机械设计基础课程设计范文

导语：如何才能写好一篇机械设计基础课程设计，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：机械设计基础；课程设计；题目探索

作者简介：石永军（1973-），男，山东东营人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授。（山东　青岛　266580）

基金项目：本文系中国石油大学（华东）教学改革项目（项目编号：JY-B201011）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）32-0055-02

机械设计基础主要面向中国石油大学机类和近机类本科学生，是石油工程、过程装备与控制、油气储运工程等专业的重要专业基础课，在教学体系中具有承上启下的作用。近年来，为了培养学生的动手能力与工程意识的养成，工科院校越来越重视实践教学。机械设计基础课程设计是机械课程教学中重要的实践教学环节，它涵盖了工程制图、机械CAD、机械设计基础、理论力学、材料力学、工程材料与机械加工基础等课程的知识。通过该课程的学习，以培养学生学会运用所学知识解决实际工程问题，逐步提升其动手能力、综合设计能力与创新能力。[1]但目前机械设计基础课程设计题目单一的问题比较突出，不利于学生工程意识的养成和激发大学生开展科学探索的兴趣。因此，探究柔性化的课程设计题目以提升课程设计的教学质量对于学生综合知识运用能力与创新能力的培养具有重要意义。[2]

一、目前课程设计分析

目前高等工科院校常用的机械基础课程设计题目是单级圆柱齿轮减速器和展开式二级圆柱齿轮减速器。减速器是工业中常用的典型传动装置，在油田抽油机、带式运输机、起重机和卷板机等有着广泛的应用。减速器设计过程需要查阅相关标准、规范、手册等技术资料，涵盖了机械设计基础中齿轮传动、带传动、轴承、轴、螺栓等主要通用零件的设计与计算，[3]包含了多门理论课程的内容，体现了一般机械系统的常用设计方法，具有很强的综合性。减速器设计的主要任务包括：进行传动方案的制订；电动机的选择、传动装置的运动和动力参数的计算；带传动与齿轮传动的设计计算；轴的结构设计以及低速轴的弯、扭组合强度校核；轴承的组合设计与寿命计算；键的选择及强度校核；联轴器的选择；减速器的与密封选择等。[4]减速器设计的一般过程是：首先，指导老师布置任务；然后，学生完成减速器装配草图一张、减速器总装图一张、轴与齿轮等零件图以及6000～8000字设计计算说明书一份；最后进行课程设计答辩，按照图纸、设计说明书与答辩情况评定成绩。

减速器设计题目主要存在以下问题：题目单一，只是设计参数略有不同，学生可借鉴的资料很多，课程设计雷同现象比较严重，甚至出现一些抄袭现象；课程设计时间一般为2周，学生设计期间非常紧张，大多学生需要晚上加班才能完成。学生忙于应付完成课程设计，很少有学生主动去图书馆查阅相关的资料；老师一般需要指导2个班，工作量很大，老师很难保证照顾到每一位同学；课程设计的设计内容与传动方案长期不变，学生可以根据设计指导书按部就班地进行，无法调动学生的积极性与激发学生的创造性思维，不能满足现代工程教育创新训练的要求；每一个同学单独完成一个题目，同学之间的交流与讨论较少，团队协作精神难以培养。

二、课程设计题目探索

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关键词：机械设计基础；课程建设；实践

一、引言

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

二、机械设计基础课程建设中存在的主要问题

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

三、机械设计基础课程建设的实践与探索

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

四、结束语

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

参考文献：

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

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

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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：

[1]张允，路有昌，赵凌.《化工设备机械基础》课程教学改革的探索[J].广州化工，2012，40（4）：122-123.

[2]王元文，陈连.化工设备机械基础课程教学改革探讨[J].广州化工，2006，33（153）：69-70.

[3]刘理华，刘书群.化工设备机械基础课程教学改革研究[J].广州化工，2012，40（19）：145-146.

[4]谭蔚.化工设备设计基础[M].天津：天津大学出版社，2007.

[5]董大勤，高炳军，董俊华.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2011.

[6]徐想娥.化工设备机械基础教学改革的探索[J].襄樊学院学报，2007，28（8）：83-85.

[7]江华生，陈树大.基于CDIO模式的《化工设备机械基础》课程设计教学改革[J].化工时刊，2013，27（3）：56-58.

[8]李红，孙虹雁，刘利国，等.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育，2008（10）：41-42.

[9]董俊华，张及瑞，高炳军.“化工设备机械基础”课程设计教学改革的研究与实践[J].广州化工，2011，39（14）：152-156.

[10]董俊华，赵斌，张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育，2011（3）：17-19.

[11]张琳.化工设备机械基础课程设计的改革[J].化工高等教育，2002（2）：54-55.

[12]孙保帅，朱春山，李东光.化工专业课程设计教学环节的改革与探索[J].广东化工，2010，37（8）：218-225.

[13]陈连.化工设备机械基础教学改革的若干尝试与实践[J].化工高等教育，2007（1）：19-21.

[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.

