机械设计原理基础知识范文

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机械设计具有自身的程序，图1为设计的基本程序。图1机械设计的基本程序目前，机械设计教学中主要存在以下问题。

1.1教学内容过于防范

目前，机械设计这门课程包含的内容较多，有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及的知识层面较广，教学内容较散，且与其他课程有着很多重复，如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见，教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如，减速器的类型、样式和设计参数要求，和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率，不仅在学科的学习层次上造成混乱，还浪费了学生的学习精力。

1.2与时俱进能力不强

机械设计这门学科的实用性较强，同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以，传统的教学内容如果不进行更新，很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。因此，现代机械设计学科紧随时代的变化而改变，将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今，很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重，教学力度也较大，使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。

1.3教学方式落后

很多相关院校对机械设计的教学仍然采用讲学通用的原则，对于教学中的重点知识，让学生采取理论知识记忆的灌输性传统学习方法，而对这门学科的实际应用教学涉及较少，仅仅加深了学生的相关知识或原理的理解。同时，缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，在学生的学习过程中没有充足的时间进行自主探索，严重阻碍学生对知识的理解与掌握，同时一定程度上阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。

2创新机械设计教学体系措施

2.1调整教学内容

机械设计的学科教学内容应从实际出发，注重教学的整体性、实践性以及创新性。如今，很多学生对于机械设计的基础知识掌握不明确。所以，机械设计教学中应当遵循适度够用的理论知识学习原则，可采取重点学习、部分理解等方式。首先，教学内容要清晰精简，要精简机械设计这门课程的教学内容，避免学生在相关知识的学习中产生知识重复。同时，在学生的实际应用教学中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等注重实践运用的教学环节，不但要适度融入相关基础知识，还要增加其课程。其次，要注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，将其中关联性与联系性较大的知识急性整合学习。最后，在机械设计的教学过程中应当注重知识点的增设。不仅要注重知识的重点性，还要考虑知识的完整性，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。

2.2加强学生能力培养

机械设计是一门极具实践性的课程，过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力。同时，在相关知识或原理的讲解时，融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。

2.3创新教学方法

目前，相关院校的招生多是面向全国，导致各种学生的机械设计学习基础不一。因此，要不断创新如今的机械设计教学。教学过程中，应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推导，运用例证讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。

2.4增加教学实践

机械设计是一门较注重实践运用的学科，教学时教师不能仅仅注重学生的知识学习，要更加重视学生的知识运用，如绘制机构运动简图。图2为机构简图的绘制步骤。以四杆机构为例，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务。在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品用到了这些机构，不断启发引导学生思考设计任务。一个机器少不了动力，因此课程中增加电动机的选用环节。学生设定自己运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握效率等概念，并对整体的机器建立一个大概的认识。电动机选好后，考虑减速的问题。这时，可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的内容可忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。此外，学习过程中要加入查手册选材料环节，把时间用到应用实践上。

3结语

目前，我国机械设计教学体系仍然存在教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发展以及教学方式过于陈旧和落后等问题。因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，以期为国家培养更多机械设计创新性人才。

作者:李爱军 徐红芹 王红梅 单位:山东理工大学机械学院

参考文献

[1]金京，罗声.基于创新能力培养的机械设计类课程教学改革与实践[J].纺织服装教育，2012，27（6）：534-536，539.

[2]钱抗抗.创新教育模式的理论研究与改革实践——浅谈机械设计基础的微课开发与实践应用[J].职业，2016，（11）：45.

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关键词：机械设计基础；教学目标；分层分类；运用分层教学

在教学活动中倡导学生主动参与，倡导在教师的正确引导下，学生通过体验、参与和实践，提升对机械专业的认知程度，逐步形成正确的机械思维。机械专业教学面向不同层次的学生，因此在机械设计基础课程教学中应针对学生的接受能力以及个性特点，采取分层分类的教学方法开展教学，不再过于强调理论推导、论证和知识的灌输性，而是强调学生的教学感受，只有这样才能够有效提升机械设计基础课程的教学效果。

一、机械设计基础课程教学目标

开设机械设计基础课程的目的是让学生掌握最基础的机械知识，提升学生的机械思维能力与机械运用能力。为了实现高等教学机械人才的培养目的，教师要明确技术应用能力培养要求，还原机械设计基础课程最原本的特征，让学生理解机械经验转化成知识的过程。同时根据企业对于机械人才标准的反馈，进一步明确机械设计基础课程的教学要求，实现课程设置的优化。将机械设计基础课程涉及到的机械原理、机械设计、材料力学、理论力学等课程教学内容进行重新安排，实现机械理论与实践教学相结合，将掌握基础知识、理论运用以及机械技能作为教学的重点，实现机械基础课程教学的发展。

二、机械设计基础课程分层分类教学方法

机械设计基础课程是较为专业、复杂的课程，涉及到知识面较为广阔，对于学生的学习能力要求较高。但由于不同的学生学习能力是不相同的，因此有必要针对不同水平的学生开展分层分类教学。例如，机械设计基础课程分层分类教学分班是按学生上学期或上学年的综合排名分A、B班，A班为学习能力接受较好的学生，B班为学习能力接受一般的学生。对于B班教学主要以基础知识教学为主。以齿轮教学为例，让学生掌握齿轮的定义、常见的损坏形式、齿轮中心距和传动比的计算，要求学生对于这些基础内容要熟练地掌握。对于A班教学主要以能力提升为主，要求学生掌握基础知识的前提下进行能力拓宽，能够运用知识去解决实际的工程问题。同样以齿轮教学为例，要求学生熟练掌握基础内容前提下，能够结合实践完成齿轮传动的设计计算。

三、分层分类教学法在机械设计基础课程教学中的具体运用

（一）针对不同水平的学生开展启发式教学

启发式教学在任何教学阶段都应该放在首位，这是因为人的认知影响着人对事物的看法和观点，机械制图、机械设计基础、极限测量、机械制造技术等课程都可以采用启发式教学。教师设计问题时应根据班级学生的实际情况，将教学内容中的关键问题提出来让学生多加思考，并针对不同水平的学生开展教学设计，引导学生沿着教学主线进行开放性思考。例如在进行齿轮知识教学时，教师可以让B班学生们学习思考齿轮有哪些种类，不同类型的齿轮有哪些特性？常见的齿轮损坏类型有几种，分别发生在什么样的场合？什么情况下齿轮可以和轴做成一体？齿轮的安装定位方式有哪些，怎样才能保证齿轮的安装定位准确可靠？对于B班学生主要是帮助学生理解最基本的齿轮知识，让学生能够对于齿轮形成较为直观的认识。对于A班学生则在B班教学的基础上，提问大齿轮和小齿轮的强度计算以及如何进行设计？设计过程中遇到的相关问题如何解决？教师通过层层设问，将学习主动权交给学生，学生根据老师设置的问题进行思考，让学生主动去发现问题、思考问题，最终解决问题。同时也提出了按学生学号个位数分组的教学方法，教学效果很好。

