机械设计的课程范文

导语：如何才能写好一篇机械设计的课程，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：课程设计；机械设计基础；教学

课程设计是工科学生从学习书本知识向模拟工程设计过渡的重要训练环节，对训练学生初步熟悉工程设计的基本方法和步骤，正确使用工具书，以及培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力等，都具有显著的效果，在教学中一直受到高度重视。《机械设计基础》课程设计在该课程理论教学结束时进行，时间一般为两周。近几年来，我在指导学生进行《机械设计基础》课程设计时，遇到了一些困难，设计进行得并不顺利。主要原因有两点：一是学生的水平参差不齐，对理论知识理解掌握的差异较大，尤其是综合应用所学知识解决问题的能力普遍较差；二是钻研精神不够，主动性差，过于依赖教师的辅导。为了改变这种状况，我对课程设计的选题、组织实施以及成绩评定等环节做了一些积极的探索，收到了良好的效果。

根据学生不同水平，设计课题分为不同层次“齿轮减速器”是《机械设计基础》课程设计长期采用的典型课题，它具有以下诸多优点：一是齿轮减速器是机械传动中常用的传动装置，也是各种机械中通用的传动装置，与课程性质相一致；二是通过这类课题的设计实践，能够使学生得到较全面的训练，较好地达到设计教学目的；三是在难易程度和设计工作量方面应变性较强，便于根据需要灵活掌握。所以，我仍然选择“齿轮减速器”作为设计课题。考虑到学生水平参差不齐，同一班级中的学生之间存在较大差距，为了使设计课题的难易程度和工作量大小与学生的水平和能力相适应，既让每个学生都能顺利地完成设计任务，又能充分发挥优秀学生的潜能，我确定了复杂程度不同、工作量不同的三类设计课题，供不同层次的学生完成。学习成绩一般或较差的学生，所要完成的设计课题是“一级直齿圆柱齿轮减速器”，其难度不大，设计工作量适中；难度和设计工作量都较大的“一级斜齿圆柱齿轮减速器”和“二级直齿圆柱齿轮减速器”两个设计课题，供学习成绩好、能力强、肯钻研的优秀学生选择。

提前布置设计任务，把课程设计融合到理论教学之中课程设计是紧接在理论教学结束后进行的。通常的做法是在课程设计开始时布置设计任务。我在辅导学生设计时发现，有不少学生对设计时所要用到的理论知识和基本方法，虽然在前面理论教学中已经学过，但此时却不会应用，有的甚至已经忘记了，辅导时很费力气，影响课程设计的顺利进行。为了改变这种状况，我采取了提前布置设计任务的做法，把课程设计融合到课程的理论教学之中。在开学初把课程设计的任务书与课程的授课计划一起发给学生（学生暂不分组），让学生从学习本课程开始，就接触设计课题，在学习理论知识的过程中逐步熟悉设计课题。把设计课题分解成带传动、齿轮传动、轴传动和轴承等四个设计模块，融入有关章节的理论教学中去，把设计课题中的理论计算，如带传动设计、齿轮传动设计计算、轴的设计等，与教材中相应的练习题结合起来，作为课外练习布置给学生课后完成。由于这些课外作业与课程设计联系紧密，学生大多十分重视，积极性很高。到进行课程设计时，设计课题中的理论计算部分已经经过了一次演练，大多数学生对设计计算的方法和步骤已经不再陌生，只需用分组后各自的原始设计数据代替前面练习时的数据，将所作过的资料（计算）进行修改、连接整理，便可以较顺利地完成设计计算说明书的编写，把主要精力和时间用于结构设计和绘图，从而使绝大多数学生都能够顺利地按时完成设计任务。

设计任务分解到人，保证每个学生都能认真投入到课程设计中去每个学生都能积极参与并有所收获，是我组织实施课程设计的指导思想。为了实现这个目标，使每个学生都能认真地投入到课程设计中去，防止少数学生偷懒，我采取了以下措施：一是分组小、任务足，每个设计小组一般为两人。小组之间的原始设计数据各不相同，并且在小组内把设计任务分解到人，小组成员之间既相互合作，又都有自己的任务，人人都必须自己动手、抓紧时间才能按时完成。二是在设计过程中，强化平时考核，每天检查各小组的设计进度，记录每个学生的出勤情况，作为评定学生设计成绩的一个方面。三是准确把握设计工作量，在给每个学生分配设计任务时，根据能力不同区别对待，既做到任务充足，又保证每个学生只要抓紧时间都能按时完成。四是指导注重培养能力，对于大多数学生，指导的重点是设计的基本方法和步骤以及如何查阅设计资料和工具书；对较差的学生则以答疑的形式进行个别辅导。

图纸必须上机绘制，进一步提高学生计算机绘图能力计算机绘图是工科学生的一项必备技能，早已纳入《机械制图》课程的教学之中。在进行《机械设计基础》课程设计时，学生已经初步掌握了计算机绘图的基本技能。因此，在课程设计期间，我将CAD/CAM机房向学生开放，要求学生所有图纸必须用AutoCAD绘制。通过实践，我觉得这样做有三点益处：一是满足了学生上机操作的愿望，有利于调动学生的积极性；二是在计算机上绘出的图纸干净整齐，避免了过去用图版绘图存在线条粗细不匀、图面难以保持干净等问题，学生把自己绘制的图纸打印出来，容易产生成就感，有利于增强学生的自信心；三是给学生提供了一次把所学的CAD绘图技能应用于设计的机会，对进一步提高学生的计算机绘图技能大有益处。

充分重视答辩环节，促进学生反思和提高学生在完成设计后，把设计资料交给教师评阅，往往只关心成绩，而不关心自己的设计存在哪些问题，应当如何改进。因而，教师的评阅环节对学生的进步没有多大帮助。为了最大限度地提高课程设计的效果，尽可能使学生多受益，我在评阅设计资料时强化了答辩环节，通常安排一个下午进行答辩，答辩时请相关教师参与，把每班分为四个答辩组，每组两位教师，负责4～5个设计小组。学生的设计成绩由两部分组成：一是答辩教师在仔细审阅学生的设计资料的基础上，结合学生的答辩情况和设计课题的难易程度给出成绩，此成绩占设计成绩的70％；另一部分是平时考核成绩，由指导教师根据学生在设计过程中的表现，如遵守作息时间情况、是否按时独立完成等评定，占设计成绩的30％。

实践表明，以上做法能够较好地适应当前绝大多数学生的实际情况，充分调动学生的积极性，设计教学的整体质量有了明显的提高。效果最为显著的有两点：一是针对每个学生的实际水平分配不同的设计任务，使每个学生都必须认真去做，避免了过去按“优带差”分组常常演变成“优代差”的弊端。学习较差的学生不得不自己去完成设计任务，也和其他学生一样得到了锻炼，看到了自己的成绩，感受到成功的快乐，有利于增强他们的自信，对他们以后的进步大有益处。二是把课程设计贯穿到课程理论教学中，体现了理论联系实际的教学原则。不仅有效地提高了课程设计的效率，而且大大激发了学生的学习热情，使学生在学习有关章节时有了明确的针对性，看到了理论的应用性，学习的积极性明显增强，真正实现了课程设计与理论教学的互相促进，有利于该课程整体教学质量的提高。

参考文献

[1]陈立德.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2000.

