机械设计基础课程设计精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇机械设计基础课程设计范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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《机械设计基础课程设计》是机械设计基础课程实践环节的一个必不可少的环节，旨在通过学生自主设计，培养工程类人才的分析能力、实践能力、动手能力、应变能力、语言表达能力和团队合作精神。针对现在课程设计中存在的一些问题，提出几点改进的建议，以期学生能从课程设计环节取得更大的收获，培养出更适应社会发展的工程应用人才。

关键词：

机械设计基础；实践环节；工程应用

《机械设计基础课程设计》作为《机械设计基础》课程的延续，机械设计基础课程的一个重要实践教学环节，是工科院校机械类学生第一次独立自主设计，主要考核学生分析查表、分析实际问题、绘图和语言表达等方面的综合能力。也是一次对理论与实践相结合的新教学模式的探索。随着社会和企业对人才需求的变化，要求机械类工程应用人才具有扎实的理论知识基础、良好的动手操作能力、独立思考能力，具有发现、分析和创新性的解决实际工程问题的能力。这也对我国大中专院校的教学质量提出了新的要求和目标。与此同时，机械设计基础课程设计作为一个重要的实践环节也凸显出了更大的意义。本文围绕培养与企业需求相符合的工程应用型人才这一目标，从机械设计基础课程设计的教学内容、教学方法和考核制度等方面进行改进和实践。

1“机械设计基础课程设计”现阶段存在的问题

1．1题目单一，束缚学生创新力

机械设计基础课程设计设计题目多为以减速器为主体的传动机械装置。主要包括对传动参数计算、齿轮传动设计、带传动设计、轴的设计、轴承和键等常用零部件的选用。该装置比较全面地反映了机械设计基础课程教学内容，成为各大高校常用的典型课程设计题目。采用“教师随机辅导，学生自主作业”的教学模式，主要考核学生分析查表、分析实际问题、绘图和语言表达等方面的综合能力。题目单一带来的后果就是网上参考资料泛滥，或者往届学生设计资料外流等各种原因造成的学生抄袭情况严重的现象。导致与学校开设这门课程的目的有所偏离，更重要的是这种现象严重束缚了学生的创新力。

1．2设计任务大，时间紧

机械设计课程设计实践周期大多为三周，通常在理论课程后进行，根据学生专业基础知识差异，可分为单级齿轮减速器和二级齿轮减速器。课程设计设计大量的参数计算，需要学生在掌握理论知识的基础上能够熟练使用设计手册，而且在设计过程中还需要全面考虑强度、刚度、密封、以及加工工艺等方面的问题，学生在缺乏实际设计经验的情况下很难顺利完成设计计算。同时在整个设计过程中还融合了工程力学和几何公差与测量方面的知识。这些课程开始时间与课程设计间隔过长，很多学生无法快速学会将这些知识运用到课程设计当中。初次之外，绘图工作量较大，一般要求学生手工绘制一张A1的装配图和两张A3的零件图，书写一本课程设计说明书。种种原因都导致学生时间紧迫，无法在有限的时间里面完成优秀的设计。

1．3管理方式存在差异

理论教学主要在课堂进行，有教师主导，严格按照教学计划进度教学。而课程设计一般指定一个固定教室，以班级为单位。在课程设计期间，要求学生按照教学时间集中在教室进行学习，在此期间，教室随机进教师对学生进行辅导和考勤。这种管理模式对学生的自律性要求极高，事实证明，大部分学生并不能严格按照要求时间节点完成设计任务，导致整个设计过程延后，设计质量下滑。

1．4学生态度不端正

课程设计考核以答辩形式为主，很多学生认为不管过程如何，都不会出现不及格的情况。这种心理使得大部分学生态度不端正，缺乏对该课程的重视。导致的后果就是最终的设计成果质量较差，甚至为学生抄袭提供的正当的借口。这与机械设计基础课程设计开设的目的是相背离的。

1．5缺乏团队合作精神

机械设计基础课程题目大多为减速器传动装置，要求学生独立完成。为了保证每位学生数据不会重复，一般可根据结构和数据不同划分，这样也可以减少抄袭现象。然而，机械设计基础课程设计时间长，工作量大；涉及的理论知识相对宽泛，且学生又都缺乏实践经验。这样问题都会影响设计进度和质量。一般课程设计都会安排教师进行指导，为培养学生独立思考和分析问题的能力，教师一般都其监督和引导作用。一旦遇到疑难问题，而指导教师又不能及时出现并予以解答，学生只能束手无策。作者通过对学生观察，发现大部分学生在设计过程中独自为营，遇到问题只会埋头思考，反复琢磨却无处求解，对很多设计过程要么不求甚解，要么抄袭其他人。最终在这个环节的收获也是寥寥无几。

1．6考核标准存在差异

机械设计基础课程设计的最后成绩主要由课堂考勤、进度检查、数据计算准确与否、作图质量和答辩等几部分组成，分为优、良、中、及格和不及格五个档次。与笔试形式的考核不同，这种考核方式没有一个明确的评分标准。由于每位指导老师评估成绩时的侧重点不一样，导致考核时上述各部分所占的比重也不尽相同。为此而产生的影响就是经常有学生对自己获得的成绩与预期有所偏差。这种现象也极大地打击了部分学生的积极性，对该课程环节在全校的印象产生消极作用，不利于对下一届学生课程的开设和管理。

