联轴器的选型设计，联轴器的种类以自学和课堂讨论为主。②刹车器。教师简单介绍提升绞车中刹车器的作用和类型。第三单元———机械其他知识。①带、链和蜗轮蜗杆传动。学习这部分知识时，要把这三章内容进行整合，改变过去按章节分别教学的方式。首先采用对比法进行教学，就是以齿轮传动为参照物，重点介绍三种传动的特点、应用场合，然后再分开单独学习。②摩擦、磨损及。学习时以减速器为例，讲解摩擦和磨损的危害以及的作用。重点学习剂的选用和方式。③机械零件强度。结合齿轮、轴和轴承的失效形式，学习材料的疲劳特性；结合齿轮、轴和轴承的工作中的受力形式，学习交变应力特性。要通过具体减速器齿轮、轴和轴承的失效案例，使学生掌握零件疲劳破坏的危害。

四、结语

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【关键词】三维建模；国家标准；绘图能力；空间想象力

1.引言

工科机械专业高职学生在学习机械知识时，鉴于其初学以及对机械结构没有感性认识，加之自身基础较差，学习中往往存在很多困难，久而久之就会导致学生学习积极性的下降，课堂教学效果变差。三年高职学习下来后，在校学习的内容就忘得所剩无几了，这给以后工作及学生以后发展带来很多阻碍。利用什么方法，可以在主要专业课程教学前，使学生先行接触一些机械零部件及其常识，在产生一定的感性认识后，再进行后续课程的学习，以提高学习效果，是摆在每一个职业教师面前的一大难题。笔者在三维建模教学中，不仅仅教授三维建模知识，而是在三维建模的同时有意识的对机械知识进行教学，发现对学生获得机械感性知识及后续课程学习有很大帮助。

2.运用国家标准，提高机械制图作图能力

高职机械专业学生，其中一项职业能力就是要求学生能熟练运用机械制图方法，完成符合国家标准的机械图样。然而，由于传统教学方式中的某些缺憾，学生毕业后往往不能拿出一张合符标准的机械图，主要表现是学生对机械制图国家标准掌握不好，如线型运用不对，表达方法不好，标注不符合规范等。在三维建模教学中，有意识的让学生对实体建模后，利用软件可以快速自动生成二维平面工程图的功能，要求学生还要生成一张标准的二维平面图。在这个过程中，当学生出现不符合国家标准的情况时，及时的、一对一的指出并要求其修正。在教学实践中，一般一次课作一次这样的练习，经过一个学期64学时的反复训练、强化，学生基本上能对国家标准熟练运用，如一幅标准图样的格式，包括图框格式、标题栏格式及明细表的格式与填写等，各种线型的正确运用，各种表达方法如视图、斜视图、局部视图及剖视图的运用等，各种简化画法和正确的标注及其含义都能较好的掌握。这给后续课程的学习奠定了很好的基础，作图能力大大提高。

3.三维空间想象能力的提高

人们常说，机械图样是工程界的“语言”，机械设计、加工、检验以及装配，都依据二维机械图这样的“语言”进行交流。熟练、正确的阅读机械图样，是每一个工科机械类学生必须具备的基本技能。在阅读机械图样时，三维空间想象能力至关重要，如果缺乏空间想象能力，不仅绘制不好机械图，就是读懂机械图也十分困难，这对空间能力差一些的学生来说就更是如此。要完成这一任务，必须对学生进行由空间到平面，由平面到空间，再空间到平面……，如此反复训练方可完成，这种做法，也是符合人类对一事物的认识规律的。

要提高学生识图的空间想象能力，仅靠机械制图课程来完成这一任务相当困难。只有较少的学生能阅读简单机械图样，而多数学生不能正确阅读，若机械图样更复杂一点，则看懂的人就少之又少了。

