对机械设计基础的理解范文

导语：如何才能写好一篇对机械设计基础的理解，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：实践教学；自学指导；类比教学；演示教学

中图分类号：G42 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）09-0155-02

《机械设计基础》是高等职业技术院校面向机械类专业，即机械设备维修、矿山机械、建筑机械、铁路施工机械、公路施工机械、汽车维修、数控技术专业、机电一体化专业、模具设计与制造专业开设的专业技术平台课程，是基础课与专业课衔接课程。课程内容涵盖机械原理和机械零件两门学科。课程涉及计算机基础、高等数学、工程力学、机械制图和机械制造基础多门相关学科。目前在本课程的教学实践中，采取了多种多样教学方法和手段，常用的有实践教学法、自学指导教学法、类比教学法、多媒体教学法。机械设计基础课程特点是涉及内容面广量大，教学方法的方多种多样，教学方法的选择直接影响到教学效率和学生的学习效果。我通过多年承担机械设计基础的教学工作，在诸多种教学方法中，提炼了对以上提到的四种常用的教学方法，对这些教学方法如何在机械设计基础的教学中应用进行分析比较，同时结合机械设计基础教学的教学内容进行如下探讨。

一、实践教学法

实践教学法是基于学生的直接经验、密切联系学生自身生活和社会生活、体现对知识综合运用的教学方法，教师通过一定的实践活动将概念化、条理化、抽象化的书本知识转化为学生的理性认识和实践能力的一种有效方法。实践教学法是理论联系实际的桥梁，在《机械设计基础》教学过程中经常被使用。实践教学法在教学实践中注重，引入新课要精心设计，把新课涉及的内容和主题联系，学生实践过或接触过的问题提出来，这样很直接地揭示本课主题，能使学生的注意力很快引入课程主题的学习和探讨中。在探讨《螺纹连接与螺旋传动》时，可以从如下实例入手：例举生活中遇见的多种实例，这些实例都有一个共同特点，用手拧紧螺栓时候，顺时针拧就能拧紧螺栓，可家庭用来煮饭的液化气钢瓶就不一样，液化气钢瓶逆时针才能拧紧，都是螺纹拧紧工作，就有不同的操作方向，要解释这个实际生活和工作中遇见的现象，只要认真学习本章所讲的《螺纹连接与螺旋传动》教学内容，就能够比较轻松容易地理解掌握《螺纹连接与螺旋传动》的原理。又如在探讨《链传动》时，可以从人骑自行车的实例入手，人在骑自行车时，经常遇见自行车链条从链轮上脱离，这时骑自行车的人就会感到有力没法使，自行车也不能驱动，既然自行车链传动中链条容易脱离链轮，为什么自行车制造商还要采用链传动来做自行车的传动装置呢？如果一定要用链传动做自行车的传动装置，用什么方法能使自行车链条尽量少些脱离链轮。学习本章《链传动》后，这些问题都迎刃而解。在探讨《机构自由度》时，机构运动简图、机构运动示意图、平面机构自由度这些概念比较抽象学生难以理解，通过简单机构测绘实践，学生就会对机构、机构示意图，机构运动简图，有了较深的理解和认识。有了实践的引入和运动简图测绘实践活动，学生对机构的运动，机构运动自由度，计算机构自由度，判断机构能不能运动，从动件有没有确定的运动等教学内容都能够基本掌握。在机械设计基础的教学中，用实践教学法，可以启发学生学习机械设计基础的兴趣，能够事半功倍地完成本课程的教学任务，学生和老师都能较轻松地完成本课程的教学标准。

二、自学指导教学法

自学指导教学法是在教师的指导下，让学生经过自学，找出不理解的内容，然后教师再针对学生提出的问题重点讲授的一种课堂教学方法，该教学法有五个环节组成，即：布置题目-自学-练习-讨论交流-点评小结。这种教学方法体现了学生为主、自学为主、练习为主的三原则，自学指导教学法促成了教师、学生和教材之间的和谐统一。在《机械设计基础》课程，对于较简单的教学内容，可采用自学指导式教学方法。自学式教学方法教师根据本节课的内容设计几题课堂练习，学生带着问题自学，然后完成教师布置课堂练习题，老师随机挑选几名学生在讲台上，交流自己独立完成的练习的思路、步骤和展示自己完成的练习；老师概括性的点评学生完成练习中出现的问题，提出正确的解题方法，公布正确的练习答案。如机械设计基础中的，凸轮机构可以采用这种方法，本课题可以提出这些问题，你在平时的生活和生产实践中，看到过凸轮机构应用在那些机器设备上（举例説明）？凸轮机构中，常用的从动件运动规律有哪几种？各有什么特点？基园半径过大，过小会出现什么问题？滚子从动件的滚子半径应如何选取？通过50分钟时间的自学后，学生之间相互交流探讨，大多数学生基本能完成以上老师布置的练习；老师随机挑选几名学生上讲台交流自己解题的思路并演示自己解题的过程和结果，经学老师点评，绝大多数学生能掌握凸轮机构的工作原理和应用。自学指导教学法在机械设计基础课程的教学中，能够帮助学生锻炼自己，提高自学的能力，自学能力的培养也是大学教育一个重要的目标。培养学生终身学习能力，这种教学法起到了事倍功半的效果。

三、类比教学法

类比教学法是类比推理在教学中的具体运用。类比教学法对于引发学生的学习动机，帮助学生理解抽象的事物和概念，发展学生的求异性思维以及培养学生学习的主动性具有重要意义。类比教学法用在《机械设计基础》课程中，如摩擦轮传动、带传动、螺旋传动、链传动等，每种传动教学过程都是介绍结构、工作原理、分类、参数、应用特点。前面几种传动可以详细介绍以及层层递进分析这些传动机构，当学生掌握前面几种传动机构的工作原理、机构特点及在机械设备中的应用当学生渐渐熟悉了这种分析传动的方法后，用链传动来做一次类比法教学，先让学生模仿前面的方法来分析链传动的结构、工作原理、分类、参数，再归纳总结出链传动的机构特点及在机械设备中的应用。在机械设计基础中齿轮传动，蜗轮蜗杆传动，齿轮系的教学中，用类比教学法也比较有教学效率，在详细讲授圆柱齿轮的几何尺寸，基本参数，正确啮合条件，连续传动条件等内容后，可以用类比法学习斜齿圆柱齿轮，锥齿圆柱齿轮和涡轮蜗杆。采用类比法教学中教师有意识地运用这种层层推进、抽丝剥茧的分析问题、思考问题的方法学生们能较轻松地完成学习内容。学生也在潜移默化中学会了用类比法学习新知识，新技能。学生今后在工作岗位上碰到新的设备，也会运用类比法分析问题。类比教学法在机械设计基础课程教学中，可以训练学生应用类比法分析问题的能力，同时在一定程度上能够提高本课程的教学效率和学生的学习效果。

四、多媒体教学法

多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过课程教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。在机械设计基础的教学中，所有的运动机构都可以制作成动画，如概述部分中有关机械、机构和机器等概念，做成动画后学生就能在最短的时间里，接受机器、机构、机械、零件和构件的含义；齿轮机构、蜗杆机构、带传动和链传动做成动画，学生就能在最短的时间里，弄懂这些机构的工作原理；如齿轮机构做成动画，渐开线的啮合特点，渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特点，渐开线齿轮的根切现象，变位齿轮和变位齿轮传动的教学内容，都能在较短的时间里让学生接受这些知识和初步理解齿轮机构的工作原理。多媒体教学法用在机械设计基础的课程教学中，能够提高教学效率和教学质量。如果要制作这些机械传动机构的动画，比较消耗人力，财力。目前机械设计基础的动画教学资源基本上能够共享，机械设计基础多媒体课件可以再网上下载，根据本学校专业的特点加以修改，就可以应用。这样多媒体在机械设计基础的教学中就应用更方便，更广泛。

总之，在机械设计基础的教学过程中，以上四种教学方法的选用应参考学生以前的所学课程的掌握程度，学生的学习兴趣，学校现有的教学条件和教学资源，任课教师的特长等因数因材施教。在应用这些教学方法时，同一章节也可以采用一种或几种教学方法。实际上在机械设计基础的教学中，还有很多的教学方法。无论在教学中选取哪一种教学方法，突出高职教育的特点，尽量在教学中，联系生产实际，避开在今后很难遇到的机械设计基础课程里较深的理论问题。在整个课程的教学中体现培养技能型人才的目标，提高本课程的教学效率，达到高职机械设计基础课程的教学标准。

参考文献：

［1］李正峰,蒋利强.机械设计基础［M］.化学工业出版社,2011,(10).

