机械设计基础课件范文

导语：如何才能写好一篇机械设计基础课件，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：创新教学；微课；机械设计；视频开发

创新教育已成为当今教育教学改革研究和实验的一个重要课题。创新教育是一种开发创新能力和创造潜力的活动，贵在传授创新知识，培养创新能力，开展创新教育活动。创新教育的关键，是对学生创新意识的培养和创新思维方法的训练。笔者在机械设计基础课程教学改革实践中，结合微课的开发与实践，在培养学生的创新能力方面进行了一些探索。

一、营造创新教育的情境，利用微课辅助教学，培养学生的创新思维

微课这一概念最早被美国高校教学的设计师提出，又被称为微型课程。我国于2010年首次提出微课的概念。微课是以微视频为主要的教学载体，记录教师的各个教学环节，为学生提供便利的在线视频教学。近年来，随着高校微课教学课程的广泛开展，为学生提供了自主学习的环境，同时也训练了他们积极钻研的思维能力。在课堂实际教学中，可根据教学内容中的重难点课题，设计灵活实用的微课。比如在机械设计基础课程中，可以利用已经制作完成的PPT课件，将PPT导入Camtasia软件中，制作成微课视频，应用到实际教学中去。让学生利用课外时间去巩固消化，提高学生的自学能力，让学生更能适应社会的发展。通过微课制作应用于实践教学环节，培养学生的动手能力。微课不仅能够调动学生学习的主动性，还有意识地培养了学生的创新思维，既起到了教师的引导作用，又让学生的发散思维得到了锻炼，而且小组合作模式还有利于培养学生的团队合作意识。

二、通过教学手段的改革创新来培养学生

的发散性思维及创新思维加强发散思维能力的训练是培养学生创造性思维的重要环节。实践是思维的源泉与动力，只有通过实践才会发现问题，从而激发学生去解决问题。比如在机械设计及基础课程中，为了提高学生对理论课程的参与度，培养学生的发散思维、动手能力和创新能力，可以增加试验和设计的环节，结合课程内容设计相对应的微课形式。

1.机械传动机构的试验

实验装置的设计模式为多种传动组合，如动力系统和传动系统的组合。通过多种组合形式来完成带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动的学习。相应的传动环节在重难点部分均可做成微课的形式展示给学生，让学生在课余时间充分消化教材中的重难点部分。

2.机构创意组合设计实验

该实验通过对汽车雨刮器的设计，使学生对平面连杆机构的组成、运动特点及结构特性等问题有更全面、更深刻的理解。机构组合实验部分可以起到培养学生发散思维、创新能力、综合设计能力及实践动手能力的作用。该部分内容可以设计成视频微课，通过录制教师讲解视频的方式解决实际教学问题。

3.轮系部分的创新设计实验

学生通过拆装减速器或者拆装和拼装各个轮系，对轮系结构、类型、特点、应用及传动比的计算与自锁问题、周转轮系齿数的确定等问题，有更清晰、更全面、更深刻的理解。该类型实验可以通过录制白板（可汗模式）进行同步录制教学实验过程，从而制作成微课。

三、通过先进的计算机辅助设计技术，培养学生的综合分析能力及职业素养

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【关键词】机械设计基础 实践课程 行为导向法

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）09C-

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一、实践课程的地位及重要性

在机械设计基础的教学中，理论教学对于高职类的学生来说是比较难于接受与理解的环节。在以往的教学环节里，对于较为简单的理论，学生还能理解，但一旦牵涉到较复杂的计算或者结构，学生立刻就表现出迷茫与排斥，教学效果不理想。学生们总在问一个问题：现在学的东西以后能干什么？这正是我们要仔细思考的问题。理论是为实践服务的，再高深的理论，如果不能应用于实践，也是没有意义的。因此，如何把理论应用于实际，然后再通过实践理解和深化理论，是我们课程改革中思考得比较多的问题。

在我们以往的课程安排中，有专门的实践环节课程设计，但课程设计是在理论教学结束后才开始，有的学生往往在设计过程中完全忘记了曾经学过的相关知识，需要重新对知识进行梳理，效率很低。因此，我们改革了以往的教学方法，让设计的思路和理念贯穿于教学过程，让学生在做中学、学中做，力图使学生学得轻松、有趣。

二、课程设计思路

我们考虑怎样把入门的门槛做到最低，让同学们不要对设计抱有神秘感和畏难的情绪。我们的课程切入点从学生们最常见的简单物体入手。机械无处不在，我们要找到简单的机械非常容易。在绪论里，我们不谈要学习哪些理论知识，而是发动大家找机械，学生开始还觉得很神秘、难度大，经过引导，他们发现原来机械就在我们身边，门上的铰链、屋顶的电扇、自行车，比如说日常常见的磨豆腐、打年糕……原来这些都是依靠机械，我们想想办法都可以实现，我们都可以对这些简单的东西加以设计。以后要做的是怎么样一步步把我们想要的东西用设计的语言表达出来。

一个机器的构成，分成原动机等五个部分（图1）。对于学生来说，最直接感受到的，就是执行部件，我们的思路就是从易到难，环环相扣，先从执行部件开始设计，然后就生产要求选用原动机，再就原动机和执行部件的传动比来设计和选用传动装置，最后是辅助系统和控制系统。设计思路就如同是一根主线，把机械设计基础的内容有机集合起来，学生的学习过程就是设计过程，机构的学习就是为了设计和选用，每一步目的明确，任务清晰。

三、思路的实践过程

绪论时我们重点介绍了这门课程的特点及用途，且加入了零件、构件等概念，并且拆解简单机器，让同学们有个初步认识。接着是绘制机构运动简图。然后我们先从四杆机构出发，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务，在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品是用到了这些机构的，启发引导学生往设计任务上思考，学完四杆机构，学生也能就自己的任务作出简单的设计和构想。

一个机器少不了动力，因此我们在课程中增加了电动机的选用环节。学生设定了自己的运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握了效率等概念，并且对整体的机器有了一个大概的认识，见到了轴承、联轴器、变速箱等词汇，虽然了解不深，但因为拆解了一个机器，学生们基本还是能接受。

电动机选择好了以后，就牵涉到减速的问题，这时我们就可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的，我们忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。在学习过程中就加入查手册选材料环节。把时间用到应用实践上。

齿轮有了，传动比有了。谁可以把运动和动力传递给齿轮呢？于是联轴器和联接就出场了，齿轮是靠键连接与轴传递运动和动力，电动机的运动和动力就是由联轴器联接电动机轴和带传动的。各类联接重点也是放在选择应用。

各类零部件都选用设计好后，轴就上场了，轴的结构设计是重点，我们通过举例比较分析，搞清楚什么样的轴结构是合理的，并且通过讲解和改错，明白为什么要有细节上的处理（这些机械制造基础已经有过讲解）。

最后是轴承，支撑轴的零部件。轴承的选用、轴承寿命计算是花时间较多的环节。

每一步就是一个设计环节，做的作业就是为自己设计的执行机构选用配套的运动机构和辅助系统。大家自己设计了一个机器，一个设计过程就完成了，同时完成的还有大部分的课程学习任务。对于凸轮、间歇机构等就放在了最后，由于前面已经学习过常用零部件的设计、选用，因此同学们学起来也并不吃力。

四、新思路实行的效果

课程改革前，由于内容之间相对独立，各机构之间的结构各有特点，相互之间联系少，课程重点不突出。学习时没有细化的明确任务和目标，学生接受很被动， 学生普遍反映这门课“难学”“不太理解”“听不懂”，通过率也是各类课程里面最低的。学生上课积极性不高，课堂气氛低沉，学习效果不好。

改革后，由于章节环环相扣，第一步就是学生为自己设计喜欢或相关的机构，后面的每一步都是为了实现机构的运动目标而实践，学生学起来有方向、有程序，特别是小组讨论方案，气氛非常活跃。教师在其中只是起到引导和帮助解决问题的作用，学习的主体是学生，思考的主体是学生，实践的主体还是学生，收到了较好的学习效果。

五、不足与思考

一是实践环节场地和师资有限。在学习过程中，我们很需要实物拆解的环节。但这些既需要各类机器，更重要的是需要较大的场地，还有就是需要有教师指导和协助，但场地和教师人手都是我们的瓶颈，这就使得拆解效果大打折扣，有人甚至只是看一眼（因为一个教师在这个环节没办法管理四五十个学生）。这个问题目前我们还没有太好的解决办法。