（二）增设多样化教学，激发学习动机

太过单一的教学形式以及教学方法会让学生产生一种疲惫。学生有自己的思考方式、对于社会、学习都有自己的想法，会形成一种自我认知的心理。学生学习的动机已经不再是对于更广阔知识的追求，更多的是看重一些实际的应用。教师需要运用多样的教学方法，尽可能激发学生的学习动机，想办法让学生去挑战、去探索难题，增添学习动力，提高自身的学习水平。对于B班学生教学来说，要以学生为中心，将学生作为教育的出发点和落脚点，把握住学生的学习动态。站在学生的立场，去精心地编排课件，用心构思教学方式。运用情景教学，让学生自己准备课件或者学习课题，上台来讲述自己的学习观点，使学生参与到教学中去，作为学习主体存在；对于A班学生来说要注重引导学生发散思维，激发学生的求知欲与探索欲，以平面四杆机构知识学习为例，以四杆机构四杆长度之间的关系来判断四杆机构属于双曲柄机构、双摇杆机构还是曲柄摇杆机构，让学生去分析四杆机构在运动时如何冲过死点，每个杆件在运动中的速度、角速度以及受力情况都是怎么样的，增设多样化教学，激发学生学习兴趣。

（三）改革目前的考核方法

教师要注重考核检验学生知识掌握情况，监测教学成果的重要环节。在教学中不仅要让学生掌握最基本的理论知识，更要让学生具备较强的实践能力、思考能力、自我总结能力以及创新能力，这些综合能力才能体现出学生综合素质。为了更好地提升考试的作用效果，应该针对不同水平的学生进行有针对性的测试。对于B班学生的测试要以书本上的基础知识为主，要求学生对于基本知识、概念、理论能够掌握，并能够将基础知识与生活生产实际联系起来，熟练运用基本知识；对于A班学生的测试，应该包含各个方面的考核，才能体现出学生对于知识的掌握程度以及运用程度。可以包括实验报告、大作业、实践创新能力等，这样才能体现出教学过程中的以人为本思想，提高学生的创新能力。在考试中，应该加大开放性试题以及实验性试题在总分数中的比例，引导学生不断在学习过程中注意观察，不断思考，细心总结。提高学生发现问题以及解决问题的能力，培养学生创新思维能力。

（四）加强绘图软件分层教学

绘图软件是机械类专业必须掌握的软件，只有学生掌握了CAD、UG、CAXA、SolidWorks等绘图软件后，才能够对机械件有更为清楚的认知。对于B班学生可以要求其必须掌握CAD的基本操作，对CAD绘图的快捷键、图层的设置、线型线宽的调整、块插入等命令要熟练掌握。在学生掌握基本的绘图命令后，可以让学生去绘制一些较为复杂的机械零件，再结合绘图中的全剖、旋转剖、半剖、阶梯剖、向视图等内容，从而以一种循序渐进的情感教学方式帮助学生掌握CAD绘图技术；对于A班级学生则不仅要求其掌握CAD，同时要求其对SolidWorks、ProE、CATIA等三维软件也能够熟练运用，并能够运用三维软件进行机械件的设计。通过零部件相互之间的位置以及配合关系，在保证零部件之间配合的前提下，完成零部件设计。除此之外在通过施加装配约束以及装配分析，可分析装配体各零部件之间的关系，同时通过隐藏(显示)某些零部件，进而清晰地显示出装配体内部结构。机械专业是制造行业的基础专业，机械专业人才不仅要拥有专业的机械理论知识，而且还需要丰富的实践经验，这就对于机械设计基础课程教学提出了较高要求。通过运用分层分类教学法，有针对性地帮助学生提升机械理论实践能力，加快学生对于机械新理论、新方法的掌握，从而有效促进机械人才的培养。

作者:王宏臣 单位:淮安信息职业技术学院

参考文献：

[1]陆萍,董玉平.机械设计课程CAI系统设计探讨[J].山东工业大学学报(社科版),2009.

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Abstract: We takes the cultivation of compound talents as the goal, and makes reform on the teaching content, teaching method and way, practical teaching, and evaluation method of mechanical design and achieves some positive result, which plays positive effect on cultivating students'' mechanical design ability, innovative awareness, and the engineering design ability.

关键词： 机械设计基础；课程改革；能力培养

Key words: mechanical design basis；curriculum reform；ability training

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）09-0199-01

0引言

机械设计基础课程是机械类各专业的一门重要的技术基础课程。通过该课程的学习，要求学生掌握各种常用机构及通用零部件的工作原理、特点和应用的基本知识，使学生初步学会根据具体条件及与本课程有关的标准、规范，选用机构及零件类型，并能对机构的运动、零件工作能力进行简单的校核，从而具有设计简单机械传动装置的能力。由于本课程的特点，不仅为后续的专业课程，也为课程设计、毕业设计和解决生产实际问题建立基础。近几年来，随着教学改革的深入，学科建设的进行和课程体系的调整，我们围绕培养复合型人才的培养目标，结合学校的学科建设和实验室建设对机械设计课程建设采取了一系列改革，且取得一定成效。

在机械设计基础课程教学改革中，我们坚持以人才培养目标为依据，不断更新教学内容，优化课程体系，确保课程内容的前瞻性、课程结构的科学性和合理性，实现教学内容和课程体系的整体优化。

1教学内容更新

随着教学改革的深入，我们将工程力学和以前的机械设计基础两门课程整合为一门机械设计基础课程，课时大幅减少，因此必须对教学内容进行精选。课程内容的选取本着基础知识够用，主要从理论知识和操作技能两个方面，选择课程的内容，满足职业岗位的需求。机械设计基础课程教学任务的设计以工业产品和常用机构为载体的分析与设计为载体，将课程内容进行解构和重构，序化教学内容，设计学习模块6个，每个模块进一步分解为若干个任务。教学过程中以学生为主体，以实施完成工作任务为途径，培养学生正确选择通用零件及传动装置的能力，掌握重要机构、零部件的设计方法，具有使用设计手册查阅参数的能力，重点培养分析和解决问题的综合能力，最终达到本课程的培养目标要求。

2采用先进的教学方法和手段

在教学过程中以激发兴趣、培养能力为主导，根据教学内容表现的需要，我们采用任务驱动、实例贯穿、课堂与实习地点一体化相结合的教学模式。

任务驱动教学模式：以减速器设计等典型任务为导向，将齿轮的设计、轴的设计、轴承的选择、联轴器的选用、V带的设计等作为主要教学模块，每个教学模块由若干个教学任务组成。

“实例贯穿式”教学模式：以典型机构设计为“案例”，提出解决方法，注重教学过程，将课件、录像和现场教学融为一体。

课堂与实习地点一体化：为了全面提高学生的综合素质和动手能力，培养符合企业岗位技能要求的技术人才，把一部分教学的课堂搬到实训室进行，让学生更直观、准确地认识机械设备工作原理，加深对理论知识的理解和掌握。在这种教学模式下，讲述理论部分时，通过CAI课件、录像、动画等现代教育技术的运用以及现场相关机织设备的运转演示与指导教师的动手操作，让学生更直观、准确地认识机械设备工作原理与操作方法，加深了对理论知识的理解和掌握。在理论部分讲完后可立即安排相应的动手实验，使学生在理论的指导下独立动手操作，并通过实验验证所学的理论知识，这样使理论教学和实验教学的衔接更紧密，时间的安排上也较灵活。通过实践，学生的学习兴趣普遍提高，而且独立思考和分析问题的能力提高，同时对机器设备原理与工艺调整以及操作技能都掌握得较好。这些技能对他们成为能力较强的应用型人才有很大帮助。

