机械基础课程设计总结范文

导语：如何才能写好一篇机械基础课程设计总结，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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Abstract: Mechanical Design basic course design is an important practice teaching link of Mechanical Design course system, and it is the first more comprehensive, more systematic, highly engineering design integrated training for mechanical engineering students in the engineering colleges. This paper basd on the teaching requirements of training applied undergraduate personnel, in the mechanical design basic curriculum design training, conducted the teaching reform and exploration on the teaching methods, teaching focus and the showing form of design results and other aspects, which laid the foundation to improve teaching quality and methods, of practice, training applied undergraduate personnel who are in accordance with the time development needs.

关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革

Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0201-02

0引言

机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。

近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。

1教学内容的改革

长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。

鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。

对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。

2教学方法和手段的改革

现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。

在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。

3设计成果的展现形式

采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。

设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。

4结束语

机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。

参考文献:

[1]朱宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京: 高等教育出版社,2005,(11).

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一、目前教学中存在的问题

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

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

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

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

二、教学改革的原则及基本思路

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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【关键词】轮机工程；机械设计基础；课程设计；教学改革

《机械设计基础》是机械类、近机械类如轮机工程专业的一门必修主干课程，而课程设计则是继《机械设计基础》课程后的一个重要实践教学环节。通过课程设计，使学生获得一次完整、系统、全面的机械设计的训练，培养学生综合运用已学过的有关知识和理论，具备机械设计的基本能力、掌握基本设计方法和技能，并为学生今后的专业课学习、专业课设计、毕业设计以及毕业论文等奠定基础，同时能够对今后从事技术工作产生重要的意义和深远的影响。

近几年来随着教学改革的深入，学科建设的进行和课程体系的调整，课堂教学时数不断被压缩，而随着科学技术的进步，要求机械设计基础课程适应时展的需要，这样在教学过程中既要介绍传统的基础理论知识，同时还要不失时机地向学生介绍本课程与轮机专业的联系，介绍新的理论和技术在工业发展中的应用，因而课程的面广、内容多现象与课时短的矛盾愈发突出，课程设计的教学质量难以保证。

此外，在理论过程中许多学生反映，现在许多课程学得枯燥无味，不知道自己所学的课程将来到底有什么作用，这些情况反映了目前我们教学中存在的问题。笔者经过多年教学实践，对机械设计课程设计教学进行了一些改革的探索和思考。

1 课程设计的题目多样化

课程设计选题，通常大部分工科院校机械类、近机械类等专业课程设计都是带式运输机的传动装置设计，内容陈旧，且题目多年不变。不同专业的定位与培养目标各不相同，如果都是进行减速器装置设计，就不能很好地反映专业特点。轮机工程专业的毕业生一般从事现代船机修造、监造、检验、修造经营及机务管理等工作，而带式运输机的传动装置的设计不能很全面地反映轮机工程的专业特点。另外，由于是几个班多人同时进行课程设计，这样有可能出现一些学生的题目相同或非常相近，客观上会造成抄袭现象。

为此我们做了以下尝试：一方面继续保留原有的设计题目，同时，另开设一些与轮机专业有关的设计题目，如零部件或系统测绘与分析，研究对象为船舶柴油机的活塞、汽缸、曲轴等要零部件；海水、淡水、燃油、滑油等管路系统的测绘与分析，主要从运动、结构强度、工作能力、精度、材料、工艺等方面进行综合分析，既丰富了课程设计的内容，也增加了对专业知识的了解与认识，达到了课程设计的目的。

2 鼓励学生创新

改革原来在机械设计基础课程设计中教师抱着学生走的被动局面，鼓励同学主动观察日常生活中常见的机械装置，要求学生结合轮机专业，加强方案设计，提高学生学习兴趣，调动学习主动性，破除学生对创新设计的神秘感。为鼓励学生创新，我们向学生提供多个设计方案参考，学生也可提出自己更合理的设计方案。对于结构设计，不给学生过多的限制，而是充分发挥学生的想象力和创造性。为了解决学生对机械结构知识普遍缺乏的问题，让学生在设计前参观机械传动陈列室，使学生对结构设计有所启发。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的缺乏，结合课程设计实际进行必要的讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。另外，我们还积极鼓励学生在图版绘图完成之后，再利用CAD软件在计算机上进行设计，使学生通过课程设计来掌握现代化的设计手段和方法，但是不主张学生完全甩掉图版，否则在时间紧、任务重的情况下，会有部分同学拷贝偷袭现象存在。

3 培养学生的团队精神和协作能力

由于学生多，题目少，可对学生进行题目分组，几个人一个小组，一套题目。这样大家可分组坐在一起共同研究一个问题，该怎么设计这个，怎么设计那个，集思广义，博采众长，既优化了设计，又加深了理解，然后具体分工，确定每个人的具体零件。在制图过程中，不是各人干各人的，而是保持联系，保持一致。这样做既快又准确，效率高。不但锻炼了大家的机械设计技能，也培养了同学们的团队精神和协作能力，多届实践后，同学对这种团队协作具有较高的认可。

4 优化设计时间

按照教学计划课程设计安排在第四学期的期末考试阶段。完成课程设计的时间一般为1至2周，在这么短的时间内，学生要完成20页左右的计算说明书、减速器装配图1张；轴、及齿轮工作图2张，难度是不言而喻的。在期末考试阶段学生还要应付很多课程考试，轮机工程专业还有轮机考证的理论和实操训练课程，多方面原因造成相当一部分同学疲于应付课程设计，再加上学生对于一些先修课程的掌握程度不是很好，最终导致课程设计质量不高。

在这种课时较少的情况下，为提高课程设计质量，需采用“先分散后集中”的模式。即先把设计计算说明书的撰写分散安排到机械设计基础课程教学中，然后再把装配图及零件工作图的绘制集中安排在最后1、2周内。同时课程设计是一项重要的理论联系实践的教学环节，时间安排应该固定成为一种制度，尤其不能与其他重要课程的学习相冲突。

5 课程设计与课堂教学紧密结合

在机械设计教学过程中，应把课程设计中涉及到有关问题贯穿于整个教学过程中，把有关内容灵活的穿插到相关章节，比如齿轮、轴、带传动、滚动轴承、联轴器等，既是理论教学的重要内容，也是课程设计的重点，在授课过程中应讲清在课程设计的应用并强化。在习题练习中除完成普通习题外，还要强化与课程设计有关的题型，使学生感到学有所用，始终对课程设计抱有一定的参与欲望，既增加了学生的学习兴趣，又调动了学习主动性，加深巩固了相关知识。

6 应将先修课程内容适时适度的穿插到机械设计基础教学中

机械设计基础是一门综合性课程，必须先修了机械制图、轮机工程材料、、金属工艺学、工程力学、之后才能开设本课程，在课程设计的过程中，需要综合运用前面学到的相关知识。比如选则材料的时候，需要用到轮机工程材料里的材料选型、热处理等内容；在零件尺寸设计及强度计算中，需要运用到理论工程力学的知识进行受力分析，进行弯矩、扭矩的计算；在减速器装配图、零件工作图绘制过程中，需要运用机械制图的视图、剖视图、尺寸标注、技术要求等。从课程设计完成效果来看，学生对于这些先修课程遗忘的较多，灵活掌握程度不是很好，综合运用知识能力不强，结果造成课程设计质量不高。因此指导老师应把先修课程的内容适时适度的有机穿插到机械设计基础课程的相关部分讲解，使学生在学习新知识的同时，复习、巩固、运用已有知识，提高课程设计质量。

7 结语

使学生在课程设计的教学过程中学到扎实的机械基础知识，掌握一般通用零部件设计方法，为后继专业课程学习和今后从事专业工作打下坚实的基础，是我们最终的目标。经过笔者的摸索和实践总结出的一些措施和方法，实践证明能够较好的提高轮机工程专业课程设计的质量。

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Abstract: We takes the cultivation of compound talents as the goal, and makes reform on the teaching content, teaching method and way, practical teaching, and evaluation method of mechanical design and achieves some positive result, which plays positive effect on cultivating students'' mechanical design ability, innovative awareness, and the engineering design ability.

