機械設計基礎課程設計范文

導語：如何才能寫好一篇機械設計基礎課程設計，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：機械設計基礎；課程設計；題目探索

作者簡介：石永軍（1973-），男，山東東營人，中國石油大學（華東）機電工程學院，副教授。（山東　青島　266580）

基金項目：本文系中國石油大學（華東）教學改革項目（項目編號：JY-B201011）的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）32-0055-02

機械設計基礎主要面向中國石油大學機類和近機類本科學生，是石油工程、過程裝備與控制、油氣儲運工程等專業的重要專業基礎課，在教學體系中具有承上啟下的作用。近年來，為了培養學生的動手能力與工程意識的養成，工科院校越來越重視實踐教學。機械設計基礎課程設計是機械課程教學中重要的實踐教學環節，它涵蓋了工程制圖、機械CAD、機械設計基礎、理論力學、材料力學、工程材料與機械加工基礎等課程的知識。通過該課程的學習，以培養學生學會運用所學知識解決實際工程問題，逐步提升其動手能力、綜合設計能力與創新能力。[1]但目前機械設計基礎課程設計題目單一的問題比較突出，不利于學生工程意識的養成和激發大學生開展科學探索的興趣。因此，探究柔性化的課程設計題目以提升課程設計的教學質量對于學生綜合知識運用能力與創新能力的培養具有重要意義。[2]

一、目前課程設計分析

目前高等工科院校常用的機械基礎課程設計題目是單級圓柱齒輪減速器和展開式二級圓柱齒輪減速器。減速器是工業中常用的典型傳動裝置，在油田抽油機、帶式運輸機、起重機和卷板機等有著廣泛的應用。減速器設計過程需要查閱相關標準、規范、手冊等技術資料，涵蓋了機械設計基礎中齒輪傳動、帶傳動、軸承、軸、螺栓等主要通用零件的設計與計算，[3]包含了多門理論課程的內容，體現了一般機械系統的常用設計方法，具有很強的綜合性。減速器設計的主要任務包括：進行傳動方案的制訂；電動機的選擇、傳動裝置的運動和動力參數的計算；帶傳動與齒輪傳動的設計計算；軸的結構設計以及低速軸的彎、扭組合強度校核；軸承的組合設計與壽命計算；鍵的選擇及強度校核；聯軸器的選擇；減速器的與密封選擇等。[4]減速器設計的一般過程是：首先，指導老師布置任務；然后，學生完成減速器裝配草圖一張、減速器總裝圖一張、軸與齒輪等零件圖以及6000～8000字設計計算說明書一份；最后進行課程設計答辯，按照圖紙、設計說明書與答辯情況評定成績。

減速器設計題目主要存在以下問題：題目單一，只是設計參數略有不同，學生可借鑒的資料很多，課程設計雷同現象比較嚴重，甚至出現一些抄襲現象；課程設計時間一般為2周，學生設計期間非常緊張，大多學生需要晚上加班才能完成。學生忙于應付完成課程設計，很少有學生主動去圖書館查閱相關的資料；老師一般需要指導2個班，工作量很大，老師很難保證照顧到每一位同學；課程設計的設計內容與傳動方案長期不變，學生可以根據設計指導書按部就班地進行，無法調動學生的積極性與激發學生的創造性思維，不能滿足現代工程教育創新訓練的要求；每一個同學單獨完成一個題目，同學之間的交流與討論較少，團隊協作精神難以培養。

二、課程設計題目探索

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關鍵詞：機械設計基礎；課程建設；實踐

一、引言

機械設計基礎一大任務即為培養學生自主分析及解決工程實際問題的能力。因而在機械設計基礎課程教學過程中，一方面應要求學生掌握基本的理論知識，一方面更應注重對學生動手設計能力及創新思維的培養。機械設計基礎作為機械類、近機類相關專業必修的專業基礎課，該課程的建設是專業建設中至關重要的一環。由此可見，對機械設計基礎課程建設的實踐與探索開展研究，有著十分重要的現實意義。

二、機械設計基礎課程建設中存在的主要問題

1．設計題目大同小異課程設計對象大多以減速器為主，各屆學生均被要求開展減速器設計，除去參數存在一定差異外，其他工作原理、設計步驟則大都如出一轍。長此以往，新鮮感必然會不斷喪失，一方面使得教師產生一定的疲倦感，一方面使得教師在教學上缺乏創新，進而對學生創造性思維培養造成負面影響。除此之外，因設計題目大同小異，多個學生面對同一項目，進而引發嚴重的抄襲現象。2．學生自主設計能力不足在設計期間，學生僅需依據教材相關要求開展操作即可，教材中對各項設計步驟均有明確介紹。如此一來，極易使得學生產生固定思維，設計內容缺乏創新，操作趨向于模式化。學生個性化特性未能得到有效凸顯，學生特長難以得到有效發揮，進而對學生創造能力發展造成極大制約。除此之外，因設計時間有限，教師教學任務繁重，為了完成課程，教師面對學生的求助往往是有問必答。長此以往，必然會對學生獨立思考能力培養造成不利影響。3．學生對課程設計缺乏有效認識一些學生片面認為機械設計基礎只不過是一門考察課程，只是對各項專業知識開展串聯，學習意義不大。為了完成教師布置的設計項目，東拼西湊、上網抄襲，學習態度不端正，缺乏對課程設計的有效認識。

三、機械設計基礎課程建設的實踐與探索

高校在時展新形勢下，要緊跟社會發展腳步，不斷開展改革創新，在先進教學理念、成功發展經驗的支持下，逐步推進機械設計基礎課程建設的實踐與探索。如何進一步促進機械設計基礎課程建設有序開展，可以將下述內容作為切入點：1．構建課程新體系，優化課程內容首先，高校應結合結合機械設計基礎課程特征，對該課程教學改革思路予以有效明確，即為革新教育教學思想觀念，緊緊圍繞技術人才培養目標，推進課程體系優化調整，構建機械設計基礎課程全新教學體系；注重對學生工程實踐能力、設計創新能力及綜合設計能力的培養，構建集課程教學、設計訓練、實驗教學等于一體的教學體系。基于此，通過對機械設計基礎課程的學習，使學生切實掌握機械設計的基本知識、基本理論及基本技能能力，提高學生的機械設計能力，并為后續專業課程學習奠定良好基礎。2．優化教學方法優化教學方法是提高機械設計基礎課程教學質量的重要一環。首先，應轉變教學觀念，提高對以學生為中心教育思想的有效認識，在教學過程中真正意義上做到以學生為主體、以教師主導，盡可能調動起學生學習主觀能動性。在教學期間，推進基礎理論與設計實踐、生產實際的有機相融，結合技術人才培養需求，有序引入前沿技術、前沿成果，拓寬學生設計視野。在教學期間，結合機械設計基礎課程不同章節實際特征，可逐一引入小組討論式教學、項目任務教學、工程案例教學等教學方式。與此同時，還可運用工學結合教學、課外競賽激勵等教學方法，以調動起學習主觀能動性，并推動學生自主學習能力的有效發展。3．強化實踐教學活動創新機械設計基礎課程實踐教學環節由實驗教學、課程設計、設計訓練等內容組成。在實驗教學過程中，應當注重對學生動手操作能力的培養，借助機械設計基礎實驗室、機械零件陳列室等教學環境，依托課內外有效結合的教學體系及分項目、分模塊的實驗教學內容，有效培養學生理論結合實際的動手操作能力、問題分析解決能力，促進收獲良好的教學成效。在課程設計教學過程中，應對課程設計內容予以有效深化，提高設計題目的多樣性。依托設計主線，既涵蓋傳動裝置設計的傳統題目，有引入生產實踐中最新開發的新題目；對制作完畢設計圖紙，既可通過手工繪圖方式完成，又可通過計算機輔助繪圖方式完成，經由一些設計實踐，提高學生設計實踐能力，培養學生創新能力、問題分析解決能力。在設計訓練過程中，為了推進基礎理論與設計實踐的有效相融，可引導學生開展“軸系零件”測繪、上機開展計算機輔助設計等設計訓練，進而提高學生計算機輔助設計能力、機械結構設計能力，為接下來的專業課程學習奠定堅實基礎。