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关键词：课程设计参数选择;教学改革;绘图能力

课程设计是机械设计基础课程重要的教学环节，是培养学生机械设计的重要实践环节。通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。提高学生的有关设计能力，如：计算能力，绘图能力，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。通过该课程设计，可以把学生所学的机械制图、公差与配合等几门课程的理论知识加于巩固、扩展，提高了学生的综合能力，为技术应用型人才的培养奠定了基础。随着高职教育的不断扩大，高职生的来源复杂，学生基础参差不齐。近几年的课程设计效果不理想。课程设计对一部分同学来说是很枯燥，学生只是按照设计指导书的各个步骤机械地代数据，并没有真正思考问题，没有达到设计的真正目的。为了让学生更好理解课程设计的内容，到达设计的目的，需要在教学方面做一些改革。笔者本着自己这些年来指导课程设计过程中发现的问题，不断思考，不断探索好的教学方法，从以下几个方面来对课程设计进行教学改革，提高课程设计的水平。

1把设计和教学融合在一起

课程设计一般都是安排在理论课程讲授完之后进行，时间一般是安排在期末两周时间。设计结束之后面临期末考试，大多数同学把精力都放在考试课程上，对设计不能尽心尽力，有的同学是敷衍了事，机械地参照指导书抄写说明书，里面问题很多。有的同学虽然也发现了问题，但时间紧张，就懒于修改参数，草草了事。最后一周绘制的装配图效果也是不太理想，完全没有达到设计的真正目的。如果能把设计穿插在理论教学中，比如讲完带传动就可以布置设计任务，把设计题目分组给学生，设计要求讲解清楚，把电动机的选择方法给学生讲解清楚，再讲解传动装置运动和动力参数的计算。学生利用课余时间就可以着手设计内容，完成电动机和带轮的设计计算。在课程内容齿轮传动讲解完之后，学生可以接着前面的带传动设计内容进行齿轮的设计。讲解完轴的设计内容之后，学生就可以设计轴的结构尺寸。每上完一部分与设计内容相关的知识点后，就让学生接着进行设计，让学生有足够的时间去考虑，设计的效果才理想，学生才得到真正设计能力的培养。

2设计参数多组化

以往的设计参数虽然也有很多组，但数据相差不大，最开始学生对设计都很感兴趣，随着设计内容的不断增加，有的同学觉得大家做的都差不多，和设计指导书也相差不大，渐渐就会失去兴趣，等着别的同学做完了直接抄写敷衍了事。可以把设计的参数变动大一些，每组的参数选择要求也不一样，这样就可以避免学生互相抄写。比如在带传动的设计中小带轮基准直径的选择，一个组的同学必须选择不一样的数值，带传动设计完了之后，让这组的同学互相对比，启发他们思考参数不一样会有什么影响，最终引导学生找出合理化参数设计。设计重在过程，而不是结果，通过不同的参数比较，让学生更直观理解了设计内容，锻炼了学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。同时也激发了学生对设计的兴趣，不是简单的抄写，达到设计的目的。

3注重答辩，启发学生自己发现问题并解决问题

答辩是课程设计的最后一个环节，是检查学生实际掌握知识的情况和设计的成果，评定设计成绩的一个重要方面。虽然设计是提前布置，参数选择让学生选择不一样，但如果不答辩，也难区分是学生自己独立完成的，还是机械地抄写设计指导书。通过答辩，可以发现学生的一些问题，引导他们去解决问题。引导学生对设计过程进行全面分析和总结，弄清楚设计中每一个数据和公式的使用，对图纸上零件的结构有着清楚认识。学生在设计中完成的图纸和说明书还不能完全反映出学生的真实水平。只有通过答辩，才能看出学生的设计能力和综合能力。比如，有的同学设计带传动的时候，只是机械地选择带轮直径，但缺乏整个系统的考虑，有的同学的小带轮半径比电动机的中心大，学生还是没有发现问题，没有及时修改带轮直径，继续按这样的参数进行后面的设计，导致后面很多数据都不合理。设计完成后，答辩就是引导学生对整个系统一个全面的考虑，及时发现问题并解决问题，培养了学生综合分析问题的能力。

4培养学生CAD绘图能力

以往的课程设计要求学生绘制一张装配图和两张零件图，大多数都是手工绘图。由于设计说明书错误多，边绘图边修改说明书，有的尺寸是绘图过程中才能确定的。反复修改数据，部分学生感到烦，设计数据太多，基础差的同学甚至不知道该修改哪个数据。机械地参照指导书绘图，导致设计的尺寸和图纸中的尺寸不吻合，细节地方错误多。如果设计任务及早布置出来，学生做完一个零件的设计就用CAD绘制出零件图，并让老师检查。比如齿轮的零件图，只需要修改轮毂的孔径就可以了。最后集中几天到机房完成装配图的绘制，这样既锻炼了学生的CAD能力，同时又能保证是学生自己设计的尺寸，和说明书也吻合，达到设计的效果。对于成绩好的同学，还可以鼓励他们利用学过的三维软件绘制零件，并进行装配。在二维和三维之间不断转化，学生可以发现问题，并加于修改。总之，通过以上几个方面的改革，能较大程度改变课程设计中的一些问题，把课程设计穿插在理论教学中，针对性强，学生也容易接受。参数选择的多样化，能调动学生的主动性和积极性，激发学生对课程设计的兴趣，提高了设计效果。

作者:王桃芬 张彩芳 单位:重庆工程职业技术学院

参考文献：

[1]陈立德.机械设计基础课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]蒙晓烨.浅谈高职《机械设计基础》课程设计的教学改革[J].科技信息,2011(29):298.