关键词： 机械设计基础；课程改革；能力培养

Key words: mechanical design basis；curriculum reform；ability training

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）09-0199-01

0引言

机械设计基础课程是机械类各专业的一门重要的技术基础课程。通过该课程的学习，要求学生掌握各种常用机构及通用零部件的工作原理、特点和应用的基本知识，使学生初步学会根据具体条件及与本课程有关的标准、规范，选用机构及零件类型，并能对机构的运动、零件工作能力进行简单的校核，从而具有设计简单机械传动装置的能力。由于本课程的特点，不仅为后续的专业课程，也为课程设计、毕业设计和解决生产实际问题建立基础。近几年来，随着教学改革的深入，学科建设的进行和课程体系的调整，我们围绕培养复合型人才的培养目标，结合学校的学科建设和实验室建设对机械设计课程建设采取了一系列改革，且取得一定成效。

在机械设计基础课程教学改革中，我们坚持以人才培养目标为依据，不断更新教学内容，优化课程体系，确保课程内容的前瞻性、课程结构的科学性和合理性，实现教学内容和课程体系的整体优化。

1教学内容更新

随着教学改革的深入，我们将工程力学和以前的机械设计基础两门课程整合为一门机械设计基础课程，课时大幅减少，因此必须对教学内容进行精选。课程内容的选取本着基础知识够用，主要从理论知识和操作技能两个方面，选择课程的内容，满足职业岗位的需求。机械设计基础课程教学任务的设计以工业产品和常用机构为载体的分析与设计为载体，将课程内容进行解构和重构，序化教学内容，设计学习模块6个，每个模块进一步分解为若干个任务。教学过程中以学生为主体，以实施完成工作任务为途径，培养学生正确选择通用零件及传动装置的能力，掌握重要机构、零部件的设计方法，具有使用设计手册查阅参数的能力，重点培养分析和解决问题的综合能力，最终达到本课程的培养目标要求。

2采用先进的教学方法和手段

在教学过程中以激发兴趣、培养能力为主导，根据教学内容表现的需要，我们采用任务驱动、实例贯穿、课堂与实习地点一体化相结合的教学模式。

任务驱动教学模式：以减速器设计等典型任务为导向，将齿轮的设计、轴的设计、轴承的选择、联轴器的选用、V带的设计等作为主要教学模块，每个教学模块由若干个教学任务组成。

“实例贯穿式”教学模式：以典型机构设计为“案例”，提出解决方法，注重教学过程，将课件、录像和现场教学融为一体。

课堂与实习地点一体化：为了全面提高学生的综合素质和动手能力，培养符合企业岗位技能要求的技术人才，把一部分教学的课堂搬到实训室进行，让学生更直观、准确地认识机械设备工作原理，加深对理论知识的理解和掌握。在这种教学模式下，讲述理论部分时，通过CAI课件、录像、动画等现代教育技术的运用以及现场相关机织设备的运转演示与指导教师的动手操作，让学生更直观、准确地认识机械设备工作原理与操作方法，加深了对理论知识的理解和掌握。在理论部分讲完后可立即安排相应的动手实验，使学生在理论的指导下独立动手操作，并通过实验验证所学的理论知识，这样使理论教学和实验教学的衔接更紧密，时间的安排上也较灵活。通过实践，学生的学习兴趣普遍提高，而且独立思考和分析问题的能力提高，同时对机器设备原理与工艺调整以及操作技能都掌握得较好。这些技能对他们成为能力较强的应用型人才有很大帮助。

3实践性教学环节的改革

培养学生的实践和创新能力目前已经成为高职教育的一项重要教学改革内容。在实践性教学环节的改革中，我们坚持理论教学和实践教学并重，注意提高学生的实践动手能力，启迪创新思维，培养学生分析和综合运用现代技术手段，解决工程实际问题的能力。

机械设计基础课程实践环节包括实验和课程设计。我们有机械设计陈列室和机电一体化创新实训室，每学期我们安排一定的课时在这些实训室进行现场讲解。在创新实验室，学生可以自己动手做各种实验，有的内容在课堂上不能完全理解，就到实验室通过相关机构或各种零部件的组装加深理解。

在课程设计改革中，我们改变了以往的仅单纯按理论知识设计一级圆柱直齿轮，现在我们以各种类型的减速器为课题，先对减速器进行拆装和测绘，然后设计出符合工厂实际需要的各种类型的减速器。同时为调动学生的积极性，我们允许自由选题。在教师的指导下，学生可根据自己的想法对现有机械进行改进设计。在完成本课程的学习后，我们推荐学生参加大学生创新设计比赛。

4考核方式的改革

在考核方法上，注重全面考察学生的学习状况，通过参与课堂讨论的质量、分析能力、对新知识的接受和消化能力、学习迁移能力等多方面的评价，与基础理论知识考核结合评价学生的学习效果。形成了过程性评价70%与成果性评价30%相结合的评价体系，其中过程性评价综合考虑小组成员互评和教师评价。这种考核方式充分关注学生的个性差异，发挥评价的启发激励作用，增强学生的自信心，教师还可以利用评价所提供的大量信息，适时调整和改善教学过程。

5结束语

通过改革和实践，学生的学习积极性、主动性和学习兴趣普遍有所提高。特别是在动手能力，工程实践能力，综合素质，创新设计能力等方面的提高更为显著。

虽然我们在机械设计基础教学内容、教学方法和手段等的改革方面做了一些尝试，并取得了一定的成绩，但仍存在一些问题和不足之处，有待今后的教学改革实践中不断地改进和完善。

参考文献：

[1]张庆玲.机械设计技术.北京：清华大学出版社，2009.

[2]张晓桂.机械设计基础课程的教学改革与探讨.全国机械设计教学研讨会议，2007.

[3]杨枚.《机械设计基础》课程教学内容改革总结.科技信息，2010（36）.

[4]刘碧俊.高职《机械设计基础》课程改革与实践.《教育研究》2010年1月.

[5]陈海波.机械设计基础课程整合教学模式的探索.湖南科技学院学报，2009.

