机械的课程设计范文

导语：如何才能写好一篇机械的课程设计，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：工程教育认证；教学改革；机械设计课程设计

0引言

实施高等工程教育专业认证可以提升我国学校和专业的核心竞争力。加强国际互认，推进工程教育建设和改革，进一步提高高等工程教育质量，有利于提高人才培养质量，健全高等工程教育质量监控体系，规范与注册工程师制度相衔接的高等工程教育专业认证体系［1］。

1工程认证对人才培养的要求

1.1我国工程认证发展

《华盛顿协议》（WashingtonAccord）是一个有关工程学士学位专业鉴定国际相互承认的协议，是目前国际普遍认为最具权威性、国际化程度最高、体系较为完整的工程教育专业互认协议。至2006年起，由我国教育部、人事部、中国工程院、中国科协相关行业管理部门和行业协会（学会）代表组成的，教育部授权的“全国工程教育专业认证委员会”参照《华盛顿协议》成员国的做法，开展了面向我国本科教育专业工程教育专业认证试点工作［2］。

1.2工程认证对课程的影响

1.2.1工程认证对“机械设计课程设计”课程的要求

工程教育专业认证的开展有利于加强高等工程教育与工业界的联系，促进我国工程教育的国际互认，提升我国高等工程教育的国际竞争力，是解决工程师技术资格国际互认的关键［3］。在实际教学中，教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界产品和构思－设计－实现－运行（CDIO）过程基础上的工程教育，基于课程群把相关课程知识有机结合，使学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点，课程群建设与实践结合是工程认证的基础理念。

1.2.2目前课程存在的问题及必要性

“机械设计课程设计”是高等学校机械类专业第一次较全面的机械设计训练，是“机械设计”课程的最后一个重要教学环节，其目的是进行机械设计基本技能训练，掌握机械设计的一般方法和步骤，培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展，为专业课程设计和毕业设计奠定基础［4］。二级减速器设计是“机械设计课程设计”的传统内容，需要运用到制图、力学、公差、机械原理、机械制造工艺等前期所学知识，是将基础知识的第一次整合应用。在过去的教学环节中，往往都是将设计需要的前期课程全部讲完，然后开展设计。在学生进行课程设计的学习时，之前学过的课程已经忘记，或者需要复习才能正常应用，或者会出现考试高分，应用不会的情况。总结原因，主要是因为所学相关课程的目的只是考试，学完考完之后没有真正应用到实例中。而教学的目的，不仅仅是修学分和考试，还要真正能学以致用，这就要求教师在教学中通过教学方法的改革，正确引导学生学习，真正把所学知识融会贯通。

2基于工程认证的课程建设

以项目真实产品为对象进行教学配以装拆实践，能够提升学生的学习主动性，使其注意力更加集中，更好地整合所学知识，将其应用到课程设计中去。

2.1课程体系建设

设计题目一般选择通用机械的传动装置，主要进行传动装置的总体设计、传动件和支撑件的设计计算、绘制装配图和零件图、撰写设计说明书。这种设计是保证学生巩固机械设计课程基础知识必不可少的环节，必须开展，教师可以在此基础上拓宽课程设计的范围，结合日常生活、工程实践设定主题开展非固定模式的设计，培养学生独立思考、自主设计的能力。科技在不断进步，零件及设备设计也随之不断改进更新。这种更新包括精度、加工方法、制造方式、设计方法等多方面。传统的设计方法已经不能满足设计需求，应将传统设计方法与现代设计方法相结合，以传统设计方法为基础，融合现代设计方法，及时更新和课程相关的新理论、新知识、新方法，使课堂知识不脱离于工程实际应用。

2.2课程教学改革

2.2.1“开放式”教学

开放实验室，让学生在课程设计期间，能够随时到实验室实践和观察减速器结构，让学生更深刻地认识设计目标，提高设计效率和准确性。

2.2.2加强校企联系

加强学校和企业的联系，了解企业实际设计参数选择和理论教学的不同，防止理论和实践脱节，根据实际生产过程要求来制定大纲和教学内容，培养适应企业的应用型人才，争取通过这种教学方式改革，使学生毕业即可就业，缩短应届生就业后的实习时间，能够马上适应和满足企业要求。长期稳定的校企合作使学校与企业互惠互利，达到共同发展的目的［5］。

2.2.3采用成果导向的教学模式

在制定教学大纲时要围绕根据企业需求制定的毕业要求，教学内容、教学方法、考核方式要体现学生的学习成果.

2.2.4采用“一体化”教学方法

“机械设计课程设计”的开展不再是将所有前期课程学完再开展，而是根据设计内容需要将该课程设置成一门综合类的课程，以“机械设计课程设计”为主线，整合制图、力学、公差、机械设计等机械工程基础性课程群，以项目真实产品为对象进行教学，配以装拆实践。比如在开展课程设计期间，需要用到轴的校核，绘制弯矩图、扭矩图，根据进度安排，将材料力学中的该部分内容拿到设计期间讲授，在安排讲授课程时一定要安排好先修后修的关系，能够让学生学完就用，既巩固了学习内容，又能具体了解到所学知识的实际应用。

2.2.5改革考核方式

考核也不仅仅只追求是否正确，在考核制图表达方法、公差配合的选择、合理的结构设计基础上，体现在结构设计中的创新培养，应主要考核学生在设计中的创新能力，看看学生在设计过程是否有新思路、新方法。因此评价成绩应由促进学校的发展转向促进学校的持续性发展，由鉴定学生学业转向促进学生发展与完善课程本身；在评价形态上，由标准化测验转向动态研讨式评价形态，更注重评价学生创新能力的测评［6］。

2.3课程预期成果

通过“机械设计课程设计”的完成，学生对机械设计具有初步认识，并能掌握一定的设计方法和设计理念，不仅仅会设计，还要能够提高创新能力，为进一步学好专业课打下良好基础，培养学生正确的设计理念，掌握参数选择方法，巩固制图、力学、公差等相关课程知识，形成知识体系。

3结语

工程教育专业认证可以提升我国相关专业学生的国际竞争力，课程设置及改革是工程认证开展的必要保障，使其更适应工程认证要求。教学作为培养人才的重要手段，应适应人才需求的转变，按照工程教育专业认证要求积极进行人才培养方式的变革，通过教学方式的改变与调整，提高教学质量与效率，提升人才培养质量，通过课程教学培养学生的创新能力，达到培养应用型人才的目的，满足企业需求，实现培养“品德高尚、专业过硬、情商出众、强于实践、勇于创新的高素质应用型人才”的目标。

参考文献

［1］支希哲，韩阿伟.高等工程教育专业认证的问题及对策［J］.中国高校科技，2015（4）：44-47.

［2］李漫红，刘桂萍，李文秀.专业认证背景下的化学工程与工艺专业建设研究［J］.长春大学学报，2012（22）：224-227.

［3］荆国林，王鉴，崔宝臣，等.专业认证背景下的环境工程专业建设研究［J］.教育教学论坛，2013（5）：181-182.

［4］巩云鹏，田万禄．张祖立，等.机械设计课程设计［M］.沈阳：东北大学出版社，2004.

［5］王丽艳，鄢利群，杜永英，等.机械设计教学方法优化适应产业需求必要性探讨［J］.吉林省教育学院学报，2013（12）：108-109.