2提高“机械设计基础课程设计”水平的方法

2．1从题目改革入手，培养学生创新力

国外高校注重实践创新能力的培养，建立创新激励机制和多渠道、多层次开展实践创新活动。培养学生创新能力是世界上许多科技强国高等教育改革的目标。日本把科学技术中创造力作为一个重要的发展战略。德国将学生开拓创新能力作为新世纪教育的重要部分之一。我国的高等教育也提出深化教育改革，加强素质教育，开展提升创新的教育。提高学生的实践能力，培养求异思维；注重个性发展，是培养他们的创新精神和创新能力的必要途径。传统的机械设计基础课程目的是巩固所学理论知识，重在引导学生将课堂所学融入到设计当中。因此，减速器设计基本满足这一要求，这也是课程设计题目常年不变的原因所在。题目和数据不变导致的后果就是学生思维受限，缺少对新事物的好奇心以及解决问题的新方法的探索。最终完成的作品大都中规中矩，缺少创新点。21世纪的人才培养模式是：“低重心、宽口径、重实践、强能力”。为此我们必须更新教育思想和观念，加强机械设计课程设计的改革和建设，着重培养学生的协同创新能力。为达到这样一个目标，我们可率先从课程设计题目改革开始。减速器传动装置所包含的设计内容确实能全面的概括机械设计基础这门课的是知识点，不需要刻意回避对改题目的选用，但参与课程设计的学生专业各有不同，包括机械设计制造及其自动化、车辆工程、工业工程和材料专业的学生。我们可以从学生的专业不同入手，结合各专业的学习重点对题目适当调整，例如车辆工程专业主要培养的是与汽车工程有关的设计人才，学生对汽车的认识和兴趣也相对较大。为此我们刻意将减速器设计改为变速器的设计，这样既能与学生所学专业联系起来，也能考核学生对机械设计基础课程理论知识掌握情况，以此类推，对材料专业可在考核机械传动零件的设计同时侧重考核对减速器的材料选择和结构优化。这些细微的改动既符合课程设计开始的目的，又能结合学生专业的特点。除此之外，教师还可以自主拟题，或者将一些适合学生的大学生创新比赛的题目引入课程设计当中去，让学生又更多的选择空间。同时，这些新题目参考资料较少，更能激发一部分学生对未知的挑战，激励学生发散思维，提出更多有创新的想法，最终设计出具有创新力的优秀作品。

2．2合理安排设计时间，保证设计质量

课程设计题目通常都是几个学生做一个题目，只在数据上有所不同。课程设计的开设一般都在机械设计基础课程之后，理论与实践环节相对独立，而对于在设计过程中需要运用的其他相关课程的知识，也与课程设计开设的时间相距较大。这些客观原因都给学生的设计带来不便，除去设计所花费的时间，学生还要花费大量的时间来回顾以前学习的课程知识。这样造成的后果就是时间不够，最终只能敷衍了事。解决这个问题的关键在于如何安排时间。首先，传统课程设计的任务下达时间较晚，学生准备不充足，容易手忙脚，这是由理论教学和实践环节脱节而导致的。为此可将课程设计任务融入理论教学当中，分阶段的穿插在教学过程中，使学生能够明确设计要求，带着设计任务进课堂。既有利于学生掌握课程内容，又能培养学生理论联系实际的能力。同时，学生还可以利用课余时间研究课程设计任务，及时请教老师。这样既能缩短设计时间，也能减轻教师的指导任务。逐步培养学生发现问题并解决问题的能力。其次，就作者观察，大部分学生在接到设计任务开始，或是埋头思考，或是无所适从，缺乏交流和沟通。而现代企业对人才的需求上更多的是要求协同合作，在实际生产中，任何一个机械设备也不可能单靠一个人设计完成，也不可能单靠一个人的设计方法完善所有功能，必须融合团队所有人员的思想。因此，必须在学生阶段培养学生协同合作的能力。最后，课程设计任务中要求学生手工绘制装配图和零件图，工作量较大。而且与现代企业的设计模式存在差异，为避免学生与企业脱轨，可适当引入计算机辅助软件，培养学生的绘图能力。

2．3改革考核制度，启发学生创新思维

传统的课程设计考核方式主要是答辩形式，一方面考核学生对设计任务完成的情况，一方面考核学生的语言表达能力。由于指导教师不同，每个人心中的考核标准存在一定差异，导致最终学生的成绩也各有不同。解决方法之一是统一考核标准，在组织答辩之前，所有的指导教师可以集中讨论，对评分标准有一个统一认识；其二是根据学生选题难度划分不同评分标准，如：选择常规题目和自选题目的学生在创新性上存在差异，可将创新能力作为评分标准；个别学生在绘图过程中使用的计算机辅助工具，可将对软件的操作作为评分标准；或者由学生组织团对设计并参与相关赛事，可将团队合作作为评分标准。这些新型的评分标准可极大地激励学生灵活应用计算机工具，创新性的分析和解决工程实际问题。最终培养出适应企业模式的综合性机械类应用人才。

3结论

本文结合了我国经济发展和现代企业的对人才的需求，对机械设计基础课程设计这一实践课程存在的题目单一、设计任务大、时间紧、理论是实践脱节、学生态度不够端正、缺少团队合作精神、考核标准存在差异等方面的问题提出相关的解决方法，为提高机械设计基础课程设计水平提供一定借鉴。

参考文献

［1］李慧芳．非机械类专业机械设计基础课程教学的改革与实践［J］．中国教育技术装备，2011，（21）

［2］杨杨．提高机械设计基础教学效果的方法［J］．计算机光盘软件与应用，2011，（07）．

［3］杨可桢，程光蕴．机械设计基础（第六版）［M］．北京：高等教育出版社，2013，（06）．

［4］黄建蓉．优化教学手段提高机械基础课教学质量［J］．中国教育技术装备，2010，（17）．

［5］谢勇．如何提高机械基础课程的课堂教学效果［J］．教学实践，2017，（01）．

［6］韩梦洁，张德祥．美国高等教育制度的传承、变革与启示［J］．中国高教研究，2014，（1）：39－44．

［7］李建中．美国大学的创新教育及启示［J］．创新与创业教育，2012，3（4）：103－106．

［8］王盛水．从美国高等教育的特点看创新型人才培养［J］．高校教育管理，2012，6（2）：65－71．

［9］吴越，李晓斌．高等教育强国发展的三维模式：日本的探索［J］．中国高教研究，2013，（5）：57－61．

篇(2)

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

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卓越工程师教育培养计划是落实我国教育改革和人才发展规划的重要举措，其目的在于为创新型国家建设和人才强国战略提供高质量的工程技术人才保障。高等学校作为工程教育的高地，在培养具有扎实基础理论知识的高素质人才方面发挥了极大作用。但我国高等教育体系长期以来存在重理论轻实践、重模仿轻创新的弊端，在面临工程实际问题的时候，学生思考问题、解决问题的能力明显不足，难以适应现代社会的发展需求。因此，目前高教界正在积极探讨培养学生创新意识、创新能力的方法和途径。

2机械设计基础课程教学现状

机械设计基础课程具有涉及知识面广、理论联系实践的特点，主要由理论教学、实验教学和课程设计三个环节组成。以我校机械设计基础课程教学为例，理论教学依然以教师多媒体讲授为主，主要原因：①多媒体图文并茂，动画、视频丰富；②教师备课相对容易，但这也忽视了多媒体重难点不突出的弊端，学生短时无法接受大量的信息。在教学方法上忽视案例教学、问题导向式教学等方式的运用，影响教学质量和学生能力培养。机械设计基础课程设计以带式输送机传动装置设计为任务，其设计对象仍为一级圆柱齿轮减速器，概因减速器设计理论成熟，可以做到有章可循，而且减速器中齿轮、轴、轴承等零件的设计恰是机械设计基础课程研究的主要内容之一。但从课程设计教学效果看，还存在以下不足：①学生缺乏工程实践，对减速器认识也仅是“听说”，特别是结构设计时完全依靠指导书中例图，没有自己设计思路；②学生对力学、图学等先修课程知识综合运用能力较差，特别是绘图质量不高；③教学模式单一，设计任务相同仅设计数据不同。学生在设计过程中缺少交流与协作，个别学生抄袭别人资料，学生分析问题和解决问题的能力得不到锻炼。

