对机械设计课程的认识范文

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【关键词】机械设计;高职教育;教学资源;教学法

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)10―0076―03

引言

高等职业教育是高等教育的重要组成部分,是以培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向基层、生产、服务和管理第一线岗位的实用型、技能型人才为目的的教育[1]。机械设计基础是高职教育机械系列课程中的一门主干课程,对于培养学生机械设计和解决工程实际问题的能力发挥着重要的作用[2]。同时,它也是一门综合性很强的课程,涉及到力学、机械原理和机械设计等多门课程的知识,是这些基础知识的综合体现和运用。目前,机械设计教学方法的研究已经得到了广泛的关注,见参考文献[3-9]。传统的教学方法是将工程力学、机械原理和机械设计等课程分开来讲,忽视了彼此之间的联系,学生学完后难以将所学知识融合起来应用于机械设计。高职机械设计基础课程的特点是重视应用性教学,强调知识的运用,降低理论的深度,对于公式、公理等推导、证明的理解、认知不重要。教学内容以“必须够用”为原则,在不影响知识理解连贯性的前提下可以减略,以便学生集中精力掌握实用的结论,以解决实际设计问题[10]。针对传统教学存在的问题,结合高职教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法。以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将工程力学、常用机构、通用机械等教学内容有机的融合,并开发了相应的教学资源,运用后取得了良好的效果。

一 教学目标

从高等职业教育培养应用型、技术型人才的总目标出发,遵循“以应用为目的”,“以必需、够用为度”,“以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则,提出了基于知识融合的机械设计教学法。传统的教学目标只是针对某一课程基础知识的掌握,忽视了课程之间的交叉与联系。不同的老师担任不同的课程,学生可能在学习某一门课程时掌握得很好,但是在机械设计真正的应用时,会感觉很迷茫,不知从哪里入手,所学的知识不能得以应用。原因在于学生没有从整体上把握机械设计的过程,所学的知识没有融合在一块,各自是孤立的。

机械产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计、施工设计等环节。通过学习,学生不仅应掌握一般机械产品设计所需的基本理论知识,还应对机械系统有一个整体的认识,并应掌握机械产品设计的基本过程。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限。将理论力学、材料力学、常用机构和通用机械的知识相互融合,使力学的内容渗透到常用机构和通用机械以及与之相关的内容中,理论与实践紧密结合。不但使学生掌握机械设计所必需的基础知识,包括常用机构的结构、运动特性和工程力学方面的基本理论。更为重要的是使学生将所学的知识融汇贯通,对机械设计形成一个整体的认识。超越各门课程之间界限,随时能够灵活熟练地运用所学的知识进行机械产品的设计,具备一般通用机械的设计能力。培养学生建立初步的工程概念,对机械产品具有整体的概念和正确的设计思想,为解决实际问题打好基础。

二 基于知识融合的机械设计教学法

在有限的学时内,合理取舍课堂教学内容,是关系到能否真正实现课程目标的关键。高职院校的机械设计课程应遵循以下的原则:精选重点和难点的内容进行详解与指点,避免烦琐公式的推导和易于自学的内容占用过多的学时;拓宽学生的知识面,注重工程应用,启发学生举一反三;注重机械学科发展,将机械学科的科研成果融入教学,让学生了解机械学科的新技术、新方法[3]。

以机械系统分析和综合设计能力的培养为主线,突出工程意识和创新精神的培养,并将这一思想贯穿课程始终。从整体设计思想出发,精简烦琐的公式推导及过时的工程方法,删减各门课程重复交叉的内容,实现教学内容的整体优化。多年来机械原理和机械设计两门课程的教学内容基本变化不大,课程内容自成体系,相互之间缺少衔接,存在内容交叉和重复的问题。如齿轮传动设计,历来是机械原理和机械设计课程的重点内容,由两门课程分别讲授,不但部分内容重复,且从设计的思维过程来看,有些内容本来是紧密联系的,却被两门课程所分割。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限,将这些课程有机地融为一体,如图1所示。

常用机构及其传动设计一般包括工作原理、运动设计、承载能力设计和结构设计四个方面的内容,将这些内容所涉及的基本理论进行融合。首先学习工程实际中常用机构和机械的有关力学方面的必要知识。包括力学模型的概念,对力学模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性质,平面一般力系平衡问题的解法。四种基本变形的内力和应力分析、强度计算,减速器轴的弯扭组合变形分析及强度计算等。在讲授力学方面的知识时,将一些机械设计中的常用的机构融汇进来,对后面的机构学习可以起到抛砖引玉的作用。同时,也让学生学会了如何将力学知识应用到机械设计中。再接着学习机械中常用机构及通用零部件的类型、特点、工作原理、运动特性、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。在讲授具体机构及零部件设计计算时,针对具体机械的工况与技术要求,进行力学性能的强度校核。又可以回顾以前所学的力学知识,真正做到知识的前后呼应,融会贯通。与目前的基于项目的教学法有异曲同工之妙。而原来的工程力学、机械原理和机械设计的课程是分开的,工程力学以受力分析为主,机械原理是以机构的分析为主,机械设计是以零件的强度分析和绘制图纸为主。各自独立的课程配置使学生学习起来难以真正体会它们之间的联系,相互之间的应用就更无从谈起。而机械产品的设计正是融合了多学科的知识,相互之间应用起来更是融为一体,难以分割。

三 教学资源的开发

根据基于知识融合的机械设计教学法,编写了机械设计基础教材,制作了相应的教学资源,如图2所示。教材包括物体受力分析基础、常用机构、联接、传动件及传动装置、支承零部件五部分。物体受力分析基础对物体所受力进行了分析,介绍了平面力系和空间力系;常用机构介绍了机构运动简图和自由度、平面连杆机构、凸轮机构和其他常见机构;联接主要介绍了联接件的变形、螺纹连接、轴毂联接、轴间连接和弹性联接;传动件及传动装置对齿轮传动、蜗杆传动、轮系、带传动和链传动等传动装置的结构、特点、应用范围及设计计算进行阐述;支承零部件介绍了常用的支承零部件轴和轴承。

多媒体教学因其具有直观性、动态性、可重复性、针对性、图文并茂等优点,为课堂教学打开了一幅别开生面的画卷,日益受到广大教师和学生的青睐。机械设计基础课程要求学生对机械传动有较强的感官认识,懂得各种机构运动的原理和动作的顺序,而这些单凭黑板上讲解是掌握不了的,必须通过实物演示或实验操作才能获得。以螺栓联接的结构和受力分析为例。如图3所示为螺栓联接的结构和受力分析,包含了预紧前、预紧和受载三个状态。上面有正常加载、超常加载、加载和卸载四个按钮,当点击其中的任一按钮时,在右边力的坐标系中可以显示力的变化情况,同时受载状态结构图中也可模拟结构实际的变化情况。如图4所示,即为点击超常加载按钮的模拟情况,不但在力的坐标系中显示了此时力的大小,而且可以在螺栓联接的结构中呈现出结构的实际变化情况。其图文声像并茂等优势能将教学中抽象、陌生的知识直观化、形象化,创建出生动的表象,增大课堂信息量,活跃气氛,有效激发学生学习的兴趣,调动其学习的积极性,获得较好的教学效果。

四 结论

机械设计课程有着其他课程不能替代的作用,这是由课程的性质、任务、地位和内容决定的。针对传统教学存在的问题,结合高等职业技术教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法,以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将多科目基础课程内容融合。完善整个机械设计过程所必要的基本知识和基本理论,增加基本设计方法和实践性内容。着力体现了高等职业教育的特色,有利于提高学生认识问题和解决问题的能力。编写了机械设计基础教材,制作了相应的多媒体教学资源,在教学中进行了实际应用,取得了良好的效果,具有重要的实际应用和广阔的推广价值。

参考文献

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[2] 张军,刘笑羽,孙树廷.面向21世纪“机械设计”的改革[J]. 实验室研究与探索, 2008, 27(10):168-169.