3实践性教学环节的改革

培养学生的实践和创新能力目前已经成为高职教育的一项重要教学改革内容。在实践性教学环节的改革中，我们坚持理论教学和实践教学并重，注意提高学生的实践动手能力，启迪创新思维，培养学生分析和综合运用现代技术手段，解决工程实际问题的能力。

机械设计基础课程实践环节包括实验和课程设计。我们有机械设计陈列室和机电一体化创新实训室，每学期我们安排一定的课时在这些实训室进行现场讲解。在创新实验室，学生可以自己动手做各种实验，有的内容在课堂上不能完全理解，就到实验室通过相关机构或各种零部件的组装加深理解。

在课程设计改革中，我们改变了以往的仅单纯按理论知识设计一级圆柱直齿轮，现在我们以各种类型的减速器为课题，先对减速器进行拆装和测绘，然后设计出符合工厂实际需要的各种类型的减速器。同时为调动学生的积极性，我们允许自由选题。在教师的指导下，学生可根据自己的想法对现有机械进行改进设计。在完成本课程的学习后，我们推荐学生参加大学生创新设计比赛。

4考核方式的改革

在考核方法上，注重全面考察学生的学习状况，通过参与课堂讨论的质量、分析能力、对新知识的接受和消化能力、学习迁移能力等多方面的评价，与基础理论知识考核结合评价学生的学习效果。形成了过程性评价70%与成果性评价30%相结合的评价体系，其中过程性评价综合考虑小组成员互评和教师评价。这种考核方式充分关注学生的个性差异，发挥评价的启发激励作用，增强学生的自信心，教师还可以利用评价所提供的大量信息，适时调整和改善教学过程。

5结束语

通过改革和实践，学生的学习积极性、主动性和学习兴趣普遍有所提高。特别是在动手能力，工程实践能力，综合素质，创新设计能力等方面的提高更为显著。

虽然我们在机械设计基础教学内容、教学方法和手段等的改革方面做了一些尝试，并取得了一定的成绩，但仍存在一些问题和不足之处，有待今后的教学改革实践中不断地改进和完善。

参考文献：

[1]张庆玲.机械设计技术.北京：清华大学出版社，2009.

[2]张晓桂.机械设计基础课程的教学改革与探讨.全国机械设计教学研讨会议，2007.

[3]杨枚.《机械设计基础》课程教学内容改革总结.科技信息，2010（36）.

[4]刘碧俊.高职《机械设计基础》课程改革与实践.《教育研究》2010年1月.

[5]陈海波.机械设计基础课程整合教学模式的探索.湖南科技学院学报，2009.

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    一、建设理论与实践并重的教学体系

    只具有专业知识而不具有实践能力和只会动手而专业理论功底不扎实都是不能适应本专业的生产实践需要的,因此建设理论与实践并重的教学体系显得尤为重要。这种结合不是口号,不是空话,而应落实到该专业人才培养的实践中。这种结合,是认识事物,掌握规律的基本方法和基本要求。这种培养,是产学研相结合的培养,不是学校单方面的培养义务,而应与企业以及科研院所共同努力与合作,使其能实现资源共享,培养综合的高素质人才。这种培养,应把传统的学校课堂教学与企业、科研院所实践相结合,应当把学校的专业教师教学与企业一线员工、工程人员与科研单位工作人员的实践指导结合起来,应当把学生的学习环境从教室扩展到生产一线和科研实验室,让学校的专业基础知识的学习能到生产一线进行实践的检验,也让在生产一线实习中的种种问题能得到理论上的支撑和应征,使学生在实践中获得客观真实的实用性技术和能力。

    二、培养具有本专业特色的优秀人才

    机械设计制造及其自动化是专业性极强的工科专业,这就要求我们要培养具有本专业特色的优秀人人才,以适应市场的需要。这主要从以下几方面着手:

    1、核心课程设计。核心课程是学习本专业开设的必不可少的基础专业,这包括:力学、机械工程、机械原理、机械设计、电子电工技术、PLC应用技术、单片机应用技术、液压传动技术、控制工程、材料成型技术、数控加工技术、机电拖动技术、CAE/CA设计、MATLA应用技术、模具设计技术、模具加工技术、数控加工原理、机械制造技术、金属工艺学等。这些课程的开设与实践共同构成了本专业的核心课程体系。

    2、结合市场和企业需要有侧重的课程设计与安排。以上核心课程的设计是本专业学生的基础知识的需要,但还应结合市场和企业需要有侧重的进行课程设计与安排。机械设计制造及其自动化是机与电的有机结合,但二者是有主次之分的,应坚持以机为主,机电结合的专业课程设计模式。在课程安排中,机械类课程所占课时应达到65%以上,而电类课程则应控制在35%左右, 而其他的课程,诸如公共课,应减少其所占比例,增大专业课的学时。这样的课程设计与安排是出于以下考虑:现实生活中的机电一体化要求该专业学生具有机与电的双方面的知识,并将其融会贯通、有机结合,纯机械类的人才难以适应社会对综合素质人才的迫切需求。但是,在企业的岗位设置中,却没有专门的机电岗位,而是将其分开设置的,这就要求学校在人才培养的过程中,结合职业岗位的需要,坚持以机为主、机电结合,促进学生的就业。

    三、注重实践性教学的重要性

    专业课程的设置、理论知识的学习,最终都是为了适应生产实践的需要,因此只有让学生在学校学习期间就更多的接触实践,而不是单纯的理论知识、书本知识的学习,理论脱离实践,而应该在学校的课程设置中更多的增加实践性教学的比重,这样才能避免学生走向社会后发现理论知识难以或者无法灵活自如的运用到生产实践中,避免学习与工作相脱节。实践性教学并非没有开展,而是广泛开展却收效甚微,分析其原因并对其进行改进才能真正发挥实践性教学的应有作用。以往的实践性教学仅仅在于演示与验证的低档运行阶段,学生真正需要的实践课程是综合性强、自主设计、自主完成的实践项目,这样才能真正将课堂理论知识运用于实践,夯实理论知识,提高实践素养。实践课题的设计不应脱离实践,而是源自生产、科研的第一线。

    四、加大应用型人才培养的基础设施建设

    教师是学生获取知识的最直接途径,优秀的教师对学生专业素质的培养、专业思维的启发具有至关重要的作用,因此在应用型人才培养创新的过程中,必须重视教师的重要作用,除了引进该专业优秀教师外,还应主动加大力度进行教师素质的提高与培养,对教师进行培训,使其专业知识的宽度与深度进一步加强,理论知识与实践想结合的能力进一步加强,自身素质与培养学生素质的能力有机结合起来。让老师到生产一线进行工程实践,参与企业和科研单位的研发工作项目中,提高自身实践素养。