3机械设计基础课程教学改革思路

3.1融合实验实践内容于理论教学、引入工程实例

机械设计基础课程主要内容包括两部分：①研究常用机构的机构组成、运动特点、设计方法等；②研究一般条件下通用零部件的类型、作用、设计计算方法。实际教学中对第一部分内容注重于机构结构分析内容、图解法内容和单个机构而不是机械系统的介绍；对第二部分内容仍将机械零件分成：常用传动（齿轮传动、带传动、链传动）、机械连接（螺纹连接、键连接、销连接）、机械支承（轴、轴承）、其它零部件（机座、箱体）几部分，部分和部分之间缺少一定的联系，知识点比较零散。为此，应融合实验、实践内容于理论教学，在课程教学之初就提出机械设计的最终目的是“设计机械”，以两种典型的机器——四冲程内燃机和机械传动装置——减速器为例，介绍内燃机的结构组成、工作原理、运动特点，从而提出内燃机的机构组成包括三大机构：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构，它们是机械设计基础课程的重点内容；从机械制造的角度介绍减速器的零件组成：齿轮、轴、轴承、螺栓、箱体等，从而引出课程的另一部分重要内容——机械零部件的设计计算。对教材的内容根据授课专业的不同进行适当取舍，由于我校的一些近机类专业如材料、安全工程等专业力学、金工实习等先修课程开设的不足，在带传动设计、齿轮传动设计中若一味地讲解受力分析，学生势必难以接受，应抛开推导过程而重点强调应用。将案例作为课堂教学的基本素材，把学生引到工程问题的现场，借助于多媒体的情景再现，首先让学生用工程语言描述工作过程，其次让学生提出工程问题并构思解决问题的方案。这不仅有助于学生提高感性认识，更重要的是让学生体会知识应用的成就感。

3.2重点改革实践教学环节

基于减速器应用的广泛性、教学示范效果的典型性、设计方法的成熟性，减速器设计仍是检验学生理论知识掌握和运用熟练程度的最好的载体。但应该改变以往在给学生布置设计任务时就给出设计方案的作法，而是仅给出工作机的工作要求和工作参数，对原动机、传动装置由学生自己选定。由于学生对机械的感性认识和工程实践知识十分缺乏，不能将所学的知识与实际联系起来，更不会应用于工程实际，因此将减速器拆装测绘综合实验安排在课程设计任务下达之后进行。通过实验让学生对减速的功用、结构组成有一个直观的认识，对提高课程设计质量有直接的帮助。实验结束之后，在组织学生讨论之前提出的几种不同设计方案，比较各方案中各传动装置的形式及布置的先后顺序并确定出最优方案。这样每一位同学都有提出自己设计思路的机会，通过交流发言使每一位学生认识到自身学习的主体地位，在课程设计之初就积极参与到解决工程实际问题的过程中来。在以往指导教师分配给学生的数据不同，可以避免学生抄袭。但由于现代信息的发达，网络上只要提供数据就可以提供设计过程，这就造成了部分学生的“信手拈来”。可以根据班级学生数量将其分成5～6个设计小组，每个小组一组数据所算得的传动装置运动和动力参数应该是一致的，而在传动比分配时各级传动比又可以是不同的。学生一边计算一边交流，不仅了解了其他人的设计思路，发现自身问题也可随时解决。

3.3机械设计基础课程考核方式改革

学生最关心的必然是课程考核成绩，因此机械设计基础课程的改革与探索必须得到学生的配合与支持。如果课程考核方式不能客观地反映出学生的学习状态，优秀学生的学习积极性必将受挫。随着社会对人才能力需求的提升，机械设计基础课程内容的广泛性、能力要求的全面性与有限的学时之间的矛盾就日渐显现出来，一方面教师教学中要保证课程内容的系统性、全面性；另一方面学生学习时又感到时间紧、任务重，因此传统的教学模式及考核评价方法与机械类卓越工程师能力要求已不相适应。在我校，机械设计基础的总评成绩由两部分组成，其中考试成绩占70%，平时成绩（包括出勤和课堂表现、作业、实验）占30%。近年来针对课程考核方式也进行了改革。但平时成绩在总评成绩中占的比重仍较小，且平时成绩的组成仍比较简单，缺少行之有效的评价内容体系。应以机械类卓越工程师培养对机械设计基础课程教学的能力培养目标为依据，适当增大平时成绩的比例，并寻求可以定量化考核的评价内容。因此可以提高平时成绩的比例到40%，增加课堂讨论发言、创新机构设计、大作业等环节，其占总成绩比例为10%，通过这种形式提高学生学习的主动性和参与性，提高学生的动手创新设计能力，达到课程教学目的。

4结束语

机械设计基础课程教学是培养具有创新意识和实践能力的机械类卓越工程师的重要环节。随着社会对机械类人才综合素质要求的逐步提高，各高校对机械设计基础课程相继进行了改革，但无论如何都是基于创新能力培养的核心。在机械设计基础课程教学中对课程内容体系、课程设计和课程考核评价方法等方面都进行了积极的探索，这些措施的实施收到了大量有益的效果。将继续按照制定的基于卓越工程师培养对机械设计基础课程教学的知识和能力目标要求，完善机械设计基础课程的教学方法和体系。

作者:陈国辉 杨松华 宋胜伟 单位:黑龙江科技大学机械工程学院

参考文献：

[1]曾敏.基于项目驱动法的机械设计基础课程教学改革探索[J].当代职业教育,2015(1):20-22+42.

