机械原理课程设计范文

导语：如何才能写好一篇机械原理课程设计，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。

篇1

针对当前《机械原理》课程设计的教学现状，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，对《机械原理》课程设计的教学模式改革进行了探讨并付诸实践。《机械原理》课程设计是机械类各专业学生在学习《机械原理》课程后进行的一个重要的实践性教学环节，其模式的改革为适应新形势下对机械类学生机构选型、机械系统运动方案设计和创新设计能力的培养提供了良好的平台和借鉴，具有重要意义。

关键词：

OBE；工程教育；《机械原理》课程设计

为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（Outcomebasededu-cation，简称OBE）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于OBE理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。

一、机械传动系统设计能力

《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出OBE所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。

二、工程基础理论知识应用能力

传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。

三、分析和解释数据能力

在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。

四、考核方式的改进

评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。

五、结束语

经过近两年的实践，发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，OBE工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。

作者：曾达幸 李飞 侯雨雷 宜亚丽 郑立娟 张芳芳 单位：燕山大学机械工程学院

参考文献：

[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[M].北京：教育科学出版社，2015.

[2]余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进—美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.

[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

篇2

关键词：机械原理；系统化；多样化创新性设计；实践性

作者简介：张莉洁（1976-），女，河南洛阳人，洛阳理工学院机械工程系，讲师。（河南 洛阳 471023）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0120-02

机械系统的设计是机械设计中极其重要的一环，机械系统设计的正确合理性，对提高机械的性能和质量，降低制造成本与维护费用等影响很大，决定着机器性能的好坏。机械系统方案设计是一项极富创造性的活动，要求设计者善于运用和总结已有知识和实践经验，深入理解，广泛积累，收集相关技术资料，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活运用各种设计方法和技巧，从而设计出新颖、灵巧、高效的机械系统。

作为“机械原理”课程的一个重要实践性教学环节，机械原理课程设计的内容正是对机器进行机械系统方案设计。它是学生将所学知识转化为实际工作能力的桥梁，使其将所学知识系统化；使理论与工程实际相结合，提高分析解决工程实际问题的能力，树立机构分析和设计的概念，树立正确的工程设计观点；通过创造意识的教育，培养学生创造、实践能力。根据近年来对课程设计实践教学环节的深入探索及积累的经验，本着洛阳理工学院提出的培养工程应用型创新人才的教育理念，笔者总结了学生在进行课程设计时出现的普遍问题，针对机械原理课程设计的培养目标，本文从机械系统设计过程的系统化、实践性及创新性这三个方面对原有教学模式存在的问题加以提出、探讨和论述。

一、机械原理课程设计教学内容及存在的问题

“机械原理”课程设计的核心内容是对机械系统进行方案设计。其一般设计步骤为：拟定机械工作原理，制订总体功能，提出设计要求；执行构件和原动机的运动设计，确定执行构件的数目、运动形式、运动参数及运动协调配合关系；机构选型，选择满足机械运动、动力要求的机构类型，确定机械系统结构方案，绘制系统示意图；机构的尺寸综合，根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合要求，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；方案分析，进行运动学和动力学分析，对系统方案合理性进行论证，验证其能否满足运动要求。机械系统设计工作是一项创造性劳动，设计过程通常不会一次性完成，经常出现反复和交叉，通过不断论证分析的过程才能达到最终的设计目的和最优的设计要求。

根据近年来“机械原理”课程的理论教学，结合课程设计实践环节指导经验，笔者发现学生在机械系统设计中，普遍存在如下问题：面对复杂的机械系统，学生在初始确定机械方案的工作中不能把握全局，没有“整体规划”的概念，竟不考虑机械系统各部分的运动协调性和机构运动实现的可行性，设计工作呈现照猫画虎的状况，无法发挥自身主观能动性和创造能力，如此“参考设计”并不利于学生真正掌握机械系统设计的精髓。另外，原有课程设计所选设计题目大都集中于传统、经典式的机床类设计，题目过于单一，创新设计性体现不强，导致学生缺乏设计兴趣。

笔者认为在课程设计过程中应积极发挥学生的主观能动性，能够通过思考自行提出解决方案，培养创新和实践能力，这才是该课程设计所应达到的教学目的，针对以上培养目标和所述问题，本文分别对课程设计进行中的重要环节和应注意的问题加以探讨和论述。

二、系统化、实践性及创新性教学探索

1.总体规划，把握正确设计方向

机械系统的正常工作是依靠各部分机构的协调运动来实现的，因此机械系统方案设计的最初工作阶段应是“系统工程设计”，即应在满足机器各执行构件的协调运动关系和运动、动力要求下，高屋建瓴地进行整体规划，该阶段应包括上节所述设计步骤的前三步。“系统工程设计”阶段将为之后各设计阶段提供设计目标、依据和技术参数，其重要性正如房屋的架构或是汽车的运行，决定了机械系统方案设计工作成功与否及方案的可实现性与合理性。

然而，“系统工程设计”工作正是学生在设计过程中遇到的最大困难，其不愿运用逻辑思维统筹分析各部分运动协调关系和机构运动的合理性，而是莽撞地从熟知的局部机构入手开始设计，如此毫无方向性的设计方法无异于盲人摸象，而后的工作无论进行得多细致也无法保证正确的设计结果，最终导致南辕北辙的失败。

进行“系统工程设计”的关键步骤是绘制各执行机构的运动工作循环图。运动工作循环图使各执行部分协调运动关系明晰可见，更有助于设计者理清思路。最清楚的绘制方法是在直角坐标系中分别做出各执行构件所对应原动件在一个工作循环内的运动位移曲线以及对应的阻力曲线，该曲线将为之后的机构设计、运动和受力分析提供必要的设计技术参数。

以牛头刨床机构举例分析，该机器有两个相互协调的执行端运动，其一为刨头的往复直线运动，通过电机、减速装置及转动导杆和曲柄滑块机构的组合执行机构来实现；另一个运动是工作台的横向进给运动，该运动由主运动通过传动系统，而后通过曲柄连杆、棘轮机构及丝杠螺母组成的螺旋运动来实现，两者的运动协调关系为工作台的横向进给运动必须在刨头非切削时间内进行，否则被加工工件将被损坏。绘制运动循环图时应分别画出刨头、工作台对应于原动件曲柄转角转动一周的位移曲线图。另外，其工作中切削阻力曲线也应相应绘出，为之后在任意位置进行受力分析时提供相应数据。

运动循环图将对之后各阶段提出一系列设计要求，如工作台进给的间歇运动是最终通过棘轮机构实现的。若通过曲柄摇杆机构来实现主动曲柄和棘轮的运动传递，则应考虑如何设计曲柄连杆机构，才能保证棘轮的工作行程（拨齿使工作台进给）位于刨头主运动的回程段，且工作周期一致。以上运动协调性为之后进行机构尺寸综合提出了设计要求，通过分析可将其转化为机构设计的三大类基本问题来解决。

2.开展实践调查研究，锻炼自主研究能力

由于理论学习占授课的主要部分，许多学生对实际机器缺乏感性认识，只会按既定方案进行教条设计，如此闭门造车的设计状态使学生缺乏设计兴趣，且设计出来的方案也是纸上谈兵，不符合实际。

优秀的机械系统设计工作依赖于设计者的丰富经验，针对专业知识匮乏，实践少的问题，在进行课程设计前的准备工作中应提出以下要求：开展实践调查研究，锻炼学生自主收集获取相关技术资料及深入自主研究的能力。鼓励学生广泛阅读，扩展知识面，了解最先进的机械构造和设计技术，对机械系统的丰富性能窥得一斑。生活中先进机械系统实例举不胜举，如汽车构造中实现前车轮转向的机构、四连杆独立悬架直线机构等等，都是极具创意且包含先进设计思想理念的设计实例。

获得实践的方式很多，如实地参观考察，听现场工人师傅讲解；图书馆、网络技术资源也能够感受到一个丰富精彩的机械世界。通过实践，再与所学理论知识相结合，学生再一次经过了由感性上升到理性的认识过程，掌握了课本知识与实际机器的内在联系，在设计时更易发挥其主观能动性。在补充专业知识的过程中，领略前辈们的智慧和创新精神，想必也一定会激发学生自主设计的欲望与热情。

3.拟定多样化、创新型设计题目，启发创新思维

目前现有传统的经典式机械系统设计题目通常是一些仅要求满足急回特性和一定协调运动的机床类设计，这类设计题目多数较为成熟，设计难度不小，而类型过于单一，创意思考空间并不大，无法体现机械系统的丰富性。而实际机械系统的功能和设计要求是极其多样化的，学生在进行课程设计中却始终没有机会接触到这些，无法感受到机械系统设计的丰富多样性和创新趣味性，更无法为学生带来创新设计成功后的成就感和喜悦感，更甚者学生直接照搬照抄，比葫芦画瓢。