[3] 于晓红,王小群,邱丽芳.机械原理与机械设计课程体系的优化整合[J].中国大学教学,2008,(7):34-36.

[4] 高英敏, 刘庆华, 路建彩.基于工作过程的《机械设计》学习领域课程开发[J].职业技术教育, 2009, 30(14):13-15.

[5] 刘江.机械设计专业教学改革探索[J].科学咨询,2010,(1): 126-126.

[6] 蒋学华, 韩虎. 机械设计实验教学创新模式探索[J].实验室研究与探索, 2008, 27(4):89-91.

[7] 汤迎红,孙晓,吴吉平.《机械设计》课程教学中的几点体会[J].中国科教创新导刊,2009,(34):211-213.

[8] 于士军.《机械设计》教学改革的探索与实践[J]. 中国市场,2009, (26): 83-84.

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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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现代大学生多已是年满十八周岁的成年人，心理和生理都迅速走向成熟，已具有一定的生活阅历，对事物初具独立的判断和处理能力，他们具有积极的探索精神和强烈的好奇心。《机械设计基础》课程作为机械类学科的一门基础课程，其教学目的不仅在于传授学生一定的机械基础知识，更重要的是培养学生对机械学科的兴趣，激发学生在机械方面的创造能力。例如，在讲授齿轮的相关知识时，“齿轮”这个名词对于每一位大学生都不陌生，不管是儿时的玩具汽车还是现在随处可见的轿车上，都有它的存在。之前，学生对齿轮的认识只是主观上的“知道”。现在，在课堂上我们要教会学生从原理上认识齿轮、学会齿轮的特点、使用或设计齿轮。所以，我们要充分利用大学生的生活阅历和强烈的好奇心等特点进行分组讨论式教学，给学生思考的机会，让他们产生对齿轮的第一映像和最初认识。可以先让学生分成小组，相互讨论大家见过的齿轮，总结其特点和使用等，然后老师充当揭秘者，对齿轮的相关知识进行总结和介绍。如此，不仅活跃了课堂气氛，避免课堂上打瞌睡等现象出现，还能激励学生积极思考，发展思维，培养学生对机械学科的兴趣。“齿轮”这个名词会在学生的脑海中留下具体的形象，对知识的掌握更加牢固。另外，现代社会已是一个分工明确、团队合作的社会。个人能力固然重要，但要完成一个项目更重要的是集合团队的力量。在各种招聘会现场，“善于沟通，团队协作”的字样频现，由此可见，团队合作不仅是社会发展的趋势也是现代企业需求。现在的大学生是未来各行各业的精英，学校应该肩负起培育精英的重担，让他们走出校园为社会创造更多的财富。分组讨论式教学，能够让学生定位自己在团队中的地位，协调与组员之间的关系，发现别人的优点与自己的不足，培养自己的团队合作能力。

2.自学检测式教学

大部分的大学生都经过高考的洗礼，对新知识具有一定的自学能力。学生大学毕业后，不管是继续深造还是进入企业工作，必须要有更强的自学能力。我国大学生的培养模式正逐渐向“产学研联合培养”模式转变：（1）以科研项目为依托，以开发成果为目的与企业进行联合；（2）在学校（科研院所）或企业设立人才培养基地进行大学生的联合培养；（3）聘任企业的高端人才作为联合导师进行联合培养[5]。而企业更是以“产”为主，所以，为了适应未来的发展，学生必须具有较好的收集信息、整理信息、学习新知识的能力，这时，自学能力显得尤为重要。在《机械设计基础》课程的课堂上，再优秀的老师也不能教给学生他们以后全部要用的东西，能传授的只是冰山一角。所以，我们要在教授机械学科基础知识的同时，把重心放在培养学生的自学能力上。例如，在讲授“螺旋传动”的知识点时，我们可以采用自学检测式教学。首先，让学生借助课本和参考资料进行自学，然后老师按照教学要求对他们进行测试，并纳入成绩考核范围。如此，不仅锻炼了大家的自学能力，同时，督促学生积极主动的去学习，避免学生敷衍了事现象的出现。

3.实践教学

《机械设计基础》是一门偏向于实际应用的课程，理论学得好并不意味着学生能把所学的东西应用于实践，去为社会创造财富，空谈理论没有意义。为了加强课堂理论教学与实际应用的联系，必须在《机械设计基础》课程的教学环节中增加实践环节。有条件的学校可以带领学生到工厂、学校的加工中心、实验室等地点参观学习，看看课堂上学的轴承、齿轮、联轴器等零件是用在机器的什么地方、起什么作用等，深化对课堂理论的理解。理论与实际的综合联系能够让学生对机械学科有更好的认识。老师还可以给学生提供一些组件，让大家动手拆卸组装，锻炼动手能力。《机械设计基础》课程设计的设计题目一直比较单一，均为一级圆柱齿轮减速器的设计。减速器是一个非常典型的机器，包括了大部分理论课程中给学生讲授的内容，比较符合学生的课程设计任务要求。但符合要求的典型零部件不只是减速器一种，题目的单一往往使一些学生抄袭他人成果，极大限制了学生的创新思维。此外由于学生的基础参差不齐，如工程制图、工程力学（理论力学，材料力学）、工程材料、公差配合等这些课程的成绩差别很大，有些非专业的学生甚至没有学过这些课程，导致做出的课程设计水平千差万别，极大的影响了课程设计的质量。针对不同层次的学生，选择不同的设计题目，使每个学生都有适合自己的目标，教师则可以根据学生个体目标因材施教。

4.改进成绩评定方式

传统的通过卷面考试来评定课程学习成绩的方法只能在短时间内强化学生对部分知识点的掌握，它只是让学生对《机械设计基础》课程的知识点进行一次总结和记忆，对机械相关基础知识的掌握情况，短期效果良好，但从长远看并没有意义。这种记忆式的知识掌握，将随着时间的迅速淡忘。为了更好地让学生真正掌握机械设计基础知识，巩固课程学习成果，可适当取消课程结束后的卷面考试，将自学测试环节的测试成绩与最终的设计实验环节相结合，对学生综合评价。课程即将结束时，老师应该让每位学生开拓自己的思维，设计一种具有一定实际意义的简单机械，提交设计报告，以设计报告的完整性，创新性等为标准评定每位学生的课程学习成绩。按照设计实验的要求，不管学生是对已有的机械结构进行改进还是原始创新设计，这都将促使学生将所学的理论知识应用到实际中去。学生将以一位机械设计工程师的身份去体会机械行业从业者该有的素质，培养学生的整体素养。在设计实验过程中，学生需要复习已修课程《机械设计基础》等相关课程的知识、需要查阅《机械设计手册》等工具书、需要绘图，甚至是三维建模。这将使学生在很好地掌握书本知识的同时学会收集整理信息，独立解决问题。这种能力是未来发展中必不可少的。