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关键词： 机械设计基础 资源优化与共享 机械创新设计 网络平台

机械设计基础课程包括机械原理、机械设计、实验及课程设计，机械设计基础是工科院校中机械类、近机类专业的重要技术基础课，在本科教学工作中占据相当重要的地位。通过学习这些课程，培养学生的“工程综合”和“工程应用实践”能力[1，2]。近年来，随着普通高校的扩招，学生的个性差异较大，许多高校本科生为多批次录取，虽为本科，但学生的学习水平参差不齐。在社会培养应用型人才的方针指导下，以学生为本，进一步推进教学改革，把教学资源进行整合优化，借助多媒体网络平台的实用性和时效性等特点实现资源共享。

1.课程教学资源的优化与共享

机械原理、机械设计为技术基础课程，属于本科生的必修课程，该课程与工程应用联系紧密，具有公式多、图表多、图形多等特点，由于学生学习能力差异的存在，过去单一的教学方法已无法满足培养需求[3]，因此，机械基础课程教学方式应由过去以教师和教材为中心向以教师为主导、学生为主体，课堂为主导、学生自主学习为中心，教材为主导、课程资源为中心转变。新时期的大学生应在教师的指导下，充分利用课程资源实现自主、自助学习。为此，课程组充分利用网络资源及兄弟院校的优良经验，从教学方法、教材建设、课件设计等方面进行资源的优化整合。

随着多媒体技术的深入发展，教学方法要改革，要综合分析运用。传统教学中教师与学生心与心的碰撞与情感交流，是任何媒体不及的；借助多媒体，可以节省时间，信息量大，利用动画功能，形象、直观地反映机构的运动关系，较静态图片易于理解，使不便于描述的难点有所突破。为此，课程组进行大量调研，借助课程研讨会与兄弟院校交流经验，合理制定教学大纲，编写教学要求，制作多媒体课件，为适应不同专业、不同层次学生的要求，同时考虑不同教师的教学特点，教学课件以求大同存小异为原则。同时，在课件的制作过程中，让不同层次的学生参与，使学生在学习中便于理解和掌握，制作满足不同层次和不同教学需要的教学课件，提高资源共享率。

多媒体技术的运用可以刺激学生的感官，动画部分可以激发学生的好奇心，进一步调动学生学习的积极性，尤其突出的是连杆机构和凸轮机构和轮系等。如果整个授课过程全部采用多媒体课件，时间长了，学生容易产生视觉疲劳，产生教学形式过于单一的感觉，可采取例题用黑板讲述，或讲课过程中增加实例讨论，实践证明多种教学方法的综合应用会产生良好的效果。总之，在课堂教学过程中，教师将多媒体课件与板书有机的结合运用，将增进师生间的情感交流和良好互动，使得学习气氛和谐，达到比较理想的教学效果。

大学生的学习不仅仅局限于课堂学习，尤其是每年有许多学生要参加研究生入学考试，机械基础课程作为专业技术基础课是所考科目之一，学生需要课下学习和巩固所学知识。为此，课程组编写了相应的教材，有《机械原理》、《机械设计》和《机械设计基础》，教材中增加了实践环节的内容，即在每章后附加实践环节练习，此练习通过学生动手、动脑熟悉和应用所学知识的一个过程练习，比如在学完“链传动”一章之后，设计的一个实践环节为：“观察一辆变速自行车的滚子链传动，分析有几种传动比，松紧边的位置，链接头形式，并观察张紧轮的位置，如何调整链条的松紧程度。”这个环节可以由老师带着做，也可以由学生课下自己做。同时，为方便学生自学，课程组专门为学生制作多媒体课件，该课件模拟教师课堂教学流程，深入浅出地详细讲解，例题量大且题型多，并附加基础知识测试，重点、难点明确，放置于我校网络平台上“机械原理”、“机械设计”精品课中，学生可以借助网络平台的辅助学习功用实现自主、自助学习。

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，通过教学资源的优化与共享，学生方便灵活地广泛涉猎知识，提高能力，激发学习兴趣，为应用型人才的培养打下良好的理论基础，以便更好地服务社会。

2.改革工程实践教学体系，实现资源的优化与共享

实践教学是高等学校实现培养人才目标的重要环节，知识来源于实践，能力来自于实践，各种实践教学环节对培养学生的实践能力和创新能力尤其重要。我国的某些理工科重点高等院校如清华大学、华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学，针对“重实践”提出的教学理念、教学方式和方法及教学内容的改革已经全面展开。因此，应针对我校特点对实践教学资源进行优化整合，实现共享，为应用型人才的培养打下良好的基础。

2.1对实验资源整合优化，加快实验室建设。

我校是由几所学校合并而成的，许多实验资源重复，如机构动态演示台就有多套、同类减速器若干台、动平衡机多台、齿轮范成仪多台等，并且多而杂的教学模型占据大量的实验室空间，为此，对实验室进行整合，淘汰落后和多余的模型和仪器，改进现有设备，对“机器与机构陈列柜”研发配置声控装置，并与机构的测绘实验实现互补，使实验内容更翔实、有趣。为丰富实验内容，加强实践训练，购置一些新型的实践教学设备，更新实验教学内容，完善实践教学体系，开设出能够培养工程意识和综合能力的实验。购置了QM-ZXI型组合式轴系结构设计与分析实验箱，通过此套设备学生可以自主设计拆装轴系。通过购进HK2B-Ⅱ型机构组合创新实验台，开设了“机构系统创新综合实验”，利用此平台，学生可以进行创新设计，再到实验平台上搭接组装，然后对机构进行分析改进，加深对所学理论知识的理解和运用。实验课程增强了自选性、综合性、设计性实验，增强了学生的想象力、创造力，充分调动了学生学习的积极性和创造性，提高了学生独立开展科学研究工作的素质。

实验室向全校师生开放，鼓励学生学而优则创，在教师的指导下由学生自主研发设计的“高压电线除冰装置”获得2010年河北省首届大学生机械创新设计大赛河北省一等奖，“火灾逃生地震避险多用桌”、“救援千金顶”获得2010年河北省首届大学生机械创新设计大赛河北省三等奖，“社区太阳能路灯电池板清洁装置”获得2012年河北省大学生机械设计创新大赛三等奖；“自行车一体化链式充气筒”获得2012年河北省大学生机械设计创新大赛二等奖。

2.2建立网络实践教学系统。

多媒体技术的发展，为网络实践教学提供了便利条件。利用计算机技术、三维造型技术，虚拟现实技术、仿真技术等创建虚拟实验室，进一步丰富精品课网络实践教学的内容。如“杆机构动态分析”可以改变构件尺寸观察运动轨迹变化，“轴系装配工艺”可以清楚说明零件间的相互位置关系、零件装配工艺等，“轴系结构改错”指出尺寸的合理性及如何修正错误结构。将大量的实例分门别类，不但在不增加教学设备的情况下加大了实践教学比重，而且实现了学习环境的灵活性，激发了学生的学习兴趣。