CAXA实体设计，由于其软件本身易学易用的特点，三维建模的学习，用少量的时间就可以完成基本操作，然后主要是各种建模。较好的做法是，初期学习时，给出的是具有立体感的轴测图，要求学生对其建模，这一阶段主要是训练其三维软件命令的用法；尔后给出的则是由易到难的平面图，要求学生对其建模，这除了进一步熟悉命令外，更重要的作用是进行空间想象力的训练。在这个过程中，学生首先要读懂二维平面图，如果他有些没搞懂，他会思考、探索，同学间会交流，若还有问题，就会问老师，通过老师讲解，以及后来绘制出的三维模型，他会明白二维平面图对应的三维模型的真实情况，在这个过程中，学生还会反复的观察、比对二维平面图和三维空间模型，以期发现它们的内在联系和规律。这一过程，实质就是由平面到空间，由空间到平面的反复再现。经过若干次的反复训练，不断的对大脑进行刺激，三维模型投影的二维平面图形状及二维平面图对应的三维模型，就会在其头脑中形成条件反射，读图能力得到很大提高，即便是难一些的平面图，通过其思考，推敲和比较，调动其大脑中储存的相关信息，也能正确的把三维形状想象出来。

自2008级开始，我校机械类专业在机械制图课程，均开设了CAXA实体设计，进行三维建模教学，从实际的教学效果看，学习了三维建模的学生，其读图能力远超在没有进行这方面训练的学生，读图正确率达到90%以上，空间想象能力大大提升。

4.对掌握机械零件结构的影响

真实的机械零件与机械制图中教授的机械模型，存在很多区别。这主要是由于毛坯生产、机械加工或是装配工艺的原因，导致实际零件与模型有差异。在三维建模的学习中，作为练习的平面图，一般都是零件图，学生在练习建模时，会接触到如退刀槽，砂轮越程槽，中心孔，沉孔，盲孔，拔模斜度等等机械零件中的常用工艺结构，这些结构对于没有进行建模的而言，其形状和作用往往是模糊的，就算是通过后续课程的学习，也不一定能掌握好，并且可能会因此影响到后续课程学习中更为重要的知识的接收。通过三维建模，学生接触到了这些结构，并把它绘制了出来，对这样的结构产生了一个真实的印象，它的作用也搞得明明白白，甚至象箱体类零件中用于加工定位的工艺孔，装配时为保证上下箱体准确对齐的用于定位的孔也都清清楚楚，并能把它们和连接上下箱体的螺孔区别开来。

由此可见，通过不断接触，仔细推敲，动手操作，其机械常识在此构建，教师在后续课程教授过程中，涉及这些时，就不会因为这些“细枝末节”的东西，成为学生学习上的障碍，学生就会有更进一步的时间去掌握更为重要的、当时需要掌握的知识。

5.提高装配体的阅读能力及了解机构工作原理

在机械设计和机械维修时，经常需要由装配图拆画零件图；在生产过程中，我们也常常需要阅读部件装配图；在高职学生后续课程的学习中，如讲液压阀，或是机械加工设备等都要阅读装配图。装配体的阅读要求是了解部件的构造、性能、工作原理，装配关系和拆装方法，读懂各主要零件的结构形状及在装配体的作用。装配图的阅读能力如何，在很大程度上影响其后续的专业基础课和专业课的学习效果。在后续课程学习中，往往讲述的是机械部件的性能及工作原理，这是建立在学生已经掌握了装配图阅读，或是教师默认学生已经了解装配图的构造的基础上的。然而，如果学生前期课程学习得不好，没能把装配图读懂，则教师的授课目的就达不到。因此，能否读懂装配图就非常重要。

如何才算真正的读懂了装配图，教师怎样才能知道学生读懂了装配图，如果能否正确拆画零件图，或是能将装配体的零件进行三维建模，就算是真正的读懂了。

CAXA实体设计提供了将三维零件装配成部件的功能，其装配是否正确，或是装配体在运行时是不是会发生问题，该软件还提供了干涉检查及仿真动画的功能。

在CAXA三维建模中，学生根据教师给出的装配图，先绘制三维零件图，再利用软件提供的装配功能，将其装配成部件装配图，如果通过了仿真动画的试运转检查，那么说明阅读的装配图没有问题，否则就会有，这就会促使学生再次仔细推敲，是哪里出错了，以便进行修改。如此反复，学生的装配图阅读能力就会大大提高，为以后学习扫清障碍。