四、結束語

總而言之，要想收獲良好的機械設計基礎教學成效，培養學生動手實踐能力，就要不斷推進課程設計模型改革，并科學設置課程設計實踐，逐步調動起學生對課程設計的主觀能動性，培養學生動手、動腦能力。鑒于此，相關人員務必要不斷鉆研研究、總結經驗，清楚認識機械設計基礎課程建設內涵，全面分析機械設計基礎課程建設中存在的主要問題，“構建課程新體系，優化課程內容”、“優化教學方法”、“強化實踐教學活動創新”等，積極促進機械設計基礎課程建設有序開展。

參考文獻：

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［2］劉桂花．高職精品資源共享課程建設初步探索與實踐———以高職《機械設計基礎》課程為例［J］．亞太教育，2016，06（36）：157－158．

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化工機械基礎課程設計是化工專業重要的實踐教學環節，對于提高學生的裝置設計水平，增強工程意識具有重要的意義。隨著高等教育改革的深入，原有教學方法的弊端逐漸顯現，課程設計急需改革。本文分析了課程設計面臨的問題，以課程的教學目的為依據，提出在設計時間、設計題型、學科交叉、設計規范、成績考核等方面的改革方案。通過教學改革，激發了學生的學習興趣，提高了機械設計水平，起到了良好的教學效果。

關鍵詞：

化工機械基礎；課程設計；教學改革；工程意識

化工機械基礎課程是化學工程與工藝專業的必修課程，涉及化學、化工、機械、材料、物理、力學、數學等學科知識[1]，具有學科交叉復雜、內容豐富、理論聯系實際緊密、工程實踐性強等特點[2]。通過課程學習，學生可以掌握基礎的工程力學知識，熟悉材料特性，學會常用化工裝置的設計方法，了解化工機械安全使用的檢驗原理[3-5]，對于提高化工專業學生設計水平，增強工程意識，培養分析問題、解決問題的能力具有重要的意義[6]?；C械基礎課程設計是繼該理論課程之后的一次集中實踐教學環節[7]，能夠起到將機械設計知識融會貫通，發揮理論與工程實際、基礎知識與專業技術之間的橋梁作用[8]。學生在設計化工裝置時，既要基于學科理論，又要遵循國家標準和行業規定；既要裝置結構合理，又要保證安全經濟，是多門學科知識綜合運用，多種專業技能強化鍛煉的重要過程，為化工類學生更好地服務化工行業奠定良好的專業基礎，因此，應予以足夠的重視。

一、課程設計面臨的問題

針對化工專業學生開設的化工機械基礎課程設計開課于大三，這個階段，學生剛接觸專業課學習，對本專業知識體系還不熟悉，對專業設計更是知之甚少，急需專業教師悉心指導，同時，一直沿用的課程設計內容、課程安排及考核形式等都無法與高等教育改革的新形勢相適應，課程設計急需改革。1.課程設計時間短，與理論課銜接不合理一般化工機械基礎課程設計安排在理論課結束后一周內完成。要做好課程設計，學生要查閱相關裝置的設計資料，熟悉涉及物料的性質，了解國家設計規范，選擇合適的設備材料，合理設計裝置內部結構，完成設計尺寸計算及強度、剛度、穩定性校核，繪制裝置設備條件圖，編制設計說明書[9]，設計工作量大，專業知識要求高，學生很難在一周時間內完成。而此時段，學生已完成理論課的學習，對于設計中用到的知識已經淡忘，需要重新查找復習，不利于理論知識的學以致用。同時課程設計處于期末考試階段，考試壓力較大，學生忙于準備考試，很容易出現應付或抄襲現象，無法真正起到增強學生工程意識、提高裝置設計水平的作用。

2.課程設計題型少，裝置結構簡單以往的化工設備設計題型比較單一，只做一些壓力容器設計，課本中有該類裝置的設計例題，學生只需將設計條件帶入，參考例題，按部就班地計算就可以完成，學生學習興趣不大，完成質量也不高。設備一般不進行內部結構設計，只進行外部殼體計算，設計難度較小，無法激發學生的探索欲望，學習主動性較差[10]。

3.不同學科間知識交叉少，裝置設計不完整化工裝置的設計包括工藝設計和機械設計兩部分[11]。工藝設計是根據設計任務提供的原始數據和生產工藝要求確定設備的主要尺寸；機械設計是根據工藝尺寸設計設備的結構、選擇結構材料及進行強度、剛度和穩定性計算，給出設備與零部件的條件圖。對于化工專業的學生來說，化工原理課程設計做的是工藝設計，化工機械基礎課程設計做的是機械設計。教改之前，這兩個設計沒有交叉點，學生每門課程只做一部分設計，而沒有化工裝置設計的完整訓練，不利于學生設計能力的提高[12]。學生提交的設備條件圖，大多采用手畫的形式，而不采用現行各設計院普遍采用的AutoCAD繪圖軟件，無法鍛煉學生機械制圖的能力。設備條件圖繪制簡單，各物料進出管口、自動控制方案都無法體現，化工設計及化工自動控制課程所學知識不能應用到化工機械基礎課程設計中，學生綜合運用所學知識的能力無法得到鍛煉。

4.學生工程意識不強，設計不規范生產中使用的任何機器或設備的構件都應滿足適用、安全和經濟三個基本要求，其中，安全是核心。為了保證裝置安全可靠運行，降低生產成本，提高勞動生產率，便于構件互換，國家和有關部門制定了各類化工裝置設計的標準和規范[13]。學生對相關的標準與規范不熟悉，容易造成其無法將標準和規范應用到化工裝置的設計中，與生產實踐脫離。比如，計算容器的物料接口尺寸，很多學生計算出結果后沒有規整，即使規整了，也沒有查閱國家制定的各種鋼管公稱直徑的規范，采用標準尺寸。在選擇設備材料時，一般選擇適用范圍廣，性能優異的材料，沒有考慮會使設備成本大大提高的風險。在設計壓力容器時，計算出的容器殼體壁厚與封頭壁厚不一致，很多學生本著經濟的原則，沒有設計為相同尺寸，影響容器的焊接和安全。這些都是理論設計與生產實際偏離、工程意識不強的體現，沒有達到強化工程概念的教學目的[14]。5.考核方式不合理，無法體現設計水平以往的課程設計是根據學生提交的設計報告給成績，對學生的平時表現，設計的合理性、規范性及嚴謹程度沒有體現[15]。設計報告抄襲或模仿現象嚴重，單純憑借設計報告無法反映學生真實的設計水平，不能體現公平、公正、合理的考核原則。針對化工機械基礎課程設計存在的這些問題，按照高等教育改革的要求，我們對課程設計進行了改革。