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关键词：精品课程；机械设计基础；教学内容；人才培养；专业建设

中图分类号：G6420 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）11-0148-03

一、引言

精品课程建设工作是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分，也是高等院校教学工作重要的基本建设内容。教育部关于“本科教学工程（原称“质量工程”）”的建设文件指出：“精品课程”是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。教育部的这一文件精神，为各级精品课程的建设与实践工作指明了方向和课程建设的标准与目标。

西安外事学院的“机械设计基础”课程经过多年建设，于2011年4月被评为校级精品课程，2011年11月被评为陕西省精品课程，2014年7月经省教育厅批准又被升级改造为省级精品资源共享课程。总结几年来的建设工作，我们的工作重点及特色主要在以下几个方面。

二、创建课程新体系，改革课程内容

“机械设计基础”课程是一门综合性、实践性很强的技术基础课程，在高等院校机械类、近机类专业的教学计划中具有承前启后的重要作用，是培养学生创新精神、工业意识和综合机械设计能力的一门主干课程。

西安外事学院作为我国一所走在前沿的应用型本科院校，主要肩负着为国家培养应用型本科技术人才的重任。因此，“机械设计基础”课程内容的改革，必须符合学校的人才培养目标。

针对“机械设计基础”课程的特点，我们确定了本课程的教学改革思路是：更新教育思想和教学观念，以应用型本科技术人才培养为对象，进行课程整体优化组合，建设“机械设计基础”课程新的教学体系；以提高学生的综合设计能力、创新设计能力、工程实践能力为目标，构建课堂教学、计算机辅助教学、设计训练、实验教学与课外科技创新实践活动一体化的教学体系。

为此，构建的“机械设计基础”课程是对原专业教学计划中的机械原理、机械零件两门课程的基本内容进行整合而重组的一门新课程。围绕“常用机构”和“通用零部件”两条主线介绍其有关的工作原理、结构特点、设计方法等。在常用机构内容中，主要安排有平面机构结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、轮系和间歇运动机构；在通用零部件内容中，主要介绍常用的机械传动（带传动与链传动、齿轮传动、蜗杆传动）、常用连接（螺纹连接、轴毂连接）、轴系零部件（轴、轴承、联轴器与离合器）等；此外，还安排有机械系统设计、现代设计方法等章的内容。通过本课程的学习（包括理论教学和实践教学环节），使学生着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和基本技能，培养学生具有一定机械设计能力，并为以后专业课程学习打下必要的基础。

在课程新体系的构建中，始终坚持以应用型本科人才的培养需要为目标，开展对课程内容的改革；对于课程的基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，注重理论联系实际，体现应用性特色；同时对课程内容组织贯彻“少而精”及“实用性”为原则，例如：在“齿轮传动”一章，打破传统习惯，分别把传统的“齿轮机构”、“齿轮传动”、“蜗杆传动”三章内容合编为新“齿轮传动”一章，把“滑动轴承”、“滚动轴承”两章内容合编为新“轴承”一章，既避免有关内容重复，又达删繁就简自成体系。

三、教师队伍建设

教师队伍建设不仅是高等院校教学建设的重要内容之一，也是学科、专业和课程建设的基础和重要工作。目前，我校课程组已初步建成一支知识结构较为全面、年龄结构适合、学缘结构合理的“机械设计基础”课程教学团队。针对师资队伍建设工作，我们提出课程师资队伍建设要符合学校办学定位的目标，要适应教学需要和学科发展的目标，并以培养青年教师为重点，制定了具体培养计划和措施，现取得较好的效果。关于培养青年教师队伍的措施如下。

1.加强师德师风教育，以先进人物为榜样，树立爱岗敬业，忠于人民教育事业的崇高理想。

2.按照学校的师资队伍建设目标，制定好包括青年教师的师资队伍建设规划，并认真实施。

3.给青年教师压担子，让他们承担起教学和科研任务，在“干”中成长，而且教学和科研互动，协同发展。

4.实现教学岗位责任制，加强教学管理。积极开展教学教改研讨活动，提高教学素养和业务能力。

5.发挥老教师的作用，实行年轻教师导师制。为每位青年教师配备了教学指导教师，加强对青年教师的传、帮、带。

6、创造条件让青年教师走出去，到国外和国内其他大学学习访问，开拓视野。对提高学术及教学水平发挥了重要作用。

7.在实现青年教师全部硕士化的基础上，逐步实施青年教师博士化。

8.建立听课和评课制度，发挥老教师和系主任的教学监督作用，促进青年教师课堂授课质量的提高。

这些措施的实施，取得很好的效果，使青年教师茁壮成长，多名青年教师在学校举办的青年教师讲课竞赛中获得竞赛大奖，每位青年教师均已获得一项以上省级教改研究项目或省级科研项目，并在全国期刊上发表多篇教育教学教改研究论文；本课程的建设成果先后于2011年、2012年获校教学成果奖一等奖、二等奖，课程教学团队于2012年获校级优秀教学团队；已形成了一支学术和教学水平高，综合素质好、结构合理的师资队伍。

四、教学方法与教学手段

改革教学方法、采用先进的教学手段是提高课程教学质量的关键措施，在教学中，我们的做法如下。

（一）在教学方法上

1.转变教学观念，树立以学生为中心的思想，正确认识学生为主体、教师为主导的内涵，充分调动学生学习的主动性、积极性。

2.在课堂教学中，坚持理论联系实际的学风，把基础理论与生产实际、设计实践紧密结合，根据应用性技术人才培养的实际需要，对基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，不断将新技术、新成果引入课堂，开阔学生设计视野。

3.在课堂教学中，根据“工学结合”、“教、学、做合一”的原则，“讲-练-实践”相结合，安排设计性大作业，提高学生的动手能力、工程训练与实践能力。

4.在教学中，根据课程各章的不同特点，分别采用工程案例教学、项目任务教学、小组讨论式教学、现场教学和探究式教学等不同教学方法。同时采用工学结合教学法、课外竞赛激励法、小组研讨法等教学方法，调动学生学习的积极性、主动性，并指导和促进学生自主学习能力的发展。

5.搞好课程设计教学，培养学生掌握机械系统方案设计、机械零部件工作能力设计和结构设计的能力。

6.在教学过程中，贯彻因材施教的思想，重视学生的个性发展，鼓励和引导学生积极参加各类课外科技创新竞赛活动，提高学生的动手能力、分析问题解决问题能力、创新实践能力。

7.改变以往以期末考试成绩定课程学习成绩的方法，采用平时考核、作业考核、实验考核和期末考试多项累加的方法确定学生的学习成绩，引导学生自觉的学习，全面、系统的学习。

（二）在教学手段上

1.积极采用现代教育技术，充分利用计算机技术和网络技术等现代信息技术，将多媒体教材引入课堂教学，丰富课程的教学信息量。在本课程教学中，实现了部分网络教学。

2.结合课程特点，制作了课程教学录像片、多媒体课件、常用机构和通用零部件的三维动画插播片、图片库和课程测试题库，开发了课程CAI课件。

3.建成了常用机构和通用零部件陈列室、轴系零件拆装实验室、液压传动陈列室等，供学生参观和认知学习，提供了直观教学环境和开放式的教学环境。

4.开放了机械设计实验室和械计创新活动室，激励学生的学习兴趣，为培养和提高学生的机械设计动手能力、分析问题和解决问题能力以及参与科技创新活动提供了场所和便利。

在上述教学方法及有关措施下，本课程教学得到校内外专家的一致好评，课程组教师教学评价均获得学生“优良”的好评。学生的课程学习效果也取得丰富成果，如在教育部主持举办的“2014年全国大学生机械设计创新大赛”上，学生参赛的7件作品，全部获得陕西赛区省级奖，其中省级一等奖1项、省级二等奖1项、省级三等奖4项；学生在参加2013年“全国大学生工程训练综合能力竞赛”中，获得陕西赛区省级二等奖2项；学生积极参加Solidworks考试认证中心的认证，多名学生获得Solidworks考试认证中心颁发的“机械设计Solidworks证书”。

五、教材建设

教材建设是高等教育课程改革的重要组成部分，也是教学内容和课程体系改革的成果体现。早在1988年国家教委颁发的《高等学校教材工作规程（试行）》中就指出：高等学校教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是进行教学的基本工具，也是深化教学改革，提高教学质量的重要保证。基于高校教材是传授知识、培养技能的重要工具，在人才培养过程中扮演着极其重要的角色，所以，我们在精品课程建设规划中，针对教材建设制订了规划，组织了教材编写力量，先后出版了质量较好的《机械设计基础》、《机械设计基础课程设计》（国防工业出版社出版）两部精品教材。在《机械设计基础》教材编写中，我们坚持以应用型本科技术人才培养的实际需要为宗旨，遵循对机械的认识规律及循序渐进的原则，遵循理论联系实际和注重机械设计能力培养的要求，优化了课程知识体系；以常用机构和通用零部件为对象，以设计为主线，突出了机械系统方案设计、机械零部件的工作能力与结构设计，并吸纳了现代设计方法及技术。

由于“机械设计基础”课程的主、辅教材配套齐全，使用效果好。为培养厚基础、强能力、高素质、宽口径应用型本科技术人才发挥了重要作用。

六、实践教学活动创新

“机械设计基础”课程实践教学环节包括实验教学、课程设计、设计作业训练和课外科技创新实践活动等内容。

1.实验教学。以培养学生动手能力为中心，利用机构和机械零件陈列室、机械设计基础实验室、汽车工程实验实训基地的开放式教学环境和条件，采用课内外相结合的教学体系和分模块、分项目的实验教学内容，全面培养学生理论联系实际的工作作风、动手操作能力、分析解决问题能力，促进学生的个性发展。