2.3完善课程设计实践教学内容。

课程设计是非常重要的实践环节，能够培养学生的工程意识。以往课程设计安排在课程教学结束后进行，现在将课程设计任务安排在相应课程的教学过程中，将任务书下发给每一位学生，教师以课程设计为主线组织教学，让学生在学习的同时利用课外时间收集资料和考虑各种复杂问题，充分发挥学生的主观能动性进行创新思维。学生在学习的过程中设计方案，利用实验室资源，不断完善自己的设计方案，通过课程设计主线，使学生感受到本课程各部分内容的有机联系。同时，将学生合理的设计方案补充到实践教学中，使课堂教学不再停留在课本上。根据我校的实践教学特点，结合国内外高校应用型人才培养战略，编写《机械原理课程设计》、《机械设计课程设计》、《机械设计基础课程设计》教材，并将有关内容置于网络平台上，方便学生自主学习，也为毕业设计提供有益的帮助，深受学生的好评。

3.结语

通过对机械设计基础课程资源优化与共享的研究，提高教学信息资源收藏质量，对现有资源进行整合和深加工，丰富教学内容，完成网络平台建设，多手段、多方法地调动学生的学习积极性和创造性，最终达到实现教学信息资源的共建、共知与共享的目的。今后将不断地总结经验，对教学内容进行补充和完善，为人才的培养提供更优质的资源，进行交流与共享。

参考文献：

[1]于雷.面向应用型人才培养的机械类实践教学体系的构建[J].制造业自动化，2010，32（3）：90-92.

[2]高慧琴.机械原理[M].北京：国防工业出版社，2009.

[3]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]毛平淮.互换性与测量技术基础[M].北京：机械工业出版社，2011.

[5]郑数琴，常艳红.《机械设计基础》课程体系与教学方式的改革与实践[J].科技创新与生产力.2014（10）：036-037.

篇(5)

关键词 机械设计基础；教学改革；独立学院

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）30-0085-02

机械设计基础是一门理论与实践紧密结合的课程，是学生由理论基础学习转向专业课程学习的重要桥梁和纽带。机械设计基础课程的主要内容是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法[1]。课程的主要任务是培养学生具有设计通用零件和机械传动装置的能力，掌握重要机械参数的测定并具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关设计资料进行初步的工程设计能力，培养学生分析问题和解决问题的能力、动手实践能力及创新设计能力[1-2]。机械设计基础课程涉及的基础理论内容较广且相对独立，实践性较强，学生缺乏工程意识和实践能力，因此学习起来较困难，容易失去学习兴趣，导致学习效果不理想。这就要求教师在课堂上采用多种教学手段与方法，使学生在课堂学习中能更多地接触实践，更有兴趣地学习这门课，更好地培养工程素质[3]。

1 机械设计基础教学改革思路与目标

高等教育肩负着科教兴国和人才培养的双重使命，必然要适应社会经济发展对人才的要求。传统的以传授知识为中心的教学理念很难实现这一目标，因此必须要建立一种新的教学理念来指导机械设计基础课程教学，以培养学生的工程实践能力和创新思维为最终目的，使学生能了解本学科的发展趋势，具备从事工程技术方面工作所必需的基本理论知识和基本技能，能够运用所学的知识自主地发现问题、分析问题和解决问题。为此必须灵活采用多种教学方法和教学手段，激发学生的学习兴趣，使学生愉快而自主地进行学习。同时要加强实践教学环节，培养学生的创新思维和工程设计能力，使机械设计基础教学融知识传授、能力培养、素质教育和服务社会于一体，为学生就业奠定良好的基础。

2 教学内容的改革

机械设计基础课程内容繁杂，基本概念、公式、图表等繁多，而且公式的推导过于冗长，缺乏系统性，导致学生学习兴趣不高，信心不足。因此，结合成都理工大学高素质应用型人才的培养目标，以工程应用为主线，以“必须够用”为原则，对教学内容进行精选和优化整合，删除落后的内容及复杂公式的推导过程等，加强基础知识和基本设计方法的讲解，重点强调公式的理解与应用，总结前后内容的系统性和规律性，注重零件参数确定的方法与零件结构的合理设计，尽可能选用典型性和启发性的工程实例，加强对学生解决工程应用问题能力的培养。同时适时地更新教学内容，保持教学内容的先进性和科学性，拓展学生的知识面，加强工程观念和综合分析应用能力的培养，使学生既具有扎实的理论基础，又能很好地将所学知识应用于实际设计中。

3 改进教学方法，采用先进教学手段

以教师课堂讲授为主的传统教学方法，往往偏重于教师单方面知识的传授，忽视了学生的自主学习，教学效果不佳。因此必须采用灵活多变的教学方法和教学手段，加强与学生之间的互动与交流，激发学生主动学习的积极性。

3.1 互动式教学方法

传统的灌输式教学方法忽视了学生的主体地位，只重视教师的“教”，忽视了学生的“学”，不利于学生自主学习和主观能动性的培养。互动式教学方法可使师生间单方向知识传授转变为双向互动。教师在遵循学生认知规律的前提下，充分发挥主导作用，创设学习环境，精心设计启发性问题，激发学生的思维，引导学生积极思考，唤起学生发现问题、探索问题的兴趣。

例如，教师在讲授带传动能够将回转运动变成直线运动时，可以设置问题：还有什么传动方式也可实现相同的运动转换？这样就可将前面所学到的齿轮齿条传动、螺旋传动、链传动等与带传动联系到一起，不但能有效调动学生的学习积极性，还将前后知识联系到一起，便于理解和掌握。通过互动式教学方法，教师的职责不再只是简单的传授知识，更重要的是要引导学生去积极思考，突出学生的主体地位，激发学生积极思考，引导学生进入有意识学习的心理状态，变被动学习为主动学习，真正地实现教与学的互动。

3.2 加强多媒体教学与板书相结合

采用多媒体教学方法能够有效增加课堂教学信息量，并有效解决教学内容多、课时少的问题。通过形象生动的动画、视频等多媒体手段，可将复杂的运动逼真地展现给学生，帮助学生理解和接受其运动规律。例如，通过动画演示杆长的变化、机架的改变等来讲授平面四杆机构类型的变化情况；将四杆机构的一些应用实例如摄影平台、飞机起落架、缝纫机踏板、雷达调整机构等做成动画，能使枯燥的内容变得形象生动，学生更容易理解和接受。

多媒体课件应按照教学内容进行设计，要突出重点和难点，能将抽象的、难以理解的内容变得简单直观，演示效果好，但不能过于花里胡哨，否则会适得其反。为了充分发挥多媒体教学的优势，学院对多媒体教学制定了相关要求：教师进行多媒体教学时不能坐着，应面对投影屏幕或学生，要加强与学生的互动与讨论，不能脱离板书教学，而且要加强精炼板书教学，对重要的知识点、公式的推导等要以板书为主。通过形象生动的多媒体教学和板书教学相结合，培养了学生的学习兴趣和主观能动性，收到良好的教学效果。