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机械来源于生活，应用于生活。一台自行车生活中随处可见，学生可能自己就有一辆，熟悉得只能把它当成一件生活用品，无法与机械挂钩，可它就是实实在在的机械：轴、轴承、棘轮间歇机构、链轮，学生日常用的修正带清晰可见是齿轮机构，缝纫机上面的圆带，风扇摇头机构，螺钉等，这些机械简单易懂，又给我们的生活带来便利，我们应该好好地学习它，并在今后很好地利用它。

2增强感性认识，注重教具的作用

学生往往觉得不喜欢工科，不喜欢机械，究其原因可能在一部分同学的脑海中根本没有机械的概念。确实，看不见摸不着的东西谁也喜欢不起来，提不起兴致。本科在校学生对各种实际机械结构了解甚少，缺乏感性认识，尽管教师花费不少时间进行详细地讲解，但学生理解仍然有困难，效果不理想。教具起到了重要的教学辅助作用，最主要的是学生在课堂上看到这些教具，便对机械零件或机械结构有了感性认识，机械也就不再是看不见摸不着的东西，而是可以感知、可以认识、可以应用、甚至可以成为信手拈来的玩具。

3拓宽视野，了解科学发展新动向

现在的大学生往往存在这种情况，只重视所学的课程，而不关注专业的发展，更不会关注科技的发展，对该专业不感兴趣的同学更是如此。基于此种情况，将与该专业相关的前沿科技以及新奇的科技产品介绍给学生，不仅会激发他们对该专业的学习兴趣，还会引导他们去学习交叉学科的相关知识并且会有极大地兴趣进行更广阔更深入的学习和研究。

4掌控全局，高瞻远瞩

《机械设计》内容比较丰富，学生在初学时感觉知识繁杂，摸不着头脑，提不起兴致。其实，《机械设计》在内容上可以说“形散而神不散”，它主要研究常用及通用机械零部件设计计算。零件失效形式及设计准则为：失效形式—强度计算—结构设计，即由失效形式确定强度设计方法从而得到相应的尺寸，再由所得尺寸确定相应的结构。其中，失效形式取决于零件的工作原理、零件使用环境，强度计算涉及到零件的材料和受力分析。中国有句老话：站得高看得远。掌握了机械设计课程这条设计准则的主线就可以使学生的学习由被动变主动，使自己处于良好的学习状态，优化学习过程，增强学习动力，提高学习效率。

5查缺补漏，信心满满

机械设计离不开材料、受力……自然就离不开高等数学、机械制图、金属工艺学、理论力学、材料力学和机械零件等课程的知识，这些知识零散地分布在各个章节中，学生如果过去所学知识不是特别扎实，在学习机械设计的过程中就会遇到绊脚石。青春期少年心高气傲，容易受挫，一两次之后可能就不再感兴趣了。基于上述情况，可以在每次课结束之前将下一次课所涉及的旧知识提示给学生，提醒他们课后复习，并在课上涉及到有关内容时解释一下。事实证明，学生不仅该次课的内容接受效果极佳，而且还有一种意外收获的喜悦，确实事半功倍。

6理论和课程设计并行进行，提升实际能力

传统的《机械设计》课程教学安排是一种串联式的教学方式，即课堂理论课程结束后安排3周的课程设计综合训练，按照这种方式组织教学，学生只是在机械地、被动地接受知识，既不利于激发学生的学习兴趣，也不利于培养学生对理论知识的灵活应用。目前提出了并行式的教学方式，即在理论学习的同时进行课程设计，学生在学习过程中解决课程设计的实际问题，这样不仅能充分调动学生的学习积极性，还有利于学生对基础理论的理解和掌握，更可以对机械设计有系统的认识，有利于培养设计能力。

7讨论式教学，效果最佳

传统的“机械设计”课程教学基本上是教师一言堂，课堂是一种以老师为中心、书本为中心和课堂为中心的教学模式。课堂教学往往形成了老师单向灌输、学生被动接受的局面。学生作为认知主体在整个教学过程中始终处于被动地接受知识的地位，学生学习的主动性被忽视，甚至被压抑，学生不可能发展个性，不可能有学习的自主性。讨论式教学体现“教师为主导，学生为主体”的教学思想：教师对学生的思维加以引导和启发，学生则是在教师指导下进行有意识的思维探索活动，学生的学习始终处于积极状态。由于讨论式教学法改变了学生在课堂教学中的地位，他们既是信息的接受者，更是信息的发出者，他们的兴趣和积极性会驱使他们为了证明自己的观点，主动地、积极地去准备材料，搜集论据，进行思考，由此使机械设计课程的学习效果达到最佳。

8参加大学生科技创新大赛

大学生科技创新大赛以科技竞赛为抓手，培养大学生科技创新与创业意识。大学生科技创新大赛不仅是高校开展创新创业教育的立足点，更是培养大学生在校期间对专业产生兴趣的有效途径。就学生而言，首先自己拟定创新题目就是大学生走入社会、投入社会、开动脑筋的第一步。大学生科技创新大赛使学生从自己的身边入手，迫不及待的想投入到从未有过的体验中，使理论与实践相结合，从而极大地激发学生的创新创业热情，充分调动学生学习理论的积极性，有效地提高学生的实践能力和科技素质，为他们将来有效创新创业打下坚实的基础。

9结语

培养学生对《机械设计》课程产生兴趣除了上述方法，还可以通过开设专业导论课程，带领学生到工厂参观实习，请专家学者讲学等方式引导学生，使学生对这门课产生浓厚的兴趣。爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”浓厚的兴趣会指导人们主动去求知、去探索、去实践，并从中获得快乐。学生对这门课有了兴趣，就一定会把这门课程学好，为今后专业课的学习打下良好基础。

作者:任韶萱 单位:沈阳理工大学机械工程学院

参考文献

[1]濮良贵,陈国定，吴立言.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2013.

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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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1机械设计基础课程设计的现状

从教学过程和教学效果分析，机械设计基础课程设计还存在以下一些问题和不足：

（1）部分学生对课程的重要性及意义认识不足，存在应付“差事”的错误态度，缺乏积极性，而且对设计中出现的问题，不能积极主动思考解决方法，反而敷衍了事，导致问题越积越多，设计无法进行。

（2）实验课时少，学生实践动手能力缺乏锻炼所需的时间上的安排和支持。实践教学条件和内容不完善，学生缺乏参与感，学习兴趣不高。受学科发展和实验室建设经费制约，学校机械类的实验室一直缺乏，这也造成了学生实践条件比较匮乏。实践教学内容也表现单一，实践方面没有包含学生应掌握的基本内容。这导致了学生在听理论讲解的时候，只能凭借抽象概念去理解，尤其对于学生来说理解起来就显得特别困难，学生学了一段时间后就对课程失去兴趣。

（3）学生自身基础较差，对先修课程的综合应用能力也较差，前后知识孤立，无法活学活用，进行创新设计，特别是机械制图课程，由于间隔时间较长，许多学生在看图、读图、绘图等方面都存在一定困难，绘制的图纸不规范、质量不高。

2机械设计基础课程教学模式

2.1转变课程教育理念

为适应应用型本科创新人才培养的需要，我们在本课程的教学过程中进行了如下指导思想上的转变：首先，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，充分调动学生的学习主动性、积极性。其次，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。

2.2做好课程内容设计

人们常常以为机械设计基础课程只是涉及一些机械常识，其实机械设计基础课程主要是让学生学会设计，掌握创造性设计思维和设计方法。现在设计的理念已经渗透到各行各业的领域，学会了机械设计，必然可以举一反三，将设计理念和思维迁移到各个生产和生活领域，启发人的创造性思维和创造性活动。比如，服装造型设计，也采用衣片组合方式或各种变异法进行。各种产品设计的设计理念和方法是相通的。联系起来，就可以调动学生的学习兴趣，提高学习效果。