笔者认为，针对初学的学生拟定机械系统题目不宜太过复杂，而在于有思考性和设计意义。只要有创新和分析价值，能激发起学生创新设计的欲望，这样的题目即可获得事半功倍的效果。随着不断完善的教学体系发展，多样化、创新性设计题目应有所呈现，而这些题目能使学生充分利用所学之术，锻炼分析判断能力和解决实际问题的能力。

举例来说，机械系统中执行机构通常是由一些简单而极富创意设计的四连杆机构来实现的，如从这方面选题，就应要求学生在完成设计的过程中要使设计既不过分复杂，同时又能让人感受到机械系统的设计理念。在此举出以下实例加以说明。

如让学生进行汽车前车轮转向系统的设计。首先向学生提出以下问题：两前轮转向时，两车轮的转角是否相等；然后分析问题：汽车高速行驶时首先要保证行驶的安全性，因此车轮转向时应保证整车纯滚动，否则将会出现打滑的危险。由此得到结论：前车轮两轴线必然与后车轮轴线交于一点，由几何分析得到两车轮转角具有一定的函数关系。该机构可由等腰梯形四连杆机构来实现，其设计问题可归纳为给定两连架杆位置的函数生成问题。该问题可分别采用图解法和解析法来进行求解。

再有，鹤式起重机的执行机构为双摇杆机构，其末端利用连杆的运动来实现重物的移动。问题看似简单，但其设计却有一定的特殊功能要求。为保证起重机在左右移动时不上下起伏，避免不必要的做功浪费，应保证连杆末端轨迹为直线，该问题正归纳为连杆机构设计的难点――轨迹生成问题。设计时可首先让学生了解经典的直线轨迹机构，可采用图解法先进行几何特征分析，然后再利用优化设计来建立数学模型，以与直线轨迹误差最小作为优化目标进行针对性设计。

通过以上所举实例可知，实际机械系统中有很多亟待解决和优化的问题都依赖于机械系统方案设计。诸如此类具有一定不确定性的设计问题，让学生真正感受和接触到实际问题的存在，即使在设计过程中的思考和思维过程很艰难，解决问题时会感到困苦，但收获成果的喜悦是无法替代的。整个设计过程是伴随着激情和设计灵感的创造性活动，而不再是一项繁琐枯燥的事情，使机械系统创新设计理念深入人心。

三、总结

综上所述，通过创新性、实践性的课程设计过程，使学生对机械系统的设计理念有所感悟，使学生更好地在创造实践能力和分析思维方面得到大幅度的锻炼，真正达“机械原理”课程设计实践教学的目的。同时，也对学生今后进一步深入研究并确定其研究方向和领域大有裨益，起着导向作用。期待在今后的机械原理课程设计中将出现更多丰富的创新实践性题目和先进的设计理念，培养出优秀的应用型创新人才，以适应我国科学技术及工程创新的发展。

参考文献：

[1]刘毅.机械原理课程设计[M].武汉:华中科技大学出版社,

2008,(1).

[2]鲍莉,赵红霞.基于CDIO理念构建机械设计基础课程一体化培养模式的研究[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011,(1):93-96.

[3]张永安.我国机械设计教学现状的思考及建议[J].中国大学教学,2013,(6):35-36.

[4]鲍莉,康红艳.《机械原理》课程教学研究与实践[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2010,(18).

[5]张永安.机械原理课程设计指导[M].北京:高等教育出版社,

篇3

关键词：机械原理；精品课程；课程建设

作者简介：李光煜（1965-），女，内蒙古呼和浩特人，黑龙江科技大学机械工程学院，教授；刘秀莲（1979-），女，辽宁葫芦岛人，黑龙江科技大学机械工程学院，讲师。（黑龙江 哈尔滨 150027）

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）34-0126-02

精品课建设是教育部为实施高等学校教学质量和教学改革工程不断提高教学质量而推出的一项重大举措。在精品课建设中，应围绕如何提高教学质量进行研究和实践，其主旨在于充分体现精品课的先进性、科学性和示范性，实现理论知识传授与应用创新能力培养并重的教育目标。在这一过程中，通过整合教学内容，构建新的教学体系，改革教学模式，深化实践环节，造就一支优秀的结构合理的师资队伍，吸收和培养年轻教师，优化教材，实现课程建设的可持续发展。[1，2]

一、进行教学内容的整合，形成新的教学体系

近年来，随着高等教育教学改革的深入和创新应用型人才培养规划的调整，学生某些科目的教学时数有所减少，“机械原理”课程的教学时数也由原来的76学时减少到56学时。在教学时数减少了20学时的情况下要保质保量地完成“机械原理”课程的教学，就要求授课教师对教材内容要融会贯通，对理论知识的讲解能够深入浅出，做到举一反三。通过课程组讨论和教学实践，对理论知识体系进行了重新整合，把课程内容体系归纳为“四大模块”，即机构的组成与运动分析模块、机械系统动力学模块、基本机构及其设计模块和机构组合系统及其设计模块。其中，机构的组成与运动分析模块（10学时）内容包括平面机构的组成原理及其结构分析和平面机构的常用运动分析方法研究。机械系统动力学模块（16学时），包括平面机构的惯性力确定和动态静力分析方法、机械的效率确定及自锁条件分析、机械的平衡条件及其计算、机械的运动方程的建立及其速度波动的调节方法等内容。基本机构及其设计模块（22学时），包括平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和其他常用机构的类型、应用及各自设计方法。最后是机构组合系统及其设计模块（8学时），包括齿轮系的类型、传动比的计算及轮系的应用和机械系统的方案设计。[3]经过整合课程体系，使课程内容变得更加连贯，学生在学习机械原理这一学科时能够按照认知规律来掌握知识要点，从而使学习变得更加容易。即首先学习并掌握机构的组成原理和结构分析、机构具有确定相对运动的条件和平面机构常用的运动分析方法之后，了解和学习工程中常用机构的类型、组成、应用特点及其设计方法，最后学习和理解机械系统的机构组成及其总体方案设计，从而使各执行构件间达到协调配合。通过形成和利用“机械原理”课程新体系，充分体现出了精品课建设的先进性、科学性和示范性。

二、建立科学合理的教学环节，提高学生掌握知识、运用知识及动手创新的能力

学生对基本概念、基本原理及基本技能掌握程度的关键在于是否建立了科学合理的教学环节，同时学生理论联系实际的能力、亲自动手实践能力和工程应用能力的形成与提高也依赖于科学合理的教学环节。多年来，“机械原理”课程组建立并应用了“三位一体”的教学环节，即把理论教学作为第一环节，第二环节为实验教学，课外综合实践是第三个教学环节。通过“三位一体”的教学环节全面提高了学生掌握理论知识的能力、动手实践创新能力和工程应用能力。[4]

1.改进教学方法与手段，使理论知识变得生动形象，便于学生掌握

在“机械原理”课程教学中没有统一的教学模式，而是根据章、节及课程内容的不同采用灵活多样的教学方法。“机械原理”课程组教师常采用的教学方法有传统的课堂讲授法、启发式教学法，也有新颖灵活的分析讨论式教学法及现场研究式教学法、案例教学法等。例如，在进行轮系这一部分内容的教学时，结合动画和模型等应用实例，利用分析讨论法和学生一起讨论定轴轮系与周转轮系的结构形式的不同、运动特性的不同及它们之间的联系，从而推导出两种轮系的传动比计算方法，通过这样的教学，可以开发学生智力，培养学生科学思维能力，使学生对这一知识点更容易理解和掌握，达到记忆深刻的教学效果。而在学习轮系中“使用惰轮的必要性”这一内容时，采用了案例教学的方式，把采煤机摇臂使用惰轮的录像作为案例让学生观看和了解，从而得出惰轮可以增大传动距离和改变传动方向这两个结论。在齿轮机构和蜗杆机构的教学中，组织学生到机构陈列室及常用机床车间进行现场教学。在去现场之前要给学生布置思考题，让学生带着问题去现场观察，把教材中的理论知识与工程实际结合起来，使学生领会齿轮机构（蜗杆机构）在机器中的应用及其在应用中体现出的不同特性，达到了使学生把理论知识与生产实际结合起来的教学目标。

