對機械設計基礎的理解范文

導語：如何才能寫好一篇對機械設計基礎的理解，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：實踐教學；自學指導；類比教學；演示教學

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）09-0155-02

《機械設計基礎》是高等職業技術院校面向機械類專業，即機械設備維修、礦山機械、建筑機械、鐵路施工機械、公路施工機械、汽車維修、數控技術專業、機電一體化專業、模具設計與制造專業開設的專業技術平臺課程，是基礎課與專業課銜接課程。課程內容涵蓋機械原理和機械零件兩門學科。課程涉及計算機基礎、高等數學、工程力學、機械制圖和機械制造基礎多門相關學科。目前在本課程的教學實踐中，采取了多種多樣教學方法和手段，常用的有實踐教學法、自學指導教學法、類比教學法、多媒體教學法。機械設計基礎課程特點是涉及內容面廣量大，教學方法的方多種多樣，教學方法的選擇直接影響到教學效率和學生的學習效果。我通過多年承擔機械設計基礎的教學工作，在諸多種教學方法中，提煉了對以上提到的四種常用的教學方法，對這些教學方法如何在機械設計基礎的教學中應用進行分析比較，同時結合機械設計基礎教學的教學內容進行如下探討。

一、實踐教學法

實踐教學法是基于學生的直接經驗、密切聯系學生自身生活和社會生活、體現對知識綜合運用的教學方法，教師通過一定的實踐活動將概念化、條理化、抽象化的書本知識轉化為學生的理性認識和實踐能力的一種有效方法。實踐教學法是理論聯系實際的橋梁，在《機械設計基礎》教學過程中經常被使用。實踐教學法在教學實踐中注重，引入新課要精心設計，把新課涉及的內容和主題聯系，學生實踐過或接觸過的問題提出來，這樣很直接地揭示本課主題，能使學生的注意力很快引入課程主題的學習和探討中。在探討《螺紋連接與螺旋傳動》時，可以從如下實例入手：例舉生活中遇見的多種實例，這些實例都有一個共同特點，用手擰緊螺栓時候，順時針擰就能擰緊螺栓，可家庭用來煮飯的液化氣鋼瓶就不一樣，液化氣鋼瓶逆時針才能擰緊，都是螺紋擰緊工作，就有不同的操作方向，要解釋這個實際生活和工作中遇見的現象，只要認真學習本章所講的《螺紋連接與螺旋傳動》教學內容，就能夠比較輕松容易地理解掌握《螺紋連接與螺旋傳動》的原理。又如在探討《鏈傳動》時，可以從人騎自行車的實例入手，人在騎自行車時，經常遇見自行車鏈條從鏈輪上脫離，這時騎自行車的人就會感到有力沒法使，自行車也不能驅動，既然自行車鏈傳動中鏈條容易脫離鏈輪，為什么自行車制造商還要采用鏈傳動來做自行車的傳動裝置呢？如果一定要用鏈傳動做自行車的傳動裝置，用什么方法能使自行車鏈條盡量少些脫離鏈輪。學習本章《鏈傳動》后，這些問題都迎刃而解。在探討《機構自由度》時，機構運動簡圖、機構運動示意圖、平面機構自由度這些概念比較抽象學生難以理解，通過簡單機構測繪實踐，學生就會對機構、機構示意圖，機構運動簡圖，有了較深的理解和認識。有了實踐的引入和運動簡圖測繪實踐活動，學生對機構的運動，機構運動自由度，計算機構自由度，判斷機構能不能運動，從動件有沒有確定的運動等教學內容都能夠基本掌握。在機械設計基礎的教學中，用實踐教學法，可以啟發學生學習機械設計基礎的興趣，能夠事半功倍地完成本課程的教學任務，學生和老師都能較輕松地完成本課程的教學標準。

二、自學指導教學法

自學指導教學法是在教師的指導下，讓學生經過自學，找出不理解的內容，然后教師再針對學生提出的問題重點講授的一種課堂教學方法，該教學法有五個環節組成，即：布置題目-自學-練習-討論交流-點評小結。這種教學方法體現了學生為主、自學為主、練習為主的三原則，自學指導教學法促成了教師、學生和教材之間的和諧統一。在《機械設計基礎》課程，對于較簡單的教學內容，可采用自學指導式教學方法。自學式教學方法教師根據本節課的內容設計幾題課堂練習，學生帶著問題自學，然后完成教師布置課堂練習題，老師隨機挑選幾名學生在講臺上，交流自己獨立完成的練習的思路、步驟和展示自己完成的練習；老師概括性的點評學生完成練習中出現的問題，提出正確的解題方法，公布正確的練習答案。如機械設計基礎中的，凸輪機構可以采用這種方法，本課題可以提出這些問題，你在平時的生活和生產實踐中，看到過凸輪機構應用在那些機器設備上（舉例説明）？凸輪機構中，常用的從動件運動規律有哪幾種？各有什么特點？基園半徑過大，過小會出現什么問題？滾子從動件的滾子半徑應如何選取？通過50分鐘時間的自學后，學生之間相互交流探討，大多數學生基本能完成以上老師布置的練習；老師隨機挑選幾名學生上講臺交流自己解題的思路并演示自己解題的過程和結果，經學老師點評，絕大多數學生能掌握凸輪機構的工作原理和應用。自學指導教學法在機械設計基礎課程的教學中，能夠幫助學生鍛煉自己，提高自學的能力，自學能力的培養也是大學教育一個重要的目標。培養學生終身學習能力，這種教學法起到了事倍功半的效果。

三、類比教學法

類比教學法是類比推理在教學中的具體運用。類比教學法對于引發學生的學習動機，幫助學生理解抽象的事物和概念，發展學生的求異性思維以及培養學生學習的主動性具有重要意義。類比教學法用在《機械設計基礎》課程中，如摩擦輪傳動、帶傳動、螺旋傳動、鏈傳動等，每種傳動教學過程都是介紹結構、工作原理、分類、參數、應用特點。前面幾種傳動可以詳細介紹以及層層遞進分析這些傳動機構，當學生掌握前面幾種傳動機構的工作原理、機構特點及在機械設備中的應用當學生漸漸熟悉了這種分析傳動的方法后，用鏈傳動來做一次類比法教學，先讓學生模仿前面的方法來分析鏈傳動的結構、工作原理、分類、參數，再歸納總結出鏈傳動的機構特點及在機械設備中的應用。在機械設計基礎中齒輪傳動，蝸輪蝸桿傳動，齒輪系的教學中，用類比教學法也比較有教學效率，在詳細講授圓柱齒輪的幾何尺寸，基本參數，正確嚙合條件，連續傳動條件等內容后，可以用類比法學習斜齒圓柱齒輪，錐齒圓柱齒輪和渦輪蝸桿。采用類比法教學中教師有意識地運用這種層層推進、抽絲剝繭的分析問題、思考問題的方法學生們能較輕松地完成學習內容。學生也在潛移默化中學會了用類比法學習新知識，新技能。學生今后在工作崗位上碰到新的設備，也會運用類比法分析問題。類比教學法在機械設計基礎課程教學中，可以訓練學生應用類比法分析問題的能力，同時在一定程度上能夠提高本課程的教學效率和學生的學習效果。

四、多媒體教學法

多媒體教學是指在教學過程中，根據教學目標和教學對象的特點，通過課程教學設計，合理選擇和運用現代教學媒體，并與傳統教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種媒體信息作用于學生，形成合理的教學過程結構，達到最優化的教學效果。在機械設計基礎的教學中，所有的運動機構都可以制作成動畫，如概述部分中有關機械、機構和機器等概念，做成動畫后學生就能在最短的時間里，接受機器、機構、機械、零件和構件的含義；齒輪機構、蝸桿機構、帶傳動和鏈傳動做成動畫，學生就能在最短的時間里，弄懂這些機構的工作原理；如齒輪機構做成動畫，漸開線的嚙合特點，漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合特點，漸開線齒輪的根切現象，變位齒輪和變位齒輪傳動的教學內容，都能在較短的時間里讓學生接受這些知識和初步理解齒輪機構的工作原理。多媒體教學法用在機械設計基礎的課程教學中，能夠提高教學效率和教學質量。如果要制作這些機械傳動機構的動畫，比較消耗人力，財力。目前機械設計基礎的動畫教學資源基本上能夠共享，機械設計基礎多媒體課件可以再網上下載，根據本學校專業的特點加以修改，就可以應用。這樣多媒體在機械設計基礎的教學中就應用更方便，更廣泛。

總之，在機械設計基礎的教學過程中，以上四種教學方法的選用應參考學生以前的所學課程的掌握程度，學生的學習興趣，學校現有的教學條件和教學資源，任課教師的特長等因數因材施教。在應用這些教學方法時，同一章節也可以采用一種或幾種教學方法。實際上在機械設計基礎的教學中，還有很多的教學方法。無論在教學中選取哪一種教學方法，突出高職教育的特點，盡量在教學中，聯系生產實際，避開在今后很難遇到的機械設計基礎課程里較深的理論問題。在整個課程的教學中體現培養技能型人才的目標，提高本課程的教學效率，達到高職機械設計基礎課程的教學標準。

參考文獻：

［1］李正峰,蔣利強.機械設計基礎［M］.化學工業出版社,2011,(10).