2.课程设计教学。“机械设计基础课程设计”是工科院校机械类、近机类学生在学习了机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合、机械设计基础、机械制造基础等课程之后首次进行的一次较全面、较系统、较长时间、较贴近工程实际的综合性设计训练，对于培育学生的设计意识，锻炼学生的设计能力，培养学生的创新精神，激发学生的学习兴趣，加深学生对课堂教学内容的理解和掌握都具有十分重要的作用和意义。为了突显上述功能，我们对课程设计教学进行认真改革与建设，丰富和深化课程设计内容，实现设计题目多样化。以设计为主线，既有传动装置设计的传统题目，也有从生产实践中新开发的新题目。对完成的设计图纸，既可采用手工绘图方式完成，也可采用计算机辅助绘图方式完成。在完成的设计项目计算说明书中，必须有设计方案评价、设计工作总结等内容，否则不予通过。通过这些措施的实施，培养的学生设计能力发挥，促进学生分析解决问题能力和创新能力的提高。

3.设计作业训练。机械设计基础课程是一门设计性、实践性、综合性很强的课程，为了实现基础理论与设计实践的有机配合、实现“教、学、做合一”和“讲-练-实践”相结合，我们安排了“轴系零件”测绘、上机进行“计算机辅助设计”等的设计作业训练。通过设计作业训练，培养学生的机械结构设计能力、计算机辅助设计能力和绘图能力，为后续的专业课程学习以及日后从事机械设计工作打下良好的基础。

4、课外科技创新实践活动教学。借助本课程的学习，为了培养学生的创新意识、综合设计能力和团队协作精神，我们借助汽车工程实验实训中心和汽车工程技术创新基地，开展了学生课外科技创新实践及机械创新设计的实践教学环节。几年来，这一课外科技创新实践教学活动取得了丰硕的成果。

七、本课程的建设成果

1.建设出了一支知识结构和年龄结构合理，学术水平和教学水平高的师资队伍。教学与科研互动，共同协调发展，成果显著。几年来，课程组一位教师受到省级教书育人先进个人表彰；课程组先后完成了省级教改研究项目3项、省级科研项目4项、校教改项目5项，获校级教学成果奖4项，并获校级优秀教学团队一支；几年来，教学团队在国内外各类期刊及国际学术会议上发表科研论文40余篇、教改研究论文10余篇，获国家发明专利和新型专利2项。

2.创建了“机械设计基础”课程新体系，面向应用型本科技术人才，以培养学生综合设计能力为主线，以工程应用为目的，以“必须、够用”为度，以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构，对教学内容作了重大的改革，以机械设计为主线，将机械原理、机械零件等课程的主要内容进行精选和融合，优化组合，使其成为一门完整体系的综合化课程，并编写出版了配套教材。

3.适应应用型本科技术人才培养需要，构建了“工学结合”、“教、学、做合一”的课程教学模式，注重实践性教学环节，加强基本设计训练，培养学生的工程意识和综合分析与设计能力，构建了课程的直观教学陈列室和新的实验教学体系，开放了课程实验教学环境，促进了学生的个性化发展。

4.重视教材建设，编写出版了“机械设计基础”课程教材3部，主、辅教材配套齐全，水平高，使用效果好，并将教学改革思路与成果融入到教材中。

5.以理论教材为蓝本，利用现代计算机信息技术和网络技术，建设出本课程的立体化教材系统及其素材库，并实现了网络化教学和精品资源共享。

本课程于2011年评为省级精品课程，2014年经陕西省教育厅批准又被升级改造为省级精品资源共享课程，本教学团队将以此为新起点，继续奋发努力建设好这一省级精品课程。

参考文献：

[1]教育部.关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知[R].教高[2003]1号.

[2]姚恩全.高校精品课程建设的理论与实践研究[J].东北财经大学学报，2006，（6）：88-90.

[3]宋宝玉，张锋，王黎钦.机械设计精品课程建设的探索与实践[C]//中国机械工程学会机械设计分会主编.机械设计教学研究论文集（2009）.北京：机械工业出版社，2009：95-97.

[4]张鄂.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5]张鄂.机械设计基础[M].北京：国防工业出版社，2014.

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关键词：石材机械 继电器控制 课程设计

为充实和加强云浮市技工学校电气自动化专业的实训环节，笔者设计了一个石材仿形机械的电气控制系统课程，提供了基于继电器的电气控制系统的教学方案。该机械的电气控制系统难易程度适中，很适合中级电气自动化专业的学生，本土本色，大大增加了学生的学习兴趣。

一、石材仿形机械概述

石材仿形机械是一种石材加工行业广泛应用的一种机械，专门用于加工石材曲面和异形石线的自动化机械，另外还具有切边机的功能。学生可以通过参观学校车间，掌握石材机械仿形加工的工艺过程。石材仿形机械的主要结构及运动形式如图1所示。

二、石材仿形机械的工艺分析

加工之前先用纸板剪出需要加工的弧线，制作出模板。石材仿形机械加工工艺，要求在石板表面加工出和模板一样的弧面。这是一个粗加工的过程，石材加工的结

图1 石材仿形机械的主要结构及运动形式

1.立柱；2.模板；3.红外线传感器；4.垂直滑块；5.水平滑块；6.横梁；7.主轴；8.石材板料（工件）；9.工作台；10.底座。

果是表面带有小台阶的弧面。刀具在石板上切下一刀就形成一个小台阶，紧密排列的小台阶就形成了和模板一样的粗弧面，这些弧面经手工打磨光滑，最终形成和模板一样的弧面。但是在加工工艺中应该怎样控制刀路，需要学生思考。因为工艺分析是设计电路的根本，学生通过工艺分析才能设计电路实现加工过程。教师可以从以下三个阶段引导学生分析解决工艺问题。

1.提出解决问题的建议

现在需要根据模板加工一个弧线。要在板材上加工出这样的弧线，需要知道加工刀具的行走路线；要找出刀具的行走路线，就需要学生拓展思路，大胆设想。这时教师要求学生不考虑可行性，只要有想法，都可以提出，从而得到各种解决问题的方法。

2.可行性评估

在以上阶段，学生提出很多解决问题的方法，对此要让学生根据现有的知识和条件分析，找出其中可行的方案。

3.实现

这个阶段需要学生利用所学的专业知识，从设想的方法转变设计成解决问题的方案。基于继电器的控制系统，这个解决方案就是用继电器来实现自动循环的顺序控制。也就是把电力拖动控制线路与技能训练的顺序控制与自动循环控制的知识，有机地结合到这个石材机械加工电气控制系统中。教师除了对学生加以引导外，还要提供一套标准的设计方案供学生参考。

为了加工出和模板一样的弧面，教师先要设计刀架的运动顺序，然后再实现电气控制。开始先要得到一个典型的刀架运动顺序，把刀架先调整到板材上方，然后下降到弧线所在的深度由工作台带着工件走一刀。这样就完成了弧线的一小段（即一个小台阶）；走完这一刀，刀架上升后沿横梁的方向横移一小段距离（这个距离需要在加工的时候根据实际情况调整），横移完成后就可以重复第一刀的工作了。整个顺序分为四个工步，见下表。

三、电气控制系统的设计

1.主电路部分的设计思路

4台电动机分别是主电动机、垂直移动电动机、水平移动电动机和工作台电动机，其中工作台电动机由变频器调速。

2.控制电路的设计思路

（1）实现自动循环的思路。教师根据电力拖动控制线路与技能训练里面第二单元的课题四中，有关工作台自动循环控制线路的介绍，抛砖引玉，引导学生从这个课题内容寻求解决办法。自动往返运动的实现在于工作台触碰到行程开关，从而实现“往返”的切换。用中间继电器控制执行“进态”和“退态”动作，然后在“进态”完成电路的工步1、2、3和4的工作台前进的控制。工作台前进到行程开关位置，触动行程开关使电路进入到工作台后退的“退态”。“退态”的控制同理。这样，从自动往返的“往”与“返”转变成了现在的“进态”与“退态”，不同的是，“往”与“返”只是简单地对一个电动机的正反转控制，而“进态”与“退态”都控制着工步1～4。学生们还有一个很难解决的疑问，即工步1～4所需要的电器怎么执行复位？这个时候教师再给学生复习一下工作台自动往返电路的行程开关的动作顺序，问题就迎刃而解了。下面是电路的主要部分，如图2所示。