3.3 采用现场教学方法

教师可针对教学内容的不同，合理组织现场教学，做到理论联系实际。例如，进行齿轮加工实验时，可安排学生直接到工厂进行现场参观学习，教师根据齿轮加工的实际情况，可提出一些问题让学生思考讨论，并解答学生的疑问，这样既能加深理解和巩固，又有利于提高学生的学习兴趣和学习积极性。

4 加强学生工程意识和创新能力的培养

创新是科技发展和社会进步的源泉，创新能力的培养是我国21世纪人才培养的核心内容[4]。在教学过程中，特别是实践教学环节，要注重加强学生动手实践能力和创新能力的培养。

4.1 实验教学方面

在学院的支持下，机械设计基础实验教学条件得到了很好的改善，打破了传统的以单一性、验证性实验为主的模式，增加了综合性和创新设计性实验。认知性和验证性实验主要是帮助学生加强理论知识的理解，巩固所学的知识；综合性实验使学生了解典型机械零件的实验方法，掌握机械参数的测定原理，提高学生的机械设计能力，加强学生动手能力及分析解决问题能力的培养；创新设计实验着重培养学生的创新能力，如通过平面机构任意组合实验台和轴系结构设计实验台等创新设计实验设备，学生可自主设计实验项目，自己动手完成实验内容，并对实验结果进行分析和总结，培养了学生的创新思维，并使学生在此过程中掌握了创新设计的基本方法，提高了机械设计能力。

此外，为了更充分发挥学生的主动性，目前正计划将部分实验室进行定时开放，学生可根据自己的兴趣爱好和知识结构，自主进行实验项目设计与改进，自主选择设备并调试，独立完成实验操作，写出实验报告。开放实验室对进一步提高学生的积极性，培养学生的工程意识和创新设计能力具有重要意义。

4.2 课程设计教学方面

机械设计基础课程设计是学生综合运用基础理论知识和查阅相关资料进行工程分析和机械设计的重要实践环节，能帮助学生进一步巩固所学的理论知识，同时还有利于培养学生理论联系实际的能力。

课程设计以减速器设计作为设计题目，由于学生缺乏工程实践经验，为了增强学生做好课程设计的积极性和主动性，课程设计开始前，先组织学生进行减速器的拆装，使学生对减速器的结构和工作原理有初步的感性认识，然后再下达课程设计任务书。设计任务书打破传统的给定参数和设计方案的做法，只给定功能要求，由学生根据功能要求进行分析，自行拟定设计方案，然后分组讨论、分析、比较优化，最终确定本次课程设计的设计方案，再进行零件的设计计算、校核以及图纸设计。鼓励有能力的学生运用现代设计方法和手段对所作课程设计做进一步的设计与分析。如指导学生运用二维CAD软件绘制减速器装配图和零件图，运用Pro/E、Solidworks等完成三维设计，并进行计算机模拟仿真，对自己的设计结果进行验证。

在课程设计过程中，要逐渐培养学生树立正确的设计思想，鼓励学生勇于提出自己的设计方案，敢于否定不合理的方案和结构设计，培养学生的工程意识和创新能力。

5 构建合理的成绩评定体系

成绩评定方式对学生的学习态度和学习兴趣有重要的影响，因此必须改变传统的以期末考试决定成绩的不合理做法，要重视学生的平时成绩，将成绩评定贯穿于课程教学的始终。具体方法是：总评成绩=平时成绩（20%）+作业成绩（10%）+实验成绩（10%）+期末考试成绩（60%）。其中，平时成绩指学生的出勤及回答问题等方面。新的成绩评定方法更有利于对学生整个学习过程和应用能力进行检查与评定，能够有效避免学生平时不努力考前突击的弊端，能较全面地反映学生对课程内容的理解和掌握情况。

6 结束语

机械设计基础作为一门重要的必修课程，必须以全新的教育理念，全面推动教学内容、教学方法与教学手段等的改革，并在改革中不断总结经验，使之有利于培养学生的综合能力，促进学生的全面发展，满足对21世纪人才培养的需要，更好地为国家建设和社会经济发展服务。

参考文献

[1]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].8版.北京：高等教育出版社，2007.

篇(6)

关键词CDIO；机械设计类课程；教学改革

引言

CDIO（构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate））是由美国麻省理工学院联合瑞典几所高校共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系，其核心理念就是以产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的方式学习工程，培养学生的理论知识、个人素质、协作能力、工程-社会大系统适应及调控能力，①其理念正好与工程教育认证的标准是契合的。因此，为切实支撑专业认证，培养具有工程理念的高素质、创新型工程人才奠定基础，倡导CDIO工程理念，重构机械设计系列课程体系和课程内容，开展教育教学改革具有非常重要的理论和实用意义。

1优化课程体系和教学内容

机械设计系列课程具有较强的理论性，同时又要与实践紧密结合，基于CDIO理念的机械设计系列课程教学改革首先需要重构课程体系和优化教学内容。课程体系要凸显整机设计，强化工程理念，将各门课程有机地结合起来，进而构建一种集专业理论知识、工程能力和综合素质培养于一体、体现理论教学和实践教学无缝对接的课程体系。②以CDIO从最初的产品构思到最后机器成品运行的工程教育理念为“主线”，建立基于整机设计的机械设计系列课程体系如图1所示。

1.1以各门课程为子系统，进行课程内容的优化重构

以往课程内容的理论学时偏多，实践学时匮乏，重理论轻实践的现状难以培养学生解决问题所需要的综合能力，容易造成“学而无用”。为充分体现学科和技术的内在联系，使得理论与实践有机结合，课程内容的整合要突出设计性和工程实用性，强调基础知识学习服务于工程实践。以机械设计课程为例，原有的一些教学内容过分强调理论公式的推导和论证，在有限的教学学时内，使得培养工程应用和实践能力的教学内容不断弱化，因此，在新的课程内容优化重构中，需要弱化一般性公式的详细推导，重在设计思路和设计方法的介绍，如“齿轮传动”一章内容优化为：简化设计计算公式的推导，重在设计准则、设计思路以及对设计过程中各环节的把握，并将齿轮传动的强度计算、查表、数据处理和结构设计等融入例题中详细讲解。在讲述齿轮传动的受力分析时，将直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆等各类传动的受力分析整合在一起进行讲述，这样便于学生类比掌握受力分析的要点和方法。

