机械设计基础知识篇1
关键词：机械设计基础；“1+n”评价体系；教学改革
中图分类号：G624.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）36-0039-02
“机械设计基础”是根据教育部颁发的《高等学校机械设计基础课程教学基本要求》，并适应当前模块化教学改革的需要而开设的，目的是为了培养厚基础、强能力、高素质、宽口径应用型人才，是机械类专业的一门非常重要的专业基础课程。“机械设计基础”课程主要包括工程力学基本知识，常用的平面机构基本概念、工作原理和常用的设计方法，各种机械传动和轴系零部件的设计计算方法等。“机械设计基础”课程是从理论性、系统性很强的基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要的环节，对学生学习专业课程起着承上启下的桥梁作用，着重培养学生分析选用和设计常用机构、机械传动装置和简单机械的能力，为学生从事机械的研究开发和设计打下必要的基础。
一、“机械设计基础”课程现阶段的教学现状
1.教学内容的繁多、知识点专业性强。“机械设计基础”课程主要介绍工程力学、机械原理、机械设计的各种机械基本概念、基本知识点，这些机械知识点不仅涉及的内容多，涉及面广，并且在知识结构体系上，是相互独立、内容零散、孤立的进行介绍。由于课时所限，只能是对于基本知识点以及简单的实际运用的介绍，缺乏对于机械系统和机器、机构各部分的内部联系的整体认识，更不用说工程实例的实际应用，这就导致学生对“机械设计基础”课程内容掌握不够充分，不利于培养学生对于机械总体设计以及分析的能力。
2.教学模式单一、学习兴趣不高。在先修课程的不足之下，用传统的教学模式已经不能满足需求了，现在的“机械设计基础”课程虽然在课堂上加入了多媒体演示教学，但它的知识结构烦琐复杂，基础理论内容较多，多图表、多公式、多原理，内容单调枯燥，信息量大，学生没有实际的运用和接触，只会觉得学的吃力，学到的知识没有及时思考和总结，难以消化。并且课程中的实验课程开设较少，让学生联系课程中的知识点，自己动手做实验的内容也不多，学生的学习兴趣就会下降。
3.考核方式单一、综合能力评估不足。在“机械设计基础”课程考核过程中，学生成绩的考核评定通常都是采用期末考试成绩（70%）、实验成绩（10%）、平时成绩（20%）三个部分组成在一起，作为最终的综合成绩。但由于“机械设计基础”课程是学生接触到的第一个专业基础课程，它所培养的是将机械基本理论、基本知识、基本技能和创新思维综合的多种能力，注重理论联系实际，体现应用特色，最终使学生成为具有机械综合设计及分析能力的人才。那么这种简单评定标准就无法全面反映学生的综合能力的水平，也不能激发学生学习的积极性。
4.与工程实践结合少，实际技能得不到综合运用。“机械设计基础”的课程其教学目的是培养学生具有分析常用机构的工作原理，能够进行简单的机械结构设计，选择常用零件并对其进行强度计算的能力。这些能力在“机械设计基础”的课程设计中也有所运用，但现代企业中实际产品、实际案例结合的较少，学生在学习运用中没有实际的运用和联想带入，在以后走向工作岗位时，就会出现学得多、用得少，学得广、用得不精的情况。
二、“机械设计基础”的教学改革
针对人才培养对“机械设计基础”课程的要求，在教学观念上，将先进性与实用性有机结合，注重“理论联系实际”；在教学的内容上，以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，注重强调理论联系实际，以机械系统结构为中心，内容上相互联系，结合机械工程实例，加以实际运用；在教学模式上，以学生为中心，辅助利用现代的多媒体教学，联系实际运用的实验课程和课程设计，改进教学手段；通过新型“1+n”的考核方式，建立新机制下的“机械设计基础”课堂教学和实践教学模式，全面提高“机械设计基础”课程的教学质量。
1.教学内容改革。面向企业需求的“机械设计基础”课程教学内容分为两个部分：（1）知识理论部分。由于“机械设计基础”课程是从理论性、系统性很强的基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要的环节，主要介绍工程力学的基本知识，常用平面机构的基本概念、工作原理和常用的设计方法，各种机械传动和轴系零部件的设计计算方法；在这些原有的理论基础上，优化整合理论教学内容，对于基础的机械系统整体认识，在讲解过程中辅助运用现在企业的工程实例进行教学，将理论与实际结合，拓宽学生的知识面和眼界。（2）实践部分由基本的教学实验、结合企业案例的培训、针对机械创新设计类大赛进行设计与制作三部分组成。针对不同类型学生而设，从教学实验、课程设计开始，锻炼学生运用所学的知识完成设计方案，再针对企业的实例对机构设计和机械设计进行强化和有针对的练习，培养学生独立思考、学习的能力，以及培养学生的创新精神和创新能力，为参加机械创新设计类大赛奠定基础。
