机械原理的课程设计范文

导语：如何才能写好一篇机械原理的课程设计，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：UG 机械原理 课程设计 新模式

机械原理课程是车辆工程专业的主要技术基础课程之一，在专业课程体系中处于承上启下的重要地位，机械原理课程设计是课程教学的重要实践环节，其目标是提高学生基础知识运用能力并增强机械设计创新意识[1]。随着时代的进步，赋予传统实践教学新教学手段的教学改革势在必行，作为目前流行的集成化系统软件UG，凭借其卓越的设计分析应用功能，可为课程设计教学提供十分强大的支持。针对我院车辆工程专业机械原理课程设计存在的瓶颈，基于专业特点，提出了基于UG平台的课程设计新模式，并通过实例分析探讨了具体实施方法，为机械原理课程设计的教学改革提供了新思路。

1 当前课程设计在教学中面临的瓶颈

1.1 设计思路单一，技术手段滞后

设计思路以参照机械原理课程教学中机械系统方案设计的知识体系进行，每名学生针对所选机械系统提出设计方案，通过对比方案选出最优设计，最终通过二维设计软件AutoCAD将设计构思表达出来。显然，这种基于传统图解法的二维设计已无法有效激发学生的设计热情，使本应生动的实践过程变得枯燥。

1.2 专业特色不突出，难以调动学生积极性

课程设计选题仍以通用机械为主，且学院各专业选题内容没有区别，车辆工程专业学生在设计中很难将本课程与车辆工程联系起来，这种有效关联学生难以构建，因而难以有效调动学生的积极性。

1.3 缺乏现代工程软件应用能力

我院隶属于农科院校，先进设计手段在教学中的应用还较为滞后，尤其是在现代工程软件的应用方面，至今学生还未系统地学习一款三维设计软件。先进的设计工具凝聚着先进的设计思想，如何借助现代工程软件平台，最大化地将现代设计思想灌输给学生，是我院亟待解决的问题。

1.4 缺乏设计分析一体化的整体思维能力

由于缺乏现代工程软件的应用支撑，学生在课程设计中往往只是一些机构的简易拼凑，对方案的可行性、合理性、工作是否会相互干涉等问题无法进行深入思考与切实验证，从而无法有效获得机械系统整体思维能力。

2 课程设计新模式

为了改变目前我院车辆工程专业机械原理课程设计的现状，提出了基于UG平台的课程设计实施新模式，通过将现代工程软件融入课程设计中，提高学生的设计能力。

2.1 工程设计软件平台的选择

针对机械原理课程设计特点，选择的软件平台应具有三维建模、机构仿真、运动及动力学分析功能，另外，考虑到本科阶段学生能力和精力有限的特点，不宜涉及多款专业软件，尽量以学习一款能解决设计中诸多问题的集成化软件为佳， UG正是集CAD/CAE/CAM一体化的大型系统软件，而且实用性好，越来越受到中国高校及企业用户的青睐，而且UG每个版本的更新都能同步反映当代最新的设计方法和理念，为学生今后的知识更新与扩容奠定基础。

2.2 具有专业特色的课题选择

在课程设计题目的选择上，紧紧围绕车辆机械这条主线，针对车辆工程领域常见的机械结构进行传动方案设计、运动仿真以及动力分析。选题基本方针是将各种车辆机械中相应的常见机构作为优选课题，并且为避免课题单一，必须在题目设计上实现多样化、个性化。例如同一机构类型在不同车辆类别、不同型号车辆、不同设计参数下进行设计，这样既能保证学生设计不重题，又能有效促进学生之间的讨论与交流。以专业特点为导向的课题选择，不仅实现了课程学习与专业学习的融合，达到了学以致用的效果，而且也很好地激发了学生的学习动力。

2.3 分层次的设计与指导

分层设计与指导从两个层面展开，其一，扩大选题范围并增加选题层次；其二，基于因材施教的原则，将3～6人作为一个小组，新模式下的分层设计是将一个大课题细化为若干层次的小课题，组员根据自身能力和兴趣选择一个，小课题难度分层次且关联递进，整个大课题只有在每个小课题都完成的情况下才能完成。这种模式不仅便于指导教师的分类指导，也有利于学生独立思考与团队合作。

2.4 新模式的实施框架与目标

通过框架图可以看出，新模式的技术载体是UG软件，UG软件工具运用的熟练程度直接决定了整个课程设计的进展情况。因此，新模式的前期准备阶段至关重要，为了在课程设计正式开始之前使学生对软件有一定的了解，需要教师将工程软件有效引入整个机械原理课程教学中，这方面已有许多教学工作者将之引入机械原理课程教学中，并在提高教学效果的同时就如何提高学生软件运用能力方面作了有益的研究和实践[2，3]，值得借鉴。教师指导重点是把握课题的分层次布置、设计方法的引导以及软件使用技巧的点拨。在整个设计过程中，小组成员共同讨论方案的拟订，然后根据能力层次分工完成机构建模、运动分析、动力分析、设计优化等环节，每个环节在独立设计的基础上又离不开团队合作，在设计完成后以期每名学生既能对所选课题建立起系统的认识，又能熟练掌握相应设计环节的软件运用。

通过这种新模式的实施，所要达到的实践教学目标如图2所示。借助UG平台进行的课程设计，基本目标是使学生同时获取综合运用基础知识和软件应用能力，理想目标是学生完成课程设计后能形成系统的设计思维，创新能力有所提高。

3 新模式实施案例

以具有车辆工程专业特点的典型汽车发动机机械系统为例说明，新模式的实施。三维虚拟设计模型框图如图3所示。

3.1 针对专业特点挖掘设计课题

挖掘具有专业特点的设计题目，发动机是车辆的心脏，透彻了解它的结构是车辆工程专业相关课程教学的一个重点。如图3所示，将发动机整个机械系统作为一个大课题，以发动机活塞运动仿真与分析a、发动机气门运动仿真与分析b、发动机气阀联动运动仿真与分析c为子课题，其中a对应于曲柄滑块机构，b对应于凸轮机构，c对应于齿轮机构，这些常用机构建模、装配及仿真，教师在前期准备环节中，都应通过UG软件平台将其融入机械原理课程教学中。类似的课题还可以从车辆传动机械系统转向机械系统、制动机械系统等中挖掘，车辆类别可从普通汽车扩展到农用车辆、铁路车辆等。

3.2 分层次地设计指导

本课题可根据学生能力和成绩，按分层教学思想和模式分配给3～6名学生共同完成。其中对于成绩差的学生，指导重心应放在运用基础知识创建典型机构的运动方案上，如活塞运动、气门运动、气阀联动的工作原理拟定及运动尺寸的确定，并学会运用UG创建单个零件的三维模型；对于成绩较好的学生，指导重心应是学会运用UG进行单一机构的装配设计和干涉检查；对于成绩好、能力强的学生，指导侧重点放在整机的运动仿真及方案优化上。在整个设计过程中，每个层次的指导又不是割裂的，每个子课题相互关联递进，强调每名学生在有所侧重的基础上共同参与，实现系统思维的构建、综合能力的培养。

3.3 基于UG的设计过程

在机械原理课程设计中，UG软件平台主要借助建模、装配和运动仿真三大模块功能。首先，学生要对UG建模模块中的常见操作命令熟练掌握，领会三维建模思想，这是每一名学生在课程设计开始之前必须达到的要求；其次，学生进入UG装配模块进行机构的装配设计并进行干涉检查，这一环节需要教师进行示范演示并穿插上机强化；最后，在机构装配完成后进入UG运动仿真模块，学生通过仿真结果，给出方案评价或方案优化。

4 结束语

UG软件平台背后的CAD/CAE技术已逐步成为现代产品设计的主流技术，我们必须树立新的教育质量观念，调整和改进机械原理课程设计的内容和手段，提高课程设计的技术含量和设计质量。如何更有效地发挥诸如UG这一类现代工程软件在工科教学中的作用，是我们教学工作者面临的一个重要课题。

参考文献

[1] 王涛，张艳华.机械原理课程设计新模式的探索与实践[J].中国电力教育，2010（1）：155-156.

[2] 陈奇，朱家诚，公彦军.将计算机软件引入机械原理教学的探索与研究[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2011（1）：145-148.

[3] 华剑，晏亮.工程软件在机械原理教学中的应用 [J].长江大学学报：自然科学版，2008（3）：363-365.