二是学生学习主动性不够。基本就是完成了任务就行，有的学生跟着小组混，学到的知识并不扎实。

三是还没有编撰校本教程。编写一本合适的教材，一直是我们的计划，但这个工程工作量较大，我们计划在近两年完成。

【参考文献】

[1]高晓丁.机械设计基础[M].北京：中国纺织出版社，2007

[2]陈玲.谈行为导向教学法的教学设计[J].职业教育研究，2007（9）

[3]罗红专，易传佩.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010

【基金项目】2011年度新世纪广西高等教育教学改革过程立项项目（2011JGB250）

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关键词：机械工程控制基础；网络课程；技巧

随着多媒体技术的迅速发展和计算机网络的普及，计算机辅助教学技术被广泛用于各类教学中，将传统教学与网络化学习有机结合起来，有利于促进网络课程的发展。本文基于机械工程控制基础课程的培养目标和教学要求，充分利用Dreamweaver软件的技术特点[1-3]，建设机械工程控制基础网络课程，向学生提供更全面、广泛的网络教学内容，帮助学生更好地理解和吸收新知识，获得最佳教学效果。

1 网络课程开发工具

本文采用Macromedia Dreamweaver8.0，Adobe Photoshop8.0，Macromedia Flash8.0三种软件建设机械工程控制基础网络课程。

Dreamweaver软件是Macromedia公司开发的一款专业网页制作软件，它具有很强的可视化特性，用户无需编写任何代码，即可创建出比较简单基础的网页，制作效果可以方便地通过IE浏览器浏览。同时，Dreamweaver软件还提供纯粹的代码编辑环境，包括html，CCS，JavaScript，Asp等语言代码编辑工具箱参考资源，用户可以创建完全属于自己的对象和命令，并编写代码扩充功能等[4]。

Photoshop软件是Adobe公司开发的图形图像处理软件，具有多种文字效果和各种滤镜。

Flash软件是Macromedia公司开发的平面动画制作软件，可以产生多幅连续运动的动画，非常适合演练一些原理性的教学内容。用Flash制作的动画体积小，在网络上可边下载边播放，还可以加入声音，增加表现力。Flas能够被多种浏览器所接受，非常适合演示各种教学平面动画。

2 网络课程框架

利用Dreamweaver表格功能把机械工程控制基础网络课程界面分成3个板块（如图1所示）[5]。第一个板块是不随连接变动的LOGO。LOGO主要包括山东建筑大学校徽标志、动态的精品课程和机械工程控制基础字幕、时间和日期、欢迎语、菜单栏，其中菜单栏包括首页、申报表、课程介绍、教学队伍、课程建设、理论教学、实践教学。第二个板块是随着用户点击不同菜单内容时变动的动态版面，版面上显示不同菜单内容的具体介绍。第三个板块是在每个动态版面都会有的固定下载板块，包括教学录像、CAI课件、电子教案、实验指导书和网络答疑。

3 网络课程建设技巧

3.1 图片的制作

图片能使页面内容更加丰富美观，而且还能表达出文字不能表达的效果，所以图片是机械工程控制基础网络课程制作的必备素材之一。图片主要应用于展示菜单、图标、背景以及课件的内容，包括GIF，JPG，PNG格式。其中GIF格式能支持256色，适合显示色调不连续或有大面积单一颜色的图像；JPG格式支持24位真彩色，适宜表达网页中色彩的浓淡，并且在压缩时能达到图像品质和文件大小的平衡；PNG格式在使用时能进行无损压缩，使图片不失真。网络课程中涉及的图片是用Photoshop制作的，通过用Photoshop工具中的一些命令如剪切、图片效果、文字编辑和滤镜等完成。很多图片可以利用现在发达的网络进行收集，然后经过Photoshop工具进行美化处理，以达到自己想要的效果。

3.2 动画的制作

网页上的LOGO为动画，它以动态的方式显示，使整个网站充满着生机和活力。动画的格式为SWF。SWF是一种支持矢量和点阵图形的动画文件格式，具有缩放不失真、文件体积小等特点。它采用流媒体技术，可以一边下载一边播放，目前被广泛应用于网页设计，最大的特点是因其为矢量图，放大后不会失真。这个动画主要用网页三剑客之一的Flash软件制作。

文本是网页是上不可或缺的元素。在Dreamweaver的文本编辑环境中，一般的文本编辑非常简单，大部分操作和平常的文本编辑工具相同，可直接在文本编辑框中编辑。很多文本内容也可以在Word中编辑后，转换成网页文本。笔者介绍几个文本编辑技巧：

（1）文字既可以通过可视化窗口输入，也可以在代码窗口的相应代码中输入。

（2）在Dreamweaver中输入多个空格。平时输入的空格是半角字符，在Dreamweaver中只能输入一个半角空格，要想输入多个空格只要输入全角空格就可以了。输入全角空格的方法是：打开中文输入法，按Shift+Space切换到全角状态，这时输入的就是全角空格。

（3）Dreamweaver不支持首行缩进的直接设置，需要输入空格来实现这个效果。而输入多个空格时系统会忽略成一个空格，要想达到需要的效果，可通过“插入/字符”面板中“不换行空格”实现，也可以直接在代码视图中输入“ ”实现。

（4）上下标设置。在网页中，如果要输入m2和x1等带上下标的文字，可以通过HTML中表示上下标的标签来实现。表示上标， 是下标的标签，这些标签既可以手工加进代码中，也可以用输入框加入。例如：m2的代码为m2；x1的代码为x 1。

3.4 表格凸起特效的制作

网络课程需要有凸起特效的表格，在制作时要有间距边框，要有明暗的边框颜色，在实现边框明暗时，要使暗边框改成亮ordercolordark="#CCCCCC"，亮边框改成暗ordercolorlight="#666666"。

3.5 浮动框架的建立

浮动框架是一种特殊的框架技术。在网络课程中利用浮动框架，可以比普通框架更加简易地控制网页内容，在LOGO和菜单都不变的情况下，可以使页面内容发生变化，单击菜单可以在浮动框架中显示相应的内容，这样其他不变的页面内容就不用重复加载，使整个网站页面流畅。在Dreamweaver8.0可视化编辑界面中没有建立浮动框架的命令按钮，所以要在视图代码框中进行代码的编辑。浮动框架建立代码如下：

3.6 时间日期的实时更新

网络课程的时间日期主要有年月日、时分秒及星期，这些时间随本地计算机系统实时更新，这一动态时间的实现是通过在Dreamweaver的视图代码中编写Javascript语言代码实现的，具体的语言代码如下：

3.7 文字和图片的滚动制作

（1）文字的滚动。机械工程控制基础课程网站的欢迎问候语“欢迎光临机械工程控制基础”是滚动的，具体实现技巧是在Dreamweaver的视图代码中编写代码，其中scrollamount="3"是表示文字滚动的速度，在没有标明方向的情况下，默认的方向是向左滚动，具体代码如下：

欢迎光临机械工程控制基础

（2）图片的滚动。网站首页是与机械工程控制基础课程有关的一些学术活动和奖励图片，需要滚动展示。要求图片向上滚动，当鼠标滑过时滚动图像停止，当鼠标移走后继续滚动。这些图片经过表格的排版美化，然后在Dreamweaver的视图代码中编写Javascript语言代码实现滚动效果。

3.8 把表格做成细的水平线

在论文课程网页上，水平线的使用可以使页面内容更有层次感。在Dreamweaver可视化的窗口中使用命令“插入/HTML/水平线”可以直接添加水平线，但是这样直接插入的水平线有时不能达到想要的效果，如直接插的水平线与上面的内容间距太大，本文用表格水平线来实现理想的展示效果。

在要加入水平线的地方插入一行一列的表格，表格的边框等都设为零，具体代码如下：

4 结束语

本文基于机械工程控制基础课程的内容，利用Macromedia Dreamweaver8.0，Adobe Photoshop8.0，Macromedia Flash8.0三种软件的制作特点和技巧，建设机械工程控制基础网络课程，获得充实美观的课程网络页面，但也存在不少烦琐之处，将在今后网络课程建设中不断完善。

参考文献

[1] 周改云，高敬礼.《Dreamweaver网页设计与制作》教学模式研究[J].电脑知识与技术，2011，7（8）：1850-1852.

[2] 戚爽.“Dreamweaver网页制作”课程的教学研究[J].长春理工大学学报，2010，5（12）：169-170.

[3] 彭页.用Dreamweaver进行网络课程设计的几点技巧[J].中国医学教育技术，2006，20（1）：73-74.