    学校应当加大力度提供设备保障,继续加大实验室的建设力度,进一步提高硬件条件,为学生实践提供物质基础与实践场所。加强与相关企业和科研院所的联系,建立产学研的合作关系,既能满足学生实习的需要,又能满足企业招工的需要,互惠互利,实现双赢。

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关键词 机械设计课程；过山车；疲劳分析

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）10-0075-03

1 工程教育专业认证与机械设计课程

机械设计课程是机械设计制造及其自动化专业重要的技术基础课程，课程目标与专业认证对毕业生（知识与能力）要求具有三方面能力的对应关系。

1）具有运用工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济知识和管理知识的能力（G2）。

2）具有运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力；具有系统的工程实践学习经历；了解本专业前沿发展现状和趋势（G3）。

3）掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力；设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素（G5）。

将机械设计课程与培养目标和培养要求直接联系起来，在教学过程中结合大学生创新创业训练项目，培养上述三方面的能力。

2 机械设计教学与工程能力培养

机械设计课程的主要任务是培养学生掌握通用机械零、部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简单的机械的能力；具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。通过本课程的学习，使学生初步掌握如何将复杂的工程实际问题通过合理的简化，应用所学理论公式进行设计或计算。因此，本课程对学生工程能力的培养起着重要的作用。

过山车运载小车上的关键零部件有轮架承重轮轴、侧导轮轴及倒挂轮轴、轮架、车桥桥壳、车桥半轴、连接杆、连接叉和尾部连接器。过山车关键零部件疲劳分析所用的基本理论是机械设计课程中的机械疲劳强度计算和轴的疲劳校核。然而进行过山车运载小车上的关键零部件结构分析和疲劳分析，要对以上零部件模型系统进行实体建模。实体建模，采用三维实体建模工具SolidWorks完成对轨道和零部件有限元建模工作。然后通过对已有的三维实体模型进行装配，直接导入SolidWorks Motion中，原有的装配关系映射为约束关系，同时添加运动约束和动力学载荷，对过山车一个工作循环进行动态仿真。

本文基于动态仿真所得数据，将过山车运载小车关键零部件的有限元模型分别导入SolidWorks Simulation中，并将运动学和动力学仿真所得相关载荷数据施加到相应零部件中，应用机械设计课程相关理论对其进行结构分析和疲劳分析。

3 关键零部件结构分析和疲劳分析

本文以轮架承重轮轴、轮架和尾部连接杆为例，对其进行结构分析和疲劳分析。轮架和尾部连接器的实体模型如图1、图2所示。

轮架承重轮轴

1）结构分析。在动力学仿真分析模型中测出在运行过程中一侧单个承重轮轴上所受的最大力为F=133 135.5 N。有限元计算得到承重轮轴应力图和变形位移图如图3、图4所示。

由两图可知，承重轮轴的最大应力为σmax=186.75 MPa，最大变形位移为0.02 mm。位移变形较小。

承重轮轴材料为40CrNiMoA，力学性能σs=835 MPa，σb=980 MPa；

通过对过山车零部件的结构疲劳分析可知，过山车关键零部件结构疲劳强度满足安全要求，关键零部件结构性能安全。

4 结论

基于动态仿真所得动力学载荷数据和SolidWorks Simulation快速有限元分析算法所得数据，对过山车关键零部件进行结构分析与疲劳分析，最终得出过山车关键零部件安全的结论。机械设计教学与大学生创新创业训练项目结合，培养了学生运用工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济知识和管理知识的能力（G2）；运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力（G3）；掌握基本的创新方法，追求创新的态度和意识，综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力（G5）。

参考文献

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如何在学时偏少的情况下，培养学生的工程计算能力、通用机械零件和简单机械的设计能力，特别是培养学生的创新能力?这一问题需要任课老师认真思考并通过教学内容的整合来解决。在深入企业广泛调研，与专业人才培养方案及相关课程反复认证后，与企(行)业技术人员共同商榷，将“工程力学”、“机械原理”、“机械设计”及“三维设计软件”等课程整合为“机械设计基础”。遵循以就业为导向、以能力为本位的原则，打破传统的工程力学、机械原理、机械设计、三维设计软件系列的理论体系教学常规，将工程力学、机械原理、机械设计、三维设计软件理论基础知识安排在一系列的任务中，通过任务来完成一个项目，再通过具体的项目来检验学生掌握整个课程的情况。这样，在学生掌握了传统的知识基础上，拓展了课外知识，培养了发现问题、分析问题的能力，进一步加强了学生解决实际问题的能力。教学中，可将常用机构、联接、带(链)传动、齿轮传动、轴、轴承及联轴器等相关内容设计成若干个项目。在项目中，根据各任务的要求，穿插工程力学、机械原理、机械设计相关知识，在完成项目后，要求利用三维设计软件完成每个零部件的三维设计效果图，从而使学生感受到自行设计产品的喜悦。

二、合理确定工作任务

项目教学模式是借助各种工作任务来实现的，学生是主体，教师为主导。然而，高职院校的学生大多数能力有限、经验缺乏、意志力薄弱，一旦遇到困难，学习兴趣就会减退。因此，确定的工作任务既要在教学过程中能充分发挥教师的主导作用，研究学生的学习状态，又要在实践中循序渐进，便于采用低起点、分层次、多训练的方法，调动所有学生的积极性。由此可见，项目的任务确定尤其重要。在理解渐开线参数方程、渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算及参数测定相关特性后，根据需要讲授相关的工程力学知识，而后进行齿轮设计。最后，在Pro/E中制作齿廓渐开线，采用方程式的方法精确生成，选用笛卡尔坐标系，通过阵列、再生等命令即可完成整个齿轮的轮齿制作。采用以上方法生成的齿轮三维模型，使用“再生”命令，通过人机对话的方式重新输入齿轮相关参数，就可以生成新的齿轮，如图3所示。从而将抽象的齿轮设计变得直观，并且在项目实施过程中，学生也学会了如何分析问题、解决问题。同时，利用人机交互的方式快捷地生成了不同参数的齿轮三维模型，避免了重复劳动，提高了设计效率。这样，学生学完“机械设计基础”后，再去学习“三维设计软件”，既培养了学习兴趣，又不会出现与后续课程相脱节的现象。在完成一系列项目后，最终利用所有项目知识，完成带式输送机传动装置设计。由此，通过这些穿插在教学过程中的各种工作任务，实现纯粹的、枯燥的理论知识向对学生今后职业能力提高有所帮助的储备知识的转化。

三、采用形式多样的教学手段

实现学校与企业无缝接轨，构建内容丰富、集二维与三维、项目与任务、虚拟与现实等于一体的教学系统。加强对学生实践技能的训练和动手能力与创新意识的培养。充分利用本行业典型的生产企业资源，建立实习实训基地，实践“工学”交替、“工学”结合，满足学生的实习实训，同时，为学生的就业创造机会。打破传统的教室授课，充分利用实验室、实训中心、校办工厂、企业等实践教学场所对学生进行项目化教学，建立一支“双师型”教学团队，实现理论教学与实践教学合一，满足学生综合职业能力培养的要求。以项目5为例，通过参观企业生产齿轮流程，学生查阅齿轮应用，齿轮相关参数测定，对齿轮进行力学分析，分组设计齿轮直至完成三维齿轮设计，完成5个任务。对于由三维软件设计出的齿轮，在后续课程可以直接在企业或校办工厂进行加工，做到与后续课程的无缝衔接。同时，加工出的齿轮又可以作为新生“机械制图”课程的测绘零件，便于对新生进行看得见的入学专业介绍，从而真正做到专业各课程的相互关联。