5.总结

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教学内容不能突出其“工程实践性”、“创新性”和“应用性”。教学中严重存在“重理论轻实践、重传授轻应用”现象，难以实现应用型本科学生“学以致用、学用结合”的教学要求，学生缺乏利用所学知识解决工程实际问题的能力。2.实验教学实验课程完全依附于理论教学，是理论教学的辅助。实验教学的目的只是用于加深学生对理论知识的理解或对理论教学的验证。验证性实验多，而综合性、设计性及开放性实验少，无法真正提高学生的动手能力和创新能力。实验条件欠缺，实验设备陈旧，实验教学缺乏实用性、先进性及创新性。实验往往都是孤立的，所涉及的知识面比较单一。各个实验之间缺少系统性，缺乏知识学科的关联，实验内容缺少内在联系和逻辑性，没能形成一个比较完整的实验教学体系。

课程设计课程设计的选题单一、内容陈旧，设计过程缺少关于工艺、成本、环保、质量、使用及维护等相关知识应用的锻炼，无法提高学生进行工程实际应用的能力。课程设计的图纸采用手工或CAD二维绘图的设计手段已明显落后于企业产品设计对应用型人才的要求。4.教学方法目前教学方法存在以下问题：授课内容多，教学课时安排少；讲述原理多，结合实际偏少；纵向论述多，横向比较少；讲述常规原理多，介绍行业最新技术成果少；课堂讲授多，课堂课外讨论少。[3]

“机械设计基础”教学改革

对应用型机制本科学生教学的主要目标是在基本教学的基础上加强对学生综合运用知识进行机械设计的能力和创新能力的培养。“机械设计基础”主要分为理论教学、实践教学和课程设计三个教学环节。教学改革也应该在基本教学基础上在教学的三个阶段都进行学生创新能力和综合运用能力的培养。主要改革措施详述如下：

1.精简理论教学环节为了与应用型人才的培养模式相适应，“机械设计基础”教学课时安排上，根据本课程应用性和实践性较强的特点，适当减少理论教学课时。因此授课内容就要有所侧重、有所删减。课程讲授内容遵循“基本、实用”原则，主要培养学生机构的分析能力，使学生掌握机械的基本设计方法。最后使学生从根本上掌握各种常用机构的基本运行原理以及机械中常用的一般通用零件的设计要领。并注重在教学过程中将一些机械发展的最新成果和最新技术介绍给学生，开阔学生们的眼界，提高学习的积极性。

2.加强实验教学实验教学是“机械设计基础”教学体系中不可缺少的一部分，主要培养学生理论联系实际、分析及解决问题的能力，对学生的创新能力和综合素质的培养起着非常重要的作用。实验教学在教学内容安排上，为了提高学生综合认识机械设计及创新能力，应该加强一些综合性和创新性的实验。教学改革后开设的实验主要有：机械零件认知实验、机构运动简图测绘实验、渐开线齿轮参数测量实验、渐开线齿轮范成实验、带传动性能实验、机构创新试验、轴系测绘实验、减速器拆装实验、机构运动方案创新组合实验、平面机构创意组合测试分析实验、机械速度波动调节实验、机械传动综合实验等。通过这些实验可以使学生的机械设计和创新能力得到提高。机械创新设计类实验使学生的学习变被动为主动。通过自主设计实验方式、方法及实验步骤，学生的创新思维和创新技能得到了锻炼，增加了学习的趣味性。

3.提高课程设计质量“机械设计基础”课程最后进行的是课程设计，主要在理论教学中所学的机械零件基本设计知识基础上，综合考虑工程实际，进行实际传动方案设计训练。基于目前课程设计存在的问题，应用型机制本科课程设计的教学过程主要从以下几个方面入手进行改革：

（1）拓宽课程设计题目。目前，各院校课程设计的题目都是减速器，每级学生都做着重复的设计内容。另外，机械制图课程中也选择减速器进行测绘，因此就使得课程设计题目重复。因此，必须要拓宽课程设计选题范围，增加题目的层次。题目的选择应更灵活，更接近于实际，实现设计题目的多样化。鼓励学生自选题目，充分调动学生的积极主动性，更大程度上锻炼学生们的设计及创新能力。

（2）案例设计。结合工程实际，给定功能要求，让学生拟订传动方案。让学生从功能分析出发，自己拟订结构及机械传动方案，进行方案比较优化，确定参数，完成从定性问题转化为定量的设计工作，而后进行相应的计算、校核及完成相当数量的工作图设计。

（3）引入三维软件。为鼓励学生在课程设计中应用3D技术，在开课之初就明确告诉学生，课程结束后要进行为期两周的课程设计。设计内容是机械的传动装置，要求学生必须采用三维软件将所设计的传动装置表达出来，将课程设计提前布置，化整为零，并结合机械设计教学，引导学生应用三维技术。

（4）强化指导过程。在课程设计过程中，教师的指导非常关键。指导教师在课程设计中应该具有强烈的责任心，要对学生的整个设计过程进行检查并及时纠正错误，尤其注意设计理念及三维图形绘制的指导，使学生能真正从设计过程中受益。

（5）重视答辩。课程设计的最后一个环节是答辩，也是对两周课程设计工作的考核。即使设计题目或者设计数据不同，每个学生都在教师的指导下参考手册、教材进行设计。通过答辩可以使学生对设计有进一步的认识并认识设计的不足之处。因此，答辩也是一个答疑、总结提高的过程。

借助“创新大赛”进行知识综合

基于目前企业对应用型人才创新能力的培养要求。在“机械设计基础”理论教学、实验教学以及课程设计中都要注重对学生创新能力的培养。但是这些对于学生创新思维、工程实践能力的培养还远远不能达到要求。因此可以将“机械设计基础”的教学扩展至第二课堂。通过参加各种各类的机械创新设计大赛、机电大赛以及3D大赛，让学生真正地将所学的各种机械的、电气的基本理论知识、专业知识以及一些三维软件类的知识进行综合利用，能很好地锻炼学生的综合运用能力、创新能力、团队合作能力以及竞争能力。

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现在的大学生尤其是近机专业类的，他们在平时的实践和实验课程中接触机械方面的机会比较少，就是观察到一些机械机构与原理方面的现象，也不会刻意去留意。这样的话，学习本课程，就更缺乏实践方面的知识，甚至连感性认识都没有。现代设计理论及方法的出现。近些年来，现代机械设计方法取得了飞速的发展，目前常用的有：计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、设计方法学设计、并行设计、人机工程学设计、虚拟现实、相似系列产品的设计、质量驱动设计、工程反求设计和分型设计等。一个新的机械设计体系正在发展和形成，现代设计方法将不断得到推广和应用。这方面也是我们机械设计教学遇到的新的挑战。乏实践手段，教学目标难以实现《机械设计基础》是一门实践性较强的课程，边学习边实践才能实现提高设计能力、培养创造性素质的要求。但实际上由于学时所限，加之一般院校缺乏相关实验、实习操作手段，很难达到上述要求。由于学生缺乏对实际机械系统的感性认识，所以教学效果不太理想。社会需求和要求的不断提高。