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在以往的教学安排中，本门课程的教学一般安排在第二学年进行，课时量控制在120―150学时左右，同时在期末配有一个星期的课程设计专用周。近年来，随着企业用人需求的不断变化和教学改革的不断深入，中专学生按照教育部的要求，各专业都在第三年进行不少于一年的顶岗实习。这样，各门专业课的课时均有不同程度的压缩，《机械设计基础》课时大都压缩为90学时，课程设计专用周有些学校甚至取消，有些学校虽有安排，但时间安排在期末，容易受到复习考试的冲击，学生在时间和精力上都难以保证。“课时少、任务重、容易受冲击、质量难保证”现已成为课程设计普遍存在的问题，已引起相关部门和专家的重视，各地各校也在想尽办法解决此类问题。

一、教改思路

宝鸡职业技术学院从2002年以来，在认真调研、深入分析的基础上，在历届教学当中、采取边教学边教改的办法，逐项改革、稳步推进，进行了大胆的探索和实践。面临理论课时减少，但对学生实践能力和操作技能要求不断提高的实际情况，《机械设计基础》课程设计不但不能减少、不能削弱，而且要克服困难、积极应对、强化课程设计本领，提高实践操作技能，为顶岗实习和就业安置打下坚实的知识基础。

总结起来，我们的教改做法是：“整体提出设计思路，分步完成设计作业，前期进行‘部件’生产，后期完成‘设备’安装”。这种时间前移的思路，克服了理论教学与课程设计相互脱节的毛病，既节约了设计专用周宝贵的设计时间，同时又保证了正常的教学作业和大型课程设计的配套完成，使理论教学和课程设计互联互通、相互促进，达到了二者双赢的目的。

二、方案设置

结合三年制中专学生“年龄小、底子薄、实践知识欠缺”的特点，课程设计任务一般选择简单的单级直齿圆柱齿轮减速器设计。它的主要内容包括：齿轮传动设计、皮带传动设计、轴系部件设计、箱体设计、联接类（联轴器、键类、螺纹类）零件选择、密封选择等，基本可以涵盖机械设计课程的全部设计内容。

按照前述设计思路，在课程教学进行到学期中期时，这时常用机构已基本讲完，而通用零件刚开始讲授。此时，我们就将本门课程的课程设计任务书下发给学生，并用适当时间向学生进行整体设计思路讲解，使学生有一个概括的了解。然后结合教学课程的正常进行，在每一教学章节完后，逐项拆分设计任务并分步完成设计内容。这就像工厂生产设备一样，将零件的制造（分步设计）提前分散到各车间制造完成。

大部分设计内容可随着课程的进度进行，到学期末教学课程完成时，已基本完成分步设计。等到课程设计专用周时，学生即可按设计指导书的要求与步骤，利用3-4天时间，将分步设计内容进行整合，完成装配图绘制，同时编写设计说明书，进行答辩及后期资料整理工作，这样学生就可以轻松地完成整个课程设计任务。

三、方案分析

1.节省设计时间。按原有的方案，大量的设计内容集中在一周内完成，学生在短时间内要进行超强度的劳动，常常需要晚上进行通宵加班，才能按时完成设计任务，况且还要面临期末复习考试的压力。新方案由于大量的设计内容已预先随着教学课程而完成，设计专用周只进行整体组合，完成后期资料整理，因而，在3―4天时间内，大部分学生都可完成设计任务。既减轻了学生负担，又节约了设计时间。

2.保证设计质量。由于分步设计是随着课程进度进行的，在此过程中，学生在消化课程内容的基础上，设计思路比较清晰，设计计算时间相对较长，指导老师可以随堂进行示教讲授。同时教师可对设计结果和设计过程提前进行评审，学生改错时间也较长，因而，设计质量都可以得到保证。

3.考试与设计互不冲突。原有方案的课程设计安排在期末。此时又面临着别的课程的复习考试，学生既要进行高强度的课程设计，又要分心复习其余课程以迎接期末考试，容易引起二者的冲突，对此指导老师的意见也很大。现有方案由于设计时间的提前可以有效地解决这一矛盾，既保证了设计质量，又不影响学生期末考试，学生和教师比较满意。

4.对课堂教学有促进。如果没有课程设计和课堂教学的互联互通、相互配合，课堂教学就显得乏味且没有针对性，尤其是涉及设计内容讲得都比较空洞，学生接触不到实际的东西，等到后期再进行课程设计时，就显得无从下手。现有设计内容与课堂教学同步进行，二者可以起到互相促进、互相补充的作用。学生对课堂教学也爱学也能学得进，通过对几届学生的教学考核对比，课堂教学质量比以前有明显提高。

四、需要注意的几个问题

1.虽然课程设计内容与课堂教学同步进行，但课程设计只是对理论教学的强化，绝对替代不了课堂教学的主导地位，不能由于课程设计作业的提前布置而冲击正常的教学。尤其是课堂教学的思考题、课余作业、答疑辅导等教学过程一样都不能少，都应按照正常的教学进度执行，这一点尤为重要。

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（一）对教学的探索过程

1.初期的教学过程。对这部分内容初次教学时，本人认为给学生把所有的内容讲透讲清楚，把所有知识点的来龙去脉介绍给学生，学生就能掌握好。结果由于讲的内容多，没有突出重点，方法不当，学生学习该内容没有达到教学大纲要求的目标。学生不能用所学知识进行设计计算，不会查取参数，各公式在什么样条件下运用心里没有底。在讲例题过程中，我不得不把所学内容再讲一遍，虽然是结合例题又一次讲解，但效果还是不好。