2.3课程设计题目多样化

在编写课程设计教材时，可设计多种典型设计题目，明确设计任务及设计步骤，明确设计思路；此外，还可以只给出设计功能要求，让学生根据自己的兴趣选题并拟定结构设计方案在老师的指导下完成设计任务。在学生设计过程中，强化学生设计的思维的锻炼，如何一步步合理安排好自己的设计以达到机械结构设计的要求；要求学生经常自我总结。

2.4优化课程教学方法

针对常用机构类型多、运动特点复杂和通用零部件类型多、结构复杂，我们常常将教学安排在“机构、机械零件陈列室”中进行，使学生能面对面观察实物与结构，直接体会有关机构的组成及其运动特点、有关零部件的组成及结构特点，并可进行实际操作，使学生与教师、学生与学习对象之间进行交互式的教学方式，使得学生的学习变得直观、易懂、高效。此外，应开发课程CAI多媒体课件，制作了课程教学图片库、常用机构和通用零部件的三维动画插播片、录像片和课程测试题库等。

2.5加强理论与实践结合

由于其本身是一门与实践结合非常紧密的课程，所以教学上也要求采用理论教学和工程实践相结合的授课方式，在课堂讲授中要淡化繁琐的、过深的、不必要的理论推导和证明，本课程的教学目的就是使学生能够运用机械设计理论中最基础的知识和实际经验来分析工程中问题，并且还要比较熟练地运用这些公式、定理、方法等来解决现实中的具体设计问题。因此，在教学内容上的重点是要真正教会学生完全掌握分析问题和解决问题的思路和方法，不强调公式定理的死记硬背，而是注重如何针对具体问题，找到并运用这些公式、定理、方法等来完成一个实际模型的设计以及零部件选用、分析。通过以上的措施，使教学更符合培养目标的要求，也相应取得了更好的教学效果、学生通过本门课程的学习，尽可能地让掌握较多的有关机械设计实践方面的知识。

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关键词：机械设计课程群组优化改革

21世纪科学技术的发展突飞猛进，对专业技术人员综合素质水平的要求越来越高。为更好地适应经济快速发展对专业技术的需求，在高等教育领域，我国已普遍掀起了与学科专业结构调整相适应的课程体系改革。教学中不仅应该加强人文教育、理想信念教育，也应该更加注重学生的学习能力、职业技能实践能力和创新能力的培养。因此，不断将新的科学教育研究成果吸收到专业建设中来，立足院校办学特色，对高等工科院校机械类专业建设进行了有益的探索。

机械类（对口）专业

机械设计课程群组的构成及现状

教学型本科院校中承办的高职类生源的本科教育以“高级应用型技术人才”为培养目标，紧密地依靠市场需求设置专业，面向生产、管理和服务的第一线，突出实践能力的职业本色。在传统的机械类专业课程设置中，机械设计课程群组由金属工艺学、画法几何与机械制图、机械原理、机械设计、公差与配合等课程组成，各部分内容追求学科体系的完整性，相互独立，不可避免地出现了内容交叉、知识点衔接不紧密等问题。鉴于课程知识需求，教师对知识点滞后部分的处理，大多采取蜻蜓点水式的介绍，致使高职类生源学生感觉内容繁冗、思路不连贯、理解不透彻，学习效果较差。在机械类专业主干学科机械原理、机械设计课程教学过程中，普遍存在着“重局部、轻综合，重理论、轻实践”的现象。机械设计课程作为机械零件结构设计和强度、刚度设计的综合学科，紧密地与机械制图、公差与配合等课程相联系。由于课程传统框架的制约和授课学时的限制，课程的改革只能是局部的，往往造成机械设计实训环节内容单一，涉及诸多交叉课程综合知识的运用问题暴露无遗，尤其突出的是与精度设计内容有关的知识运用，学生只是一味地照抄照搬，缺乏独立思考、综合分析问题和解决问题的能力，在机械设计课程设计作品中几乎看不到机器整体协调性较强的精度设计思想和工程设计创新意识，达不到设计目的，更没有余力充分利用计算机软、硬件来提高设计能力和效率，使机械设计教学处于进退两难的境地。

在强调个性发挥、提高职业技能的人才目标发展趋势下，在课时不断压缩的现实条件下，要保证良好的教学效果，选择先进的教学方法和手段，对传统课程体系和教学内容进行整合，不断探索、研究新的教学改革思想与对策已势在必行。

课程群组优化改革的探讨

（一）课程改革优化的原则

本课程群组的改革，适应国家的教育政策，符合我院教学型大学的定位与发展规划，适应机械设计制造及其自动化（对口）专业面向环渤海及京津唐地区工业经济快速发展的需求，满足本专业培养目标要求。

本专业机械设计课程群组优化侧重《机械设计》及《公差与配合》课程整合研究，使理论与实践相互渗透，突破人为的基础课、技术基础课和专业课设置模式，更加强调知识点的内在衔接与联系，在保证教学大纲实施的可行性与科学性的同时，达到促进学生知识、能力、素质协调发展的目的，真正培养出本科层次的专业对口的应用型人才。

以学生为主体，注重教学法研究，激发学生创新意识与竞争意识，不断丰富教学改革成果，提高学生解决实际问题的能力。

（二）课程群组优化思想

机械设计课程群组优化,即以机械设计制造及其自动化（对口）专业指导性教学计划中有关机械设计的核心内容为线索，以机器中典型零部件为载体，从零部件功能要求出发，着重研究《机械设计》及《公差与配合》课程的教学大纲，打破课程内容界线，重新精炼课程群组交叉内容，、确定各章节的教学时数与顺序，采用著名的“纲要信号网络法”，把典型零部件的运动设计、结构设计、强度设计、刚度设计及精度设计作为纲要，具体设计方法为信号，将《机械设计》课程的图表、系数、符号、公式及《公差与配合》课程的几何量（尺寸、形状、位置、表面粗糙度等参数）公差与检测内容按图索骥，建立机械设计信息图库，充分发挥多媒体声像并茂的立体演示环境，及时与学生进行信息交流，在保证教学内容连贯的同时，加强了教学重点，彰显了机械设计知识的综合性与整体性。在我院，该课程体系的教学以“一级直齿圆柱齿轮减速器”的设计为例，在编写电子教案的基础上，进一步优化了该课程群组的实验环节，采用了三坐标测量机等先进实验教学设备和手段，增加了开放式、设计式实验学时，精选课程群组综合习题作为训练，使“作业”成为减速器设计的一个环节，作业内容深入且前后连贯、呼应。通过教学改革，课堂上完成机器设计中技术设计阶段的全部学习任务。在进入《机械设计》课程设计中，即可进入现场调研环节，搜集资料，确定小型机器设计题目及技改项目，又可结合人机工程、绿色环保设计等理念，采用优化设计方法，运用AutoCAD及Pro/E等绘图软件进行复杂机器设计和创新设计，使传统设计方法不是创新设计的瓶颈而成为阶梯，为该专业《数控技术》、《制造技术基础》等后续课程的工程实践环节及毕业设计打下坚实基础，充实学生的职业技术能力。