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然而，随着我国经济的快速发展，对人才培养提出了更高的要求，不仅要让学生打好扎实的基础知识，更要重视能力和素质的培养。加之课程教学学时的普遍减少与教学内容增多的矛盾日益尖锐，使机械基础课程的教学改革与课程建设又面临新的挑战。如何使课程教学适应新时期人才培养的要求，如何进一步提高课程教学质量，对此，根据我们的改革实践，谈谈自己对机械基础课程教学改革与课程建设的思路。

一、新时期高等工程教育教学改革的方向与机械基础课程的教学改革目标

高等工程教育作为培养工程技术高级专门人才的摇篮，培养既有宽厚基础知识和专业知识，又有国际化视野和外语能力，特别是具有工程实践能力和创新能力的高素质专门人才，是当前教学改革的方向。

机械制造业是国家的支柱产业，机械制造装备和机电产品的高技术化又代表了国家的综合实力，培养机械类高素质的创新人才就显得尤为紧迫，所以机械基础课程的教学改革至关重要。当前机械基础课程教学现状与国家经济的发展，特别是与知识经济时代的要求仍存在着不相适应，这集中表现在：较窄的基础知识及专业教育人才培养模式与社会经济的发展不相适应；长期形成的重理论轻实践的课程体系与现代工业高技术化对人才的综合素质要求不相适应：相对封闭、陈旧的教学内容与学科技术的发展不相适应；以传授知识为中心的继承教育与知识经济时代要求的具有创新精神的教育不相适应。

要改变这些“不适应”，就必须从世界经济的发展和国家经济建设以及信息化、网络化技术的发展对人才培养需求来审视课程的教学体系、教学内容和教学方法。因此，机械基础课程的教学改革目标应该是：根据新时期机械类创新性人才应具备的知识、能力及素质的要求，深化机械基础课程的课程体系、教学内容和教学方法的改革，进一步推动系列课程的教材、教学与实验条件和教师队伍建设，构建系列课程教学新体系与教学平台，使系列课程教学适应新时期高等教育与教学发展的需要，促进高素质创新人才的培养。

二、新时期课程教学理念与机械基础课程的教学改革

新时期高等工程教育目标就是要培养适应国际化的复合型高素质创新性工程技术人才。机械基础课程教学改革必须围绕这一人才的培养目标，以转变教育观念为先导，深化课程体系、教学内容及教学方法改革。

第一，要转变以知识传授为中心的传统教学观念，树立知识、能力和素质三位一体，强化实践训练和创新能力培养的教学新理念，深化机械基础系列课程教学体系改革。

首先是课程体系的改革。建立由理论教学体系、实验教学体系和设计训练体系三部分构成的系列课程教学新体系。理论教学体系由基础教学、提高教学、创新教学和双语教学等多层次、多模块教学组成，其中基础教学模块为各课程“教学基本要求”和“教学大纲”所要求的基本内容，提高教学模块为机械动力学、机械系统设计、机器人等不同专题内容，创新教学模块是以机械创新设计原理及方法为内容的教学，双语教学模块采用国外优秀英文教材组织的课程教学。实验教学体系是由基础实验系列、提高实验系列和创新设计实验系列构成，形成必修、选修及开放式的实验教学体系，并实行独立设课，从而体现加强对学生用实验方法研究机械的实践动手能力以及工程素质培养。设计训练体系主要从平时作业、大作业、课程设计和第二课堂的机械创新设计竞赛活动等教学环节入手，构建侧重由课程基本技能训练和机械CAD、机械系统综合设计与应用、机械创新设计能力等多方位的设计训练体系，促进学生能力培养和个性发展。

其次是课程教学的安排。要将提高内容教学安排在课程设计中进行，而将创新内容教学与创新设计竞赛活动相结合，以提高实际教学效果，同时不增加理论教学学时。

再次是教学学时安排。要在保持课程教学总学时不增加的情况下，适当减少教师理论讲授学时，而逐步加大实验教学的学时比例，强化学生在实践动手过程中自主学习知识，同时有利于缓解教学学时少与教学内容多的矛盾。

第二，要转变过去基础课程教学只强调教学内容的基础性的传统观念，以既重视教学内容的基础性和经典性，又注重教学内容的先进性和时代感的教学理念，推进课程教学内容的改革。在课程教学内容的更新上，既要确保课程“基本内容”教学，让学生首先要打好扎实的基础理论知识，又要让学生了解当前学科的最新发展和最新成果，拓宽知识领域，开阔视野，活跃思维，增强创新意识。同时还要加强教学内容的工程实践性，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。因此机械基础课程教学内容的更新要适应现代机电产品设计、制造及其自动化技术发展的需要，要正确处理课程教学内容的经典性与现代性、基础性与先进性之间的关系。可通过各课程教学内容整合、协调和优化，进一步明确各课程教学内容的分工与定位，处理好内容的互补关系；通过教材内容、例题、习题以及实践性展示内容的更新，适当引入和扩展反映当代机械学科发展的新材料、新工艺、新理论、新方法、新技术和新产品等内容，体现教学内容的时代感；通过典型实物案例展示教学和设计训练环节的内容设计，突出教学内容的工程实践性、系统性及创新启迪性，促进学生的工程素质与实践创新能力培养，体现课程教学内容之间的联系贯通和机、电、液等多学科内容的融合，让学生感受到科技综合化发展趋势的要求。

第三，要转变当前以教师为中心的课程教学方式。坚持“以学生为中心，教师为主导”，推进课程教学方法改革，变学生在教学过程中被动接受为主动学习。这就要求将当前以教师课堂教学为中心向以课堂教学为主导、学生课外自主学习为中心的教学模式转变，改变当前学生被动学习的局面。要求将当前仅就一本教材内容的课程教学模式，向以教材内容学习为主导、学生利用各种课程教学资源学习为中心的教学模式转变，改变“一本教材包打天下”的教学局面。让学生在掌握本门课程的“三基内容”的基础上，引导学生更多了解学科的新发展和新知识，加强对原著的学习，解决学生的知识量过少、知识面过窄的被动状况，培养学生认知、理解和

归纳能力，提高学生学习的质量和效率。

三、新时期大学教学的特点与机械基础课程教学资源的建设

在当今信息化与网络化的知识经济时代，学生主要是在教师的指导下，学会利用学校提供的各种教学资源和学习条件以及现代教育手段进行自主学习，发展个性，实现因材施教，这已成为当今大学教学的特点。因此，为学生创造优质的教学资源和学习环境是非常重要的。机械基础课程教学应根据这一教学特点，着力加强课程教学资源建设。

第一，要采用优质教学资源组织课程教学。一流的人才培养和一流的教学质量，必须要有流的师资、一流的教学内容、一流的教材、一流的教学条件和先进的教学方法来支撑。首先要选用优质教学资源组织教学，开展教学研究；其次要加大精品课程建设，大力建设和丰富优质课程教学资源。这是当前教师教学的核心工作。我校已有多年的机械基础课程教学沉淀和丰富的教材建设经验积累，有历经数十年教学考验和锤炼的精品教材。我们基于这一教学优势，以精品教材建设为龙头，充分运用现代信息化、网络化的教育技术手段，改造传统的教学内容、教学方法与手段，配套新的课程教学体系和各教学环节，建设了系列辅助纸质教材、电子教材及网络教学资源等，为机械基础课程教学提供了丰富的优质教学资源。

第二，要加大实验教学资源的建设。当前机械基础课程实验教学资源严重不足是实验教学改革的瓶颈，特别是缺少真正能让学生动手实践和激发学生自主研究和创新的综合型、研究型和设计型等新实验平台。因此，实验教学资源的建设是当前机械基础课程实验教学建设的重要任务和目标。为此，我们以提高学生科学实验素质、实验设计能力以及动手实践能力为核心，帮助学生将知识融会贯通，对学生进行全面的知识与技能训练，着力研发机械认知测绘及反求设计系列实验、机械综合性能测试系列实验和机械创新设计与制作系列创新实验，加强科研成果向教学新实验转化，为实验教学提供优质的实验教学资源。

第三，要实施教学资源的开放式管理。将课程教学的各种教学资源如教学模型、实物、教具、实验、课外学习参考资料以及网络教学资源等，通过资源整合，面向学生开放。创造一个能让学生随到随用并可用多种学习手段和途径进行多层次学习的开放式教学环境，最大限度地满足学生个性发展对教学资源与条件的需求。为此，我校基于数十年来课程建设积累的丰富教学资源，依托国家教学基地建设，通过资源集中、整合和充实，创建了机械基础系列课程学习室、网络教学环境、机械创新设计教学与实验中心等开放式教学环境，并由研究生负责实行开放管理，效果显著，同时也大大提高了教学资源利用率。

四、新时期对教师的要求与机械基础课程教师队伍的建设

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关键词 Pro/E 机械设计基础 生态课堂

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.08.039

Study on Ecological Classroom Teaching Basic Mechanical

Design Construction Based on Pro/E

LI Guoqin， SHI Yan， ZHANG Pengcheng

（Hebei Engineering and Technical College， Cangzhou， Hebei 061001）

Abstract In the basis of mechanical design in Higher Vocational College Classroom， aiming at the existing problem of the traditional teaching， examine the classroom teaching from the perspective of ecology， the construction of ecological classroom is proposed based on Pro/E software， and points out the concrete method of constructing basic mechanical design of ecological classroom.