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關鍵詞：機械設計；教學內容；教學主線。

《機械設計基礎》課程是機械類專業的一門重要的技術基礎課程。它的主要任務是使學生掌握各種常用機構及通用零件的工作原理、特點和應用的基本知識，使學生初步學會根據具體條件及與本課程有關的標準、規范，選用機構及零件類型，并能對機構的運動、零件工作能力進行簡單的校核，從而具有設計簡單機械傳動裝置的能力。對這門課程的教學，主要作了以下探索。

一、 合理安排各章順序開展教學

由于機《械設計基礎》所介紹的常用機構及通用零部件眾多，為了不使學生感到“繁雜”，合理安排各章順序是很重要的。

“軸”在機《械設計基礎》中是很重要的一章，軸的設計涉及到軸上的所有零部件。如聯軸器為標準零部件，在選擇時，其軸孔直徑影響到軸的最小直徑；齒輪的尺寸影響到齒輪所在位置處轉子的直徑；在進行軸的結構設計時，軸上傳動零部件的受力情況，影響到滾動軸承或滑動軸承型式的選擇，進而影響支承所在位置處軸的直徑及軸的結構。因此筆者在講授時，將“軸”的內容安排在最后講。先介紹各種聯接、傳動及支承零部件的工作原理及其設計，然后通過介紹“軸” 的設計，將各種聯接、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、滾動軸承及滑動軸承等零部件綜合在一起。這樣做容易使學生感到系 統性強、條理清晰。

二、圍繞一條主線開展教學

任何一門知識都具有系統性，《機械設計基礎》亦如此。因此課堂教學應圍繞一定的主線展開。

《機械設計基礎》上半部分主要介紹了三大類常用機構：平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構，其中各類機構又可劃分為很多種類。由于種類眾多，容易使學生感到內容繁雜。為了使學生從總體上把握各類常用機構，在講解時以常見的往 復式四沖程內燃機作為這一部分的教學背景或主線。使學生在學習某種常用機構時，聯想到其它常用機構，并進一步引 導學生主動分析各種常用機構的異同點 。

往復式四沖程內燃機利用平面連桿機構變換運動形式（移動形式與轉動形式之間的變換），實現可燃氣體的進氣、 壓縮及排放；利用齒輪機構變換運動速度；利用凸輪機構變換運動形式（將轉動形式變換為移動形式），實現進氣閥與排 氣閥的開關；最后通過飛輪實現輸出轉速波動的調節。內燃機工作過程所涉及的內容包含了《機械設計基礎》上半部分 需要講授的所有主要內容應該在第一章中給學生較詳細地介紹內燃機的工作原理，并在以后各章的教學中加以利用。

如在講解曲柄滑塊機構時，講到該機構有兩種類型，即對心曲柄滑塊機構及偏置曲柄滑塊機構。然后提問：在內燃機 中的曲柄滑塊機構究竟采用哪種類型？接下來講解這兩種類型的區別，即對心曲柄滑塊機構沒有急回運動，而偏置曲柄 滑塊機構存在急回運動。然后解釋內燃機的輸出要求盡可能勻速輸出，故選用對心曲柄滑塊機構。這樣以實際工程機械為例講解對心曲柄滑塊機構及偏置曲柄滑塊機構的特點，能使學生印象深刻。

三、緊密聯系課程設計內容開展教學

《機械設計基礎》下半部分是關于通用零部件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法。通用零部件種類 較多，如有螺紋聯接、鍵聯接、銷聯接、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、軸、滑動軸承、滾動軸承、聯軸器等，學生對這部分內 容普遍感到“繁雜”。在介紹這部分內容時可考慮與對應的課程設計內容相聯系，如與帶式輸送傳動裝置（減速器）的設 計相聯系。

眾所周知，課程設計是高等工科院校相關專業學生運用所學相關理論知識解決工程實際問題的第一次較全面的設 計訓練，是機械設計課程的一個重要教學環節l21。因此筆者在《機械設計基礎》下半部分教學中以工程設計為目標，以減速器為主線。使學生在學習各種通用零部件時能夠密切聯系實際，同時能從全局高度理解各零部件間的關系。

如齒輪傳動設計，通常已知傳動方案、轉速比、傳遞功率及輸入軸轉速。筆者在講解時告訴學生，傳動方案是根據使用情況及各種傳動方式的特點首先確定的。傳動方案可以包括齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、鏈傳動或它們的組合。而在齒輪傳動部分，轉速比的選擇一方面與齒輪傳動類型、齒輪精度、方式有關，另外也與整個系統各部分傳動比的分配有關。傳動比的不同分配，決定了齒輪所受到的力的大小和齒輪的尺寸，同時對齒輪所在主軸的結構尺寸和滾動軸承的選擇產生影響。因此齒輪傳動設計不是孤立的，它對整個系統各零部件的設計都有影響，設計時應綜合考慮。

四、 在教學中引入現代機械教學內容

傳統機械主要由原動機、傳動部分及執行部分3部分構成，這也是機《械設計基礎》這門課所要講述的對象。但隨著科學技術的發展，現代機械的應用范圍不斷擴大。所謂現代機械是在傳統機械上集成了控制系統、測試系統及其它輔助系統（如故障診斷、顯示等），以提高生產自動化水平、延長設備使用壽命、保護環境等。

目前大多數《機械設計基礎》教科書沒有“現代機械”這一方面的內容介紹。筆者認為，一方面，教師應該強調現代機械仍然是以機械工程為基礎的，工科學生必須具備機械設計基礎知識，為后繼專業課程的學習及日后從事技術革新創造條件；另一方面，教師在講課時也應適當介紹一點現代機械特別是機電一體化機械方面的知識。這不但不會削弱所應講授的傳統機械方面的內容，反而會加深學生對機械的發展及整個機械大系統的理解，增強學習機械設計基礎知識的積極性，消除“機械過時論”或“機械無用論”的錯誤思想。

五、 結 論

《機械設計基礎》是一門非常重要的技術基礎課，內容較多，但課時相對較少。研究如何在教學中培養學生機械大系統的觀念、工程意識、機械設計能力、創新意識是非常重要的。而教學內容、教學方法的不斷改進，有助于提高學生的學習興趣，增強他們學習的主動性，為今后進行相關機械設計工作打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]楊可楨，程光蘊。機械設計基礎[M]。北京：高等教育出版社，1999。

[2]朱如鵬，郭學陶。機械設計課程設計[M]。北京：航空工業出版社，1995。

[3]徐龍祥，歐陽祖行。機械設計[M]。北京：航空工業出版社，1999。

[作者簡介]熊細保（1947—），男，江西豐城人，漢族，江西渝州科技職業學院副教授，主要從事機械類專業教學工作。

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摘要：本文從技工院校機械制造與自動化專業的培養目標出發，提出了機械基礎課程教學以創新能力為主線的構想，即從創新教學內容、創新教學方法、創新教學手段、充分利用教學資源、創新實踐教學等方面對機械基礎課程進行改革。

關鍵詞 ：機械制造 機械基礎課程 技工院校

一、創新教學內容

技工院校機械制造與自動化專業的培養目標是培養能夠從事機械產品制造以及機械設備維護等方面的高技能人才。為了提高學生的創新能力，有必要將原機械基礎課程中的內容進行重新編排，按照基礎設計、零件設計、系統設計和創新設計四大模塊重新編排，并且將培養學生創新能力貫穿于四大模塊中。通過對機械制造與自動化基礎課程中的機械制圖和CAD制圖等課程的學習，提高學生空間思維能力和形象表達能力；通過對基礎課程中的機械原理和機械設計等課程構成的零件設計模塊的學習，提高學生機械零件的設計能力；通過對基礎課程中的工程圖學和機械裝備設計等課程組成的系統設計模式學習，提高學生機械設備設計能力；通過對基礎課程中的機械設備拆裝、創新設計等內容教學，提高學生的創新能力。

二、創新教學方法

1.實行理實一體化教學方法

在授課時，教師先對即將講授的知識以及工程實際情況進行簡單介紹，引入新課；然后提出問題，激發學生的興趣。學生帶著問題觀摩實物，形成初步的感性認識。比如在組織學生學習齒輪傳動知識時，老師首先把減速器拆解，讓學生對實物的內部結構有一定的感性認識，同時講授傳動原理等知識，然后結合實例讓學生明確知識在生活中應用的意義，最后引入實踐環節，讓學生在實踐中強化對所學知識的理解與應用。教學實踐證明，采用理實一體化教學方法，能夠很好地提高教學效果。

2.采用多種教學方法，提高學生創新能力

教師在教學過程中，可以運用類比教學法，把具有關聯性的知識放在一起進行類比，使學生能夠正確區分，以加深知識的了解。比如在學習直齒圓柱齒輪傳動知識時，老師可以把圓錐齒輪的相關內容與所學知識放在一起，讓學生通過類比掌握知識。此外，教師可以利用頭腦風暴法、項目教學法等多種教學方法進行教學，最大限度地調動學生學習積極性，有針對性地對不同基礎的學生進行教學，以提高每位學生分析問題和解決問題的能力。