（三）实现优化改革的方法与手段

教学是在教师指导下学生主动掌握知识、技能，发展思维的实践活动。教学方法是教法与学法的统一。但实际工作中，教学改革更多地注重教法研究和应用，在学生如何学习，如何引导学生学习方面探讨较少，甚至存在没有必要对大学生进行学习方法教育的倾向。前苏联教育家赞柯夫说：“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域，触及学生的精神需要，这种方法就能发挥高度有效的作用。”由此可见，教学法同样是教改成败的关键。在我院机械类（对口）专业机械设计课程群组教学中，针对高职生源理论基础薄弱，学习主动性、积极性较差的实际情况，教师采用了启发、引导式教学方法，精心设计，更多地给学生提供机械设计知识的“纲要信号网络”，充分运用多媒体设备和优秀的课件，向学生提供声像并茂的活跃课堂，增大信息量和专业技术前沿知识，激发学生的学习兴趣和渴求知识的热情。同时，采取将学生带到实习基地现场讲解、学生亲自动手进行拆装实验、结合实验加以理论指导等方式，引导、帮助学生主动迎合市场经济对职业技能的高标准要求。

课程改革实践效果

课程群组优化以培养学生具有“应用型高级人才”的职业技能为目标，牢牢地把握了工程设计的主线，通过此次整合、优化，彻底打破了两课程间的界线，使机械设计内容体系衔接得更加紧凑、顺畅。学生开始接触专业就了解了科学、严谨的设计思想。教师在授课过程中充实了与精度有关的加工方法、加工工艺等“一体化”的内容，在设计过程中，学生基于对精度设计作用的较高认识，对每一个精度指标的理解与选择，必然会达到“学有所用”的要求。在学生掌握了坚实的设计知识基础上，教师可采用更加先进的设计方法和手段，帮助学生全面提高动手能力。本课程群组的优化改革在我院03机制（对口）本科专业教学实践中，取得了明显的教学效果。教改前，在机械设计任务方面，各设计小组设计题目大方向基本是相同，一般只是设计参数不同；课程优化改革后，有关机械设计的技术设计知识使学生在课堂教学中就接受了全面的训练，因此，各设计小组的设计任务结合了学生的兴趣点和学生的专业特长，实现了更加灵活、多样的个性化设计方案。有的设计题目结合现场实例，充分运用了计算机技术和软件技术的优势，彰显了现代优化设计方法与理论在机械设计中的重要作用。

参考文献：

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关键词：机械设计；研究型教学；模式构建；实践研究

作者简介：武立波（1978-），男，河北邢台人，大连海洋大学机械与动力工程学院，讲师；宋若冰（1978-），女，河北晋州人，大连海洋大学机械与动力工程学院，讲师。（辽宁 大连 116023）

基金项目：本文系辽宁省普通高等教育本科教学改革项目（项目编号：2012447）、大连海洋大学教育教学改革项目（项目编号：JG2011ZD08）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0113-02

“宽领域、厚基础、强能力、高素质”的创新人才是我国高等院校工科专业人才培养的目标。创新型教育是创新人才培养的关键，而倡导和开展研究型教学，是创新人才培养的重要途径之一，也是高等教育改革发展的重要方向。

一、机械设计课程研究型教学模式的意义

研究型教学模式是通过研究与剖析科学原理形成过程为载体，培养学生自主学习和研究能力，是融知识传授、能力培养和素质提高为一体的创新教学模式。[1]学生在已有知识积累的基础上，通过研究式学习训练将学习与发现和探索结合起来，培养发现问题、提出问题、分析问题的批判性思维能力和创新思维能力以及解决实际问题的能力，使课程学习成为研究能力培养的过程，培养独立学习与终身学习的能力。[2]

机械设计课程是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础课，它在教学计划中起着承前启后的桥梁作用，为学生后续的专业课学习打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有很强的实践性。现有的机械设计课程教学还是以课堂灌输式教学为主，学生处在被动接受的位置。教师虽然利用多媒体课件、教学模型以及板书等多种形式实施教学，但这种以教师为中心的强迫注入式教学对培养学生自主学习、独立思考和研究的能力起到了反面的消极作用，不利于批判性和创造性思维的培养，导致学生将学习的重点放在应付期末考试上，而忽略了把所学知识应用于分析和解决实际问题，学生在学习中处于被动接受的位置，难以调动学生学习的积极性和主动性。

本文致力于探索一种与机械设计课程密切结合的研究型教学模式，培养学生的知识运用能力、发现问题、研究问题和解决问题的能力、批判性和创造性思维能力。

二、机械设计课程研究型教学模式的构建

1.树立研究型教学理念

树立研究型教学理念是实施机械设计课程研究型教学模式的前提。[3]教师要改变传统的以“教师为中心”的课堂“灌输式”教学模式，将研究性学习理念融入到教学中，突出学生自主学习和研究的主体地位。教师作为教学过程的参与者，要加强师生间的互动交流，引导和推动学生主动学习，突出研究性学习在教学中的重要作用，强调知识的创新性和实践性，通过研究和实践使学生自主建构知识和发展知识，能对现有知识进行思考、判断、质疑、改造、灵活运用以及创造新知识。研究型教学理念不是为了传授知识，而是积累知识、发展能力和提高素质并进。树立研究型教学理念，明确了教师课程教学实施和改革的方向，拓展教师的教学方法和教学手段，可提高学生的学习兴趣，开阔学生的专业视野，培养学生的科研能力，使学生在学习知识的同时，学会发现问题，提出问题，并在分析和解决问题的过程中，培养研究能力，弘扬科学精神。

2.提炼研究型教学内容

教学内容是教学之本，研究型教学内容的提炼是机械设计课程教学过程中培养学生批判性和创造性思维的重要环节。机械设计课程内容涉及基本原理和设计理论的推导、设计标准和规范的选用以及工程设计应用，可根据学生的智力层次和学习能力的差异，将教学内容分成多个层次，即基础理论知识的学习、工程实践能力的运用和研究性自主学习的提高等，使学生明确各层次的培养目标以及要掌握的基本知识和能力，激活学习思维能力，强化知识的生成过程和应用过程，重视科学方法、科学态度、思维能力、实践能力、创新能力的培养。教师要提炼研究性教学内容，将理论性强的公式推导、原理证明内容改为学生自主学习，把教学重点放在概念、理论和方法的理解、归纳和应用上，突出层次化教学目标。还要丰富扩充学习资料，扩大教学信息量，引导学生充分利用图书馆馆藏图书、电子期刊、互联网网络资源查找和阅读文献，拓展视野，跟踪本专业的学科前沿和工程技术的最新发展，学会自主学习、发现问题和解决问题。

3.探索研究型教学方法

研究性教学是一种开放式教学，不能只局限于一种教学方法，而是多种教学方法的综合合理的运用，比如启发式、问题发现式、研究式、案例式、引导式等，要遵循以“教师为主导、学生为主体”的教学理念，充分调动学生自主学习的主动性、积极性、创造性。还要改革教学手段，将计算机辅助设计软件、运动仿真软件等现代机械设计新技术用于研究型教学中，可充分调动学生的学习兴趣。研究性教学还可通过开设讨论课等形式，增加教师和学生的互动，培养学生的发散思维，主动获取知识的能力。

4.构建机械设计网络教学与自主学习平台

机械设计研究性教学不能只局限于课堂、课本和实验室，还要引导和鼓励学生积极参与课外机械创新设计实践活动，比如机械创新设计大赛、三维实体建模大赛等。而机械设计网络教学平台正是连接课内与课外学习的桥梁。教师通过网络教学平台，可以把课堂教学内容延伸到某一工程应用案例或科学研究热点问题，引导学生利用批判性和创造性思维来解决工程实际问题和开展研究性学习；同时把机械设计课程教学资源、学习方法指导、机械设计实例等上传到网络平台，积极开展网上答疑，给学生创造可以自主研究性学习和自主解决工程实际问题的空间。学生可通过网络平台，复习和巩固所学知识，了解课程发展的动向，激发自主学习的兴趣，还可通过网络交互空间，与老师探讨科学问题，促进师生相互交流。