（2）实现顺序控制。电力拖动控制线路与技能训练第二单元课题五有关于顺序控制线路的介绍。该电路的要求是工步1～4需要按顺序启动，同时在KA1与KA2常开切换瞬间复位。实现顺序控制部分的主要电路如图3所示。

图2

图3

3.控制面板的设计

石材仿形机械除了仿形加工功能外，还要充当切边机的角色，即能手动模式切割石板，所以要具备以下功能的按钮：手动自动模式切换、上升、下降、左平移右平移切换、工作台前进、工作台后退、工作台停止、主机启动停止等。值得提醒学生的是，控制面板的按钮设计将会影响控制电路的设计，而且控制面板设计的服务对象是机械的使用者，而不是电路本身，也就是面板取决于用户的操作方便，电路必须服从于控制面板。

4.电气线路的安装与检修

（1）元件明细表的填写。在元件明细表中，应该写明所需要元件的名称、型号规格、数量，甚至大概价格和采购渠道等信息，根据电路图和安装的实际情况详细列出，做到一个不漏。

（2）安装训练与评分标准。此项内容可参考中国劳动社会保障出版社出版的《电力拖动控制线路与技能训练》（第四版）安装训练和评分标准部分。

参考文献：

[1]劳动和社会保障部教材办公室.电力拖动控制线路与技能训练（第三版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2004.

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关键词：机械设计：实验教学：创新能力

科学发展的历程表明：许多伟大的发明、发现和突破性理论的产生都来自实验室。高校实验教学是理工科教学重要的组成部分，它不仅是学生获得知识的重要途径，而且对培养学生的学风和素质、实际工作能力和科学研究能力具有十分重要的作用和意义。目前国内的大学生由于多种原因接触工程实际很少，缺乏机械以及和机械相关的生产实践方面的知识，实践动手能力相对较弱，学生不知道学习该类课程的目的，不知道将来如何运用所学知识解决什么样的问题?大大挫伤了学生学习的积极性，这从一个侧面反映了国内教学方式的不足。

机械原理、机械设计、机械设计基础课程是高等工科院校机械类各专业的一门设计性主干技术基础课程。通过机械设计类课程的学习，使学生掌握有关机械设备、制作的基本理论知识和实践知识。课程实验教学是教学中一个重要的实践环节，是培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力，启迪创新思维，开拓创新潜能的重要手段。为了提高实验课程的教学效果，在实验环节方面应该进行具有新意的改革，从提高学生素质能力来看，目前实践性教学环节还需要进行必要的改进。

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。

目前西南石油大学机械设计基础课程的实践教学环节与其他院校基本相同，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。我们曾翻阅、查询相关资料，发现国外大学工科专业实验课程学时相对较多，一个实验可以做4个或6个学时，有的甚至8个学时，虽然实验内容相对多了一些，但能保证学生比较充分地参加实验，让他们较为深刻地了解实验的过程、内容和目的，其实验效果较好。

二、实践教学改革建设与创新

机械基础课程是面向实践生产过程的知识，缺少工程实践活动，很多简单的内容就不容易被学生理解。从提高学生实践知识能力的目的来分析，作为机械设计实践教学环节，应该开展能够使学生有较多机械设计生产实际的实验项目，尤其是设计性的实验项目，学生通过自行设计制作实验过程，可以提高学习兴趣，促进学习效果。

为更好地提高西南石油大学机械类专业的实验教学水平，机电工程学院广大教师和实验人员对传统的实验教学进行了反思，对实验教学从体系结构、手段和方法等方面进行了广泛的探索，并进行了积极的改革。本文从机械设计基础课程实验课程教学内容的建设出发，分析机械设计基础课程实验教学现状和实验教学改革成果，从加强学生实践动手能力、提高学生创新能力出发提出教学改革办法。

(一)培养学生观察生活、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，使人生活更加舒适、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，让学生明白学习的机构、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)培养学生创新思维能力

为了培养学生的创新思维与创新能力，应当在教学中有意识地去发展直觉思维，在实验中“探索一发现”最有助于学生直觉思维能力的培养，重视学生的操作实验活动，发现新的问题、新的现象。一方面应充分利用和挖掘课本上的探索性实验，另一方面还可将一些验证性实验改成探索性实验，鼓励学生自由的思考，包括机灵的猜想，去探索去发现，以促进学生直觉思维向合理程度发展，使他们成为知识的主动探索者。

学生一旦发现问题，就会产生极大兴趣想办法解决。科学的解决办法往往事半功倍。我们在教学中穿插一些创造学的内容和方法，有时开设讲座、集体讨论等形式加以补充，使学生结合所学的机构、结构、连接等知识完善其构想。这样自然地引导学生想去将构想变成现实，为开设设计动手类型的实验项目奠定了基础。

(三)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。在课外进行学生讲评、答辩和教师评价等方式，不仅锻炼了学生动手解决问题的能力，也提高了学生表达能力，对将来学生就业自我推荐也有积极的意义。

从提高学生实践动手能力的目的出发。机械基础课程的实验项目应有以下特点：

1、贴近生活。结合学生的生活实际，让学生在生活中能够感受到所学的知识

不是空中楼阁。

2、亲自动手。增加学生亲自动手操作、实践的机会，让学生通过实际操作，学习机械基础课程的知识。

3、易于掌握。实验的内容不能过于复杂，因为机械基础知识学习阶段，学生的接受能力还是有一定限度的。

4、安全。实验应具有较好的安全性，才有利于提高学生的学习兴趣，才能取得较好的学习效果。

(四)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。

(五)通过开放实验。提倡团队合作完成较完整的综合性设计

机械类课程实践环节只能培养学生在机构、结构方面的动手实践能力。而学生希望最终能解决实际问题。解决整个产品设计问题需要多学科团队，例如，工业设计、机械、电子控制等多方面人才的结合。可以利用学校整体资源以开设开放性实验的形式组成解决产品设计团队，利用业余时间合作完成最终设计。对完成实验的学时进行必要的改动，不必在固定的时间进行实验，可以根据学生的实际情况，让学生随时都能到实验室作实验，从而达到要求的学习效果。

三、教学实践尝试

西南石油大学工业设计专业、机械设计专业学生在2006年合作完成“瘫痪病人翻身床设计”制作就是一个典型例子。2005年工业设计专业一学生因父亲瘫痪多年在床上。在开放实验项目中提出该课题。针对医院、疗养院、家庭中重病人和瘫痪病人活动不便设计一款操作简单、成本较低的瘫痪病人翻身床，要求床能抬头、屈腿，另外，还要求侧翻。而市场上产品只能抬头、屈腿；或者只能侧翻，故该课题有大的潜在市场。大学生对医院病床不陌生，却不太了解翻身床的原理及性能。学生在广泛设计调查的基础上提出参考医疗设备采用液压传动，将床体分为8块，通过铰链连接。为了便于两个方向翻身，故设计8个特殊球铰链连接。控制采用单片机控制，有效解决了护理瘫痪病人时遇到的困难。实验室购置了一些标准零部件，学生自己动手制作出实现双向翻身的小模型。在校有关部门的大力支持下，结合设计模型到厂家制造出样机参加2006年全国大学生机械创新设计大赛获全国二等奖，四川赛区一等奖，是西南地区最好成绩。学生在此基础上设计开发了病人对接床，两项设计成功获得实用新型专利授权。

四、结论

通过多年实践，要提高学生动手实践能力，还要结合学校政策、教师积极性等多方面综合考虑，现总结如下：

学校政策支持。学校对教学重视程度，对指导教师待遇提高才能鼓励教师积极参与课外实践活动，带领学生进行创造性活动。

课程教学应该结合实验特性加入设计制作作业，让学生逐步习惯动手实践。

鼓励学生进行有创造性的改进实验，让有新的见解、想法的学生进行自己认为符合生活要求的创新设计等。

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关键词：引导式 教学方法 机械设计基础 应用研究

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0205-02

《机械设计基础》是机械类专业的一门专业基础课，对学生学习专业课程起着承上启下的重要作用，它有较强的理论性、实践性和综合性[1]。如果采用传统的“填鸭式”教学法教学不能培养学生学习的积极性，反而造成学生对理论学习的被动性。因此，有必要对其教学方法进行改革。本文将“引导式”教学法引入到机械设计基础的教学中。“引导式”教学法是按照“以学生为主体，以教师为主导”的教学指导思想，克服了“满堂灌”教学方法的弊端，充分调动学生的主观能动性，使学生成为教学过程中的主体，收到了很好的教学效果[2]。