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[关键词]机械设计基础； 教学改革； 任务驱动

中图分类号：H191

近几年来，随着高考生源减少和本科院校的扩招，低分生源进入高职院校已是不争的事实。他们文化基础知识薄弱、学习能力偏低，抽象的机械类专业的学科知识让他们感到很难学懂，传统的教学方法不能激发出他们的学习兴趣。机械设计基础，是各个专业中学时最多，任务最重的一门课程，在人才培养计划中起着举足轻重的作用。它既具有很强的工程应用价值，也为后续相关专业课的学习奠定了基础。因此，如何上好这门课，使学生在有限的教学时间里，既能掌握课程的基本内容，又具备一定的基本技能训练和工程实践的能力，成为教师教学方法研究的重要课题。为了客观真实反映教学现状，我们在7个高职院校进行了为期6个月的调查研究。

一 问卷调查的主要内容

我们于2012年3月至2012年9月开展调查，本次调查问卷主要涉及《机械设计》的课堂教学、实验、课程设计，考试安排，任务驱动法的学生反馈五个方面，共40个问题。调查学生包括不同职业院校，不同专业学生共计1200人左右，题型以选择为主，选作安排学生对课程讲解的建议和意见。发放试卷采用任课老师安排作业的方式，这样可以避免学生敷衍了事，反映真实的教学现状。

二 调查结果反映的问题

调查共收到有效答卷960份。问题集中反映在以下几个方面

（一） 学生学习时目的性不强。课程的教学和实践活动没有结合学生所学专业的特点，使学生感觉这门课程与今后所学专业没有太大关系。

（二） 课程设计质量下降。

（三） 学生工程意识薄弱，学习方法不适应课程要求。

（四） 考试方式陈旧单一，过程不透明，没有新颖性。

三 基于任务驱动的教改方案的实施

一、教学内容模块化，增强立体感

高等职业教育重视技能训练和综合素质培养的要求，机械设计基础课程教学应减少原理阐述，把重点放在与生产一线紧密结合的机械零件部分，在教学中将课程内容分为必修、选修和自修三种，另外，针对我校数控、模具和机电专业的特点，涉及到的机械设备都是高速回转机械，回转件的平衡和滑动轴承中的静压轴承在本专业中有很重要的地位，也作为必修内容，将教学内容分成牛头刨床刨刀驱动机构的传动分析、缝纫机踏板机构的运动分析、单缸四冲程内燃机的传动结构分析、圆柱齿轮减速器的传动分析四个情景。每个情景安排学习目标，内容，方式方法建议。根据教学内容下发若干任务，每个任务中具体化知识点、能力点、教学形式、方法、环境要求。以牛头刨床刨刀的教学情景示例如下表一。

5.材料与工具 实验实训指导书，教学模型机构

6.教学重点 自由度的概念和运动副对自由度的限制，机构具有确定相对运动的条件，机构自由度的计算。

二、突出课程的工程性和实践性，提高创新积极性

应用型高职教学不仅要重视常用机构和通用零件工作原理和设计理论，而且要将与工程实际紧密联系的部分作为教学重点，才能使理论教学与实际紧密联系起来。例如，在绪论中研究机械的组成和功用，以汽轮机和内燃机为例子讲授，这两个例子中，包括连杆机构、凸轮机构、连接件、传动件、轴系件以及弹簧等。这两个典型例子的选取，既满足了教学要求，便于学生理解，又突出了课程的实用性和我校的专业特色。课程设计题目的搜集有多种途径，例如：结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目；建立学校与企业的合作关系，了解企业的需求，将企业一线急需解决的设计问题引入到课程设计中；从往届毕业设计的题目中截选出合适的传动装置设计部分作为题目；允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟题；结合国家、省和市机械创新大赛主题寻找一些题目作为课程设计题目。在此类题目的课程设计中，由于有明确的设计目标，学生投入精力很大，兴致也很高，课程设计效果较明显。

三、使用现代工程设计方法和手段，

随着计算机科学技术的迅速发展，世界机械制造业已进入数字化设计、分析与制造的新时代，先进的三维设计及其制造方式正在全面展开。所以在"机械设计课程设计"中，将三维数字化设计代替传统的二维制图是课程改革的一个重点，并对二维设计的机械课程进行整体优化。现在领先的三维设计软件有Pro/E 和UG 等。现阶段许多学生选用传统二维设计软件AutoCAD 绘制工程图，对于缺乏感性知识的学生来说有一定困难，有碍于学生设计能力和创新意识的培养。应当鼓励学生采用三维设计软件进行三维实体设计，使设计手段与现代企业要求接轨，完成零件与系统的设计，先建立三维模型，再形成二维投影，符合一般人的思维习惯，有利于学生创新形象思维。三维图形模型可直接调入有限元软件，进行CAE 分析。这样可拓宽学生创造设计能力的培养，也是软件发展多样化的需要。随着机械制造企业信息化工程的进展，广大工程技术人员使用计算机进行数据处理和设计计算工作，对机械设计制造中通用基础信息资源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等软件工具进行产品设计制造过程中，经常涉及各种标准规范、常用基础数据、曲线图表等信息资源的查询和选用，也涉及常用机械零部件、标准件校核计算和设计分析等专业应用问题，设计手册的查询是设计时遇到的一件非常繁琐的事情。我们推荐使用《机械设计手册（软件版）》，实践表明，学生应用该软件进行传动部件相关零件计算和数据查询所花时间只有以前的一半，不但可以留下更多时间去进行传动机构的三维造型，而且也通过传动部件设计实践，掌握了有别于手工计算、人工查询手册的软件版手册用法，为今后更有效地工作，打下了坚实的基础。

四、坚持并加强课程设计的总结和答辩，培养学生团队意识

答辩是对学生设计成果的一种肯定，也是学生间、师生间相互交流的重要方式；是教师检查设计质量高低的有效手段，也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。以往的答辩方式是单个学生逐一答辩，由于时间紧，提出问题的覆盖面小，难以真正反映学生对课程设计知识的掌握程度。采用分小组答辩的方式，学生之间可以通过相互的讨论，培养学生的团队精神，这样可以获得一次学习提高的机会，提高答辩效果。同时要重视课程设计总结。学生通过认真总结，剖析自己设计中的得失、成败，有助于进一步掌握设计方法和步骤，找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真对整体设计情况有一个针对性的总结，指出设计的不足，要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩，可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题，进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题，从而取得更大的收获，圆满地达到课程设计的目的与要求。

五项目化教学的考核评价方法

基于项目驱动教学的考核强调以人为本的整体性评价观，重视对学生能力高低认定具体手段和实用方法。根据《机械设计基础》课程特点及教学目标， 结合职业岗位能力的需求， 该课程学生学习成绩由学习过程态度考核、学习过程知识技能考核、综合能力考核及理论知识考核四个部分组成。具体考核评定标准如下。

准时提交作业、实验报告且内容基本正确和符合要求可得满分；迟于规定时间上交作业者每次扣1分；不交作业者每次扣2分；作业内容有明显抄袭痕迹或完全不符合要求者每次扣1分。