三、机械设计课程研究型教学的实践

1.以学生为主体，教师为主导，开展互动式教学

机械设计研究型教学以项目式教学为主，通过具体的设计任务驱动学生利用批判性和创造性思维开展探索性学习与合作研究。笔者要求学生课前必须预习下次课的内容，利用互联网查找与课程有关的工程实例和应用，并提出自己感兴趣或有疑问的工程性问题。这让学生由从属地位转变为“场上队员”，教师不再是讲台上的圣人，而是发挥“场外教练”的作用。教师作为一个倾听者和交往者，采用启发式教学引导学生探索问题，学生把自己的想法转化为解决问题的思路。

2.坚持教学和科研相结合，将科研融入教学

开展研究型教学必须突破教室和课本限制，将课内与课外、课本与工程实际融为一体。[4]机械设计课程教师都承担了大量科研任务，其科研成果多数都与所承担的课程内容相关。因此，在教学工作中将教师所获得的最新研究成果在讲课内容中体现出来，更能激发学生的学习兴趣，学生也比较容易接受。教师也可以将承担的科研中的一部分内容作为大学生科技创新训练计划项目，学生通过课外创新实践活动丰富和深化了课堂教学、实验、课程设计和实习等教学活动，创新能力也得到了提高。

3.加强实践教学环节，强化产学研相结合

实践教学是提高学生观察、分析与解决实际问题能力的重要途径，也是知识转化为能力的教学手段，[5]是培养学生的工程意识和实践能力、创新意识和创新能力的重要载体。笔者通过开放实验室，充实和完善综合性、设计性和研究性实验项目，要求学生必须撰写实验预习报告，自主拟定实验放案，自主安排实验时间。教师主要是提供实验原理讲解和方法指导，对实验结果与报告开展分析讨论，找出不足和改进意见。笔者建立了产学研结合、课内外结合、校企结合的大学生科技活动中心，积极开展大学生机械创新设计综合训练活动，使研究型教学落实到机械设计课程教学的各个环节。还注重组织和引导学生在校内开展创新活动和竞赛，鼓励学生积极参加省、市乃至全国性的各类竞赛，如机械创新设计大赛、挑战杯赛、机器人大赛等。

四、结论

机械设计研究型教学模式的实施是对大连海洋大学传统的以课堂教学为主的教学模式的一种突破，它将科学研究的一般方法和思想融入机械设计课程教学的各个环节，充分发挥了教师的主导作用，更突出了学生的主体地位，发挥了学生主动获取知识和创造知识的能力。这对于培养学生熟练运用所学基本知识和理论解决工程实践问题的能力和创新精神，培养厚基础、强能力、高素质的创新人才有着重要的现实意义。

参考文献：

[1]彭熙伟，廖晓钟，陈金兵.工科专业研究型教学模式探讨[J].高教论坛，2011，（11）.

[2]李家坤，袁子厚.研究型教学的探讨与实践[J].中国电力教育，

2008，（8）.

[3]张兢.立体化研究型教学模式的实践探索[J].重庆工学院学报，

2006，（11）：144-146.

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关键词：三维设计；机械设计类课程；教学改革

1、引言

在当前制造业全球化协作分工的大背景下，我国企业广泛、深入应用三维设计技术、工科高等院校加大三维创新设计方面的教育，是大势所趋，三维技术普及化已是必然的趋势。三维CAD技术是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培养创新型人才的重要手段。在欧洲、北美、日本等发达国家和地区，三维CAD技术不仅在航空、航天、汽车、船舶等高端制造业，而且在各类民用消费品设计和制造中都得到了广泛应用。工程语言从二维向三维转变、计算机辅助绘图向计算机辅助设计转变，数字化设计向虚拟设计、智能设计发展，用三维模型表达产品设计理念，不仅更为直观、高效，而基于包含了质量、材料和结构等物理、工程特性的三维功能模型，相比二维设计它能够实现真正的虚拟设计和优化设计。

2、立足现代工业生产实际，构建当代机械设计类课程体系

机械工程专业开设的机械制图、机械原理、机械设计等传统课程应立足现代工业生产实际，顺应目前企业产品开发普遍采用的以各种计算机软件为主要手段的现代设计方法的趋势，这些传统的课程应当做大刀阔斧的改革，基于三维设计为主线，构建当代机械设计类课程新体系。学生至少要掌握一种主流三维设计软件，一种运动和动力分析软件、一种有限元分析仿真软件。根据实际需要，目的明确，学以致用，计算机软件的掌握与应用，是机械设计类课程顺应时代潮流，保证课程先进性，提高学生综合设计能力和创新能力的一个关键步骤。

3、课程改革内容

（1）从机械制图类课程着手引入三维绘图技术

机械制图类课程是机械工程学生的必修课程，该类课程具有结合工程实际紧密、实践性强的特点，制图类课程的改革，应该结合不断发展的现代设计方法和制造业的工程实际[1]，面向专业突出学生实践能力和工程应用能力培养。

机械类专业应建立以培养学生工程应用能力为主线的“画法几何与机械制图、计算机绘图、计算机三维工程应用软件”等新课程体系，体现传统制图理论和专业与计算机技术工程应用的结合，以适应当前机械工业生产实际对“应用型”人才的要求。新的制图类课程体系的建立，突出图学知识与专业实际应用相结合，加入了计算机三维工程应用软件课程，以突出三维设计为特色，培养学生三维设计意识和三维计算机应用能力，为后续的三维实体设计、计算机有限元分析以及数控制造技术等知识的学习打下基础。掌握至少一种主流的三维设计软件是必须的。目前，应用广泛的三维机械设计软件有Pro/E、UG和Solidworks等。应根据不同的专业特点选择三维工程应用软件。Pro/Engineer操作软件是基于CAD/CAM/CAE一体化的三维造型软件。Pro/E软件以参数化著称，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，在国内产品设计领域占据重要位置，机械设计及其自动化专业学生可选择Pro/E软件学习。UG是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用，材料成型及控制工程专业学生可选择UG软件。机械电子专业学生可选择Solidworks软件学习，因其功能强大、操作简单方便、易学易用，SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。在美国，包括麻省理工学院、斯坦福大学等在内的著名大学已经把三维设计软件SolidWorks列为制造专业的必修课。利用三维设计获得的数字化实体模型，可以进行产品的虚拟装配、干涉检验和运动分析等，从理论和结构设计底层彻底消除隐患，提高产品质量。

（2）以机械设计类课程及课程设计加强三维设计训练

美国各类工科院校都在积极摸索适合于本校使命和特点的课程改革模式，密歇根大学工学院机械系在大三后开设3门设计课[2-3]：CAD/CAM,机械设计，毕业设计与技术交流。每个设计分3个阶段：提出概念性方案、工程计算与分析、正式设计和做出一个小产品，都在一个学期内完成．每个项目由4～5人小组共同完成，分别报告评分。不少题目是从当地(底特律)的几家汽车制造厂来的，完成后还请企业来评定。