2.教学模式建设。现代在教学课堂上，教学过程以学生为中心，辅助利用现代的多媒体教学，但是运用多媒体教学的缺点就是信息量大，学生在课前若没有预习，课堂上就无法消化完。这就需要将教学模式进行改革，提高学生的自主学习能力，使之能够对知识点进行系统地把握，增强学生的学习兴趣。
新型的教学模式的内容分为四个模块，不仅满足教学大纲对于教学的基本要求，也能让学生可以系统的学习“机械设计基础”课程的知识。模块一，主要还是以老师的教学为主，在教学课堂上，以学生为中心，辅助利用现代的多媒体教学，多用机械动画演示，联系实际运用，让学生对复杂的机械机构可以直观的看到动态演示，并进行记忆，这个是对传统课堂教学的一种改进。模块二，主要针对“机械设计基础”课程中基本知识点散乱，学生课堂上难消化，需要提前预习的问题，在教学模式中设计小型课堂教学，针对于课程中的知识点进行提前预习，由学生自发的组织学习，以及准备上课教案、ppt。由一名代表上台进行讲课，将课堂交给学生，结束后，由学生提问，老师点评，进行辅助的补充。模块三，基于“机械设计基础”课程中知识结构的复杂性，需要做到及时的复习，在教学模式中设计出随堂测试。针对教学中的重难点部分，在老师讲课结束后，给出复习时间，在一章结束后，出1～2个练习题，在课堂上，用10～15分钟让学生当堂解答。这样既可以巩固知识点，也可以让学生有学习的紧迫感，起到及时复习消化知识点的作用。模块四，实验课程和课程设计。在后期的课程设计中，课程设计的内容广泛，而且所涉及问题的答案不是唯一的，可能有多种方案可供选择和判断。所以结合课程设计和具有企业特色的案例就可以更深入的掌握和运用所学的知识。
改革教学模式，增加教学手段，通过新型“1+n”的考核方式，综合培养学生的应用能力，以此探索与研究应用性人才培养相适应的教学方法与手段，整理并总结出具有专业特色的一流教学内容和方法，将课程的理论和实践在内容上统一规划。
3.评价体系建设。改革考核方法，实际上就是针对新型的教学模式，在课堂上，以学生为主体，进行多样的评价、考核。考核的内容：考勤占5%、平时作业占10%。针对“机械设计基础”课程中，基本知识点散乱，学生课堂上难消化，需要提前预习的问题，在教学模式中设计小型课堂教学，考核占15%，以及在课程中知识结构的复杂性，需要做到及时的复习，在教学模式中设计出随堂测试。也就是说考核占10%、实验占10%、课堂主动回答问题加分、期末考试成绩占50%。
这种新型的“1+n”考核模式，加大了行程性考核，需要完善各项目的考核办法，设计各环节的考核标准和相应的考核表格，形成对基本知识的掌握、实践技能、团队合作能力等综合评价体系。以利于突出应用型、创新性人才的培养，与新型教学模式，相互补充，形成一个有机的整体，完成课程的教学改革。
三、结语
由于“机械设计基础”涉及的知识点内容多，并且在知识结构体系上，是相互独立、零散的，缺乏对于机械系统的整体认识以及工程实例的实际应用。针对这些问题通过对于“机械设计基础”课程的教学内容、教学模式、评价体系的改革，得到改善。
在“机械设计基础”课程教学改革过程中，还有可以继续补充和深化的内容。例如，课程设计的题目内容可以进行细化的分类，有针对机械机构的设计以及机械零件的设计；结合具有企业特点的案例，例如走访芜湖奇瑞的模具厂，设计院等，对于车身结构、悬架进行设计和分析，以及湖北中航对于汽车内部的座椅进行设计和调试等。结合企业的具体案例，在课堂上进行分析讲解，丰富教学改革的内容，在今后的教学过程中不断改进，以期培养学生自主学习的兴趣，增加学生对于机械机构的触感，培养学生对于机械总体设计以及分析能力，最终达到全面提高学生综合素质的目的，建立以综合、设计、创新能力培养为中心的教学新体系。
参考文献：
[1]王继焕.机械设计基础[m].武汉：华中科技大学，2011.
[2]陆萍，宋可总，栾莹，孟剑锋.机械设计基础课程教学改革研究与实践[J].高等理科教育机械，2006，（1）.