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关键词：机械设计；教学内容；教学主线。

《机械设计基础》课程是机械类专业的一门重要的技术基础课程。它的主要任务是使学生掌握各种常用机构及通用零件的工作原理、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。对这门课程的教学，主要作了以下探索。

一、 合理安排各章顺序开展教学

由于机《械设计基础》所介绍的常用机构及通用零部件众多，为了不使学生感到“繁杂”，合理安排各章顺序是很重要的。

“轴”在机《械设计基础》中是很重要的一章，轴的设计涉及到轴上的所有零部件。如联轴器为标准零部件，在选择时，其轴孔直径影响到轴的最小直径；齿轮的尺寸影响到齿轮所在位置处转子的直径；在进行轴的结构设计时，轴上传动零部件的受力情况，影响到滚动轴承或滑动轴承型式的选择，进而影响支承所在位置处轴的直径及轴的结构。因此笔者在讲授时，将“轴”的内容安排在最后讲。先介绍各种联接、传动及支承零部件的工作原理及其设计，然后通过介绍“轴” 的设计，将各种联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、滚动轴承及滑动轴承等零部件综合在一起。这样做容易使学生感到系 统性强、条理清晰。

二、围绕一条主线开展教学

任何一门知识都具有系统性，《机械设计基础》亦如此。因此课堂教学应围绕一定的主线展开。

《机械设计基础》上半部分主要介绍了三大类常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，其中各类机构又可划分为很多种类。由于种类众多，容易使学生感到内容繁杂。为了使学生从总体上把握各类常用机构，在讲解时以常见的往 复式四冲程内燃机作为这一部分的教学背景或主线。使学生在学习某种常用机构时，联想到其它常用机构，并进一步引 导学生主动分析各种常用机构的异同点 。

往复式四冲程内燃机利用平面连杆机构变换运动形式（移动形式与转动形式之间的变换），实现可燃气体的进气、 压缩及排放；利用齿轮机构变换运动速度；利用凸轮机构变换运动形式（将转动形式变换为移动形式），实现进气阀与排 气阀的开关；最后通过飞轮实现输出转速波动的调节。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应该在第一章中给学生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。

如在讲解曲柄滑块机构时，讲到该机构有两种类型，即对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构。然后提问：在内燃机 中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型？接下来讲解这两种类型的区别，即对心曲柄滑块机构没有急回运动，而偏置曲柄 滑块机构存在急回运动。然后解释内燃机的输出要求尽可能匀速输出，故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例讲解对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构的特点，能使学生印象深刻。

三、紧密联系课程设计内容开展教学

《机械设计基础》下半部分是关于通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。通用零部件种类 较多，如有螺纹联接、键联接、销联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器等，学生对这部分内 容普遍感到“繁杂”。在介绍这部分内容时可考虑与对应的课程设计内容相联系，如与带式输送传动装置（减速器）的设 计相联系。

众所周知，课程设计是高等工科院校相关专业学生运用所学相关理论知识解决工程实际问题的第一次较全面的设 计训练，是机械设计课程的一个重要教学环节l21。因此笔者在《机械设计基础》下半部分教学中以工程设计为目标，以减速器为主线。使学生在学习各种通用零部件时能够密切联系实际，同时能从全局高度理解各零部件间的关系。

如齿轮传动设计，通常已知传动方案、转速比、传递功率及输入轴转速。笔者在讲解时告诉学生，传动方案是根据使用情况及各种传动方式的特点首先确定的。传动方案可以包括齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动或它们的组合。而在齿轮传动部分，转速比的选择一方面与齿轮传动类型、齿轮精度、方式有关，另外也与整个系统各部分传动比的分配有关。传动比的不同分配，决定了齿轮所受到的力的大小和齿轮的尺寸，同时对齿轮所在主轴的结构尺寸和滚动轴承的选择产生影响。因此齿轮传动设计不是孤立的，它对整个系统各零部件的设计都有影响，设计时应综合考虑。

四、 在教学中引入现代机械教学内容

传统机械主要由原动机、传动部分及执行部分3部分构成，这也是机《械设计基础》这门课所要讲述的对象。但随着科学技术的发展，现代机械的应用范围不断扩大。所谓现代机械是在传统机械上集成了控制系统、测试系统及其它辅助系统（如故障诊断、显示等），以提高生产自动化水平、延长设备使用寿命、保护环境等。

目前大多数《机械设计基础》教科书没有“现代机械”这一方面的内容介绍。笔者认为，一方面，教师应该强调现代机械仍然是以机械工程为基础的，工科学生必须具备机械设计基础知识，为后继专业课程的学习及日后从事技术革新创造条件；另一方面，教师在讲课时也应适当介绍一点现代机械特别是机电一体化机械方面的知识。这不但不会削弱所应讲授的传统机械方面的内容，反而会加深学生对机械的发展及整个机械大系统的理解，增强学习机械设计基础知识的积极性，消除“机械过时论”或“机械无用论”的错误思想。

五、 结 论

《机械设计基础》是一门非常重要的技术基础课，内容较多，但课时相对较少。研究如何在教学中培养学生机械大系统的观念、工程意识、机械设计能力、创新意识是非常重要的。而教学内容、教学方法的不断改进，有助于提高学生的学习兴趣，增强他们学习的主动性，为今后进行相关机械设计工作打下良好的基础。

参考文献：

[1]杨可桢，程光蕴。机械设计基础[M]。北京：高等教育出版社，1999。

[2]朱如鹏，郭学陶。机械设计课程设计[M]。北京：航空工业出版社，1995。

[3]徐龙祥，欧阳祖行。机械设计[M]。北京：航空工业出版社，1999。

[作者简介]熊细保（1947—），男，江西丰城人，汉族，江西渝州科技职业学院副教授，主要从事机械类专业教学工作。

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摘要：本文从技工院校机械制造与自动化专业的培养目标出发，提出了机械基础课程教学以创新能力为主线的构想，即从创新教学内容、创新教学方法、创新教学手段、充分利用教学资源、创新实践教学等方面对机械基础课程进行改革。

关键词 ：机械制造 机械基础课程 技工院校

一、创新教学内容

技工院校机械制造与自动化专业的培养目标是培养能够从事机械产品制造以及机械设备维护等方面的高技能人才。为了提高学生的创新能力，有必要将原机械基础课程中的内容进行重新编排，按照基础设计、零件设计、系统设计和创新设计四大模块重新编排，并且将培养学生创新能力贯穿于四大模块中。通过对机械制造与自动化基础课程中的机械制图和CAD制图等课程的学习，提高学生空间思维能力和形象表达能力；通过对基础课程中的机械原理和机械设计等课程构成的零件设计模块的学习，提高学生机械零件的设计能力；通过对基础课程中的工程图学和机械装备设计等课程组成的系统设计模式学习，提高学生机械设备设计能力；通过对基础课程中的机械设备拆装、创新设计等内容教学，提高学生的创新能力。

二、创新教学方法

1.实行理实一体化教学方法

在授课时，教师先对即将讲授的知识以及工程实际情况进行简单介绍，引入新课；然后提出问题，激发学生的兴趣。学生带着问题观摩实物，形成初步的感性认识。比如在组织学生学习齿轮传动知识时，老师首先把减速器拆解，让学生对实物的内部结构有一定的感性认识，同时讲授传动原理等知识，然后结合实例让学生明确知识在生活中应用的意义，最后引入实践环节，让学生在实践中强化对所学知识的理解与应用。教学实践证明，采用理实一体化教学方法，能够很好地提高教学效果。

2.采用多种教学方法，提高学生创新能力

教师在教学过程中，可以运用类比教学法，把具有关联性的知识放在一起进行类比，使学生能够正确区分，以加深知识的了解。比如在学习直齿圆柱齿轮传动知识时，老师可以把圆锥齿轮的相关内容与所学知识放在一起，让学生通过类比掌握知识。此外，教师可以利用头脑风暴法、项目教学法等多种教学方法进行教学，最大限度地调动学生学习积极性，有针对性地对不同基础的学生进行教学，以提高每位学生分析问题和解决问题的能力。

三、创新教学手段以及教学资源

在机械基础课程教学中，教师应该充分利用课件、视频、动画、挂图、教具等教学手段丰富教学课堂，使复杂的机械零件结构通过直观的形式表现出来，从而突破教学难点，提高教学质量。可以建设创新设计实验室，将实验课程引入专业教学中，让学生在实验室组织活动，提高创新能力。还可以在创新实验室内，准备一些试题库、项目材料以及能够辅助创新设计的模型、教具等教学资源，学生可以在创新设计实验室内组织创新设计大赛，从而提高设计能力、动手操作能力和创新能力。