三、創新教學手段以及教學資源

在機械基礎課程教學中，教師應該充分利用課件、視頻、動畫、掛圖、教具等教學手段豐富教學課堂，使復雜的機械零件結構通過直觀的形式表現出來，從而突破教學難點，提高教學質量。可以建設創新設計實驗室，將實驗課程引入專業教學中，讓學生在實驗室組織活動，提高創新能力。還可以在創新實驗室內，準備一些試題庫、項目材料以及能夠輔助創新設計的模型、教具等教學資源，學生可以在創新設計實驗室內組織創新設計大賽，從而提高設計能力、動手操作能力和創新能力。

四、創新實踐教學

機械基礎課程中實踐環節的教學，可以將原來主要講授機械設計基礎的教學內容整合成機械創新設計教學內容，改變以前老師布置任務，學生被動模仿操作的情況。根據學生的實際情況，教師把學生分成兩個小組，把設計能力較弱的學生編排在一組，把設計能力強的學生編排在一組。設計能力較弱的一組完成的教學任務有：課程設計中所規定的理論基礎內容；軸、端蓋等零件的加工制造；典型零件工藝設計，并且完成工藝設計卡片；零件加工、裝配和調試。設計能力較強的一組完成實際產品的改進，比如重力小車的設計改進，電氣化門窗的設計改進等內容，讓學生在實踐中發現問題并解決問題，提高創新設計能力。

在頂崗實習教學環節，教師把培養和提高學生創新能力，培養和提高學生解決問題的能力作為主線，通過企業師傅和學校實習老師共同指導的學生頂崗實習教學，使學生在校外實習的過程中了解企業的生產過程，加深對專業理論知識的理解，提高動手能力和創新實踐能力。

五、小結

實踐證明，以創新能力為主線，創新教學內容、創新教學方法、創新教學手段，充分利用教學資源創新實踐教學，進行機械基礎課程改革，對提高學生創新能力是一條可行之路。

參考文獻：

[1]劉利國.機械基礎課程群系統教學法研究[J].廣西教育，2011(11).

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摘要：隨著社會經濟不斷發展，我國機械設計制造行業發展迅速，相應提高了對于機械設計制造技術的實際要求。工業設計具體是指人們根據某一目標，而進行的創造性設計，其本質是對美學、工學等學科知識的綜合性運用。發展工業設計，對于企業核心市場競爭力的提高具有重要意x。筆者從工業設計和機械設計制造技術基本特點入手，就機械設計制造技術的未來發展趨勢進行了探討，以供相關單位及人員參考。

關鍵詞：工業設計；機械設計制造技術；應用探討

工業設計是一種在工業革命之后受到廣泛重視的綜合性學科，主要分為傳統工業設計和現代工業設計兩類。美學和工學是工業設計的重要實施基礎，體現了工業設計的基本特征和要求。近幾年，我國機械設計制造行業發展迅速，傳統模式下的機械設計制造技術，無法再滿足現代行業的實際發展需求，繼續對其進行創新和優化調整就顯得至關重要。本文從工業設計和機械設計制造技術有關基本特點入手，就現代機械設計制造技術的未來發展趨勢，進行了探討，具體內容如下。

一、工業設計基本概念及特點分析

（一）工業設計基本概念分析

工業設計具體是指人們為達到某一理想目標，而進行的創新性設計，涉及多個學科知識的設計應用，其中工學和美學是其重要的實施基礎。自第一次工業革命之后，工業設計收到了越來越廣泛的重視和應用，并逐漸發展出傳統工業設計和現代工業設計兩個類別。

傳統工業設計側重于產品設計，主要追求人與物品間的良好匹配效果。現代工業設計相關理念，是在傳統工業設計理念基礎上，融合現代工業發展需求提出的全新理念，其包含設計構思到方案完成的全部過程，同時包含使用工程手段進行設計表達，并達到相應的設計目的的所有工作，具體表現就是現代設計制造及相關服務的設計過程。

（二）工業設計基本特點分析

1、知識綜合性特點分析

通常情況下，人們習慣將工業設計片面地理解為外形設計，同時習慣將其與“嘈雜的環境、冰冷的機器、機械化的勞動以及油污”等概念聯系到一起。但通過其基本概念分析可知，工業設計不僅包含工業產品設計相關內容，其也是促進“人-機器-環境”三者和諧發展的重要手段，涉及多種學科理論的實踐應用，具有鮮明的知識綜合性特征。

2、實踐性和應用性征分析

工業設計是為了實現或達到人們某一期望或目的而存在的學科，其根本目的在于通過不斷的設計和創造，改變人們的生活環境和品質，優化人們的生活方式，從而創建出更加個性、自然、便捷的生活，故而其具有突出的實踐性和應用性特征。

3、時代性特征

隨著科學技術的發展和時代的變化，工業設計體現出的基本要求也會隨之變化。目前，工業設計以“綠色節能、健康環保”作為基本設計要求。

二、現階段機械設計制造技術發展動態分析

對于機械工程來說，制造技術和機械設計是其重要組成部分，直接決定機械的綜合性能和質量。信息時代背景下，現代信息技術尤其是計算機技術得到了越來越廣泛的重視和應用，機械設計制造方法也因此得到了有效的創新和發展。包括借助相關計算機應用程序和數學規劃理論，確定最優化方案，或者通過結構離散化，使相互連接且分析容易的單元節點，進行綜合求解的設計方法，都是現代計算機在機械設計制造領域的創新應用成果。

三、機械設計指導技術與工業設計的關系及發展趨勢分析

（一）工業設計領域中機械設計制造技術的重要作用分析

工業設計具有鮮明的知識綜合性特征，其兼顧藝術領域和科學領域兩方面的技術知識應用。其中，科學技術占據重要的核心地位，是工業設計實施的先決條件，所有產品的設計和生產都需要滿足科學技術的實際要求，如設計違背客觀的科學規律，就說明其缺乏科學性且無法實現。因此，機械設計制造技術在工業設計領域占據重要地位，相關設計人員必須在充分掌握機械工程有關基礎理論的基礎上進行工業設計，以確保工業設計的科學性和合理性，避免功能、外觀等設計與力學、結構等客觀規律相違背，從而提高工業設計的整體設計水平。此外，設計師應充分發揮自身工業設計專業優勢，通過結構、外形、色彩的優化設計手段，提高用戶的產品滿意度。

（二）機械設計制造技術領域中工業設計的重要作用分析

就機械設計制造技術而言，工業設計的重要作用，主要表現于人機工程方面。“以人為本”圍繞人的本質需求進行產品設計，是人機工程學的核心理念。這種環境背景下，所有的設計理念都需要從人的本質需求中獲得，并對收集到的信息進行綜合分析，完成設計的基本判斷。除傳統的“人、機器、環境”三要素外，人機工程學額外引入了使用者和消費者的理念，使人和產品聯系成為一個完整的系統，進行共同的深入討論。隨著社會經濟不斷發展，人機工程學受到了越來越廣泛的重視和關注，是現代機械設計制造不可或缺的關鍵性因素。

（三）二者的結合應用趨勢分析

無論是工業設計，或是機械設計制造技術，都有其獨特的特點，加強二者間的結合應用，可實現二者特點間的有效融合，進而產生更多的經濟效益，促進企業良性的可持續性發展。對于當前的企業而言，應在“綠色節能、健康環保”的基本要求基礎上，積極促進工業設計和機械制造技術的兩盒應用，探索二者間有效的融合渠道和方式，同時加強企業內部的人才培養，進而為企業的未來發展，奠定扎實的基礎。

結語：

綜上所述，工業設計是一種以工學和美學作為實施基礎的綜合性學科，在機械設計制造技術有著極為重要的應用。加強二者間的結合應用，可進一步發揮二者各自的優勢特征，提高企業核心競爭和經濟效益，實現企業良性的可持續發展。

參考文獻：

[1]段巍迪.試論工業設計與機械設計制造技術的相關運用[J].科技與創新，2016（11）.

[2]陳宗濤，熊巍，吳昊等.淺談工業設計及機械設計制造技術的應用[J].科教導刊，2014（02）.

[3]陳永勝.工業設計及機械設計制造技術的應用[J].企業技術開發（下半月），2015（03）.