实验、设计课遵守纪律。不大声喧哗。实验操作规范得满分。明显扰乱课堂秩序，影响他人的扣2分，扣完为止。

全部按时交作业准确率80%以上得15分；准确率（70-80）%得12分；（60-70）%得10分。不交作业一次扣一分，扣完为止。

客观题部分，主要用来考查学生必须掌握的基础知识； 主观题部分，考查学生对知识的应用能力。

四、结束语

教学实践表明，本次在机械设计基础课程中采用任务驱动和模块化教学模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培养模式，是对传统教育模式的颠覆性改革。其优势体现在：第一，构建以培养学生具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力，对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力为核心的教学目标。第二，将教学内容与工程实践紧密联系在一起，顺应先进制造技术发展的需求，适应日益扩大的国际经济交流，以及日益增加的工程全球化竞争环境。第三，营造有利于创新人才培养的环境，激励学生的创新精神、创新能力，以满足社会对工程人才知识结构和素质能力的要求。第四，在理论课堂教学中强化实践教学，提高学生的工程意识和工程素养。以适应信息时代对工程技术人才的需求，适应高职院校对高技能高素质人才培养的要求。但是，这种教育模式的实施，对教学环境，对教师的素质都提出了新的挑战。我们应该共同努力使中国的工科教育能够走在世界前列。

参考文献

[1] 濮良贵， 纪名刚. 机械设计[M]北京： 高等教育出版社，2001.

[2]秦剑英.项目教学法在《机械设计基础》课程中的应用[J].中国科技信息，2009，（2）：219-220.

[3]沈晓玲，平学成.机械设计课程设计的教改探索[J].华东交通大学学报，2007，（12）：132-133

[4]朱玉.CDIO工程教育模式下"机械设计课程设计"教改的探讨[J].中国电力教育，2010，（19）：98-99.

[5]唐锐，党玉春.机械设计课程设计的教改探索[J].攀枝花学院学报，2004，（12）：112-113.

篇6

[关键词]精度设计 培养方案 教学实践 改革

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A

引言

机械产品往往由于丧失精度而报废，周期性检修的实质就是对其精度的检定和修复，没有足够的几何精度，机械产品就失去了使用价值。因此，从理论上讲，无论何种生产类型、何种功能要求，都应该对零件的几何要素提出精度要求。精度设计用以确定机械各零件几何要素的公差。机械产品的精度设计是联系产品使用性能和生产制造过程的桥梁[1]，精度设计给定的公差等级、采用的公差原则对生产设备的选择、工装夹具的设计和制造、检验方法的制定等方面有着决定作用，它直接影响着生产成本的高低，进而影响着产品的市场竞争能力。

《互换性与测量技术基础》是高等院校机械类、仪器仪表类和机电相结合类各专业必需的主干技术基础课程[2]，涵盖了几何精度设计与检测两方面的内容。在几年的教学实践中发现以下问题：

（1）学生没有充分意识到几何精度对机械产品使用性能的重要性。在课程设计和毕业设计时，只做完系统设计与参数设计，精度设计基本就没做或者很少做。

（2）学生不具备相应的精度设计能力，不能灵活运用所学的相关知识进行机械产品设计。在课程设计和毕业设计时，精度的确定并没有考虑产品的性能要求和生产成本之间的关系，所做的设计在目前生产条件下无法制造生产，或者造成生产成本的增加。

（3）学生不能正确运用设计标准和规范。比如，在齿轮的设计中，图纸表达不完善，参数表只有结构参数的内容，而没有精度参数的内容，甚至没有参数表；标准件并没有按照国家标准选用规格；已废除的国标仍在使用。

鉴于此，作者对课程教学进行研究，并进行大胆尝试与改革。

一、建设课程群，确立精度设计地位

课程群是为完善同一施教对象的认知结构，而将本专业或跨专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合而成的课程体系[3]。以实现学生综合设计能力、创新能力为培养目标，把“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“互换性与测量技术”4门课程的各教学环节进行优化重组融合，形成机械类专业基础课群。机械产品的设计过程通常可分为三个阶段：系统设计、参数设计和精度设计[4]。如果说系统设计为机械产品的一次设计，那么精度设计就是系统的三次设计。系统设计以整机的功能为目标而进行的机械基本工作原理和总体布局设计，是运动学的设计，主要由机械原理课程承担；参数设计以保证系统的能量转换和工作寿命来确定机构各零件几何要素的公称值，由机械设计课程承担；精度设计以保证机械产品的性能要求同时考虑制造的经济性来确定机械各零件几何要素的允许误差，由互换性与测量技术课程承担。

通过分析，互换性与技术测量课程的教学内容应该以精度设计为主线，以提高精度设计能力为目标，和机械原理课程及机械设计课程共同研究机械产品的设计。

二、设计性能检测实验，增强精度设计意识

在几年的教学实践中发现，学生能够理解机械结构参数对机械性能的重要性，却认识不到几何精度对机械性能的重要影响，甚至错误的认为机械设计就是做系统设计和参数设计，认为精度无关紧要。

为了更好的帮助学生理解几何精度设计在生产实际中的应用，体会几何精度对机械产品性能的重要影响，增强学生综合运用知识能力，强化机械设计、几何精度和机械制造之间的相关性，指导毕业生研制出机械性能检测实验台，使学生通过实验，切身体验几何精度对机械产品性能的影响，增强精度设计意识。

本实验台的整体结构系统图如图1所示：

图1：机械性能检测实验台整体结构系统图

直流电机作为动力通过一个一级传动机构驱动发电机工作，并设计的检测系统（传感器、采集卡、PC机自行开发的测试系统）对其性能指标进行检测，如传动效率、振动、噪声、温度等。传动机构的主要零件是可以拆装的，同时，主要零部件配备有多套（结构参数相同，仅精度不同）。实验时，学生组装不同精度的传动机构，进行整机运行，通过测试性能指标比较来反映整机的运行性能。

通过本实验可以加强学生对几何精度影响产品使用性能的主要认识，增强工程意识，并通过此综合实验培养学生综合运用所学相关知识的能力。

三、进行综合设计，提高精度设计能力

依据机械类专业教学计划，机械原理课程和机械设计课程及互换性与测量技术课程一般都安排有相应的2～3周的课程设计。课程设计一般要求学生在相对集中的时间内运用所学的相关知识完成一个具体的小设计[5]。目前，一般教学安排都是每门课程独立安排相应的课程设计，而这样做的结果对学生造成一种误导，形成“机械设计就是系统设计”，或者“机械设计就是参数设计”，“质量（使用性能）是检验出来的”等错误认识；同时也不能增强学生综合设计能力的培养；另外，也不利于“培养学生的工程实践能力和创新能力”教学目标的实现。以至于做毕业设计甚至在实际工作中，出现图纸表达不清楚、不合理、不符合规范，或者设计出来的产品依据目前的生产条件根本没法生产或者是生产成本过高等问题。

针对以上问题，把机械原理课程设计、机械设计课程设计及互换性与技术测量课程设计进行优化、整合。以培养综合设计能力为目标，进行综合性课课程设计。

（一）课程设计内容优化改革

目前，机械设计课程设计所做的机械产品设计基本上都是只考虑系统设计和参数设计，至于精度设计，基本就没做或者做的很少，有的只是在图纸上参照相关的设计做了些公差标注，至于为什么要选用这些精度项目？为什么要确定如此精度？学生基本就不知道。