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摘要：本文以六杆机构牛头刨床为例，在运动学分析的基础上，应用Matlab软件编程实现了牛头刨床的位移、速度和加速度的变化曲线，完成了对牛头刨床的运动仿真，通过使用Matlab，为机械原理课程设计的改进提供了一个新的思路。

关键词：Matlab；机械原理；课程设计；六杆机构；运动仿真

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0077-02

机械原理课程设计是机械原理课程重要的实践环节，培养学生机械系统运动方案设计的初步能力。目前机械原理课程设计的方法有图解法和解析法两种，图解法需要学生列出矢量方程式，作图求解，其优点是几何概念清晰、形象，缺点是作图比较烦琐、精度不高[1]。解析法需要学生针对给定机构建立运动学模型，求解出位移方程、速度方程和加速度方程、编程求解，根据求解结果绘制相应曲线。解析法需要学生具有一定的编程能力，其优点是求解精度高，培养了学生运用现代化的手段解决设计问题的能力。

Matlab是美国Mathworks公司开发的大型科学计算软件，本文以机械原理课程设计中常见的牛头刨床为例，首先利用矩阵法对机构进行运动学分析，然后利用Matlab编程求解，绘制仿真曲线，直观再现牛头刨床从动件的运动规律。

一、牛头刨床工作原理概述

牛^刨床是一种用于平面切削加工的机床，图1所示为牛头刨床主运动机构的运动简图，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5及其上的刨刀作往复切削运动。刨头右行时，刨刀速度较低，刨刀进行切削，为工作行程。刨头左行时，刨刀快速退回，刨刀不切削，有急回特性，为空回行程。设计数据如表1所示。在工作行程中，牛头刨床受到很大的切削阻力（在切削前后各有一段约0.05H的空刀距离，H为行程距离），而空回行程中则没有切削阻力[2]。

二、Matlab仿真分析及参数测量

当牛头刨床六杆机构中导杆CD处于左极限位置时，曲柄与x轴夹角为194.84度，刨头上E点坐标为（796.52，-495.5），为便于分析，以此位置作为曲柄顺时针旋转和刨头位移的起始位置，在Matlab中编写程序，首先定义各杆长度及曲柄旋转角速度，然后根据先前推导的运动学方程编程实现[3]，其源代码如下：

n1=72；w1=2*pi*n1/60；Lac=430；

Lcg=796.52；Lab=110；Lcd=810；Lde=291.6；

dy1=[]；ddy1=[]；Pos=[]；

for theta1=（194.82/180*pi）：-pi/100：

（194.82/180*pi-2*pi）

S3=sqrt（（Lab*cos（theta1））^2+（Lac+Lab*sin（theta1））^2）；

theta3=acos（Lab*cos（theta1）/S3）；

theta4=pi-asin（（Lcg-Lcd*sin（theta3））/Lde）；

Se=Lcd*cos（theta3）+Lde*cos（theta4）；

SS=[theta1，theta3，theta4，S3，Se]'；

Pos=[Pos，SS]；

A=[cos（theta3），-S3*sin（theta3），0，0；

sin（theta3），S3*cos（theta3），0，0；

0，-Lcd*sin（theta3），-Lde*sin（theta4），-1；

0，Lcd*cos（theta3），Lde*cos（theta4），0]；

B=[-Lab*sin（theta1）*w1，Lab*cos（theta1）*w1，0，0]'；

dy=A＼B；

dy1=[dy1，dy]；

dA=[-dy（2）*sin（theta3），

-dy（1）*sin（theta3）-S3*dy（2）*cos（theta3），0，0；

dy（2）*cos（theta3），

dy（1）*cos（theta3）-S3*dy（2）*sin（theta3），0，0；

0，-Lcd*dy（2）*cos（theta3），-Lde*dy（3）*cos（theta4），0；

0，-Lcd*dy（2）*sin（theta3），-Lde*dy（3）*sin（theta4），0]；

dB=[-Lab*cos（theta1）*w1^2，-Lab*sin（theta1）*w1^2，0，0]'；

ddy=A＼（dB-dA*dy）；

ddy1=[ddy1，ddy]；

end

theta1=-1*（Pos（1，：）*180/pi-194.82）；

theta3=Pos（2，：）*180/pi；

theta4=Pos（3，：）*180/pi；

S3=Pos（4，：）；

Se=Pos（5，：）+495.5；

Ve=-1*dy1（4，：）；

Acc=ddy1（4，：）；

plot（theta1，Se），grid on

xlabel（'曲柄转角（^o）'）；

ylabel（'刨刀位移（mm）'）；

axis（[0，360，0，450]）；

title（'位移曲线'）

plot（theta1，Ve（1，：）），grid on

xlabel（'曲柄转角（^o）'）；

ylabel（'刨刀速度（mm/s）'）；

axis（[0，360，-2250，1500]）；

title（'速度曲线'）

plot（theta1，Acc（1，：）），grid on

xlabel（'曲柄转角（^o）'）；

ylabel（'刨刀加速度（mm/s^2）'）；

axis（[0，360，-20000，20000]）；

title（'加速度曲线'）

编好程序后，可调用绘图函数绘制相应的位移、速度和加速度曲线。

三、结束语

将Matlab引入机械原理课程设计的教学中，能够使学生掌握利用解析法计算公式设计机构的实际技能，提高学生利用计算机进行机械设计的能力，激发学生的学习兴趣，使其动手能力和创新能力均得到提高。

参考文献：

[1]孙恒，作模.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2012.

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Abstract： The mechanical design is based on practice and application of a highly basic course. On the one hand, this paper proposed to develop and apply a set of courseware system with modern teaching methods to improve teaching effectiveness, on the other hand, to enhance four abilities of students in basic courses of mechanical design.

关键词： 机械设计基础课程；能力；培养

Key words： the basic course of mechanical design; ability; training

中图分类号：G71 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0282-01

1加强机械设计基础课程的教学优化

1.1 改善现有的教学手段，研究开发出一套新型适应现代化教学的课教系统，提高机械设计基础及其相关课程的教学效果电化教育是现代社会经济，科学技术与教育发展的产物，是实施教改和开展课题研究的需要，是提高教师自身业务素质的需要，是加强教师备课程度，优化课堂教学过程的需要。使用电化教学要注意以下几个要点：①要有利于创造生动和谐的教学情境；②要有利于发挥学生学习的主动性；③要有利于学生智力发展和能力培养。而不论是传统教学方法还是现代电化教学方法，都应坚持“学生为主体，教师为主导”，要有效地发挥学生的主体作用，真正突出学生的主体地位，防止电教为“电灌”。因此，在教学设计上，预先估计学生在学习过程中心理上会发生变化，适时合理运用电教媒体，实现教学过程的优化。媒体使用的最佳时机，主要有以下几种情况：重点内容尚未引起学生注意时，学生思维展开尚缺少形象材料时，复杂机械动作的运行方式难以想象时。投影片的使用方式，可以是老师先演讲，后播放，再概括；也可是先设疑，后播放，再演讲；还可以边播放边讲解等。为获得课堂电化教学的最佳效果，必须先进行教学设计，然后再动手制作教学课件。

1.2 利用新型的动态模型展示，提高学生实践感受力华裔诺贝尔奖得主杨振宁等人也多次对我国教育不重视培养学生的创造性提出批评。提倡死记硬背，实行题海战术，使用标准答案，压制学生的个性发展，把教学过程单纯理解为对现有知识传透和积累，在教学方法和考试制度上也是重继承轻创新、重灌输轻发现等等，这是当前我国教育包括高等教育普遍存在的流弊。

2提高教师自身实践创新素质

机械设计基础课程是一门创新实践性很强的课程，年轻一代的创新能力要靠教师的创造力去培养。而教师要想胜任自己的教学工作，不仅要善于不断地更新和扩充自己的知识，还要能交给学生获取新知识的方法；而这些不断更迭的新知识、新技能，又难有召之即来的现成的教科书提供答疑和咨询；只能靠教师本人在丰富多彩的实践中去摸索、去探讨、去学习、去掌握。当前部分教师在认识上有“重理论、轻实践”、“重课堂、轻课外”的思想，有些人片面的认为只有增加投入才能提高实践教育能力；另外，在教师能力方面，存在部分教师专业实践能力不足，不能积极主动地参与实践教育活动，一些从校门到校门的青年教师扎在的小圈子里，缺乏从事专业实践教育的底气。通过探讨机械设计基础课程理论教学与增强实践相结合的过程中，促进教师对自身实践创新素质提高的思考。这就要求教师必须具有相应的独立思考、自主意识和怀疑精神，具有学习能力、实践能力和创造能力；要注重自身的知识积累；要乐于参加实践活动，教师的教学实践能力不仅表现在对学生的方面，而且更体现在对自己教学活动的反思上。这种反思是教师教学实践的重要内涵。不能及时反思自己的教师不是好教师，而这种反思是教师不断提高自身素质的一个重要途径。