Key words Pro/E; basis of mechanical designing; ecological classroom

0 概述

机械设计基础是工科院校历史悠久的传统专业基础课程，但大多数学校教育教学观念较落后，部分教师实践经历较少，新的教育教学理念缺乏，与企业行业标准脱轨，知识技能得不到更新，与当今机电行业的飞速发展产生了严重脱节;教学方法以讲授为主，形式单一，导致学生的学习兴趣低，动手能力差，觉得这门课太难学了，甚至有部分学生到课程的后半部分失去学习的信心，进入得过且过的状态。机械设计基础课程传统教学具体现状如下：

现在大部分学校机械设计基础课程的课堂教学以老师的讲授为主，学生主要作被动的倾听者，老师与学生在课堂上的地位不平等，课堂的舞台基本都被老师占用;课堂教学的辅助手段陈旧、不灵活，比如在讲解各类机械零件、部件、运动机构组成、结构特点及工作原理时，老师主要借助实物教学模型或挂图，加上现在高职高专的学生基础差，实践少，三维想象力差，识图能力低，老师需要花费大量时间和精力，讲解零件图、装配图和原理图，并且很多图并不能完整地表达机械部件、机构的所有结构，给学生的看图、理解带来很大困难。学生一旦跟不上，就失去信心，懈怠下来，教学效果可想而知;实物教学模型存在很多不足，一是上课老师携带来、放回去麻烦，二是一些机构内部的很难看到或观察不清楚，给分析机构运动特性带来困难，三是做不到现场方便的拆装，因拆装需要时间长，课堂时间不足用，学生没法看零件结构、机构连接、组件的装配组合，老师只是作运动演示和运动分析，学生观看，听个一知半解，打击了学生对课程的学习兴趣，另外在拆装的过程中难免损坏零件，零件损坏后影响装配合使用;四是大多数学校很难配齐机械设计基础所涉及到的所有实物模型，模型不可能做到及时更新，因成本太大，所有的实物模型需要管理、存放，也得需要成本，损坏的模型影响使用，过时的模型没有了使用价值，造成资源浪费。

从目前的课堂教学现状来看，很难培养出具有实践能力和开拓创新能力的技术实用型人才，面对社会需求的变化和教育改革的不断深化，必须从课堂教学的改革入手，构建一个和谐的“生态课堂”，以适应不断发展变化的企业，使学生自身建设提高到一个新的水平。

1 构建“生态课堂”的理念

在自然生态系统中，影响生物的分布、形态和生理等因素叫生态因素。课堂教学的“生态因素”是指影响课堂教学中“教师的教”和“学生的学”的一切事物的总和，它包含了物质因素、制度因素、文化因素和心理因素，作为教师需要思考的是如何将这些“生态因素”综合、联系、平衡成为生态课堂。①生态课堂应该是生活化的课堂，高度尊重学生，减少对学生学习的时空占领，老师是指导者、启发者，学生是主要的表演者，老师一定要转变自己的行为和教育观念，时刻记着与学生地位平等，想方设法创设情境，鼓励学生主动参与课堂讨论，有想法勇于提出，遇到问题主动思考、积极发问，勇于探索，提倡培养学生大胆质疑的精神，注重培养学生协同合作的能力，使老师和学生在一个平等、和谐、不断求索的生态课堂氛围中积极快乐地学习。创设好的课堂情境，营造生态课堂氛围，需要有更新快捷，跟上企业不断发展变化的辅助教学手段为支撑，笔者提出用Pro/E软件制作非常容易改变的教学模型库，代替不易更新的实物教学模型，为构建机械设计基础课程的生态课堂提供了一个很好的平台。

2以Pro/E为支撑构建机械设计基础课程的生态课堂

在构建机械设计基础生态课堂教学中，我校选择Pro/E教学软件做支撑。因此软件操作容易、使用方便，造型、工程出图以及3D装配等方面基于特征的参数化设计、单一数据库下的全相关性，可动态修改性强。笔者在教学中感到Pro/E非常适用于构建机械设计基础生态课堂。

2.1 基于Pro/E构建机械设计基础生态课堂的教学模式

现在大部分学校机械设计基础课程的课堂教学，在教学过程中依旧是一种单向传输结构，其表现形式就是记忆水平的教学。学生对教师的传授只是简单的模仿，完全处于被动、受教的地位，缺乏主观能动性和创造性。②以Pro/E为支撑的机械设计基础课程教学，可以从课程学习一开始就让学生进入到一个生活化的“生态课堂”。在课堂上，老师采用启发、引导式的教学模式，老师以问题为原点推动教学，学生在兴趣的牵引下，关注教学的重点、难点;老师采用与学生互动、研讨式教学模式，老师与学生、学生与学生一起探究问题，老师引导学生积极思考，创造性地运用知识去发现问题、分析问题和解决问题。同时学生会给教师的教学提供新思路，老师获得新启迪，使课堂教学向更好的方向发展。

在机械设计基础的生态课堂教学中，让学生自己使用Pro/E软件对课本上各种机构所对应的三维实体模型进行建模、装配、运动仿真和性能分析，从感性上理解三维实体的结构与相对位置，有效地培养学生思维、想象、创造、构形的能力，同时让学生真正理解、掌握各个零件的结构、参数对装配有何影响？对机构的运动、各个构件的受力有何影响？当同学仿真机构出现不合理的情况时，考虑与机构的那个参数有关，还是什么地方结构设计的不合理？同学自己思考、自己找原因，从而锻炼学生积极思考、分析问题、解决问题的能力。生态课堂的教学模式改变了机械设计基础课堂教学理论化、程序化的模式，激发学生学习兴趣，调动起学生积极性，发挥学生主动性，使学生真正成为课堂舞台上的扮演者。

比如学习铰链四杆机构。老师只介绍明白什么是铰链四杆机构？铰链四杆机构的类型有哪些？曲柄存在的条件，铰链四杆机构运动类型与机架和杆长的关系，然后将学生分成三组，每小组分别自己设计一个曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，利用Pro/E在计算机上制作各个构件模型，然后进行装配，仿真分析机构的运动，验证自己设计的机构是否合理？假如不合理，分析原因，找解决问题的办法，通过小组合作方式，最终设计出满意的机构，这样学生会对机构理解掌握得很透，学生在这平等和谐的生态课堂中体验到了学习的乐趣！

在这样平等合作、互动学习过程中，专业知识掌握深刻，能迅速提高学生的空间想象能力，机械设计基础课程课堂教学的改革取得重大突破。更重要的是，这门学生公认很难学的机械设计基础实现了从传统教学模式到“生态课堂”的教学模式根本转变。

2.2 基于Pro/E构建机械设计基础生态的课堂教学手段

在机械设计基础课程的生态课堂教学中，让学生做课堂的主动扮演者，学生主动使用Pro/E软件亲自动手制作各种零件模型，真正掌握零件的结构及应用。比如齿轮类型较多，传动形式多样，啮合原理抽象较难理解，大部分现有的学校不可能提供所有的齿轮模型，因此这块内容学生学起来十分枯燥，很难真正理解，只是简单地套用公式。而以Pro/E为支撑，通过学生亲手制作各种的齿轮模型，并能方便地改变同类型齿轮的各个参数，感性认识到各个参数对齿轮模型影响，齿轮结构搞明白了，很有成就感，可以继续使用软件进行各种齿轮间的传动仿真，就这样激发起学生强烈的学习欲望，很快进入主动的学习状态，学习变成了一件轻松快乐的事。对于凸轮机构，从动件的运动规律和凸轮轮廓的画法是学生的难点，使用Pro/E软件程序功能，根据从动件运动规律方程，创建参数关系，生产凸轮的轮廓曲线，建立凸轮三维模型，这一制作过程让学生真正明白了从动件的运动规律与凸轮轮廓之间的联系，凸轮机构的传动才能真正学懂。

在生态课堂教学中，教学手段的改变，使学生从单纯受教者的角色转变为主动学习者，自觉地、积极地、主动地参与到课堂活动中来，让死气沉沉、枯燥无味的课堂变成了生机勃勃的“生态课堂”。

3 小结

Pro/E软件在构建机械设计基础课程生态课堂教学中，起了重要的支撑作用。经过实践应用，此软件辅助的生态课堂教学，又激发了学生对机械设计基础的学习兴趣，不仅让学生真正理解和掌握课程内容，还使学生学会思考，提高了学生分析问题、解决实际问题的能力，激发了学生学习课程的积极性、主动性和创造性，彻底转变了教学理念，优化了课堂教学环境，提高了教学效果，提升了学生的生命质量。