处于理论学习阶段的学生还没有接触生产实践，教师不可能每节课都能带学生到现场教学。鉴于此，在“机械原理”教学中，要充分利用机械的实物模型直观教学或利用教学录像片、CAI教学课件、多媒体flas等比较形象的教学工具和手段帮助学生理解和掌握较抽象的理论知识。例如，锥齿轮的当量齿轮和当量齿数这一概念就非常抽象，学生较难理解，但在利用一段录像片展开背锥并结合CAI课件讲授之后，这一教学难点也就迎刃而解了。另外，在精品课建设中还充分利用网络教学资源和环境，建立了机械原理精品课程网站，网站中包含了本课程的教学资料，包括自制的CAI教学课件、多年收集的教学案例以及多套课程教学重点和难点知识的录像片等，还包括机械学科的前沿成果、机械创新园地及课程习题及答案等，为学生的自学和机械创新能力的形成提供便利的条件。

2.完善实验教学设备，改进实验教学方法，提高学生动手实践能力

针对“机械原理”课程对实验教学的要求以及实验项目与内容的改革与整合，学院在实验设备的种类和台套数、实验场地等方面的投入力度逐年增大，使实验室在实验装备和实验技术方面具有较先进的水平，为本课程的实验教学创造了良好的环境。在实验室的管理方面上实行课余时间开放制，学生实验时间自定并提前预约。在实验教学方面，以前的机械原理实验教学多是验证性的，很多学生都只在旁边观摩，起不到对学生锻炼动手能力的培养目的。通过完善实验设备，目前实验室引进了具有研究性、综合性及创新性内容的实验，开设了机电系统创意组合实验和机构创新结构设计实验，学生利用课堂所学的基本概念、基本原理和基本技能，独立思考，亲自动手设计、组装新机构，并对所组装机构的传动系统方案进行评价，通过这样的实验教学方式培养了学生的创造、创新能力和动手实践能力。

3.开展课外综合实践，提高学生对理论知识的应用能力

培养学生解决机械工程应用及其创新发展的能力是“机械原理”课程教学的总目标。要实现这一目标，单凭理论教学和实验教学还远远不够，还要加强对学生课外综合实践的引导和指导。因此课程组创建了面向全校学生的“机械创新训练实验室”、“慧鱼创新组合制作室”，并由专人管理设备。教研室及实验室全体教师均可进行指导，为学生的创新活动提供宽广的平台和指导，为学生个性化创新教育创造广阔的空间。每年定期举办校级机械创新设计大赛和“慧鱼”模型创意组合竞赛，课程组对在大赛及竞赛中出现的优秀作品进行评价，帮助学生对所学基本概念、基本理论知识与工作实际应用做到融会贯通，利用机械原理知识发现问题并解决问题能力；并对其中能够完成实物或模型的作品提供一定的资助，对其中明显具有实用性和创新性的作品给予奖励，在此基础上鼓励和组织学生参加省级或国家级机械创新竞赛及全国大学生科技创新大赛等活动。这样，在培养学生的动手能力和创新能力的同时，也培养了学生的组织协作能力和沟通能力，实现工科大学生由理论知识的掌握和积累向机械创新发展及工程应用能力生成的转变。

4.建立科学的考核方法，综合考评学生成绩

近年来，课程组对“机械原理”课程建立了多元化考核模式，真正发挥期末考核在课程教学中的鉴定、督促和激励作用。具体做法是：首先在考核的内容上，不仅考核学生基本概念、基本理论和基本技能的掌握程度，还要考核学生综合性、创造性地应用基本概念、基本理论和基本技能解决实际问题的能力。其次在考核的形式上，加大了平时学习表现和实践能力考核的力度。不再是由一套试卷和几道试题决定学生对本课程的学习效果，而是综合考量学生的平时作业、讨论课及启发式教学中的表现、实验课教学中动手能力的表现及校级、省级和国家级创新大赛的参加及获奖情况等多个方面进行测评，使期末成绩的构成多元化。利用考核形式的改革，使每一个教学环节都得到学生的足够重视，激发了学生的学习积极性，使学生更加了解“机械原理”课程在今后从事机械工程应用及其创新发展中的重要性，通过建立科学的考核方法，改善了教学秩序，提高了教学质量。

三、加大师资队伍建设力度，提高师资队伍的学历水平和教学能力

师资队伍的建设和师资水平的提升是精品课程建设的关键。“机械原理”课程组教师共9人，其中教授3人，副教授1人，高工2人，讲师3人，高级职称人数占67%。课程组全体教师不断进取，抓住各种机会努力提高自身的学历水平和教育教学能力。[5]目前博士学位1人，在读博士后1人，在读博士3人，硕士学位2人，学士学位2人。对青年教师实行导师制培养计划，对每一位新进教师均配一名骨干教师进行指导，并制订明确具体的培养计划，帮助他们提高教学能力，过好教学关、育人关、实践关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评等阶段后，才能上讲台讲课。鼓励青年教师积极开展教学与科学研究，提高学术水平和工程实践能力，并促进教学水平的提高。几年来，共有5人次参加校级、院级教学大赛，分别获得一、二、三等奖，课程组的教学质量受到学校师生的一致好评。

四、引进国内优秀教材， 完成自编规划教材和自制课件的配套体系

课堂教学的主要载体是教材，教师通过教材把知识传递给学生，教材也是学生课前和课后自学的主要工具，所以精品课程教学效果的改善和教学质量的提高都与教材的选择和建设息息相关。课程组教师长期重视教材的选用与建设，选用的教材均为高教出版社推荐使用的国家优秀获奖教材，并购买了与教材配套的CAI电子教案。同时以“21世纪规划教材”为依托，抓住北京大学出版社“全国高等院校机械类创新型人才培养规划教材”的契机，课题组共同努力出版了与课程建设配套的机械原理教材，并在教学实践中得到应用，师生反映良好。为提高教学效果，增加课堂的信息量，黑龙江科技大学的教师们还自己制作了CAI课件，实现教材立体化，效果很好。

参考文献：

[1]曲向荣.精品课建设的实践与思考[J].沈阳工业大学学报：社会科学版，2008，（2）.

[2]侯治富， 金祥雷，谷树严，等.精品课程建设目标及实现途径的研究与实践[J].中国大学教学，2006，（1）：22.

[3]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第八版.北京：高等教育出版社，2007.

篇4

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。

篇5

机械原理是机械系一门重要的专业基础课，它主要研究机械的设计以及力学分析，为机械设计过程中的方案设计阶段服务。由于方案设计在机械设计中占据着举足轻重的地位，所以机械原理就成为机械类学生一门十分重要的课程，也成为考研的专业课之一。

但是在几年的教学过程中，笔者发现，机械原理的讲授内容有很多已经过时，在工程设计实践中几乎没有用处，而我们却花费了大量的时间来做仔细的讲解；而对于工程急需的部分内容，我们却很少涉及；另外，我们过于强调分析而忽视了设计，导致学生学完机械原理以后，甚至简单地以为机械原理只是理论力学的延伸，是理论力学的一种应用；最后，课程设计内容几十年来都在做牛头刨床的力分析。虽然我们也追加了某种机器的方案设计部分，但是因为课程设计时间少，学生实际上把大量的精力耗费在力分析上面，而对于方案设计只是匆匆带过，这实际上混淆了机械原理的主要目的，又起到一种误解作用。

针对上述情况，许多机械原理一线教学的老师都提出了自己的改革方案，有些老师把许多计算机软件如AutoCAD，PRO/E，ADAMS，RecurDyn， MATLAB等引入机械原理的教学中，[1-3]有的对机械原理的内容进行重新组合分块而加强学生的动手部分，[4]有的对于课程设计给定了多种题目，并采用先进的计算机虚拟设计手段来进行课程设计。[5]笔者在上述方法的启发下，也进行了一些教学改革，改革的主要目的是面向工程，希望机械原理能够真正地为工程设计服务。下文对笔者的一些改革进行简要介绍。

一、设计与分析地位的界定

机械原理总体上分为两块内容：机构的设计以及力学分析。机构的设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和轮系的设计。而力学分析部分包括：运动分析、速度波动分析、力分析、机械效率、机构的平衡。

在工程师的实际设计中，我们发现，他们很少用到分析的内容，如果用到机械原理，主要是在进行机构的设计。所以，从工程实际应用而言，机构的设计部分应该占据主导地位。但是我们的传统教学却习惯于从分析开始，在介绍了机构的结构分析以后，就花费了很多时间介绍运动分析、力分析、机械效率、机械平衡、速度波动的调节，让学生感觉好像在学习理论力学，只不过把解析法换成了图解法；而对某些内容只是感觉比理论力学处理的对象更多一些，方法都来自于理论力学。学生要到第8周才开始进入机构的设计部分，此时学期已经过半。这给学生造成一种强烈的感觉，机械原理就是理论力学的延伸。显然，这是一个误区，对于学生正确地理解机械原理的核心是不利的。