3在机械设计基础课程教学中加强培养高职学生的四种能力

3.1 将四种能力的培养贯穿课程教学过程中高职高专教育是培养面向生产第一线的应用型工程技术人才。从职业教育、专业、职业的关系来看，职业教育课程应以工作过程为导向。既工作过程导向课程的名称和内容不是指向科学学科的子区域，而是来自职业行动领域的工作过程，且以项目、任务、工艺、范例、案例、设备、产品、实验、厂家等作为课程的实践形式。传统的机械设计基础课程内容包括机械原理和机械零件两大部分，理论性强、概念抽象，涉及的基础理论和知识面广、系统性强，各自成体系。这种学术型的教学模式显然不能适应高职高专教育对应用型人才培养目标的要求。根绝从职业群众归纳整合出的典型的职业工作过程。结合历届毕业生的调查反馈信息及用人单位对机械设计基础课程教学的要求，可对机械设计基础课程进行全面改革，将原机械原理、机械设计的教学内容按一般通用机械的设计过程来安排。

3.2 加强教学方法和教学手段的创新研究在教学过程中，坚持教学方法与教学手段的改革，施行“精讲多练”及启发式教学、讨论式教学、案例教学等等，突出学生四种能力的培养/如对于机械创新设计方面的内容采用讨论式教学，将工程案例引入课堂中，由教师提出案例问题，学生分组讨论，激发学生自主学习的积极性，提高学生的创新能力。采用理论教学、现场教学、实验教学等教学手段相结合，形象直观，用大量的应用实例让学生对生产和生活中的机械装置和机构有更广泛的了解，开阔了眼界。

3.3 大力开展第二课堂围绕课程教学内容的改革，大力开展第二课堂活动，如举办科技文化艺术节、科技人文讲座等，同时积极组织学生参加全国性竞赛活动，如全国大学生数学建模竞赛、大学生"挑战杯"创业大赛、机械创新设计大赛等，培养学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力。如机械创新设计大赛，学生可自由报名、自选课题参加比赛，在此过程中教师仅起到抛砖引玉的作用，组后学生将自己完成的作品在大赛演示并参加评奖，充分发挥学生的创造能力。此外，还可积极引导学生参与教师承担的部分科研或科研项目，学生能够从中或得许多创新设计的感性认识和理论知识，学到许多书本中没有的东西，并可以综合运用到已学过的知识，解决实际问题，从而提高学生的实践能力和创造能力。

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关键词：机械原理 教学质量 CAD 人才培养

中图分类号：G642

文献标识码：C

1 前言

机械原理一向是机械类专业以及近机械类专业学生的必修专业基础课程，同时其往往是机械类专业学生最先接触的专业基础课程，通过此课程的学习，使学生对机器的工作原理得以了解，同时具有初步的机构设计能力，课程本身对于将学生引入机械领域，培养学生进行机器创新设计能力具有重要的意义。

基于机械原理对学生进行创新设计能力和实践能力培养的需要，机械原理教学体系往往由三大环节组成，即机械原理理论教学、实验教学以及课程设计，这三个环节分别对学生进行理论知识教学、应用能力培养以及综合运用及创新能力培养。此课程教学体系在长期的本科教学实践中获得了认可。

但是，随着科技的发展、本科教学培养目标的转变以及社会需求的改变，传统的机械原理课程教学受到了挑战，出现了学生厌学、教学质量下滑等等现象。如何改变当前的现状，使机械原理课程教学的人才培养功能充分发挥，成为必须面对和研究的重要课题。

2 存在问题分析与解决方案

目前机械原理课程体系教学出现前述问题的基本原因在于一下几个方面：首先课堂教学方面教学内容变更少，教学思想更新不够，课堂所授解决问题的手段落后，如不论是连杆机构设计，机构分析等，目前很多院校仍然以图解法为主，而在历史上图解法占据教学重要地位的原因之一是其使用工具简单、便于操作、便于考核，但是随着计算机技术的发展，解析法本应成为机构设计以及机构分析的主要方法，但由于解析法考核不便，因此课堂教学虽然有所提及，单往往也只是作为了解内容进行教学，这导致学生在学习中懒得动脑；实验方面，为满足人才培养要求，目前各院校均开设机械原理创新型实验，但目前机械原理的创新实验平台均受到可用构件的种类、数量以及固定机架的固定方式限制，拼装困难且限制较多，导致学生在实验中难于动手；课程设计环节，则由于机械原理教学内容无法跟上时代，使得机械原理课程设计质量难以得到保证，另外受到网络应用普及的冲击，导致抄袭严重，导致此环节学生更是既不积极动脑也不积极动手。

针对以上分析，提高机械原理教学质量，关键在于调动学生，让其在教学的各个环节中能够“动”起来，这就需要在机械原理课程体系中加入一些学生必须且有兴趣掌握的“现代”的元素，利用这些元素为机械原理课程体系注入新的活力，同时将课程教学体系各个环节相互联系，从而形成一个更能充分发挥人才培养作用的教学体系。

基于以上考虑，商业CAD软件，如Creo，Solidworks、UG等，就成为理想的元素，首先商业CAD软件随着科技发展而不断进步，其往往代表了先进的科技发展水平；其次商业CAD软件本身是用于解决问题的先进手段；对其掌握也是机械类和近机械类专业学生在本科学习阶段所必须拥有的能力；最后，由于计算机在学生中的普及以及计算机软硬件能力的提高，使得商业CAD软件在机械原理教学中推广应用具有了可能。

3 引入商业CAD软件的作用和意义

商业CAD软件，以PTC公司的Creo软件包中Parametric软件（或Pro/E）为例，其兼具有建模、装配、机构仿真、运动分析和动力分析以及简单的有限元分析功能，是目前应用非常广泛的CAD软件。

图1为机械原理理论教学内容与Creo Parameteric软件功能及相互对应关系，显然，Creo Parametric软件的相关功能正好可以与机械原理课程理论教学知识体系相对应，这使得机械原理与该软件可以实现结合，通过结合，可以让学生通过机械原理课程的理论教学学习到基础理论知识，促进学生学习和掌握现代商业CAD软件的操作，并锻炼通过现代工具软件解决问题的能力。

另外，除了在理论教学外，在实验中，尤其是创新实验中引入Creo软件，则可以打破实验平台限制，有利于调动学生充分发挥创造力，从而更好地实现对学生应用和创新能力培养。

而对于课程设计环节，引入Creo软件，由于学生课程设计的目的不仅是在图纸上展现机器工作原理，更要让其在屏幕中实现虚拟装配和虚拟检验、并进行相关分析，这从某种程度上加大了学生进行课程设计的难度，但也使得学生学习了更多的内容，更重要的是引导学生必须自动起来进行课程设计，这样抑制了抄袭行为，从而使得课程设计充分发挥人才培养作用。

基于以上原因，将商业CAD软件Creo引入机械原理课程教学，对于提高教学质量可以起到催化作用。

4 实施方案及效果

将商业CAD软件与机械原理课程教学体系相结合，需考虑两关键点，一是教学过程与商业软件的学习流程应尽量一致，二是在引入商业软件的同时不可偏废基础理论知识的学习和应用能力训练。基于以上两点，提出以下的实施方案：

首先调整理论课教学顺序，目前，机械原理的教学实施方案一般依据教材而定，而目前全国应用率最高的机械原理教材在教学内容安排上有两种方式，其一为机构组成原理机构运动分析常用机构分析与设计机械系统设计机器与机构动力学；其二为机构组成原理机构运动分析机构与机器动力学常用机构分析与设计机器系统设计。这两种教学方案从顺序上与商业CAD软件学习流程不一致，因此，当引入商业CAD软件后，教学顺序应与建模、机构仿真、运动分析、动力分析这个软件学习路径尽量保持一致，因此，可将教学顺序调整为机构组成原理常用机构分析及设计机构运动分析机械与机构动力学机械系统设计。软件与理论课程教学相结合依靠定期大作业实现。大作业的布置一方面遵循软件学习流程、另一方面也要考虑实验可课程设计实施需要。表1所示为理论教学与商业CAD软件结合大作业布置方案。

在机械原理实验教学，一般包含机构运动简图测绘、齿轮范成实验、刚性转子动平衡实验以及机构拼接组装创新型实验，这些实验中可将机构运动简图的测绘实验时间适当后移，然后加入部分机构仿真内容，如对实验机构择其一完成机构建模与仿真，仿真文件作为附件随实验报告一起提交，这样要求有利于提高机构运动简图测绘质量，另外，如果时间合适，可以在机构拼接组装创新实验中加入机构仿真内容，这可以打破实际试验平台的局限性，有利于充分发挥学生的创新能力。