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關鍵詞：機械設計基礎 教學改革 教學方法

《機械設計基礎》是機電工程專業基礎學科之一，是研究機械的工作狀態、工作原理、機械構成原理、機械零件功用和機械零件結構及工作可靠度的工程技術科學。該學科所涉及的知識與技能不但為從事與機械工程相關工作的技術人員所必備，而且對人們的生活和工作中的創新實踐活動有極大的幫助。下面筆者從自身的教學實踐出發，談一談該課程的教學改革的一些做法。

一、加強課程內容的整合

隨著科學技術的不斷發展，教材的滯后性越來越呈現出來，因此必須對課程內容進行整合。要刪除陳舊的章節、增加必要的新知識等手段，精心設計課程體系。強調機械設計基礎與生產一線實際應用的緊密聯系，突出中職教育的特點，重新編排課程內容的順序、詳略，重新確定重點，構建了課程新體系：機械設計理論基礎――聯接――機械傳動――通用零部件――機械系統綜合設計。課程新體系有利于學生先了解機械整體的基本知識和要求，把握零件和整體的關系，再從聯接入手，到各種機械傳動、常用機構，以機械傳動為課題重點，把握各種機械傳動的特點，為培養學生機械安裝和調試能力打下基礎。機械系統綜合設計，對機械設計一些共性問題進行綜合闡述，為后繼的課程設計做好準備。優化重組課程內容。同時，在教學中適當補充一些與生產一線聯系緊密的實例，如軸承的安裝、定位、配合、緊固、調整、和密封。對于部分實踐性很強的內容，如帶傳動中傳動裝置的安裝、調試，包括帶輪的安裝、調整，帶的安裝、松緊程度的檢驗及調整，帶的張緊等，可以利用多媒體教學手段，有條件的話改為現場實踐教學，把原本抽象的內容變得直觀易懂。如對機械設計部分，把齒輪傳動的設計計算應用、軸的設計、滾動軸承的選擇及組合設計、螺紋聯接的強度計算及螺栓組聯接的受力分析、機械零件的疲勞強度設計等內容列為重點，利用有限的學時詳細講授。

二、綜合運用多種教學方法

本課程學習活動的設計應以生產和生活中的常用器具和機械為載體，課程內容的教學要求必須以學生自主學習為主，老師的講授與輔導為輔。為保證學習活動的順利開展，我們教師事先對教學內容必須要有充分的準備，對整個教學過程要有一個全面完整的精心教學設計，為學生布置學習任務，提供必要的學習資料，教師必須要求學生進行先期預習，在課堂上采取集中講授、問題研討等多種形式解決相關問題，在實習環節采取分組方式，分派各組的工作任務，實行有效的分工與合作。共同完成學習任務。

在教學方式上，廣泛采用角色扮演教學、情境教學、案例教學等方法，從理論的傳授過渡到方法的學習。通過本課程的學習使學生掌握機械設計基礎的基本思維方式及機械設計基礎的實踐技能，在每一次課上都有相應的案例，與生產實際結合緊密，鼓勵學生積極參與案例分析。同時密切結合中職學生的特點，突出學生主體，寓教于樂，通過與課程內容緊密配合的課堂活動（角色扮演、討論、案例分析等），豐富教學內容，調動學生學習的興趣，激發他們的學習熱情和互動交流意識，使學生真正成為學習的主人。

三、突出實踐性教學環節

《機械設計基礎》是一門實踐性很強的課程，過去的教學體系重理論、輕實踐，加之教育經費投入的不足，教學模具不完全、實驗設備少。近幾年來，我校購置了大批教學模具和實驗設備，擴建了實驗室，完善了實驗性教學體系。由于學生很難在現有車間的封閉機器中見到各類機構及其傳動系統，因此，建立了機構陳列室。機構陳列室主要展出機器中常見的各類機構的形式和用途，演示機構的基本原理，采取開放式管理，學生碰到書本中難以理解的機構可以隨時進機構陳列室觀看模型，收到了較好的效果。開設的實驗課除傳統的齒輪傳動效率測試、帶傳動及鏈傳動等實驗外，還考慮根據現有實驗條件逐步增加設計性、創新性的機構綜合實驗。根據教學進度，組織學生到生產現場教學參觀、實習，增加學生對所學內容的感性認識，充分發揮“工程環境”的教學優勢，為課程綜合設計打下良好基礎。

四、利用多媒體課件

伴隨著計算機技術尤其多媒體技術的迅速發展，應用多媒體進行教學的教學模式成為教學改革的熱點和發展趨勢，它以圖文并茂、聲像結合、動靜相宜的表現形式，使學生獲得直觀、生動、具體的教學效果。機械設計基礎課程是一門理論聯系實際的課程，學生普遍對該課程所研究的各種機器、機構和零件缺乏感性認識，而且課程內容也較為繁雜，為了使缺乏相關實踐經驗的學生能夠較好地理解課程的內容，過去幾十年一直采用掛圖、模型乃至實物輔助教學。為適應教學改革的需要，研制了多媒體課件，從而將課堂教學引入全新的境界，進一步提高了課堂教學的質量。在課件的制作過程中，根據認知規律和課程特點設計和組織課件內容。根據教學內容充分利用多媒體優勢創設生動活潑的教學情景，多角度地調動學生的積極性。如在課件中，數十幅三維動畫有效地幫助學生在頭腦中建立起機構和運動的聯系，掌握機構的工作原理；合理的色彩搭配、豐富多彩的文字動畫和幻燈片風格各異的頁面切換，配以適當的音效，有助于突出課堂教學內容的重點，抓住學生的注意力；在教學內容上增加了許多相關的背景知識和實際應用知識的影片資料，這些內容花費時間很少，但卻能夠使學生開闊視野，增長見識，增強學生的實踐意識，彌補了書本知識的不足。課件采用了超媒體的設計方法，除了能準確無誤地實現靈活的跳轉外，還能方便地導入大量的視頻資料，特別是插圖、表格、平面圖像、三維動畫和錄像片段。這對于形象化教學和提高教學效率都起到了非常重要的作用。

五、采取科學的評價手段

在呈現評價結果時，應注重體現綜合評價和要素評價兩方面。對學生的評價可區分課程考核評價（60%）和實際操作技能考核評價（40%）兩份成績，其中課程考核評價分為考試成績和平時成績兩個部分（40%、20%）。課程考核評價中的考試成績按照理論教學中知識的預期成果要求用筆試與答辯方式進行考核，其成績占總成績的40%。平時成績的考核評價通過課堂教學中的各種不同教學活動方式下的表現記錄進行綜合評定，其成績占總成績的20%。實際操作技能考核評價是通過對學生實踐成果反映出的能力水平與職業態度進行考核，其成績占總成績的40%。

參考文獻：

[1]張紹甫，張瑩，李鐵成.機械工程基礎（第二版）.高等教育出版社，2009.

篇6

關鍵詞：機械設計基礎；教學改革；課程設計

《機械設計基礎》是機電類專業學生的主要專業基礎課程之一，也是一門能直接用于生產的設計性課程。該課程的教學目的不僅在于傳授通用零件和常用機構的基本知識、基本理論和基本設計方法，更主要的是培養學生具備一定的的實際機械設計能力[1]。課程設計是一項實踐性教學，是培養學生機械綜合設計能力、創新能力和工程意識的重要環節，是啟迪學生的創新思維、開拓學生創新潛能的重要手段，可以為以后的畢業設計奠定一定的基礎，在教學計劃中起著承上啟下的重要作用[2]。課程設計時需要查閱大量的國家標準、企業標準手冊等相關資料，通過課程設計，可以把《機械設計基礎》和《機械制圖》、《工程材料》、《工程力學》等所修課程進行有機的結合并綜合運用。可以使學生掌握一套完整的設計原則、步驟和方法。

根據教育部的有關規定，電大的脫產學生只能招收成人專科學生。由于近十年來，高校擴招及自考、網絡等各種辦學形式的多樣化，留給成人高考的生源比以往少，但成人高考這幾年并沒有減招，故而造成錄取線走低。總分450分的成專考試，2007年的錄取分數為125分，2008年的錄取分數為148分，2009年降到了116分，2010為125分。換算成百分制，30分不到就可以上大學了。較低的入學“門檻”，使有的學生毫不珍惜學習機會，曠課、遲到早退的現象都有，每年還有2%～3%的學生自動放棄學業。由于分數線過低，有些學生基礎較差，據統計，電大成人專科機電專業學生中，一元二次方程、三角函數這些初中數學內容都不會的學生占到80%以上。

根據實際情況，浙江省廣播電視大學對機電專科的教學計劃作出了一定的修改，比如減少了統考課程，取消了學習難度較大的《工程力學》，刪減了《機械制造基礎》的部分內容，調整了必修課、選修課及自選課學分的比例，在一定程度上加大了地方電大教學的自主權。但是具體的教學過程，還需地方電大自行酌情改革。

專科院校的教育以技術應用性人才為培養目標，因此《機械設計基礎》的教學改革，必須以全面機械設計素質培養為中心、實際機械設計能力培養為主線，對傳統的《機械設計基礎》教學內容體系和教學方法進行改革。

一、教學內容的整合

成人專科《機械設計基礎》教學內容改革，一方面要貫徹“夠用”原則，即為學生學習專業課程（在校的后繼學習）和終身學習（發展和創業）奠定堅實基礎；另一方面要突出機械設計主題，即培養學生的從業（從事實際設計）能力，實現高等技術應用性人才培養目標。為此，應從以下幾個方面入手對教學內容進行改革。