二、課程設計改革措施

1.提早布置課題，合理銜接理論教學針對課程設計時間短，與理論教學脫鉤的問題，我們對課程設計時間安排進行改革。在完成第一章工程力學和第二章化工設備材料教學之后，我們便將每位學生的設計課題布置下去，理論課程結束后兩周上交相關設計文件，進行考核。在布置課題時，利用兩節課的時間，介紹各類裝置設計的流程，每個環節用到的理論知識也事先向學生明確，使學生對課程設計有大致的了解，并對今后會對用到的知識引起重視。同時，理論課授課教師在今后介紹各類化工裝置機械設計時也要對重點知識的應用加以說明，并結合課程設計詳細講解。學生了解設計課題之后即可隨著理論課的講解開始設計，學到的設計知識即刻能夠應用到設計中，真正起到了學以致用的效果。在設計過程中，遇到困難，學生可以在理論課堂上提出，經過老師講解得到解決，提高了設計效率，也方便指導教師掌握學生設計情況。由于設計時間由原來的一周延長為多半個學期，學生在理論課結束時便完成了大部分的設計計算及校核，利用兩周時間整理數據，繪制裝置圖，撰寫說明書，不會耽誤期末考試復習，避免了應付抄襲現象的發生，真正鍛煉了學生的機械設計能力，達到了課程設計的教學目的。2.增加設計題型，重視設備內件設計課程設計題型的選擇關系著化工實踐教學的效果。為了使學生熟悉各類化工裝置，激發學生學習的主動性，鍛煉化工設計能力，我們編制了多種化工裝置的設計題型，包括壓力容器設計、板式塔設計、填料塔設計、管殼式換熱器設計和攪拌反應釜設計，共計五個設計題型。這些裝置是化工生產中最常用的，體現了理論設計與生產實踐的結合，同時，理論教學講授的設計知識在這些裝置的設計中能得到充分的應用，加深了學生對理論知識的理解，保障了裝置設計的質量。對于裝置的主要部件，比如板式塔的塔板、填料塔的填料層、反應釜的攪拌器等，也要求學生詳細設計，并且給出部件的條件圖。通過內部構件的選擇、設計和校核，加深學生對化工裝置的認識。

將每個班的學生分成5組，每組負責一類裝置的設計，并且同組學生的設計條件各不相同。學生要完成自己裝置的設計，要查閱大量的文獻資料，搜集各種物料性質，學會各類裝置的機械設計方法，參考化工容器設計的國家標準，這種形式徹底改變了課程設計形同虛設的尷尬局面，鍛煉了學生查找科研資料，積極探索未知領域，不斷補充新知識，獨立完成科研任務的能力，激發了學生的創新意識，真正提高了化工裝置的設計水平。3.加強學科交叉訓練，完善裝置設計流程化工裝置的工藝設計與機械設計是互相影響、密不可分的，工藝設計為機械設計提供工藝條件及設備主要尺寸，而機械設計的結果又反過來影響工藝設計。為了使學生對化工裝置設計有完整的設計體驗，我們聯合化工原理課程設計，將這兩個設計有機結合，學生在做完化工裝置的工藝設計之后，根據工藝條件及計算出的裝置尺寸，接著進行化工裝置的機械設計，使學生知道裝置的設計流程，為學生將來從事化工設計工作奠定了良好的基礎。對于學生提交的設備條件圖及主要內件結構圖，嚴格要求用AutoCAD繪制，并且標出各接管及自動控制儀表的安裝方位，在設備條件圖的右側表明工藝要求、安裝要求、各接管尺寸、材質、采用的國家標準等。

通過這些方式，學生熟悉了化工裝置的設計流程，將化工原理、化工機械基礎、化工制圖、化工設計、化工自動控制等專業課所學知識融會貫通，綜合運用，提高了學生學習的積極性和主動性，有利于設計能力的提升。4.嚴格規范設計，強化工程意識作為一名合格的化工專業學生，必須了解國家制定的有關化工設計的各種行業規范和國家標準。在做任何裝置設計之前，都要先查找有關規范和標準，絕不能閉門造車，無據可依。與化工機械基礎課程設計相關的標準有《鋼制壓力容器》《管殼式換熱器》《鋼制塔式容器》《塔器設計技術規定》《石油化工鋼制壓力容器》《石油化工自動化儀表選型設計規范》等。學生在做課程設計時，遇到有關尺寸的確定、內件的選擇等有疑問的地方，一定要查閱相關標準，養成良好的設計習慣和嚴謹的工程態度，做一個敢于擔當、認真負責的設計者。同時，要注意適用、安全、經濟相協調的原則，密切聯系工程實際，強化工程意識。5.完善考核體系，激發設計熱情考核對于課程設計的質量有著重要的導向作用，公平、公正、合理地對課程設計做出考核，對學生有著監督、鼓勵和引導作用。實踐類課程的成績考核不同于理論課，決不能單純依據提交的設計報告定成績。化工機械基礎課程設計的考核分為平時成績、設計報告質量和答辯三部分，分別占總成績的10%、70%和20%比例。其中，平時成績包括出勤率、學習態度及團隊協作能力。設計報告質量包括報告的完整性、設計的合理性、計算的準確性、圖紙繪制的規范性等。答辯環節要求每位學生將設計內容做成幻燈片，利用3分鐘的時間陳述工作內容，然后由考核教師提問有關問題，學生作答。這種考核形式督促學生實實在在地做設計，認認真真地抓質量，只有付出努力，才能取得好成績，激發了學生的設計熱情，杜絕了抄襲應付現象，達到了教學目的。

三、總結

化工機械基礎課程設計是化工專業學生重要的實踐教學環節，隨著高等教育改革的深入，原有教學方法的弊端日趨顯現，課程設計急需改革。針對設計時間短的問題，我們提早布置課題，與理論教學合理銜接，避免了抄襲應付現象。增加設計題型，由原來的單一裝置設計增加為五種裝置設計題型，并且對裝置的主要部件也要進行設計。加強與化工原理、機械制圖、化工設計等交叉學科的聯系，完善裝置設計流程。裝置設計要嚴格遵守國家規范和行業規定，注重適用、安全、經濟相協調的原則，增強學生的工程意識。完善考核體系，公平、公正、合理的對課程設計進行評價。通過教學改革，激發了學生學習的積極性，課程設計質量得到提高，杜絕了抄襲應付現象。學生在課程設計過程中，自覺依據國家設計標準，將理論設計與生產實際相結合，增強了工程意識，提高了機械設計水平，起到良好的教學效果。

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關鍵詞：課程設計參數選擇;教學改革;繪圖能力

課程設計是機械設計基礎課程重要的教學環節，是培養學生機械設計的重要實踐環節。通過課程設計，培養學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計方法和步驟。提高學生的有關設計能力，如：計算能力，繪圖能力，使學生熟悉設計資料（手冊、圖冊等）的使用，掌握經驗估算等機械設計的基本技能。通過該課程設計，可以把學生所學的機械制圖、公差與配合等幾門課程的理論知識加于鞏固、擴展，提高了學生的綜合能力，為技術應用型人才的培養奠定了基礎。隨著高職教育的不斷擴大，高職生的來源復雜，學生基礎參差不齊。近幾年的課程設計效果不理想。課程設計對一部分同學來說是很枯燥，學生只是按照設計指導書的各個步驟機械地代數據，并沒有真正思考問題，沒有達到設計的真正目的。為了讓學生更好理解課程設計的內容，到達設計的目的，需要在教學方面做一些改革。筆者本著自己這些年來指導課程設計過程中發現的問題，不斷思考，不斷探索好的教學方法，從以下幾個方面來對課程設計進行教學改革，提高課程設計的水平。