传统的教学方法对分析部分花费了太多的精力，而实际上，这些内容在实践中用处不大。运动分析这一部分，是当机构处于某个位置时，用作图法把构件的速度和加速度求出来。在实践中需要面对的一般都是整个周期，需要得到整个周期内的加速度，用图解法会相当困难，所以在工程设计中几乎都不会用到这种方法。对于力分析更是如此，力分析要求在运动分析结束后拆分杆组，再用动静法来进行静力分析，过程十分繁琐，在设计实践中不可能使用。换一句话说，这种方法只具有理论上的意义。但这并不意味着这些内容不需要，应该尽量简化，只阐述其思路就足够，并不需要花费很多时间。

对于运动学花费太多的教学时间的结果，导致机构设计部分这个主体内容课时被压缩，学时显得相当紧张。因为没有充足的时间来讲解这部分内容，最后的方案设计部分有些老师甚至都来不及展开，就进入了课程设计阶段。这样，学生甚至都没有弄清楚机械原理就是用来做方案设计的，这对于他们理解机械原理的作用显然是不利的。

有鉴于此，笔者以为，从为工程服务的观点出发，机械原理应该强调设计而适当降低分析的地位。在机构的结构分析介绍完以后，应该马上进入机构的设计部分，以便让学生明白机械原理就是来做机构设计的。应花费11周左右的时间后，对于力学分析部分用3周共6次课左右结束，基本上相当于一次课结束一章的内容。这样，就有充足的时间用来讲解机构的设计内容，使得机械原理的教学内容能够真正对工程设计发挥作用。

二、机构设计部分的讲解方式

机构设计包括两块：简单机构的设计及机械系统的方案设计。简单机构的设计包括：连杆机构、凸轮结构、齿轮机构的设计以及轮系传动比的计算。对于每一块内容，应该分成三个部分来讲解：理解、设计与分析。

理解，就是迅速接受前人在这种机构设计方面所积累的经验。比如连杆机构，第一步就是理解，弄清楚各种连杆机构的关系以及它们在工程实际中的应用；对于凸轮机构，弄清凸轮机构的类型及其应用；对于齿轮机构而言，理解占据最重要的地位，因为齿轮机构的正确啮合条件、无侧隙啮合条件、定传动比条件都是很重要的内容，通常老师都会花费不少精力在这一块内容上面。

设计是主体。连杆机构的设计，是机械原理的重头戏。传统的设计方法是老师用粉笔+直尺+圆规进行的，这实际上很不方便。在实际工程设计中，设计人员不大可能用铅笔、直尺来设计，而AutoCAD是他们最常用的工具软件，所以，用AutoCAD来进行机构的结构设计是最合适的方式，这使得他们日后在需要时，很自然地就用AutoCAD来做方案设计。另一个方面，用AutoCAD进行连杆机构的设计比直尺、圆规要优越很多。如刚化反转法是连杆机构设计的重要方法，手工操作十分麻烦，而用AutoCAD则轻而易举。基于AutoCAD的种种优越性，笔者强烈建议，教师在上课时就直接用AutoCAD来进行连杆机构设计的教学，何况在使用多媒体以后，用AutoCAD可以放大比例看清楚其中的每一个细节，这都具有黑板教学不可比拟的优越性。

凸轮机构的设计，也建议以图解法为主，此时仍旧是用AutoCAD教学。以图解法为主的原因是，这种方法能够清晰地说明原理。而对于凸轮机构的设计而言，弄清楚原理相当重要。至于解析法，把公式推出来后，说明其意义就可以了。齿轮机构的设计则强调是根据中心距和传动比来设计齿轮机构的，这也是设计中最经常出现的问题。

三、课程设计的处理

课程设计通常包括两个内容：牛头刨床的动 力分析和飞轮的设计，以及某机构的方案设计。课程设计一般是一周的时间，前者在课程设计中通常要花费4-5天左右，由于时间关系，方案设计只能草草地做两个机构运动示意图。显然，这并不符合机械原理教学的主要目的。

机械原理教学的主要目的是教会学生做方案设计。最后的课程设计内容应该强化这一点，但是现有的教学方式却没有突出这一点。由于把主要时间花费在牛头刨床的动力分析上面，让学生误以为机械原理的主要目的是做机构分析的，这显然并不利于学生对于机械原理主要内容的把握。另外，由于时间的限制，学生对于所做的方案设计基本上只是画出一个示意图，都没有确定一些主要尺寸，这使得方案设计做得很草率。

课程设计同样应该强化机构设计部分，对于传统的牛头刨床的力分析部分，建议使用ADAMS来做辅助计算，这是比较实际的方式，一般学生建模结束后，最多一天的时间就可以用ADAMS做完飞轮的设计，从而有足够的精力来做机械系统的方案设计。至于方案设计本身如何处理，许多研究者已经提出了较为成熟的改革方案，这里不再赘述。

四、结语

机械原理作为一门重要的专业基础课，从其根本意义上来说，是为方案设计服务的，但是传统的教育模式并没有突出这一点。在授课时强调设计而弱化分析，在设计时突出用AutoCAD来绘图而少用手工绘图，在课程设计中加强方案设计而用ADAMS来进行牛头刨床的机构分析，这会加强设计的成分，而且所用的方法可以切实在工程设计中发挥作用。本文采用上述方法进行了机械原理的教学改革，取得了较好的效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 车焕文.Pro/E在《机械原理》教学中的应用[J].中国科技信息，2011（2）：185-186.

[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] 肖启明.RecurDyn在机械原理教学中的应用研究[J].重庆三峡学院学报，2011（3）：135-137.

篇6

1.1化工类课程设计的特点

化工类课程设计是理论课学习阶段结束后进行的实践教学环节，是化工专业的专业基础课程不可或缺的实践性教学环节，时间为一周。按我校以前教学安排，学生一般在大二先做《化工原理的课程设计》，然后在大三做《化工机械基础课程设计》，在大四时做毕业设计。这些设计要求学生独立思考，融会贯通该课程的基本知识，并在规定的时间内，通过全面分析设计过程，计算筛选出最优化的设计方案，解决实际问题。

1.2化工类课程设计时间短

我校目前化工专业化工类课程设计只开设《化工原理课程设计》和《化工设备机械基础课程设计》两门课程设计，这两门课程设计分别是在化工专业大二下学期上完化工原理课后即第十八周，大三上学期上完化工设备机械基础后即第十八周开设，时间都为一周。由于在一周内需要完成工艺计算、流程设计、设备的设计计算、工程图纸的绘制和设计说明书的编制，而这个时间段已经接近我校学期期末，学生需要准备四六级考试和期末考试，同学们普遍感觉时间紧张，根本没有时间和精力来认真完成课程设计的内容。设计时学生对工艺流程和仪器设备的结构与原理都是通过理论课学习的，对工艺和设备只具有初步的理性认识，不具有感性认识，有时甚至对一些设备外型一点都不知道，更不用说内部结构了，也没有足够长时间让学生去了解，所以在设计过程中表现出很大的盲目性。有些同学为了赶设计内容和图纸，设计时也只能照抄照搬教科书，只是将数据简单的换一换，达不到课程设计的教学目的和效果［5］。

1.3课程设计资料少，设计不合理

为了确保工业生产过程的安全，许多国家在化工生产工艺过程的设计、设备的制造、安装、维护和检验等方面都制定有自己的规范和标准，在操作和设计过程中工程技术人员需要严格按照相应规范进行。［6］这就使得了解和熟悉设计规范是化工类课程设计的一个重要内容。但由于我国教材更新速度落后于标准和规范，而且我校图书馆工具书的馆藏量很少，使得学生设计时查找最新标准和资料困难，有些学生为了省事，就直接采用旧标准和规范进行设计，显然这与实际设计要求不符，不利于对学生工程意识和工程素养及工程能力的培养。

1.4许多青年教师缺乏实践经验，指导学生的能力不足

我校是2000年新升格为本科地方性院校，在我校升本以前主要以师范专业为主，升本以后为了适应我校“地方性、应用型、综合性”的办学定位和理念，逐步淘汰一些传统的理科专业，新开设了很多工科专业，在这样一个背景下，材料与化工学院化学工程与工艺专业于2008年开始招生。但是我院大部分老师都是理科和一些传统专业出身，这些老师又不可能没有课上，这样的话就导致很多年轻的理科和传统专业出身的老师来上一些工科性、实践性很强课程，可是这些老师自身就缺乏实践经验，只能照本宣科，导致我校化工类课程设计教学只能照抄照搬，老师和学生都不能在实践过程中灵活运用所学知识进行设计，老师也没有办法进行一些高屋建瓴性的指导，这样使得课程设计教学效果差。