（一）刪減難度較大的理論推導和證明，及時修正過時的內容

成人高等教育的目標是培養技術應用性人才，其畢業生所從業的崗位決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈像培養研究型人才那樣搞得清清楚楚，而應注重于如何運用這些公式、定理和方法等來解決實際設計問題。因此，對一些過深的、不必要的理論推導、證明都可以予以刪除，以便使學生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實際應用。例如：帶傳動中松邊拉力、緊邊拉力與最大摩擦力等之間的關系推導；齒輪齒面接觸疲勞強度計算公式與齒根彎曲疲勞強度計算公式推導過程等都可以刪除。與其他先修課程重復的內容、偏深偏難而又不實用的內容、因科學技術發展進步而落后的內容也應刪除。例如：用彎扭合成當量彎矩法對軸進行強度校核計算以及對軸的各項變形量的校核，對于沒有多少力學基礎的學生來說簡直就是天書，而90年代初編寫的教材，其軸承部分早已嚴重與時代脫節，必須予以修正。教材要以機械傳動、機械零件的設計為重點，保證實用性和先進性。

（二）完善設計所必須的基本知識和基本理論，培養較強的圖表查閱能力

課程設計是一項以《機械設計基礎》課程為基礎，根據實際生產要求，綜合運用眾多課程完成的一項較大的設計任務[2]。完成課程設計，僅僅依靠《機械設計基礎》的知識是遠遠不夠的，期間涉及到的知識有《機械制圖》、《力學》、《工程材料》、《公差配合與互換性測量》等相關知識[3]。根據浙江省廣播電視大學對機電專科教學計劃的修改及相關課程的改革，已經徹底刪除了《力學》、《工程材料》、《公差配合與互換性測量》等知識，僅僅依靠中央電大90出版的《機械設計基礎》，使得學生在設計時缺少相關知識而無法解決問題。

修改后的《機械設計基礎》教材，適當增加了《工程力學》中靜力學、材料力學的部分知識，增加了《工程材料》中材料力學性能的簡單介紹與資料查找，也增加了《公差配合與互換性測量》中偏差、公差、粗糙度、形位公差的介紹與查表選擇方法。

在企業中，普通工程師也被稱為“表工程師”。也就是說，工程師的重要能力之一就是能夠查閱有關圖表，從而結合有關公式解決一些生產實際問題。因此，機電成人專科學生的培養目標之一就是培養學生良好的查閱圖標的能力。

二、課程設計和課程講授有機地結合

以往的課程設計程序是：在設計任務下達之后，前三天的計算工作量相當大，教師和學生需要加班趕任務，有時甚至通宵達旦，十分勞累。學生也沒有思考的時間和余地，隨之會出現應付心態，出現問題馬上就問，過分依賴指導教師。也有一部分學生急于求成，做事馬虎，設計計算時喜歡照搬照抄，一錯皆錯，問題成堆。這對學生的設計質量和學習成績都會產生一定的影響。對于教師來講，課程設計的前三天，幾十位學生爭相提問，教師要對類似的問題不停地答疑講解，疲憊不堪。如此以往，學生的設計質量和工作進度都難有太大的進展。

為此，我們根據教學大綱，在不減少學生設計任務的前提下，把課程設計和課程的講授結合在一起，在學期開始不久就將設計任務書下達給學生，讓學生帶著任務，有針對性地學習。可以將課程設計的部分計算內容分成幾次大型課后作業來完成，比如帶傳動設計、齒輪傳動設計、軸的強度校核計算、軸承的選擇與校核、鍵的強度校核等。在課堂例題的模板下，學生大部分能較好地完成作業。同時教師在日常授課期間，通過批改學生的作業，適時發現學生計算中的失誤并敦促學生及時糾正。

課程設計的結構設計部分可以放在學生“裝拆、測繪減速器實驗”中進行。在裝拆、測繪實驗中，讓學生仔細觀察各類減速器的結構、軸的結構、軸承的安裝和固定方法，為以后對軸和箱體的結構設計和畫裝配圖打下基礎。

課程設計采用這種方法，使得大部分工作都是在學生的課余時間完成的。周期長，學生和教師都有了很大的回旋余地，學生遇到困難可以有足夠的時間思考，教師也可以從容不迫地指導學生通過查閱有關資料和學生一起解決設計中遇到的問題，提高學生發現、思考、分析問題和解決問題的能力，更主要的，是培養學生自主查閱資料的能力和機械設計的方法。

三、引入ug（unigraphics）軟件，提高學生的空間想象能力

在以往的課程設計中，由于學生空間想象能力不足，往往依葫蘆畫瓢，導致學生對自己設計的減速器結構似懂非懂，影響了設計質量。在課程設計中引入ug軟件指導學生進行減速器的結構設計，可以增加學生的學習興趣，提高學生的空間想象能力。

ug技術提供的草圖功能、曲線曲面建模、基于特征的實體建模虛擬裝配建模機構運動仿真、分析等技術，給機構設計提供了極大的方便[4]。由于學生缺乏實際經驗，往往要對某些結構不合理的地方進行多次修改，采用二維設計，結構變動較大時則不得不重新設計并花費很多時間進行繪圖。而采用ug軟件進行三維設計，只需修改零件的某個參數的數值即可完成整體修改。學生在完成三維設計后，利用ug的制圖轉換功能，可將使用實體建模功能創建的零件或裝配模型引用到工程圖模塊中，快速轉換為二維的工程圖，再進行尺寸標注、注釋等等，最終完成課程設計所要求的圖紙，從而提高學生的專業專業制圖、識圖能力，加深學生對三維設計與二維工程圖之間關系的理解。

四、結束語

設計是一個創新的過程，工程上涉及的零件、構件錯綜復雜，《機械設計基礎》包含門類繁多的零件、構件、機構，如果沒有一條清晰的主線，極容易使學生聽得毫無頭緒，造成理解上的混亂。所以在授課時，要緊緊圍繞培養學生實際能力這條主線。不管是什么類型的零件，都遵循著相同的基本設計程序，即按工況選擇零件類型，對零件進行受力分析，選擇材料，確定是否熱處理，分析失效形式，計算關鍵尺寸，直到進行結構設計。如果教師按這條主線講授，學生按這條主線學習，就可以在繁多的理論中理出一條鮮明的脈絡，使教師講授有章可循，學生學習也帶有明確的條理性。

參考文獻：

[1]葛中民.機械設計基礎[m].中央廣播電視大學出版社,199,2:4-7.

[2]王志偉,孟玲琴.機械設計基礎課程設計[m].北京理工大學出版社,2007,8:2-15.

篇7

關鍵詞：機械設計基礎；教學改革；課程設計

《機械設計基礎》是機電類專業學生的主要專業基礎課程之一，也是一門能直接用于生產的設計性課程。該課程的教學目的不僅在于傳授通用零件和常用機構的基本知識、基本理論和基本設計方法，更主要的是培養學生具備一定的的實際機械設計能力[1]。課程設計是一項實踐性教學，是培養學生機械綜合設計能力、創新能力和工程意識的重要環節，是啟迪學生的創新思維、開拓學生創新潛能的重要手段，可以為以后的畢業設計奠定一定的基礎，在教學計劃中起著承上啟下的重要作用[2]。課程設計時需要查閱大量的國家標準、企業標準手冊等相關資料，通過課程設計，可以把《機械設計基礎》和《機械制圖》、《工程材料》、《工程力學》等所修課程進行有機的結合并綜合運用。可以使學生掌握一套完整的設計原則、步驟和方法。

根據教育部的有關規定，電大的脫產學生只能招收成人專科學生。由于近十年來，高校擴招及自考、網絡等各種辦學形式的多樣化，留給成人高考的生源比以往少，但成人高考這幾年并沒有減招，故而造成錄取線走低。總分450分的成專考試，2007年的錄取分數為125分，2008年的錄取分數為148分，2009年降到了116分，2010為125分。換算成百分制，30分不到就可以上大學了。較低的入學“門檻”，使有的學生毫不珍惜學習機會，曠課、遲到早退的現象都有，每年還有2%～3%的學生自動放棄學業。由于分數線過低，有些學生基礎較差，據統計，電大成人專科機電專業學生中，一元二次方程、三角函數這些初中數學內容都不會的學生占到80%以上。

根據實際情況，浙江省廣播電視大學對機電專科的教學計劃作出了一定的修改，比如減少了統考課程，取消了學習難度較大的《工程力學》，刪減了《機械制造基礎》的部分內容，調整了必修課、選修課及自選課學分的比例，在一定程度上加大了地方電大教學的自。但是具體的教學過程，還需地方電大自行酌情改革。

專科院校的教育以技術應用性人才為培養目標，因此《機械設計基礎》的教學改革，必須以全面機械設計素質培養為中心、實際機械設計能力培養為主線，對傳統的《機械設計基礎》教學內容體系和教學方法進行改革。

一、教學內容的整合

成人專科《機械設計基礎》教學內容改革，一方面要貫徹“夠用”原則，即為學生學習專業課程（在校的后繼學習）和終身學習（發展和創業）奠定堅實基礎；另一方面要突出機械設計主題，即培養學生的從業（從事實際設計）能力，實現高等技術應用性人才培養目標。為此，應從以下幾個方面入手對教學內容進行改革。