2.寻求方法和总结经验的过程。初期的教学过程中，我虽然经历了很多失败，但没有气馁，而是向有经验的教师请教，向他们学习教学方法，多听他们的课，吸取他们的经验。同时查阅有关资料，学习其他学校教师在机械设计课程教学方面的案例，另外对本课程教学大纲及课程内容进一步深入研究，找出各节课的重难点及达到的目标。通过学习教学方法和研究课程内容，使自己在教学过程中的思路清晰了，所讲的内容学生也容易掌握了。但我并没有以取得这么一点成绩感到满足，而是在教学过程中进一步探索和研究，在对齿轮设计计算内容的每一次教学中都有目的地采用不同的教学手段，并从中总结出一些好的教学方法，取得了一定的教学效果。

（二）通过探索总结出的教学方法

1.对公式正确说明。齿轮设计计算部分公式很多而复杂，有些公式来自其它课程中，由于学生知识面有限，所以学起来不好理解。针对这种情况，我采取了对公式推导和来源进行淡化处理，而对公式里的参数重点讲解。比如，齿面接触应力计算公式怎么推导出来的，不要求重点讲解，而是让学生知道该公式来自弹性力学，用于两圆柱体承受正压力时，求两圆柱体接触处的最大应力，因此也可以通过该公式求两齿轮齿面接触处的应力。学生明白为什么要用这个公式后，对公式里的各参数要进行详细说明，特别是公式用于齿轮计算时，一些参数的变化要重点说明，比如载荷系数、齿宽系数、传动比、材料系数、节点啮合系数等。除了齿面接触应力公式外，还有很多其他公式，同样，这些公式的推导不是重点，但对这些公式的用法、公式里的参数也要详细说明，使学生切实掌握。

2.正确使用公式。学生了解公式后，要学会正确使用公式，特别是一些公式的使用场合，使用时有什么条件，使用中要注意些什么等内容必须讲清楚。比如，齿面接触强度计算公式和齿根弯曲疲劳强度计算公式适用场合是不一样的，在不同条件下用不同方法计算。闭式软齿面齿轮传动主要失效形式是齿面疲劳点蚀，设计计算时应按齿面接触强度计算公式进行计算，按齿根弯曲疲劳强度计算公式进行校核；闭式硬齿面齿轮传动主要失效形式是齿根疲劳折断，设计计算时应按齿根弯曲疲劳强度计算公式进行计算，按齿面接触强度计算公式进行校核。让学生掌握这个原则，在实际设计计算中，要根据材料热处理情况判别软硬齿面，从而正确使用公式进行设计计算。其它公式也是一样，在搞清楚使用场合，附加条件的情况下应用于实际计算中。

3.正确选用参数。齿轮设计计算公式中使用的参数很多，除了掌握参数意义外，还要正确选用参数。因此在教学中让学生重点掌握选取参数的方法，对于每一种参数都要举例说明参数应怎样选取，特别是通过图表选取参数的方法要详细讲解。比如，齿面接触疲劳极限和齿根弯曲疲劳极限查取时，必须注意齿轮所用的材料是什么，根据所用材料来查图和查曲线，要防止查取的图形或曲线不对，而得出错误的取值；又如，查取齿形系数时要注意标准齿轮和变位齿轮，一般是按标准齿轮查图选取，如果是变位齿轮，要注意变位系数，按变位系数曲线查取；再如，动载荷系数和载荷分布系数，查取时要注意齿轮精度和齿轮的布置情况，要按对应的曲线查取；学生只有学会了参数的选取方法，才能正确选取参数并套入计算公式进行设计计算。

4.通过实例进行巩固训练。通过以上教学过程，学生虽然初步掌握了设计计算方法，但不通过实例进行强化训练，在实际设计计算中，就达不到运用自如的目的。因此，必须通过实例进行设计计算过程的说明，在实例讲解过程中，必须使用互动式教学模式，要让学生参与进来，让学生动脑思考，把所学理论内容用于实际设计中，而教师不要讲的太多，只给学生起引导的作用。通过学生动手设计计算，可以提高学生设计计算的熟练程度，也进一步巩固学生学到的设计计算知识，同时也可以提高学生的学习热情，培养学生敢于应对挑战的能力和创新能力。

5.在实践中得到运用和强化。学生所学的知识如果不和实践紧密结合，学生会认为所学知识没有多大用处，会使学生失去学习的热情，而机械设计课程为学生创造了这个平台，就是学了这门课后有一个课程设计的过程。机械零件课程设计是机械设计课程非常重要的实践性环节，学生通过课程设计，达到理论与实践相结合的目的。课程设计中，齿轮设计计算也是很重要的部分，学生为了完成课程设计任务，会再一次运用所学的齿轮设计计算知识。如果学生在学习齿轮设计计算内容时又不清楚的地方，那么在课程设计中，通过教师指导，同学之间的讨论，会得到解决。另外，通过理论与实践相结合，使学生所学的齿轮设计计算知识进一步得到强化。同时也能使学生认识到自己所学的知识是有用的，只有掌握好了这些知识，才能运用它对机械零部件进行设计计算，才能成为一名设计工作者，从而进一步激励学生努力学习专业知识。

以上是本人在多年教学过程中的初步探索，通过应用，使学生学习热情提高了，学生参与教学的互动性明显增长，学习的主动性也有了显著提高，掌握的齿轮设计计算知识比较牢固，能把所学的齿轮设计计算知识较熟练地运用于实际设计计算中。

参考文献：

[1]季明善.主编机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2005.