1把設計和教學融合在一起

課程設計一般都是安排在理論課程講授完之后進行，時間一般是安排在期末兩周時間。設計結束之后面臨期末考試，大多數同學把精力都放在考試課程上，對設計不能盡心盡力，有的同學是敷衍了事，機械地參照指導書抄寫說明書，里面問題很多。有的同學雖然也發現了問題，但時間緊張，就懶于修改參數，草草了事。最后一周繪制的裝配圖效果也是不太理想，完全沒有達到設計的真正目的。如果能把設計穿插在理論教學中，比如講完帶傳動就可以布置設計任務，把設計題目分組給學生，設計要求講解清楚，把電動機的選擇方法給學生講解清楚，再講解傳動裝置運動和動力參數的計算。學生利用課余時間就可以著手設計內容，完成電動機和帶輪的設計計算。在課程內容齒輪傳動講解完之后，學生可以接著前面的帶傳動設計內容進行齒輪的設計。講解完軸的設計內容之后，學生就可以設計軸的結構尺寸。每上完一部分與設計內容相關的知識點后，就讓學生接著進行設計，讓學生有足夠的時間去考慮，設計的效果才理想，學生才得到真正設計能力的培養。

2設計參數多組化

以往的設計參數雖然也有很多組，但數據相差不大，最開始學生對設計都很感興趣，隨著設計內容的不斷增加，有的同學覺得大家做的都差不多，和設計指導書也相差不大，漸漸就會失去興趣，等著別的同學做完了直接抄寫敷衍了事。可以把設計的參數變動大一些，每組的參數選擇要求也不一樣，這樣就可以避免學生互相抄寫。比如在帶傳動的設計中小帶輪基準直徑的選擇，一個組的同學必須選擇不一樣的數值，帶傳動設計完了之后，讓這組的同學互相對比，啟發他們思考參數不一樣會有什么影響，最終引導學生找出合理化參數設計。設計重在過程，而不是結果，通過不同的參數比較，讓學生更直觀理解了設計內容，鍛煉了學生發現問題，分析問題和解決問題的能力。同時也激發了學生對設計的興趣，不是簡單的抄寫，達到設計的目的。

3注重答辯，啟發學生自己發現問題并解決問題

答辯是課程設計的最后一個環節，是檢查學生實際掌握知識的情況和設計的成果，評定設計成績的一個重要方面。雖然設計是提前布置，參數選擇讓學生選擇不一樣，但如果不答辯，也難區分是學生自己獨立完成的，還是機械地抄寫設計指導書。通過答辯，可以發現學生的一些問題，引導他們去解決問題。引導學生對設計過程進行全面分析和總結，弄清楚設計中每一個數據和公式的使用，對圖紙上零件的結構有著清楚認識。學生在設計中完成的圖紙和說明書還不能完全反映出學生的真實水平。只有通過答辯，才能看出學生的設計能力和綜合能力。比如，有的同學設計帶傳動的時候，只是機械地選擇帶輪直徑，但缺乏整個系統的考慮，有的同學的小帶輪半徑比電動機的中心大，學生還是沒有發現問題，沒有及時修改帶輪直徑，繼續按這樣的參數進行后面的設計，導致后面很多數據都不合理。設計完成后，答辯就是引導學生對整個系統一個全面的考慮，及時發現問題并解決問題，培養了學生綜合分析問題的能力。

4培養學生CAD繪圖能力

以往的課程設計要求學生繪制一張裝配圖和兩張零件圖，大多數都是手工繪圖。由于設計說明書錯誤多，邊繪圖邊修改說明書，有的尺寸是繪圖過程中才能確定的。反復修改數據，部分學生感到煩，設計數據太多，基礎差的同學甚至不知道該修改哪個數據。機械地參照指導書繪圖，導致設計的尺寸和圖紙中的尺寸不吻合，細節地方錯誤多。如果設計任務及早布置出來，學生做完一個零件的設計就用CAD繪制出零件圖，并讓老師檢查。比如齒輪的零件圖，只需要修改輪轂的孔徑就可以了。最后集中幾天到機房完成裝配圖的繪制，這樣既鍛煉了學生的CAD能力，同時又能保證是學生自己設計的尺寸，和說明書也吻合，達到設計的效果。對于成績好的同學，還可以鼓勵他們利用學過的三維軟件繪制零件，并進行裝配。在二維和三維之間不斷轉化，學生可以發現問題，并加于修改?？傊?，通過以上幾個方面的改革，能較大程度改變課程設計中的一些問題，把課程設計穿插在理論教學中，針對性強，學生也容易接受。參數選擇的多樣化，能調動學生的主動性和積極性，激發學生對課程設計的興趣，提高了設計效果。

作者:王桃芬 張彩芳 單位:重慶工程職業技術學院

參考文獻：

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[2]蒙曉燁.淺談高職《機械設計基礎》課程設計的教學改革[J].科技信息,2011(29):298.

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在以往的教學安排中，本門課程的教學一般安排在第二學年進行，課時量控制在120―150學時左右，同時在期末配有一個星期的課程設計專用周。近年來，隨著企業用人需求的不斷變化和教學改革的不斷深入，中專學生按照教育部的要求，各專業都在第三年進行不少于一年的頂崗實習。這樣，各門專業課的課時均有不同程度的壓縮，《機械設計基礎》課時大都壓縮為90學時，課程設計專用周有些學校甚至取消，有些學校雖有安排，但時間安排在期末，容易受到復習考試的沖擊，學生在時間和精力上都難以保證。“課時少、任務重、容易受沖擊、質量難保證”現已成為課程設計普遍存在的問題，已引起相關部門和專家的重視，各地各校也在想盡辦法解決此類問題。

一、教改思路

寶雞職業技術學院從2002年以來，在認真調研、深入分析的基礎上，在歷屆教學當中、采取邊教學邊教改的辦法，逐項改革、穩步推進，進行了大膽的探索和實踐。面臨理論課時減少，但對學生實踐能力和操作技能要求不斷提高的實際情況，《機械設計基礎》課程設計不但不能減少、不能削弱，而且要克服困難、積極應對、強化課程設計本領，提高實踐操作技能，為頂崗實習和就業安置打下堅實的知識基礎。

總結起來，我們的教改做法是：“整體提出設計思路，分步完成設計作業，前期進行‘部件’生產，后期完成‘設備’安裝”。這種時間前移的思路，克服了理論教學與課程設計相互脫節的毛病，既節約了設計專用周寶貴的設計時間，同時又保證了正常的教學作業和大型課程設計的配套完成，使理論教學和課程設計互聯互通、相互促進，達到了二者雙贏的目的。

二、方案設置

結合三年制中專學生“年齡小、底子薄、實踐知識欠缺”的特點，課程設計任務一般選擇簡單的單級直齒圓柱齒輪減速器設計。它的主要內容包括：齒輪傳動設計、皮帶傳動設計、軸系部件設計、箱體設計、聯接類（聯軸器、鍵類、螺紋類）零件選擇、密封選擇等，基本可以涵蓋機械設計課程的全部設計內容。