我国的机械设计类课程及课程设计在教学模式上，应打破传统的以学科为主线安排课程的方法[4]，按能力和实际应用需要来安排课程，将原来的工程力学、机械原理、机械设计、三维设计软件等多门专业技术基础课，经过调整、综合、改造成为工程机械设计基础综合课程，并且强调三维设计，三维设计是前一阶段的延续，与后阶段的毕业设计连接，三维设计的思想始终与现代产品设计相联系。本阶段除了主动引入[5]机械设计的计算机数值模拟课程，使用基于计算机高级编程语言(如MATLAB、F0RTUN等)的数值计算方法和基于计算机有限元软件(如ADMAS、ANSYS等)的数值仿真方法进行产品整体方案的运动和动力分析、零件的有限元分析，更应强调三维设计，因三维设计是基于特征设计的全参数化的，可以由三位模型自动生成二维工程图纸，还可直接给分析系统如ANSYS等软件提供有效的设计数据。

（3）利用毕业设计提高三维设计能力与机械创新能力

毕业设计是学生大学期间，毕业前的最后学习阶段，是学生学习、研究与实践成果的全面总结，是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验，毕业设计课题应力求来源于工程实际，设计从三维开始，面向现代工程实际中三维实体设计、计算机有限元分析以及先进的数控加工技术，毕业设计工程设计类成果直接或间接为社会服务。

4、重视大学生课外科技活动的实践

科技活动具有科技性、实践性和探索性的特点，突出了创新的主要特征，是大学生参与创新活动的主要渠道。学生课外科技活动具有大中型和普及性的特点，课外科技活动是面向全体学生的活动，有着广泛的群众基础。指导学生参加“全国三维数字建模大赛” 、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛以及“全国大学生进行创新设计大赛”等活动，可以不断提高学生三维设计能力、机械创新能力、职业技能水平和就业竞争能力。

5、结论

立足现代工业生产实际，以培养学生工程应用能力与机械创新能力为目标，构建当代机械设计类课程新体系，基于三维设计开展机械设计类课程建设和重视大学生课外科技活动的实践利于培养学生的创新型、发散型思维方式，旨在提高学生的工程实践能力和机械创新能力。

参考文献

[1] 张瑞琳，王文友，刘长军. 面向现代工程实际的制图类课程改革与实践[J]．辽宁高职学报，2009, 11(10): 64-65

[2]时铭显．面向21世纪的美国工程教育改革[J]．中国大学教学，2002(10)：18．

[3]张晋西，郭学琴，林昌华.开设高校创新设计课程构想[J].重庆工学院学报，2006, 20(8): 147-149.

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【摘要】结合高职学生的特点，以激发学生创新意识，培养学生创新必备能力为目标，重新构建《机械设计基础》课程设计体系，完善《机械设计基础》实训（实习）资源，重视计算机软件使用，加强创新实践等，为学生搭建创新平台，积极引导学生开展创新实践，有效地培养高职学生的创新能力。

【关键词】《机械设计基础》课程设计；高职学生；创新能力

只有打破固有的思维定式和僵化的思维习惯，进行创造性的思维活动，才能不断创新原理，更新技术，才能适应人们对产品功能增强的需求。在教育过程中，培养具有敏锐的创新觉悟和一定创新能力且敢于实践创新的大学生，是时代的需求，也是高职教育改革的一项重要内容。本文结合《机械设计基础》课程设计，围绕学生创新能力的培养，结合笔者多年的教学实践，进行了一定的探索和思考。

一、以培养创新素质为目的，重新规划课程设计

（一）以培养创新知识为目标，整合课程内容

创新知识是指在某一领域具有独到的见解或较深的造诣，具有扎实的基础和深厚的文化底蕴并及时汲取最新的知识。为此，要加强基础性知识的培养，以“必须、够用”为指导原则，确立教学内容，制订教学计划，将《机械设计基础》教学内容整合为“常用机构、机械传动、机械联接”三部分，让学生获得系统、牢固的知识；引导学生汲取更新的知识，实现知识的传播、转化和应用，实现知识创新和技术创新，优化重组《机械设计基础》课程设计内容，按照“结构原理应用”逻辑关系，重点加强对结构的分析、原理的讲解、应用的推理，培养学生的知识综合运用能力和汲取新知识的能力；在课程设计中，运用一题多解、方案比较、头脑风暴等教学方法，培养学生独到的见解。

（二）以培养创新能力为前提，选择设计课题

以往，《机械设计基础》课程设计基本上都是采用常规减速器为设计课题，基本能够达到传统的教学目标。然而放在当下，课题缺乏新意，没有考虑到目前高职学生实际状况，教学效果不言而喻。为此，必须要结合学生实际能力，化复杂的“减速器”为多个设计课题，阶段性实施。笔者多年尝试，拟定三大块（常用机构、机械联接、机械传动）、五个小课题（凸轮轮廓绘制、连杆机构设计、V带设计、齿轮设计、轴系零件测绘），每个小课题实践目标明确（见表1），各个课题衔接逻辑性强。通过五个课题设计的培养，提高了学生观察思考、计算绘图、分析推理等创新应具有的基本能力，为今后创新实践夯实了重要基础。

（三）以激发创新热情为出发点，改进教学方法

在传统灌输式的教学中，学生通常只是被动、消极地获取知识，不利于其创新意识的培养。为了营造活跃的学习氛围，激发学生的创新热情，必须进行适当的改革。例如，平面四杆机构的设计，根据机构的工作要求所提出的预定设计条件，确定绘制运动简图所必需的尺寸参数。在以往的教学中，教师通常采用解析法、图解法、实验等具体方法，解决实现给定的从动件运动规律和实现给定的运动轨迹等具体要求。在实践教学中，教师讲解范例，学生根据教师的步骤，依葫芦画瓢。整个教学环节，不利于学生创新热情的激发。为此，改革必须从教师自身出发。首先，教师要重视学生创新热情的培养，运用讨论式、案例式、项目式、探究式等教学方式，培养学生的创新意识和思维习惯，积极引导学生从知识继承者到知识创造者的转变；其次，教师要不断学习，开阔视野，不断尝试新的课程设计方法，利用AutoCAD2010新增的参数化功能，改变尺寸参数或者几何约束，图形自动改变，可以将抽象的平面机构设计变得直观、准确；再次，在教学中，教师要多鼓励学生独立思考，标新立异，多给予学生肯定和鼓励，让他们真真切切地感受到成功的喜悦。

二、利用校内校外资源，夯实创新实践基本能力

（一）完善课程设计资源

实践教学是高等学校培养学生的重要组成部分，是培养大学生实践能力和创新能力的重要手段。以由简单到复杂、从直观到想象为主线，组建典型传动机构、常见机械传动和常见机械联接展示平台。利用此类平台增加学生对机械的感性认识，培养学生观察、记忆、想象、思维等能力，为培养创新能力打下坚实的必要的基础。与此同时，为激发创新灵感，引导创新实践，搭建零（部）件测绘、机构拼装、传动创新设计等实践平台。通过对零件结构的分析，机构创意拼装，机械传动创新设计，帮助学生亲身感受机械中的奥妙，加深了学生对理论的理解，使学生亲身感受机械产品制作过程，激发了学生创新思维，培养了学生创新意识，使学生尝试了创新实践，感受了创新乐趣。

（二）利用计算机软件资源

考虑到高职学生的实际状况，特别是部分学生的空间想象能力欠缺，充分利用计算机软件资源将有助于培养学生的创造力，激发学生对机械的好奇心和旺盛的求知欲，充分挖掘学生的创造才能。在设计过程中，学生根据尺寸参数要求，借助计算机进行运动、受力分析，可以得到精确的计算结果，更主要的是可以调整参数，实现优化设计。使用CAD三维绘图技术，将设计作品旋转、移动，可以观全貌，窥细微，真正实现设计作品立体展现，达到可视化效果，激发学生内心深处的创新欲望。在轴类零件测绘实践中，当绘制装配图时，可以实现多个零件同时操作，保持各个部件相对独立；还可以利用计算机对零件组装、拆卸进行动画设计。利用好计算机技术，把机械设计应用软件应用于教学，不仅实现了课程间的融合，而且拓展了学生设计思路，激发了学生设计兴趣，锻炼了学生创新能力。