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关键词：机械设计基础 教学改革 教学方法

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

一、加强课程内容的整合

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

二、综合运用多种教学方法

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

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

三、突出实践性教学环节

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

四、利用多媒体课件

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

五、采取科学的评价手段

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

参考文献：

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

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Abstract: Aiming at the needs of teaching in the new age and the development of three-dimensional CAD technology, this paper expounded the thought of curriculum reform and exploration on the basis of mechanical designandthe secondary development of the related contents ofmechanical design by using UG software.

关键词：UG软件；机械设计基础；三维CAD；课程改革

Key words: UG software；the basis of mechanical design；three-dimensional CAD；curriculum reform

中图分类号：G42 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0023-02

0引言

在科学技术高度发展的今天，知识更新越来越快，高校人才的培养变得越来越重要。如何才能培养适应企业需要的应用型人才，是目前高等教育面临的一项重大课题。

1UG软件的特点

UG是一套集CAD、CAE、CAM于一体的软件系统，其功能覆盖了从概念设计到产品生产的整个过程，具有完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出复杂的产品模型。它为制造行业产品开发的全过程提供解决方案，但没有提供专用产品所需要的完整的计算机辅助设计与制造功能。而产品的种类繁多，实际生产中需要针对具体对象，在选用的CAD软件平台上进行二次开发，设计出适合专用产品的CAD、CAM系统。最难能可贵的，就是它能和多数其他商业软件兼容，这使得UG的功能大大增强，成为当今屈指可数的机械设计软件之一。

UG属于混合建模产品，不仅适用于参数化建模，也可以适用于非参数化建模，它既可以做中、小企业产品设计。也可以做飞机、轮船等大型设计，它也是加工出身的，UG的产品设计完后，同时可进行数据无缝（数据不会丢失，不用转换）加工。据调查，很多大型正规的企业使用UG进行钣金件设计、有限元分析、机械运动仿真、最优化设计等。另外，国内一些高校也将UG引入到毕业设计当中。

2传统机械设计基础课程的教学方法和存在问题

机械设计基础是机械类专业的专业基础课，是机械课程教学中一个必不可少的重要教学环节，其目的是培养学生具有综合机械设计的能力。本课程不仅在学习进程上具有从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程，而且从基础课程过渡到专业课程的承先启后的桥梁作用。传统的《机械设计基础》课程教学模式，是根据教学大纲要求，在教学方法和教学手段上常利用多媒体、教学模型和挂图，再辅以教具在黑板上绘制绘制结构图形，然而多数学生没有太多工程经验，对这些结构抽象的学习、固定形式的理解存在一定的困难，因此这种教学方法已不能满足于新时代的教学要求。

随着机械CAD技术的发展，使传统《机械设计基础》课程教学面临新的挑战。CAD软件等众多绘图软件的广泛应用，极大地提高了设计、绘图的质量与效率，体现了手工设计无可比拟的优越性。目前，机械CAD的有关课程和《机械设计基础》的设置未能充分融合，难以达到既能利用手工设计，又能使用计算机软件进行机械设计的培养目标。因此，急需对机械CAD的有关课程与《机械设计基础》的教学体系进行大胆改革。

3将UG软件引入机械设计基础课程的目的

根据UG软件自身的应用特点，作为高校的《机械设计基础》课程，我们不得不把它引入到相关章节之中，其目的就是：①从根本上改变了传统教学模式，建立以计算机设计、绘图为主线的教学模式，使人们的设计、绘图观念产生根本改变，实现真正意义上的设计思想现代化，真正体现了以全面素质教育为培养目标，以现代高新技术为依托，培养具有创新能力和个性发展的人才。②要学生掌握UG，满足社会、企业的需求，为他们在以后的工作奠定良好的基础。③有助于加速教师教学和学生学习、训练过程的现代化。实现三维造型绘图教学要求教师的备课、授课过程基本上在计算机上进行，实现真正意义上的无尘授课；学生的学习和训练也要求基本上在计算机上完成，传统的手工设计、绘图处于次要性地位，以适应当今和未来社会的需要。建立全新的基于三维技术的课程体系，为今后高校的《机械设计基础》课程发展贡献一份力量。

4UG软件三维参数化造型在《机械设计基础》中的应用

根据UG NX6.0软件的应用特点，我对《机械设计基础》课程中的部分章节进行了UG软件的设计、应用。

4.1 齿轮传动的UG设计，由于齿轮绘制过程相当复杂，并且存在一定难度，因此本人利用UG二次开发语言模块UG／OPEN GRIP和UG／OPEN API对UG进行了二次开发工作，制作了一个直齿圆柱齿轮的工具如图1。