曾经针对此问题，提出在互换性与测量技术课程设计调整精度设计的内容，让学生各自找出自己所做的机械设计课程设计，对整个设计进行完善。学生在系统设计和参数设计的基础上进行精度设计，并对前期的错误进行更正，形成完整的机械产品技术资料。

通过此项改革，提升了学生对精度设计在机械产品设计的重要性认识，但是，这样就会由于工作的不连续就耽误了很多时间。首先，对机械设计课程设计、机械原理课程设计、互换性与技术测量课程设计时间进行调整，调整为同时进行；然后，对其设计内容进行整合，取消原来的独立课程设计，实行综合课程设计，涵盖系统设计、参数设计、精度设计等内容。

（二）选题来源于工程实际

目前，机械设计课程设计题目大多是“一级或二级齿轮减速器”的设计，它涵盖了“机械设计”课程中大部分内容，有助于学生加强相关的知识的综合运用能力，但这样就出现题目单一化，不能充分调动学生的创新意识。通过对以往的课程设计答辩情况来看，部分学生曾出现抄袭现象。基于此，课程设计的选题来源于工程实际，解决所在城市厂矿的实际问题。根据任务的大小对学生进行分组，使学生协同完成整个设计任务，而所做设计是否能满足实际需要，可以直接在生产中得到检验，在工程实际中体会精度设计与生产性能及生产成本的关系，增强学生的工程意识。另外，设计要变为产品，图纸是设计工作者和制造工作者之间的沟通语言，这样，图纸的表达必须规范。学生在实际工程中体会图纸表达规范化的重要性，并能运用国标进行规范化设计。

四、改革考核办法，激发学生学习动力

以往，对于课程设计的考核方法是“考勤（10%）+报告（20%）+答辩（70%）”，这种考核办法能够使老师对学生的知识及素质得到全面的考核。但对学生来说有种“课程到此为止”的感觉，学生只知道自己的一个综合分数，并不知道自己掌握的相应知识到何种程度，是否满足工程实际所需？或者对于实际工程，还需要哪此方面的知识？其它同学是个什么样的水平？

一种理想的课程考核模式，应该能够全面、正确、有效地实现检查评价、教育激励、诊断反馈和导向等多种功能[6，7]。因此，在对精度设计进行考核时，采取了以下措施：

1．学生作为评委对学生进行答辩。这时，老师只是作为场外指导，对学生解答不了，而对他们的能力提升有关键作用的知识点做出解释和阐述，同时也从学生的答辩时所提的问题及回答情况对答辩学生和答辩评委的知识和能力掌握程度做出全面判断。

2．指导老师和学生进行互动，并做总结。在答辩进行完毕，指导老师就精度设计和学生进行互动，学生在互动中调动学习的积极性，并能对知识理解的更深刻。然后通过老师的总结，使学生对精度设计的脉络有个更清楚的知识，能够掌握精度设计的要领，并能体会精度设计在机械产品设计中的地位。从而激发学生学习知识的积极性和动力。

五、结束语

精度设计作为机械产品设计的一个重要环节，在理论教学与实践教学中应该加强学生精度设计能力的培养。近年的教学实践，学生精度设计能力有了很大的提高，为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。

[参考文献]

[1]王永泉，马秋生，潘艳波.机械产品精度设计与生产成本的关系[J].机械设计与制造，2005（5）：147～148.

[2]王伯平.互换性与测量技术基础（第3版）[M].机械工业出版社，2009.

[3]李慧仙.论高校课程群建设[J].江苏高教，2006（6）：73～75.

[4]杜文华，郑江.机械基础系列课程教改中机械精度设计的实现[J].华北工学院学报（社科版），2004，20（3）：89～91.

[5]刘小康，余洁冰.工科学生课程设计与综合素质培养[J]. 高教探索，2009，（5）：133～134.

[6]施军.高校考试制度改革的若干思考[J].江苏高教，2003，（5）：57～59．

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关键词 课外科技活动 工程素质 创新 机械工程

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.05.015

Abstract To realize the goal of training major in mechanical engineering， engineering graduates to improve engineering quality status， this paper explore the extracurricular activities of science and technology in a more comprehensive way based on the students， to cultivate students' engineering quality. The extracurricular activities of science and technology and basic course teaching， engineering practice， combination of production， learning and research， innovation education， scientific attitude and humane quality training combined， to enable students to consolidate the knowledge， exercise ability， improve the overall quality， innovative engineering talents training to carry out the beneficial exploration and try.

Key words extracurricular science and technology activities； engineering quality； innovation； mechanical engineering

0 引言

培养具有工程实践能力和创新能力的高素质机械工程技术人才，是新世纪机械工程高等教育的主要教学目标。①根据这一目标，我们不断推进机械基础类课程教学改革，②在原有理论教学和实践教学的基础上，拓展大学生课外科技活动平台，探索更加全面的培养学生的工程素质的途径。

1 工程素质现状与培养目标

目前工科毕业生存在的普遍问题主要有：应用课程所学基本原理，分析较复杂工程问题的能力较弱；根据工程实际问题，提出满足要求的设计方案的能力较弱；在设计方案中缺乏工程创新意识；在实践中缺乏动手能力等。③我校机电工程学院作为教学研究型学院，机械工程作为工科专业，以重点培养从事工程技术开发和应用的设计工程师和生产工程师为主要目标。其本科毕业生除少部分进入更高层次的教育，大多数将主要到大中型企业或工程设计院从事大中型工程项目的开发、设计、施工等方面的工作，其中一些人还将工作在生产第一线。针对学生中存在的主要问题，依据我院学生培养定位，提出依托大学生课外科技活动，推进工程人才培养模式改革，强化学生创新能力训练，培养适应创新型国家建设需要的工程人才。我院机械设计制造及其自动化专业培养目标如下：培养具备扎实的机械工程理论基础、现代设计理论与方法、先进制造技术、CAD/CAM/CAE等方面的知识与能力，能从事机械领域的产品研究开发、设计及制造、技术应用研究、生产运行管理和市场营销等方面工作的具有创新精神和实践能力的高素质复合型工程技术人才。为实现上述培养目标，在长期的探索实践中，我们依托“大学生课外科技活动”，培养学生扎实的理论功底；应用基础知识知识、分析和解决工程实践问题的能力；培养工程人才严谨的科学态度和不可或缺的人文精神。

2 结合课外科技活动的工程素质培养改革措施

我院学生参加的“大学生课外科技活动”主要包括：大学生创新创业训练计划、大学生机械创新设计大赛、大学生工程训练综合能力竞赛、挑战杯等。自2004年起，我院组织并指导学生参加全国大学生机械创新设计大赛；2011年起，组织并指导学生参加全国大学生工程综合能力训练竞赛；2012年起，连续四年指导国家级、省级、校级创新训练项目。这些项目的实施，为课题的探索提供了研究基础和实践条件。为实现上述培养目标，从大学生课外科技活动与基础课教学、工程实践、产学研结合、创新教育及综合素质培养几个方面进行了探索与实践：