（三）借助企业资源

利用校外企业实习基地，结合《机械设计基础》课程内容，组织学生参观制造类生产车间，聘请企业工程师开展产品设计、设备维护等技术讲座；基于校企共享资源，在教师带领下，开设探究性实验，开展针对性尝试；围绕企业产品开展产品改进、工艺优化等具体实践。借助校企共同资源，让学生切身感受到企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求，有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的人才。

三、参与综合型创新实践，进一步提升创新实践能力

（一）参加创新竞赛

教师在平时的实践教学过程中，要留意每个学生的表现，注意发掘“千里马”。对于重点培养对象，逐步引导他们了解构型设计大赛、机械创新设计大赛等活动。同时，积极引导学生参加学校主办的课外实践活动，参加市级创新创意大赛。在备赛过程中，由团队成员发挥创造思维讨论确定总体设计方案，进行团队分工，完成创新设计、仿真分析和结构优化、加工、装配、调试及实验改进工作，最后完成整个机械创新过程。

（二）加入教师课题

《机械设计基础》作为一门专业基础学科，在我院跨专业、多班级开设，授课教师较多。课程负责人统一安排部分学生加入授课教师的产品研发、技术服务等科研项目。科研项目联系着生产实际，是培养大学生创新实践能力的良好平台。学生参与具体项目锻炼后，参与科学研究的全过程，明确科学研究的基本要求，掌握科学研究的基本方法，运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题，提高综合能力。科研实践可以培养大学生的创新素质，提高大学生的创新能力。

四、结束语

以培养学生具有一定的创新意识、创新思维、创新能力为主要目标，通过课程设计体系优化和整合重组、合理利用校内外创新实践教学资源，深化课程设计教育教学改革，抓住了培养创新能力的关键要素，走出了“以书本为中心”，克服了脱离工程实际的倾向。实践结果表明，尊重事物发展规律，结合《机械设计基础》课程设计，能很好地调动学生学习的主动性，激发学生自主学习、自主创新的积极性，使学生的创新能力得到较大程度的提高。

【参考文献】

[1]张春林.机械创新设计[M].北京： 机械工业出版社，2006.

[2]曹毅，汪选要.从课程设计谈本科生自主创新能力的培养[J].安徽理工大学学报（社会科学版），2010，12（02）：88-90.

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一、目前教学中存在的问题

(1)培养目标对于高职学生而言,将来所从事的职业大多是面向生产第一线。所以,学生应具有解决生产实际问题并在实际工作中应用的能力,而不需要象本科生那样,重点培养学生的创新和综合设计能力。因此,在教学中应加强学生对工程实际中常用机构、零件等知识的学习和结构的拆装等动手能力的培养。

(2)教学内容及教学时数目前,课程所选用的教材普遍存在内容不符合必须与够用的原则,有的教材重理论分析,轻实际应用,而与工程实际结合的相关内容偏少,且实例少;有的教材则是在本科教材基础上的压缩和删繁就简,而导致所含内容不够或教学时数较少与教学内容多的矛盾。高等职业技术教育培养的是高等技术应用型人才,必须要求实践性教学环节的课时数高于理论教学课时数。

(3)教学方法注入式教学与高职教育的教学特点不相适应。注入式教学在教育目标上,重知识的传授而忽视学生能力的培养,往往采用的是单向填鸭式的强制灌输,这样,既不利于学生个性的发展,也不利于学生创造性思维和创新能力等综合素质的培养。

(4)教学手段传统的教学手段与现代教育的大信息量、高要求相互矛盾。《机械设计基础》课程的特点是四多,即讲授的机构多、零件多、图表多及设计计算多,仅靠一块黑板、一支粉笔的陈旧教学手段显然会影响教学的效果和知识的传递。

二、教学改革的原则及基本思路

《机械设计基础》课程内容有较强的理论性和实用性。本着理论必须与够用及注重培养学生解决工程实际问题和创造性思维能力的原则来实施教学改革。具体思路如下:

(1)更新旧的教材体系,优化重组课程内容将《机械设计基础》课程体系调整为:机械的组成及特性联接机械传动支承零部件机械设计综述。这样安排就将以往的机械原理和机械设计两门单列的技术基础课程有机地融为一体,形成了课程新体系。课程新体系首先从机械的整体出发,从宏观上使学生了解机械整体的基本知识和要求,把握零件和整体的关系。从简易的联接入手,到各种机械传动、支承结构,以机械传动(除带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动外,还包括连杆传动机构、凸轮传动机构、棘轮传动机构和槽轮传动机构)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良好基础。机械设计综述一章,强化了整机设计的内容,对机械设计的一些共性问题进行综合阐述,为两周的课程设计做准备。

优化重组课程内容。如齿轮传动部分尽可能减少繁琐的理论推导而直接引用,以突出工程实用。同时,将同一知识点的内容融合在一起,以增强知识的系统性和教学的连贯性。如齿轮传动与齿轮设计,带传动与链传动。另外,适当补充有关新知识与新技术,以扩大学生的视野,开拓学生的思路。在螺纹联接中增加介绍滚动螺旋传动,带传动部分增加同步带传动等新知识。

(2)提高教师的综合素质和工程素质,增强教师的敬业精神教师的综合素质应包括两个方面:一方面要有高度的责任心和敬业精神,另一方面要有较高的教学水平。青年教师其理论水平不比老教师低,能满足高职教育的教学需要。但由于市场经济等各种因素的影响,青年教师对教育工作的责任心和敬业精神,往往不如老教师,另外,大多数青年教师没有机会参加真正的机械工程设计,因此实践经验相对不足,工程意识相对单薄,在教学中往往照本宣科,不能做到理论联系实际,举一反三,难以激发学生的学习积极性。针对这些问题,应该要求青年教师上岗前便通过学校组织的岗前培训外,还可采取如下措施:一是青年教师在上讲台前要过好三关:即听课、备课和试讲关。二是通过听青年教师的课,并了解学生对青年教师教学的反映,及时对青年教师的教学工作加以总结,肯定其成绩,指出其不足之处。

(3)充分利用多种教学手段,改进教学方法,达到最佳教学效果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教学时数越来越少,但随着科学技术的进步和机械设计学科的发展,需要向学生讲授的内容却越来越多。如何在有限的教学时数内完成规定的教学内容,同时取得比较好的教学效果,除了要精选教学内容,讲授时突出重点、难点,缩短课堂讲授与板书的时间外,应充分利用有利于改善教学效果的多种教学手段,特别是现代化的教学手段。在教学实践中,我们可充分利用实物和模型在课堂上给学生演示,增加学生的感性认识;通过播放录像带使学生对各种机构和零件的结构、工作原理和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;通过引入CAI教学,特别是计算机动画可使学生更形象地理解课堂上不易讲清楚的机构工作原理等,使课堂教学更生动、直观。总之,行之有效的多种教学手段的应用,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,使教师在同样的时间内向学生传达更多的知识和信息,教学效果与质量都得到提高。因此,现代化的教学手段必须与传统的教学方法有机地结合起来,才能充分发挥教的主体教师和学的主体学生的主观能动性,对提高教学质量起到事半功倍的效果。