4.2 传动轴的UG设计，传动轴的结构简单，绘制过程比较容易，因此可以直接利用UG软件完成绘制。

4.3 减速器的UG设计。齿轮减速器是最常见的一种传动装置，是机械设计基础课程的课程设计主要内容，减速器由许多零件组成，如轴上传动零件、轴承、联轴器、轴承盖和箱体等。传统的课程设计中减速器设计是根据减速器的主参数（如输入功率与转速、输出功率与转速等）对每个零件进行设计、绘图。传统的没计方法的缺点是设计和绘图的工作量大、重复劳动多，现在机械设计基础课程设计时间又相对较短，要在短时间内完成大量重复设计、绘图工作，既影响完成课程的效果，又会耗费过多精力进行重复劳动，且减速器设计结果差别很大。运用UG软件，对减速器的零件进行参数化设汁，同时运用UG软件的虚拟装配功能实现减速器的参数化装配，实现计算机虚拟环境下的减速器参数化设计。对于不同主参数的减速器，可以通过编辑零件参数获得新的减速器，从而减少了重复劳动，缩短了产品开发周期，减低了设计成本。

5总结

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关键词：高职高专；行业特色；综合型技能；改革探索

中图分类号：TH122-4；G712 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）007-000-02

一、引言

云南锡业职业技术学院依托行业企业办学，积极推进校企融合、工学结合的办学模式，坚持“质量立校、特色兴校、人才强校、服务荣校”的办学理念，加强与企业的融合育人、融合就业融合发展，注重学生动手能力的培养和职业岗位能力的训练，培养适应现代工业企业生产所需的高素质技能型人才，为云南省地方经济建设和有色金属行业提供人才支撑和智力支持，努力建设成为辐射行业和地图，综合实力强、人才培养质量高、特色鲜明的升级骨干高职院校。高职学生的特点主要为：（1）个人理想和现实差异的心理矛盾（2）文化基础差，入学成绩普遍偏低（3）自身素质与高校要求不适应（4）人生目标模糊，学习的主动性与自觉性不高（5）心理问题日渐增多（6）学习观念个性化、多样化。针对上述高职学生的特点，如何使学生更好掌握《机械设计基础》课程，以利于培养真正适应社会需要、行业需求的实用型人才作初步探索。

《机械设计基础》是机械专业主干技术基础课，主要包括机械原理和机械设计两部分的内容。本课程的教学目标分知识目标，能力目标和素质目标三个层面，知识目标在于传授常用机构和通用零件的知识，能力目标在于培养学生的创新设计能力，素质目标在于提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。但我校学生机械基础知识较差，实验学时基本为零，学生实践知识匮乏。面对这种现状，我们必须对《机械设计基础》课程教学进行改革，从课程认知、课程体系、教学方法与手段、实验与实践环节等方面不断地进行探索和实践，以提高教学质量。

二、行业认知与课程定位

随着近年来适龄入学人数的下降伴随全国各地如雨后春笋般新起的高职高专又多。造成本校的招生工作带来巨大的挑战。为了保证学校的正常运行，对学生的文化成绩也有所微调。由于录取分数段较低而且录取的机电一体化技术、机电设备维修与管理两个专业存在文理混招大部分学生学习能力较差，学习的主观能动性不足，都不太重视理论课程的学习。为了使学生在思想上能重视该课程的学习，提高学生学习的兴趣，坚定他们学好这门课程的信心，行业认知非常重要。课程初期不仅要使学生充分了解该课程的主要内容、特点及重要性，还要做好行业专业认知及课程定位。针对行业认知，我们为学生介绍机械学科的含义、范畴、课程设置及就业前景，以激发学生的求知欲望；针对课程定位，我们一般会联系身边的科学、生动的实例，如汽车、千斤顶，电葫芦、缝纫机、自行车和平衡车等，来激发学生学习和钻研的兴趣，使学生体会到该课程的重要性，由被动学习变为积极主动的学习。

三、课程体系的整合

高职院校针对人才培养目标和理论课时相对紧的特点，对《机械设计基础》课程内容进行了整合。本课程涉及到工程制图、工程力学（理论力学和材料力学）、工程材料与热处理、机械基础、液压传动和公差配合等，如何协调各课程之间的先后顺序这一重要环节，理顺各课程之间的关系，形成有条不紊的课程体系有着比较大的难度。例如，工程制图、公差配合与键、销、轴承等标准件的内容。材料力学与机械设计基础中的强度、刚度设计校核。为了更好的适应现代科技的快速发展，对《机械设计基础》课程中一些比较古典、抽象和深层次的内容进行删除，增加电、液为动力的机构组合，结合矿山设备如颚式破碎机、浮选机、输送机、液压支架、掘进机、井架、绞车等行业设备有较全面认识。

四、教学方法与手段更新

我校学生学情不理想，基础知识薄弱，已经习惯了老师在台上讲，学生在台下听的学习模式，这种课堂模式缺少了学生的能动和自主性，导致课堂气氛沉闷，教学效果不佳。针对这种学情，我们教学设计要注意以下几点：

（1）教学内容设计以“工程实际”为原则，轻理论重实用。例如，在讲述铰链四杆机构时，充分列举在缝纫机踏板机构、火车车轮联动装置、公交车自动门的开启和飞机起落架结构。（2）多媒体教学和常规讲授教学合理地结合。多媒体教学手段的利用，使得常规板书教学中可以融入图片、3D模型、动画（四杆机构、凸轮、机械传动、齿轮加工）等内容，直观生动。而且多媒体教学在教师的解说和引导下，会调动学生的思考和探讨，这样课堂气氛活跃，寓教于乐，学生受益不少。（3）理实一体化教学必须执行。学生大多数对机械产品不入门，对于常用零件和典型机构并不能深入了解，所以现场教学和实践环节就必不可少。结合我校的办学特点，可以深入各采选厂、冶炼厂请工厂的工程师进行现场教学，在现场通过观察实际的机械设备，指定学生讲述这里面的机械设计知识，最后由教师总结课程。