（1）以大学生课外科技活动为动力，夯实专业理论基础。创新型工程人才培养，离不开专业基础课教学。数学、制图、力学及机械学等，这些看似枯燥的基础课往往很难提起学生的兴趣，即便是专业课，由于缺乏相关的实践经验，很多问题也很难理解。我们将学生作品带进机械基础系列课程的课堂，学习作品中所应用的基础理论与知识，极大的调动了学生们学习基础理论课程的兴趣。兴趣是最好的老师。二年级学生学习了机械相关基础课程后，就可以参加大学生工程综合能力训练竞赛的设计和制作，让书本中的机构动起来，学以致用。另外大学生创新训练计划选题由学生自主申报，经过前期调研论证、资料查阅，学生对将要完成的课题既熟悉又有兴趣；同时项目组跨年级、跨专业组合，使低年级学生较早接触课外创新活动，也增加了对理论课程的兴趣。这些课外科技活动，使学生们认识了材料、理解了公差、学会了制图、设计了结构，这些收获，无一不有助于基础理论课程教学质量的提高。

（2）以大学生课外科技活动为平台，丰富实践教学体系，强化工程实践能力。对于机械类学生，工程实践环节尤为重要。现有的实践教学环节主要有：实验、设计和实习。实验指各门课程课内实验和少量综合实验课；设计包括课程设计和毕业设计；实习包括：认知实习、生产实习和毕业实习。这已经较为完整的实践教学体系为什么还会出现不少毕业生缺乏动手操作的实践能力，缺乏专业方面的实践经验，缺乏对自己缺乏实践能力与实践经验的认识与危机感？课内安排的实践环节学时有限，自主设计实验和动手操作的机会甚少，各门课程的实验知识点相对分散；设计中涉及到的部分工程环境学生较为陌生，对设计题目缺乏兴趣和着手点；生产实习、毕业实习等在外实习机会多以拓宽学生的生产环节见识为主，直到毕业设计，学生很少有机会参与完成产品的整个设计过程；另外，整个实践环节个性化较少，每个环节的实践周期较短，学生很难得到系统完整的训练。机械创新设计大赛等课外学生科技竞赛和大学生创新创业训练计划等活动为课内教学提供有益的补充，丰富了实践教学体系，搭建了一个更加宽容、更加个性化的实践教学平台。借助这个平台，学生们利用课余时间，观察生活、走出校园、结合实际提出设计思想，走进市场、购买材料、伸出双手、动手制作，将他们的想法变成模型、做成实物，而不再仅仅是看似美观的图纸。比如学生最初绘制的零件图，往往只注意了基本尺寸的标注，对公差、基准、粗糙度等方面不够重视，到了加工制作的环节，就会发现不足，经过3～5次反复修改，最终绘制出可用于加工的零件图和装配图。

（3）以大学生课外科技竞赛项目为切入点，鼓励学生进入教师科研课题。本科生参与科研项目的机会不多，课程设计和毕业设计与工程实际有一定差距，校外实习时间又很有限。通过大学生课外科技竞赛和创新创业训练计划，提高各类设计环节真题真做的比例，鼓励学生更早进入教师的科研课题。比如，在机械原理课程设计时，结合当年的大学生机械创新设计大赛题目，由学生自主选择，做方案设计。目前，机械专业约有三分之一左右的学生选择以各类课外项目作为机械原理课程设计题目。创新训练项目的题目，也可以选择作为毕业设计题目。参加过大赛或项目的学生，往往具有更好的动手能力，自主学习和解决问题的能力，教师也更希望吸纳其进入科研课题。

（4）以大学生课外科技活动为依托，开展创新教育。培养学生的创新意识和创新能力是工程人才不可或缺的内容，在原有教学的基础上，在一年级学生的认知实习中，增加参观大学生机械创新基地，使学生明白创新不是空中楼阁；二年级增开选修课程“工程设计”，同时鼓励二年级学生加入到高年级学生的团队当中，将创新教育不仅带入课堂，更是让它走出课堂，通过学生课外科技活动平台，借助我院的大学生机械创新基地，结合大学生机械创新设计大赛等学生竞赛，实施大学生创新教育，在做中学，在学中进，在进中练，使课外实践渗入课堂、实验、课程设计、认知实习、金工实习、毕业设计等各个环节，课外创新训练日常化，工程实践更全面，课外创新与课内教学结合更紧密，逐步培养创新能力。

（5）以大学生课外科技活动为契机，培养严谨的科学态度和人文精神。机械创新设计大赛每一届主题的设置都蕴含着强烈的社会责任感。各类学生竞赛项目从申请、实施到结题，全部以学生为主体，项目负责人为学生，极大地激发了学生的责任感和主动性。通过竞赛和计划项目的实施，可培养学生的协作能力、不断自学、解决问题的能力，查阅文献的能力，将想法付诸实践的能力，表达、沟通、交流的能力，以及坚持的精神和平和的心态。作品的完成，更是提升了学生的学习自信心和专业自豪感。

（6）以大学生课外科技活动为桥梁，以老带新，传递正能量。团队中不同学科的交叉拓宽了学生的设计思路，丰富了学生的知识结构；不同成员的特长加强了团队间的团结协作、沟通交流；不同年级的梯队不仅是知识的传承，更是工程人员科学态度的沿袭。

3 实践效果和结论

经过十几年的探索与实践，我院获得省级以上大学生各类课外科技竞赛获奖及创新训练项目共百余项，参与学生人数逐年增加，以2015年为例，有半数以上的学生参加了各类竞赛及项目的校内选拔。参与学生的理论课学习、课程设计和综合实验完成效果具有明显改善；毕业设计质量有所提升；主动参与教师科研项目的本科生逐年增加；申请专利和的数量也明显增加。学生在赛后总结中这样写道：“整个设计过程经历了多次改进，我们有过争论到面红耳赤，也有过改进完善后的欣喜，经历了这些，我们学会了冷静、坦然地面对出现的问题。”“我们曾为了……最终，这些努力还是有很多徒劳了，可我们在辛苦中得到了宝贵的经验，这些经验是书本上学不到，也是我们参加比赛最独特的收获。”通过大学生课外科技活动这个平台，使学生们的基础知识得到很好的巩固，发现问题、分析问题的能力得到了提升，所采取的解决方案更加真实可行，切实用所学到的知识解决了工程实际中遇到的问题，在解决问题的同时学会思考，学会理解并承担相应的责任，学会团队间的沟通和合作，发现自己的不足，确定终身学习的意识。下一步，将加强完善制度建设，动员更多的学生参与到活动中来，在实践中培养学生的工程素质，使创新型工程人才培养持续改进。

注释

① 赵晓闻，林健.工程人才培养模式的国际比较研究[J].高等工程教育研究，2011（2）：33-41.