2.计算机辅助设计融入机械设计教学模式的研究

就《机械设计》教学在新的时代面前提出了这些迫切的要求，本文对该课程的教学模式进行了初探。主要从以下四个方面进行探究。（1）机械设计教学中推广三维设计的方法。（2）注重培养学生的创新能力。（3）优化教学手段。（4）CAD的虚拟技术是一种新兴的多学科交叉技术，它涉及多方面的学科研究成果与专业技术。以虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象，能使设计人员与多维的信息环境进行交互。同时，利用虚拟技术可以大大地减少实物模型和样件的制造。虚拟技术以CAD为基础，是一种新的制造系统，这种系统按应用情况又可分为增强的可视化系统和基于现实的CAD系统。①增强的可视化系统。利用现行的CAD系统进行建模，通过对数据格式进行适当的转换输出虚拟环境系统。利用三维的交互设备(如头盔式显示器、数据手套等)，在一个虚拟真实的环境中，设计人员对虚拟模型进行各个角度的观察。目前投入使用的虚拟设计多采用增强的可视化系统，这主要是因为基于建模系统还不够完善，相比之下，目前CAD建模技术比较成熟，可以利用。②基于虚拟现实的CAD系统。利用这样的技术用户可以在虚拟环境中进行设计活动。与纯粹的可视化系统相反，这种系统不再使用传统的二维交互手段进行建模，而直接进行三维设计。此外，它也支持如语言识别、手势及眼神跟踪等。这种虚拟设计系统在机械设计的教学中融会贯通，更加深入的了解现代机械设计的理念和思维。

3.总结

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一、机械设计类课程实践教学现状分析

机械原理、机械设计、机械设计基础课程是高校培养学生进行机械设计能力的最基础的教学环节，它是一门和实践结合非常密切的课程。在教学方法上采取了课堂教学、实验和课程设计等方式进行，使科学研究和工程实践相结合，尽可能地让学生通过本门课程的学习，掌握有关机械设计实践方面的知识。

机械基础课程实验教学项目大致可分为演示性实验、验证性实验、设计性实验和综合性实验。演示性实验是通过实验项目的进行，增加学生对机械结构形式、种类和运动规律等认识和理解，比如：通过参观陈列室的各种机械零部件、简单机构、机械的动作和实际机械的运动等过程，增加学生的感性认识。验证性实验是通过实验现象，证明课堂教学的某种理论或规律。设计性实验是希望学生根据实验目的的要求，自行设计实验项目的试验方式、方法和步骤，增强学生的学习主动性，使学生对机械设计实践知识有一个深刻的认识。

综合性实验是包涵上述实验目的，检查学生对所学知识的综合运用能力的实验项目。由于实验项目多为演示性、验证性实验，部分综合性实验，在这些试验过程中，没有达到让学生理解机械设计的综合运用知识的目的。我们曾询问参加机械实验课的学生，对所学的实验课程有什么印象和体会，学生认为目前一些实验课程，让学生自己动手操作的太少，因此实验没有达到预期的目的。这种现象是目前很多实验课程中的普遍情况。

二、完善机械设计类课程实验教学的对策建议

（一）培养学生观察生话、发现问题的能力。

发现问题比解决问题更加重要。由于我国教育体制原因，学生长年学习只注重书本上的理论知识，忽略实践这一重要的环节、学生只顾读书，对身边的事情漠不关心，当布置设计型课题时不知道应该做什么样的题目，严重影响了学生探索知识的积极性、设计是为人服务的，设计的目的是拓展人的能力，使人生话更加舒适、工作更有效率、为人解决问题正是提高学生设计兴趣的重要手段、我们在课堂教学中增加对应教学内容的相应实例，让学生明自学习的机构、结构在具体工作、生活中是如何应用的、适当引导学生对案例中不满意的地方进行改进，促使学生主动思考。

（二）在课程教学中增加动手制作类实验项目。

为了实现学生动手实践的软着陆，我们首先在课程教学中增加机构、制作作业，例如设计制作突出产品特性的动态商业广告、设计制作等，让学生了解机构不是枯燥无味的画图，而是解决运动的重要手段。

（三）结合课程教学内容开设综合设计类型实验。

目前的实验项目，学生自主动手的机会太少，多数情况下学生只是以观众的身份参加实验，因此对实验的要求、内容和方式方法没有比较全面的体会。虽然实验前作了准备，但在实验过程中由于没有能够独立完成，对于整个实验的目的、要求和作用机理没有详细了解，同学注意的是如何完成自己的工作；不熟悉的实验项目，难以提高学生的学习兴趣，影响学生学习的效果。开设设计型实验项目应注意开设既符合课程要求、学生又比较熟悉的实验项目；机械设计类课程的实验项目还应注意注重基础内容的学习，尽量结合学生的生活环境。学时不够，可以增加课外学时，也可以结合开放性实验项目完善设计实验内容。

篇7

随着科技发展和社会需求的变化,不断进行课程改革,完善课程教学,是保证教学质量、培养学生职业能力的要求.《机械设计基础》课程是机械类课程中的重要基础平台课程,是培养学生机械基本知识,基本技能,分析、解决实际问题,理论性与实践性并重的课程.近年来我国高等职业教育把“工学结合"作为人才培养模式改革的重要切人点,在高职各专业的教学中,推行工学结合模式的专业课程,直接为培养职业能力服务.然而,与专业课相比,作为专业基础课的《机械设计基础》课程,不仅具有更强的理论性、普适性,而且具有较强的技能性、技术应用性要求,教学有其特殊规律.《机械设计基础》课程如何体现“工学结合”内涵、如何解决教学内容与产业需求脱节的问题,所涵盖的知识如何实现向职业能力转化,是高职《机械设计基础》课程教学改革所面临的重要课题.围绕这一课题,广东科学技术职业学院机电学院以职业能力为本位,对《机械设计基础》课程进行了基于职业能力的课程改革研究与实践,取得了较好的成效,并把该课建设成为具有高职工程教育特色的校级精品课程.