五、实验与实践环节的增加

《机械设计基础》是一门理论+实践的课程，要培养学生的思考技能和创新技能，就必须注重实验、实践教学。并且实践教学主要以生活中实际相关联的机械设备为主。

我校自开设机电一体化技术、机电设备维修与管理专业以来就已经充分配置了机械零件实验室。其中有带传动、链传动、齿轮、轴承、销、键、联轴器、离合器、平面四杆机构、凸轮结构、槽轮结构、轴系零件的组合、动平衡和减速器。在我多年的教学过程中，根据教学进度及时组织学生到实验室进行参观加强对理论知识的掌握，增加学生对所学内容的感性认识。同时，增加学生在实验室动手的机会，根据我校机械零件实验室具体的条件，我们安排了5个实验项目：机构运动简图绘制、凸轮轮廓检测（采用与相关软件联机）、齿轮范成原理、轴系零件组合和减速器拆装实验。

我校自2007年开设机电一体化专业以来一直缺乏《机械设计基础》课程设计这一环节，造成学生在进行毕业设计时工程制图读图和绘图的能力较差，机械传动的设计与校核基本不会。传统的课程设计都是老师统一命题，不同的是给定的初始条件不同，但学生进行减速器设计的过程大同小异基本上按照网络现有的或者参考书的照搬照抄。这样的教学使得学生独立思考的机会很少更没有任何创新，缺乏学生对机械课程整个体系的全局认识。针对传统的课程设计，并与国内外大型企业的应用软件接轨，我建议使用UG、Solid works、Inventor等通用型3D软件进行减速器的设计，学生在使用软件进行减速器造型过程中可以加入自己的构思。将《机械设计基础课程设计》任务分成两部分：一是在进行《机械设计基础》课程教学中就进行一些零件的软件设计，二是在学期末进行两周的校企合作的设计项目或技术革新项目，在项目完成过程中学生可以激发自身的创新设计理念。

六、结束语

针对高职高专自身的特殊性，《机械设计基础》课程的教学在我校存在的问题，提出了几种课程教学改革的措施；对行业认知和课程定位，课程体系的整合，教学方法和手段更新，实验与实践教学的增加。从培养目标实际出发以学生更好地就业充分调动学生学习的主动性、积极性，使他们学有所得，培养学生综合运用知识的能力为后续的课程奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]云南锡业职业技术学院章程.

[2]庄严，郭在云.机械设计基础[M].北京理工大学出版社，2012.

[3]胡迎花.高职高专《机械设计基础》课程教学改革探索[J].科技创新导报，2009，20：164.

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关键词 产学研 协同创新 机械制造技术基础 教学设计

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.035

The Course Design for Fundamental of Mechanical Manufacturing Process Based on the Model of Industry University Research and Collaborative Innovation

FENG Chunhua， QIAN Wei

（University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）

Abstract Fundamental of mechanical manufacturing is compulsory foundation courses related to machinery major， which involves important knowledge base of basic theory， basic knowledge and basic skills for product manufacturing process. The current curriculum is lack of effective communication between companies， research institution and fundamental of mechanical manufacturing process. This article presents course design for fundamental of mechanical manufacturing process based on the model of industry university research and collaborative innovation. The purpose is to improve curriculum knowledge and invite enterprises， research institutes， and engineer to explain the current mechanical manufacturing knowledge. Through connecting theory with practice， we can promote students' knowledge to understand， grasp and practical applications， and respond to the needs of sustainable manufacturing.

Key words Industry University Research; collaborative innovation; Fundamental of Mechanical Manufacturing Process; course design

0 引言

制造业作为国民经济的主体产业，正朝着全球化、信息化、智能化、绿色化并与多学科融合的方向发展。然而随着能源与资源的不断消耗，环境、经济与社会发展之间的矛盾逐渐凸显，作为能源资源消耗大户的制造业必须改进生产方式，利用清洁能源，并节约资源和能源消耗。

机械专业是支撑制造业发展的基础学科，未来学生会成为各行各业设计、制造等相关行业的决策者，而机械制造技术基础课程与产品加工紧密相关。因此，基于产学研协同创新模式不仅可实现社会可持续发展的基础与保障，解决传统的课程设计主要关注教学内容的完整性及专业性，较少考虑在教学设计环节增加协同创新模式的问题，而且促进可持续制造目标的实现。

栩栩如生、富有感召力的教学方能激励学生的学习兴趣和积极性，培养学生创新能力，本文基于产学研协同创新模式提出针对机械制造技术基础的课程设计，以机械工程专业课程作为载体，将课程教学研究与机械专业课程相结合，探讨技术专业课程的教学改革路线。

1 产学研协同创新模式的内涵

高校协同创新，主要围绕多主体、多因素共同协作，培养具有交叉学科发展知识、创新体系机制的一体化人才。通过产学研协同创新模式，促进高校与科研院所、企业和政府的相互融合度，从而培养具有创新精神、学科创造能力、创新科研精神的一大批优秀人才。拓展高校专业人才的培养方式和培养空间，为创新体系的建立提供有效保障，使高校在国家创新体系中发挥更大作用，努力为建设创新型国家做出积极贡献。①②产学研协同创新模式如图1所示。