1.2以工程应用为主线，实现课程体系教学内容的纵横整合

知识是由浅入深的，学习也是循序渐进的，因此，每门课程内容的设置要考虑与前续课程知识点的联系。“纵向整合”就是将机械设计系列课程体系中各门课程建立前后内在联系，要讲新带旧，要引旧联新，使学生“温故而知新”。“横向整合”就是各门课程要彼此联系，有机整合。例如：机械设计课程中关于零部件的教学内容要与机械原理课程的机械传动系统方案设计相联系；机械设计的零件结构设计要与机械制造基础课程中有关精度和工艺的知识点相联系；机械产品设计制作要与机械设计和机械制造基础课程的相关内容相联系。总之，通过各门课程教学内容的纵横整合，要贯穿整机设计的理念，使学生对专业理论有系统而完整的把握。

2精心“设计”教学环节，改进教学方法

CDIO开放式的教学模式首先需要教师转变原先在教学中纯粹的以教为主的角色，更重要的是需要教师更新教学理念和教学思想，因此教学方式和教学方法的改革是课题研究的重点和难点。（1）根据工程教育专业认证的需求，围绕学生工程能力和素质的培养，重新进行教学环节的设计，课程组教师要深入研究当前国内外工程教育的发展形势，在教学方法与手段上不断改革和创新，在传授给学生专业理论知识的同时，引领学生理论联系实际，形成一种学与做有机融合的学习方式，从而加深学生对专业理论知识的理解。（2）探索“CDIO做中学”的教学模式，课堂教学多引入工程设计案例，课程的推进采用设计任务驱动模式，例如在课程开始之初，就布置有关机械产品综合设计的课题给学生，根据课程教学进度，安排学生以小组学习和讨论交流的方式进行课题分阶段设计，通过这种方案分析、小组学习和项目实训的方式，贯彻CDIO在做中学的理念，培养学生主动学习和团队合作能力，提高工程意识和设计技能，这样既能够有效调动学生的学习积极性，激发学生的工程设计兴趣，培养学生具备较强的工程实践能力，而且能够培养学生良好的团队协作能力和精神。（3）搭建开放式课堂，在时间、空间和教学内容上加以扩展和延伸。对于实践性和工程性强的教学内容，可以走出教室，把课堂搬到实验室、工程训练中心和工厂，从而创造一个开放的课堂空间和开放的教学环境，使得学生更易于吸收和消化课堂的知识内容。为了训练学生的工程设计和实际应用能力，除了充分把握好第一课堂教学，还要搭建更广阔和丰富的第二课堂，教师要指导学生参加大学生机械创新设计大赛、大学生工程训练综合能力竞赛和参与教师的科研项目等，培养学生的实战经验，在第二课堂，使创新能力培养与第一课堂的教学融于一体，从而探索出一条集理论研究与工程能力培养相互促进的途径。

3重点改革实践教学，凸显整机设计理念

课程设计是培养学生工程能力的重要环节，而以往课程体系中各门课程的课程设计内容基本上是各自独立的，缺少相互关联。例如“机械原理课程设计”中，主要是从运动的角度，训练机械系统的原理方案设计能力，没有考虑具体的材料和结构，更没有考虑制造工艺和经济性等要求；到了“机械设计课程设计”，主要训练学生对机械系统中各零部件的设计和计算能力，设计对象基本是齿轮减速器，运动方案一般是固定的，容易让学生墨守成规，限制了创造性思维的发展；轮到机械制造技术基础课程设计，内容又是与前序设计对象无关联的工艺设计；最后在机械产品设计制作阶段，对象又变化了，于是就照猫画虎，用现成的图纸和工艺进行加工，这种各自为阵的课程设计安排显然违背了整机设计的思想，学生的能力培养只能趋于碎片化，而真正需要的整机综合设计和应用能力不能得以锻炼和培养。因此，为了切实提高学生的工程意识和设计技能，改革选择课程设计实践环节为突破口，通过课程设计内容的重新整合和优化，使得各个课程设计内容前后关联和有机结合。③为了凸显整机设计理念，训练学生的综合设计技能，将图1所示课程体系中的四大课程设计实践环节联合起来进行，依次按方案设计、技术设计、工艺设计和产品实物制造编排课程设计的内容，做到课程设计的完整性、系统性和综合性，从而训练学生从机械产品方案设计、技术设计、性能仿真、工艺设计到加工制造和组装调试的整机设计能力。在课程设计过程中，成立独立稳定的设计团队，期间配备专门的指导教师，每个团队的设计对象固定，始终贯穿于各个课程设计，具体以典型机械产品的设计和制造为载体，例如无碳小车或是机械创新设计大赛设计对象等，要求分阶段完成对象的各项设计任务，即依次设计、制作、安装、调试一台机械产品，让学生从一开始就注重整机设计，增强综合分析问题的能力。④机械原理与创新综合课程设计为机械设计课程设计提供系统方案、运动和动力参数计算和分析，在接下来的机械设计课程设计中，通过设计计算和选型，将前序设计得到的方案具体实物化，绘制出相应的装配图和零件图，同时又为机械制造技术基础提供了图纸和精度设计技术文件，而机械制造技术基础课程设计的内容又为最终的机械产品设计制作提供了工艺指导，从而大大提高课程设计实践环节的连贯性和实用性。为了保障以上改革的顺利实施，根据我校的实际情况，依托学校的大学生素质教育中心的加工设备制造出实物，使得学院的理论教学与大学生素质教育中心的实训实现无缝结合，也使得教学资源得以充分利用。

4结束语

篇(7)