在装配体中，还涉及装配结构的合理性问题，如两零件接触面在同一方向上只允许有一对面接触；轴上零件的定位与固定；方便拆装的结构、操作空间等。教师若能在学生作装配练习时，将涉及到的这方面的问题进行讲解，则会因为有直观的“实物”，而使空洞的问题变得实在，易于理解，在其后续课程学习中遇到这些，它已经不是问题了。

教师在学生三维建模中，如果有意识的对装配体的工作原理进行讲解，学生还会建立起根据装配图初步了解其工作原理的能力。

6.结语

三维建模在学生大量接触机械知识之初，就使其在虚拟的空间中接触机械零件及部件，并且通过其自身的努力，对零件加以大量的想象，通过建模，将想象中的实体再现出来，使其理解国家机械制图标准，建立三维空间想象力，理解零件结构及部件装配方面有很大帮助。不仅如此，学生在学习三维建模过程中，还会培养其独立思考的能力，自主探索的能力，学习接受新知识的能力；更可以激发其学习的积极性和主动性；另一个重要影响是，确立了他学好新东西的自信心，解决问题和战胜困难的信心。这些对学生来说，都是终身受益的。所以，在机械类专业中开设三维建模课程，其意义不仅在于三维建模本身，而更在于其背后所挖掘出来的学生潜力，所教给他的解决问题的一般性思维方法。

参考文献

[1]徐蔚.基于三维建模技术的机械制图教学方法研究[J].职业教育研究，2012（7）：108-109.

[2]张兴全等.UG三维建模在机床夹具设计教学中的应用[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2011（3）：118-120.

[3]张兰英.虚拟装配设计系统的研究[J].机械设计与制造，2002（2）：37-38.

[4]王军.基于CAXA的数字化教学工厂设计与实践[J].实验室研究与探索，2013（1）：216-219.

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关键词：教学方法；课件和板书设计；课堂节奏掌控；能力培养；提高教学质量

引言

《机械设计基础》属于机械类本科学生必修的一门专业基础课，属于重要的课程之一，使机械专业学生对机械的零部件和运动方案有一定的认识和设计方法的掌握。《机械设计基础》主要为《机械原理》和《机械设计》简明合订本，学时通常理论为64学时甚至更多，另外还有2-3周的课程设计时间，内容多且有相当的难度和深度，对于学生理解和运用的知识要求高，章节贯穿连续，不拘泥于书本知识，这就需要授课教师需要有一定的功底、系统的、连贯的、全面的进行讲解，因此这门课程的讲授对教师提出了更高的要求。

1.备课

1.1备课内容

课前备课尤为重要，备课首要内容有三个依据：第一是了解教学大纲要求及内容；第二是依据课本内容并做适当扩展；第三是结合当前行业水平和最先进技术融入教学中。这样既可以保证学生学习到规定的内容，又可以将知识应用在升学的专业课考试和工作的实际应用中，突出教学方向。

1.2教案和课件设计

针对机械类学生，教案方面的设计尽量采用简图和方便板书的文字，板书环境下画图较为浪费时间，效率低且不容易完成教学任务。所以在综合分析后认为应用多媒体教学符合教学趋势，授课效率高，吸引学生注意力并使学生对本课程产生兴趣。但在使用多媒体教学时，也并非说不采用板书，在做课堂例题和习题时板书仍是必不可少的。

多媒体教学多以教学课件（PPT）为主，在调查中发现，通篇文字的课件很难让学生理解，并且容易造成教师的照本宣科的习惯，学生也无兴趣对文字进行内容研究和分析。因此，教学课件中以图文并茂的形式展现是较为受欢迎的，不但可以加快对知识的理解，更加使知识容易牢记，提高教学质量。另外，在教学课件中添加简短的视频和动画可以使教学效果更好。因为《机械设计基础》以机械运动和机械设计为主，所以视频和动画在演示机构运动时的效果远远优于图片和文字。