校级基金资助项目：项目编号xs1203

注释

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关键词 工程实践能力 导向 改革 实施

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.047

机械设计基础课程普遍存在的问题有：教材章节相互独立，不能使所学知识形成系统；多媒体只能起到演示作用，与真正的操作相差较远；实践学时少，理论与实践不能及时结合，学生枯燥，没有积极性；学生的工程能力，团队协作意识，主动分析问题、解决问题的能力不强；教师对课程改革的手段、措施欠缺，照本宣科的教学方式很难调动学生的主观能动性；学生创新意识欠缺。

综上所述，本文提出以学生工程实践能力为导向的机械设计基础课程改革与实施研究。该研究的特点，一是在教学模式上，为学生营造自由发展的氛围；二是在教学方法上，为学生营造自主探究的环境；三是在教学手段上，组织丰富多彩的竞赛活动，展示设计成果，吸引更多人参与其中；四是在考核方式上，多种考核形式并存，注重对学生能力的培养。

1 机械设计基础课程改革内容及目标

1.1 具体改革内容

（1）改革课程教学模式，设置有利于学生自由发展的教学环节。引导学生“主动参与”的教学模式，教师在课程教学初期提出目标，如以往届“机械创新设计竞赛” 为主题，并明确目标完成质量，将纳入期末考核并给定所占总成绩的比例，一般不应大于50%；学生自行提出任务，3人一组自由组队，寻找方法，教师在目标提出约两周后组织学生对任务进行答辩，对任务进行客观、准确评价，指出下一步学习的重点；在学期中组织“机构创意搭接”活动，在学期末组织“机构设计及动力学仿真”活动，激发学生热情。课程教学模式不局限于教师课堂讲授，可以是学生任务汇报、教师指导答疑、活动演示等多种形式并存。

教师引导：提出目标、不规定任务；不规定方法；督促实施、解答疑问。学生主动参与：明确目标，提出任务；寻找方法；边学边干，完成实践。

（2）改革课程教学方法，营造学生自主探究的环境。引导学生“主动参与”的教学方法，教师在课程讲授过程中取材以教材为线索，又不局限于教材，在学生自行寻找的任务中，找到具有共性的问题，引入课堂；在各章节围绕技术的发展，增加新的内容；不拘泥于程式方法的符合度，看重对方法（路径）的找寻过程，看重结果的创新度。

（3）改革课程考核方式，重点以考核学生能力为主，多种考核形式并存，客观准确评价学生成绩。打破传统的以考核学生对书本知识掌握程度的限时书面考试方式，传统考试方式会使学生临时抱佛脚，放松平时的学习。加强对平时任务完成情况考核、对组织活动参与情况考核、对实验室开放参与程度考核，加大平时考核在综合成绩中所占的比重，在一定程度上促使学生重视平时各个教学环节，使学生的学习过程变成循序渐进的过程，防止学生考前的突击应付，提高平时学习的自觉性和主动性，考试题目增加一定量的设计型题目，强调工程背景，克服传统考试中题目的限时性、定向性、唯一性、单纯性的弊端，着意考察学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。

（4）改革课程对应集中性实践环节教学内容，将任务从课内延伸至课外。多数作品可作为课程设计继续研究，丰富课程设计内容；部分作品可作为毕业设计题目深入分析；优秀作品可参加辽宁省机械创新设计大赛。

1.2 改革目标

通过课堂讲授与学生自主实践，培养学生具有：（1）根据目标范围找寻社会需求提炼课题的能力；（2）对于机械工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力；（3）独立创新设计机械系统与零部件的能力；（4）在团队中工作、与他人合作的能力。

2 机械设计基础课程改革实施方案

学生的学习分别通过若干个学习任务来完成，每个任务均要求学生通过小组动手实践直接掌握实践知识。在实践中遇到了问题，又使学生对理论的学习变成内在需要。学生在学习专业理论之时，又通过实践巩固理论知识，从而使理论知识学习与实践知识学习有机地结合在一起。以学生“主动参与”为中心，进行各方面能力的培养与锻炼，每个任务都是一个完整的工作过程，是一个获取信息―制定计划―做出决定―实施计划―检查控制―评定反馈的过程。具体实施方案见图1。

3 机械设计基础课程改革成效

3.1 组织与课程密切相关的教学活动

在2013/2014学年第二学期，对机械设计基础课程进行了改革的尝试，涉及三个班级。在课程前半部分常用机构理论内容讲解完，组织学生开展“首届机构创意搭接竞赛”活动。

3.2 机械设计基础课程改革取得成果

共收集作品32件，分别是：颚式破碎机、飞机起落架、活塞泵、压盖机、蛋糕切片机、汽车雨刷器、印花机、台式电风扇摇头机构、带式输送机、鹤式起重机、摄影升降台、机器人腿部机构、车载起重机、多连杆式独立悬挂机构、机械手手指机构、精压机机构、缝纫机踏板机构、机械手手臂机构、筛料机机构、内燃机、活塞泵、插床插削机构、带传动传送机构、飞剪机构、后备箱开启闭合机构、单缸四冲程内燃机、牛头刨床机构、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括：设计任务书、答辩PPT、机构搭接视频、活动总结。评选出特等奖1项，一等奖3项，二等奖6项，三等奖6项。其中，单缸四冲程内燃机获特等奖；颚式破碎机、后备箱开启闭合机构、牛头刨床机构获一等奖；飞机起落架、汽车雨刷器、摄影升降台、精压机机构、插床插削机构、飞剪机构获二等奖；活塞泵、压盖机、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器获三等奖。

4 结语

从改革实施效果看，师生交流加强，学生学习自主性有所提高；设计独立完成，无法抄袭；全体学生参与小组共同设计，加强了与人合作意识，获得了团队工作经验；部分作品可作为课程设计、毕业设计题目继续深入研究，课内成果延伸到课外。

该研究使实践教学与理论教学有机结合，以技术应用能力培养为主线，按照能力本位、任务驱动的理念进行组织教学，构建以实践为主、以知识为辅、以任务为载体、理论与实践一体化的课程结构，充分体现“以学生为中心”的教学思想，充分调动学生主动获取知识和解决问题的主动性，通过小组个体之间、师生之间的沟通、交流、讨论、答辩、评价等多个环节，通过对任务实施过程中具体环节的训练，引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地学习，使学生具备对任务综合的分析能力、知识选择能力、知识应用能力、对问题的判断能力、问题分析能力、创新能力、工作质量及效率和团队合作能力、自学能力等人才培养方案中所要求必须具备的能力素质。

基金项目：本文系2012辽宁省教育厅教育教学研究项目“培养卓越工程师创新与实践能力途径的探索”（2012-150）。2014年沈阳工程学院教育教学研究青年基金项目“以学生工程实践能力为导向的《机械设计基础》课程改革与实施”（Q201406）的研究成果

参考文献

[1] 高广娣，朱荣光，等.基于项目驱动的《机械设计基础》实践教学模式构建[J].机械管理开发，2013（4）.

[2] 赵晓平.《机械设计基础》课程改革探讨[J].装备制造技术，2013（2）.

[3] 宋丽莉.《机械设计基础》教学改革初探[J].科技创新导报，2013（2）.

[4] 王立勇，李乐.跨专业开设机械设计基础课程授课方法研究[J].科技教育创新，2013（1）.

[5] 马雪洁，王云飞.基于项目导向与任务驱动的高职机械设计基础课程设计[J].职业教育研究，2013（5）.

[6] 刘唯伟.高职机械类专业《机械设计基础》课程改革的探索[J].教育教学论坛，2013（2）.