四、建立科学合理的评价体系

对学生的学习评价，在关注其知识与技能的理解和掌握的同时，要关注他们情感态度的形成和发展;在关注其学习的结果的同时，要关注他们学习过程中的变化和发展。评价的手段和形式要科学合理，要将过程评价与结果评价相结合，同时，要充分关注学生的个性差异，发挥评价的启发激励作用，增强学生的自信心，提高学生的实际应用技能。教师要善于利用评价所提供的大量信息，适时调整和改善教学过程。为保证课程改革的实现，应着重对学生进行过程评价。以项目5为例，过程考核以检查学生对项目中所涉及到的基础知识、实验、分析、设计、建模等环节的完成情况为主，其评分比例以各占20%为宜。这五个环节分别涉及工程力学知识、实验数据处理、任务分析思考、查阅资料设计、三维软件建模五个部分，在考核方法上可以采用笔试、口试、实验、查阅资料、讨论、协作、设计等形式，以增强考核的综合性与灵活性，突出对学生能力的考核。由于学生存在个体差异性，为了突出创新设计和注重应用的新理念，对在参加国家级、省、市级各种比赛中获奖的学生，或为企业解决了实际问题的学生，在不违反法律法规、校纪校规的前提下，可以将其直接考核为良好甚至优秀。同时，可进行一些拓展项目，以充分突出对学生的能力培养。对教师的评价由学生、同行和行业专家进行，从而真正做到教与学相结合、学校与企业相结合。

五、结语

篇7

卓越工程师不仅要具备上述的未来工程师的品质，而且，还应该兼具以下特质：（1）对局部或整体工程价值的科学判断力；2）对权威工程学术或工程技术独到的批判力；（3）对历史工程文化承载现代工程文化内涵以及未来工程文化趋势的深刻洞察力；（4）优秀民族工程文化传承与世界先进工程文化吸收的责任感；（5）工程环境影响的感知与和谐意识的自觉；（6）正确理念的坚持或自我否定的勇气。只有具备了上述15种品质特征的工程师，才能称得上是真正的卓越工程师。因此，形成能够进行自我调整和更新的、面向卓越工程师培养体系的教学改革是值得研究的重要课题。

1.面向卓越工程师培养目标的教学要求

卓越工程师人才培养目标是具有国际视野的行业领军人才、国际认可的高级工程技术人才和创业研发型高端人才。卓越工程师的核心是创新能力。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大的变化，更加强调实践能力和创新型人才的培养，面向卓越工程师培养计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。

2.机械设计基础课程教学的现状

机械设计基础课程是一门理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是“卓越工程师教育培养计划”所要求的。

但是现有的机械设计基础课程教学存在一些问题亟待解决。传统的教学过程是一种“填鸭式”的教学，一切都是由教师决定，学生只能被动地参与。如机械系统的结构设计是机械设计基础课的重要教学内容，也是过去讲课的难点，由于受到传统教学手段的限制，电类专业学生对此方面内容的掌握比较困难。

现有课程内容体系建立在知识的系统性和完整性之上，在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念，所用教材的知识内容体系创新性不够，没有体现“卓越工程师教育培养计划”中所要求的“能力”主线，与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。另外，教师不注意采用先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。

3.机械设计基础课程的教学改革

按照“卓越工程师教育培养计划”的目的和培养要求，以及在以往机械设计基础教学过程中所发现的问题，借鉴皮亚杰提出的建构主义理论，对机械设计基础课程教学改革提出如下建议与改革措施。

3.1 确定教学目标

“机械设计基础”课程具有很强的工程性、实践性和实用性，其主要的教学目标是培养学生机械系统方案设计的能力。教师以自己制定的教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标与学生一起展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。

“机械设计基础”上半部分的核心内容是各类常用机构的设计和应用。要设计和应用机构，首先必须认识各类机构，通过一些典型的机构系统了解机构的具体结构、工作原理、特征和它在系统中的作用，从机械系统的总体去认识机构，用系统的观点将各类机构联系起来，将系统的要求贯穿于机构的设计之中。学生不应孤立地去认识和设计机构，而应以系统为主线来掌握机构分析、设计的基本理论和方法，确定机构设计的要求。

例如教师在讲授“机械设计基础”第一章“机构自由度”的内容时，首先向学生说明学习机构自由度在实际工作中的意义，并在本章最后给出关于牛头刨床的机构设计错误的例子，让学生通过计算机构自由度予以改正，以此来激发学生的学习兴趣与积极性，充分发挥学生的主观能动性，训练他们的创造性思维。

另外，在学习平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构这3大类常用机构过程中，由于该3大类机构又可划分出很多种类，学生常感到各类机构缺少联系。由于往复式四冲程内燃机涵盖了这3大类机构，所以可通过介绍往复式四冲程内燃机工作过程的4个冲程运动将这3大类机构运动作为教学背景或目标，将3大类机构联系起来。

如内燃机通过平面连杆机构中的曲柄滑块机构将活塞的直线往复运动转换为曲轴的回转运动；通过凸轮机构控制进气门、排气门开合时间的长短；通过齿轮机构协调燃气推动活塞运动时，进气门、排气门有规律的启闭。以往复式四冲程内燃机工作过程介绍3大类机构各自的优缺点和不可替代性，对增强学生的感性认识、加深对知识的理解和掌握，培养创造性思维能力都非常有益。内燃机工作过程所涉及的内容包含了“机械设计基础”上半部分需要讲授的所有主要内容，所以应该在第一章的授课中较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。

“机械设计基础”下半部分主要讲授常用连接（螺纹连接、键连接等），机械传动（螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动），轴系零、部件（轴、轴承）等。这部分内容相互联系较少，学生感到零散。这部分内容的教学可与课程设计结合起来，课程设计题目在课程开讲前布置到位，使学生带着任务听课。当教师讲到与设计题目中某些方面相关的章节时，学生就开始思索自己题目中相应点的方案设计、结构设计等问题，不太懂的问题可及时与教师或同学进行交流探讨。由于课程设计与专业结合，与理论课同步，学生兴趣浓，学习效果好。

3.2 加强与工程实际的联系

由于学生对机械的感性认识和工程实践知识十分缺乏，不能将所学的知识与实际联系起来，更不会应用于工程实际，因此要结合工程背景来讲解各种机构的原理和应用。

例如在讲解曲柄摇杆机构时，通过对比该机构分别在游梁式抽油机和牛头刨床中的应用，来说明极位夹角的大小对急回运动的影响。这样以实际工程机械为例讲解曲柄摇杆机构的特点，能使学生印象深刻。在讲解四杆机构时，分别列举轮式抓钩机、装载机工作装置、鹤式起重机吊臂等实际工程机械的例子，对比讲解不同机构的工作特点，使学生对机械的机构既有一个整体认识，也有对不同机构异同点的认识，为以后进行机构选型、综合机械设计打下基础。