2.课堂讲授

2.1开课前引言

正式上课后，教师用2-3分钟的时间，先进行上次课的内容回顾，此环节极为重要，既可以使学生回忆起上次课的内容，更主要的是可以加深对知识点的记忆。然后再从当前学科或社会的应用技术作为切入点，介绍前沿技术引申到课堂内容上，并说明本次课的重点和难点。这种方式虽然占用了课堂一定的时间，却能把学生的注意力和兴趣快速吸引到课堂上，并且给予学生刚上课时状态不稳定一定时间的缓冲，对保质保量完成课堂教学起到促进的作用。

2.2课堂互动及气氛调节

进入正轨内容讲授的时候，教师不时的应用引导的方式进行讲台上下的互动交流，对于理论讲解和公式推导采用启发式互动讲解，到重点难点是及时询问理解的情况。课堂互动不但可以带动学生学习的兴趣和积极性，更主要的是使教师掌握了学生对知识的了解程度，起到评估教学质量的作用。

2.3课堂重、难、疑点强调

课堂上突出重点时应提高语气并用重音重复强调，以提高学生的重视度。难点可以从多个角度和不同场合进行解释，促进学生的对难点的理解。疑点通常出现在概念不清晰，分类不明确，易混淆的内容，只需将彼此的区别和特性进行对比即可使学生清晰明确。

在实践教学中，发现此类例题用板书一步步引导学生共同解题，共同发现错误，共同解决错误的教学方法极为有效，学生对重难点的掌握更为牢靠。

2.4课堂总结及预习

在授课结束时，用简单的形式对此次授课内容进行总结，包括知识要点等。总结这个环节也是非常重要，使学生学习的知识深入浅出，提高了对知识掌握的深度和全面性。

在下课前可以进行下次课将要讲授的知识点进行扼要的说明，并点评重、难、疑点。下课前预习主要是使学生对知识的连贯性更加深刻理解，还可以使学生在课后预习时有明确的方向。

2.5课后总结

课后总结为经验的积累，教学方法的优缺点总结下来，对以后的教学避免弯路和错误有极大的帮助，从而可以持续提本课程的高教学质量。

3.考勤与作业

3.1考勤方式

学生可以接受课堂知识的前提是来到课堂学习，因此考勤第一个作用是了解学生的出勤情况和个别学生的学习状况。期末评定成绩时通常有平时课堂成绩和考试或考察成绩，考勤的第二个作用是评定期末课堂出勤成绩的重要证据之一。平时成绩较低则期末总成绩就会不高，因此会使部分边缘状态学生出勤上课，考勤的第三个作用就和成绩挂钩的威慑力。

3.2课后作业

课后作业通常以课后习题和教师自拟作业题为主，作业题尽量突出本次课程的内容的运用和理解，并且在不同环境下，多个角度的多类型作业题。在实践教学研究中，采用小组式作业布置，即不多余6人一组进行课后作业的解答，每组作业题目不同进行布置，题目可以为小组自拟，既避免了抄袭情况，又充分给予学生学习的自主性，对培养学生的自主学习能力有相当的作用。

课后作业也是评定平时成绩的证据之一，因此对学生选择题目的质量有一定促进性。

4.期末考试题

对于机械类学生，《机械设计基础》由于有课程设计的环节，因此期末成绩评定采用考试的方式而不用考查的方式。

期末考试题的客观题类型多以选择和填空为主。主观题多以简答、作图、计算和设计为主。在研究中发现，最后的计算题和设计题（通常称为大题）题目可能会以偏概全，并且分数比重较大。为减少部分学生知识的不扎实和避免对于知识点的一刀切，在最后的设计题和计算题中采用选作的形式，即三选二或五选三的形式，既体现考试的全面性，又符合出题方法的合理性。