四、创新实践教学

机械基础课程中实践环节的教学，可以将原来主要讲授机械设计基础的教学内容整合成机械创新设计教学内容，改变以前老师布置任务，学生被动模仿操作的情况。根据学生的实际情况，教师把学生分成两个小组，把设计能力较弱的学生编排在一组，把设计能力强的学生编排在一组。设计能力较弱的一组完成的教学任务有：课程设计中所规定的理论基础内容；轴、端盖等零件的加工制造；典型零件工艺设计，并且完成工艺设计卡片；零件加工、装配和调试。设计能力较强的一组完成实际产品的改进，比如重力小车的设计改进，电气化门窗的设计改进等内容，让学生在实践中发现问题并解决问题，提高创新设计能力。

在顶岗实习教学环节，教师把培养和提高学生创新能力，培养和提高学生解决问题的能力作为主线，通过企业师傅和学校实习老师共同指导的学生顶岗实习教学，使学生在校外实习的过程中了解企业的生产过程，加深对专业理论知识的理解，提高动手能力和创新实践能力。

五、小结

实践证明，以创新能力为主线，创新教学内容、创新教学方法、创新教学手段，充分利用教学资源创新实践教学，进行机械基础课程改革，对提高学生创新能力是一条可行之路。

参考文献：

[1]刘利国.机械基础课程群系统教学法研究[J].广西教育，2011(11).

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摘要：随着社会经济不断发展，我国机械设计制造行业发展迅速，相应提高了对于机械设计制造技术的实际要求。工业设计具体是指人们根据某一目标，而进行的创造性设计，其本质是对美学、工学等学科知识的综合性运用。发展工业设计，对于企业核心市场竞争力的提高具有重要意x。笔者从工业设计和机械设计制造技术基本特点入手，就机械设计制造技术的未来发展趋势进行了探讨，以供相关单位及人员参考。

关键词：工业设计；机械设计制造技术；应用探讨

工业设计是一种在工业革命之后受到广泛重视的综合性学科，主要分为传统工业设计和现代工业设计两类。美学和工学是工业设计的重要实施基础，体现了工业设计的基本特征和要求。近几年，我国机械设计制造行业发展迅速，传统模式下的机械设计制造技术，无法再满足现代行业的实际发展需求，继续对其进行创新和优化调整就显得至关重要。本文从工业设计和机械设计制造技术有关基本特点入手，就现代机械设计制造技术的未来发展趋势，进行了探讨，具体内容如下。

一、工业设计基本概念及特点分析

（一）工业设计基本概念分析

工业设计具体是指人们为达到某一理想目标，而进行的创新性设计，涉及多个学科知识的设计应用，其中工学和美学是其重要的实施基础。自第一次工业革命之后，工业设计收到了越来越广泛的重视和应用，并逐渐发展出传统工业设计和现代工业设计两个类别。

传统工业设计侧重于产品设计，主要追求人与物品间的良好匹配效果。现代工业设计相关理念，是在传统工业设计理念基础上，融合现代工业发展需求提出的全新理念，其包含设计构思到方案完成的全部过程，同时包含使用工程手段进行设计表达，并达到相应的设计目的的所有工作，具体表现就是现代设计制造及相关服务的设计过程。

（二）工业设计基本特点分析

1、知识综合性特点分析

通常情况下，人们习惯将工业设计片面地理解为外形设计，同时习惯将其与“嘈杂的环境、冰冷的机器、机械化的劳动以及油污”等概念联系到一起。但通过其基本概念分析可知，工业设计不仅包含工业产品设计相关内容，其也是促进“人-机器-环境”三者和谐发展的重要手段，涉及多种学科理论的实践应用，具有鲜明的知识综合性特征。

2、实践性和应用性征分析

工业设计是为了实现或达到人们某一期望或目的而存在的学科，其根本目的在于通过不断的设计和创造，改变人们的生活环境和品质，优化人们的生活方式，从而创建出更加个性、自然、便捷的生活，故而其具有突出的实践性和应用性特征。

3、时代性特征

随着科学技术的发展和时代的变化，工业设计体现出的基本要求也会随之变化。目前，工业设计以“绿色节能、健康环保”作为基本设计要求。

二、现阶段机械设计制造技术发展动态分析

对于机械工程来说，制造技术和机械设计是其重要组成部分，直接决定机械的综合性能和质量。信息时代背景下，现代信息技术尤其是计算机技术得到了越来越广泛的重视和应用，机械设计制造方法也因此得到了有效的创新和发展。包括借助相关计算机应用程序和数学规划理论，确定最优化方案，或者通过结构离散化，使相互连接且分析容易的单元节点，进行综合求解的设计方法，都是现代计算机在机械设计制造领域的创新应用成果。

三、机械设计指导技术与工业设计的关系及发展趋势分析

（一）工业设计领域中机械设计制造技术的重要作用分析

工业设计具有鲜明的知识综合性特征，其兼顾艺术领域和科学领域两方面的技术知识应用。其中，科学技术占据重要的核心地位，是工业设计实施的先决条件，所有产品的设计和生产都需要满足科学技术的实际要求，如设计违背客观的科学规律，就说明其缺乏科学性且无法实现。因此，机械设计制造技术在工业设计领域占据重要地位，相关设计人员必须在充分掌握机械工程有关基础理论的基础上进行工业设计，以确保工业设计的科学性和合理性，避免功能、外观等设计与力学、结构等客观规律相违背，从而提高工业设计的整体设计水平。此外，设计师应充分发挥自身工业设计专业优势，通过结构、外形、色彩的优化设计手段，提高用户的产品满意度。

（二）机械设计制造技术领域中工业设计的重要作用分析

就机械设计制造技术而言，工业设计的重要作用，主要表现于人机工程方面。“以人为本”围绕人的本质需求进行产品设计，是人机工程学的核心理念。这种环境背景下，所有的设计理念都需要从人的本质需求中获得，并对收集到的信息进行综合分析，完成设计的基本判断。除传统的“人、机器、环境”三要素外，人机工程学额外引入了使用者和消费者的理念，使人和产品联系成为一个完整的系统，进行共同的深入讨论。随着社会经济不断发展，人机工程学受到了越来越广泛的重视和关注，是现代机械设计制造不可或缺的关键性因素。

（三）二者的结合应用趋势分析

无论是工业设计，或是机械设计制造技术，都有其独特的特点，加强二者间的结合应用，可实现二者特点间的有效融合，进而产生更多的经济效益，促进企业良性的可持续性发展。对于当前的企业而言，应在“绿色节能、健康环保”的基本要求基础上，积极促进工业设计和机械制造技术的两盒应用，探索二者间有效的融合渠道和方式，同时加强企业内部的人才培养，进而为企业的未来发展，奠定扎实的基础。

结语：

综上所述，工业设计是一种以工学和美学作为实施基础的综合性学科，在机械设计制造技术有着极为重要的应用。加强二者间的结合应用，可进一步发挥二者各自的优势特征，提高企业核心竞争和经济效益，实现企业良性的可持续发展。

参考文献：

[1]段巍迪.试论工业设计与机械设计制造技术的相关运用[J].科技与创新，2016（11）.

[2]陈宗涛，熊巍，吴昊等.浅谈工业设计及机械设计制造技术的应用[J].科教导刊，2014（02）.

[3]陈永胜.工业设计及机械设计制造技术的应用[J].企业技术开发（下半月），2015（03）.