按照前述設計思路，在課程教學進行到學期中期時，這時常用機構已基本講完，而通用零件剛開始講授。此時，我們就將本門課程的課程設計任務書下發給學生，并用適當時間向學生進行整體設計思路講解，使學生有一個概括的了解。然后結合教學課程的正常進行，在每一教學章節完后，逐項拆分設計任務并分步完成設計內容。這就像工廠生產設備一樣，將零件的制造（分步設計）提前分散到各車間制造完成。

大部分設計內容可隨著課程的進度進行，到學期末教學課程完成時，已基本完成分步設計。等到課程設計專用周時，學生即可按設計指導書的要求與步驟，利用3-4天時間，將分步設計內容進行整合，完成裝配圖繪制，同時編寫設計說明書，進行答辯及后期資料整理工作，這樣學生就可以輕松地完成整個課程設計任務。

三、方案分析

1.節省設計時間。按原有的方案，大量的設計內容集中在一周內完成，學生在短時間內要進行超強度的勞動，常常需要晚上進行通宵加班，才能按時完成設計任務，況且還要面臨期末復習考試的壓力。新方案由于大量的設計內容已預先隨著教學課程而完成，設計專用周只進行整體組合，完成后期資料整理，因而，在3―4天時間內，大部分學生都可完成設計任務。既減輕了學生負擔，又節約了設計時間。

2.保證設計質量。由于分步設計是隨著課程進度進行的，在此過程中，學生在消化課程內容的基礎上，設計思路比較清晰，設計計算時間相對較長，指導老師可以隨堂進行示教講授。同時教師可對設計結果和設計過程提前進行評審，學生改錯時間也較長，因而，設計質量都可以得到保證。

3.考試與設計互不沖突。原有方案的課程設計安排在期末。此時又面臨著別的課程的復習考試，學生既要進行高強度的課程設計，又要分心復習其余課程以迎接期末考試，容易引起二者的沖突，對此指導老師的意見也很大?，F有方案由于設計時間的提前可以有效地解決這一矛盾，既保證了設計質量，又不影響學生期末考試，學生和教師比較滿意。

4.對課堂教學有促進。如果沒有課程設計和課堂教學的互聯互通、相互配合，課堂教學就顯得乏味且沒有針對性，尤其是涉及設計內容講得都比較空洞，學生接觸不到實際的東西，等到后期再進行課程設計時，就顯得無從下手?，F有設計內容與課堂教學同步進行，二者可以起到互相促進、互相補充的作用。學生對課堂教學也愛學也能學得進，通過對幾屆學生的教學考核對比，課堂教學質量比以前有明顯提高。

四、需要注意的幾個問題

1.雖然課程設計內容與課堂教學同步進行，但課程設計只是對理論教學的強化，絕對替代不了課堂教學的主導地位，不能由于課程設計作業的提前布置而沖擊正常的教學。尤其是課堂教學的思考題、課余作業、答疑輔導等教學過程一樣都不能少，都應按照正常的教學進度執行，這一點尤為重要。

篇6

（一）對教學的探索過程

1.初期的教學過程。對這部分內容初次教學時，本人認為給學生把所有的內容講透講清楚，把所有知識點的來龍去脈介紹給學生，學生就能掌握好。結果由于講的內容多，沒有突出重點，方法不當，學生學習該內容沒有達到教學大綱要求的目標。學生不能用所學知識進行設計計算，不會查取參數，各公式在什么樣條件下運用心里沒有底。在講例題過程中，我不得不把所學內容再講一遍，雖然是結合例題又一次講解，但效果還是不好。

2.尋求方法和總結經驗的過程。初期的教學過程中，我雖然經歷了很多失敗，但沒有氣餒，而是向有經驗的教師請教，向他們學習教學方法，多聽他們的課，吸取他們的經驗。同時查閱有關資料，學習其他學校教師在機械設計課程教學方面的案例，另外對本課程教學大綱及課程內容進一步深入研究，找出各節課的重難點及達到的目標。通過學習教學方法和研究課程內容，使自己在教學過程中的思路清晰了，所講的內容學生也容易掌握了。但我并沒有以取得這么一點成績感到滿足，而是在教學過程中進一步探索和研究，在對齒輪設計計算內容的每一次教學中都有目的地采用不同的教學手段，并從中總結出一些好的教學方法，取得了一定的教學效果。

（二）通過探索總結出的教學方法

1.對公式正確說明。齒輪設計計算部分公式很多而復雜，有些公式來自其它課程中，由于學生知識面有限，所以學起來不好理解。針對這種情況，我采取了對公式推導和來源進行淡化處理，而對公式里的參數重點講解。比如，齒面接觸應力計算公式怎么推導出來的，不要求重點講解，而是讓學生知道該公式來自彈性力學，用于兩圓柱體承受正壓力時，求兩圓柱體接觸處的最大應力，因此也可以通過該公式求兩齒輪齒面接觸處的應力。學生明白為什么要用這個公式后，對公式里的各參數要進行詳細說明，特別是公式用于齒輪計算時，一些參數的變化要重點說明，比如載荷系數、齒寬系數、傳動比、材料系數、節點嚙合系數等。除了齒面接觸應力公式外，還有很多其他公式，同樣，這些公式的推導不是重點，但對這些公式的用法、公式里的參數也要詳細說明，使學生切實掌握。

2.正確使用公式。學生了解公式后，要學會正確使用公式，特別是一些公式的使用場合，使用時有什么條件，使用中要注意些什么等內容必須講清楚。比如，齒面接觸強度計算公式和齒根彎曲疲勞強度計算公式適用場合是不一樣的，在不同條件下用不同方法計算。閉式軟齒面齒輪傳動主要失效形式是齒面疲勞點蝕，設計計算時應按齒面接觸強度計算公式進行計算，按齒根彎曲疲勞強度計算公式進行校核；閉式硬齒面齒輪傳動主要失效形式是齒根疲勞折斷，設計計算時應按齒根彎曲疲勞強度計算公式進行計算，按齒面接觸強度計算公式進行校核。讓學生掌握這個原則，在實際設計計算中，要根據材料熱處理情況判別軟硬齒面，從而正確使用公式進行設計計算。其它公式也是一樣，在搞清楚使用場合，附加條件的情況下應用于實際計算中。

3.正確選用參數。齒輪設計計算公式中使用的參數很多，除了掌握參數意義外，還要正確選用參數。因此在教學中讓學生重點掌握選取參數的方法，對于每一種參數都要舉例說明參數應怎樣選取，特別是通過圖表選取參數的方法要詳細講解。比如，齒面接觸疲勞極限和齒根彎曲疲勞極限查取時，必須注意齒輪所用的材料是什么，根據所用材料來查圖和查曲線，要防止查取的圖形或曲線不對，而得出錯誤的取值；又如，查取齒形系數時要注意標準齒輪和變位齒輪，一般是按標準齒輪查圖選取，如果是變位齒輪，要注意變位系數，按變位系數曲線查??；再如，動載荷系數和載荷分布系數，查取時要注意齒輪精度和齒輪的布置情況，要按對應的曲線查??；學生只有學會了參數的選取方法，才能正確選取參數并套入計算公式進行設計計算。