(4)改进实验教学,提高课程设计的质量机械设计基础实验是机械设计基础课程教学的实践环节,是学生学习该课程进行工程实践的主要途径,对于培养学生的工程实践素质、巩固理论知识、提高实践动手能力,具有不可替代的作用。对课程原有的实验进行了更新,淘汰了一些内容陈旧、验证性的实验。如:渐开线齿廓范成实验,而代之以带领学生到专业的齿轮加工厂参观,如泰隆减速机股份公司、飞船厂等,全面了解齿轮的加工过程,从毛坯、锻造、机加工、热处理等全过程。另外,为了配合课程设计,培养学生动手能力,增加减速机的拆装和轴的测绘两个实验。

机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个重要教学环节,它的实践性、综合性和整体性都比较强。课程设计的目的是使学生能综合运用机械设计基础及有关课程的理论和生产知识进行设计实践,使理论知识和实践密切结合起来,并在设计实践中学习和运用基本理论进行传动装置或简单结构的设计。通过课程设计培养学生分析问题和解决机械设计问题的能力,使学生在计算、结构设计和构思、运用并熟悉设计资料、标准、规范等方面必备的机械设计基本技能。

由于学生在课程设计过程中是第一次较全面的设计训练,尤其是结构设计和工艺设计问题。为了加强这一薄弱环节可采用多元化教学手段,从三个方面进行努力:1)在课堂教学中加强结构设计的教学内容。如联接、齿轮传动、带传动、轴等章节各上一次结构课,让学生增加感性知识。在课程设计之前,安排学生做减速器拆装实验,使每个学生自己动手把几种典型减速器拆开,了解各部分的结构以及其各附件作用,并完成一张轴系结构图,从中了解到结构设计要考虑的问题。2)利用现代教学手段使学生在课程设计前充分了解设计内容和常见错误。零件的加工是学生的一个薄弱环节,不了解这方面内容,学生难以设计出合理结构。针对这一情况,通过教学录像带,使学生了解箱体、轴、齿轮等常用零件的加工过程,并通过正确的结构和错误的结构进行对比,让学生加深印象。此外,还可以在多媒体教室利用课程设计CAI软件对学生进行任务布置,利用软件中动画功能和交互性能使学生全面了解设计内容和步骤的全过程(总体介绍、设计计算、装配图设计、零件图设计、编写设计说明书),收到了教师在黑板上讲解难以达到的效果。3)严格把关,规范课程设计全过程。课程设计共分六个阶段,即设计计算、装配草图设计、完成正式装配图、零件工作图设计、编写设计计算说明书、课程设计答辩。每个阶段,指导教师必须严格把关。通过严格的训练,学生不仅掌握简单机械的设计方法,而且对机械设计课程的内容又有更深的理解,对其他课程的有关内容也进行了一次全面的复习,同时也为以后的毕业设计打下了坚实的基础。

(5)规范课程教学的各个环节,加强对教学质量的监控规范课程教学的各个环节即对该课程的课堂教学,课程设计教学及实验教学的各个实施环节均要制订规范,提出详细要求,并要求教师在实践中遵照执行。同时,对考试和考核也进行规范,建立试题库和习题集,实现同一课程,同一试卷,教考分离,共同阅卷和同一评分标准,对学生的试卷及课程设计图纸及时存档。严格执行学校的教学管理制度,完善听、评课制度,加大教研室、系领导随机听课的频率,抽查学生作业,听取学生对任课教师的意见并及时反馈给任课教师,通过对课程教学全过程的监控,从而有效地保证教学质量。

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【关键词】工作过程；机械设计基础；教学改革

机械设计基础是机械类专业学生的专业基础课之一，该课程将机械原理与机械零件两门课的内容有机地结合在一起，其任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本原理和基础知识，使学生具有初步分析、设计和应用的能力，培养学生解决一般工程问题的能力，为培养高素质技能型人才奠定基础。

1.课程传统教学中存在的问题

在机械设计基础教学的过程中发现，由于该课的教学特点与学生之前接触到的课程有较大的差异，所以学生学习起来比较困难，且学生在该门课程的学习过程中学习的目的性及学习兴趣不强，教学效果不佳。主要原因是传统的教学模式中，该课程的教学活动与学生所学专业特点没有结合起来，使学生感觉这门课程与今后所学专业没有太大关系。即使教师不断提醒学生课程重要性，但学生因为对本专业的机器缺乏感性认识，所学的知识又不能在他们以往的生活和生产经验中得到印证，因此学生学习的兴趣不高，学习的积极性和主动性不够。针对于这种现象，在教学过程中改变传统的、单纯的、章节式的教学模式，而以能力的培养为主线来设计教学内容，采用典型的工作过程来设计教学，并将工作过程进行任务分解，以任务驱动来完成教学，达到教学的目标与要求。

2.教学改革的内容

本次教学改革主要针对于我院数控技术专业，因是初次改革，为便于比较，所以只选了数控技术专业3个班中的其中一个班为教改对象。

整个教学围绕着设计一个带式运输机的工作过程来进行（因带式输送机的工作过程涉及到机械设计基础课程中绝大多数的基本知识），然后将这一典型的工作过程分解成7个模块，每1个模块以机构或零件的设计为载体，完成1个独立的子任务，而这些任务教学的重点、难点及教学目标与机械设计基础各个章节的教学目标相吻合。在开课之初，对学生进行分组，每3个学生分成一组，将任务布置给学生，每组学生每学完1个教学模块，就要完成带式运输机的设计中的1个部分， 这样学生在任务的驱动下带着问题学习，明确了学习目的，也变被动为主动，使教师的教学内容上重点突出，教起来有的放矢。

3.教学改革的成效

本次教学改革得到了机电系相关领导及教师的支持，但因本次教学改革属初次，所以只针对于个别班级进行，并没有在整个数控专业展开。但从改革的效果来看，还是比较显著，主要表现在以下两个方面：

（1）与未实施教学改革的班级相比，实施教学改革班级学生机械设计基础课程的学习成绩普遍提高。因为学生在学习的过程中目标明确，学习的主动性和积极性普遍提高，课下找老师答疑的同学明显增多。由于课堂学到的理论马上用到了课程设计的实践中，提高了机械设计基础课程的教学效果。期末考试，在题目相同的情况下，实施教学改革学生成绩普遍提高，不及格率大大下降。

（2）学生对所学知识的综合运用能力得到提高。教师在教学中不仅讲解零件的强度设计，还结合课程设计介绍零件的材料选择、精度要求、图纸表达等内容。使学生在设计这些零件时不再一头雾水。通过设计典型的零件，如轴和齿轮等，使学生的综合分析能力、选用公差和绘图能力等都得到了提高。

4.结束语

教学实践表明，本次在机械设计基础课程中采用具体的工作过程的教学模式改革是提高教学质量一种有效的措施。但因初次改革，时间比较仓促，所以并没有脱离原教学的目标和任务，而是在保证原教学目标和任务的基础上，通过将具体的工作过程进行任务分解，以任务驱动式教学，提高学生学习的积极性，保证教学质量。而且，本次教学改革只是实验性的针对于个别班级进行的，并没有在整个年级或者在该门课程的教学中展开，虽然改革取得了一定的成效，但从授课的过程来看，学生完成每个任务所需的时间比较长，单纯依靠课上时间远远满足不了要求，需要占用大量的课余时间。基于此，对于该门课程从教学的目标和任务、教学内容、学时的安排、教学方法以及涉及到教学的各个环节等方面还都需要优化。

【参考文献】

[1]翁蓉，陈进武，曹轶杰.高职高专机械设计课程教学改革研究.科技信息，2010，（23）：307-308.