本文采用“引导式”教学方法，体现在以下几个方面。

1 认知的引导

在讲授机械设计基础课程的过程中，要想使学生更好，更快地理解接受所学知识，就应该尽可能让他们亲近实物。最简单有效的方法就是带领学生参观机械零件陈列室，利用教学模型。因为教学模型非常直观，学生可以直接接触，并看清楚其结构和工作原理，这样不但可以缩短学生空间想象的时间，还能不断地调动学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。利用课余时间带领学生参观机械零件陈列室，通过参观与课程相关的各种零部件，不但可以加深对所学理论知识的理解，还可以增加对机械的感性认识。除了机械零件陈列室，还可以带领学生参观机械创新设计陈列室。因为我院机械设计创新设计陈列室展出的都是历届学生参加省级或国家级机械设计创新大赛的优秀获奖作品，通过参观这些作品，让学生去揣摩如何有效地将各种机构巧妙组合，才能完成所需使用意图，这是学生接触实际问题的第一步，对学生日后参加各类大赛也做出了积极的引导。除此之外，还可以适当地采用多媒体教学。利用动画和视频等多媒体技术，展示给学生一个栩栩如生的画面，把原本复杂而难以理解的科学道理变得简单易懂，有效地提高学生的学习兴趣和对问题的理解能力，从而真正提高教学质量。例如：在讲解机器和机构的关系时，引入内燃机为例。首先对应图片讲解各个部分的名称，这些零件又分别组成哪些机构，最终得出结论，这些机构组合成了机器（内燃机）。这样不但使学生掌握了内燃机的组成，也为后面绘制平面机构运动简图奠定了基础，然后播放多媒体动画，讲解内燃机的工作过程。再如：讲解周转轮系的分类时，周转轮系按照自由度的不同可以分为行星轮系和差动轮系。可是很多学生区分不清这两种轮系。可以先在黑板上画出两种轮系的简图，让学生求解其自由度，再播放多媒体动画讲解他们的区别，这样学生就很容易掌握了，而且印象深刻。

2 理论的引导

机械设计基础课程主要集中在大三开课，是由理论基础课程向专业课程的过渡，起到承上启下的作用。从学生之前的学习经历来看，学习的理论知识大于实践经验。这就造成学生学习理论知识时会感到乏味，有些学生会问学这些在以后工作中有什么用，这是典型的理论与实践相脱节。所以在讲授理论课程的过程中，就应该注重实际案例的引入，将理论与实践紧密结合在一起。例如：在讲解绪论部分时，可以引入大量贴切的生活案例和工程实例，如跑步机、照相机、工业机器人、起重机、轧机、矫正机、洗衣机、缝纫机、汽车、钟表等等，拉近理论知识与学生的距离。再如：讲解平面四杆机构的三种基本类型时，引入户外健身器材、飞剪机、搅拌机、升降机、风扇摇头装置等生活实例，以此来激发学生的学习兴趣与积极性。所谓学有所思，学有所惑。还要让学生带着问题去听课，自己去发现，去学习。在每堂课的教学过程中提出1～2个问题，促使学生带着问题去学习，留给学生一定的独立思考空间。例如：讲解渐开线齿轮的切齿原理时，可以先提出这样的疑问“同一把刀具加工的齿轮能正确啮合吗？”，然后讲解渐开线齿轮的加工方法及各自特点，学生在听课的过程中就会自己发现问题的答案，这样不仅加深了对所学理论知识的理解，也把前后知识点穿成线，让学生融会贯通，也起到了复习的作用。

3 实践的引导

实践教学是教育部对高校本科教育教学工作水平评估的关键指标之一。完善实践教学体系，加强实践能力的培养，探索学生工程素质与专业素质培养的途径，是摆在应用型本科院校的一大现实问题[4]。机械设计基础实践教学体系包括课程实验、课程设计、综合实践等环节。将“引导式”教学法应用于实践教学中，注重培养学生的实践能力和创新设计能力。

3.1 实验教学

实验教学是与机械设计基础理论教学相辅相成的，通过实验可以使学生对理论知识的理解更加深刻，提高学生的动手能力和分析解决问题的能力。以往的实验教学验证性实验偏多，这严重束缚了学生的创新创造能力。因此，为了培养学生的实践能力，应适量增加设计性、创新性、综合性实验，留给学生足够的空间去发挥，让学生成为实验中的真正主体，教师只起到引导-启发的辅助作用。例如，机构运动简图绘制实验。除了课上绘制的几种机构外，还应引导学生找出身边的常见机构，并绘制其简图，这样会为学生日后的创新设计和研究工作打下坚实的基础。再如轴系组合实验，这个实验囊括了轴系部分的所有教学内容，学生通过自己动手操作，可以对基本机构和零件进行三十余种方式的组合。这不仅加深了学生对所学理论知识的理解，激发了学生的学习兴趣，同时培养了学生的机构创新设计意识和综合设计能力。再如减速器拆装实验。由于课程设计的内容也是减速器，所以要求学生熟练掌握减速器的整体组成以及各部分结构和作用，同时自己动手安装和拆卸减速器，熟练掌握减速器的装拆过程，这不仅锻炼了学生的实践操作能力，也为课程设计中绘制装配图打下基础。由于这个实验的特殊性，就应打破传统的学生集中某一确定时间实验的方式，将实验室开放。采用全天开放或阶段性开放的方式，这样更便于学生随时观察减速器，更好地完成后续课程设计内容。

3.2 课程设计

机械设计基础课程设计是一项综合实践内容，要求学生综合运用理论知识（如材料力学、工程制图、机械设计基础）解决实践项目中的问题，也是对以往所学知识的一次检验。如何在课程设计过程中对学生进行积极的引导，至关重要。若课程设计完全集中在学期末的最后两周集中进行，时间紧，任务重，而且还有可能与期末考试时间发生冲突，那么学生最终的课程设计质量势必不高。因此，将课程设计内容分散于整个教学过程中，在授课之初就将设计任务书发给学生，为了避免雷同，保证一个人一份设计数据。让学生紧跟教学进度进行有目的有计划地主动学习。例如：讲到齿轮传动、带传动、轴、滚动轴承、键的教学内容，学生就可以把课程设计中相应的设计计算内容完成。在最后的课程设计周就能较好地完成总装配图的绘制和设计说明书的编写。同时，重视答辩。通过答辩可以检验学生是否完全掌握自己设计的内容。通过这种教学方法完成课程设计，可以使学生能真正做到自己发现问题、解决问题，提高其综合设计的能力，也充分实现了以学生为主体，以教师为主导的教学模式。

4 结论

在机械设计基础的教学过程中实施“引导式”教学方法，该教学方法主要从认知、理论，实践几个方面对学生做出积极的引导。“引导式”教学方法将理论与实践相结合，使用这种方法教学，让学生在接受教育的同时，积极参与到教学中来，培养了学生的自主学习能力、动手操作能力和创新意识，还加深了学生对核心知识的理解。真正实现了以学生为主体，以教师为主导的教学模式，这对于提高教学质量，培养学生的综合素养具有重要的意义。

参考文献

[1] 杨保香.《机械设计基础》课程教学改革浅析[J].中国科教创新导刊，2008（1）：21.

[2] 楼纪国.谈“引导式”教学法在工程力学教学中的应用[J].职业教育研究，2005（10）：83.

[3] 伍胜男，陈敏.《机械设计基础》能动性教学方法的探讨[J].中国科教创新导刊，2007（453）：13.

[4] 李霞，宋海堂，曹杰.加强实践教学探索创新教育―― 机械设计基础实践教学改革的研究[J].机械管理开发，2010，4（25）：161-162.

[5] 邱文龙.机械原理与机械设计实验教学改革[J].实验室研究与探索，2004，12（23）：78-81.

[6] 王红阁.《机械设计基础》实践教学环节改革探究[J].长江大学学报：自然科学版，2009，12（6）：336-337.