[关键词]材料化学；机械设计基础；教学方法；教学内容

1机械设计基础课程特点以及教学过程中遇到的问题

1.1机械设计基础课程特点。机械设计基础课程是以一般尺寸通用零件的设计为核心的基础设计性课程，是一门理论性、实践性很强的技术基础课程。与材料化学专业其他课程相比，该课程具有明显不同的特点。该课程知识面广，具有“关系多”、“要求多”、“门类多”、“公式(符号)多”和“图表多”等特点[1]。“关系多”指该课程与多门先修课程关系密切。在课程的学习中需要用到高等数学、机械制图、材料成型基础、理论力学等多个先修课程的内容来解决通用化的机械零部件的设计问题。然而，由于专业培养目标的特殊性，该课程的部分先修课程，如高等数学、理论力学等，同该课程安排在同一学期进行讲授学习，这就造成课程和知识体系之间不能很好的衔接。“要求多”需要学生在设计过程中从零件的强度、刚度、寿命、工艺、经济性和安全性等诸多方面统筹考虑。“门类多”则是指不同的零部件具有不同的特点，其设计方法也不尽相同。此外，“公式多”是指计算多，有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式，不同公式具有不同的应用范围。“符号多”、“图表多”则要求学生在学习过程中充分认识符号物理意义以及图表的正确识别和应用。由于材料化学专业学生在以往的知识构架中没有相关的概念，学生学习基本符号、公式和相关设计计算的难度较大。此外，针对于抽象的机械构型和物理运动方式，构思并分析其结构和运动过程也相对较为复杂，因此该课程的学习具有较大的难度[2]。1.2教学过程中遇到的问题。以往的机械设计课程教学过程中，老师多以讲授和讨论的方式进行教学，忽略了材料化学专业的知识体系与其他专业知识架构之间的差异和学生的个体差异。学生的基本读图能力、零件的精度要求、理论力学中的材料应力、应变、刚度、强度等多方面基础均较为薄弱。采用板书、多媒体课件和简单的实物教具等途径很难直观地将抽象的物理概念、机械构型和运动过程展现给学生，进而很难在课堂上引发学生共鸣，导致教学效果较差。比如在齿轮传动章节，直齿轮的啮合传动相对简单，传动过程较为容易理解；但是斜齿轮和锥齿轮的传动过程则相对复杂，理解起来较为困难。在这一部分的课程学习过程中能够明显感觉到学生学习状态的差异。相对于文字或公式较多的多媒体课件，包含flash动画、视频影像的课件内容则能够激发学生学习兴趣，在一定程度上增加学生对于复杂运动过程的理解。对于零部件的设计计算、强度校核等问题，学生学习仍然较为吃力。比如V带传动设计、螺纹连接设计和强度校核等内容，不仅要求学生从多个角度分析设计问题，同时计算过程复杂，一般需要用到多个公式并查询数个参数图表。这就导致学生在零件的设计计算和强度校核的教学过程中往往不知所云，丧失学习兴趣，难以达到人才培养大纲既定的教学目标。重新组织教学内容，设计合理的教学方法和教学过程对于提升学生的学习兴趣和学习效果显得至关重要。

2教学内容的再组织和教学方法的探索

2.1教学内容的再组织。材料化学专业机械设计课程的教学目的在于培养材料化学专业学生工程知识能力的和创新素养，其专业目标在于培养应用型的技术型人才。因此，在课程教学过程中没有必要进行复杂的理论推导过程，只需要让学生明白如何使用公式以及公式的适用范围和情况即可。比如，在滑动轴承章节中涉及到的“流体动力理论基本方程”和“油膜承载机理”的推导过程。这一推导计算过程中涉及到流体力学、微积分等知识，超出学生的已有知识范围。因此在教学过程中该内容可以酌情略去，保留液体动压油膜形成的必要条件。即只需要让学生明白液体动力轴承正常工作的必要条件。学生学完后能够运用这一基本原理进行相对应的工况分析。经过教学内容的重新组织，不仅能够让学生感受到学有所用，学以致用，还能够增强学生学习的信心、获得感和成就感。基于以上分析和考虑，在满足人才培养目标的基础上，将教材中内容进行适当缩减显得十分必要[3]。在综合考量学生学习能力和课时安排的基础上，摒弃以往的“填鸭式”教学。以学生的接受能力为出发点，在保证知识体系完备的情况下，进行教学内容的再组织。轻理论分析，重应用实践，力求讲授内容少而精，深入浅出，对于提升教学效果具有重要作用。2.2教学方法探索。目前，多数机械设计课程的讲授仍然采用传统的教学方式，即以教师为教学活动的主体。这一教学方法存在诸多缺点。比如，“满堂灌”式教学过程缺乏互动，学生被动接受知识，学生在课堂中的参与度较低，课堂氛围较差。不仅如此，教师也很难把握学生的学习情况，也就不能适时调整教学内容和教学进度。如果这些问题得不到解决，机械设计课程很难取得良好的教学效果。确保学生在教学过程中的主体地位、采用线上线下混合教学模式以及安排合理的课程设计对于提升教学效果具有重要作用。(1)强调学生主体，增加课堂互动。学生始终是教学的对象和主体，学生的有效参与是课堂良好教学效果的保证。如何增加学生的课堂参与度，将学生置于课堂的主体地位值得教师在教学过程中不断探索和调整。随着教学改革的深入，诸如案例教学法、问题教学法等教学方法不断涌现，结合课程特点和章节内容特点，尝试适用的教学方法能够增加师生互动，提升学习效果[4-5]。比如在学习滚动轴承的组合设计一节时，教师先对一个典型的轴系固定形式进行讲授，抛砖引玉，然后组织学生分组讨论，并分析给出其他组合设计中轴系时如何实现固定的，最后则由学生完成其他组合设计内容的讲解[6]。这一过程不仅能够活跃课堂气氛，增加师生互动，防止学生在课堂上“置身事外”。同时以学生为主体地位的课堂，显著增加了学生在课堂的参与度，提高学生在课堂上的学习效率。(2)线上线下混合教学模式的应用。针对于课程内容多，课时安排少的基本情况，采用线上线下混合教学模式，充分调动学生在课外时间的学习积极性。借助河南城建学院“学在城建”网络教育平台，教师课外在教学平台上传学习资料，供学生课外时间学习。部分简单知识通过这一线上平台后，作为学生预习或自学的内容。课后，通过平台上传相关习题测验，进行教学效果把控。此外，教师在平台教师端口还可以掌握学生在课下的学习行为，而且能够对学生课下学习情况进行综合评判。将这一评判结果与课程的平时成绩进行挂钩，进而带动学生课下参与的积极性。此外，还可以依据平台反馈结果适时调整后续课堂的教学内容。(3)重视课程设计。课程设计作为机械设计基础课程教学重要的一个环节，其目的在于培养学生运用基础知识进行综合设计的能力[7]。基于专业培养目标适当调整课程设计内容，并将其与其他专业课程进行关联，不仅有助于机械设计课程的融会贯通，也有利于学生加深对其他专业课程的理解。此外，新颖的设计题目能够避免学生从网络上直接下载课程设计结果。比如，电极材料涂布机减速器的设计，这一课程设计完成的先决条件在于学生了充分解电极材料涂布机的基本工作原理和电极材料涂布的工艺参数，在此基础上进行相关设计参数的收集。通过参与这一课程设计，不仅能够加深其对新能源材料相关内容知识的掌握程度，又能够满足机械设计课程的综合能力培养，进而达到既定的教学目标。