2校企结合模式下化工类课程设计体系构建

2.1完善校企结合模式下化工类设计课程体系构建

化工类课程设计是综合性课程，是一门理论联系实际非常紧密的课程，涉及的专业知识范围广，要求学生具备化工类扎实的专业知识和一定的实践经验，在设计过程中要有工程的观念。这就要求在制定培养方案的过程中完善化工类课程设计教学体系的建设，整合化工类课程设计有关教学环节，注重课程设计和不同专业课之间的衔接，注重不同设计课程层次上的提高，在课程设计过程中逐步培养学生的工程观念。例如，现在我校化工类课程设计主要是两门课程设计，一门是《化工原理课程设计》，另外一门是《化工设备机械基础课程设计》，这两门课程设计分别在化工专业大二下学期和大三上学期完成相应的理论课《化工原理》、《化工设备机械基础》之后开设，设计时间都是一周。一个典型化工流程的设计包括工艺设计和机械设计两部分［6］，从顺序上来说，应是先工艺设计后机械设计［7－8］。设备的工艺设计主要属于化工原理课程设计内容，而机械设计属于化工设备机械基础课程设计，虽然化工原理课程设计在化工设备机械基础课程设计之前，但是两者上相互关联的。我校化工原理课程设计给定参数后只设计工艺，而化工设备机械基础课程设计时用到需要由工艺设计得到部分参数则是由老师给定。这样所得后果是使学生对实际工程设计的全过程没有清晰的认识，不能把工艺与设备看做是一个有机整体。为此我们将化工原理课程设计和化工设备机械基础课程设计整合为《技能提高型设计》，将上述两门课的内容有机的整合为一体。

2.2课程设计体系内容改革

课程设计体系教学内容是课程设计的基础，内容的好坏直接关系到教学效果［1］。如何结合专业课内容和课程设计要求，并结合本地区化工企业的特点精选课程设计内容成为重点。所选设计内容使学生的设计既能将理论课程上所学的知识综合运用，又能较好的体现工业背景和典型性、实用性的特点。我市是饮用水水源保护地，不允许建设大型对环境污染严重的化工企业。这就导致我市企业多是附加值高、环境污染小的高新化工企业，在这些企业中化工设备和工艺设计环评很严格，如果我们能将我市企业设计之初的环评要求加入将对学生进入企业进行设计将很有帮助［9－10］。技能提高型设计时间为两周时间，在大二暑期小学期进行。课程设计内容来源于我校校企合作工厂的生产实践中换热器、精馏塔、吸收塔、固定床和流化床反应器等的设计。技能提高型设计将工艺设计和设备机械设计有机结合在一起，在设计过程中让学生完成了某一典型化工流程的完整设计，这种设计过程更接近于工程实际情况，对学生工程素质培养更有利。在综合型设计和创新型设计中，将课程设计课堂搬到企业生产基地，综合型设计以企业具体生产工段作为学生设计内容，按照企业实际生产及工艺要求来进行设计［11］，综合训练学生的工程素养，设计完成后可以和企业实际生产工段进行比较，判断设计结果的优劣。这样可以做到“学员、教师、企业工程师”结合，“教材、车间、设计产品”结合。在创新型设计中结合企业生产过程中需要解决的实际设计问题，将一个工厂或一个车间设计出来，同时聘请厂方工程人员作为指导老师，如若可能可将设计结果转化为企业的实际生产工艺，进行校企结合、产学研一体化办学［12］。

2.3构建课程设计体系考核方式

我校传统的课程设计考核方式方法主要是依据图纸和说明书的质量来评定课程设计成绩，但是由于学生抄袭现象严重，成绩的评定有时很难做到公平公正。为了解决这个问题，我们提出三种考核方法相结合:第一，注重过程。在课程设计过程中，从学生的学习态度到学习能力等多方面来评价学生。对于积极主动学习的学生，特别是在设计过程中能够主动和创造性的解决问题的学生给予加分。第二，加强答辩力度。答辩方法采用个别和小组答辩结合的方法，答辩内容包括流程图、装配图、计算机程序和设计说书的部分内容。在答辩过程中重点检查是否是其本人独立完成的设计。第三，结合图纸和说书的质量来评定课程设计成绩，设计开始，即明确说明平时要求和设计图纸及说明书要求，让每组不同学侧重画不同的图纸，和不同计算内容，同时工艺过程具体数据人手一个数据，尽量避免抄袭［5，13］。

2.4课程设计教师梯队合理

教学团队的整体素质决定了课程教学效果的好与坏，对于化工类课程设计涉及多个知识领域，这一点又显得非常明确。在我校，课程设计的教学团队中以中青年骨干教师为主，为了提高中青年骨干教师的教学水平，学校和学院要求青年教师积极去企业和设计院挂职锻炼，在实践过程中提高教学经验和设计经验，校企联合培养“双师型”教师，在校企合作中提升教师综合能力，目前我校化工教学团队已有4位教师在相关企业挂职锻炼，并取得了良好的效果。同时，从校外合作企业和设计院聘请技术人员和专家到校内讲授化工类课程设计和指导学生课程设计。且有设计经验的老师发扬传、帮、带的作用，培养年轻教师的设计能力，建立一支可持续发展的师资队伍［14］。

3结语

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[关键词]三维技术 机械专业 实践教学

前言

随着计算机技术的快速发展，制造业已进入数字化时代，三维技术应用也越来越广泛，其应用已遍及机械设计以及制造相关行业。传统的二维设计无法做到结构分析、运动机构分析和数控加工，不能真正做到生产的自动化，三维技术利用计算机提供的一个三维空间，设计人员可以直接在这个三维空间里建造物体的模型，表达自己的设计意图，对几何形体描述更真实、更准确、更全面。随着机械三维技术的广泛应用，相关行业也急需大量掌握此技术的人才。

作为培养社会所需要的应用型人才的高等学校，实践教学是其专业教学计划中重要的组成部分，是培养学生创新意识和实践能力的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。

本文针对我校机械工程学院的实际情况，结合我校现有条件和三维应用软件，在机械类实践教学中，以三维设计为中心，以培养应用型人才为目的，将机械专业一直沿用的传统的二维实践教学进行全面的改革，借助计算机和三维图形软件（如Solidworks、Pro/Engineer等），将三维技术应用到机械专业的实践教学（如课程设计、专业综合实验、毕业设计等）中，一方面能够提高学生的学习兴趣，另一方面也能提高年轻教师的科研能力。

一、机械专业实践教学实施中存在的普遍问题

目前专业基础课和专业课的课程设计内容陈旧，其创新和改革不够，在学生综合分析、解决问题的能力培养上存在明显欠缺，不能很好地适应现代制造业的飞速发展要求。以机械原理课程设计和机械设计课程设计为例，机械原理课程设计的实施是先由指导教师指定一个具有代表性的题目（如：牛头刨床主运动机构）。然后学生按照教师指定好的人员组合和设计规范完成课程设计任务。这种方法虽然有许多优点，学生也能按部就班地完成设计任务，但随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的快速发展，这种方法已显得较为落后，不能满足社会对复合型人才发展的需要，也不能充分调动学生学习的主动性和创造性。课程设计过程中通常采用：图解法辅助解析法来完成。用图解法主要是对所研究机构进行运动和受力的分析，这种方法具有清晰、直观等优点，但也存在作图复杂、工作量大、精度低、效率低等缺陷。而采用解析法主要是指导教师将已编好的计算程序交给学生，由学生上机输入并调试程度，进行计算，将计算结果与图解法所得结果相比较，它只是起到对图解法的结果进行检验的作用，而且计算的结果是以数字的形式显示，不清晰，不直观。这样做的结果，不仅工作量较大.使设计变得枯燥无味.而且也吸引不了学生对应用计算机解决实际问题的兴趣。

相似的情况还出在机械设计课程设计中，题目单一，重复率高，学生相互抄袭的现象比较普遍，也挫伤了一部分学生的学习积极性。机械设计课程设计基本上沿用同一设计题目：“双级或单级圆柱齿轮减速器设计” 它涵盖了“机械设计”课程中大部分内容，该设计题目对培养学生掌握通用零部件、机械传动装置或简单机械的设计方法，培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力是极其有效的。为了避免学生之间的相互抄袭，不少学校提出了多套课程设计的题目。尽管多套题目可以避免学生之间的相互抄袭，但是设计手段仍然不够现代化。学生设计的成果仍是二维平面图纸，但是二维视图表达，无法预防干涉情况的发生。