关于机械原理课程设计与商业CAD软件结合，则需从选题、任务量、考核方式等多方面进行考虑，选题方面，由于本文中所提到的软件在机构仿真方面或多或少具有一定的局限性，比如双凸轮机构的仿真就不能很好的实现，有的凸轮机构则建模难度较大，还有如圆锥齿轮，目前常用的建模方法都是简化建模，正因为如此，教师需对课程设计题目的可能实现方案和难度进行把握；其次，尽管引入的商业CAD软件不仅具备了机构运动分析和动力分析的功能，但课程设计的重要目的之一是锻炼学生理论知识的应用能力，因此不应以商业CAD软件的应用完全取论教学所教授运动及动力分析方法，因此，可规定如机构进行运动分析和动力分析，则需要采用教材提供的理论分析方法，包括图解法和解析法，对机构的某一位置进行分析，并将分析结果与软件分析结果对比，通过这个过程锻炼学生运用理论知识应用能力，同时对软件分析和理论分析结果是否正确进行相互检验；最后，考核方式方面，仍然采用答辩方式，并在其中加入机构建模和机构组装考核内容，因为学生中电脑普及率很高，同时机械原理中构件的建模相对简单，因此以上考核内容的加入，并不会给验收考核工作量带来过大的负担。笔者就机械原理课程设计中加入引入工程CAD软件的问题曾在文献中有较详细的论述。

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关键词：机械设计教学；机械设计全过程训练；人才能力培养

大家都知道，机器是各部分之间具有确定相对运动的人为的实物组合，它能代替或减轻人类劳动来完成有用的机械功或转换机械能。所以，机器的设计过程基本上应包含两个阶段，即运动设计和构形及工作能力设计两个阶段。前者是根据机器的预定动作要求，保证机器具有所需的确定的相对运动，其设计结果是机器运动原理图和各组成机构的运动简图，它好像动物的“骨骼”，这是机械原理课程所承担的内容。后者是在运动设计的基础上，将抽象的运动简图转换成具体的工程（结构）图，这犹如动物的“肢体”，并能按照各种设计理论，保证机器在一定的工况条件下和规定的运转时间内，具有正常的工作能力。其设计结果是制造单位所必需的工程图和技术文件，这是机械设计课程所承担的内容。只有将两者有机地结合起来，才是一个完整的机械设计过程。只有完成这两个过程的训练，才能说完成了机械设计全过程的训练。这是机械专业人才具有创新能力的最基本的条件，也是我们培养学生创新能力的最低要求，否则他们将要在今后工作中经过较长时期的磨砺、摸索，甚至以半个人生为代价，才能具有这种能力，这将大大延缓人才的成长过程。

一、我国机械设计教学现状和存在的问题

（1）过去“机械原理”课程中存在着“重分析、轻综合，重理论、轻实践”的现象，课程设计为运动分析和力分析（这不能称为设计），甚至在教材中提出机器运动方案设计无规律可循。随着教改的不断深入，机械原理新教材已编入机器运动设计。机械原理课程设计已开展了不同类型和题目的整机运动设计，而且与计算机辅助设计结合起来，适应了创新人才的培养要求和现代科学技术的发展。由于有些教师（尤其是老教师）没有学习（或实践）过机器全过程设计，因此各校发展不一，有的只做机构设计，不做整机运动设计，有的甚至至今仍只做运动及动力分析。但总的形势是机械原理加强整机机构设计并开展计算机应用已成大势所趋。

（2）“机械设计”课程以前被称为“机械零件”课程，一直被公认为对学生设计能力的培养和提升具有很大的作用，尤其是减速器设计作为学生的第一个课程设计几乎是不可取代的。在“机械零件”改名为“机械设计”的时候，曾有些学校认为机械设计若不包含机器的运动设计是片面的、不科学的。之后有些教师就把机械原理内容加了进来，统称为“机械设计”。在极个别教材中还加进了凸轮机构的结构设计与强度计算，连杆机构的结构设计等。但在大多数“机械设计”课程中，仍坚持原来“机械零件”课程的教学内容和课程设计，即只讲通用零件设计和进行减速器课程设计，而机械原理中的三大常用机构在“机械设计”课程中只有传动机构了，其他两大机构（即连杆机构和凸轮机构）无影消失。学生不知道怎样去进行这些机构的结构设计和工作能力计算，也就是说在机械原理中学的连杆机构和凸轮机构学生无法应用，致使机械原理与“机械设计”课程内容脱节。这两门课程的课程设计分别为机器方案设计和减速器设计，致使两个课程设计脱节。使学生摸不着头脑，搞不清两者之间的联系。

（3）教会学生从运动原理图绘制工程装配图及其零件图，这在我国机械设计教学中还是空白。因此毕业设计离不开参考图，甚至提出没有参考图就不能搞设计。如果按此逻辑，就无法实现原创性设计。学生毕业实习时到处搜集参考图，毕业设计基本不搞方案及其运动设计，多为抄图加校核，而且这种毕业设计方式也为大多数毕业设计指导教师所认可，认为只要抄图抄懂即可。这样的毕业设计怎能培养学生的创新能力呢？

（4）我国机械设计教学没有给学生提供一个动手实践的机会。设计结果往往停留在图纸或虚拟阶段，无法检验正确与否，虽然举办了机械设计竞赛和挑战杯竞赛，但参与的学生只占少数。

（5）我国机械专业教学改革思路有待深入探讨，很多学校不知道从哪里着手，往往出去调研一遍，将收集的教学资料综合起来取平均值即可，打不破旧的传统，提不出新的方案。现在各门课程几乎都在争学时，都在进行教改，都在加强实践环节，都在搞创新，旧的去不掉，新的要加进来，只好搞平均压缩，缺乏整体观念和权威，缺乏创新思维和人文素质教育。

综上所述，我国机械设计教学现状令人堪忧，机械类毕业生基本上不会搞创新设计（或新产品开发），只有在工作岗位上经过长时间的摸索才能具有这种能力。教育部于2010年启动了“卓越工程师教育培养计划”。提出了教育界与工业界联合制订人才培养标准；创立高校与行业企业联合培养人才的新机制；设立“工程实践教育中心”，学生在企业学习一年，“真刀真枪”做毕业设计；改革完善工程教师职务聘任、考核制度等措施。我们认为，若要完成上述一系列人才培养计划，就必须重视对教学计划及课程内容的全面分析和适当调整，否则是很难培养出具有原创性设计能力的卓越人才的。

二、机械设计教学改革的思路与建议

篇6

化工机械基础课程设计是化工专业重要的实践教学环节，对于提高学生的装置设计水平，增强工程意识具有重要的意义。随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端逐渐显现，课程设计急需改革。本文分析了课程设计面临的问题，以课程的教学目的为依据，提出在设计时间、设计题型、学科交叉、设计规范、成绩考核等方面的改革方案。通过教学改革，激发了学生的学习兴趣，提高了机械设计水平，起到了良好的教学效果。

关键词：

化工机械基础；课程设计；教学改革；工程意识

化工机械基础课程是化学工程与工艺专业的必修课程，涉及化学、化工、机械、材料、物理、力学、数学等学科知识[1]，具有学科交叉复杂、内容丰富、理论联系实际紧密、工程实践性强等特点[2]。通过课程学习，学生可以掌握基础的工程力学知识，熟悉材料特性，学会常用化工装置的设计方法，了解化工机械安全使用的检验原理[3-5]，对于提高化工专业学生设计水平，增强工程意识，培养分析问题、解决问题的能力具有重要的意义[6]。化工机械基础课程设计是继该理论课程之后的一次集中实践教学环节[7]，能够起到将机械设计知识融会贯通，发挥理论与工程实际、基础知识与专业技术之间的桥梁作用[8]。学生在设计化工装置时，既要基于学科理论，又要遵循国家标准和行业规定；既要装置结构合理，又要保证安全经济，是多门学科知识综合运用，多种专业技能强化锻炼的重要过程，为化工类学生更好地服务化工行业奠定良好的专业基础，因此，应予以足够的重视。

一、课程设计面临的问题

针对化工专业学生开设的化工机械基础课程设计开课于大三，这个阶段，学生刚接触专业课学习，对本专业知识体系还不熟悉，对专业设计更是知之甚少，急需专业教师悉心指导，同时，一直沿用的课程设计内容、课程安排及考核形式等都无法与高等教育改革的新形势相适应，课程设计急需改革。1.课程设计时间短，与理论课衔接不合理一般化工机械基础课程设计安排在理论课结束后一周内完成。要做好课程设计，学生要查阅相关装置的设计资料，熟悉涉及物料的性质，了解国家设计规范，选择合适的设备材料，合理设计装置内部结构，完成设计尺寸计算及强度、刚度、稳定性校核，绘制装置设备条件图，编制设计说明书[9]，设计工作量大，专业知识要求高，学生很难在一周时间内完成。而此时段，学生已完成理论课的学习，对于设计中用到的知识已经淡忘，需要重新查找复习，不利于理论知识的学以致用。同时课程设计处于期末考试阶段，考试压力较大，学生忙于准备考试，很容易出现应付或抄袭现象，无法真正起到增强学生工程意识、提高装置设计水平的作用。