由于《机械设计基础》这门课内容多且复杂，前置学科又较多，因此期末考试采用开卷符合培养工程技术人员的趋势。开卷考试理由有：

1、依据教学大纲，学习本课程后有一定设计机械运动方案和机械零件的能力，有查阅工具书，采用行业标准的能力。即处理实际工程问题和进行机械设计时应有相应的工具书配套

2、当今知识大爆炸时代，因此个人无法穷尽所有知识，因此重在解决问题的能力，不在于公式和参数记住的多少。

3、21世纪的科技时代，机械工程师的工作环境为电脑设计、模拟、仿真和分析，信息的开放和共享促使了设计人员对设计的完善性。

5.总结

《机械设计基础》为机械类学生的必修课，必须严把教学质量，从备课，到上课，再到期末考试，每一个环节都要依据教学大纲、教科书、行业标准、先进技术和时代趋势，进行科学的、严谨的、系统的、人性的教学，从多个方面提高教学质量，为机械行业和社会培养高素质人才。

[参考文献]

[1]别敦荣. 大学教学方法创新与提高高等教育质量[J].清华大学教育研究.2009.30（4）：97-101.

[2]郭婷. 机械教学中现代教学方法趋势的探讨[J]. 陕西教育（高教版）. 2012.4：88.

[3]孙荣敏，胡义华，潘宇倩. 机械CAD软件与机械理论结合教学的探讨[J].装备制造技术. 2011.12：207-209.

[4]吕伟文，王育仁，林远艳等. 机械设计基础[M]. 东北师范大学出版社（第一版）.2012.

篇10

关键词：工业设计；机械基础课程；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0083-02

我校机械学院的工业设计专业，是顺应了浙江省经济发展的需求而逐渐完善建立的。这个专业的生源普遍有艺术绘画的修养，但是学生普遍数理课程的基础相对薄弱。考虑到专业需求的特殊性，有必要制定不同的教学目标与教学方式以区别其他机械专业，推进符合浙江省经济发展需求的高教改革。

一、工业设计专业机械基础课程现状

我校工业设计专业的“机械基础课程”安排在大一下学期，目前教学过程中存在的主要问题包括：

1.工业设计专业学生普遍理科基础较差，畏惧数理化教学内容。在上“机械基础课程”前期没有理论力学、材料力学的课程基础做铺垫，没有基本的机械概念。

2.该课程仅安排了32学时，教学内容囊括了机械原理、机械设计两门课程的基本内容。同时课程没有安排同程的实验教学环节。

3.同其他艺术类课程的开放式教学模式相比，学生认为本课程枯燥乏味、深奥难懂，缺乏兴趣、学习动力不足。

二、改革理念、思路及目标

课程改革理念、建设思路与目标如下：

1.明确教学定位，确立教学大纲。适应浙江省机械行业发展对工业设计的需求，确定我校工业设计专业学生对机械基础知识的认知程度与深度，建立相适应的教学大纲与教学内容。

2.探索立体化教学模式和方法。鉴于工业设计专业的艺术类特性，在教学环节中更需要精心设计为学生们的个性化发展提供足够的机会和空间来培养学生的综合能力。设计“教师讲授+基于团队的实验讨论互动课+基于团队的实验研究项目”于一体的教学模式和多方位的课程考核指标体系。

3.构建理论与实践紧密结合的实验教学新体系。体现理论、技术、实践有机融合的工程教育理念，形成以“课堂教学+讨论互动+动手实验+项目研究+课程设计”立体融合的实验教学新体系。