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关键词：机械设计基础 教学改革 教学方法

《机械设计基础》是机电工程专业基础学科之一，是研究机械的工作状态、工作原理、机械构成原理、机械零件功用和机械零件结构及工作可靠度的工程技术科学。该学科所涉及的知识与技能不但为从事与机械工程相关工作的技术人员所必备，而且对人们的生活和工作中的创新实践活动有极大的帮助。下面笔者从自身的教学实践出发，谈一谈该课程的教学改革的一些做法。

一、加强课程内容的整合

随着科学技术的不断发展，教材的滞后性越来越呈现出来，因此必须对课程内容进行整合。要删除陈旧的章节、增加必要的新知识等手段，精心设计课程体系。强调机械设计基础与生产一线实际应用的紧密联系，突出中职教育的特点，重新编排课程内容的顺序、详略，重新确定重点，构建了课程新体系：机械设计理论基础――联接――机械传动――通用零部件――机械系统综合设计。课程新体系有利于学生先了解机械整体的基本知识和要求，把握零件和整体的关系，再从联接入手，到各种机械传动、常用机构，以机械传动为课题重点，把握各种机械传动的特点，为培养学生机械安装和调试能力打下基础。机械系统综合设计，对机械设计一些共性问题进行综合阐述，为后继的课程设计做好准备。优化重组课程内容。同时，在教学中适当补充一些与生产一线联系紧密的实例，如轴承的安装、定位、配合、紧固、调整、和密封。对于部分实践性很强的内容，如带传动中传动装置的安装、调试，包括带轮的安装、调整，带的安装、松紧程度的检验及调整，带的张紧等，可以利用多媒体教学手段，有条件的话改为现场实践教学，把原本抽象的内容变得直观易懂。如对机械设计部分，把齿轮传动的设计计算应用、轴的设计、滚动轴承的选择及组合设计、螺纹联接的强度计算及螺栓组联接的受力分析、机械零件的疲劳强度设计等内容列为重点，利用有限的学时详细讲授。

二、综合运用多种教学方法

本课程学习活动的设计应以生产和生活中的常用器具和机械为载体，课程内容的教学要求必须以学生自主学习为主，老师的讲授与辅导为辅。为保证学习活动的顺利开展，我们教师事先对教学内容必须要有充分的准备，对整个教学过程要有一个全面完整的精心教学设计，为学生布置学习任务，提供必要的学习资料，教师必须要求学生进行先期预习，在课堂上采取集中讲授、问题研讨等多种形式解决相关问题，在实习环节采取分组方式，分派各组的工作任务，实行有效的分工与合作。共同完成学习任务。

在教学方式上，广泛采用角色扮演教学、情境教学、案例教学等方法，从理论的传授过渡到方法的学习。通过本课程的学习使学生掌握机械设计基础的基本思维方式及机械设计基础的实践技能，在每一次课上都有相应的案例，与生产实际结合紧密，鼓励学生积极参与案例分析。同时密切结合中职学生的特点，突出学生主体，寓教于乐，通过与课程内容紧密配合的课堂活动（角色扮演、讨论、案例分析等），丰富教学内容，调动学生学习的兴趣，激发他们的学习热情和互动交流意识，使学生真正成为学习的主人。

三、突出实践性教学环节

《机械设计基础》是一门实践性很强的课程，过去的教学体系重理论、轻实践，加之教育经费投入的不足，教学模具不完全、实验设备少。近几年来，我校购置了大批教学模具和实验设备，扩建了实验室，完善了实验性教学体系。由于学生很难在现有车间的封闭机器中见到各类机构及其传动系统，因此，建立了机构陈列室。机构陈列室主要展出机器中常见的各类机构的形式和用途，演示机构的基本原理，采取开放式管理，学生碰到书本中难以理解的机构可以随时进机构陈列室观看模型，收到了较好的效果。开设的实验课除传统的齿轮传动效率测试、带传动及链传动等实验外，还考虑根据现有实验条件逐步增加设计性、创新性的机构综合实验。根据教学进度，组织学生到生产现场教学参观、实习，增加学生对所学内容的感性认识，充分发挥“工程环境”的教学优势，为课程综合设计打下良好基础。

四、利用多媒体课件

伴随着计算机技术尤其多媒体技术的迅速发展，应用多媒体进行教学的教学模式成为教学改革的热点和发展趋势，它以图文并茂、声像结合、动静相宜的表现形式，使学生获得直观、生动、具体的教学效果。机械设计基础课程是一门理论联系实际的课程，学生普遍对该课程所研究的各种机器、机构和零件缺乏感性认识，而且课程内容也较为繁杂，为了使缺乏相关实践经验的学生能够较好地理解课程的内容，过去几十年一直采用挂图、模型乃至实物辅助教学。为适应教学改革的需要，研制了多媒体课件，从而将课堂教学引入全新的境界，进一步提高了课堂教学的质量。在课件的制作过程中，根据认知规律和课程特点设计和组织课件内容。根据教学内容充分利用多媒体优势创设生动活泼的教学情景，多角度地调动学生的积极性。如在课件中，数十幅三维动画有效地帮助学生在头脑中建立起机构和运动的联系，掌握机构的工作原理；合理的色彩搭配、丰富多彩的文字动画和幻灯片风格各异的页面切换，配以适当的音效，有助于突出课堂教学内容的重点，抓住学生的注意力；在教学内容上增加了许多相关的背景知识和实际应用知识的影片资料，这些内容花费时间很少，但却能够使学生开阔视野，增长见识，增强学生的实践意识，弥补了书本知识的不足。课件采用了超媒体的设计方法，除了能准确无误地实现灵活的跳转外，还能方便地导入大量的视频资料，特别是插图、表格、平面图像、三维动画和录像片段。这对于形象化教学和提高教学效率都起到了非常重要的作用。

五、采取科学的评价手段

在呈现评价结果时，应注重体现综合评价和要素评价两方面。对学生的评价可区分课程考核评价（60%）和实际操作技能考核评价（40%）两份成绩，其中课程考核评价分为考试成绩和平时成绩两个部分（40%、20%）。课程考核评价中的考试成绩按照理论教学中知识的预期成果要求用笔试与答辩方式进行考核，其成绩占总成绩的40%。平时成绩的考核评价通过课堂教学中的各种不同教学活动方式下的表现记录进行综合评定，其成绩占总成绩的20%。实际操作技能考核评价是通过对学生实践成果反映出的能力水平与职业态度进行考核，其成绩占总成绩的40%。

参考文献：

[1]张绍甫，张莹，李铁成.机械工程基础（第二版）.高等教育出版社，2009.

篇6

关键词：机械设计基础；教学改革；课程设计

《机械设计基础》是机电类专业学生的主要专业基础课程之一，也是一门能直接用于生产的设计性课程。该课程的教学目的不仅在于传授通用零件和常用机构的基本知识、基本理论和基本设计方法，更主要的是培养学生具备一定的的实际机械设计能力[1]。课程设计是一项实践性教学，是培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识的重要环节，是启迪学生的创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段，可以为以后的毕业设计奠定一定的基础，在教学计划中起着承上启下的重要作用[2]。课程设计时需要查阅大量的国家标准、企业标准手册等相关资料，通过课程设计，可以把《机械设计基础》和《机械制图》、《工程材料》、《工程力学》等所修课程进行有机的结合并综合运用。可以使学生掌握一套完整的设计原则、步骤和方法。

根据教育部的有关规定，电大的脱产学生只能招收成人专科学生。由于近十年来，高校扩招及自考、网络等各种办学形式的多样化，留给成人高考的生源比以往少，但成人高考这几年并没有减招，故而造成录取线走低。总分450分的成专考试，2007年的录取分数为125分，2008年的录取分数为148分，2009年降到了116分，2010为125分。换算成百分制，30分不到就可以上大学了。较低的入学“门槛”，使有的学生毫不珍惜学习机会，旷课、迟到早退的现象都有，每年还有2%～3%的学生自动放弃学业。由于分数线过低，有些学生基础较差，据统计，电大成人专科机电专业学生中，一元二次方程、三角函数这些初中数学内容都不会的学生占到80%以上。

根据实际情况，浙江省广播电视大学对机电专科的教学计划作出了一定的修改，比如减少了统考课程，取消了学习难度较大的《工程力学》，删减了《机械制造基础》的部分内容，调整了必修课、选修课及自选课学分的比例，在一定程度上加大了地方电大教学的自主权。但是具体的教学过程，还需地方电大自行酌情改革。

专科院校的教育以技术应用性人才为培养目标，因此《机械设计基础》的教学改革，必须以全面机械设计素质培养为中心、实际机械设计能力培养为主线，对传统的《机械设计基础》教学内容体系和教学方法进行改革。

一、教学内容的整合

成人专科《机械设计基础》教学内容改革，一方面要贯彻“够用”原则，即为学生学习专业课程（在校的后继学习）和终身学习（发展和创业）奠定坚实基础；另一方面要突出机械设计主题，即培养学生的从业（从事实际设计）能力，实现高等技术应用性人才培养目标。为此，应从以下几个方面入手对教学内容进行改革。

（一）删减难度较大的理论推导和证明，及时修正过时的内容

成人高等教育的目标是培养技术应用性人才，其毕业生所从业的岗位决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉像培养研究型人才那样搞得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理和方法等来解决实际设计问题。因此，对一些过深的、不必要的理论推导、证明都可以予以删除，以便使学生集中精力掌握这些公式、定理、方法的实际应用。例如：带传动中松边拉力、紧边拉力与最大摩擦力等之间的关系推导；齿轮齿面接触疲劳强度计算公式与齿根弯曲疲劳强度计算公式推导过程等都可以删除。与其他先修课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。例如：用弯扭合成当量弯矩法对轴进行强度校核计算以及对轴的各项变形量的校核，对于没有多少力学基础的学生来说简直就是天书，而90年代初编写的教材，其轴承部分早已严重与时代脱节，必须予以修正。教材要以机械传动、机械零件的设计为重点，保证实用性和先进性。