二、基于三维技术的机械专业实践教学方法和手段

（一）采用案例式教学

教学案例的使用可以追溯到1870年前后的哈佛法学院，第一次世界大战后被哈佛商学院采用，现在已经推广到多个学科。在实践教学中采用案例式教学，能很好地将三维技术与机械行业的专业知识结合起来。通过以机械原理中曲柄滑块、曲柄摇杆机构等典型四杆机构为案例，在机械原理课程设计中进行机构运动分析的教学；以机械设计课程中的零件，如：轴、键等典型零件为案例，进行零件强度校核的教学。由于在实践教学中的这些机构比较抽象，在课程的教学中引入案例教学法使学生从感性认识逐步上升为理性认识，再通过课程设计和实验回归于实践，这一过程符合认知的一般规律。

（二）加强实践环节力度

1）在专业课程的实践教学过程中，如：机械原理、机械设计、数控编程等课程，布置相应的题目，让学生利用三维软件进行练习，尤其是在相关课程的课程设计环节，应强调学生利用三维软件完成相关设计。在毕业设计环节，在题目的设置和设计任务中，要求学生利用相关三维软件完成设计。

2）积极组织学生参加各种机械专业类的三维竞赛：大学生机械创新设计大赛、全国三维数字化创新大赛等。

3）我院不仅在机械CAD/CAM课程的教学中增加了学生实际操作的时间。还在课程结束之后，还专门安排一周的上机实践环节，利用三维软件进行实练操作，以加强和提高学生实践水平能力。

（三）建设基于三维技术的机械专业实践教学团队

三维技术所涉及的相关课程及其专业知识非常丰富，要提高三维技术教学质量，一支高素质的教师队伍是必不可少的。为此，我院成立了三维技术教学团队，团队成员既要有教学经验丰富的，也要有多年从事工程实践的、还要有熟练掌握计算机技术的年轻教师。团队成员不仅从事专业课程的教学，同时也要对三维技术的应用有较多的研究。

三、基于三维技术的机械专业实践教学的改革实践

在机械专业学生必须进行的课程设计的实施过程中，第一步，在设计手段方面的结合先进的计算机辅助设计三维软件，对课程设计内容和形式进行一定的创新；第二步，在前面的基础上，增加课程设计的题目数量。

以机械原理课程设计中牛头刨床为例来介绍一下在实践教学中利用三维技术（如SolidWorks）进行设计。

1）参数化构件库的建立及实体装配

为了实现构件的快速建模和避免重复性工作，建立一些常用构件的三维参数化模板库，用户可以在特征模板中查询和调用各种构件模型。在这一部分，主要完成各杆件进行三维建模，完成模型库。

2）装配信息的提取与转化

在SolidWorks环境中，装配好的机构并不能直接用于机构分析，必须提取出装配体的配合特征信息，并将其转化为机构分解与分析所需要的拓扑信息和结构数据。

3）结构分解及型转化单元的分析模型

识别出结构分解所需要的信息后，将机构分解为机架、主动件和有序单元组（虚拟单构件、双杆组、约束单构件）。

4）运动分析与仿真的实现

机构分解完成后，通过设置主动件的运动参数，从而实现对整个机构的运动分析。通过定义机构的约束、运动和可选的力，从而对机构进行仿真，得出该机构的性能。最终结果的表现形式有多种，有直观的动画显示、也有仿真的曲线图和文本文件。

在熟练使用计算机辅助设计三维软件进行机构分析的基础上，可以增加多杆机构的运动分析。

从长远目标来看，可以逐步设定多种类型的设计题目：有的是已知工艺参数让学生自己选择传动方案和工作机构的类型；有的是已知传动方案和工作机构的类型，反求机构参数；有的是已知两个传动方案，让学生就两个方案进行综合评价；还有的是借助于CAI软件进行运动仿真等。

四、结语

通过利用三维技术对机械专业实践教学的改革，一方面，可以提高学生学习的兴趣并能提高学生的创新能力：

1.加深了学生对机械专业课程基本内容的理解。通过计算机进行运动的仿真，学生看到了各种机构的运动形态，建立起具体生动的运动变换概念，同时也促进了他们对机构的特性参数如曲柄条件、急回特性、压力角等的理解。

2.有利于培养学生多方面的能力。学生可以按照给定的运动变换要求，设计出众多的机构方案，对每个方案可以进行分析，验证其运动变换功能，也可就不同方案进行比较。这不但加深了学生对教学内容的理解，锻炼了各方面的能力，同时也增强了学生的主动设计意识，成为机构设计的决策者。

另一方面，也可以提高教师的教学经验和科研能力。

*项目基金：2011年湖北省教育科学规划研究课题（课题编号：2011B304）

[参考文献]

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[2]王伟，张融，张秀梅.以培养学生工程实践能力为主线的独立学院机械CAD/CAM课程的教学改革与研究[J].机械类课程报告论坛论文集2011.

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关键词：机械原理；课程改革；教学手段；发展

基金资助：湖南省教育科学“十二五”规划2013年度青年专项资助课题（项目号：XJK013QGD010），2013年全省普通高校实践教学建设项目“机械类专业校企合作人才培养基地”（项目号：湘教通[2013]295号）

由于近年来，《机械原理》课程教学时数不断减少，且教学课程仍然沿用20世纪50年代建立的以机构分析为主的旧教学体系，虽然这种体系曾经对培养学生分析问题的能力起过重要的作用，但是随着时代的进步和社会的发展，这种传统的教学体系已不能满足现代社会的要求[1]。因此我校进行了机械原理课程改革，更新教学内容、优化教学方法、引进先进教学手段，提高学生自主学习能力和自觉创新能力。

1、教学内容的改革

机械原理教学内容改革的原则首先是在进行传统的、经典的机构设计与分析理论和方法进行系统的讲授时要做到取其精华去其糟粕，并将重点突出实践应用。如重点讲授对机械机构结构的分析、机构运动分析和诸如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等一系列常用机构的设计理论与设计方法，而在课程所要求对力的分析和机械的平衡中所用的基本理论，就只需直接引用，将重点放在如何运用这些理论来解决机械原理课程中的问题。因为在学生已修的力学课程中已经做了重点的讲授[2]。然后，还要做到紧跟机械发展的脚步，尽力让学生能即时了解机械原理机构设计的新理论、新方法以及学科发展的前沿的内容，使学生的视野和知识面得到最大的扩展，从而达到树立学生的创新意识和培养不断学习新方法来解决问题的能力。

2、教学方法的改革

过去我们学生的机械原理课程设计一直是由教师指定的一个特定的题目，没有做到多样化，整个设计内容综合了机械原理的所有主要原理和知识。学生处于被动接受的状态，能进行自主设计和内容的部分非常少，无法提高学生自觉创新能力，不利于学生工程实践能力的培养。因此我们将机械原理的课程设计的重点放在自主设计和内容的创新上后，要求着重培养学生发现问题和解决问题的能力，培养学生机构方案构思的创新能力，培养学生知识应用和实际动手的能力，力争通过这样的课程设计初步培养使学生具有一定的工程素质和实践能力。为此，我们从课程设计选题、方案内容构思等方面都做了许多方面的改变。要达到体现自主设计和创新的目的，选题非常重要，它直接关系到设计和创新性，同时如何选题本身也是一个发现问题和解决的过程，学生自主选题本身就是学生创新的体现。如果按照过去的模式，则无疑浪费了对一次学生创造性独立选题能力的训练，也使学生失去了发挥主观能动性的机会[3]。大多数学生受应试教育的影响，普遍存在一些问题，如具有依赖性，缺少自主发现问题和分析问题的能力，因此对自主选题往往不知从何处入手。根据这一实际情况，鼓励学生多出去观察实物和分析周围事物和通过自身去获取信息。例如查阅资料、观看机械模型、到学校工厂实地考察、或到附近机械厂实习等等。又如有的学生决定设计“机械手”机构，在查阅大量资料的基础上，又到一些具有高自动化的工厂去实地参观，去直观的感受和测量第一手数据，由此作出了非常不错的课程设计。通过对自主选题和内容的新要求。学生完成课程设计后会发现自身各方面的能里都有了不同程度的提高。如创新能力、实际动手能力、获取数据的能力、计算分析能力、独立解决问题的能力，还完成了机械专业知识的综合和整合，让学生初步建立起工程意识，极大的满足学生的求知欲望和体现自身创新性的要求。