4.将工程中的典型案例引入教学内容，并借助教师的引导、学生的动手实践和课堂讨论，使学生掌握机械设计的思路和基本方法；提高学生分析问题和综合设计的能力。

5.培养团队协作精神，形成良好的职业能力和职业素养。分组进行教学，按组分配任务，进行讨论、查阅资料、分工合作，培养团队协作精神。

6.强化能力、过程考核，提高学生的学习兴趣。加大学生平时成绩比重，将期末考核转变为章节考核。实践考核与理论考核相互结合，形式上做到有机统一、相互渗透。

三、课程改革内容

首先，工业设计专业学生对机械产品仅进行外观设计而非结构设计与功能设计。该专业需要了解机械产品的运动原理与设计原理，而非原理性的设计机械产品。因此该专业的机械基础课程应普及常见机械结构的运动原理及相关的实际产品形式。更多地体现对机械部件的科普介绍，而非进行机械原理的理论公式化推导。同时要灌输机械设计及机械产品质量的把关参数，如刚度、强度、安全系数等。其次，以学生为主体，教师为主导，实现了对学生知识、能力和素质协调培养的教学思想。锻炼学生综合应用所学知识的能力，巩固所学的专业知识；团队配合，增强学生的团队协作能力；培养学生机电系统的综合设计能力；实际过程中，针对具体设计目标开放性加入工业设计元素，使学生真正体验理论与自身专业实践相结合，改善教学效果。再次，在已有的实验课程基础上，进一步深化提出相关的具体实践项目，结合项目实施过程完成教学任务，熟悉工程项目的一般流程，培养锻炼学生团队精神，有效地培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这一模式可突破传统的实验教学模式，强调实用技能和知识创新，建立课堂实验教学与工程实践的联系，展示“以能力为本”的价值方向和“做中学”的教学理念。最后，体验型讨论课互动实验教学方式，让学生主动参与教学过程，让机械类课程教学方式接近艺术类课程的教学形式，消除学生对数理化课程的枯燥感。基于团队的讨论互动课贯穿于整个实验教学过程中，基于已有的实验器件，结合实际运用需求确定项目主题，查阅资料、分组讨论，上台讲演、提问答辩和评价考核等环节，学生可主动参与教学，体验整个教学过程，分享学习的乐趣和成果。通过两个小组同题进行竞赛，师生互动提问答辩，可以激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，充分发挥学生的主体作用，使学生成为课堂上学习知识的主人。基于以上课改内容，其重点大多也是难点，主要包括以下几个部分：（1）工业设计专业机械基础课程的实验教学方法是针对工业设计特点增加的教学环节，其教学模式教一般实验课程更具有开放性，这对于教师提出了更高的要求。机械设计基础理论体系丰富，且具有很强的工程技术针对性，其教学过程需要教师与学生综合运用抽象与具体、逻辑与感性、演绎与归纳等多种思维方式。然而工业设计专业学生在理论推导、抽象概念的接受能力相对薄弱。故而要求授课教师采用有灵活多变的教育教学方法，能够化枯燥为生动，化抽象为具体，以激发学生学习的积极性、主动性，提高学生的感性认识和深入探究意识。（2）开放式与项目型实验教学模式的实施对现有的实验内容和实验条件提出了更高的要求。以往的实验课往往是验证性的课题，老师演示居多，学生模仿为主。这样的实验课对学生的锻炼与吸引力很差，因此需要在锻炼学生实验基本能力的基础上提出综合性与设计性的实验内容，这将是教师团体需要花费巨大精力的环节。所提出的新型实验还需要综合考虑学校现有的实验条件与能够投入的实验经费等多种因素。（3）考核方式的改进需要引导学生注重平时的学习和技能的训练，同时对教师提出了更高的要求。教师必须围绕学生的学习开动脑筋，不断研究、创新教学，这将大大增加教师的工作劳动强度，对教师、对学生都将是一种挑战。

工业设计专业的机械基础课程的革新是顺应浙江省经济发展对多层次高等教育的需求。我们从实际出发，分析了现有工程材料及热处理课堂教学中的普遍问题。基于工业设计专业学生学习机械基础课程时出现的难以“消化”现象，提出课堂教学改革思路与改革内容，并对其改革的实现提出了相应的方法。其次，针对不同层次要求的教学过程，增加相关实验课程相辅的教学模式，积极探索如何在现有教学和管理制度背景下，积极寻求教学创新和教学改革的策略。通过我们为期近一年的课堂实践，发现在工业设计专业的机械基础课程教学过程中实施课堂教学的相关改革，对提升我校机械工程人才培养质量具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]高为国，董丽君，吴安如.基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设[J].湖南工程学院学报学报，2010，20（3）：74-77

[2]陈国金.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与探索，2010，（3）.

[3]纪华刚.卓越计划校企联合机制的研究与实践[J].长春工业大学学报（高教研究版），2011，（9）.