（一）刪減難度較大的理論推導和證明，及時修正過時的內容

成人高等教育的目標是培養技術應用性人才，其畢業生所從業的崗位決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈像培養研究型人才那樣搞得清清楚楚，而應注重于如何運用這些公式、定理和方法等來解決實際設計問題。因此，對一些過深的、不必要的理論推導、證明都可以予以刪除，以便使學生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實際應用。例如：帶傳動中松邊拉力、緊邊拉力與最大摩擦力等之間的關系推導；齒輪齒面接觸疲勞強度計算公式與齒根彎曲疲勞強度計算公式推導過程等都可以刪除。與其他先修課程重復的內容、偏深偏難而又不實用的內容、因科學技術發展進步而落后的內容也應刪除。例如：用彎扭合成當量彎矩法對軸進行強度校核計算以及對軸的各項變形量的校核，對于沒有多少力學基礎的學生來說簡直就是天書，而90年代初編寫的教材，其軸承部分早已嚴重與時代脫節，必須予以修正。教材要以機械傳動、機械零件的設計為重點，保證實用性和先進性。

（二）完善設計所必須的基本知識和基本理論，培養較強的圖表查閱能力

課程設計是一項以《機械設計基礎》課程為基礎，根據實際生產要求，綜合運用眾多課程完成的一項較大的設計任務[2]。完成課程設計，僅僅依靠《機械設計基礎》的知識是遠遠不夠的，期間涉及到的知識有《機械制圖》、《力學》、《工程材料》、《公差配合與互換性測量》等相關知識[3]。根據浙江省廣播電視大學對機電專科教學計劃的修改及相關課程的改革，已經徹底刪除了《力學》、《工程材料》、《公差配合與互換性測量》等知識，僅僅依靠中央電大90出版的《機械設計基礎》，使得學生在設計時缺少相關知識而無法解決問題。

修改后的《機械設計基礎》教材，適當增加了《工程力學》中靜力學、材料力學的部分知識，增加了《工程材料》中材料力學性能的簡單介紹與資料查找，也增加了《公差配合與互換性測量》中偏差、公差、粗糙度、形位公差的介紹與查表選擇方法。

在企業中，普通工程師也被稱為“表工程師”。也就是說，工程師的重要能力之一就是能夠查閱有關圖表，從而結合有關公式解決一些生產實際問題。因此，機電成人專科學生的培養目標之一就是培養學生良好的查閱圖標的能力。

二、課程設計和課程講授有機地結合

以往的課程設計程序是：在設計任務下達之后，前三天的計算工作量相當大，教師和學生需要加班趕任務，有時甚至通宵達旦，十分勞累。學生也沒有思考的時間和余地，隨之會出現應付心態，出現問題馬上就問，過分依賴指導教師。也有一部分學生急于求成，做事馬虎，設計計算時喜歡照搬照抄，一錯皆錯，問題成堆。這對學生的設計質量和學習成績都會產生一定的影響。對于教師來講，課程設計的前三天，幾十位學生爭相提問，教師要對類似的問題不停地答疑講解，疲憊不堪。如此以往，學生的設計質量和工作進度都難有太大的進展。

為此，我們根據教學大綱，在不減少學生設計任務的前提下，把課程設計和課程的講授結合在一起，在學期開始不久就將設計任務書下達給學生，讓學生帶著任務，有針對性地學習。可以將課程設計的部分計算內容分成幾次大型課后作業來完成，比如帶傳動設計、齒輪傳動設計、軸的強度校核計算、軸承的選擇與校核、鍵的強度校核等。在課堂例題的模板下，學生大部分能較好地完成作業。同時教師在日常授課期間，通過批改學生的作業，適時發現學生計算中的失誤并敦促學生及時糾正。

課程設計的結構設計部分可以放在學生“裝拆、測繪減速器實驗”中進行。在裝拆、測繪實驗中，讓學生仔細觀察各類減速器的結構、軸的結構、軸承的安裝和固定方法，為以后對軸和箱體的結構設計和畫裝配圖打下基礎。

課程設計采用這種方法，使得大部分工作都是在學生的課余時間完成的。周期長，學生和教師都有了很大的回旋余地，學生遇到困難可以有足夠的時間思考，教師也可以從容不迫地指導學生通過查閱有關資料和學生一起解決設計中遇到的問題，提高學生發現、思考、分析問題和解決問題的能力，更主要的，是培養學生自主查閱資料的能力和機械設計的方法。

三、引入UG（Unigraphics）軟件，提高學生的空間想象能力

在以往的課程設計中，由于學生空間想象能力不足，往往依葫蘆畫瓢，導致學生對自己設計的減速器結構似懂非懂，影響了設計質量。在課程設計中引入UG軟件指導學生進行減速器的結構設計，可以增加學生的學習興趣，提高學生的空間想象能力。

UG技術提供的草圖功能、曲線曲面建模、基于特征的實體建模虛擬裝配建模機構運動仿真、分析等技術，給機構設計提供了極大的方便[4]。由于學生缺乏實際經驗，往往要對某些結構不合理的地方進行多次修改，采用二維設計，結構變動較大時則不得不重新設計并花費很多時間進行繪圖。而采用UG軟件進行三維設計，只需修改零件的某個參數的數值即可完成整體修改。學生在完成三維設計后，利用UG的制圖轉換功能，可將使用實體建模功能創建的零件或裝配模型引用到工程圖模塊中，快速轉換為二維的工程圖，再進行尺寸標注、注釋等等，最終完成課程設計所要求的圖紙，從而提高學生的專業專業制圖、識圖能力，加深學生對三維設計與二維工程圖之間關系的理解。

篇8

關鍵詞 機械控制工程基礎 課程改革 一般本科院校 專業特色

中圖分類號：G714 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.08.019

Undergraduate College Mechanical Control

Engineering Curriculum Reform Practice

TANG Hongbin， WU Kangxiong

（College of Automotive and Mechanical Engineering，

Changsha University of Science & Technology， Changsha， Hu'nan 410004）

Abstract For "Mechanical Control Engineering" course characteristics， combined with "mechanical engineering and automation，" Changsha University of professional features， from the teaching content and optimization theory with practice， Practice， teaching methods， teaching ideas into other aspects of the curriculum reform practice. The results show that the practice of these reforms to stimulate student interest， and achieved good results.

Key words Mechanical Control Engineering; course reform; undergraduate college; professional features

0 引言

機械控制工程基礎是機械類專業的必修課，是一門非常重要的專業基礎課，在機械類專業的人才培養體系中起著承上啟下的作用。①它基于經典控制理論，結合機械工程中的實際控制應用，介紹經典控制理論的基本概念、控制系統的數學模型、頻率特性、穩定性分析、快速性分析、準確性分析及控制系統性能校正等。通過該課程的學習，使學生了解機械控制系統的基本結構和工作原理，掌握自動控制理論在機械工程中的具體應用;學會分析機械工程系統的穩定性、準確性、快速性等基本性能，掌握系統設計和校正的本方法;培養學生分析問題和解決問題的能力，為后續學習專業課以及從事相關工作打下基礎。②

機械控制工程基礎是數理基礎課程與專業課程之間的一道橋梁，課程中有大量的公式、定理、判據，涉及時間域、頻率域和復數域，課程內容較枯燥。筆者通過多年的教學經驗發現：學生感到該課程難度較大，對所學內容不易消化和吸收。這使得一部分學生在學習中的主動性變差，產生厭學情緒，從而嚴重影響到了課程的教學質量。這導致學生整個機械專業知識體系不完善，出現了中斷，從而影響了人才培養質量。因此，結合機械控制工程基礎的課程特點進行教學改革，對于提高該課程的教學質量，是十分必要的。

本文根據機械控制工程基礎課程特點，結合我校機械類專業特色，從課程的教學內容、教學手段及實驗教學等方面開展了一定的探索和研究，對于促進學生學習的主動性和學習效果有一定的參考作用。

1 我校機械類專業特色

長沙理工大學的“機械設計制造及其自動化”專業是學校的骨干專業，其起源于原湖南交通學校1956年創辦的“船舶技術管理”專業和隨后開設的“筑路工程機械”專業。1978年經國務院批準，在湖南交通學校的基礎上創辦長沙交通學院，歸通部直接管理。自1979年始，筑路工程機械專業面向全國招收四年制本科生。1987年長沙交通學院開設機械制造工藝與設備專業，當年開始面向全國招收三年制大專班。1996年經教育部批準，在原機械制造工藝與設備專科專業的基礎上創辦“機械電子工程”四年制本科專業。1998年，“筑路工程機械”和“機械電子工程”兩專業合并為“機械設計制造及其自動化”，設工程機械和機電一體化兩個方向。幾十年來，已培養了近三千名主要在機械和交通領域相關行業就業的畢業生，具有鮮明的機械行業和交通行業特色，形成了“立通和工程機械行業，傳承‘鋪路石’精神;夯實基礎知識，突出機電一體化;強化工程實踐與動手能力，培養面向基層的高級應用型人才”的專業特色。

2 改革措施

根據機械控制工程基礎課程特點，結合我校“機械設計制造及其自動化”專業特色，從教學內容理論聯系實際、優化教學內容、實踐環節注重虛實結合、多樣化的教學手段、將CDIO教學理念引入教學等方面采取了措施進行了課程改革。