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关键词：机械设计基础；课程建设；实践

一、引言

机械设计基础一大任务即为培养学生自主分析及解决工程实际问题的能力。因而在机械设计基础课程教学过程中，一方面应要求学生掌握基本的理论知识，一方面更应注重对学生动手设计能力及创新思维的培养。机械设计基础作为机械类、近机类相关专业必修的专业基础课，该课程的建设是专业建设中至关重要的一环。由此可见，对机械设计基础课程建设的实践与探索开展研究，有着十分重要的现实意义。

二、机械设计基础课程建设中存在的主要问题

1．设计题目大同小异课程设计对象大多以减速器为主，各届学生均被要求开展减速器设计，除去参数存在一定差异外，其他工作原理、设计步骤则大都如出一辙。长此以往，新鲜感必然会不断丧失，一方面使得教师产生一定的疲倦感，一方面使得教师在教学上缺乏创新，进而对学生创造性思维培养造成负面影响。除此之外，因设计题目大同小异，多个学生面对同一项目，进而引发严重的抄袭现象。2．学生自主设计能力不足在设计期间，学生仅需依据教材相关要求开展操作即可，教材中对各项设计步骤均有明确介绍。如此一来，极易使得学生产生固定思维，设计内容缺乏创新，操作趋向于模式化。学生个性化特性未能得到有效凸显，学生特长难以得到有效发挥，进而对学生创造能力发展造成极大制约。除此之外，因设计时间有限，教师教学任务繁重，为了完成课程，教师面对学生的求助往往是有问必答。长此以往，必然会对学生独立思考能力培养造成不利影响。3．学生对课程设计缺乏有效认识一些学生片面认为机械设计基础只不过是一门考察课程，只是对各项专业知识开展串联，学习意义不大。为了完成教师布置的设计项目，东拼西凑、上网抄袭，学习态度不端正，缺乏对课程设计的有效认识。

三、机械设计基础课程建设的实践与探索

高校在时展新形势下，要紧跟社会发展脚步，不断开展改革创新，在先进教学理念、成功发展经验的支持下，逐步推进机械设计基础课程建设的实践与探索。如何进一步促进机械设计基础课程建设有序开展，可以将下述内容作为切入点：1．构建课程新体系，优化课程内容首先，高校应结合结合机械设计基础课程特征，对该课程教学改革思路予以有效明确，即为革新教育教学思想观念，紧紧围绕技术人才培养目标，推进课程体系优化调整，构建机械设计基础课程全新教学体系；注重对学生工程实践能力、设计创新能力及综合设计能力的培养，构建集课程教学、设计训练、实验教学等于一体的教学体系。基于此，通过对机械设计基础课程的学习，使学生切实掌握机械设计的基本知识、基本理论及基本技能能力，提高学生的机械设计能力，并为后续专业课程学习奠定良好基础。2．优化教学方法优化教学方法是提高机械设计基础课程教学质量的重要一环。首先，应转变教学观念，提高对以学生为中心教育思想的有效认识，在教学过程中真正意义上做到以学生为主体、以教师主导，尽可能调动起学生学习主观能动性。在教学期间，推进基础理论与设计实践、生产实际的有机相融，结合技术人才培养需求，有序引入前沿技术、前沿成果，拓宽学生设计视野。在教学期间，结合机械设计基础课程不同章节实际特征，可逐一引入小组讨论式教学、项目任务教学、工程案例教学等教学方式。与此同时，还可运用工学结合教学、课外竞赛激励等教学方法，以调动起学习主观能动性，并推动学生自主学习能力的有效发展。3．强化实践教学活动创新机械设计基础课程实践教学环节由实验教学、课程设计、设计训练等内容组成。在实验教学过程中，应当注重对学生动手操作能力的培养，借助机械设计基础实验室、机械零件陈列室等教学环境，依托课内外有效结合的教学体系及分项目、分模块的实验教学内容，有效培养学生理论结合实际的动手操作能力、问题分析解决能力，促进收获良好的教学成效。在课程设计教学过程中，应对课程设计内容予以有效深化，提高设计题目的多样性。依托设计主线，既涵盖传动装置设计的传统题目，有引入生产实践中最新开发的新题目；对制作完毕设计图纸，既可通过手工绘图方式完成，又可通过计算机辅助绘图方式完成，经由一些设计实践，提高学生设计实践能力，培养学生创新能力、问题分析解决能力。在设计训练过程中，为了推进基础理论与设计实践的有效相融，可引导学生开展“轴系零件”测绘、上机开展计算机辅助设计等设计训练，进而提高学生计算机辅助设计能力、机械结构设计能力，为接下来的专业课程学习奠定坚实基础。

四、结束语

总而言之，要想收获良好的机械设计基础教学成效，培养学生动手实践能力，就要不断推进课程设计模型改革，并科学设置课程设计实践，逐步调动起学生对课程设计的主观能动性，培养学生动手、动脑能力。鉴于此，相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，清楚认识机械设计基础课程建设内涵，全面分析机械设计基础课程建设中存在的主要问题，“构建课程新体系，优化课程内容”、“优化教学方法”、“强化实践教学活动创新”等，积极促进机械设计基础课程建设有序开展。

参考文献：

［1］张鄂．“机械设计基础”省级精品课程建设的实践与探索［J］．教育教学论坛，2015，12（11）：148－150．

［2］刘桂花．高职精品资源共享课程建设初步探索与实践———以高职《机械设计基础》课程为例［J］．亚太教育，2016，06（36）：157－158．

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关键词：机械设计；机械传动；实践教学；教学方法

高职《机械设计基础》课程是工科类相关专业的一门重要的专业基础课，课程阐述了常用机构工作原理和通用零件的设计理论。根据近几年来对高职机电一体化专业、工程机械专业以及机械设备维修专业的毕业生跟踪调查，统计毕业生从事的工作岗位，主要是机械设备操作、设备维护保养、设备安装、调试和售后服务等岗位。这些工作对本课程知识的要求均不涉及机械零件设计方面的内容，而只要求对机械传动及其零部件熟悉即可。此外，学生缺乏生产实践经验，在课程学习中感觉抽象，难以理解，加之目前课时的不断压缩，更有必要对该课程的教学内容和教学方法进行改革。

一、课程名称更改为机械传动

《机械设计基础》无论从机械类专业角度和非专业的角度，很容易让学生产生误解，以为这门课主要探讨的是机械零件设计，好像与毕业后从事的技能型工作关系不大。实际上，《机械设计基础》主要探讨的是机械传动，零部件设计是次要的。高职机械类专业学生在学校期间要学的课程较多，用于机械设计基础课程的课时较少，一般在50～60时学时，从高职培养技能型专门人才的目标出发，学生在机械设计基础这门课程里，只要掌握机械传动方面的知识就可以了。如果在课程内容上做些调整，减除机械零件设计方面的内容，课程名称改成机械传动，使学生在学习这门课一开始就能领会到本课程的学习任务，把任何能从事施工的机械分成三大部分：动力部分（如内燃机、电动机等）、传动部分（如机械传动、液压传动等）和工作装置（如装载机装料装置、压路机的振动行走装置等）。将课程更名为机械传动，从课程体系上能体现高职机械类专业培养技能型人才的特点，也避免了非机械类专业人士对机械设计基础课程产生误解。

二、课程内容选取机械传动方面

将《机械设计基础》的主要内容进行分类，如表1所示

将表1的内容按照绝大多数企业岗位对高职机械类毕业生在《机械设计基础》课程的要求进行分类，第一部分机械传动方面，这部分在毕业生就业的工作岗位上应用比较多；第二部分机械零件设计方面，该部分在工作中能用到的很少。根据高职技能型人才培养知识够用的需求，可将第二部分内容删减。这样既保证了机械传动方面的教学课时，又减轻了高职学生学习机械设计理论计算方面的学习负担，进而可以提高学生对具体需求知识的学习效果。

三、课程教学方式方法的改革

机械传动部分的基本概念和基本理论比较抽象，如机构自由度计算中虚约束的判断、平面连杆机构曲柄存在条件的判定、滚子半径和基圆半径对凸轮轮廓的影响、渐开线性质等。这些内容学生在学习时既看不到，又摸不着，在教学中存在着很大的难度。以往我们大多采用多媒体演示教学，虽然也能有动画演示，但毕竟抽象，学生理解起来还是不够直观。采用实践性较强的教学方法，可以很容易的解决这些教学中的困难。因此在这部分的教学中尽量多采用实践教学的方法来帮助学习和理解。将让学生通过看的理解变为直接的体验或揣摩，例如在认识平面机构的学习中，可以让学生亲自制作一个平面机构，使学生能在制作中揣摩和体会连杆机构的特性及制作要领，这个方法我在模具专业课程的教学中应用过，学生的学习兴趣大大提高，知识掌握效果比以往老师讲解效果更好。常用的实践教学法主要有实物教学法和实习教学法，这两种方法可以在具体的机械传动教学中灵活使用。