以凸轮机构实际设计为例，首要问题不是如何设计凸轮的轮廓线，而是如何根据工作要求和使用场合，合理地选择和确定从动件的运动规律、机构的配置和有关基本参数，使所设计的凸轮机构既能满足机械系统的工作要求，又具有良好的运动和动力特性。此外，广泛采用工程应用实例，充实“机械设计基础”教材中的例题和习题，适当增加例题和习题的工程应用背景及创造性意向说明。

3.3 及时更新教学内容

将机械设计方面的新成果、新应用及时引入教学内容，扩大学生信息量。例如在讲解螺栓预紧方法时，介绍电测扳手、液压拉伸预紧方式等新工具和新方法；在讲解齿轮机构时，介绍双圆弧齿轮的优点，反映技术发展前沿成果，增加课堂信息量，调动学生学习的积极性。这样，以实际工程设计计算问题为目标，构建设计基础知识理论较完备，设计方法实用、多样的基础内容体系，提高了教学效果。

3.4 改进教学方法

在课堂教学中，除了传统的教学方式外，需要采用其他一些教学方法与手段，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。

“机械设计基础”课程是工程机械教育的重要课程，综合性、实践性强，对培养学生工程设计能力起着重要的作用。由于机械设计基础主要面向电类专业的学生讲授，而电类专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，尤其是涉及到机构运动、齿轮啮合等动态问题或者螺纹联接、轴承等微变形问题，因内容抽象，学生理解起来比较困难，因而影响了教学效果。

“机械设计基础”多媒体CAI系统运用多媒体计算机技术，对“机械设计基础”理论知识、教学方法等进行信息化处理，利用计算机强大的多媒体表现与信息交互功能，构造了创新设计教学模式。通过现代信息技术的应用，把过去传统的、静态的书本教材形式转变为由声音、文本、视频、动画构成的动态教材。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量。“机械设计基础”CAI作为教学的一种重要手段，有着良好的应用和发展前景，给“机械设计基础”创新教学以有力支持。

在教学中，为达到良好的教学效果，教师应设法使学生处于积极思维的状态，主动、自觉地完成学习任务，逐步提高分析问题和解决问题的能力，真正成为学习的主人。例如，在讲授螺栓预紧力控制时，强调重要的螺纹连接必须控制预紧力，强调螺栓脱落产生的严重后果。可以列举台湾中华航空公司波音737飞机在日本冲绳那霸机场降落时因螺栓脱落刺穿油箱引发大火的例子，使学生印象深刻。又如在讲授螺栓强度计算前，举出某工厂在吊装床身时，吊环螺栓断裂，致人死亡的例子，借以强调螺栓强度计算的重要性，将枯燥的理论知识变得具体、形象，而且能够使学生在主动思考的同时牢记相关概念、掌握相关原理，达到事半功倍的良好效果。

4.结束语

篇8

机械电子工程专业课程

本专业学生主要学习的课程内容包含专业基础课、专业课、专业选修课、专业实践教学课程等四方面的课程，具体内容如下：

专业基础课：机械原理、机械设计、机械制造技术基础、工程图学、材料力学、理论力学、电子电工技术、工程材料、互换性与测量技术、机械工程控制基础等课程。

专业课程：电力拖运自动控制系统、机电一体化系统设计基础、数字信号处理、测量系统设计、液压与气动系统。

专业选修课程：人机工程学、计算机控制技术、微机电系统、精密机械结构设计、智能仪器、计算机仿真技术、无损检测技术、虚拟仪器技术、光电检测技术、DSP原理及应用、精密测试技术、工程光学、微细制造技术、精密加工工艺等。

专业实践课程：机械制造技术课程设计、机械原理课程设计、机械设计课程设计、金工实习、工程图学课程设计、电工电子实习、计算机操作实习、生产实习、毕业设计等课程。

机械电子工程专业就业方向

本专业学生毕业后可从事机电设备系统及元件的研究、设计、开发，机电设备的运行管理与营销等工作。

从事行业：

毕业后主要在电子技术、新能源、机械等行业工作，大致如下：

1、电子技术/半导体/集成电路;

2、新能源;

3、机械/设备/重工;

4、仪器仪表/工业自动化;

5、汽车及零配件;

6、计算机软件;

7、专业服务(咨询、人力资源、财会);

8、互联网/电子商务。

从事岗位：

毕业后主要从事机械工程师、销售工程师、结构工程师等工作，大致如下：

1、机械工程师;

2、销售工程师;

3、结构工程师;

4、设备工程师;

5、售后工程师;

6、电子工程师;

7、质量工程师;

8、工艺工程师。

本专业以培养能适应社会需求的计算机测控与仪器领域的高级工程技术人才为目标。毕业生具备仪器设计制造以及测量与控制方面的基础知识与应用能力，能在测控技术、电子信息技术、自动化仪表、智能设备、计算机应用等方面从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。亦可担任高等院校、研究机构的教学和研究工作。

培养要求

篇9

关键词：机械基础课程体系；教学改革；创新

Research on teaching reform of mechanical basic course system in colleges and universities

Liu Huiling, Li Ling

Central south university of forestry and technology, Changsha, 410004, China

Abstract: In this paper, constructing mechanical basic course system; analyzing the teaching reform mode of innovation as the core, ability as a main line, reality as the starting point; researching the teaching content, teaching methods and assessment mode of the theory and practical courses.

Key words: mechanical basic course system; teaching reform; innovation

我校机械类专业包括机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、热能与动力工程、交通运输、物流工程，专业基础课程主要有机械制图、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、机械工程材料、机械基础实验及课程设计。机械制图主要培养学生的空间想象力，绘图以及读图能力；机械原理与机械设计主要培养学生掌握基础设计知识并具有创新设计的能力；互换性与技术测量主要培养学生具有机械零件加工精度的基础知识和具备机械零件几何参数检测的基本能力；机械工程材料主要培养学生合理使用和选择工程材料及成形工艺的能力；机械基础实验及课程设计主要培养学生的实践能力、综合应用能力、研究能力和创新能力。

在“宽口径，厚基础”的教育背景下，我校十分重视基础课程的教学与实践工作，但是由于概念抽象又具有较强实践性，师生普遍反映机械基础课程教师不好教、学生不好学。其实，机械制图、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、机械工程材料、机械基础实验及课程设计是前后衔接、贯穿全程的课程体系，共同成为机械专业课程的基石。