篇7

关键词： 《机械设计基础》 网上教学 应用型人才

一、研究的背景

《机械设计基础》是高等职业院校机械类和近机类各专业的一门重要专业基础课程，本课程的主要研究内容涉及机械系统中常用机构和通用零部件设计的基本概念、基本理论和基本设计计算方法，以及与此相关的标准、规范、图表等技术资料的运用，它的教学直接影响学生对专业的兴趣，对培养学生正确认识机械、设计机械、生产机械和使用机械具有非常重要的指导作用，对培养当今社会急需的大量应用型人才尤为重要。经过调研发现，目前高职院校的机械设计基础课教学存在以下问题。

1.绝大部分还是以传统教学模式为主，即使部分借助了多媒体教学，但是教学课件不够完善，存在不够直观、不够形象、与学生实际脱节等问题。

2.教学资源不够丰富，查找资料困难。

3.不能及时解决学生学习过程中遇到的问题。

4.学生不能随时检查自己的学习效果。

5.由于学生多、设备少，大部分学生在课程设计的实践环节中不能充分联系实际，致使设计不够灵活。

二、研究的目标和依据

主要研究目标是：开发机械设计基础课网上教学系统资源，以期达到培养学生的学习兴趣、提高学生的学习能力、扩展学生的学习知识面，特别是提高高等职业院校学生联系实际、应用知识解决实际问题的能力的目的，使高职院校能培养出更多更好的社会急需的高技能应用型人才。

主要研究依据有：

1.总结回顾多年教学经验，形成课题资源基本资料。

2.根据当今实际教学体验和对学生的问卷调查，改进、丰富课题资源。

3.到企业对毕业生进行跟踪调查，使课题资源更贴近生产实际。

三、研究方法

1.经验总结法：依据教育实践所提供的事实，按照科学研究的程序，分析概括教育现象，从而揭示内在的联系和规律，把感性认识转化为理性认识。

2.资料法：通过系统学习、收集、鉴别、整理资料，并通过对资料的研究形成对事实的科学认识。

3.问卷调查法：采用无记名的方式问卷调查，进行个案研究，对收集到的信息进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的东西。

4.跟踪调查法：对部分毕业生进行全面、系统、深入具体的追踪调查研究，形成设计步骤和方法。

四、研究内容及步骤

1.开发机械设计基础CAI课件和编写电子教材。两项工作交叉进行，相互补充。电子教材编写是在参阅多部高职高专教材，吸取其各自优点的基础上，联系实际，结合多年的教学经验，重视学生动手能力的培养，添加多个实例编写而成，而课件制作又以电子教材为基础，紧扣教材大纲要求，添加易于学生接受的动画和现场视频实例，利用计算机技术开发而成，它使课堂更加形象、生动，也能进一步增强学生的学习兴趣。

2.开发机械设计基础资料数据库。数据库内容包括：机械制图标准；公差与配合标准；形状与位置公差标准；表面粗糙度标准；常用工程材料；零件结构设计工艺性；连接与紧固；带传动和链传动；减速器和变速器；齿轮传动；轴承；联轴器、离合器和制动器；轴；常用电动机；常用低压电器；液压传动；气压传动与控制等。其中搜集了机械设计所需的各种资料数据，师生进入网站就可以非常方便地查阅，同时也可以拓宽学生的知识面。

3.编写电子教案。电子教案编写根据教材和大纲要求，区分重难点，精选课程内容，合理安排学时等设计而成，具有鲜明的实践指导意义。

4.选择、制作大量机构运动动画。机构运动动画包括各种连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动机构、齿轮系传动和螺旋传动等。这些动画形象直观地展示了机构的运动情况，使学生学起来感到轻松有趣，提高了学生学习的主动性和积极性，也丰富了学习内容。

5.试题库建设。试题重在用于检测学生对课程基本理论和方法的掌握程度及应用知识解决实际问题的能力，对当今高职高专学生应用能力检测具有一定的准确性。

6.虚拟实验室建设。虚拟实验室建设了五个项目：一是零件展览室建设，包括螺纹连接与螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、键连接、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器、弹簧等零件；二是常用机构运动模拟动画建设，有泵、冲床、发动机、内燃机、颚式破碎机、缝纫机、机械手、牛头刨、抛光机、曲柄滑块机构等；三是几种机构组合搭接建设，包括摇块机构、导杆机构、曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构等；四是齿轮加工模拟建设，包括模拟插直齿、插斜齿、滚直齿、滚斜齿、仿形法加工直齿、斜齿等；五是减速器拆装模拟建设，包括直齿、人字齿、蜗杆、锥齿、两级减速器拆装模拟等。

7.虚拟设计室建设。虚拟设计室建设项目包括螺纹连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、键连接、滚动轴承设计等。

8.工程案例建设。工程案例包括挖掘机、飞机起落架、内燃机、起重机等50个工程案例。将这些案例视频用于课堂教学，使学生在课堂上就能看到大量实际生产案例，产生很多对日常生产和生活的联想，增强观察问题、思考问题的能力，提高学习兴趣。

9.机械设计基础网上教学平台建设。包括开发机械设计基础网上答疑系统和网上考试系统。网上答疑系统使学生很方便地与老师进行在线交流，及时解决学生学习过程中遇到的困难，加强老师与学生的互动；根据课程学习要求，网上考试系统设计开发了五套网上测试题，试题形式全为单选题，学生可方便、快速地进行自测，及时检查学习效果，改进学习方法，提高学习成绩。

五、研究的意义

笔者针对教学现状，结合多年的教学经验，利用现代计算机技术，借鉴国内外成功经验开发设计机械设计基础网上教学系统，该系统教学课件形象、生动、贴近实际，可使课堂气氛活跃，提高学生的学习兴趣；教学资源丰富，使用方便，可调动学生学习的积极性和主动性，提高学习效率；能实现网上答疑和自测，增强学生的学习效果。总之，该系统设计适应学生学习的心理需求和生产实际，对目前的高职高专机械设计基础课教学具有强有力的推动作用，也将对培养国家急需的应用型人才作出重要贡献。

参考文献：

［1］邱宣怀等主编.机械设计.高等教育出版社，1994.

［2］葛中民主编.机械设计基础.中央广播电视大学出版社，1991.

［3］机械设计手册.机械工业出版社，2004.

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关键词：《机械设计基础》课程；教学内容；教学模式；课程特色

《机械设计基础》课程是高等院校机械类或近机械类各专业的一门重要的专业基础课，具有很强的理论性和实践性，是专门培养学生具有一定机械设计能力的课程。《机械设计基础》课程于2010年被学院确立为精品课建设项目，2012年12月通过验收。经过两年多的建设，在优化教学内容、改进教学方法与手段、改革实践教学环节、创建“立体化”、“系列化”教材等方面形成了一定的特色也取得了一定的效果。在学院成功改设为沈阳工学院这个新形势下，对《机械设计基础》课程教学有以下几方面的设想：

1. 修订教学目标

基本知识目标基本相同，在能力目标上达到：

（1）具有绘制机构运动简图的能力、具有分析常用机构运动特性和应用常用机构的能力、具有合理确定机械系统（执行系统和传动系统）方案的能力；

（2）具有合理选用和设计常用机械零部件及简单机械传动装置的能力；

（3） 具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

在素质结构目标上达到：

（1）培养学生具有发现问题、分析问题和解决工程实际问题的能力；

（2）培养学生具有创新设计思维的能力；

（3）培养学生职业素质和岗位技能。

2. 构建新的课程体系

今年，在新的教改形式下，学院各专业在基础教育阶段实行大学科前提下的统一授课的教学模式。在这样的背景下，专业基础课也应转变教学理念，建设适应性强、易于实施创新的专业基础课程群，从根本上改变课程教学被动适应的局面，开创充满活力和新意、基础宽厚、专业适应性强的课程教学新局面。

机械与运载学院各专业基础课程有：工程制图与计算机绘图、互换性与技术测量、工程力学、机械设计基础。此专业基础课群也采用统一授课的教学模式，这样依托一定的项目训练将相关课程按其应用重新规划和重组，使相关知识有机结合，互为补充，互相照应，既避免了内容重复，又强化了彼此关联，更重要的是它们以相互关联的形式出现，有利于实施项目教学或案例教学，提高学生综合应用能力、实际思考能力和创新设计能力。建立专业基础课群也利于教学组织和管理，真正做到教、考分离。

专业基础课群在相同学时的理论教学中，注重基本原理和基本方法，在实践环节设置中，通过不同的项目及时间的长短来体现各专业人才培养目标。对专升本和考研的同学可以另行开班。

3. 教学内容体现应用与创新

根据本门课程的教学目标，将本科的各专业教学计划基本整合为96学时，其中包含6学时的课内实验。理论教学侧重常用机构和通用零部件的选择及常用机构和通用零件设计。在教学内容中穿插一些由工作经验编制而成的案例，以工程案例、实验和课程设计为主线，重点突出应用，如平面四杆机构类型中，每种类型都有应用并以选择题的形式进行能力测试；在常用间歇机构中，以牛头刨床、电影放映机等讲解应用；在轮系功用中，以汽车变速器和汽车后桥差速器为例讲解轮系的变速变向功用和运动合成与分解功用，并能融合职业岗位培训内容，讲解一些设备维修和维护的知识。配合新的课程体系，依托项目的机械设计基础课程建设安排了多个项目：颚式破碎机各构件尺寸设计、内燃机配气机构凸轮的设计、牛头刨床中摆动导杆机构及棘轮机构的设计、牵引机中单级圆柱齿轮设计、万能分度头的蜗杆传动设计、汽车变速器各档传动比的计算、分路传动中各齿轮传动比的计算、离心机普通V带传动系统设计、粘胶自动筛滤机连接螺栓及键的设计、二级圆柱齿轮减速器输出轴及轴承设计。