1.实验教学法。实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。在机械传动课程教学中，由任课老师在课堂上做演示实验，以配合课堂教学。通过实验教学，可以使学生把一定的直接知识同书本知识联系起来，以获得比较完全的知识，又能够培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣，同时还可以培养他们的实际动手能力，为此，要尽可能让每个学生都有机会亲手参加实际操作。为积极创造条件做好实验，任课教师应与试验人员密切配合，根据实验指导书的要求认真做好准备、讲解、指导及批改实验报告等工作，提高实验的质量和效率。

2.实物教学。实物教学法是指在教学过程中，使用大量生活中真实的物体和教具，模拟生活情境来进行辅助教学的一种方法，它是一种既古老又有效的教学方法。在机械传动课程的教学中，有些教学内容离不开实物。在课堂上不易讲解透彻的机构，可以将其实物搬进课堂，对照实物进行讲解。再好的修辞，再好的演讲，也不如看到实物清楚明白。更好的教学方法，就是组织学生到工厂车间进行动态观察，从而使学生能充分地对机构的运动情况进行分析，这是课堂教学的延续和补充。例如，讲解摆动导杆机构运动简图的画法时，在牛头刨床边对照机器的结构和运动情况进行讲解，则可收到事半功倍的效果。学生到工厂车间参观教学时，一定要做基本操作演示，切忌为了“保险、安全”而走马观花。在曾教过的工程机械专业的工学结合班上，便尝试过将学生直接带到工厂车间进行参观教学，学生通过眼观、手触，更直接更具体地感受到机械传动构件的应用，触发了他们极大的学习兴趣，在后面的教学中学生的配合性和主动性也显著增强，教学过程也进行得轻松自如。

3.实习教学。实习教学法是教师在校内外组织学生进行实际操作，将知识、技能运用于实践的方法。机械传动课程教学可以结合专业实习来进行，即在专业实习前，任课教师根据教学内容拟出实习思考题，让学生带着机械传动问题去实习，启发学生自己动脑去发掘尚未掌握的知识，寻找尚未知晓的事物。例如，在齿轮传动机构拆装实习时，可通过对传动齿轮的装拆和齿轮侧隙的测量进一步理解中心距可分性原理；再通过讲解启发学生自己开动脑筋充分分析，热烈讨论，去理解该原理的现实意义，即生产实际中齿轮的装配虽不按标准中心距安装，但仍然可使传动平稳的道理。因此，任课教师应充分利用好专业实习，认真加以引导，提高学生的积极性和思维能力，实习的结果要进行检查总结，以提高知识技能的运用水平。以上三种都属于实践教学法，在机械传动的教学中，还要根据学校的教学条件，学生的接受能力选择应用。

《机械设计基础》教学在整个专业教学计划中占有相当重要的地位，其课程内容应与生产实践、技术推广、社会服务紧密结合，更好地面向社会、面向市场，适应企业岗位需求，与生产实践紧密结合。而课程教学方法还需要教师在教学实践中不断创新、总结和完善，才能更好地推进机械类专业教学做一体化的教学模式的发展。

参考文献：

[1]陈立德.机械设计基础（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

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关键词：机械可靠性工程；教学模式；设计与创新；电力特色；科研思维

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2014）11-0042-02

作者简介：张建平，男，博士后，教授，研究方向为风力发电、寿命预测与可靠性分析、电磁除尘及储能技术；徐达成：男，硕士研究生，研究方向为电磁除尘；王琛：女，硕士研究生，研究方向为寿命预测与可靠性分析；方芳，女，硕士研究生，研究方向为材料性能仿真；吴懋亮，男，博士，副教授，研究方向为快速成型加工技术及应用、质子交换膜燃料电池的结构和优化设计。

基金项目：本文系上海市优秀学科带头人计划“节能LED照明灯失效机理及加速寿命测试系统的研究与应用”（B类）项目（编号：13XD1425200）、上海市科学技术委员会项目“大容量储能钠硫电池关键部件机械性能及其工艺参数优化的研究”（编号：11160500600、11dz2281700、09DJ1400204）、上海市教育委员会科研创新项目“磁场和扩散荷电对ESP中PM2.5捕集效率影响的机理研究”（编号：14ZZ154、13ZZ130）、上海市科委部分地方院校能力建设项目（编号：13160501000）、上海电力学院能机学院“十二五”内涵建设（编号：“085”工程）的科研成果。

可靠性是指产品或系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，它是公认的现代工业产品四大质量指标（性能、可靠性、经济性、安全性）之一。可靠性工程利用概率数学理论分析各种不确定的实际因素对产品质量及性能的影响，用概率来定量表述产品可以完成预定功能的可能性。[1]随着现代科学技术的快速发展，现代机电装备的性能、精度和复杂程度的要求越来越高，工作条件和维修条件也更加严酷，对其可靠程度提出了越来越高的要求。因此，开展可靠性工程的科目学习对于机械学科的研究生来说刻不容缓。

上海电力学院（以下简称“我校”）将机械可靠性工程作为动力机械及工程专业研究生的学习课程，不仅需要研究生掌握必要的可靠性知识，还需要提高科研应用能力。但是，这门课程的传统教学模式以“满堂灌”的理论讲述为主，不但难以激发学习兴趣，而且难以将课本知识真正应用到科研实践中去。深化高等学校教育体制改革在十报告中被再次重申，作为高等教育重头戏的研究生教育更亟待变革，以提高高等教育整体教学质量。[2]因此，本文就如何提高可靠性工程的教学质量而进行了教学模式上的设计与创新，提出了如何在我校电力特色背景的条件下发挥学科专业特长，并将课本理论知识与生产实践、科研项目相结合，调动学生学习的主动性，培养研究生解决电力生产实际问题的创新能力，同时通过优化的考核方式来合理地反映学生对书本知识点的掌握及其应用的科研能力。

一、设计具有电力特色的课程教学模式，深化了学生的专业知识

机电一体化技术发展的状况标志着一个国家机械电子科学技术的发展水平，因此，发展机电一体化技术是发展我国机械电子科学技术的必经之路，也是振兴我国机械电子工业的主攻方向。机电一体化覆盖了机械优化设计、传感器检测技术、机械可靠性工程等相关课程，而机械可靠性工程这门课程对于动力机械及工程硕士点的研究生培养而言是十分重要的。目前，机械可靠性工程涵盖了可靠性理论基础、机械系统可靠性设计、可靠性试验等教学内容，很少涉及电力与节能可靠性方面的内容，如光伏发电、风力发电、节能LED等。我校作为一所具有电力特色的高等院校，如何将机械可靠性工程与学校电力特色结合在一起，成为这门研究生课程设计教学模式的关键。

我校经过多次调研，选用了《机械可靠性工程》作为上课教材，[3]主要包括典型机械零件可靠性设计、电子产品可靠性设计与分析、系统可靠性模型与可靠性分配，以及可靠性试验等方面的知识点。在实际教学过程中，将课本知识与电力行业的实际应用相结合，在主要介绍典型机械零件的可靠性分析的基础上，讲解了将可靠性工程的重要知识点如何应用到电力设备与节能产品的可靠性分析上，如汽轮机的疲劳寿命预测、风力机叶片的优化设计与安全运行、节能LED产品的加速寿命预测等。此外，对系统可靠性模型与可靠性分配、故障模式影响分析的内容进行简单介绍。这种教学模式不仅结合我校的电力特色，而且深化了研究生电力方面的专业知识，为将来的就业打下了良好的基础。

二、设计理论与实践结合的课程教学模式，激发了学生的学习兴趣

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关键词：机械设计基础；理实一体化；教室；规划

我国职业教育的改革不断深入，教学改革的力度越来越大。《机械设计基础》课程在机电、汽车等专业的人才培养方案中处于承上启下的地位，是后继专业课程学习的坚实基础，由于涉及的知识面广、理论要求较高，同时对于教学有着更高的要求，所以，加强理论知识教学、切实提高学生动手能力、树立一定的专业意识，是《机械设计基础》课程教学的重要任务。职业院校也逐渐进行了理实一体化教学模式的改革，这种教学方法使学生在课堂上“动”起来，在学习理论的同时，得到实践的锻炼与强化、提高，实现在“做中学，学中做，边学边做”，很易被学生接受，它改变了传统的教学模式，将理论与实践融于一体进行组合教学，形象、直观，便于学生理解和掌握，能明显提高学生的学习积极性和教学效果。