（二）完善设计所必须的基本知识和基本理论，培养较强的图表查阅能力

课程设计是一项以《机械设计基础》课程为基础，根据实际生产要求，综合运用众多课程完成的一项较大的设计任务[2]。完成课程设计，仅仅依靠《机械设计基础》的知识是远远不够的，期间涉及到的知识有《机械制图》、《力学》、《工程材料》、《公差配合与互换性测量》等相关知识[3]。根据浙江省广播电视大学对机电专科教学计划的修改及相关课程的改革，已经彻底删除了《力学》、《工程材料》、《公差配合与互换性测量》等知识，仅仅依靠中央电大90出版的《机械设计基础》，使得学生在设计时缺少相关知识而无法解决问题。

修改后的《机械设计基础》教材，适当增加了《工程力学》中静力学、材料力学的部分知识，增加了《工程材料》中材料力学性能的简单介绍与资料查找，也增加了《公差配合与互换性测量》中偏差、公差、粗糙度、形位公差的介绍与查表选择方法。

在企业中，普通工程师也被称为“表工程师”。也就是说，工程师的重要能力之一就是能够查阅有关图表，从而结合有关公式解决一些生产实际问题。因此，机电成人专科学生的培养目标之一就是培养学生良好的查阅图标的能力。

二、课程设计和课程讲授有机地结合

以往的课程设计程序是：在设计任务下达之后，前三天的计算工作量相当大，教师和学生需要加班赶任务，有时甚至通宵达旦，十分劳累。学生也没有思考的时间和余地，随之会出现应付心态，出现问题马上就问，过分依赖指导教师。也有一部分学生急于求成，做事马虎，设计计算时喜欢照搬照抄，一错皆错，问题成堆。这对学生的设计质量和学习成绩都会产生一定的影响。对于教师来讲，课程设计的前三天，几十位学生争相提问，教师要对类似的问题不停地答疑讲解，疲惫不堪。如此以往，学生的设计质量和工作进度都难有太大的进展。

为此，我们根据教学大纲，在不减少学生设计任务的前提下，把课程设计和课程的讲授结合在一起，在学期开始不久就将设计任务书下达给学生，让学生带着任务，有针对性地学习。可以将课程设计的部分计算内容分成几次大型课后作业来完成，比如带传动设计、齿轮传动设计、轴的强度校核计算、轴承的选择与校核、键的强度校核等。在课堂例题的模板下，学生大部分能较好地完成作业。同时教师在日常授课期间，通过批改学生的作业，适时发现学生计算中的失误并敦促学生及时纠正。

课程设计的结构设计部分可以放在学生“装拆、测绘减速器实验”中进行。在装拆、测绘实验中，让学生仔细观察各类减速器的结构、轴的结构、轴承的安装和固定方法，为以后对轴和箱体的结构设计和画装配图打下基础。

课程设计采用这种方法，使得大部分工作都是在学生的课余时间完成的。周期长，学生和教师都有了很大的回旋余地，学生遇到困难可以有足够的时间思考，教师也可以从容不迫地指导学生通过查阅有关资料和学生一起解决设计中遇到的问题，提高学生发现、思考、分析问题和解决问题的能力，更主要的，是培养学生自主查阅资料的能力和机械设计的方法。

三、引入ug（unigraphics）软件，提高学生的空间想象能力

在以往的课程设计中，由于学生空间想象能力不足，往往依葫芦画瓢，导致学生对自己设计的减速器结构似懂非懂，影响了设计质量。在课程设计中引入ug软件指导学生进行减速器的结构设计，可以增加学生的学习兴趣，提高学生的空间想象能力。

ug技术提供的草图功能、曲线曲面建模、基于特征的实体建模虚拟装配建模机构运动仿真、分析等技术，给机构设计提供了极大的方便[4]。由于学生缺乏实际经验，往往要对某些结构不合理的地方进行多次修改，采用二维设计，结构变动较大时则不得不重新设计并花费很多时间进行绘图。而采用ug软件进行三维设计，只需修改零件的某个参数的数值即可完成整体修改。学生在完成三维设计后，利用ug的制图转换功能，可将使用实体建模功能创建的零件或装配模型引用到工程图模块中，快速转换为二维的工程图，再进行尺寸标注、注释等等，最终完成课程设计所要求的图纸，从而提高学生的专业专业制图、识图能力，加深学生对三维设计与二维工程图之间关系的理解。

四、结束语

设计是一个创新的过程，工程上涉及的零件、构件错综复杂，《机械设计基础》包含门类繁多的零件、构件、机构，如果没有一条清晰的主线，极容易使学生听得毫无头绪，造成理解上的混乱。所以在授课时，要紧紧围绕培养学生实际能力这条主线。不管是什么类型的零件，都遵循着相同的基本设计程序，即按工况选择零件类型，对零件进行受力分析，选择材料，确定是否热处理，分析失效形式，计算关键尺寸，直到进行结构设计。如果教师按这条主线讲授，学生按这条主线学习，就可以在繁多的理论中理出一条鲜明的脉络，使教师讲授有章可循，学生学习也带有明确的条理性。

参考文献：

[1]葛中民.机械设计基础[m].中央广播电视大学出版社,199,2:4-7.

[2]王志伟,孟玲琴.机械设计基础课程设计[m].北京理工大学出版社,2007,8:2-15.

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关键词：机械设计基础；教学改革；课程设计

《机械设计基础》是机电类专业学生的主要专业基础课程之一，也是一门能直接用于生产的设计性课程。该课程的教学目的不仅在于传授通用零件和常用机构的基本知识、基本理论和基本设计方法，更主要的是培养学生具备一定的的实际机械设计能力[1]。课程设计是一项实践性教学，是培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识的重要环节，是启迪学生的创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段，可以为以后的毕业设计奠定一定的基础，在教学计划中起着承上启下的重要作用[2]。课程设计时需要查阅大量的国家标准、企业标准手册等相关资料，通过课程设计，可以把《机械设计基础》和《机械制图》、《工程材料》、《工程力学》等所修课程进行有机的结合并综合运用。可以使学生掌握一套完整的设计原则、步骤和方法。

根据教育部的有关规定，电大的脱产学生只能招收成人专科学生。由于近十年来，高校扩招及自考、网络等各种办学形式的多样化，留给成人高考的生源比以往少，但成人高考这几年并没有减招，故而造成录取线走低。总分450分的成专考试，2007年的录取分数为125分，2008年的录取分数为148分，2009年降到了116分，2010为125分。换算成百分制，30分不到就可以上大学了。较低的入学“门槛”，使有的学生毫不珍惜学习机会，旷课、迟到早退的现象都有，每年还有2%～3%的学生自动放弃学业。由于分数线过低，有些学生基础较差，据统计，电大成人专科机电专业学生中，一元二次方程、三角函数这些初中数学内容都不会的学生占到80%以上。

根据实际情况，浙江省广播电视大学对机电专科的教学计划作出了一定的修改，比如减少了统考课程，取消了学习难度较大的《工程力学》，删减了《机械制造基础》的部分内容，调整了必修课、选修课及自选课学分的比例，在一定程度上加大了地方电大教学的自。但是具体的教学过程，还需地方电大自行酌情改革。

专科院校的教育以技术应用性人才为培养目标，因此《机械设计基础》的教学改革，必须以全面机械设计素质培养为中心、实际机械设计能力培养为主线，对传统的《机械设计基础》教学内容体系和教学方法进行改革。

一、教学内容的整合

成人专科《机械设计基础》教学内容改革，一方面要贯彻“够用”原则，即为学生学习专业课程（在校的后继学习）和终身学习（发展和创业）奠定坚实基础；另一方面要突出机械设计主题，即培养学生的从业（从事实际设计）能力，实现高等技术应用性人才培养目标。为此，应从以下几个方面入手对教学内容进行改革。