2课程改革思路

职业教育应与社会需求相适应,职业教育的重要特征就是职业岗位的针对性.经过对珠三角企业生产情况和我院毕业生就业状况进行的调查研究以及广泛征求行业专家的意见,我院明确了高职机械类专业毕业生的就业岗位(群)有机械设计、制造、安装、测试、运行、维修等方面的技术、工艺或管理工作.这些职业岗位大多需要解决机械设备使用保养、维修改善、技术改造、故障诊断、仿制或设计制造,乃至发明创造等过程中一系列生产现场的技术问题,同时,面临制造技术的突飞猛进和制造业的快速发展,毕业生还需具备对择业的适应能力以及可持续发展能力.因此,《机械设计基础》课程改革应顺应满足上述岗位(群)的职业能力及知识的要求,同时反映先进的设计思想及课程实施的可操作性.课程内容体系的重构和排序还应充分考虑高职学生的认知规律,教学过程应有利于学生职业能力的训练与职业素质的培养,重视创造性思维的养成.《机械设计基础》课程的改革,首先要进行教学内容体系的重构,再据此来设计教学项目和优化组织教学过程.其总体设计思路是:打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,将机械产品设计制造和机械设备维修维护过程所涉及的工程材料知识、材料强度和刚度分析知识、机械传动知识、机构设计、常用零部件选用与设计的相关知识等进行深度融合,以典型机器的结构为载体,实验任务为驱动,以课程设计为导向,进行课程内容体系重构,设计涵盖课程知识和职业能力目标的典型教学项目.围绕教学项目来组织教学活动,合理安排和设计教学项目的实施情境和流程,做好教学项目相关的课程知识链接,保证教学项目的系统化和系列化.采用教学、实训、综合训练的螺旋渐进式教学安排,尽量贴近职业岗位实际工作需求和过程来组织教学,逐步培养学生的职业能力和职业素质.

3课程内容的教学项目设计

机械设计基础涵盖的内容多,实现岗位工作能力所涉及的知识面广.经过多年来的研究与探索,我院确定《机械设计基础》课程内容体系以两个典型机器(牛头刨床、皮带输送机)和生活中常见机器(如自行车、修鞋机、缝纫机、烤箱、汽车车门开启机构等)的结构为载体,以“机械设计、制造、安装、测试、运行、维修”等岗位职业能力及其支撑知识为目标,设计六个课程内容教学项目,对应十二个课程知识单元,根据典型机器每一部分的构造设置知识群(点),并融合到所设计的项目中去.其中知识的选取紧紧围绕相应岗位能力和素质要求的需要来进行,以“必须、够用”为度,适当添加现代设计知识,如绿色设计思想,计算机辅助设计手段的运用等,支持学生职业能力的可持续发展.课程主要内容体系结构见表1.

4课程教学组织旳优化安排

教学条件和教学过程的组织安排是实现教学目的的保障.我院建立了“机械基础教学实训中心”,其中分设多媒体教学区、机器及模型区、实验实训区等,实现课堂与实训地点的一体化,营造有较强工程背景和职业氛围的教学环境.在此基础上我院将整个教学安排分为三个环节,有针对性的采用工学结合、任务驱动、项目导向等教学模式,教学过程融“教、学、练”为一体,以达到理论联系实际、学以致用、发展职业能力的目的.

4.1课堂教学环节

课堂教学在“机械基础教学实训中心”的多媒体教学区和机器及模型区进行,使用PPT课件和机器实物进行讲授,并辅以网络、VCD、动画演示、现场录像等,进行理论教学与实际应用紧密结合的教学,消除学生对机器的抽象感,提高学生的学习兴趣和理解能力.课堂教学围绕教学项目来组织,面对看得见、摸得着的完整机器,分析其组成及构造,根据每一部分的构造展开相关知识的教学.在具体的机器实物中,每一种机构和零件的作用、结构都显而易见,其受力状况等问题的分析也明显容易得多,可以节省分析的时间,让学生可以专注于教学内容本身,提高教学效率.课堂教学的主要目的是使学生熟悉传动机构的工作原理,工程材料的相关知识,材料强度和刚度的计算,通用机械零件的选用等知识,初步掌握简单机械产品开发设计的一般方法,熟悉整个设计流程,培养对机械运动和机构的分析能力,解决常用机构及通用零部件的分析、选用、简单设计和维护问题等.课堂教学中注意结合高职学生的认知规律,采用“认识-了解-认知"的教学模式.“认识”即通过实实在在的机器结构作为教学载体进行讲解,激发学生对机械的兴趣;“了解”即由老师引导,提出问题,由学生通过查阅资料,自主学习,对机械现象进行分析,从而由感性认识过渡到理性认识;“认知”即为理性认识的提升,在分析机器机械构造、运动和设计的同时对所涉及的技术知识进行学习,有的放矢,提高学习效率和学习效果.教学过程突出“兴趣,目标,效果”.

4.2技能实训环节

技能实训环节是《机械设计基础》课程教学的重要组成部分,技能实训的目的是提高学生的实践动手能力和理论联系实际的能力,从而启迪创新思维,开拓创新潜能.在这一环节中,我们设计了九个集知识、技能、应用于一体的实训任务,实训任务的安排从认知性、验证性向综合性、创新性逐步提升.技能实训环节穿插于课堂教学环节中,在“机械基础教学实训中心”或校外实训基地进行,采用工学交替、任务驱动等教学模式,学生分组完成9个实训任务.该环节以任务为驱动,由老师布置实训任务,提供实训设备和工具,提示学习情景及知识内容,提出技能要求,由学生自行查找资料,进行小组讨论,确定实现方法和步骤,协同合作,最后完成实训任务,写出实训报告.由老师进行过程督导和结果评价.实训任务和对应的学习情景见表2.

4.3综合能力训练环节

该环节是“基于工作过程的综合实训周”,即以机械产品为对象,进行为期1周的产品项目设计.以“机械产品设计”等相关岗位能力为目标,以企业实际设计项目为载体,以工作过程为导向,以项目团队为组织形式,真实地完成企业中实际机器产品的设计.如以某企业输送设备和自动输送带的设计为载体及工作项目,完成“产品调研及资料的收集—产品设计整体方案的确定—产品材料的选择—零部件强度设计—通用件的选用—产品结构设计"^绘制零件图—绘制装配图—撰写设计说明书—设计答辩”的整个技术流程.通过这个“基于工作过程的综合实训周”训练环节,学生可熟悉实际产品开发的设计流程,了解机械设计的全过程,提高实际工作能力和全局观念,体验实际工作氛围,有效地培养技术应用能力和职业素质,充分锻炼岗位职业能力.

5课程考核方式旳变革

课程考核是评价教学效果,检验是否达到教学目的的重要措施之一.采用有效的考核方式对课程教学具有积极的促进作用.传统的“笔试”建立在“知识本位”基础之上,很难对学生的能力做出正确、全面的评价,这种考核方法不再适合基于职业能力培养的《机械设计基础》教学评价.为此,我们对该课的考核方式进行了改革,教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式,以教学的项目(任务)为单元,以学生对每一个任务的设计思路、方案确定、运用相关知识和技术资料的能力、动手能力、职业素质表现为评价重点,从专业能力、方法能力和社会能力等方面对学生进行综合评价,由学生自评分、学习小组的互评分和老师评卷分共同确定学生的学科成绩,从而完善课程考核的激励导向功能,有效地解决以往闭卷考试无法对学生学习态度、学习过程和综合能力作出检查与评定的弊端,使职业能力培养的目标更加明确.