3、教学手段的改革

采用现代化教学手段，提高课堂教学的质量和效率，采用多媒体教学仪可以提高学生的学习兴趣和理解程度，而且也省去了教师许多板书时问，增加课堂教学的信息量，提高了课堂教学的质量。[3]基于此笔者学校着手建立了多媒体的专用教室，并且配备了多媒体投影系统和相关的电教设备，编制和购买了相应的一系列教学软件。因此在“机械原理”的课堂教学中，老师们可以采用直观教学、电化教学和计算机辅助教学等现代化教学手段，比如利用机构运动的动态模拟和三维动画演示，直观形象地展示课常教学的内容。极大提高学生的感性认识，使学生易于且乐于接受课堂的教学内容。从而达到提高课堂教学的质量和效率的目的。

4、结语

机械原理课程改革对学生创新能力的培养和工程素质的提高具有重要的意义。本次课程改革，不仅对课堂的教学内容进行改革、教学方法和教学手段进行改革。通过课程改革对学生的机械专业素养及创新能力有了大幅提高。再辅以课堂教学内容与实践相结合，又加强了实践性教学环节的改革。改变过去高等教育中重知识轻能力、重专业轻素质、重科学轻工程的思想具有非常重要的意义。对于学生成为高综合素质的机械专业人才有重要的意义。

参考文献

[1]蒋天弟， 张庐陵， 吴瑞梅. 《机械原理》课程现状与出路[J]. 农机化研究， 2004， （1）：248-249. DOI：10.3969/j.issn.1003-188X.2004.01.091.

[2]房海蓉， 方跃法. 谈机械原理课程教学改革[J]. 高教发展与评估， 2001， （4）：46-47. DOI：10.3963/j.issn.1672-8742.2001.04.016.

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关键词：工程机械;课程设计;关联矩阵;课程体系

随着我国高等教育的改革，课程设计是工程机械体系教学的关键。高校在课程设计时大多数是局限课本上的题，虽然书本上的题是经过严格的逻辑设计的，但是由于学生本身知识量的有限和对专业的认知等因素，出现“一叶障目，不见泰山”的现象,虽然学习很认真，但是不能将课程与整个体系联系起来，使学生不知道这些知识用来干什么，怎么用。为适应科学技术的飞速发展和社会对人才的需求，我们应当进一步完善课堂教学和课程设计，更好地适应世界发展的潮流。当前教学中出现的问题主要是：教学结构单一，教学方法“僵硬”不能激发学生的学习积极性，使学生不能发掘课堂上的知识点。针对学生在教学中对知识点的认识不清，不能将整个课程体系结合起来的问题。首先应当转变教学模式，将以前的照套课本式的教学方法转变为兴趣型的教学方式，在教学中更好地调动学生的兴趣，激发学生的学习积极性。其次就是在课程设计时主要依据学生的实践课程来设定相应的题目，既不脱离教学中的知识点也联系了实践理论，最后在培养目标上我们应当重视复合型人才的培养，在教学体系中对于一些关联性课程的知识点在课堂上应当做简单地阐述，以培养贯通社会科学，技术科学、人文科学的复合型人才为目标。

一、工程机械关联性课程体系现状

工程机械关联性课程体系的类型主要是以理论为主，其中也有的是理论加实践，如表1所示。当前大多数高等院校的工程机械关联性课程没有实践训练，只是依附于课本上的理论知识。对于有实践训练的课程，这些实践缺乏创新性，内容比较简单，甚至与理论知识缺少内在的联系。同时机械类的课程设计主要是以齿轮减速箱为设计的对象，虽然设计所涉及的面广，但是内容缺乏创新性，每年的课程设计大多都是相同的，所以设计的内容老化与社会实际联系较少，从教学效果的角度看，当前的教学与设计并不能构成一个具有逻辑性的体系。不能满足现代社会对人才质量的需求。

二、关联矩阵法建立关联课程模型

目前，为了更好地使关联性课程与教学相融合，在此利用关联矩阵法的原理，建立一种简单的评价体系，使教师能够更好地确定关联性课程的重要性，在设定关联性矩阵时每一门关联性课程对整体教学的影响程度是不同的，这种影响程度可以通过学生对兴趣来确定，这样不同的关联性课程就对应了不同的影响因子，这些影响因子就组成了一个体系，如果关联性课程体系为,那么对应的影响因子就为,通过关联性矩阵原理可知，影响因子体系应当满足：通过关联矩阵的逐项比较原理选出较好的方案。

三、工程机械教学体系与课程设计的建议

工程机械教学体系与课程设计必须要以现代工程教育的实际背景为前提，根据学科的特点在结合学校现有资源，在传统的教学内容的基础上进行创新，通过现有的实验室和企业实习的经验对教学体系进行整合。（1）提高学生学习积极性：所有的实践要根据学生的兴趣来设定，在实践过程中首先需要学生对整个实践的理论知识掌握，在自己动手去做去分析，并在做完后提出自己观点和建议，培养锻炼学生发现问题，解决问题的能力。（2）培养学生的创新能力：在学生进行实验室操作的过程中，需要教师继承并更新以往的设计题目，通过学生们自主提出问题来发掘新的思路，可以通过一个实践引出多个题目，分层次的进行。这样能有效的提高学生的创新能力，更好的适应21世纪对创新人才的需求。（3）开展仿真实验：目前对于计算机的运用已经无处不在，它具有进行大量数据的运算、三维物体的动态模拟等功能，能够高效的解决实际运算中的繁琐问题，在实践教学前先通过计算机对整个实践过程进行动态模拟，对于在计算过程中出现的问题提出较好的解决方案，避免在实践过程中出现相应的问题。（4）课程设计联系工程实际:为了增强学生解决实际工程问题的能力，在选择课程设计的题目时，我们可以从在工厂参观学习的车间中选出一些覆盖面广且具有一定创新性的零件作为设计的对象。为了使学生更好地对实际工程问题有叫清晰的认识，我们可以邀请工厂里的工程师走进教室，对学生的设计提出实际性的问题及触发学生的灵感。

四、总结

课程设计与教学体系的设定是高校工程机械体系教学中的一个重要环节中，教学体系的设定直接影响人才的培养。因此，以工程机械教学体系为前提，加强教学和课程设计与工程实际相结合，探索新的教学思路，激发学生学习积极性，确保学生的创新实践能力，提高毕业人才质量。

参考文献：

[1]朱高峰.工程教育的几个问题探讨[J].中国高等教育,2010

[2]王鑫.王静.工程教育体系下机械设计课程实验和实践环节研究[J].中国电力教育，2010

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关键词：机械设计;课程设计;教学;措施

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0178-03

一、引言

机械设计课程设计是机械设计课程的一个十分重要的实践教学环节，旨在培养学生运用机械设计及其他先修课程的相关知识解决工程实际问题的能力。通过课程设计这一环节的训练，强化学生对机械设计课程的相关知识的理解，对一般机械零件设计的准则、方法和步骤有一个系统全面的掌握，充分培养学生的机械综合设计能力、工程应用能力和创新能力，为后续的专业课学习和毕业设计奠定良好的基础。随着我国高校教育教学体系改革的不断发展与深入，机械设计课程设计这一实践教学环节也越来越受到重视[1]。机械设计课程设计教学改革已成为高校机械类专业教学改革的一项重要内容。

二、机械设计课程设计教学现状分析

随着我国高校教育教学改革的不断深入，机械设计课程设计的教学改革也受到了越来越多的关注。由于机械设计课程设计的改革成效不仅取决于其自身的改革，还受到机械设计课程教学改革的制约，虽然近年来不少专家学者进行了大量针对性的研究，但目前仍未能有效解决在设计内容、教学模式、评价标准等方面的问题，难以充分发挥其在培养学生应用创新能力方面应有的功能，与当前应用创新性人才培养的总体要求还有较大的差距。具体而言，目前的机械设计课程设计教学还存在以下几个方面的问题。

1.设计题目单一，设计内容雷同。目前的机械设计课程设计绝大多数为二级减速器的设计，原因在于减速器为典型的通用设备，包含了机械设计课程中介绍的几何所有零件类型，对于学生掌握常用零件的设计方法有重要意义，但是，这种沿用了几十年的单一设计主题模式，已难以适应现代人才培养模式的要求[2]。由于设计题目单一，导致学生的兴趣大打折扣，难以调动其积极性。虽然是一人一题，但都只是在具体的设计参数上有所差别，在设计内容、设计步骤方面无任何区别，因此，仍难以从根本上杜绝抄袭现象。同时由于设计过程过于程序化，相关教材与资料上都有详细介绍，容易使学生感觉枯燥、乏味，不能充分发挥其创造性思维。