（一）删减难度较大的理论推导和证明，及时修正过时的内容

成人高等教育的目标是培养技术应用性人才，其毕业生所从业的岗位决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉像培养研究型人才那样搞得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理和方法等来解决实际设计问题。因此，对一些过深的、不必要的理论推导、证明都可以予以删除，以便使学生集中精力掌握这些公式、定理、方法的实际应用。例如：带传动中松边拉力、紧边拉力与最大摩擦力等之间的关系推导；齿轮齿面接触疲劳强度计算公式与齿根弯曲疲劳强度计算公式推导过程等都可以删除。与其他先修课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。例如：用弯扭合成当量弯矩法对轴进行强度校核计算以及对轴的各项变形量的校核，对于没有多少力学基础的学生来说简直就是天书，而90年代初编写的教材，其轴承部分早已严重与时代脱节，必须予以修正。教材要以机械传动、机械零件的设计为重点，保证实用性和先进性。

（二）完善设计所必须的基本知识和基本理论，培养较强的图表查阅能力

课程设计是一项以《机械设计基础》课程为基础，根据实际生产要求，综合运用众多课程完成的一项较大的设计任务[2]。完成课程设计，仅仅依靠《机械设计基础》的知识是远远不够的，期间涉及到的知识有《机械制图》、《力学》、《工程材料》、《公差配合与互换性测量》等相关知识[3]。根据浙江省广播电视大学对机电专科教学计划的修改及相关课程的改革，已经彻底删除了《力学》、《工程材料》、《公差配合与互换性测量》等知识，仅仅依靠中央电大90出版的《机械设计基础》，使得学生在设计时缺少相关知识而无法解决问题。

修改后的《机械设计基础》教材，适当增加了《工程力学》中静力学、材料力学的部分知识，增加了《工程材料》中材料力学性能的简单介绍与资料查找，也增加了《公差配合与互换性测量》中偏差、公差、粗糙度、形位公差的介绍与查表选择方法。

在企业中，普通工程师也被称为“表工程师”。也就是说，工程师的重要能力之一就是能够查阅有关图表，从而结合有关公式解决一些生产实际问题。因此，机电成人专科学生的培养目标之一就是培养学生良好的查阅图标的能力。

二、课程设计和课程讲授有机地结合

以往的课程设计程序是：在设计任务下达之后，前三天的计算工作量相当大，教师和学生需要加班赶任务，有时甚至通宵达旦，十分劳累。学生也没有思考的时间和余地，随之会出现应付心态，出现问题马上就问，过分依赖指导教师。也有一部分学生急于求成，做事马虎，设计计算时喜欢照搬照抄，一错皆错，问题成堆。这对学生的设计质量和学习成绩都会产生一定的影响。对于教师来讲，课程设计的前三天，几十位学生争相提问，教师要对类似的问题不停地答疑讲解，疲惫不堪。如此以往，学生的设计质量和工作进度都难有太大的进展。

为此，我们根据教学大纲，在不减少学生设计任务的前提下，把课程设计和课程的讲授结合在一起，在学期开始不久就将设计任务书下达给学生，让学生带着任务，有针对性地学习。可以将课程设计的部分计算内容分成几次大型课后作业来完成，比如带传动设计、齿轮传动设计、轴的强度校核计算、轴承的选择与校核、键的强度校核等。在课堂例题的模板下，学生大部分能较好地完成作业。同时教师在日常授课期间，通过批改学生的作业，适时发现学生计算中的失误并敦促学生及时纠正。

课程设计的结构设计部分可以放在学生“装拆、测绘减速器实验”中进行。在装拆、测绘实验中，让学生仔细观察各类减速器的结构、轴的结构、轴承的安装和固定方法，为以后对轴和箱体的结构设计和画装配图打下基础。

课程设计采用这种方法，使得大部分工作都是在学生的课余时间完成的。周期长，学生和教师都有了很大的回旋余地，学生遇到困难可以有足够的时间思考，教师也可以从容不迫地指导学生通过查阅有关资料和学生一起解决设计中遇到的问题，提高学生发现、思考、分析问题和解决问题的能力，更主要的，是培养学生自主查阅资料的能力和机械设计的方法。

三、引入UG（Unigraphics）软件，提高学生的空间想象能力

在以往的课程设计中，由于学生空间想象能力不足，往往依葫芦画瓢，导致学生对自己设计的减速器结构似懂非懂，影响了设计质量。在课程设计中引入UG软件指导学生进行减速器的结构设计，可以增加学生的学习兴趣，提高学生的空间想象能力。

UG技术提供的草图功能、曲线曲面建模、基于特征的实体建模虚拟装配建模机构运动仿真、分析等技术，给机构设计提供了极大的方便[4]。由于学生缺乏实际经验，往往要对某些结构不合理的地方进行多次修改，采用二维设计，结构变动较大时则不得不重新设计并花费很多时间进行绘图。而采用UG软件进行三维设计，只需修改零件的某个参数的数值即可完成整体修改。学生在完成三维设计后，利用UG的制图转换功能，可将使用实体建模功能创建的零件或装配模型引用到工程图模块中，快速转换为二维的工程图，再进行尺寸标注、注释等等，最终完成课程设计所要求的图纸，从而提高学生的专业专业制图、识图能力，加深学生对三维设计与二维工程图之间关系的理解。

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关键词 机械控制工程基础 课程改革 一般本科院校 专业特色

中图分类号：G714 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.08.019

Undergraduate College Mechanical Control

Engineering Curriculum Reform Practice

TANG Hongbin， WU Kangxiong

（College of Automotive and Mechanical Engineering，

Changsha University of Science & Technology， Changsha， Hu'nan 410004）

Abstract For "Mechanical Control Engineering" course characteristics， combined with "mechanical engineering and automation，" Changsha University of professional features， from the teaching content and optimization theory with practice， Practice， teaching methods， teaching ideas into other aspects of the curriculum reform practice. The results show that the practice of these reforms to stimulate student interest， and achieved good results.

Key words Mechanical Control Engineering; course reform; undergraduate college; professional features

0 引言

机械控制工程基础是机械类专业的必修课，是一门非常重要的专业基础课，在机械类专业的人才培养体系中起着承上启下的作用。①它基于经典控制理论，结合机械工程中的实际控制应用，介绍经典控制理论的基本概念、控制系统的数学模型、频率特性、稳定性分析、快速性分析、准确性分析及控制系统性能校正等。通过该课程的学习，使学生了解机械控制系统的基本结构和工作原理，掌握自动控制理论在机械工程中的具体应用;学会分析机械工程系统的稳定性、准确性、快速性等基本性能，掌握系统设计和校正的本方法;培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续学习专业课以及从事相关工作打下基础。②

机械控制工程基础是数理基础课程与专业课程之间的一道桥梁，课程中有大量的公式、定理、判据，涉及时间域、频率域和复数域，课程内容较枯燥。笔者通过多年的教学经验发现：学生感到该课程难度较大，对所学内容不易消化和吸收。这使得一部分学生在学习中的主动性变差，产生厌学情绪，从而严重影响到了课程的教学质量。这导致学生整个机械专业知识体系不完善，出现了中断，从而影响了人才培养质量。因此，结合机械控制工程基础的课程特点进行教学改革，对于提高该课程的教学质量，是十分必要的。

本文根据机械控制工程基础课程特点，结合我校机械类专业特色，从课程的教学内容、教学手段及实验教学等方面开展了一定的探索和研究，对于促进学生学习的主动性和学习效果有一定的参考作用。

1 我校机械类专业特色

长沙理工大学的“机械设计制造及其自动化”专业是学校的骨干专业，其起源于原湖南交通学校1956年创办的“船舶技术管理”专业和随后开设的“筑路工程机械”专业。1978年经国务院批准，在湖南交通学校的基础上创办长沙交通学院，归通部直接管理。自1979年始，筑路工程机械专业面向全国招收四年制本科生。1987年长沙交通学院开设机械制造工艺与设备专业，当年开始面向全国招收三年制大专班。1996年经教育部批准，在原机械制造工艺与设备专科专业的基础上创办“机械电子工程”四年制本科专业。1998年，“筑路工程机械”和“机械电子工程”两专业合并为“机械设计制造及其自动化”，设工程机械和机电一体化两个方向。几十年来，已培养了近三千名主要在机械和交通领域相关行业就业的毕业生，具有鲜明的机械行业和交通行业特色，形成了“立通和工程机械行业，传承‘铺路石’精神;夯实基础知识，突出机电一体化;强化工程实践与动手能力，培养面向基层的高级应用型人才”的专业特色。

2 改革措施

根据机械控制工程基础课程特点，结合我校“机械设计制造及其自动化”专业特色，从教学内容理论联系实际、优化教学内容、实践环节注重虚实结合、多样化的教学手段、将CDIO教学理念引入教学等方面采取了措施进行了课程改革。