6结语

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本文根据应用型本科机械工程专业人才的培养定位，对机械基础系列课程进行了改革，构建了适合培养本科应用型人才的机械基础系列课程体系。

关键词：

应用型本科；机械基础系列课程；教学改革；课程体系

一、引言

在我国高等教育已步入大众化教育阶段的背景下，要求培养出大批不同规格和层次的人才，尤其是培养出更多的应用型人才。作为一所独立学院，北京理工大学珠海学院以培养高素质应用型本科人才为目标，近两年已启动了新一轮的人才培养模式改革；机械工程专业作为我校的特色专业，一直在努力探索以培养应用能力为主线的培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，我院于两年前开始进行应用型本科机械基础系列课程教学内容的改革探索工作，并已取得可喜的成果。机械基础系列课程包含机械制图、工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础（机械原理+机械设计）等5门课程。这些课程都是机械类专业学生必修的核心专业基础课，它们不仅是学生学习后续专业课程、完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础，更是学生毕业后从事工程技术工作的基础。机械基础系列课程教学内容和课程体系的改革在专业整体课程体系中占有极重要的地位，它既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点[1]。

二、现行机械基础系列课程的教学中存在的问题

通过独立学院近六年来的教学实践，我们发现大部分学生在学完机械基础系列课程后，对现代机械设计理论及其应用只有肤浅的认识，还没有完全具备设计机械传动装置和简单机械的能力，特别是不具备基本的工程识。究其原因，主要有以下几个方面：

（1）在大学一年级学习机械制图这门有较强实践性的课程，对刚迈入大学、习惯于逻辑思维训练的学生来说是一门较难的课程，学生缺乏的是机械设计和加工工艺方面的基本常识，对零件图和装配图中的工艺知识难于理解，对制图国家标准领会不透。三年级学习机械设计基础时，机械制图的内容已大部分忘记，增加了学习难度。

（2）工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础4门课程，是既有系统的理论性又有很强实践性的课程，学习时，不仅依赖基础理论知识，也依赖学生对机械的感性认识，大部分学生都缺乏实践知识，加之许多内容不直观，往往增加了学生的学习难度，特别是对一些设计性、综合性强的内容更难于掌握，从而影响了学生学习的主动性和积极性。

（3）这5门课程各自单独成为一个体系，因而从整个系列课程来看，有些内容多次重复出现，而每次都没讲透；有些内容前后颠倒、脱节、衔接不好；同时实践环节的安排和内容的设计也不够合理。

三、机械基础系列课程新体系的构建

鉴于上述问题，课题组成员以“应用”为主旨，紧密联系机械工程实际，从整体优化的角度建立新的机械基础系列课程体系，将目前的5门课程融为一体，整合为“机械工程基础Ⅰ”和“机械工程基础Ⅱ”2门课程，并构建了这2门课的课程体系和教学内容，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，既提高了教师教的效益，又提高了学生学的效益。

1.“机械工程基础Ⅰ”课程体系。“机械工程基础Ⅰ”以机械制图的教学内容为主干，其中穿插互换性与技术测量和工程材料课程中的相关内容，在整体教学实施过程中以典型机械零、部件的设计表达为主线实施教学。具体课程内容包括制图基础、工程材料与产品技术要求、机械制图、零部件测绘4个基本模块，共160学时，分3个学期执行。

（1）制图基础模块。该模块56学时，包括正投影基础，组合体三视图和机件的常用表达方法，计算机绘图的内容。目标是培养绘制和阅读投影图的能力，培养使用仪器和徒手绘图、计算机绘图的能力。该模块在第二学期开课。

（2）工程材料与产品技术要求模块。该模块40学时，包括工程材料课程中的材料力学性能、金属材料基础知识、铁碳合金相图及热处理、常用工程材料、典型零件选材分析的内容；互换性课程中的一般零部件的公差与配合、几何公差、表面粗糙度的基本概念和基本知识等内容。目标是培养学生依据零件工作状况正确选择材料的能力；培养学生通过查阅相关标准合理选择一般零件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第三学期开课。

（3）机械制图模块。该模块40学时，包括制图课程中的标准件和常用件、零件图和装配图，互换性课程中的常用结合件和圆柱齿轮传动的互换性等内容。目标是培养绘制和阅读零件图和装配图的基本能力，培养学生通过查阅相关标准合理选择标准件及齿轮的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第四学期开课。

（4）零部件测绘模块。该模块24学时，通过对机器中的常用齿轮油泵、机用虎钳、柱塞泵、球阀、减速器等典型部件的分析，使学生了解其结构和工作原理，分组测绘其中的某一部件，在测绘过程中进一步掌握零件、装配图的表达方法，理解标准件和常用件的规定画法，合理选择材料、公差及表面粗糙度并进行正确标注，进一步领会国家标准及规范。该模块同机械制图模块一起均在第四学期开课。

2.“机械工程基础Ⅱ”课程体系。“机械工程基础Ⅱ”以机械设计基础教学内容为主干，其中穿插工程力学和工程材料的相关内容，在整体教学实施过程中以典型零件和机构的设计为主线实施教学。具体课程内容包括基础力学、机械零件、机械原理3个基本模块，共168学时，分3个学期执行。

（1）基础力学模块。该模块64学时，包括静力学的基本概念和物体的受力分析、平面力系、摩擦与重心、空间力系等静力学内容，以及直杆的轴向拉伸与压缩、挤压与剪切、圆轴扭转、梁的平面弯曲、应力状态和强度条件等材料力学内容。目标是使学生能够对研究对象进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算，掌握受力构件变形及其变形过程中的内部应力的分析和计算方法，掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计中的应用。该模块在第三学期开课。

（2）机械零件模块。该模块64学时，包括零件设计概论、连接、轴与联轴器、离合器和制动器、支撑、带传动与链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等内容。其中，由于齿轮传动的设计涉及齿轮啮合原理的有关知识，所以将原机械原理中有关齿轮机构的基本知识纳入本模块中结合设计介绍。目标是通过学习通用零（部）件及由零件组成的联接和传动的基础知识，掌握机械零（部）件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，从而达到能正确设计和改进这些零件的目的，包括如何确定零件的最适当外形和尺寸，如何选择材料、表面质量以及规定制造上的技术要求等。该模块在第四学期开课。

（3）机械原理模块。该模块40学时，包括机构的组成及平面连杆机构、凸轮与间歇运动机构、轮系、机械速度的调节与回转件的平衡、简单机械设计方法与实例等内容。目标是通过学习机构组成的基本知识、机构的运动分析、机械的动力分析、常用的基本机构的设计等内容，使学生并初步具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。最后通过具体的设计实例，让学生学会综合应用基本知识进行设计的方法和步骤。该模块在第五学期开课。另外，为了让学生了解专业，在新生入校的第一学期开设了一门“机械专业导论”课，其间通过参观机械工厂、观看录像及现场讲解等环节，使学生具备机械工程的一些基本常识，对机械设计和制造所涉及的问题有初步的认识。同时在教学计划的第三学期开设了“工程实训”实践课程和“计算机辅助设计”软件应用课程。“工程实训”安排学生进行独立操作，并辅以专题讲授，学生通过实习获得机械制造的基本知识，建立机械制造生产过程的概念；“计算机辅助设计”引入三维设计及制造软件，加强了学生应用软件提高设计制造水平和效益的能力，为机械零件、机械制图、机械原理等模块的学习做好铺垫。

四、机械基础系列课程新体系的优点

1.通过“机械专业导论”课，一开始就让学生接触机械设计和制造的实际，可以紧密地结合机械工程实际知识讲解相关知识，克服了以前学生缺乏机械设计和加工工艺方面的基本常识给学习造成的困难。

2.新体系将各门课程有机地结合在一起，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，减少了学时。

3.在“工程实训”后同时开设机械制图和机械零件模块，使学生在具备了机械设计和制造的基本知识后再学习零件图和装配图的内容，并作为表达设计的零件和部件的必然内容来学习，教学效率高，效果更好。

4.这一体系各门课程的设置，紧密围绕机械工程实际，以“应用”为主旨和特征构建教学内容体系，课程实施过程中结合“计算机辅助设计”三维软件的应用，有利于培养学生的综合素质和创新能力。

参考文献：

[1]祖业发.工程制图改革与机械基础系列课程新体系的探讨[J].工程图学学报,1999,(4):88-90.