2.课程设计题型少，装置结构简单以往的化工设备设计题型比较单一，只做一些压力容器设计，课本中有该类装置的设计例题，学生只需将设计条件带入，参考例题，按部就班地计算就可以完成，学生学习兴趣不大，完成质量也不高。设备一般不进行内部结构设计，只进行外部壳体计算，设计难度较小，无法激发学生的探索欲望，学习主动性较差[10]。

3.不同学科间知识交叉少，装置设计不完整化工装置的设计包括工艺设计和机械设计两部分[11]。工艺设计是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求确定设备的主要尺寸；机械设计是根据工艺尺寸设计设备的结构、选择结构材料及进行强度、刚度和稳定性计算，给出设备与零部件的条件图。对于化工专业的学生来说，化工原理课程设计做的是工艺设计，化工机械基础课程设计做的是机械设计。教改之前，这两个设计没有交叉点，学生每门课程只做一部分设计，而没有化工装置设计的完整训练，不利于学生设计能力的提高[12]。学生提交的设备条件图，大多采用手画的形式，而不采用现行各设计院普遍采用的AutoCAD绘图软件，无法锻炼学生机械制图的能力。设备条件图绘制简单，各物料进出管口、自动控制方案都无法体现，化工设计及化工自动控制课程所学知识不能应用到化工机械基础课程设计中，学生综合运用所学知识的能力无法得到锻炼。

4.学生工程意识不强，设计不规范生产中使用的任何机器或设备的构件都应满足适用、安全和经济三个基本要求，其中，安全是核心。为了保证装置安全可靠运行，降低生产成本，提高劳动生产率，便于构件互换，国家和有关部门制定了各类化工装置设计的标准和规范[13]。学生对相关的标准与规范不熟悉，容易造成其无法将标准和规范应用到化工装置的设计中，与生产实践脱离。比如，计算容器的物料接口尺寸，很多学生计算出结果后没有规整，即使规整了，也没有查阅国家制定的各种钢管公称直径的规范，采用标准尺寸。在选择设备材料时，一般选择适用范围广，性能优异的材料，没有考虑会使设备成本大大提高的风险。在设计压力容器时，计算出的容器壳体壁厚与封头壁厚不一致，很多学生本着经济的原则，没有设计为相同尺寸，影响容器的焊接和安全。这些都是理论设计与生产实际偏离、工程意识不强的体现，没有达到强化工程概念的教学目的[14]。5.考核方式不合理，无法体现设计水平以往的课程设计是根据学生提交的设计报告给成绩，对学生的平时表现，设计的合理性、规范性及严谨程度没有体现[15]。设计报告抄袭或模仿现象严重，单纯凭借设计报告无法反映学生真实的设计水平，不能体现公平、公正、合理的考核原则。针对化工机械基础课程设计存在的这些问题，按照高等教育改革的要求，我们对课程设计进行了改革。

二、课程设计改革措施

1.提早布置课题，合理衔接理论教学针对课程设计时间短，与理论教学脱钩的问题，我们对课程设计时间安排进行改革。在完成第一章工程力学和第二章化工设备材料教学之后，我们便将每位学生的设计课题布置下去，理论课程结束后两周上交相关设计文件，进行考核。在布置课题时，利用两节课的时间，介绍各类装置设计的流程，每个环节用到的理论知识也事先向学生明确，使学生对课程设计有大致的了解，并对今后会对用到的知识引起重视。同时，理论课授课教师在今后介绍各类化工装置机械设计时也要对重点知识的应用加以说明，并结合课程设计详细讲解。学生了解设计课题之后即可随着理论课的讲解开始设计，学到的设计知识即刻能够应用到设计中，真正起到了学以致用的效果。在设计过程中，遇到困难，学生可以在理论课堂上提出，经过老师讲解得到解决，提高了设计效率，也方便指导教师掌握学生设计情况。由于设计时间由原来的一周延长为多半个学期，学生在理论课结束时便完成了大部分的设计计算及校核，利用两周时间整理数据，绘制装置图，撰写说明书，不会耽误期末考试复习，避免了应付抄袭现象的发生，真正锻炼了学生的机械设计能力，达到了课程设计的教学目的。2.增加设计题型，重视设备内件设计课程设计题型的选择关系着化工实践教学的效果。为了使学生熟悉各类化工装置，激发学生学习的主动性，锻炼化工设计能力，我们编制了多种化工装置的设计题型，包括压力容器设计、板式塔设计、填料塔设计、管壳式换热器设计和搅拌反应釜设计，共计五个设计题型。这些装置是化工生产中最常用的，体现了理论设计与生产实践的结合，同时，理论教学讲授的设计知识在这些装置的设计中能得到充分的应用，加深了学生对理论知识的理解，保障了装置设计的质量。对于装置的主要部件，比如板式塔的塔板、填料塔的填料层、反应釜的搅拌器等，也要求学生详细设计，并且给出部件的条件图。通过内部构件的选择、设计和校核，加深学生对化工装置的认识。

将每个班的学生分成5组，每组负责一类装置的设计，并且同组学生的设计条件各不相同。学生要完成自己装置的设计，要查阅大量的文献资料，搜集各种物料性质，学会各类装置的机械设计方法，参考化工容器设计的国家标准，这种形式彻底改变了课程设计形同虚设的尴尬局面，锻炼了学生查找科研资料，积极探索未知领域，不断补充新知识，独立完成科研任务的能力，激发了学生的创新意识，真正提高了化工装置的设计水平。3.加强学科交叉训练，完善装置设计流程化工装置的工艺设计与机械设计是互相影响、密不可分的，工艺设计为机械设计提供工艺条件及设备主要尺寸，而机械设计的结果又反过来影响工艺设计。为了使学生对化工装置设计有完整的设计体验，我们联合化工原理课程设计，将这两个设计有机结合，学生在做完化工装置的工艺设计之后，根据工艺条件及计算出的装置尺寸，接着进行化工装置的机械设计，使学生知道装置的设计流程，为学生将来从事化工设计工作奠定了良好的基础。对于学生提交的设备条件图及主要内件结构图，严格要求用AutoCAD绘制，并且标出各接管及自动控制仪表的安装方位，在设备条件图的右侧表明工艺要求、安装要求、各接管尺寸、材质、采用的国家标准等。

通过这些方式，学生熟悉了化工装置的设计流程，将化工原理、化工机械基础、化工制图、化工设计、化工自动控制等专业课所学知识融会贯通，综合运用，提高了学生学习的积极性和主动性，有利于设计能力的提升。4.严格规范设计，强化工程意识作为一名合格的化工专业学生，必须了解国家制定的有关化工设计的各种行业规范和国家标准。在做任何装置设计之前，都要先查找有关规范和标准，绝不能闭门造车，无据可依。与化工机械基础课程设计相关的标准有《钢制压力容器》《管壳式换热器》《钢制塔式容器》《塔器设计技术规定》《石油化工钢制压力容器》《石油化工自动化仪表选型设计规范》等。学生在做课程设计时，遇到有关尺寸的确定、内件的选择等有疑问的地方，一定要查阅相关标准，养成良好的设计习惯和严谨的工程态度，做一个敢于担当、认真负责的设计者。同时，要注意适用、安全、经济相协调的原则，密切联系工程实际，强化工程意识。5.完善考核体系，激发设计热情考核对于课程设计的质量有着重要的导向作用，公平、公正、合理地对课程设计做出考核，对学生有着监督、鼓励和引导作用。实践类课程的成绩考核不同于理论课，决不能单纯依据提交的设计报告定成绩。化工机械基础课程设计的考核分为平时成绩、设计报告质量和答辩三部分，分别占总成绩的10%、70%和20%比例。其中，平时成绩包括出勤率、学习态度及团队协作能力。设计报告质量包括报告的完整性、设计的合理性、计算的准确性、图纸绘制的规范性等。答辩环节要求每位学生将设计内容做成幻灯片，利用3分钟的时间陈述工作内容，然后由考核教师提问有关问题，学生作答。这种考核形式督促学生实实在在地做设计，认认真真地抓质量，只有付出努力，才能取得好成绩，激发了学生的设计热情，杜绝了抄袭应付现象，达到了教学目的。

三、总结

化工机械基础课程设计是化工专业学生重要的实践教学环节，随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端日趋显现，课程设计急需改革。针对设计时间短的问题，我们提早布置课题，与理论教学合理衔接，避免了抄袭应付现象。增加设计题型，由原来的单一装置设计增加为五种装置设计题型，并且对装置的主要部件也要进行设计。加强与化工原理、机械制图、化工设计等交叉学科的联系，完善装置设计流程。装置设计要严格遵守国家规范和行业规定，注重适用、安全、经济相协调的原则，增强学生的工程意识。完善考核体系，公平、公正、合理的对课程设计进行评价。通过教学改革，激发了学生学习的积极性，课程设计质量得到提高，杜绝了抄袭应付现象。学生在课程设计过程中，自觉依据国家设计标准，将理论设计与生产实际相结合，增强了工程意识，提高了机械设计水平，起到良好的教学效果。

参考文献：

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[14]李政辉，李庆生，姚忠.化工设备机械基础课程设计教学中存在的问题与改革[J].化工高等教育，2012（1）：47-49.