2.1 教學內容理論聯系實際

機械控制工程基礎所討論的問題源于工程實踐，是進行自動控制系統性能分析和設計所面臨的共性問題。隨著工業化進程的不斷加快和科學技術水平不斷提高，控制理論的應用面越來越寬，知識體系越來越成熟。但由于本課程偏重理論基礎的介紹，往往使學生在學習中對實際的控制系統缺乏感性知識，他們感到學習的內容比較抽象，和他們接觸的控制系統差距很大，影響學習效果。因此，教師在教學過程中應注重理論聯系實際。比如，講到機械控制系統的組成時，多舉一些工程機械控制系統和數控機床控制系統的實例，很容易提高學生的學習興趣。這樣既克服了該門課程的理論性和抽象性，又增加了學生的學習能動性，開闊了學生視野，從而很好地促進教學效果。

2.2 優化教學內容

機械控制工程基礎內容比較多而且也比較抽象，我校“機械設計制造及其自動化”專業培養計劃中機械控制工程基礎安排為2.5學分，40學時。由于課程知識點較多，在規定的時間難以把所有內容講完。所以，我們必須加強課程知識體系的研究，對教學內容進行優化。根據我校機械工程專業狀況，我們把課程教學內容重放在控制理論的基本概念、控制系統的數學模型、系統穩定性分析、系統快速性分析、系統準確性分析及系統性能校正等幾部分，而對于要求較高的內容，如非線性控制系統、離散控制系統系統及根軌跡法等只作簡要闡述，感興趣的學生可以在課下和老師進行交流。

2.3 實踐環節注重“虛”、“實”結合

機械控制工程基礎是一門注重實踐、實踐性很強的專業課程。實踐環節對于培養學生分析問題并運用所學知識解決問題的能力起著非常重要的作用，有利于學生工程實踐能力的提高。很多高校機械控制工程基礎的實踐環節一般借助MATLAB軟件實施，通常是上機實驗。③④然而，單純采用MATLAB軟件進行虛擬實驗，不夠直觀，與工程實際有些脫節，激發不起學生興趣，實驗效果不是很理想。為此，我們對傳統實驗方式進行了改革，采取了“虛”、“實”結合的實驗方式，一部分實驗借助MATLAB軟件平臺上機進行，同時還開設了實物實驗。學院為本課程購買了自動控制工程基礎試驗臺，可以進行控制系統的時域響應分析、頻率特性測試、校正設計等實物實驗。相對于軟件實驗，利用真實的控制器件，更能激發學生的學習興趣，提高學生主觀能動性，學生也普遍反映更加喜歡這種實驗形式，取得了較好效果。

2.4 多樣化的教學手段

機械控制工程基礎課程中的許多概念和原理等內容，學習過程中需要大量復雜的計算、分析、作圖，這使得傳統的常規的課堂授課方法很難使學生充分消化吸收。要想獲得較好的教學效果，必須對傳統教學方法進行改革，采用多樣化教學手段。為此，我們在課堂教學中采用“以多媒體教學為主，板書為輔”的方法，改變傳統“板書教學”方式。同時，針對該課程理論性強、計算復雜、繪圖工作量大的特點，將MATLAB軟件引入教學中。MATLAB軟件中有專門的控制系統分析和設計工具箱，比較容易繪制系統的時間響應曲線、Nyquist圖、Bode圖等，利用Simulink模塊可以方便地進行控制系統的性能分析和設計，獲得了良好的教學效果。

2.5 將CDIO教學理念引入教學

CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate）等四個英文單詞的縮寫，⑤代表了產品、系統或過程的整個生命周期的所有環節。CDIO工程教育教學模式的核心思想是把整個學習過程利用“工程項目”來組織，以學生在項目實施不同階段的知識需求為驅動來安排教學內容和方法。由于機械控制工程基礎這門課程系統性強，適合借助工程案例借助CDIO模式進行教學。作者針對機械控制工程基礎課程特點提出的CDIO教學模式包括四個過程：構思、設計、實施和考核。老師針對所講授的知識點結合具體的工程實例，提出了幾個適合機械控制工程基礎的“工程項目”，并力爭把本門課程的主要知識點融入到“工程項目”中。在實施過程中，把學生分成若干小組，給每個小組分配不同的“工程項目”，針對所要學習的知識點，查閱資料，進行分組討論，加深對知識的理解，并提出解決“工程項目”的具體方案。然后，合理綜合課程內容，通過綜合性實驗或模擬仿真加以驗證。最后，改革傳統考核方式，加大學生在“工程項目”實施過程中和實踐部分的考核分值，根據學生的考試成績、“工程項目”實施中的表現、實踐動手能力、創新能力等來綜合評分。

3 結語

高等教育的核心是提高人才培養質量，工程教育的目標是為社會輸送合格的工程師，這些目標的實現是要落實在具體的教學過程中。隨著自動控制技術的不斷進步，當前高等工程教育對人才培養有了更高的要求，機械控制工程基礎及其他相關課程的教學改革也應與時俱進，這就要求任課教師要樹立“提高人才培養質量”的教學理念，不斷改善教學方法，優化教學內容，精心組織教學過程，提高學生學習的主動性，使學生能夠更好地學習和掌握相關專業知識，為自身全面發展創造良好的條件。筆者從教學內容理論聯系實際、優化教學內容、實踐環節注重虛實結合、多樣化的教學手段、將CDIO教學理念引入教學等方面采取了措施進行了機械控制工程基礎的課程改革，取得了良好的效果。

基金項目：長沙理工大學2014年教學改革研究項目（JG1439）

注釋

① 鄭明軍，劉希太，王海花.《機械控制工程基礎》課程教學改革研究與實踐[J].中國科技信息，2009（6）：257-258.

② 王芳.“機械控制工程基礎”課程教學改革探討[J].西安航空技術高等專科學校學報，2008（26）：76-77.

③ 鄭明軍，劉希太，王海花.MATLAB在《機械控制工程基礎》教學中的應用探討[J].太原理工大學學報（社會科學版），2001（19）：39-41.

篇9

按照培訓包的要求，為獲得澳大利亞政府承認的資格證書，該中外合作班在專業設置、培養目標、課程結構、能力標準、教學模式等方面，都有新的要求和內容。筆者承擔了該班的機械精度設計與檢測課程，開展了初步

探索。

一、教學大綱

1.定位與課程目標

按照培訓包要求，機械產品精度設計課程的定位是：培養具有扎實的互換性理論基礎知識，理解常用零部件的幾何精度設計原則與方法，在機電產品精度設計中能夠靈活運用所學知識，具備精度測量基本技能，具有一定的開拓創新精神、良好的社會適應能力和團結協作精神的應用型機械工程人才。

本課程具有學科交叉性強、實踐性強、綜合應用性強的特點。課程旨在使學生掌握互換性生產原則、公差的規律及標準選用、圓柱結合的精度設計原則及檢測技術、零件的形位公差標準及其選用原則、檢測技術等相關知識和技能，理解常用零部件的幾何精度設計原則與方法，并靈活運用于機電產品設計中。

由于培訓包是在工業領域及企業進行廣泛研究、咨詢行業專家并獲得支持后得到的，所以該課程目標必須反映行業需求。課程教學應注重培養學生理論聯系實際、關聯相關課程知識的能力，讓學生熟悉相關學科最新研究成果，具有一定的科技創新意識和能力，為今后解決實際工程問題、開展科學研究及應用奠定堅實的基礎。

2.先修與后續課程

本課程是機電一體化專業中必修的主干技術基礎課程，在機械工程專業課程體系中起著承上啟下的作用。該課程是聯系基礎課及其他技術基礎課與專業課的橋梁，是聯系機械設計類課程與制造工藝類課程的紐帶，與許多課程諸如機械制圖、機械工程材料、機械設計、機械制造基礎等有著密切關系。學生在學習本課程之前，應具有識圖和制圖能力，懂得機械的一般機構原理，掌握機械制造的初步知識。因此，必須將本課程安排在機械制圖、機械制造基礎、機械設計等課程和教學環節之后。課程的測量技術基礎部分涉及到概率的有關知識，因此工程數學也是本課程的先修課。

通過本課程的學習，可以提升學生對理論知識的綜合運用能力，使學生掌握公差標準、表面粗糙度的選用原則，并能進行精度設計。將該門課程的內容融入到機械設計課程中，可讓學生在設計機器零件的過程中，理論聯系實際，真正理解課程的基本概念、理論、原理和方法；能夠根據需要，合理地提出零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，為后續的機械制造工藝學等制造課程的學習，以及課程設計、綜合實訓、畢業設計打下基礎。

3.課程的重點（即能力單元）以及解決方法

根據培訓包要求，每個能力單元確認了一個分離的工作場合要求，包括了除語言、文字、計算能力之外的作為能力基礎的知識和技能，以及職業健康和安全要求。能力單元必須和教學以及評估一致，以保證結果的一致性。本課程的能力單元包含以下部分：