2.教学方法僵化，教学手段守旧。目前机械设计课程设计基本上是沿用传统的教学方法，即在任课教师拟定设计题目后，学生按照课程设计指导书介绍的方法和步骤依次完成方案设计、零部件设计计算、装配图设计、零件图绘制、设计说明书撰写和答辩。由于这一套流程多年来已基本程序化，学生只需机械地照搬，依葫芦画瓢即可，难以展开创新性思维，而任课教师的指导工作主要是督促学生按照设计流程完成各项具体任务和解答学生设计过程中的细节问题，较少注重学生的独立思考与创新能力的培养。虽然CAD技术等先进设计技术在机械设计领域已广泛应用，但目前的机械设计课程设计大多仍采用图板绘图，虽然这样做不仅可以培养学生的手工绘图能力，还能减少学生相互投机抄袭的机率，但并不能因噎废食，毕竟计算机绘图已是目前机械设计的主流。

3.计划安排不周全，评价标准不科学。机械设计课程设计一般与机械设计课程教学安排在同一学期，在授课结束后的学期末进行。由于考试科目较多，许多学生忙于应付考试，难以集中精力进行课程设计，因而课程设计质量难以保证。部分高校为了便于管理，将学期的最后一周设为考试周，致使整个课程设计阶段，学生的主要精力都用于准备考试，对课程设计不重视，甚至是敷衍应付，致使课程设计流于形式。此外，课程设计成绩的评定也缺乏科学、规范的标准，基本上由任课教师自行确定。目前的机械设计课程设计考核主要从四个方面进行考核：平时考核，包括考勤、进度、态度和独立完成能力等;图纸考核，包括结构正确性、整洁性和规范性;设计说明书考核，包括内容完整性、正确性和规范性;答辩考核，包括回答问题的正确性和使用手册的熟练性。虽然这种评价方式相对比较全面，但只是一种事后评价机制，缺失了对学生进行正确引导的功能，而且在实际执行时缺乏量化指标，主观性较强，受学生扩招的影响，一名教师往往指导多个班级的课程设计，每个班级学生多达40多人，教师很难把握每名学生的具体情况。此外，现有评价体系中对学生创新能力的评价尚未引起足够重视，难以激发学生创造性思维与创新能力的培养。

三、改革的具体措施

为了有效提高机械设计课程设计的教学质量，强化学生工程实践能力和创新能力的培养，解决目前存在的上述问题，必须从设计内容、设计模式、教学方法和考核评价等各个方面进行全面改革，建立一套系统高效的机械设计课程设计教学体系。总体而言，改革应从以下几个方面进行。

1.优选设计课题，强调应用与创新能力的结合。针对目前设计内容单一、设计流程固化的问题，应结合课程教学要求与专业培养计划精心选择设计题目，优化设计内容，不仅要深化学生对课堂教学内容的理解与消化，强化其工程应用能力的培养，还要兼顾学生的创新能力的培养。传统的减速器设计题目虽然单一，但其涵盖了机械设计课程教学中涉及的几乎全部零件，有助于学生掌握通用机械的设计方法，是其他任何类型的机械结构都不可替代的。因此，应在保留减速器设计内容的基础上，选择更加灵活、更富有创造性的设计题目，如搬运机器人、牛头创床、糖果包装机等。这些题目既涉及到机构方案选择与运动原理分析，又涉及到减速器等具体零部件的设计计算，在方案设计时可以培养学生的创造性思维与创新意识，在详细设计时则强化了学生对一般零部件设计的具体方法，有效实现了应用能力与创新能力的结合。同时，也深化了机械原理相关知识的掌握与应用，实现了机械原理与机械设计课程的有效结合。考虑到课程设计周期较短，上述课题难以单独完成，应采用课题组形式，每个课题组2～3人，承担一个设计课题。总体方案由小组全体成员共同完成，每个成员独立完成一部分零部件的详细设计。采用这种模式既可培养学生的团队意识和协作意识，也能培养学生的独立工作能力。

2.改进设计模式，由简单模仿向深度思考转变。传统的课程设计虽然在形式上是一人一题，但除了具体参数有所差别以外，设计内容、设计步骤及方法都是一模一样的，且相应的课程设计指导书中均给出了相应的案例，学生只需简单地模仿即可完成全部设计任务。许多学生在设计过程中依葫芦画瓢，生搬硬套，甚至在别人的设计结果基础上修改参数变成自己的设计，导致课程设计的基本教学要求都难以保证。通过改进设计模式，采用分组设计模式，使设计题目真正做到差异化，总体方案与设计步骤必须通过团队协作和个人深度思考完成，杜绝简单模仿甚至抄袭的可能性，有效培养学生的创新思维与创新意识。其次，为了防止课程设计与期末考试冲突，对有课程设计任务的学生，应在课程设计之前进行课程考试。对于目前实行小学期制的高校，将课程设计安排在小学期更为合理。此外，为了更好地促进课程设计效果，改变目前课堂教学与课程设计完全分离的模式，将两者融为一体，即在课程开始时将课程设计的任务下达到每个学生，学生在课程学习过程中便开始构思并不断完善设计方案，熟悉设计方案中涉及的相关零部件的设计方法，不仅为后期的正式设计奠定了良好的基础，也可激发学生的课堂学习兴趣，真正做到有的放矢、学以致用。

3.丰富设计手段，熟练掌握多种现代设计方法。装配图与零件图的绘制是机械设计课程设计的一项重要内容，目前绝大多数高校仍要求学生采用手工绘图，有多方面的原因：一是没有足够的机房和电脑供学生使用;二是为了锻炼学生的手工绘图能力;三是防止学生抄袭，因为不同学生图纸内容基本相同，仅参数不同，采用电子图纸更易于修改抄袭。然而，CAD绘图已成为目前制造领域的主流，计算机绘图已成为大学生必须掌握的基本技能，因此高校教务部门和任课教师应积极创造条件，尽可能让学生采用CAD绘图，至少要做到部分图纸采用计算机绘制。此外，虚拟仿真、有限元分析等现代设计技术在机械设计领域也得到了广泛应用，为了使学生更好地适应社会需求，课程设计中应增加相应的训练内容，让学生熟练掌握多种常用的现代设计技术，为后续的学习及就业奠定良好的基础。

4.规范考核评价体系，激发学生学习兴趣与潜能。考核评价体系是课程设计教学体系的一项重要内容，既是检验学生课程设计完成质量的标准，也是教师总结改进教学方法的依据。建立规范科学的考核机制不仅可以有效引导学生按照教学要求高质量、高效率地完成课程设计，也可激发学生的学习兴趣与自主思考的潜能。针对目前机械设计课程设计考核模式存在的弊端，将考核评价纳入课程设计的全过程，实行分阶段考核模式，依次进行设计方案考核、设计过程考核和设计结果考核。设计方案考核重点考核设计方案的创新性、合理性、实用性，激励学生在实用背景下进行创新设计;设计过程考核侧重考核学生结构设计的合理性、设计手册与设计软件使用的熟练程度、完成设计任务的独立性与积极性等;设计结果考核则是对设计图纸、设计说明书进行考核，重点检查设计计算的准确性、完整性和设计图纸的正确性、规范性，对于手绘图纸还应兼顾整洁性。为了检验学生对设计中相关知识的理解与应用，并及时解决出现的问题，将答辩考核分散到设计过程中，重点针对学生设计中出现的问题进行质询，使答辩不仅只是一种考核形式，更可作为解决学生设计中出现问题的一种手段，强化学生对相关知识点的理解与掌握。采取分段式考核方式，可将学生对设计结果的关注转为对设计过程的重视，防止投机取巧和模仿抄袭等现象的发生，有效保证和提高课程设计质量。

机械设计课程设计是机械类大学生重要的实践环节，也是一项复杂的系统工程，不仅涉及设计选题、设计指导和考核评价等多个方面的内容，还与教学计划、软硬件条件等因素有关。为了有效提高这一实践环节的教学质量，必须不断深化教学改革，改革课程设计的教学模式，克服现有机械设计课程设计教学体系中存在的各种弊端，建立一套规范合理、行之有效的新的教学体系，并在不断的教学实践中进行改进与完善。

参考文献：

[1]吴宗泽，高志，罗圣国，李威.机械设计课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]刘贺平，罗阿妮，杨思霞，庞永刚.机械设计课程设计融入课堂教学的方法研究[J].中国电力教育，2013，（17）：51-52.