2.1 教学内容理论联系实际

机械控制工程基础所讨论的问题源于工程实践，是进行自动控制系统性能分析和设计所面临的共性问题。随着工业化进程的不断加快和科学技术水平不断提高，控制理论的应用面越来越宽，知识体系越来越成熟。但由于本课程偏重理论基础的介绍，往往使学生在学习中对实际的控制系统缺乏感性知识，他们感到学习的内容比较抽象，和他们接触的控制系统差距很大，影响学习效果。因此，教师在教学过程中应注重理论联系实际。比如，讲到机械控制系统的组成时，多举一些工程机械控制系统和数控机床控制系统的实例，很容易提高学生的学习兴趣。这样既克服了该门课程的理论性和抽象性，又增加了学生的学习能动性，开阔了学生视野，从而很好地促进教学效果。

2.2 优化教学内容

机械控制工程基础内容比较多而且也比较抽象，我校“机械设计制造及其自动化”专业培养计划中机械控制工程基础安排为2.5学分，40学时。由于课程知识点较多，在规定的时间难以把所有内容讲完。所以，我们必须加强课程知识体系的研究，对教学内容进行优化。根据我校机械工程专业状况，我们把课程教学内容重放在控制理论的基本概念、控制系统的数学模型、系统稳定性分析、系统快速性分析、系统准确性分析及系统性能校正等几部分，而对于要求较高的内容，如非线性控制系统、离散控制系统系统及根轨迹法等只作简要阐述，感兴趣的学生可以在课下和老师进行交流。

2.3 实践环节注重“虚”、“实”结合

机械控制工程基础是一门注重实践、实践性很强的专业课程。实践环节对于培养学生分析问题并运用所学知识解决问题的能力起着非常重要的作用，有利于学生工程实践能力的提高。很多高校机械控制工程基础的实践环节一般借助MATLAB软件实施，通常是上机实验。③④然而，单纯采用MATLAB软件进行虚拟实验，不够直观，与工程实际有些脱节，激发不起学生兴趣，实验效果不是很理想。为此，我们对传统实验方式进行了改革，采取了“虚”、“实”结合的实验方式，一部分实验借助MATLAB软件平台上机进行，同时还开设了实物实验。学院为本课程购买了自动控制工程基础试验台，可以进行控制系统的时域响应分析、频率特性测试、校正设计等实物实验。相对于软件实验，利用真实的控制器件，更能激发学生的学习兴趣，提高学生主观能动性，学生也普遍反映更加喜欢这种实验形式，取得了较好效果。

2.4 多样化的教学手段

机械控制工程基础课程中的许多概念和原理等内容，学习过程中需要大量复杂的计算、分析、作图，这使得传统的常规的课堂授课方法很难使学生充分消化吸收。要想获得较好的教学效果，必须对传统教学方法进行改革，采用多样化教学手段。为此，我们在课堂教学中采用“以多媒体教学为主，板书为辅”的方法，改变传统“板书教学”方式。同时，针对该课程理论性强、计算复杂、绘图工作量大的特点，将MATLAB软件引入教学中。MATLAB软件中有专门的控制系统分析和设计工具箱，比较容易绘制系统的时间响应曲线、Nyquist图、Bode图等，利用Simulink模块可以方便地进行控制系统的性能分析和设计，获得了良好的教学效果。

2.5 将CDIO教学理念引入教学

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运作（Operate）等四个英文单词的缩写，⑤代表了产品、系统或过程的整个生命周期的所有环节。CDIO工程教育教学模式的核心思想是把整个学习过程利用“工程项目”来组织，以学生在项目实施不同阶段的知识需求为驱动来安排教学内容和方法。由于机械控制工程基础这门课程系统性强，适合借助工程案例借助CDIO模式进行教学。作者针对机械控制工程基础课程特点提出的CDIO教学模式包括四个过程：构思、设计、实施和考核。老师针对所讲授的知识点结合具体的工程实例，提出了几个适合机械控制工程基础的“工程项目”，并力争把本门课程的主要知识点融入到“工程项目”中。在实施过程中，把学生分成若干小组，给每个小组分配不同的“工程项目”，针对所要学习的知识点，查阅资料，进行分组讨论，加深对知识的理解，并提出解决“工程项目”的具体方案。然后，合理综合课程内容，通过综合性实验或模拟仿真加以验证。最后，改革传统考核方式，加大学生在“工程项目”实施过程中和实践部分的考核分值，根据学生的考试成绩、“工程项目”实施中的表现、实践动手能力、创新能力等来综合评分。

3 结语

高等教育的核心是提高人才培养质量，工程教育的目标是为社会输送合格的工程师，这些目标的实现是要落实在具体的教学过程中。随着自动控制技术的不断进步，当前高等工程教育对人才培养有了更高的要求，机械控制工程基础及其他相关课程的教学改革也应与时俱进，这就要求任课教师要树立“提高人才培养质量”的教学理念，不断改善教学方法，优化教学内容，精心组织教学过程，提高学生学习的主动性，使学生能够更好地学习和掌握相关专业知识，为自身全面发展创造良好的条件。笔者从教学内容理论联系实际、优化教学内容、实践环节注重虚实结合、多样化的教学手段、将CDIO教学理念引入教学等方面采取了措施进行了机械控制工程基础的课程改革，取得了良好的效果。

基金项目：长沙理工大学2014年教学改革研究项目（JG1439）

注释

① 郑明军，刘希太，王海花.《机械控制工程基础》课程教学改革研究与实践[J].中国科技信息，2009（6）：257-258.

② 王芳.“机械控制工程基础”课程教学改革探讨[J].西安航空技术高等专科学校学报，2008（26）：76-77.

③ 郑明军，刘希太，王海花.MATLAB在《机械控制工程基础》教学中的应用探讨[J].太原理工大学学报（社会科学版），2001（19）：39-41.

篇9

按照培训包的要求，为获得澳大利亚政府承认的资格证书，该中外合作班在专业设置、培养目标、课程结构、能力标准、教学模式等方面，都有新的要求和内容。笔者承担了该班的机械精度设计与检测课程，开展了初步

探索。

一、教学大纲

1.定位与课程目标

按照培训包要求，机械产品精度设计课程的定位是：培养具有扎实的互换性理论基础知识，理解常用零部件的几何精度设计原则与方法，在机电产品精度设计中能够灵活运用所学知识，具备精度测量基本技能，具有一定的开拓创新精神、良好的社会适应能力和团结协作精神的应用型机械工程人才。

本课程具有学科交叉性强、实践性强、综合应用性强的特点。课程旨在使学生掌握互换性生产原则、公差的规律及标准选用、圆柱结合的精度设计原则及检测技术、零件的形位公差标准及其选用原则、检测技术等相关知识和技能，理解常用零部件的几何精度设计原则与方法，并灵活运用于机电产品设计中。

由于培训包是在工业领域及企业进行广泛研究、咨询行业专家并获得支持后得到的，所以该课程目标必须反映行业需求。课程教学应注重培养学生理论联系实际、关联相关课程知识的能力，让学生熟悉相关学科最新研究成果，具有一定的科技创新意识和能力，为今后解决实际工程问题、开展科学研究及应用奠定坚实的基础。

2.先修与后续课程

本课程是机电一体化专业中必修的主干技术基础课程，在机械工程专业课程体系中起着承上启下的作用。该课程是联系基础课及其他技术基础课与专业课的桥梁，是联系机械设计类课程与制造工艺类课程的纽带，与许多课程诸如机械制图、机械工程材料、机械设计、机械制造基础等有着密切关系。学生在学习本课程之前，应具有识图和制图能力，懂得机械的一般机构原理，掌握机械制造的初步知识。因此，必须将本课程安排在机械制图、机械制造基础、机械设计等课程和教学环节之后。课程的测量技术基础部分涉及到概率的有关知识，因此工程数学也是本课程的先修课。

通过本课程的学习，可以提升学生对理论知识的综合运用能力，使学生掌握公差标准、表面粗糙度的选用原则，并能进行精度设计。将该门课程的内容融入到机械设计课程中，可让学生在设计机器零件的过程中，理论联系实际，真正理解课程的基本概念、理论、原理和方法；能够根据需要，合理地提出零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，为后续的机械制造工艺学等制造课程的学习，以及课程设计、综合实训、毕业设计打下基础。

3.课程的重点（即能力单元）以及解决方法

根据培训包要求，每个能力单元确认了一个分离的工作场合要求，包括了除语言、文字、计算能力之外的作为能力基础的知识和技能，以及职业健康和安全要求。能力单元必须和教学以及评估一致，以保证结果的一致性。本课程的能力单元包含以下部分：