4.通過實例進行鞏固訓練。通過以上教學過程，學生雖然初步掌握了設計計算方法，但不通過實例進行強化訓練，在實際設計計算中，就達不到運用自如的目的。因此，必須通過實例進行設計計算過程的說明，在實例講解過程中，必須使用互動式教學模式，要讓學生參與進來，讓學生動腦思考，把所學理論內容用于實際設計中，而教師不要講的太多，只給學生起引導的作用。通過學生動手設計計算，可以提高學生設計計算的熟練程度，也進一步鞏固學生學到的設計計算知識，同時也可以提高學生的學習熱情，培養學生敢于應對挑戰的能力和創新能力。

5.在實踐中得到運用和強化。學生所學的知識如果不和實踐緊密結合，學生會認為所學知識沒有多大用處，會使學生失去學習的熱情，而機械設計課程為學生創造了這個平臺，就是學了這門課后有一個課程設計的過程。機械零件課程設計是機械設計課程非常重要的實踐性環節，學生通過課程設計，達到理論與實踐相結合的目的。課程設計中，齒輪設計計算也是很重要的部分，學生為了完成課程設計任務，會再一次運用所學的齒輪設計計算知識。如果學生在學習齒輪設計計算內容時又不清楚的地方，那么在課程設計中，通過教師指導，同學之間的討論，會得到解決。另外，通過理論與實踐相結合，使學生所學的齒輪設計計算知識進一步得到強化。同時也能使學生認識到自己所學的知識是有用的，只有掌握好了這些知識，才能運用它對機械零部件進行設計計算，才能成為一名設計工作者，從而進一步激勵學生努力學習專業知識。

以上是本人在多年教學過程中的初步探索，通過應用，使學生學習熱情提高了，學生參與教學的互動性明顯增長，學習的主動性也有了顯著提高，掌握的齒輪設計計算知識比較牢固，能把所學的齒輪設計計算知識較熟練地運用于實際設計計算中。

參考文獻：

[1]季明善.主編機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2005.

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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.

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

關鍵詞：UG軟件；機械設計基礎；三維CAD；課程改革

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

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）35-0023-02

0引言

在科學技術高度發展的今天，知識更新越來越快，高校人才的培養變得越來越重要。如何才能培養適應企業需要的應用型人才，是目前高等教育面臨的一項重大課題。

1UG軟件的特點

UG是一套集CAD、CAE、CAM于一體的軟件系統，其功能覆蓋了從概念設計到產品生產的整個過程，具有完全的三維實體復合造型、特征建模、裝配建模技術，能設計出復雜的產品模型。它為制造行業產品開發的全過程提供解決方案，但沒有提供專用產品所需要的完整的計算機輔助設計與制造功能。而產品的種類繁多，實際生產中需要針對具體對象，在選用的CAD軟件平臺上進行二次開發，設計出適合專用產品的CAD、CAM系統。最難能可貴的，就是它能和多數其他商業軟件兼容，這使得UG的功能大大增強，成為當今屈指可數的機械設計軟件之一。

UG屬于混合建模產品，不僅適用于參數化建模，也可以適用于非參數化建模，它既可以做中、小企業產品設計。也可以做飛機、輪船等大型設計，它也是加工出身的，UG的產品設計完后，同時可進行數據無縫（數據不會丟失，不用轉換）加工。據調查，很多大型正規的企業使用UG進行鈑金件設計、有限元分析、機械運動仿真、最優化設計等。另外，國內一些高校也將UG引入到畢業設計當中。

2傳統機械設計基礎課程的教學方法和存在問題

機械設計基礎是機械類專業的專業基礎課，是機械課程教學中一個必不可少的重要教學環節，其目的是培養學生具有綜合機械設計的能力。本課程不僅在學習進程上具有從理論性課程過渡到結合工程實際的設計性課程，而且從基礎課程過渡到專業課程的承先啟后的橋梁作用。傳統的《機械設計基礎》課程教學模式，是根據教學大綱要求，在教學方法和教學手段上常利用多媒體、教學模型和掛圖，再輔以教具在黑板上繪制繪制結構圖形，然而多數學生沒有太多工程經驗，對這些結構抽象的學習、固定形式的理解存在一定的困難，因此這種教學方法已不能滿足于新時代的教學要求。

隨著機械CAD技術的發展，使傳統《機械設計基礎》課程教學面臨新的挑戰。CAD軟件等眾多繪圖軟件的廣泛應用，極大地提高了設計、繪圖的質量與效率，體現了手工設計無可比擬的優越性。目前，機械CAD的有關課程和《機械設計基礎》的設置未能充分融合，難以達到既能利用手工設計，又能使用計算機軟件進行機械設計的培養目標。因此，急需對機械CAD的有關課程與《機械設計基礎》的教學體系進行大膽改革。

3將UG軟件引入機械設計基礎課程的目的

根據UG軟件自身的應用特點，作為高校的《機械設計基礎》課程，我們不得不把它引入到相關章節之中，其目的就是：①從根本上改變了傳統教學模式，建立以計算機設計、繪圖為主線的教學模式，使人們的設計、繪圖觀念產生根本改變，實現真正意義上的設計思想現代化，真正體現了以全面素質教育為培養目標，以現代高新技術為依托，培養具有創新能力和個性發展的人才。②要學生掌握UG，滿足社會、企業的需求，為他們在以后的工作奠定良好的基礎。③有助于加速教師教學和學生學習、訓練過程的現代化。實現三維造型繪圖教學要求教師的備課、授課過程基本上在計算機上進行，實現真正意義上的無塵授課；學生的學習和訓練也要求基本上在計算機上完成，傳統的手工設計、繪圖處于次要性地位，以適應當今和未來社會的需要。建立全新的基于三維技術的課程體系，為今后高校的《機械設計基礎》課程發展貢獻一份力量。

4UG軟件三維參數化造型在《機械設計基礎》中的應用

根據UG NX6.0軟件的應用特點，我對《機械設計基礎》課程中的部分章節進行了UG軟件的設計、應用。

4.1 齒輪傳動的UG設計，由于齒輪繪制過程相當復雜，并且存在一定難度，因此本人利用UG二次開發語言模塊UG／OPEN GRIP和UG／OPEN API對UG進行了二次開發工作，制作了一個直齒圓柱齒輪的工具如圖1。

4.2 傳動軸的UG設計，傳動軸的結構簡單，繪制過程比較容易，因此可以直接利用UG軟件完成繪制。

4.3 減速器的UG設計。齒輪減速器是最常見的一種傳動裝置，是機械設計基礎課程的課程設計主要內容，減速器由許多零件組成，如軸上傳動零件、軸承、聯軸器、軸承蓋和箱體等。傳統的課程設計中減速器設計是根據減速器的主參數（如輸入功率與轉速、輸出功率與轉速等）對每個零件進行設計、繪圖。傳統的沒計方法的缺點是設計和繪圖的工作量大、重復勞動多，現在機械設計基礎課程設計時間又相對較短，要在短時間內完成大量重復設計、繪圖工作，既影響完成課程的效果，又會耗費過多精力進行重復勞動，且減速器設計結果差別很大。運用UG軟件，對減速器的零件進行參數化設汁，同時運用UG軟件的虛擬裝配功能實現減速器的參數化裝配，實現計算機虛擬環境下的減速器參數化設計。對于不同主參數的減速器，可以通過編輯零件參數獲得新的減速器，從而減少了重復勞動，縮短了產品開發周期，減低了設計成本。