[2]柯斌清.“工程力学与机械设计基础”教学改革与实践[J].教改教法,2014,(12):56-57.

[3]韩蕾蕾,韩英英.独立学院工程材料课程教学初步改革[J].机械管理开发,2010,(4):39-142.

篇9

关键词：机械设计；改革；建设

0引言

社会的发展进步也使得在对机械设计制造的实践要求上不断提升，这也对机械设计制造加工行业在产品制造的质量以及技术结构等层面都有着要求上的提升。从近些年我国在这一方面的发展情况来看，机械设计制造的发展有了进一步提升，但是在一些方面还需要进一步优化完善。从机械设计制造教学的情况来看，教学的模式还没有紧密和时展的需求相契合，这就要及时的转变教学观念，紧随时展的潮流，如此才能进一步促进机械设计制造的整体发展。

1机械设计制造的特征以及优势分析

1.1机械设计制造的主要特征分析

技术的进步对机械设计制造的发展也有了进一步推进，机械设计制造自动化的广泛应用对多个行业领域的发展都起到了促进作用。机械设计制造自动化技术主要是通过计算机技术和机械制造两者进行有机融合，从而形成了计算机协调控制的机械加工过程，这一自动化技术对这一行业的发展起到了改革作用，也是工业向着智能自动化进行转变的重要标志。以往的机械设计制造技术在人工操作上比较重要，效率相对比较低，但是在智能化自动技术的加入下就能通过计算机技术的操作对机械设计制造进行优化，能够减少人工操作造成的失误以及工作效率低的弊端，在功能上也相对比较完善，保障了设计制造的质量，对产品的改进也有着积极作用。

1.2机械设计制造的优势分析

机械设计制造系统的自动化发展在当前已经有了很大的效应发挥，也对以往的机械设计制造技术有了替代，在发展前景上是广阔的。对于机械制造自动化模式能够在计算机编程方式下来对加工目标实现加工智能化，所以这就比传统的机械设计制造产品质量有保障，在相应的设计加工的时间成本上也有了相应减少，这样就在企业的经济效益上有了增加。机械设计制造的自动化模式在自动检测以及监控等功能上都有着相应具备，并在实际生产中一旦发生过载情况就能够实施自动保护在人员损伤以及设备损坏程度上能最大程度降低。

2机械设计制造发展问题及优化策略探究

2.1机械设计制造发展问题分析

从当前的机械设计制造的教学领域的发展情况来看，还有一些方面存在着问题有待解决，在对机械设计教学的内容来看，有各种机械设计的理论方法，以及让学生对简化理论公式的实际应用来对复杂工程问题进行解决，所以在实践性特征上比较突出，但由于受到多方面影响因素的影响，还是存在着相应问题。这些问题主要体现在单科的课程设计过程中存在着单调性，机械设计教学主要是让学生对机械设计进行模仿而非对学生主动思维的培养。学生只是按部就班的来完成任务，没有操作的新鲜感以及挑战性，这就不利于学生的实际问题能力的提升，对教学质量水平的提升也有着不利。

再者，实际的机械设计制造教学中的教学指导思想是起着指挥作用的，而由于传统教学思想的影响，对教学的完整性以及系统性过度的强调，从而就没有重视学生的能力培养，从而出现了重视理论而忽视实践的现象。知识灌输的问题比较突出，这样对学生的全面素质培养目标的实现就存在着很大的难度。还有是在实际教学的内容没有和实际工程得到结合，只是简单的传授理论，机械设计方法没有重视在实践中的具体化应用。

另外，对机械设计制造的教学过程中比较缺少创新教学的方法，教学过程中老师占据课堂的主要地位，学生在学习中就出在被动状态，在教学课堂的气氛上没有活跃，学生的学习积极性也不是很高。还有是在课程的教学评价过程中主要是通过试卷的方式进行考查，在对学生的实践能力的考评上还比较欠缺。学生自身的独立学习能力相应不足，多数学生对所学的一些计算公式不能灵活运用，对实际问题的考虑也不全面等。这些方面的问题就需要得到重视并积极的进行解决完善。

2.2机械设计制造改革优化策略探究

对于机械设计制造改革建设要能够从多方面来实施，首先在课程体系建设层面要重视，要能和现代制造业的人才培养目标得到紧密结合，将技术应用能力的培养作为教学指导方向，在工作任务的引领下创建课程结构合理模块。形成职业活动为基础，工作岗位及内容等为主体的教学课程体系，要在课程的设置方面和学生的就业岗位发展需求相结合，对教学计划以及课程内容适当加以调整。教学中可将数控工艺员以及数控操作工等职业资格证书课程和当前课程体系进行有效融合和重组，将实训训练课程模块进行增加，充分提升学生实践操作能力。

对教学模式实施优化改革，以往的机械设计基础课程在教学方法是以理论知识教学为主，实验课程以及课程设计为辅，这样学生的机械设计知识的掌握程度就不是很强，在培养目标的实现上也有着很大难度。所以这就需要对理论和实践相结合的教学模式进行深入探究，还需将教学体系以及内容加以改革，对于机械零件的设计内容比较丰富，学生在初学中就会觉得较为复杂化，在教学内容的选取上要结合学生的发展情况，选取比较典型又容易让学生理解的教学内容，在基本概念以及设计方法的讲解层面进一步加强，对既定公式涵义以及应用要重点强调。

机械设计制造的建设目标要能够明确化，在教学资源上要充分，随着网络技术在教学中的广泛应用，就要能够加强网络平台的建设，完善在线答疑系统以及网上教学的模式。然后将实验课程和教学改革实验形式内容建设进一步强化，进而来创造全面创新的实验设计，对课程设计的数据层面也要能进一步完善，努力提升课程设计的质量等。

对机械设计的制造的内容改革要加强，对学生素质培养要充分重视，为能够将学生独立机械设计能力进行强化，老师要鼓励学生自主查找相关资料，将自己的总结和理解能力进一步提升。再有是要能够对计算机技术的应用能力进行强化，机械设计课程教学中要鼓励学生通过CAD技术对机械零件设计以及运动仿真进行实施，让学生能在先进的计算机技术应用下提升自己的学习效率。老师要注重在实践环节的强化，对学生工程设计能力得以重视，学生可对同类产品以及结构特点等加强了解，从而来获得知识产品过程信息，这样对自己的视野也能得到有效拓宽，在发展思路上也能得到有效优化。

3结语

总而言之，对于当前的社会发展现状来说，要能积极的将科学技术进一步的优化发展，和时展需求相结合，机械设计制造专业的学生在学习中也要善于思考，加强自身的独立学习和探究的能力。此次主要就机械设计制造的特征以及发展优势进行了阐述，然后从教育角度对机械设计制造教学的问题以及策略进行了详细探究，希望能有助于实际的发展。

参考文献：

[1]宋昭.高职院校机械类专业人才培养模式改革[J].常州信息职业技术学院学报，2014（02）.