但是，目前传统的理论课教室已不能满足理实一体化教学模式的需要。为了更好地实现机械设计基础课程理实一体化的教学模式，构建与之相应的理实一体化教室至关重要。理实一体化教室是将教室与工作间融为一体、使教学与实践紧密结合的场所，能够让学生感受情境教学的氛围，在课题（或案例）教学中学习技能，获得能力。

2009年开始，我校开始进行理实一体化教学模式的探索与实践。经过几年的运行、提高与完善，形成了自身特色，得到了各级领导和同事的认可，也取得了一定的成绩。对于机械设计基础课程的理实一体化教学模式的探索与实践，也初步形成了一定的特色，在新的机械设计基础课程“理实一体化教室”布置与投入使用之际，进行“理实一体化教室”规划设计的探索很有意义。

一、理实一体化教室的构建原则

1.坚持长期性与实用性相结合的原则

机械设计基础课程“理实一体化教室”的建设，是育人为本的系统工程，要充分考虑其长期性，要建立稳定的工作、研究方向，在学生接受理论教育、技能锻炼的同时，得到工作素养的培养与提高。“理实一体化教室”要长期坚持运行，能实现可持续发展，逐渐形成特色、亮点，逐步取得标志性成果。一体化教室的构建必须突出教学目标，以教学为主要目的， 突出“理实一体化教室”的实用性。要因地制宜、因时制宜，结合实际情况采取灵活的方式构建教室，同时还要有合适的师资力量来承担指导工作。

2.坚持前瞻性与开放性相结合的原则

机械设计基础课程“理实一体化教室”的建设，不仅要满足现时期学生实习、实训教学要求，还应保证在一定时期内能满足教学模式和教学方法改革需要；不仅要满足专业技术快速发展的要求，还应适应不断增长的社会培训与服务需求。在实训设备上应具备一定的技术超前性和先进性，在实训场地上应预留一定的发展空间，在动作模式上要引入现代企业的先进管理体制，在本地域内起到示范作用。同时，机械设计基础课程“理实一体化教室”不仅对本校学生、教师开放，同时要对区域内的学生和教师开放，并且承担企业在职员工技能培训，下岗再就业人员及农村剩余劳动力的就业培训等社会培训工作，服务地方经济建设。

二、机械设计基础理实一体化教室规划与布置

1.理实一体化专业教室的设计思路

以理论教学和实践教学一体化、讲解与操作演示等教学手段一体化、专业知识讲授与操作技能训练及职业能力培养一体化的要求对专业教室进行设计，将教室、实验室与实际工作环境融为一体，参考德国职业教育的教室环境布置，以工作小组为单位设计工位，以利于学生的小组合作学习，形成了既能安放理论教学设备，又能安放实验设备，既能进行理论教学，又能进行实际操作，既能集中听教师讲解，又利于学生分小组讨论的新型教室。

2.理实一体化教室的构成

（1）教学区

同现有的多媒体教室大体相同，承担传统的教室功能，可以对全班进行理论讲授，教师传授知识或学生讲述工作方案、展示个人工作成果的区域，配备有桌椅、黑板、讲台、讲桌、多媒体投影设备等。利用计算机制作模型、仿真动画进行辅助教学。如利用Flash、UG、Pro/E、MasterCAM、3dmax等软件制作零件、机构的模型或仿真动画，应用于课堂教学，使理论教学直观化。

（2）讨论区

供学生讨论的区域，一般为圆形布置，学生围座在一起讨论方案或制定计划，教师也可以参与学生的讨论并进行指导。

（3）演示工作区

学生操作演示、教师示范讲解、学生汇报表演的区域，根据项目的功能配备相应的工作台和设备。

（4）资料查询区

应配备有可连接因特网的通用计算机，同时该区域还应配备有常用手册、图册、计算工具、作图工作等。沿教室墙壁摆放陈列柜，摆放已有的键、销、联轴器等教学模型，可以分析其结构、类型及用途，利用带传动、链传动、齿轮传动及各类机构等可以演示其运动过程，分析其工作原理。

通过机械设计基础课程“理实一体化”教室的规划设计，改进机械设计基础课程的教学条件和教学环境，进一步提高教学效果，同时对于我校乃至兄弟院校其它课程的理实一体化教学也有着一定的指导意义。随着我国职业教育的快速发展，对人才的需求也不断增加，什么样的教育教学环境更适合人才的培养，还有待更多的同仁进一步探索研究，找出更多适合的教学方式和途径，不断推进我国的职业教育事业。

参考文献：

[1] 邓自佑，黄清华，颜学义；基于工作过程的理实一体化专业教室设计初探[J]；岳阳职业技术学院学报，2009年第6期。

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【关键词】中职；机械专业；课程群；教学设计

1.研究背景

中职教育本着“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育教学目标，是为企业培养生产第一线的、操作技能型人才的教育。作为中职机械专业的学生，必修的专业基础课程包括：《机械制图》、《机械基础》、《金属材料与热处理》、《公差与技术测量》、《钳工工艺学》等。目前这些课程普遍采用学科本位教学体系，然而这种教学模式与中职人才培养目标并不相符，造成中职机械专业学生缺乏专业兴趣、学习热情不足、动手能力差等尴尬局面。为了改变这种状况，我校张晓主持的课题《基于系统教学的中职机械专业专业基础课程群的构建研究》于2013年9月份成功申报了江苏省教育科学“十二五”规划专项课题。立足于江阴市璜塘综合高级中学，该课题基于系统教学，以能力为本位，对中职机械专业的实践和理论教学体系进行重构，以减速器为主线将中职机械专业基础课程整合成紧密联系的课程群，根据减速器不同阶段的学习任务所选取相应的理论教学内容。本研究源于此课题。

2.研究理念

本研究中课程群构建的基本思想是把中职机械专业课程中内容联系紧密、内在逻辑性强、属同一个培养能力范畴的同一类课程作为一个群组进行构建，这使得课程内容原有的归属性被打破，将会从学生培养目标出发把握课程内容的分配、实施，保障技能的实现。本研究主要涉及的教学设计研究包括《机械制图》、《机械基础》、《金属材料与热处理》三门课程。本研究教学设计的目的是为了提高教学效率和教学质量，使学生在单位时间内能够学到更多的知识，更大幅度地提高学生各方面的能力，从而使学生获得良好的发展。教学设计分为以“教”为中心和以“学”为中心两大类。本研究主要采用以“学”为中心的行动导向教学法进行教学设计。在教学设计过程中，围绕着减速器，以“三框架八模块”为中心，采用行动导向教学法进行教学设计的研究。

3.教学设计研究

基于课程群的中职机械专业课程教学设计研究的内容主要包括以下几个方面：

3.1对中职机械专业课程教与学现状的调研及分析以问卷调查及访谈的方式，对本校机械专业的校企合作单位、教师、学生等进行调查研究，了解企业对中职机械专业学生能力的要求，反馈学生综合职业能力现状，了解教师在授课过程中出现的问题、难题，清楚学生的学习状态、学习方法、存在的困惑等。结合本研究，对存在的问题进行分析，从而找到解决问题的突破口。

3.2基于课程群理念，对中职机械专业三门课程的有效整合收集国内外关于课程群的相关论文，对课程群进行理论学习。基于课程群理念，以减速器为主线，将中职机械专业课程中三门知识紧密相连的《机械制图》、《机械基础》、《金属材料与热处理》三门课程进行有效整合。

3.3中职机械专业课程教学设计框架及方法的研究本研究围绕着减速器,初步将中职机械专业课程教学设计的框架分为“三框架八模块”,在教学设计方法的选用上，本研究强调以“学”为中心，拟采用行动导向教学法进行教学设计的研究。

3.4中职机械专业课程教学设计内容的研究对中职机械专业课程教学设计的内容进行研究，主要包括教学目标分析、教材内容分析、学习重点目标阐述、学情分析、教学策略的制定、媒体的分析使用及教学评价等七个元素。在这里，我们重点研究学习目标、教学策略和教学评价三个主要元素。

3.5基于本研究教学设计的教学案例研究将教学设计应用于我校机械专业课堂教学中，对教学实施过程中形成的案例进行反思、分析，并提出改进意见，从而积累典型的、有意义的教学案例集，对我校的中职机械专业课程教学提供可借鉴价值。通过本研究旨在对我校中职机械专业课程体系进行有效整合，改善教法与学法，使学生学有所依、学有所乐、学有所得，进一步提高教学效率和教学质量。

【参考文献】

[1]许中明,罗勇武.以能力为本位构建高职机械专业基础课程群教学体系.职教论坛.2010-01-25.