5總結

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關鍵詞：高職高專；行業特色；綜合型技能；改革探索

中圖分類號：TH122-4；G712 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）007-000-02

一、引言

云南錫業職業技術學院依托行業企業辦學，積極推進校企融合、工學結合的辦學模式，堅持“質量立校、特色興校、人才強校、服務榮校”的辦學理念，加強與企業的融合育人、融合就業融合發展，注重學生動手能力的培養和職業崗位能力的訓練，培養適應現代工業企業生產所需的高素質技能型人才，為云南省地方經濟建設和有色金屬行業提供人才支撐和智力支持，努力建設成為輻射行業和地圖，綜合實力強、人才培養質量高、特色鮮明的升級骨干高職院校。高職學生的特點主要為：（1）個人理想和現實差異的心理矛盾（2）文化基礎差，入學成績普遍偏低（3）自身素質與高校要求不適應（4）人生目標模糊，學習的主動性與自覺性不高（5）心理問題日漸增多（6）學習觀念個性化、多樣化。針對上述高職學生的特點，如何使學生更好掌握《機械設計基礎》課程，以利于培養真正適應社會需要、行業需求的實用型人才作初步探索。

《機械設計基礎》是機械專業主干技術基礎課，主要包括機械原理和機械設計兩部分的內容。本課程的教學目標分知識目標，能力目標和素質目標三個層面，知識目標在于傳授常用機構和通用零件的知識，能力目標在于培養學生的創新設計能力，素質目標在于提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。但我校學生機械基礎知識較差，實驗學時基本為零，學生實踐知識匱乏。面對這種現狀，我們必須對《機械設計基礎》課程教學進行改革，從課程認知、課程體系、教學方法與手段、實驗與實踐環節等方面不斷地進行探索和實踐，以提高教學質量。

二、行業認知與課程定位

隨著近年來適齡入學人數的下降伴隨全國各地如雨后春筍般新起的高職高專又多。造成本校的招生工作帶來巨大的挑戰。為了保證學校的正常運行，對學生的文化成績也有所微調。由于錄取分數段較低而且錄取的機電一體化技術、機電設備維修與管理兩個專業存在文理混招大部分學生學習能力較差，學習的主觀能動性不足，都不太重視理論課程的學習。為了使學生在思想上能重視該課程的學習，提高學生學習的興趣，堅定他們學好這門課程的信心，行業認知非常重要。課程初期不僅要使學生充分了解該課程的主要內容、特點及重要性，還要做好行業專業認知及課程定位。針對行業認知，我們為學生介紹機械學科的含義、范疇、課程設置及就業前景，以激發學生的求知欲望；針對課程定位，我們一般會聯系身邊的科學、生動的實例，如汽車、千斤頂，電葫蘆、縫紉機、自行車和平衡車等，來激發學生學習和鉆研的興趣，使學生體會到該課程的重要性，由被動學習變為積極主動的學習。

三、課程體系的整合

高職院校針對人才培養目標和理論課時相對緊的特點，對《機械設計基礎》課程內容進行了整合。本課程涉及到工程制圖、工程力學（理論力學和材料力學）、工程材料與熱處理、機械基礎、液壓傳動和公差配合等，如何協調各課程之間的先后順序這一重要環節，理順各課程之間的關系，形成有條不紊的課程體系有著比較大的難度。例如，工程制圖、公差配合與鍵、銷、軸承等標準件的內容。材料力學與機械設計基礎中的強度、剛度設計校核。為了更好的適應現代科技的快速發展，對《機械設計基礎》課程中一些比較古典、抽象和深層次的內容進行刪除，增加電、液為動力的機構組合，結合礦山設備如顎式破碎機、浮選機、輸送機、液壓支架、掘進機、井架、絞車等行業設備有較全面認識。

四、教學方法與手段更新

我校學生學情不理想，基礎知識薄弱，已經習慣了老師在臺上講，學生在臺下聽的學習模式，這種課堂模式缺少了學生的能動和自主性，導致課堂氣氛沉悶，教學效果不佳。針對這種學情，我們教學設計要注意以下幾點：

（1）教學內容設計以“工程實際”為原則，輕理論重實用。例如，在講述鉸鏈四桿機構時，充分列舉在縫紉機踏板機構、火車車輪聯動裝置、公交車自動門的開啟和飛機起落架結構。（2）多媒體教學和常規講授教學合理地結合。多媒體教學手段的利用，使得常規板書教學中可以融入圖片、3D模型、動畫（四桿機構、凸輪、機械傳動、齒輪加工）等內容，直觀生動。而且多媒體教學在教師的解說和引導下，會調動學生的思考和探討，這樣課堂氣氛活躍，寓教于樂，學生受益不少。（3）理實一體化教學必須執行。學生大多數對機械產品不入門，對于常用零件和典型機構并不能深入了解，所以現場教學和實踐環節就必不可少。結合我校的辦學特點，可以深入各采選廠、冶煉廠請工廠的工程師進行現場教學，在現場通過觀察實際的機械設備，指定學生講述這里面的機械設計知識，最后由教師總結課程。

五、實驗與實踐環節的增加

《機械設計基礎》是一門理論+實踐的課程，要培養學生的思考技能和創新技能，就必須注重實驗、實踐教學。并且實踐教學主要以生活中實際相關聯的機械設備為主。

我校自開設機電一體化技術、機電設備維修與管理專業以來就已經充分配置了機械零件實驗室。其中有帶傳動、鏈傳動、齒輪、軸承、銷、鍵、聯軸器、離合器、平面四桿機構、凸輪結構、槽輪結構、軸系零件的組合、動平衡和減速器。在我多年的教學過程中，根據教學進度及時組織學生到實驗室進行參觀加強對理論知識的掌握，增加學生對所學內容的感性認識。同時，增加學生在實驗室動手的機會，根據我校機械零件實驗室具體的條件，我們安排了5個實驗項目：機構運動簡圖繪制、凸輪輪廓檢測（采用與相關軟件聯機）、齒輪范成原理、軸系零件組合和減速器拆裝實驗。

我校自2007年開設機電一體化專業以來一直缺乏《機械設計基礎》課程設計這一環節，造成學生在進行畢業設計時工程制圖讀圖和繪圖的能力較差，機械傳動的設計與校核基本不會。傳統的課程設計都是老師統一命題，不同的是給定的初始條件不同，但學生進行減速器設計的過程大同小異基本上按照網絡現有的或者參考書的照搬照抄。這樣的教學使得學生獨立思考的機會很少更沒有任何創新，缺乏學生對機械課程整個體系的全局認識。針對傳統的課程設計，并與國內外大型企業的應用軟件接軌，我建議使用UG、Solid works、Inventor等通用型3D軟件進行減速器的設計，學生在使用軟件進行減速器造型過程中可以加入自己的構思。將《機械設計基礎課程設計》任務分成兩部分：一是在進行《機械設計基礎》課程教學中就進行一些零件的軟件設計，二是在學期末進行兩周的校企合作的設計項目或技術革新項目，在項目完成過程中學生可以激發自身的創新設計理念。

六、結束語

針對高職高專自身的特殊性，《機械設計基礎》課程的教學在我校存在的問題，提出了幾種課程教學改革的措施；對行業認知和課程定位，課程體系的整合，教學方法和手段更新，實驗與實踐教學的增加。從培養目標實際出發以學生更好地就業充分調動學生學習的主動性、積極性，使他們學有所得，培養學生綜合運用知識的能力為后續的課程奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]云南錫業職業技術學院章程.