（1）孔、轴尺寸精度标准及配合的选用，孔、轴公差与配合的正确标注；

（2）形位公差标准、公差带的特点以及公差原则，零件形位公差的选择、正确标注；

（3）表面粗糙度的标准、选用及标注；

（4）精度设计原则与方法在光滑极限量规、滚动轴承、键和花键、螺纹、圆柱齿轮中的具体应用；

（5）常用精密测量仪器的应用。

根据培训包要求，以上内容需在教学中利用各种教学途径加以解决，具体方法如下：

一是通过来源于工程的实例，讲清精度设计的原则；

二是多种教学手段并用，利用多媒体教学真实感强的特点，进行多彩多维的形象描述与展示，讲清形状公差带和位置公差带的形状、尺寸公差与位置公差间的关系，使学生能够正确理解形位公差与公差原则；

三是通过课内实验、开放性实验，充分激发学生的自主性、积极性，使某些重点难点问题在实际操作、科技创新的过程中得到有效解决。

4.教学内容

本课程包括理论教学、实验教学两部分，其中理论教学32学时，实验教学（包括课内基础及综合实验）16学时。另外，作为本课程的重要补充，增加一周三坐标测量仪的实训，作为开放性实验环节。

（1）基本理论及基础国标，23学时。内容包括极限与配合、形位公差、微观表面质量基本理论、相关国家标准及标准选择原则和方法，测量器具的原理与测量方法。

（2）精度设计原则与方法应用，时。内容包括精度设计原则与方法在光滑极限量规中的具体应用。

（3）实践部分，包含随课实验16学时、一周三坐标测量实训24课时以及毕业实训和毕业设计。

以上内容课时的分配，均与培训包的能力单元一一对应。

二、教材和教学参考资料

1.选用教材

篇10

关键词 机械基础 模块化教学 考核方法

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.049

Abstract Mechanical foundation is a professional basic course for electronic control specialty in our university， which includes theoretical mechanics， material mechanics， foundation of mechanical design， hydraulic and pneumatic transmission， etc.. According to the characteristics of the course， the modular teaching mode is adopted， the key modules and the self-study modules are divided into different majors. To promote the reform of the experimental teaching， and enhance the practice of teaching. The examination method of the curriculum reform， including the separate assessment of the experimental module， as well as to strengthen the ability of the comprehensive application of the module assessment.

Keywords mechanical foundation； modular teaching； examination method

机械基础是我校针对自动化、数控等电控类专业开设的一门专业基础课，旨在帮助学生学习机械方面基础知识，提高专业素养。教材将机械专业的四门专业课程集中在一本书中进行介绍：理论力学，材料力学，机械设计基础，液压与气压传动。这门课程具有实践性强、与工程实际结合紧密等特点。学习该课程有助于培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，也有利于启迪学生的创新思维、开拓其创新潜能。但由于教材各部分内容跳跃性较大，知识点过于零散，采用传统的教学方法不利于学生消化吸收。针对该门课程的特点，我系教研组认为在课程的教授过程中应更加注重实践教学，切实加强学生对知识的理解和应用；突出重点，加强对各部分内容的联系；增强学生自主性，采用模块化教学方式。

模块化教学模式的本质是将各课程的内容分解成各个零散的知识点，根据专业特点把相关单元进行组合形成教学模块。要实现教学内容的更新和调整，可以采用增删和组合的方式。因此，这种教学模式的内容配置较为灵活，教学目的性较强。①

我校从2014年9月起对机械基础课程进行了模块化教学改革，具体方案如下：

1 模块化理论教学改革

1.1 课程的结构体系

按照教材内容和以往的教学进度表，机械基础课程由若干个部分组成，若按照课程的内容进行模块划分，则如表1所示。

（1）理论力学模块。理论力学模块包含静力学，动力学，运动学三个子模块。静力学主要研究质点系受力作用时的平衡规律，其中包括力系的简化和物体的受力分析，在工程技术中具有广泛的运用；动力学主要研究力与运动之间的关系，基本内容包括质点动力学，质点系动力学，刚体动力学等；运动学主要从几何角度描述和研究物置随时间的变化规律。

（2）材料力学模块。材料力学是研究材料在各种外部载荷作用下的应变、应力、强度、刚度、稳定性的一门学科。其子模块包含各种变形：拉伸与压缩，扭转和弯曲等；此外还有应力的状态分析及强度理论。

（3）机械设计基础模块。机械设计基础主要研究各种机构的原理和机械设计的方法。这是整个课程四个模块当中最重要的一个，学习前面两个模块的目的就是为了学习此模块打下基础。

（4）液压与气压传动模块。液压（气压）传动是用液体（气体）作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液（气）压传动目前在工程中应用广泛，因此将其作为单独模块置于课程中。

1.2教学改革实行方案

（1）具体模块的构建：在机械制造基础课程教学中应用模块化教学的理念，重点内容是进行知识重组，使授课内容模块化。②机械基础的课程教学主要针对自动化，数控及电气工程专业，而在对这几个专业进行教学的过程中我们应当有的放矢，针对专业特点重新进行模块的划分（如表2所示）。对该专业的重点内容重点讲解，相对不重要的内容可以从该专业的模块中去掉，让学生自主学习。

电气工程专业和自动化专业涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是综合性较强的专业。因此我们在教学时要更注重机械知识与电学知识的融会贯通，即两者间有交集的部分，包括机械传动和液（气）压回路模块。而材料力学和理论力学中的部分基础知识可以作为学生的自学内容。

对于数控专业的学生来说，我们的目标是培养掌握数控技术及应用专业的基本理论、基础知识，能在生产第一线从事生产、管理、产品营销、设备维护等工作需要的应用型高级技术人才。因此，机械方面的基础知识，如机械设计概论，机械连接等都要作为重点知识来进行教授。而数控专业专业性较强，与液压传动的直接联系较少，因此把这一部分作为学生的自学模块。

（2）加强模块教学中的学生管理。学生是模块化教学的对象，为了更系统化地进行模块化教学改革，应当建立与之相配套的学生学习管理保障系统. 制订包括选课规定、学分管理、认知实习、企业实训等一系列的规章制度，从而调动学生学习的主动性，保障学生学习的有效性。③在进行自学模块的教学时，将学生按照该专业的自学模块进行分组。比如对自动化专业的学生，一共有三个自学模块，就将该班级的学生分为三组。每一组学生负责不同的模块，针对该模块搜集资料自主学习，并且在该模块学习完成后要进行课件的制作、演示和答辩。

2 推进实验教学的模块化改革，增强实践性

机械基础的实验教学是整个教学过程中重要的一环，对培养学生的创新能力和综合素质起着关键作用。传统的实验教学依附于课堂理论教学，是理论教学的辅助手段。实验目的仅仅局限于对知识的验证和加深理解，忽略了实验之间的内在联系，没有形成一个完整的实验体系，不利于学生的融会贯通和能力的提高。④我院从2014年起实行机械基础课程实验教学改革，采用模块化实验教学方法（如表3所示）：

具体操作是将实验项目根据其自身特点及在各专业中的地位划分为创新性、验证性、设计性、综合性及自选实验模块。在做实验前要求学生针对不同的模块进行有目的性的预习。在实验过程中，则要根据不同模块的实验要求，着重解决该模块的核心问题，从而提高学生相应的能力。

3 考核方法改革

模块化教学针对教学大纲的要求和不同专业学生的特点，设定不同的教学模块。我们在对学生进行考核时，既要重视单个模块的掌握情况，也必须要对学生各个模块间知识的连贯性及结合点进行考查。此外，要加强对实验模块的考核，改变传统教学中实验教学依附于理论教学的情况。

（1）实验模块单独考核。对实验模块进行单独考核可以提高实验教学的目的性，使其相对独立于理论教学；也方便实验教学的管理，便于学生的选课；此外，实验模块的单独考核能够提高学生对实验的重视程度，使老师和学生更加重视实践。实验教学模块应与各理论教学模块并行，并在具备科学性、系统性和衔接性的前提下单独进行考核。

（2）加强对各模块综合应用的考核。我们在对学生考核时不仅要重视各个单独模块的知识掌握情况，还要注重对知识连贯性和结合点掌握程度的考查。对各个模块的单独考核可通过随堂考试和期末考试的方式；而对学生综合应用的考核则要通过布置课题或解决生产实际问题的方式进行。

注释

① 徐理勤，顾建民.应用型本科人才培养模式及其运行条件探讨[J].高教探索，2007（3）：22 -25.

② 谷曼，徐滟.机械制造基础课程模块化教学的探索[J].河南科技学院学报，2014（6）：88-90.