篇7

关键词：机械设计；教学；实验；课程设计

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671―1580（2014）02―0055―02

《机械设计基础》是近机械类专业的一门主要技术基础必修课程。在南京农业大学，修读该门课程的主要有材料成型及控制工程、工业设计、工程管理等不同专业的学生。由于授课对象不同，教学计划安排的课时也比机械类专业的学生要少一些，因此该课程的教学与机械类专业的课程教学有不同的特点。下面分几个方面谈谈作者的教学体会。

一、要在课堂上激发学生的学习兴趣

学习这门课程的学生都是非机械类专业的学生，其中工业设计的学生在大二的时候学习这门课程，材料成型及控制工程、工程管理的学生在大三的时候学习这门课程。尽管这门课程是必修课，但是学生对这门课程并不非常了解，学习兴趣并不高。尤其是工业设计的很多学生，高中都是学美术的，基础非常差。因此，最重要的是去提高学生学习该课程的主动性与积极性。

一般而言，绪论是第一次课，对吸引学生的学习兴趣非常有用。任何一门课程的“绪论”，都要谈到“为什么学”、“学到什么”以及“如何学”的问题。作者在讲授这一章时，结合农业机械发展的特点，从传统的“牛拉耕田”、“拖拉机耕田”到“现代农业机械”，从古代的“马车”、“普通汽车”到“现代汽车”，以及现代汽车的主要组成，内燃机、牛头刨床的主要组成及工作原理等，通过这些简单易懂的例子，使学生了解到现代机械仍然以机械工程为基础，以激发学生的学习兴趣。作为工科学生必须具备机械设计基础知识，才能为后继专业课程的学习及日后技术革新打好基础。

同时，在授课过程中，笔者准备了非常多的案例、动画和录像，以理论结合实际进行教学。比如在讲“平面连杆机构”时，准备了“契贝谢夫四足步行机”的录像，非常的形象和生动。讲死点时，有飞机起落架、夹具等的动画，同时结合讲解，学生就非常容易接受和掌握，有比较深刻的感受。

二、注意内容的整体性和连贯性

《机械设计基础》 的前半部分主要是机械原理的内容，内容从高低副与自由度、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构到轮系，这是一个整理的学习过程。尤其是高低副与自由度，需要学生有一定的想象能力，如何把复杂机械的机构运动简图画出来，这部分掌握好了，对后面的几种机构的学习很有帮助。此外，速度瞬心是一个非常重要的概念。学生在《理论力学》的时候就学过速度瞬心，这与《机械设计基础》的速度瞬心有何区别？这一点要介绍透。同时，结构的压力角、传动角如何画出，等等，这几章有很大的连贯性，在讲解过程中切忌过快，要学生掌握好才行，多让学生做一些习题，否则影响后续章节的学习。

三、提炼关键内容，有重点地授课

《机械设计基础》是两门课的综合，前半学期主要是高低副、自由度和一些常用机构，后半学期主要介绍通用零部件的工作原理、结构特点、设计与计算等。前半学期机构的学习比较系统，基本上是在介绍了自由度、速度瞬心、压力角和传动角的知识以后，一个机构一个机构地学习。后半部分的内容非常繁多且零散，学生在学习的时候普遍反映不太好学，缺乏头绪。因此，这门课程的学习一定要有一条主线。笔者认为，本课程教学时，要结合课程设计的内容，进行有重点的学习。

以“齿轮机构”为例，这一章的内容非常多，也是这门课最重要的内容之一。这一章的学习，一般需要五六个课时的学习。笔者在这门课程的学习时，主要是抓住“渐开线的性质与特点”和“一对齿轮啮合过程”等主线开展教学。其中渐开线是这章学习的基础，所有牵涉到齿轮参数计算和啮合的知识的，都牵涉到渐开线。在教学的过程中，教师要抓住主线，逐步开展教学。

四、结合课程设计和实践进行授课

南京农业大学开设的《机械设计基础》这门课程有课程设计和创新设计。一般课程设计有两到三周的时间，是设计单级圆柱斜齿轮。一个学生一个设计题目，给出的斜齿圆柱齿轮各种传递的功率、输入转速、传动比等参数不同，要求学生通过查手册，独立设计出该对斜齿圆柱齿轮和减速箱系统。这个比较重要的是齿轮传动、带传动、连接、轴、滚动轴 承等几章的内容。在讲授这几章的内容时，都要结合课程设计进行授课，比如齿轮材料的选择及其热处理方法、齿轮设计时参数的选择、齿轮受到的轴向力切向力和径向力的计算等。通过结合课程设计的内容进行教学，可以加深学生的感性认识，提高学生的学习兴趣。同时可以让学生更好地进行课程设计，提高课程设计的质量。

五、培养学生的动手能力和工程意识

《机械设计基础》这门课主要有三个实验：机构运动简图与自由度、范成法加工渐开线齿轮、带传动系统综合实验。在这三个实验中，都注重学生的动手能力。尤其是第一个实验，一般在第二次或者第三次课程的时候做，有非常多的简单机构，让学生去绘制机构运动简图。在这些实验中，指导老师大概介绍了一下之后，就让学生自己动手去做，指导老师在一旁讲解与指导。通过实验，不仅可以锻炼学生的动手能力，还可以让学生独立地去思考。

笔者认为，《机械设计基础》这门课的设计过程，最重要的是让学生有工程意识。因为不管设计和制造任何机械，一般性能越好，功能越复杂，成本就越高。在设计过程中，要让学生结合实际和性能要求，去查各种手册和图册。手册和图册里面的推荐值一般都是一个范围，学生要结合经济性和实际要求去选取。要教导学生去参考前人的经验，但是又不要照搬前人的经验，要鼓励学生去积极创新。

总之，《机械设计基础》是一门重要的专业技术基础课。在本课程的教学实践中，要结合所教授学生的特点，去吸引学生学习的兴趣，有重点地进行讲授，以让学生能学好这门课程。同时要培养学生的工程和经济意识，鼓励学生不断进行创新。

[参考文献]

[1]杨可桢主编.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]谢振宇.《机械设计基础》教学方法探讨[J].鞍山师范学院学报，2004（04）.

[3]倪向东等.机械设计基础课程教学方法探讨与实践[J].石河子大学学报（哲学社会科学版），2006（S1）.

篇8

关键词：机械原理课程；创新能力；实践环节；项目化教学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2012）33-0254-02

《机械原理》是高职院校机械设计与制造专业学生必修的一门重要的专业基础课，是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。它在机械工程人员的培养过程中起着承上启下的关键作用，是学生牢固掌握专业技术的重要环节。在基础课到专业课之间起着无可替代的桥梁作用。

一、机械原理课程的学科现状

目前的机械原理课程目标具有一定局限性，主要表现在三个方面：第一，在课程内容上，强调学科知识体系的系统性、完整性，造成理论知识偏多偏深，实践技能不足，理论与实践脱节。第二，在课程结构上，学习内容受到限制而产生狭隘和滞后的弊端，不利于培养创新能力。在制造业的发展急需具有创新能力人才的今天，学科现状不能满足需要。第三，在课程实施上，课程教学基本是一个封闭的过程，最大的弊端是使学生缺乏学习的主动性和对教学质量检验的滞后性。

传统机械原理的教学特点是：教学理论性强、概念抽象，与实际应用有一定距离。授课方式上以教师讲授为主，由概念引入知识，以逻辑推理为中心。教学过程中基本没有学生能力培训的环节，这对培养学生的实践、创新能力很不利。同时，传统的教学模式中，总是先理论后实践，容易产生实践与理论分离的现象，教学很难适应职业教育培养的需要。为此，进行教学改革，开展项目教学，按照学生认知规律与实际工作项目的顺序来优化教学内容势在必行。