篇8

关键词：机械原理 教学方法 创新思维 实践教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0152-01

近几年来，三本教育如雨后春笋般迅速的发展起来。三本教育始终以培养应用型人才为目标，以提高学生的动手能力、创新能力和社会适应能力为宗旨，从德、智、体诸方面对学生进行培养，使学生得到工程师素质的基本训练，对相应的教学体系也做出了调整[1-3]。机械原理作为机械设计制造及其自动化专业的一门主干技术基础课，本人在教学的过程中进行了一定的改革和探索。

1 采用启发式教学，发挥教师的引导与示范作用

牢固树立了“学生为主体，教师为主导”的教学理念，以充分动学生学习的主动性、自觉性及提高动手能力为目的的教学模式。尽量避免使用传统的满堂灌、注入式的单调教学方法，使用多媒体等现代化教学手段。

机械原理课是学生由基础课学习转入到理论课学习的一门承上启下的主干技术基础课。从学习方法上而言，学生由纯理论的公式推导、演算等的学习转为理论联系实际的学习方法。

上课时对讲授的内容要重点突出，深入浅出。例如讲连杆机构、凸轮机构、齿轮机械时我们可以先让学生自己谈谈个人的理解并联想日常见到的事物有哪些与这些机构有关。从连杆机构在折叠桌椅中的应用到汽车变速箱中的齿轮机构；从平面低副引出公交车门的启闭机构的设计；从球面副联想人体肩关节引出机器人肩关节的设计，这样可以使学生觉得这些机构就在身边，从而消除他们对新知识的陌生感和排斥感。另外，本人在教学中选取个别章节的内容作为学生的课内自学内容。例如第五章机械的效率及其自锁，因为这部分内容简单，学生有一定的基础。课前先任意指定几名学生让他们提前备好课，上课时给其他同学讲解，讲完后再由老师总结引伸。这样做的好处本人认为有以下几点：（1）发挥学生的主观能动性，集思广益从中受到启发；（2）让学生讲可以看出他们考虑问题容易忽略的地方，这时教师指出后既可以补充遗漏的知识又可以改善学生的思维方式使他们在以后的学习中考虑问题更加全面；（3）让学生在正式场合讲话可以培养他们的自信，锻炼他们的口头表达能力以及处理临时问题的应急能力。

2 采用多媒体教学，引导、启发培养学生的创新意识

起初，讲授机械原理课程采用板书加挂图的传统教学模式，经过不断的探索与努力，形成了现在的以板书教学为主，多媒体教学为辅的教学方式。上课时如果涉及到推导计算或强化记忆的内容就采用板书的方式来讲这样能使学生加深理解记忆深刻，如果用多媒体教学由于幻灯片播放速度过快很难使学生掌握。如果是形象化的内容就采用多媒体教学让学生通过观察运动起来的机构去分析机构工作原理，从感性认识上升到理性认识。同时引导学生，让他们联想该机构在日常生活中的应用，从而启发和培养学生的创新意识。

我们每年都组织科技创新大赛，要求学生根据所学的机构每人做一两件作品参加比赛。虽然大多数学生的作品是对现有机构的模仿，但是也有个别同学可以对现有机构进行一些改进。我认为通过这样的锻炼对于培养学生的动手能力和创新能力应该有一定的帮助，对培养应用型人才也大有裨益。由于独立学院的经营模式的影响也存在一些问题。比如，在这方面我们投入的力量和资金还不够。主要原因是教师工作量大，在学生课外创作上指导的力度不够，这也是学生在创新制作方面始终没有大的突破；学生活动经费有限，大多数学生在创作过程没有新意，仅限于制作一些纸质、木质的手工模型。同时，也是因为资金原因导致奖励的力度不够，很难调动学生的积极性和创造力。

3 加大实践教学力度提高学生的动手能力提升学生适应社会的能力

目前独立学院机械原理课程的实践环节主要是实验和课程设计。实验主要是机零机原实验室的参观，该实验室的主要设备是机械设计基础示教阵列柜，学生可以通过参观各种典型的机构对上课内容加深理解。课程设计主要培养学生应用机械原理知识独立解决实际问题的能力，使学生能够系统地掌握机构的设计、机械的运动学和动力学分析和设计等知识。这些实践内容仅仅是理论课教学的一个补充，是验证性实验教学，这种实验往往流于形式。设计性、综合性、开放性实验还不成熟，要想进一步提高学生适应社会的能力为培养应用型人才打好基础，我认为我们还应在这方面着手提高。我们可以从以下两个方面去加强机械原理课程的实践环节。第一，加大计算机技术和计算机软件（如ADAMS、Pro/E、UG等）的学习与应用。这些软件的仿真模块可以对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，减小学生学习解析法过程中的畏难情绪。使学生把学习的重点从计算建立模型转化到分析设计参数对传动的影响、传动方案的比较选型上，提高他们改革创新的能力。第二，大胆尝试选用开放性、综合性课程设计题目，鼓励学生自选有创新性的题目。在机械系统方案设计这一章中综合运用前面所学过的知识，根据机械预期实现的功能要求，构思出所有可能的工作原理，加以分析比较，根据使用要求或者工艺要求，从中选出既能满足工作要求又能符合工艺要求，既简单又合理的机构或机构组合。

总之，机械原理作为机械专业的一门主干技术基础课，在利用传统教学方法的基础上，更新改进教学方法，加大实践力度，培养学生创新思维能力。经过一段时间的教学实践证明，不仅有利于学生对基础知识的深入理解，而且促进学生知识结构的优化和综合实践素质的提高，使学生全面系统地掌握了机械的基本原理和设计方法。

4 结语

为了适应独立学院培养应用型人才的要求，在专业基础课和专业课的教学中要不断探索新的教学方法。采用启发式教学，借助多媒体和计算机技术强化实践教学，充分调动学生的积极性，从而提高学生分析和解决实际问题的能力。

参考文献

[1] 佟瑞宏，董炯，卢岩.机械原理教学与创新设计相结合的实践与探索[J].辽东学院学报，2010，17（4）：365-368.

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一“讲”一“问”一讲:本课程在整个大学学习中的地位和与其他课程的关系。机械设计是机械类及近机械类专业具有设计性质的技术基础课，它综合运用了数学、物理、理论力学、材料力学等基础理论和机械制图、机械原理、金属工艺学、公差与技术测量和机械制造技术等专业基础课的有关概念和知识，再结合本课程的学习，最终获得机械设计方面的基础理论和技术知识，联系生产实际和机器的具体情况，去设计工程中所需要的零部件及简单机械。因此可以说它是对先修课程的总结和运用。但在设计思想和方法，运用规范、标准查阅手册、图册等方面又具有专业课的属性。它是从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程，从基础课程过渡到专业课程的桥梁。学好本课程将为学好专业课以及专业产品和设备的设计打好坚实的基础。一问:同学们该不该认真学好这样的课程?

二“讲”二“问”二讲:本课程的性质。本课程具有明显的综合性、设计性和工程性等特性。任何一个零件和机构的设计都要打破先修课程各自的系统，跳出其只局限于机械工程中的某一个特定范围，学会综合考虑问题的方法。养成理论联系实际的思维方式和善于观察、勤于动手的习惯。学习本课程主要是让学生学会设计一般参数的通用零件和简单机械。而任何一部机器设备都是由若干零件组成的。因此，机械零件设计是机械工程设计的基础。只有在机械零件的设计过程中方法先进，结合实际，计算精细，才能设计出物美价廉，在市场上具有很强竞争力和生命力的产品来。二问:同学们愿不愿投入更大精力学好这门课程?