[2]曹源文，马丽英，陆兆峰，李玉玲.机械设计制造及其自动化专业教学团队运行模式研究[J].重庆交通大学学报（社会科学版），2011（02）.

[3]马建，焦生杰，吕彭民，顾建国，刘丽华.行业性机械类专业人才培养模式的研究与实践[J].高教发展与评估，2014（03）.

[4]吴伟中，党培.基于专业特色的机械设计制造及其自动化专业课程体系构建[J].中国电力教育，2012（01）.

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论文关键词：高职；机械设计基础；教学方法 

 

《机械设计基础》课程是工科专业一门重要的专业基础课，是对学生进行设计能力、创造能力、工程意识训练的主要课程，对学生学习专业课程起着承上启下的桥梁作用。该课程具有较强的理论性与实用性，旨在培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为后继专业课程教学和学生日后从事设计工作打下坚实基础。但是该课程涉及理论力学、材料力学、金属工艺学、机械原理、机械零件、液压气压传动等多方面内容，知识面宽，理论性强，而学生对这些知识和理论却很生疏。因此，在教学中学生缺乏学习兴趣，教学难以取得较好的效果。为此，笔者着重对《机械设计基础》课程的教学方法进行了探讨和研究。 

帮助学生建立总体的知识框架 

在几年的《机械设计基础》教学实践中，笔者深有感触，该课程由于理论性过强，实践性缺乏，学生缺乏相应的感性认识，难以建立一个整体的知识框架，难以将各章节的知识点有机地结合起来，给教学带来了很大的困难。鉴于此，教师在讲解本课程每一章节前，首先应让学生对要讲到的知识结构体系有一个系统的总体认识，强调每一章节之间的联系及其应用，以及本课程在教学内容方面应着重讲哪些基本知识、基本理论和方法；其次，应在实践能力方面对学生提出设计构思和设计技能的总体要求等，使学生从整体上把握好本课程的特点，帮助学生对本课程有一个总体的认识，从而建立一个总体的知识框架。 

利用现代教学手段提高学生的学习积极性 

在教学实践中，教师应充分利用实物、模型及挂图，通过在课堂中演示，增加学生的感性认识。学生在课堂上集中注意力的时间是比较短的，长时间地集中注意力，会引起他们的思维疲劳甚至厌烦。如果能利用现代多媒体教学手段，给学生一种具有新意的刺激，可以使学生的大脑皮层从原来的抑制状态转化为兴奋状态，从而提高学生的学习积极性。如讲到带轮时，播放带轮传动动画，可使学生有实际生活感，讲到轴系零件时，可适时地给学生在大屏幕上展示轴、键和轴上零件（比如一个带轮）配合的动画。利用现代教学手段的强大表现力吸引学生的注意力，必然会激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。 

处理好教师与学生的角色 

学生是信息加工的主体，是知识的主动建构者；教师是学生的帮助者、促进者和指导者。对高职教学而言，学是矛盾的主要方面，教是矛盾的次要方面。因此，教师应注意在“学”字上多做文章。 

《机械设计基础》课程具有实践性强的特点，在传统灌输式课堂模式下，其内容的广泛性与学时的有限性之间的矛盾影响了学生的知识掌握和分析设计能力的培养，远远不能适应素质教育的要求。该课程有些内容是对现实的抽象概括，有些则是现实相关内容的直接描述。在教学中，教师对直接描述实践的内容可采取现场教学、模型演示、光盘观摩、动画模拟、课后作业、操作性实验等多种形式，提出问题让学生自己探究解决。在学生解决问题的过程中，教师予以启发和引导，这样就在不知不觉中完成了师生间的互动。在活动中，可将学生分成几个小组，让各小组成员共同完成某项任务，并进行小组团体考核，从而加强学生的团体协作能力、相互学习能力和探究能力的培养。 

注重学生对教师教学的反馈 

教师教学的目的是让学生获得知识和能力。对教师教学效果的评价，学生最有发言权。学生是教学活动的主体，教师要关注学生的教学评价。 

《机械设计基础》课程教学存在一定的难度。由于其理论性和抽象性比较强，一部分学生可能在学习过程中存在这样或那样的问题，为了使自己的教学有的放矢，教师必须注重学生的反馈信息。教师应加强与学生沟通，采取多种形式了解学生。针对学生学习中存在的问题，不断改进自己的教学方法，使自己的教学适应学生，适应课程，进而更好地达到教学目的。 

充分利用多种教学手段 

随着教学改革的深入和课程体系的调整，《机械设计基础》课程的知识不断更新，学时逐渐缩短。但随着科学技术的进步和机械学科的发展，本课程需要向学生讲授的内容越来越多。要想在有限的教学课时内完成规定的教学内容，同时取得比较好的教学效果，教师必须精选教学内容，做到实用、够用。讲授时应突出重点和难点，结合本课程特点，重点讲清原理、设计方法、结构与应用。 

要充分利用有利于改善教学效果的多种教学手段。在教学实践中，充分利用实物、模型，增强学生的感性认识；通过多媒体课件教学使学生对各种机构的工作原理及在各种机械中的实际应用有深入的了解，提高学生的工程意识，激发学生的学习兴趣。可以引入cai教学课件展示各类机构的运动过程，呈现不易观察的零件内部结构与动态特征，演示实际加工机床的运动与加工过程等，使学生的视觉活动和听觉活动有机结合，变枯燥的结构内容为形象生动的内容，增强学生的感性认识，启发和引导学生积极思维，增强教学效果。使用挂图、投影仪等则可省去部分在黑板上画图的时间。 

总之，采用行之有效的多种教学手段，不但可以改变传统的教学方式，使课堂教学变得生动活泼，提高学生的学习兴趣与热情，同时可节省大量的讲授时间，使教师在同样的时间内给学生传授更多的相关知识和信息，使教学效果与质量都得到提高。在教学实践中，要认识到各种教学手段都有其自身的特点，在课程教学中应充分发挥各种教学手段的长处，使其相互补充，以取得良好的教学效果。 

加强实践教学活动 

《机械设计基础》课程是一门实践性很强的专业基础课，加强学生的实践教学，可以使学生的认识得到升华，从知识型到思考型再上升为创新型。应多让学生进入实验室开阔视野，通过实验和实践，使原来抽象的理论鲜活起来，从而激发学生的学习兴趣和创造力。另外，开设新的实训组合有利于使学生掌握机械工程领域常用的实战手段和方法，培养他们的分析与综合能力及运用现代技术手段解决工程实际问题的能力。