二、以创新能力培养为导向的《机械原理》课程改革方案

（一）改革教学内容

课程内容的改革不是简单意义上的增加或删除，而是在专业化的前提下，优化组合了相关内容的课程；在促进学生全面发展的基础上，更加注重学生思维整体性的构建。教学内容的改革突出综合应用知识能力的培养，在此基础上培养创新能力。围绕教学内容方面主要做了以下方面的调整。

1.理论课与实验、实践课学时的调整

多年来，机械原理课程存在着理论课课时过多，实验和实践课课时偏少的现象。我院自机制专业成立以来，每学期理论课和实践课学时分别为：理论课为70学时，实践课4学时。近一年，增加一周课程设计时间，但试验课受条件限制，很少开展。针对这一现状，在课改方案中制定了新的教学计划，理论课课时针对模块化教学的需要，设计为55学时；单独开设试验与实践课程，课内试验为12学时，此外进行为时2周的课程设计（课外进行）。加强了实践课时量，强化了学生的动手能力和创新设计的能力，同时，理论课教学也基本满足学生对理论知识的掌握要求。

2.理论课教学内容的大幅度调整

以前的机械原理教学侧重于基本知识点的分析方面。内容上包括：机构的结构分析、运动分析、力的分析、常用机构的设计等方面；机械运转及速度波动调节和机构的平衡等方面很少涉及。现在，随着机器向着高速、自动化、精密化方向的发展，机构如何在高速下具有较好的动力性能显得尤为重要；机构的多样性创新需要各种机构合理综合与合理选型。因而，教学内容方面要适当调整。在总的理论课课时减少的情况下，调整的教学内容更接近于工程实际，更具体化。教学内容的安排做到“宽而精”。“宽”就是知识面广，涵盖的内容广；使学生在设计时能做到思路开阔，激发出潜在的创造性。“精”就是对机构设计的基本思路及方法做详细的阐述，使学生在面对复杂的未知机械产品时，能够做到触类旁通。

本着这些原则，课程内容上压缩了机构的运动分析和力的分析的课时，机构的结构分析保留原有的内容，因为杆组分析法对机构的多样性设计和创新设计方面，有重要的启发作用。常用机构的学习中，减少推导性内容，重点介绍机构设计的方法，增加了机构的组合设计、转子动平衡和机械调速等内容。使整个课程体系更加完整，更加系统，更符合现代工业设计对学生总体知识掌握水平的要求。

3.加强实践教学，培养学生创新精神和实践能力

实践教学包括课程实验和课程设计。实践环节是培养学生创新精神，增长创造才干，锻炼动手能力的有效途径。在试验与实践教学中，始终以基本能力训练为基础，以综合素质培养为核心，以创新精神教育为主线，明确试验教学任务，更新试验教学内容，改革试验教学方法和手段，强化试验教学考核，提高试验教学质量。

在试验教学方面，以往实验课内容偏少，非常不利于培养学生的动手能力和创新能力。且实验内容多以验证性实验为主，学生完全按照指导书提供的步骤进行，缺少主动参与的意识，不利于创新能力的培养。因此，在试验内容上增加了《机构认知实验》和《转子动平衡》等实验。这些实验密切联系实际，既有验证性实验，又有创新设计实验，大大丰富了实验课的内容。课程设计方面，尝试增加《械原理课程设计》的内容。通过这一环节，使学生感受到理论与实践的第一次融合，提高学习兴趣。

此外，实践教学涉及的实验及课程设计要合理安排，循序渐进地进行。为此，将机械原理中涉及的实验与实践分为三个阶段，贯穿于教学过程中。各阶段的基本内容为：第一阶段，机械认知实践阶段，学生通过参观实训车间的设备、动手拆装减速器装置，了解轴、齿轮、轴承等常用机构与零件，加深对机构的感性认识。第二阶段，机械基础实践阶段，让学生利用学期内安排的钳工、车工、机械设计课程设计等环节了解与机械原理相关的内容。这样，学生一方面能充分利用实习时间，掌握更多知识，又在不占用理论课时的基础上，加强了实验、实践教学效果。第三阶段，机械综合实践阶段，这一阶段建立在前面环节的基础上。例如，机械原理实验中，前面分别学习了常用机构的设计，也进行了相关的认知实验，此时可布置一个综合性的课程设计：用图解法对牛头刨床机构进行运动分析、构件受力分析，确定最小传动角出现的位置，确定原动件的平衡力矩。通过这一阶段的实验设计，使学生综合解决工程实际问题的能力得到系统的培养与锻炼。

此外，可以采用灵活方式设计一些综合实验，只布置实验任务与最后要求，而完成实验任务的过程则由学生自己确定。例如，布置一个能实现将回转运动转变为往复运动的设计，方案可以有很多种，让学生自己设计，并通过实验验证其正确性。这样，学生完成实验有较大的灵活性，从而为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。

（二）改变传统教学模式，进行教学方法的改革

课程改革必然导致教学方法的不断革新。教师在教授基本知识的同时，更应注重培养学生获取新知识的能力；引导学生自主学习，充分调动学生的主观能动性，激发创造性思维。教学方法多种多样，但总的目的只有一个：改善教学效果，提高教学质量。《机械原理》的教学中，对于理论性较强的内容，可以带着学生层层推进，逐步引导学生领会相关内容。例如矢量图解法分析速度和加速度的内容，可以改变教学顺序，先讲相对容易些的速度分析；在熟悉矢量多边形应用的基础上再讲解复杂的加速度分析，学生就能容易掌握所学知识。对于简单的概念性较强的内容，要以学生自学为主，辅助以课堂提问，加深学生印象。例如学习四杆机构的演化这部分内容时，可以先介绍曲柄摇杆机构演化成曲柄滑块机构的方法；再介绍机构演化的基本途径，接着让学生自己观察教材中几种导杆机构和曲柄滑块机构的区别，总结这几种机构是如何由曲柄滑块机构演变来的。学生在自主学习中很容易发现规律，不仅深刻领会了学习的内容，还对机构的多样性演变方法有所启发。

（三）教学手段的多样化，积极采用项目化教学模式

教学手段方面，开设参与式、启发式、讨论式和研究式教学体系，不断完善以学生为中心的教学新模式。鼓励学生探究式学习，基于研究和开发的学习，积极探索利用网络和多媒体课件的开放性教学新模式，进一步激发学生学习热情，调动学生学习的主动性和积极性。

教学过程结合教材内容，并根据我院现有的设备，采用基于工作过程的任务驱动模式进行教学。对机械原理中部分知识内容划分为多个学习子情境，在各个学习情境的教学过程中，真正体现学生的主体地位。学生带着任务有目的地去学习，查阅资料，听取教师的理论讲解，在交流的过程中获取资讯；在教师的帮助下进行决策；在计划、实施的过程中教师给予学生适当的辅导，最后教师参与学生工作成果的检查与评估。学生在教学过程中，始终处于主体地位，通过真实的工作成果激发学生的创新能力，改善教学效果。

这种以“项目”为主线，将教学内容有机地贯穿在一起是一种十分有效的教学方式，丰富的项目可以拓展学生的视野，使学生体会到企业实践中的众多实际问题，有效提升学生应对实际问题、解决机械工程难题的能力。

三、结束语

培养和提高学生的创新思维能力是高等教育改革的一项重要任务。传统教学计划，教师拘泥于课本的教学，已难以培养出具有创新能力的实用型人才。在机械原理课程教学中，有必要探索具有特色的课程教学改革之路，为培养具有创新能力的高技能人才服务。

参考文献：

[1]马永林.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]薛铜龙.机械设计基础实验教程[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]张晓玲.机械原理课程设计指导[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

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关键词：机械工程；机械设计能力；培养模式；典型案例

机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。

一、现状及问题

地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CAD/CAE实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。

二、培养模式改革的具体方案与措施

在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。

（一）完善机械设计能力全过程培养体系

为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。

（二）充实机械设计能力培养的教学内容

以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察CA6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。3.第五学期。教师可通过“机械CAD/CAE/CAM技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件AutoCAD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解ANSYS、COSMOS等先进机械设计软件的应用；通过机械CAD/CAE实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。

（三）改革教学方法，提升教学效果

为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。

三、结论

本文在对机械制造业发展现状及需求的大量调研基础上，分析地方商科院校的现实困境及现状，并以哈尔滨商业大学机械专业为例，建立了基于典型案例的现代机械设计能力的全过程培养体系。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计能力的培养贯穿课程教学、实践教学等人才培养全过程，全面夯实机械专业毕业生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。通过对机械专业培养模式的改革，将会使培养出的机械专业人才更符合国家发展战略以及产业转型需要。通过该项目的研究，也可为其他地方院校在进行机械专业培养模式的教育改革与实践中提供有效的经验借鉴与参考。

参考文献：

[1]唐庆菊,陈少云,于凤云.以工程能力培养为导向的“专业综合实践”课程教学改革[J].黑龙江教育(理论与实践),2021(4).