1上好绪论课，激发学生的学习兴趣

陶行知先生说：“盖治学以兴趣为主。兴趣愈多，则从事弥力，从事弥力，则成效愈著”。兴趣是最好的老师。绪论课是整个课程的开始，也是激发学生学习兴趣的重要环节，应充分利用学生对新开设课程的新鲜感和好奇心，着重从学生在生活实践中接触到的实际物体入手，让学生感受到学习内容的具体性与实践性。笔者在长期教学实践中摸索出几种行之有效的激发学生学习兴趣的方法：(1)播放视频展示机械领域的高科技产品，如加工中心、机器人等，用通俗、易懂的语言掀开高科技产品“神秘”的面纱，并暗示学生只要愿意投入到学习中来，将来就会成为这些产品的设计师。(2)案例教学法，比如制作多功能椅子，第一，我们要进行市场调研，确定椅子的功能和规格；第二，根据机械原理与机械设计课程确定实现椅子功能所需要的传动机构，根据机械工程材料课程确定椅子各个部位的材料，根据机械制图课程绘制装配图和零件图，根据互换性与技术测量课程确定椅子在制造过程中的技术要求；第三，根据图纸加工各个零件，装配、调试到产品合格。通过这样的例子，学生能够了解到即将学习的课程在实际生产中的用途，从而激发他们的学习热情。(3)绪论结束时，布置一些题目要学生课后思考。随后在讲解相关教学内容时，给学生一一解答，并与他们讨论，直到课程结束，所有解答全部完成，让学生切身感受到学有所用。例如在机械制图绪论课结束时，笔者布置了4种不同类型和结构的零件要学生思考如何绘制零件图，同时布置了4张零件图和1张装配图要学生思考如何读懂工程图。在整门课程教学过程中，有效激发了学生的学习兴趣和热情，并调动了课堂气氛，大家在轻松的氛围中完成了教与学的过程。

2精简教学内容，构建机械基础课程体系

机械专业的基础课程涉及范围广、教学内容多、课时数相对少，这就要求我们必须合理选择教学内容。第一，要明确课程的教学对象是机械类专业学生，以培养具有创新精神和实践能力的机械工程师为目的，有些太深奥的理论可以选择性地讲解，比如机械制图中的旋转法、机械工程材料中金属学方面的晶体结构理论等。第二，应不断更新课程的知识结构体系，删除当今工程技术所摒弃的理论和方法，着重介绍现代设计方法和检测手段。第三，严格根据课程教学大纲制定教学日历，严格根据教学日历备好每节课的教学内容，每节课都是由已知知识推导出待学知识，确保整个教学内容是由浅入深、循序渐进的知识体系。

其实，机械制图、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、机械工程材料课程是相互联系、密不可分的整体，共同组成机械基础课程体系。在授课过程中，不仅要注意某一门课程的完整性，还要注意本门课程与前面课程之间的衔接，让学生自然过渡到本门课程的学习中来。比如，圆柱齿轮减速箱可以作为几门基础课程之间联系的桥梁，机械制图课程教授学生如何绘制减速箱的装配图以及各个零件的零件图；机械原理课程教授学生减速箱的工作原理、如何选择合理的传动比以及确定齿轮的规格；机械设计课程教授学生如何选择减速箱的连接装置、密封装置、装置以及如何确定各个零件的结构与大小；机械工程材料教授学生如何恰当选择各个零件的材料；互换性与技术测量教授学生如何正确提出零件的技术要求。在每门课程的绪论部分，我们都可以把减速箱作为一个引子引出本门课程的教学内容，由于学生从机械制图课程开始就对减速箱比较熟悉，所以在随后几门课程的学习中更能激发学生的学习兴趣，让他们认识到每学一门课程都是在完善自己的知识结构，所有课程构成了前后衔接、贯穿全学程的课程体系。

3教学方法和教学手段多样化

由于机械基础课程实践性较强，所以在理论教学课堂上学生会觉得枯燥乏味，因此在教学过程中应采取灵活多样的教学方法，彻底改变“注入式”教育，让教与学有机地结合起来，充分调动学生的积极性，启发学生思考，培养学生的自学能力和创新能力。课堂上可采用启发、讨论等教学方法，让教与学互动起来。比如在机械制图课程中讲授读装配图时，先给学生一定时间读图，然后提出问题让学生思考并作答，再针对难点重点讲解；在机械设计课程中讲授带传动张紧、安装和防护时，让大家一起讨论都有哪些方式，使学生主动地参与到授课中，形成互动。另外，针对理论性较强的内容，可结合一些生产、生活实际，使教学内容尽可能贴近实际应用。

机械基础课程的研究内容一般比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程实际知识而产生厌学情绪。利用现代教学手段, 积极开展多媒体教学，充分利用图片、实物来增强教学效果，充分发挥网络和电视录像的辅助教学作用。如通过多媒体动画课件和图片让学生直观地看清材料的内部组织结构和形态，或播放生产和生活中的应用录像，如齿轮的加工过程，表面粗糙度的检测过程等，变抽象为形象，增加学生感性认识。这样可将不易讲清，学生难以理解，实验中又看不到的现象直观而形象地展示出来。合理运用多媒体教学手段，能够增强课堂教学趣味性，增加课堂教学的知识容量，拓宽学生的思维空间，有效提高课堂教学效果。

4重视实践课程，培养学生创新能力

机械基础实验及课程设计主要培养学生的实践能力、综合应用能力、研究能力和创新能力。倡导以学生为主体的教学理念，改变以往以教师为中心的教学模式。在实验过程中，教师主要介绍实验背景、原理以及解决问题常用的方法和手段，主要精力放在引导、监督和检查学生的实验过程上。实验方案的选择、具体的实验步骤由学生完成，确保学生在教学活动中的主体地位。增加综合性实验，培养学生的创新能力。认知实验和验证性实验只能告诉学生结果，实验教师要积极引导学生多思考，从实验现象中认识本质，每门课程结束后，应用本课程的相关知识设计综合性实验。比如在机械设计的实验中，除了满足基本实验外，可开设轴系结构设计与分析实验、螺栓连接综合实验、机械传动性能综合测试实验、机构创新设计实验，同时鼓励学生提出新理论、新方法，培养学生的创新能力。

5建立与课程相适应的考核模式

考试一方面可以考查学生对本课程学习内容的掌握程度，另一方面可检验教师的教学效果。考核方式多种多样，不同的课程应根据课程特点选择与之相匹配的考核方式。目前，机械基础课程一般采用以笔试为主的闭卷考核方式，以常见的填空题、选择题、判断题、简答题等题型对学生进行考核，这种“一卷定成绩”的做法不仅不能从真正意义上综合评价学生的综合素质和技能水平，反而容易使学生死记硬背走入应试教育的误区。试卷不能成为衡量学生学习成绩的唯一标准，学生最终成绩可由3部分组成：试卷成绩、实验成绩和平时成绩。试卷成绩占60%，由期末考试笔试获得；实验成绩占20%，由实验教师根据学生做实验的情况以及实验报告给予评分；平时成绩占20%，由任课教师根据学生平时作业、课堂表现以及考勤等给予评定。这种考核方式贯穿整个教学过程，较全面地考核了学生的理论知识和实践能力。