[2]莊嚴，郭在云.機械設計基礎[M].北京理工大學出版社，2012.

[3]胡迎花.高職高專《機械設計基礎》課程教學改革探索[J].科技創新導報，2009，20：164.

篇10

關鍵詞 產學研 協同創新 機械制造技術基礎 教學設計

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.035

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

FENG Chunhua， QIAN Wei

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

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

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

0 引言

制造業作為國民經濟的主體產業，正朝著全球化、信息化、智能化、綠色化并與多學科融合的方向發展。然而隨著能源與資源的不斷消耗，環境、經濟與社會發展之間的矛盾逐漸凸顯，作為能源資源消耗大戶的制造業必須改進生產方式，利用清潔能源，并節約資源和能源消耗。

機械專業是支撐制造業發展的基礎學科，未來學生會成為各行各業設計、制造等相關行業的決策者，而機械制造技術基礎課程與產品加工緊密相關。因此，基于產學研協同創新模式不僅可實現社會可持續發展的基礎與保障，解決傳統的課程設計主要關注教學內容的完整性及專業性，較少考慮在教學設計環節增加協同創新模式的問題，而且促進可持續制造目標的實現。

栩栩如生、富有感召力的教學方能激勵學生的學習興趣和積極性，培養學生創新能力，本文基于產學研協同創新模式提出針對機械制造技術基礎的課程設計，以機械工程專業課程作為載體，將課程教學研究與機械專業課程相結合，探討技術專業課程的教學改革路線。

1 產學研協同創新模式的內涵

高校協同創新，主要圍繞多主體、多因素共同協作，培養具有交叉學科發展知識、創新體系機制的一體化人才。通過產學研協同創新模式，促進高校與科研院所、企業和政府的相互融合度，從而培養具有創新精神、學科創造能力、創新科研精神的一大批優秀人才。拓展高校專業人才的培養方式和培養空間，為創新體系的建立提供有效保障，使高校在國家創新體系中發揮更大作用，努力為建設創新型國家做出積極貢獻。①②產學研協同創新模式如圖1所示。

許多歐美名校都積極地為企業提供高質量的科研技術服務，以吸引企業與高校進行合作，同時，企業以實際設備為高校培養人才及進行科學研究提供便利條件。③同時，在全面考慮各方的意愿及利益的前提下，雙方致力于擴大項目合作模式，形成良性互動，以期建立長期合作的傳統。

同時，建立高校與企業之間人才的聯合培養模式，鼓勵企業為高校學生提供實習機會，從中發掘所需人才類型，并反饋給高校;高校則針對這種反饋進行人才培養模式的調整，從而充分發揮企業的人才培養導向作用。

2 基于產學研協同創新模式的教學設計

針對學生對實際應用知識缺乏的問題，創新教學方法，首先由主講教師講授理論知識，然后邀請科研院所工程師對實際科學問題的重要性進行分析，并組織學生團隊，每一團隊在課程之初即布置課程設計作業，并貫穿整個教學過程，最后邀請企業專家講授產品實際開發過程的相關知識，并對學生團隊的每一課程設計作業內容進行點評，反饋給學生并進行改進，從而培養學生的創新及實際應用能力。

以加州大學伯克利分校講授的“可持續制造”課程為例，在教學設計環節即將每組學生分成不同的組，并根據可持續相關知識，選擇或自選相關項目，并制定考核標準，形成一份報告，并集中在課程結束后進行答辯，期間每組同學可以自行制定不同的計劃，也可以求助于企業工程師，從而不僅有效促進了每位同學團隊意識，而且加深對可持續知識的應用背景。

針對學生對機械制造技術基礎涉及工藝理解較差的問題，邀請具有豐富經驗的企業工藝師傅，講授機械制造過程工藝對產品的重要性，工藝設計需要注意的問題，如材料選擇、工藝參數優化、裝配方案優化等。在傳統教案設計基礎上，結合產學研協同創新模式，進行課程設計，將講授內容分組，并針對不同內容，邀請不同行業的專家進行講座，機械制造技術基礎課程設計如表1所示。

3 分組團隊設計，團隊與個人考核相結合方法

鑒于目前教學方法多以個人為主體，缺少團隊合作，每人的參與感缺乏等問題，課程之初授課老師準備不同的項目名稱，根據個人興趣選擇不同項目，組成不同團隊，并布置完成的內容，最后通過個人與團隊成績不同權重計算總成績的方法，實現每位同學的參與感，培養團隊協同感。

所有學生在進行課程設計時，通過自由組合方式分成不同組，并確定組長，根據興趣點和專業特長，可以選擇老師提前準備的題目，也可以自由選擇相關專業的題目，從而實現課程設計的多樣化、自由性，并鼓勵學生獨立學習智能制造知識，利用現代化設計方法和相關軟件，完成課題研究，并最終形成書面論文，與此同時，在課程結束后，協調時間，每組進行現場答辯，展示各組成果，邀請相關企業人員，進行現場評價，并反饋，從而培養學生團隊精神，激勵主動學習意識。

4 可持續制造理念的貫穿

當前，中國制造業是以低成本、便宜的勞動力、廉價的能源和資源參與全球制造體系，但是隨著能源、資源、環境問題的凸顯，傳統制造業難以繼續生存，必須進行產業結構的升級、發展方式的轉型，當前可持續制造是其發展的必然模式。可持續制造的發展模式即在夯實傳統產業的基礎上，進行創新的制造模式，同時考慮環境、經濟、社會因素的一種新的制造模式，中國在這個大的背景下，應該培育新的競爭優勢，堅持創新領先地位，將中國低端制造大國轉變為中高端制造基地，提高制造業附加值。

結合傳統產業中占主導地位的制造業，在本專項領域中進行改革創新，發展具有中國制造產業特色的模式，重視基礎技術產業的發展，堅持自主創新，提高產品價值，重視環境、經濟和社會問題，最終形成自主創新能力和具有自主知識產權的技術和產品。

要實現可持續制造的有效實施，必須培養新一代技術性人才?？沙掷m制造強調的是在制造中集成環境、經濟、社會因素，而目前的老一輩工程師及企業是以產業和效益為第一位的，這不符合可持續制造的發展方向，所以我們不僅需要加強對老一輩工程人員進行可持續制造的知識普及，而且需要培養新一代技術性人才，強調以人為本。

我國在今后幾十年中，工業仍將繼續發展、提高，制造業將為各行各業經濟的發展提供更好更多的裝備，為民眾提供更多更好的產品，也將與世界各國進行更多更密切的商品交換。而在整個發展過程中，只有不斷提高創新能力，提高制造業的價值含量，培養一批高技術人才，發展制造業特色產業，從而提高整個產品檔次，進而使產品步入國際先進行列，為人民、為社會造福、為子孫后代造福，才能屹立于世界制造大國、強國之列。

5 結論

通過基于產學研協同創新的教育方法研究，使得廣大師生的可持續設計及制造概念得到更新，并向廣大師生提出了新的教學要求和挑戰。結合機械課程專業教學改革，進行可持續探索，但機械學科可持續發展教學的實現任重而道遠，需要不斷進行教學設計改革，并與現有教學方式相融合，需要長期進行探索與研究。

注釋

① 丁曉紅，祝雁冰.工科設計學中的技術管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.