[2]彭翔,李吉泉,姜少飞,等.面向工程能力培养的机械设计课程教学改革研究[J].机械设计,2018(S2).

[3]娄燕.专业认证驱动下的机械专业工程实践能力探讨[J].当代教育实践与教学研究,2019(21).

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关键词：机械原理；教学改革；课程特点

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0054-03

一、引言

十多年来，机械原理课程教学改革在教学内容的拓展、综合型实验项目的设计、课外科技创新活动的参与等方面已取得了丰硕的成果。然而该课程目前仍然存在着诸如理论教学内容以传统内容为主，鲜有新技术、新理论的注入；实践教学内容改革滞后于理论教学内容改革，并孤立于本知识点或本课程之内，不具有系统性和延续性；教学手段以多媒体课件为主，鲜有创新；教学方式以教师的教为主导，难以调动学生学习积极性等问题。因此，机械原理课程改革不能止步于此，必须不断深化。探讨课程改革的深化方向，以期实现培养综合素质高、创新能力强的高级工程技术人才的目标，是非常值得探究的问题。

二、教学内容改革

在培养学生机械产品综合设计能力的全局中，机械原理课程承担着培养学生机械系统运动方案设计的重要任务。因此课程的教学内容在强调典型机构基本知识掌握的同时，还应注重知识的系统性和完整性，并应考虑本课程内容与机械基础其他系列课程内容的有机衔接，使学生在刚刚接触专业基础课时就能从机械产品综合设计的全局角度理解、掌握和创新本课程所涉猎的知识。为此，课程可以考虑在如下方面进行深入改革。

1.课堂教学内容。传统课堂教学中，单一机构的设计、分析要贯穿课程教学始终。这样的教学内容设置不利于学生养成完整性、系统性思维习惯，不利于学生掌握机械产品整体方案设计技能和增强方案创新设计能力。因此，机械系统整体方案设计应是教学的重点。课堂教学中应逐步渗入机构选型、机构组合和变异、机械系统运动方案设计和评价方面的内容，并使其逐步成为课堂教学的主导内容。此外，还应适度增加学科前沿中重要的新成果和新方法。凝练、精简传统内容，增加学科前沿内容，紧跟科技发展动态，不断推陈出新，才能培养出创新意识强、创新思维活跃的创新型人才。

2.实践教学内容。（1）课程设计：伴随着强调机械系统方案设计的课程内容改革的实施，作为实践环节之一的课程设计，必须将以机构运动学和动力学分析为主转成以机械系统运动方案设计为主。课程设计的任务不能仅局限于对牛头刨床、插床等机械系统的执行机构进行运动学和动力学分析，而应对有特定功能要求的机械系统进行整体运动方案设计。当然设计任务也要对典型机构设计、运动特性分析等内容进行强化，不过不应过分强调利用图解法设计机构和对机构进行运动分析，应鼓励学生利用工程软件如ADAMS、Matlab等完成相应设计任务[1]。这样既训练了学生使用工程设计、分析软件的能力，又使学生掌握在机构设计和分析方面更为精确、使用更广泛的解析法。（2）实验教学内容：为增强学生的综合设计能力和提高学生的创新意识，实验教学内容需在传统验证型实验的基础上增添综合型和创新型实验。这两类实验要以机械系统整体运动方案设计为训练核心，拓展验证型实验的广度、深度和难度，更具有应用性、系统性和综合性。实验内容的设计应以强化学生形成机械系统的整体观念，使学生能够感知包括机械原理在内的机械基础系列课程，如机械设计、机械制造、几何精度和互换性、机-电一体化等的基础理论知识在机械系统设计中的综合运用，并向学生展示机械系统运动方案设计在产品设计中的突出地位。

三、教学手段改革

教学手段是“教”与“学”之间的媒介，直接影响教学效率、教学效果和教学质量。

1.课堂教学手段。历经十多年的教学手段改革，电子教案、多媒体课件和多媒体动画已经广泛应用于课堂教学中，这些多媒体教学手段在节省板书时间、提高教学效率、缓解学时缩短压力、调动学生的学习兴趣等方面优点突出。不过，要讲解如此之多典型机构的机械原理课堂上却从未见教师使用过任何典型机构教具给同学现场演示机构的演化过程或运动特性等知识要点。学过化学的人一定会记得化学课上教师当场演示化学试剂在化学器皿内热烈的化学反应，这种现场的视觉冲击，使学生对现象产生深刻的印象和对现象本质产生强烈的探究欲望。与此类似，如果在机械原理课堂上，教师能够通过机构教具现场演示铰链四杆机构的运动过程，演示利用铰链四杆机构演化出曲柄滑块机构，并且继续演化出导杆机构、摇块机构、定块机构等其他类型四杆机构的过程，一定能够轻松触发学生的学习热情，帮助学生深刻理解、掌握所学知识点，还能够激发出学生创新设计的激情。

2.实践教学手段。（1）开发虚拟实验：在计算机技术高度发达的今天，在制造出实体机械产品之前，完全可以对产品的设计、制造、测试等过程在计算机构造的虚拟开发环境中进行数字化模拟，即所谓的虚拟设计、虚拟制造。与此相仿，虚拟实验就是在计算机构造的虚拟环境中进行实验[2]。相比传统实验，虚拟实验具有实验范围大，实验方法、过程多样化，安全性高，场地、设备投入小，容易调动实验者兴趣等优点。加上网络技术的参与，虚拟实验可以突破时间、空间和地域的限制，只要手边有一台可以联网的电脑，实验者即可进入实验系统。将信息技术与专业知识相结合开发的虚拟实验变革了传统实验模式，其实验内容的设计及实验开设方式值得探讨。（2）工程设计类软件应用于课程设计中：商业软件已广泛用于产品研发设计的各个环节是毋庸置疑的事实。然而，因害怕学生对课程中的基本理论和基本方法缺少足够的应用训练，在课程设计中阻止学生使用商业软件也是事实。这样做不仅扼杀了学生的创造性，而且不利于培养学生对未来工作的适应性。适当提倡学生利用工程设计类软件辅助完成课程设计任务，例如：利用AutoCAD进行图解法的机构尺寸设计；利用ADAMS进行机构运动学、动力学分析和机构优化设计；利用C语言等计算机语言或Matlab等工程计算软件进行诸如凸轮基圆半径选取等理论计算，既可以磨炼学生的软件操作技能，又可以使学生有更多的时间、精力用于方案设计训练。（3）教学方式和方法改革。多少年来，机械原理课程教学一直采用说教式“教”和接受式“学”的教学方式。教学过程以教师为主，教师主动灌输，学生被动接受。这种教学方式扼杀了学生的学习兴趣和积极性，泯灭了学生的创新意识[3]。因此将教学方式转变成“以学生为主体、以教师为主导”的互动式研究型教学方式是教学改革的又一重要任务。在教学活动中，教师为主导，作精讲引导，开展启发式教学；学生为主体，自主学习、研究探索和进行个性化的实践活动。整个教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。这种教学方式能够培养学生良好的自学能力，激发学生的创新思维，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。将教学过程设计成一个个任务的完成过程，学生在完成任务的过程中探求知识，培养技能，发展个性。为此，在课堂教学中可以开展有工程背景的案例教学或讨论式教学；实践教学中，探索由有能力的学生自主设计实验项目、自主提出课程设计题目；课外适度增加需要学生自主研究的大作业和开展有主题的科技训练和创新项目。教学方式、方法改革强调在教学的各个环节努力给学生营造一个自主学习、合作探讨、积极探索、开放、有活力的培养环境。这种环境必须能够提供给学生足够多的学习资源，支持学生主动探索。蓬勃发展的信息技术，特别是网络技术为环境的营造提供了保障。通过网络，学生便可轻松地获取各类信息、学习资源，选择性地用于各种问题的研究中。

经过十多年的探索和实践，机械原理课程教学改革积累了许多宝贵的经验，但深化改革的任务仍然十分艰巨。我们必须以培养综合素质高、创新能力强的21世纪工程技术人才为目标指引，充分融合飞速发展的信息技术，跟踪学科前沿，与时俱进，拓宽步伐，深化教学内容、教学手段和教学方式、方法改革。

参考文献：

[1]华剑，晏亮.工程类软件在机械原理教学中的应用[J].长江大学学报，2008，5：（3）：363-365.

[2]高江红.《机械原理》课程虚拟实验子系统的研发[J].南京工程学院学报，2003，3（1）：52-58.