6结束语

机械基础课程是机械专业课程的基石，应依据学生不同的学习阶段和学习特点，从低年级到高年级形成一个循序渐进，由单一到综合，贯穿全程的纵向课程体系。同时，坚持以创新为核心，以能力培养为主线，以贴近实际为切入点，激发学生的学习兴趣，注重各门理论课程和实验实践课程的教学内容、教学方法、教学手段、考核模式的改革，全面提高基础课程的教学质量。当然，教学改革是一项非常艰巨而漫长的工作，我们需要投入大量的精力，不断完善，才能达到预期的效果。

参考文献

[1] 雷声，吴跃波.工程材料与成形技术基础课程教学改革初探[J].合肥师范学院学报，2010，28(3)：61～63

[2] 孙志忠，汪治鹏.公差配合与技术测量课程教学现状与教学改革[J].机电产品开发与创新，2010，23(5)：192～194

篇10

关键词：机械电子 教学方式 教学环节

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0133-02

机械电子工程简称机电一体化，表示机械学和电子学两门学科的综合。机械电子工程以机电设备为研究对象，从系统的角度出发，应用机械技术、电子技术、控制技术和计算机技术等先进技术，实现设备功能最佳化[1]。高校机械电子工程专业若要培养优秀的机电一体化应用型人才并且能持续生存和发展，就必须积极探索和实践机械电子工程专业应用型人才的培养模式，培养适应时展需要的从事生产一线的机电一体化的高级应用型人才[2]。

1 机械电子工程专业应用型本科人才培养的目标

高等院校在学生的培养过程中侧重于理论课程体系的改革和部分实践教学的强化，没能以系统化的角度去注重学生实践能力的培养，致使毕业生在人才市场上没有竞争优势[3]。结果造成这个新兴专业失去应有的特色，达不到培养的预期目标[4]。

机械电子工程本科专业人才的教育，在培养规格方面，以培养具有一定创新和实践能力的、具有工程师基本技术素质的应用型人才为目标；在培养模式方面，以社会需求为目标，以培养工程技术应用能力为主线，优化能够体高学生知识、能力、素质的培养方案，以“工程应用”为特征和主旨构建课程体系，重视学生的理论知识和工程技术应用能力的培养。

2 机械电子工程专业应用型本科人才培养的课程构建

机械电子工程专业应用型人才培养课程构建应围绕两个点、四个方向。两个点是专业基础课和专业技术课，四个方向是数控、工业机器人、流控和测控。课程包括机、电、液（气）、控、算等方向的相关课程。机械电子工程专业课程构建定位在机械工程领域，突出各学科方向的有机融合，主要对机械设计、自动控制、设备故障诊断及状态检测等方面开展研究和设计。

2.1 机械电子工程专业教学体系

机械电子工程专业中，机为基础。机指机械专业的基础知识，包括机械制图、工程力学、金属工艺学、工程材料及热处理、互换性与测量技术、机械制造工艺、机械原理、机械设计等课程以及与课程相关的实践。学生在学习机械类课程的同时加强计算机技术、自动化技术、接口技术等课程。合理调整机和电的关系，采用机电并重的培养原则，对原有覆盖较广的课程精简、优化，建立学生能够学好并掌握的课程体系，重点是将机械、控制、电子以及计算机等相关领域的技术应用于机电系统和产品制造过程。

2.2 机械电子工程专业整体课程设置

课程设置是一项系统工程，课程设置不仅要考虑到学科、专业之间的相互交叉、相互渗透，还要考虑行业对知识、能力的要求。在课程设置上，主要分为机械设计、机械制造、电工电子、流体控制、机械控制和计算机控制六大部分。

机械设计包括机械制图及CAD、工程力学、机械原理、机械设计等专业基础课程。这些课程为学生掌握机械设计的基础知识，并为机械制造系列课程的学习打下基础。

机械制造包括金属工艺学、工程材料及热处理、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学等。这些课程为学生打下机械制造的基础知识，并通过金工实习和课程设计使学生受到良好的实践训练，从而能进行机械零部件的结构设计和工艺设计。

电工电子包括电工、模拟电路、数字电路、微机原理与接口技术、电力拖动等课程，强调电工电子技术和计算机在机械设备中的应用，为学生进行机电一体化设备设计打下基础。

流体控制包括流体力学、液压（启动）原理、液压控制系统等课程。

机械控制包括机械工程导论、机械振动学、机械控制工程基础、机械测试技术等课程。

计算机控制包括VB、C语言、VC++等课程。

在培养应用型人才的工程能力、技术能力和创造能力的课程组中，强调课程设置的系统性和整体性，以使单项技术或综合能力的培养不断得到强化，减少课程内容上的重复，在有限的时间内获得良好的教学效果。

2.3 加强专业基础课程教学

专业基础课的教学在高校培养人才中占的比重较大，教学重点在于理论，这些理论是专业知识体系的根本，内容已经经过实践验证和沉淀，是学好其它专业技术课必需掌握的知识。机械电子工程专业应用型人才的工程实践能力、创新能力也是建立在必备的专业基础课之上的。因此，在设置专业基础课时，要充分了解人才市场要求的专业知识并考虑学生今后的专业拓展能力。

2.4 加强培养创新能力的实践教学

机械电子工程培养方案加大了实践教学在整个教学环节中的比重，实践教学必修学分约占该专业毕业最低学分要求的35%。根据学生的专业知识结构与水平，对实践教学体系进行分类别、分层次、分模块的创新性设计。在人才培养活动中，创新能力的培养应占有较大的比重。如产品生产过程机电一化设备设计、数控加工、系统故障分析与排除等。“以学生为中心”、“以问题和课题为核心”，进行以启发性和创新性实验的研究性学习，逐步使学生树立创新意识，激发学生的创新个性，培养创新思维，不断提高创新能力。创新能力的培养以课程设计、工艺实习、工程教育实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践环节作为载体，并尽量选择实际课题，以强化创新能力训练的力度，同时在这一系列的实践环节中培养学生良好的职业习惯和职业精神。

3 加强实践教学平台建设

加强实验室建设，整合共享实验资源，避免重复建设。在原有硬件设施基础上，分层次、分模块地逐步改善实验教学条件。引进实验室管理系统，完善实验室开放管理制度；建立与完善校内实训中心和校外实训基地，使其成为学生理论联系实际、获取实践经验、形成应用能力的基地。紧密依托行业、企业，加强校企之间、校与校之间、学校与科研单位之间的联合，从校外实习基地聘请兼职教授、高工，定期举办学术报告、讲座以及指导学生实习、指导毕业设计等工作，积极开展合作培养，构建稳定的实习基地建设和发展的长效机制。

4 结论

我国正在由制造大国转向制造强国发展，只有培养出熟悉机电一体化设备的设计、制造、维护，并且熟悉控制技术、检测及监测技术、编程技术的专业技术人员才能在企业生产过程中发挥更大的作用。高等院校机械电子工程专业应用型人才培养应转变观念，不断探索适合于应用型机械电子工程专业人才的培养模式，以适应时展的需要。

参考文献

[1] 黄筱调，吴玉国.机械电子工程专业课程结构的探索[J].中国冶金教育，1997（4）：31-33.

[2] 王亚静，周佑喜，何兆太.机械电子工程专业学生实践能力系统化培养模式探讨[J].武汉生物工程学院学报，2010，6（2）：139-141.