许多欧美名校都积极地为企业提供高质量的科研技术服务，以吸引企业与高校进行合作，同时，企业以实际设备为高校培养人才及进行科学研究提供便利条件。③同时，在全面考虑各方的意愿及利益的前提下，双方致力于扩大项目合作模式，形成良性互动，以期建立长期合作的传统。

同时，建立高校与企业之间人才的联合培养模式，鼓励企业为高校学生提供实习机会，从中发掘所需人才类型，并反馈给高校;高校则针对这种反馈进行人才培养模式的调整，从而充分发挥企业的人才培养导向作用。

2 基于产学研协同创新模式的教学设计

针对学生对实际应用知识缺乏的问题，创新教学方法，首先由主讲教师讲授理论知识，然后邀请科研院所工程师对实际科学问题的重要性进行分析，并组织学生团队，每一团队在课程之初即布置课程设计作业，并贯穿整个教学过程，最后邀请企业专家讲授产品实际开发过程的相关知识，并对学生团队的每一课程设计作业内容进行点评，反馈给学生并进行改进，从而培养学生的创新及实际应用能力。

以加州大学伯克利分校讲授的“可持续制造”课程为例，在教学设计环节即将每组学生分成不同的组，并根据可持续相关知识，选择或自选相关项目，并制定考核标准，形成一份报告，并集中在课程结束后进行答辩，期间每组同学可以自行制定不同的计划，也可以求助于企业工程师，从而不仅有效促进了每位同学团队意识，而且加深对可持续知识的应用背景。

针对学生对机械制造技术基础涉及工艺理解较差的问题，邀请具有丰富经验的企业工艺师傅，讲授机械制造过程工艺对产品的重要性，工艺设计需要注意的问题，如材料选择、工艺参数优化、装配方案优化等。在传统教案设计基础上，结合产学研协同创新模式，进行课程设计，将讲授内容分组，并针对不同内容，邀请不同行业的专家进行讲座，机械制造技术基础课程设计如表1所示。

3 分组团队设计，团队与个人考核相结合方法

鉴于目前教学方法多以个人为主体，缺少团队合作，每人的参与感缺乏等问题，课程之初授课老师准备不同的项目名称，根据个人兴趣选择不同项目，组成不同团队，并布置完成的内容，最后通过个人与团队成绩不同权重计算总成绩的方法，实现每位同学的参与感，培养团队协同感。

所有学生在进行课程设计时，通过自由组合方式分成不同组，并确定组长，根据兴趣点和专业特长，可以选择老师提前准备的题目，也可以自由选择相关专业的题目，从而实现课程设计的多样化、自由性，并鼓励学生独立学习智能制造知识，利用现代化设计方法和相关软件，完成课题研究，并最终形成书面论文，与此同时，在课程结束后，协调时间，每组进行现场答辩，展示各组成果，邀请相关企业人员，进行现场评价，并反馈，从而培养学生团队精神，激励主动学习意识。

4 可持续制造理念的贯穿

当前，中国制造业是以低成本、便宜的劳动力、廉价的能源和资源参与全球制造体系，但是随着能源、资源、环境问题的凸显，传统制造业难以继续生存，必须进行产业结构的升级、发展方式的转型，当前可持续制造是其发展的必然模式。可持续制造的发展模式即在夯实传统产业的基础上，进行创新的制造模式，同时考虑环境、经济、社会因素的一种新的制造模式，中国在这个大的背景下，应该培育新的竞争优势，坚持创新领先地位，将中国低端制造大国转变为中高端制造基地，提高制造业附加值。

结合传统产业中占主导地位的制造业，在本专项领域中进行改革创新，发展具有中国制造产业特色的模式，重视基础技术产业的发展，坚持自主创新，提高产品价值，重视环境、经济和社会问题，最终形成自主创新能力和具有自主知识产权的技术和产品。

要实现可持续制造的有效实施，必须培养新一代技术性人才。可持续制造强调的是在制造中集成环境、经济、社会因素，而目前的老一辈工程师及企业是以产业和效益为第一位的，这不符合可持续制造的发展方向，所以我们不仅需要加强对老一辈工程人员进行可持续制造的知识普及，而且需要培养新一代技术性人才，强调以人为本。

我国在今后几十年中，工业仍将继续发展、提高，制造业将为各行各业经济的发展提供更好更多的装备，为民众提供更多更好的产品，也将与世界各国进行更多更密切的商品交换。而在整个发展过程中，只有不断提高创新能力，提高制造业的价值含量，培养一批高技术人才，发展制造业特色产业，从而提高整个产品档次，进而使产品步入国际先进行列，为人民、为社会造福、为子孙后代造福，才能屹立于世界制造大国、强国之列。

5 结论

通过基于产学研协同创新的教育方法研究，使得广大师生的可持续设计及制造概念得到更新，并向广大师生提出了新的教学要求和挑战。结合机械课程专业教学改革，进行可持续探索，但机械学科可持续发展教学的实现任重而道远，需要不断进行教学设计改革，并与现有教学方式相融合，需要长期进行探索与研究。

注释

① 丁晓红，祝雁冰.工科设计学中的技术管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.