（1）孔、軸尺寸精度標準及配合的選用，孔、軸公差與配合的正確標注；

（2）形位公差標準、公差帶的特點以及公差原則，零件形位公差的選擇、正確標注；

（3）表面粗糙度的標準、選用及標注；

（4）精度設計原則與方法在光滑極限量規、滾動軸承、鍵和花鍵、螺紋、圓柱齒輪中的具體應用；

（5）常用精密測量儀器的應用。

根據培訓包要求，以上內容需在教學中利用各種教學途徑加以解決，具體方法如下：

一是通過來源于工程的實例，講清精度設計的原則；

二是多種教學手段并用，利用多媒體教學真實感強的特點，進行多彩多維的形象描述與展示，講清形狀公差帶和位置公差帶的形狀、尺寸公差與位置公差間的關系，使學生能夠正確理解形位公差與公差原則；

三是通過課內實驗、開放性實驗，充分激發學生的自主性、積極性，使某些重點難點問題在實際操作、科技創新的過程中得到有效解決。

4.教學內容

本課程包括理論教學、實驗教學兩部分，其中理論教學32學時，實驗教學（包括課內基礎及綜合實驗）16學時。另外，作為本課程的重要補充，增加一周三坐標測量儀的實訓，作為開放性實驗環節。

（1）基本理論及基礎國標，23學時。內容包括極限與配合、形位公差、微觀表面質量基本理論、相關國家標準及標準選擇原則和方法，測量器具的原理與測量方法。

（2）精度設計原則與方法應用，時。內容包括精度設計原則與方法在光滑極限量規中的具體應用。

（3）實踐部分，包含隨課實驗16學時、一周三坐標測量實訓24課時以及畢業實訓和畢業設計。

以上內容課時的分配，均與培訓包的能力單元一一對應。

二、教材和教學參考資料

1.選用教材

篇10

關鍵詞 機械基礎 模塊化教學 考核方法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.049

Abstract Mechanical foundation is a professional basic course for electronic control specialty in our university， which includes theoretical mechanics， material mechanics， foundation of mechanical design， hydraulic and pneumatic transmission， etc.. According to the characteristics of the course， the modular teaching mode is adopted， the key modules and the self-study modules are divided into different majors. To promote the reform of the experimental teaching， and enhance the practice of teaching. The examination method of the curriculum reform， including the separate assessment of the experimental module， as well as to strengthen the ability of the comprehensive application of the module assessment.

Keywords mechanical foundation； modular teaching； examination method

機械基礎是我校針對自動化、數控等電控類專業開設的一門專業基礎課，旨在幫助學生學習機械方面基礎知識，提高專業素養。教材將機械專業的四門專業課程集中在一本書中進行介紹：理論力學，材料力學，機械設計基礎，液壓與氣壓傳動。這門課程具有實踐性強、與工程實際結合緊密等特點。學習該課程有助于培養學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，也有利于啟迪學生的創新思維、開拓其創新潛能。但由于教材各部分內容跳躍性較大，知識點過于零散，采用傳統的教學方法不利于學生消化吸收。針對該門課程的特點，我系教研組認為在課程的教授過程中應更加注重實踐教學，切實加強學生對知識的理解和應用；突出重點，加強對各部分內容的聯系；增強學生自主性，采用模塊化教學方式。

模塊化教學模式的本質是將各課程的內容分解成各個零散的知識點，根據專業特點把相關單元進行組合形成教學模塊。要實現教學內容的更新和調整，可以采用增刪和組合的方式。因此，這種教學模式的內容配置較為靈活，教學目的性較強。①

我校從2014年9月起對機械基礎課程進行了模塊化教學改革，具體方案如下：

1 模塊化理論教學改革

1.1 課程的結構體系

按照教材內容和以往的教學進度表，機械基礎課程由若干個部分組成，若按照課程的內容進行模塊劃分，則如表1所示。

（1）理論力學模塊。理論力學模塊包含靜力學，動力學，運動學三個子模塊。靜力學主要研究質點系受力作用時的平衡規律，其中包括力系的簡化和物體的受力分析，在工程技術中具有廣泛的運用；動力學主要研究力與運動之間的關系，基本內容包括質點動力學，質點系動力學，剛體動力學等；運動學主要從幾何角度描述和研究物置隨時間的變化規律。

（2）材料力學模塊。材料力學是研究材料在各種外部載荷作用下的應變、應力、強度、剛度、穩定性的一門學科。其子模塊包含各種變形：拉伸與壓縮，扭轉和彎曲等；此外還有應力的狀態分析及強度理論。

（3）機械設計基礎模塊。機械設計基礎主要研究各種機構的原理和機械設計的方法。這是整個課程四個模塊當中最重要的一個，學習前面兩個模塊的目的就是為了學習此模塊打下基礎。

（4）液壓與氣壓傳動模塊。液壓（氣壓）傳動是用液體（氣體）作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液（氣）壓傳動目前在工程中應用廣泛，因此將其作為單獨模塊置于課程中。

1.2教學改革實行方案

（1）具體模塊的構建：在機械制造基礎課程教學中應用模塊化教學的理念，重點內容是進行知識重組，使授課內容模塊化。②機械基礎的課程教學主要針對自動化，數控及電氣工程專業，而在對這幾個專業進行教學的過程中我們應當有的放矢，針對專業特點重新進行模塊的劃分（如表2所示）。對該專業的重點內容重點講解，相對不重要的內容可以從該專業的模塊中去掉，讓學生自主學習。

電氣工程專業和自動化專業涉及電力電子技術，計算機技術，電機電器技術信息與網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，是綜合性較強的專業。因此我們在教學時要更注重機械知識與電學知識的融會貫通，即兩者間有交集的部分，包括機械傳動和液（氣）壓回路模塊。而材料力學和理論力學中的部分基礎知識可以作為學生的自學內容。

對于數控專業的學生來說，我們的目標是培養掌握數控技術及應用專業的基本理論、基礎知識，能在生產第一線從事生產、管理、產品營銷、設備維護等工作需要的應用型高級技術人才。因此，機械方面的基礎知識，如機械設計概論，機械連接等都要作為重點知識來進行教授。而數控專業專業性較強，與液壓傳動的直接聯系較少，因此把這一部分作為學生的自學模塊。

（2）加強模塊教學中的學生管理。學生是模塊化教學的對象，為了更系統化地進行模塊化教學改革，應當建立與之相配套的學生學習管理保障系統. 制訂包括選課規定、學分管理、認知實習、企業實訓等一系列的規章制度，從而調動學生學習的主動性，保障學生學習的有效性。③在進行自學模塊的教學時，將學生按照該專業的自學模塊進行分組。比如對自動化專業的學生，一共有三個自學模塊，就將該班級的學生分為三組。每一組學生負責不同的模塊，針對該模塊搜集資料自主學習，并且在該模塊學習完成后要進行課件的制作、演示和答辯。

2 推進實驗教學的模塊化改革，增強實踐性

機械基礎的實驗教學是整個教學過程中重要的一環，對培養學生的創新能力和綜合素質起著關鍵作用。傳統的實驗教學依附于課堂理論教學，是理論教學的輔助手段。實驗目的僅僅局限于對知識的驗證和加深理解，忽略了實驗之間的內在聯系，沒有形成一個完整的實驗體系，不利于學生的融會貫通和能力的提高。④我院從2014年起實行機械基礎課程實驗教學改革，采用模塊化實驗教學方法（如表3所示）：

具體操作是將實驗項目根據其自身特點及在各專業中的地位劃分為創新性、驗證性、設計性、綜合性及自選實驗模塊。在做實驗前要求學生針對不同的模塊進行有目的性的預習。在實驗過程中，則要根據不同模塊的實驗要求，著重解決該模塊的核心問題，從而提高學生相應的能力。

3 考核方法改革

模塊化教學針對教學大綱的要求和不同專業學生的特點，設定不同的教學模塊。我們在對學生進行考核時，既要重視單個模塊的掌握情況，也必須要對學生各個模塊間知識的連貫性及結合點進行考查。此外，要加強對實驗模塊的考核，改變傳統教學中實驗教學依附于理論教學的情況。

（1）實驗模塊單獨考核。對實驗模塊進行單獨考核可以提高實驗教學的目的性，使其相對獨立于理論教學；也方便實驗教學的管理，便于學生的選課；此外，實驗模塊的單獨考核能夠提高學生對實驗的重視程度，使老師和學生更加重視實踐。實驗教學模塊應與各理論教學模塊并行，并在具備科學性、系統性和銜接性的前提下單獨進行考核。

（2）加強對各模塊綜合應用的考核。我們在對學生考核時不僅要重視各個單獨模塊的知識掌握情況，還要注重對知識連貫性和結合點掌握程度的考查。對各個模塊的單獨考核可通過隨堂考試和期末考試的方式；而對學生綜合應用的考核則要通過布置課題或解決生產實際問題的方式進行。

注釋

① 徐理勤，顧建民.應用型本科人才培養模式及其運行條件探討[J].高教探索，2007（3）：22 -25.

② 谷曼，徐滟.機械制造基礎課程模塊化教學的探索[J].河南科技學院學報，2014（6）：88-90.