三“讲”三“问”三讲:本课程的重要性。由于本课程是最后一门技术基础课，于是它不仅是基础课过渡到专业课的桥梁，而且还可以认为是由大学生过渡到机械工程师的桥梁，因为学好本课程能够使学生在通往机械工程师的道路上迈出一大步。本课程学得好与坏，内容掌握的深与浅，不仅反映在课程设计和毕业设计上，还反映在毕业后工作能力上。凡是毕业后在工作中表现突出、设计能力卓越者，大都是本课程学习较好者。三问:同学们要不要努力学好这门重要课程?

四“讲”四“问”四讲:工程师对人类的贡献。本课程是由大学生过渡到工程师的桥梁。工程师在人类社会的发展进程中已经做出并将继续做出卓越的贡献。正如美籍力学家和航空工程学家卡门所指出的:“科学家研究现在的世界，工程师创造过去没有过的世界”和“科学探索从好奇心开始，设计过程则从需要出发”。也就是说工程师正在为人类创造出一个又一个新的世界;工程师在为人类不断增长的物质和精神需要而工作，而科学家的探索只是出于好奇。至此同学们将为自己能成为一名工程师而感到无上的骄傲和自豪。认识的提高将有力地激发学生的学习动力和兴趣。那么要想成为有所作为的工程师，就必须掌握好基础科学、工程科学和技术知识，而机械设计课的知识则是成为工程师的基架。四问:同学们想不想下决心学好这门有意义的课程?

五“讲”五“问”五讲:工程师的梦想。任何一个设计工程师都曾有这样的梦想:坐在图板或计算机前面创造出完美的工程实体———可能是一台现代的机器、一座宏伟的建筑、一组成套的设备、一台多性能的机器人或其他的成品。这里想象的“完美”指的是功能的协调、最佳的性能和无限的操作寿命，简单而优美的外观。通过这一梦想实现的描绘，可使同学们树立起成就感和荣誉感，致使创造力得到激发。显然要使梦想变为现实，要使自己今后取得突出的成就和有一个辉煌的未来，当前就需要打好基础，学好机械设计这门课程。五问:同学们会不会为了自己美好的憧憬，学好这门通向发明创造之门的金钥匙课程呢?

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关键词：汽车机械基础；职业能力；课程改革；探讨

高职汽车运用技术专业人才的培养目标是培养既有专业理论知识又有实践技能的具备综合素质的汽车运用与维护高技能人才，以适应我国汽车产业快速发展的需求。《汽车机械基础》课程作为高职汽运专业的一门主要专业技术基础课，是其人才职业能力培养和职业素养养成的第一阶段，在该专业学生的培养中起着承前启后的重要作用。但目前本课程的教学模式、教学内容和教学方法等方面与高等职业教育所突出的“职业能力”要求存在一定的差距，尤其是传统的教学模式体系未能全面考虑高职学生素质的特殊性。因此，为适应目前汽车行业急需人才的能力结构和技能水平的需求，该课程迫切需要改革，探索一种新的教学体系和模式，从而体现高等职业教育以能力为本位的特色，适应社会需求。

一、《汽车机械基础》课程传统教学模式存在的主要问题

（一）课程内容与专业联系性不强，教材未能反映高职教育特色

《汽车机械基础》课程内容多、范围广，目前还基本承袭了我国高等教育重系统、重理论的传统，没有考虑到高职教育的要求和学生的特点，课程内容没有针对专业要求合理设置，与专业联系性不强。所选用的教材也仍以体现理论性和系统性为主，只是对部分难度较大的内容做了删减或选用，内容抽象、缺少理论与实际相结合部分。由于针对性和实用性不明确，学生缺乏了解该课程与其专业之间的关系而对学习目标感到茫然，学习积极性和主动性不高，对所学知识的理解和记忆浮浅，影响了后续课程的学习。

（二）教学方法单一落后

传统的《汽车机械基础》教学方式大多是“灌输式”，以教师讲解为主，学生被动听讲，课堂教学仍沿袭粉笔板书、挂图和简单的教具，缺少形象化的教学手段，教学方法比较单一，学生对所学内容缺乏必要的感性认识，难以取得好的教学效果。

（三）实践教学条件不足，学生实践技能的培养有待加强

实践教学能提高学生的学习兴趣，是学生获得知识的重要途径，而且对培养学生的学风和素质、实际工作能力和创新能力具有十分重要的作用。汽车机械基础是一门操作性很强的课程，但目前部分职业院校往往对这门专业基础课实训条件准备不足，实验实习器材相对短缺、陈旧，远远不能满足教学要求，有的甚至没有汽车机械基础实训室，实验无法开出，学生对零部件、运动过程缺乏感性认识，有的甚至感觉学习机械基础无用，结果导致教学效果和后续专业课程的学习受到影响，这样培养出来的学生动手能力差，不能满足市场需求。

（四）部分教师自身专业理论、实践知识不足

《汽车机械基础》是一门服务于后续专业课和本专业的专业基础课程，这就要求任职教师不仅要精通本课程的知识，还要熟悉本专业的相关专业理论知识和实践技能，在教学中不断总结教育教学方法，这样才能更好地把握如何将相关的专业知识和技能贯穿于本课程的教学中，使其教学更贴近专业，更好地实现该课程与专业课的有机结合，最终实现教学质量的提高。而目前部分汽车专业基础课的教师来自于非汽车类专业，由于缺乏汽车专业理论与实践知识，造成该课程教学、考核重点与专业联系不紧密，难以很好地为专业课服务。

二、《汽车机械基础》课程教学改革思路

（一）课程教学改革总体思路

根据我国汽车行业发展对汽车运用技术专业人才素质要求、业务范围、知识和能力结构等方面的要求，针对机械基础传统教学模式存在的问题，结合高职学生学习基础参差不齐、缺乏基本机械常识的特点，对汽车机械基础课程进行教学改革，其改革总体思路如下图1所示。

（二）课程设计理念

在课程的教学设计方面，围绕“职业能力培养”这一主线，根据专业所涵盖岗位群的任务和职业能力分析，以本专业教学计划培养目标为依据，结合学校现状，开展基于工作过程为导向的课程开发，按完成典型工作任务所需的汽车机械基础知识、技术应用能力、职业素质进行本课程内容的选取及重构，以服务后续课程为原则，将传统的教学内容“工程力学”、“汽车材料”、“机械基础”、“液压传动”等知识糅合到汽车机械中，每一个知识点都以具体汽车机械结构为依托，将其有机整合为《汽车机械基础》，形成课程教学内容的学习项目，将各项目划分成若干工作任务，每个工作任务根据实际教学特点，按照“资讯一决策一计划一实施一检查一评估”组织教学。教学中通过形式多样的教学方式相互融合，让学生掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法，掌握常用汽车材料的性能、用途及选用，在了解常用机构、零部件的基本知识、理论的基础上，学会分析、选用机械零件及简单机械传动装置，掌握典型液压元件的结构组成、原理及应用，能读懂典型的液压系统图并分析液压控制装置的工作过程，能进行液压系统的基本维护，同时在整个教学过程中使学生学会运用标准、规范、手册、图册等有关资料，培养学生初步解决工程实际问题的能力，经验和工作态度的养成在知识和能力的学习训练过程中同步进行，素质教育贯穿于整个教学过程始终。

图1 课程教学改革总体思路

（三）课程改革探索

1.优化整合教学内容