4. 改进教学方法与手段

（1）运用多媒体教学课件、动画演示等手段进行直观高效、生动形象的教学，将抽象的内容形象化，提高学生学习的主动性和积极性，充分调动学生潜在的创造性思维能力。

（2）侧重讲解一些特殊的设计方法来体现创新内容，例如：在平面机构的结构分析中，讲解拆分杆组法、在同类型机构的演化中，讲解转换机架法、在凸轮机构轮廓曲线设计和周转轮系传动比计算中，讲解反转法。在创新内容中还应注意引导学生的发散思维，即一个原理或一种方法举出不同的应用实例，使学生的思维更活跃，并采用对比的方法说明不同原理或不同方法之间的区别，以便正确选用。

（3）采用对比方法讲解概念、原理及设计方法的不同点，达到理解后记忆。

（4）以工程案例、实验和课程设计为主线，运用启发式、讨论式、提问式等教学方法，讲练结合。

（5）加强综合性设计实践环节的开发，组织学生构建机械运动方案创新设计案例展示、典型机械零部件结构表达展示以及评选优秀课程设计作品竞赛等活动，以培养学生的工程综合应用能力和创新能力。

（6）教学内容的改革相应的考试方法也随之进行了改革，其中平时成绩占50%，期末考试占50%，平时成绩中期中考试占20%，采用开卷或口试方式，提高学生的应用能力。

5.改革实践教学环节

在实验教学环节上，加大实验项目的开发，构建必修、选修和开放性实验教学体系。机械设计基础课程目前可以开出必修实验项目5项，10学时：（1）齿轮几何参数测量实验；（2）齿轮范成原理实验；（3）机构运动简图的测绘与分析；（4）减速器拆装实验；（5）轴系零件组合设计。开出选修实验项目1项：机构运动方案创新设计。各专业结合本专业的特点合理制定实验学时和项目。通过这些设计型、创新型实验的开发，可激发学生学习本门课程的兴趣，培养设计能力和实际动手能力以及创新思维能力。

在课程设计的实践环节上，增设一周的机械原理部分课程设计，设计题目有插床机械、压床机械和牛头刨床。机械设计部分的课程设计题目仍为二级圆柱齿轮减速器设计，但类型设定为直齿和斜齿，工作条件分为三种，工作机的各参数数据有三十余种，能够做到同一时间做课程设计的学生一人一题。还可以让少数学习好的学生自愿选择圆锥齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器题目进行设计[1][2]。

6. 创建“立体化”、“系列化”教材

（1）根据机械专业基础课群新的课程体系需要编写以项目为依托的《机械设计基础》主教材。教材注重联系工程实际和新技术的应用，在“以应用为目的，以必须够用为度“的原则基础上，各专业统一使用。

（2）配套教材

按照教材建设的需要，编写各项目的设计说明书、编写《机械设计基础》实验指导书等配套教材。

（3）多媒体课件

按照新课程体系的需要，重新修订《机械设计基础》教材配套的多媒体课件。

学生获得知识的丰厚程度和工作能力是教学改革是否成功的标准。为适应新形势下的需要，通过对教学目标、课程体系、教学内容、教学方法与手段、实践教学环节等方面的改革，必将取得较好的效果，为《机械设计基础》精品课建设做出应尽的贡献。■

参考文献

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【关键词】机械设计制造及其自动化专业 理论教学 教学改革

【基金项目】湖南省吉首大学教学改革研究项目（2015SYJG005）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0233-02

前言

理论课程是专业学习的基础，机械设计制造及其自动化专业理论课程由于专业性强以及知识面涉及范围广，导致学生不易理解，教学效果差。而且，当前的教学过程中，教学方式依然落后，处于老师讲，学生听的“填鸭式”教育，更增加了学生对该专业理论课程学习的难度。随着社会经济的发展，传统的教学方式已不能适应教学需要，应对机械设计制造及其自动化专业理论课程的教学进行改革，以培养出具有理论基础知识扎实，实践操作能力强和富有创新能力的机械类专业人才。

一、机械设计制造及其自动化专业理论教学的现状

机械设计制造及其自动化专业的理论课程主要有：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学、电子电工学、数控技术、机械制图、机械原理、机械设计、机械制造和液压与气动等课程。机械设计制造及其自动化专业具有理论课程多并与其他学科相互交叉、课程内容概念性强且大多与生产实际相联系等特点，这些特点使得该专业理论课程的学习具有很大的困难。对于理论性强的课程，如理论力学，老师教学单一，教学会比较枯燥。对于与生产实践相联系的课程，如机械制造技术基础，这门课程需熟练操作不同机床力以及切削过程中测量力、温度和粗糙度等数据的相关实验设备，由于实践教学的原因学生常常缺乏对机器设备的感官认识与实践动手能力进而影响对机械制造技术基础课程理论知识的理解。随着科技的进步，机械设计制造及其自动化专业越来越多的与其他学科相互交叉，不仅增加新知识也增加了学习难度，而传统的教学方式只会在学生的思维上强调各学科之间的独立，学科上的统一完整。如此一来，学生的思维无法得到有效的开发导致对新知识的学习能力差以及不能综合的运作各种知识的能力。此外，在传统的教学方式中，机械设计制造及其自动化专业的基础课程较为偏向理论教学，对理论教学的重视度较高，而实践教学的环节相对较弱。我国实行的应试教育有太多的条条框框，也束缚了学生的思维发展，阻碍了学生视野的扩展，降低了他们对知识的理解与运用能力。

三、机械设计制造及其自动化专业理论教学的改革

（一）教学内容与方式的改革

机械设计制造及其自动化是一门与大量新技科相互交叉的学科，涉及范围广且内容不断更新[1]。为了学生在本科四年中能够更好地掌握专业知识，培养其实践能力和创新能力，应对理论教学内容进行适当的调整，如对于机械制造技术基础这门课程，在保证课程课时不变的情况下去掉一些陈旧繁琐的内容，并引入一些新技术和新知识，比如，对于传统的以及面临淘汰的制造技术可做简单教授即可，而对于3D打印技术这类新型制造技术可增加教授时间以扩展学生的专业视野。

在对传统的教学方式进行改革的时候，要去除一些条条框框的束缚，很多学生都认为目前的理论教学课程太多、太乱、太复杂，这就需要教师在授课的过程中把握住真正的重点，对重点进行讲解，对无关紧要的内容一语带过，使学生能够学习到真正有用的知识。另外，教师要注意教学的氛围，将学生的积极性调动起来，让学生自主思考。而对于授课，教师应当在新的一堂课开始之前，与上一堂课教授的内容做好衔接，不要让学生还没有记起上堂课学习的内容就继续开始讲新的内容，教师可以使用提问的方式让学生快速回忆起上堂课的内容。如此，才能更好地调动学生的学习积极性，满足学生的求知欲。

（二）理论与实践的结合

教师在授课的过程中，要将理论教学与实践教学完美的结合在一起，学生单一地学习理论知识或者只进行实践而脱离了理论基础，这都是不行的[2]。在理论课堂上，教师要注重对学生的思维进行引导，将课堂的学习气氛和学习兴趣带动起来。在对教材中的内容进行讲解时，可举例生活中的事例或者使用一些与内容相关的模型、多媒体等进行教学，将静态转变成动态，将抽象转变成具体，这样一来，学生就可以更好地理解理论知识，同时缓解枯燥的理论讲解进而活跃教学气氛带动学生的学习积极性。在实践课堂上，对实践过程的每一个步骤用理论知识进行一一讲解，使学生很好的将理论联系实际，更好的理解理论知识。如此，以理论教学为基础进行实践教学培养学生的动手能力，反过来通过实践教学促进对理论教学中知识的理解，培养学生的实践动手能力与创新能力。

（三）开发学生独立性

当学生在学习的过程中遇到了问题，教师不应当直接告诉学生应该如何解决这个问题，而是要引导学生的思维往一个方面进行发展，使学生挖掘自己的潜力对问题进行解决，这样对学生自主、独立的思维开发有非常大的好处[3]。比如在教授机械制造技术基础这门课程时，给学生一件毛坯，让学生按照老师的要求在机床上将毛坯按照一定的工艺加工成成品，这过程中可以培养学生独立分析问题，解决问题的能力，提高学生的学习主动性。同时，教师在教学的过程中要做好角色的转换工作，将灌输知识改变为引导学生自主学习知识，从讲台上走向学生中间，与学生一起讨论、一起进步。

（四）理论课程教学体系的改革

机械设计制造专业本科教育培养的主要是从事机械设计、机械制造、生产管理、机械产品售后服务以及销售的应用型技术人才，因此人才的培养要符合市场的需求[4]。为了实现培养的人才能满足市场这一需求，有必要对机械设计制造及其自动化理论课程体系进行相应的改革，通过改革使学生实现不同的就业方向。在此，将理论课程分成公共基础课，专业基础课、专业选修课和公共选修课四大类，其中教学过程中学生所学的公共基础课、专业基础课和公共选修课一致，而不同的专业选修课确定不同的就业方向。公共基础课包括、英语、体育等课程，主要培养学生的德、智、体、美综合能力。专业基础课包括数学，理论力学、材料力学、机械制图、机械原理、机械设计和机械制造等课程，主要培养学生专业理论知识。公共选修课则可根据个人兴趣爱好进行。专业选修课可分为三个方向。机电方向，主要开设的专业选修课程有：机电一体化系统设计、机电传动控制和可编程控制原理及应用;现代制造技术方向，主要开设的专业选修课有：先进制造技术、现代制造工艺学和计算机辅助分析与制造。车辆方向，主要开设的专业选修课有：车辆电传动与控制技术、内燃机构造原理和车辆结构设计及计算。

（五）充分运用现代教育手段

当前的教育特点决定了课堂教学只不过是整个教学整体的一小部分，这就对教师有了新的要求，在最少的时间内教给学生更多的知识，并且可以被学生吸收。机械类专业的课程都是实践性非常强的，枯燥的语言教学并不能很好地使学生接受和理解，因此，以计算机技术为基础，制作与开发一些多媒体教材和CAI课件，并将这些对媒体、视频和CAI课件等一些先进的教育手段引入到课程中，使学生能够享受到优质的教学资源，提高教学效率[5]。如在教授机械设计课程时，讲解课程中连杆机构的运动时，学生只能通过想象不易理解，通过flas来演示机构的运动后，老师讲课轻松，学生容易理解，提高了学生学习的兴趣与效率。

四、结语

教育改革的道路是光明的，但也是曲折的，在社会不断发展的今天，我们在继承一些好的传统教学模式的时候，也要摒弃那些不好的教学方式，以此来适应当前教育的改革之路。在机械设计制造及其自动化专业的理论教学改革中，应适应21世纪人才培养的要求，通过课程教学体系、教学方式和教学内容的不断改革来不断提高教师的教学水平，探索出一条适合培养具有实践能力与创新能力的应用型高级人才的新途径。

参考文献：

[1]蒋强，米林，冯文杰、杨翔宇.地方高等院校机械设计制造及其自动化专业建设探讨[J]. 教育教学论坛2011，（18）：164-165.

[2]杨俊茹，张悦刊.《机械制造技术基础》课程理论教学与实践教学的结合探索[J].高教论坛，2010，（4）：86-88.

[3]王生泽， 吴良等.机械工程及自动化专业的工程实践教育体系改革[J]. 实验室研究与探索， 2005，21（2）：77- 79.

篇10

关键词：机械设计课程；设计教学；质量

0引言

机械设计是机械类专业的一门主干课程，该课程在学生综合能力培养中起着重要作用。为此，许多学校都在机械设计教学中下足了功夫，但是整体来看，我国机械设计教学中始终存在内容单一、创新性差等问题，这不得不引起我们的重视。

1机械设计课程设计教学存在的问题

1.1内容陈旧

长期以来，机械设计课程设计的题目都以减速器设计为主，课程设计题目可谓是千年不变。多年不变的题目，只能导致抄袭现象越来越严重。一些学校为了避免学生抄袭虽然会在减速器设计中更改一些数据，但是许多学生在减速器设计中，都是直接从网上下载设计说明书，对数据尤其是图纸标注数据稍加修改，就不再理会其他东西。这种机械式的模仿设计，必然会影响学生的学习主动性和思考积极性，这对学生长远发展极其不利。

1.2学时少，教学压力大

近年来，随着新型机械、技术工艺的兴起，一些新的课程也逐渐进入到机械类课程体系中来，机械设计课程设计教学课时也随之被压缩。而另一方面，机械设计课程设计教学内容却没有任何变化，教师要在更少的科室内完成教学任务，学生在较少的课时内仍要学到同样多的东西，这对他们来说是一个不小的挑战，机械设计课程设计教学质量也可能会因此而大打折扣。

1.3教学手法单一

机械设计基础课程教学内容不仅包括常用机械机构、通用零件的工作原理、结构特点和机械设计理论和计算方法等内容，还涉及高等数学、工程制图、工程力学、金属材料及加工等方面的知识。整体来说，机械设计课程设计教学内容具有概念多、公式多、图表多、内容枯燥等特点，这给教师的教学能力和教学技巧都提出了较高的要求。但是，许多教师在教学中都存在照本宣科的思想，除了必要的教辅工具，他们很少会借助其他工具、资料来教学。有的教师因为教学经验不足，难以设计一些全局问题来引导学生进行问题讨论和研究，导致机械设计课程设计教学目标难以实现。

2提高机械设计课程设计教学质量的策略

2.1全面进行课程设计

系统论告诉我们，所有的课程及课程教学都是一个系统的工程，机械设计课程设计教学也不例外，并且，机械设计课程设计教学对课程教学设计的系统性要求更高。因此，在机械设计课程设计教学中，学校要遵循系统论原则，做好课程整体设计，明确机械设计课程设计教学目标，细分机械设计课程设计教学能力目标、认知目标。然后，将理论教学与课程设计教学结合起来，做好课程全面、系统的设计，立足于课程设计任务之上提升设计教学的高度，要求学生不仅要根据设计题目分析参考材料，深入进行设计研究，还要进行设计比较和创新，设计出多种可行性方案并从中筛选出最优方案。如在平面连杆机构类型和应用教学中，教师可以舍弃教材所用的演化法，借助多种演变途径将各种平面连杆机构演变出来，并本着创造性设计理念，分组合利用多媒体课件或者模型演示平面连杆机构，对两连架杆的类型进行归纳总结。这样不仅消除了学生的理解障碍，还能提高教学质量。

2.2合理安排课时，科学选择教学内容

机械设计基础课程知识点繁多，内容琐碎，机械设计课程设计教学目标的实现，要以一定的课时、科学完善的教学内容为基础。因此，在机械设计课程体系建设中，学校既要多开设一些自然工程课程，还要建立健全机械设计课程设计教学管理机制、保障机制、监督考核机制，明确机械设计课程设计教学目标和教学任务，保障机械设计课程设计课时，为机械设计课程设计教学打好基础。与此同时，做好课程内容选择和组织工作，设计理念和思维迁移到生产、生活的各个领域，启发人们的创造性思维和创造性活动。比如，将机械设计课程设计理念向服装造型设计领域渗透，采用衣片组合方式、变异法进行机械设计。在高校机械设计课程设计基础教学中，教师还要科学进行课程设计教学时间管理，如提前下发课程设计要求，将课程设计过程和机械设计课程同步进行，以确保课堂教学有序进行。在学生完成课堂课程设计的条件下，教师还要鼓励学生根据自已的需要选择课程设计题目，选取机械设计大赛中的工程对象为设计题目，引导学生积极参与社会实践和自主学习，争取使学生在开放性的设计中锻炼和提高自身的创新设计能力。

2.3创新教学手法，提高教学质量

新颖有趣的教学手法，是提高教学质量的关键。这就要求机械设计课程设计指导教师应积极参加工程设计、研究工程课题，努力学习机械设计课程设计教学手法和技巧，不断丰富自己的工程设计知识，提高自己的教学能力，以满足机械设计课程设计教学需求。在机械设计课程设计教学中，教师既要注意机械设计细节知识和知识的连贯性，做好教学设计，巧妙导入新知识。还要引入多种教学方法，并使多种方法相互渗透，如教师可将传统的讲授法与目标教学法、探讨互动式教学法与多媒体教学法、情境教学法结合起来，针对不同内容采用不同方式进行教学，使学生愉快地投入到学习中去。如讲述与数据推理、运算有关的知识时，教师要利用板书来演示整个推理的过程。而在讲述与齿轮受力分析有关的知识时，教师可以将分析讨论法与多媒体教学法结合起来，先讲述齿轮受力和运动情况，再用多媒体演示相关内容，让学生对所讲的知识有一个全面、感性的认识。在此基础上，教师还可以借助课程设计总结和讨论，让学生提出自己不懂或感觉含糊的问题，然后借助生生讨论、师生交流等帮学生释疑解惑，以使学生有更大的收获。

3结语