机械设计基础知识篇2
本文根据应用型本科机械工程专业人才的培养定位，对机械基础系列课程进行了改革，构建了适合培养本科应用型人才的机械基础系列课程体系。
关键词：
应用型本科；机械基础系列课程；教学改革；课程体系
一、引言
在我国高等教育已步入大众化教育阶段的背景下，要求培养出大批不同规格和层次的人才，尤其是培养出更多的应用型人才。作为一所独立学院，北京理工大学珠海学院以培养高素质应用型本科人才为目标，近两年已启动了新一轮的人才培养模式改革；机械工程专业作为我校的特色专业，一直在努力探索以培养应用能力为主线的培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，我院于两年前开始进行应用型本科机械基础系列课程教学内容的改革探索工作，并已取得可喜的成果。机械基础系列课程包含机械制图、工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础（机械原理+机械设计）等5门课程。这些课程都是机械类专业学生必修的核心专业基础课，它们不仅是学生学习后续专业课程、完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础，更是学生毕业后从事工程技术工作的基础。机械基础系列课程教学内容和课程体系的改革在专业整体课程体系中占有极重要的地位，它既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点[1]。
二、现行机械基础系列课程的教学中存在的问题
通过独立学院近六年来的教学实践，我们发现大部分学生在学完机械基础系列课程后，对现代机械设计理论及其应用只有肤浅的认识，还没有完全具备设计机械传动装置和简单机械的能力，特别是不具备基本的工程识。究其原因，主要有以下几个方面：
（1）在大学一年级学习机械制图这门有较强实践性的课程，对刚迈入大学、习惯于逻辑思维训练的学生来说是一门较难的课程，学生缺乏的是机械设计和加工工艺方面的基本常识，对零件图和装配图中的工艺知识难于理解，对制图国家标准领会不透。三年级学习机械设计基础时，机械制图的内容已大部分忘记，增加了学习难度。
（2）工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础4门课程，是既有系统的理论性又有很强实践性的课程，学习时，不仅依赖基础理论知识，也依赖学生对机械的感性认识，大部分学生都缺乏实践知识，加之许多内容不直观，往往增加了学生的学习难度，特别是对一些设计性、综合性强的内容更难于掌握，从而影响了学生学习的主动性和积极性。
（3）这5门课程各自单独成为一个体系，因而从整个系列课程来看，有些内容多次重复出现，而每次都没讲透；有些内容前后颠倒、脱节、衔接不好；同时实践环节的安排和内容的设计也不够合理。
三、机械基础系列课程新体系的构建
鉴于上述问题，课题组成员以“应用”为主旨，紧密联系机械工程实际，从整体优化的角度建立新的机械基础系列课程体系，将目前的5门课程融为一体，整合为“机械工程基础Ⅰ”和“机械工程基础Ⅱ”2门课程，并构建了这2门课的课程体系和教学内容，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，既提高了教师教的效益，又提高了学生学的效益。
1.“机械工程基础Ⅰ”课程体系。“机械工程基础Ⅰ”以机械制图的教学内容为主干，其中穿插互换性与技术测量和工程材料课程中的相关内容，在整体教学实施过程中以典型机械零、部件的设计表达为主线实施教学。具体课程内容包括制图基础、工程材料与产品技术要求、机械制图、零部件测绘4个基本模块，共160学时，分3个学期执行。
（1）制图基础模块。该模块56学时，包括正投影基础，组合体三视图和机件的常用表达方法，计算机绘图的内容。目标是培养绘制和阅读投影图的能力，培养使用仪器和徒手绘图、计算机绘图的能力。该模块在第二学期开课。
（2）工程材料与产品技术要求模块。该模块40学时，包括工程材料课程中的材料力学性能、金属材料基础知识、铁碳合金相图及热处理、常用工程材料、典型零件选材分析的内容；互换性课程中的一般零部件的公差与配合、几何公差、表面粗糙度的基本概念和基本知识等内容。目标是培养学生依据零件工作状况正确选择材料的能力；培养学生通过查阅相关标准合理选择一般零件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第三学期开课。
（3）机械制图模块。该模块40学时，包括制图课程中的标准件和常用件、零件图和装配图，互换性课程中的常用结合件和圆柱齿轮传动的互换性等内容。目标是培养绘制和阅读零件图和装配图的基本能力，培养学生通过查阅相关标准合理选择标准件及齿轮的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第四学期开课。
（4）零部件测绘模块。该模块24学时，通过对机器中的常用齿轮油泵、机用虎钳、柱塞泵、球阀、减速器等典型部件的分析，使学生了解其结构和工作原理，分组测绘其中的某一部件，在测绘过程中进一步掌握零件、装配图的表达方法，理解标准件和常用件的规定画法，合理选择材料、公差及表面粗糙度并进行正确标注，进一步领会国家标准及规范。该模块同机械制图模块一起均在第四学期开课。
2.“机械工程基础Ⅱ”课程体系。“机械工程基础Ⅱ”以机械设计基础教学内容为主干，其中穿插工程力学和工程材料的相关内容，在整体教学实施过程中以典型零件和机构的设计为主线实施教学。具体课程内容包括基础力学、机械零件、机械原理3个基本模块，共168学时，分3个学期执行。
（1）基础力学模块。该模块64学时，包括静力学的基本概念和物体的受力分析、平面力系、摩擦与重心、空间力系等静力学内容，以及直杆的轴向拉伸与压缩、挤压与剪切、圆轴扭转、梁的平面弯曲、应力状态和强度条件等材料力学内容。目标是使学生能够对研究对象进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算，掌握受力构件变形及其变形过程中的内部应力的分析和计算方法，掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计中的应用。该模块在第三学期开课。
（2）机械零件模块。该模块64学时，包括零件设计概论、连接、轴与联轴器、离合器和制动器、支撑、带传动与链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等内容。其中，由于齿轮传动的设计涉及齿轮啮合原理的有关知识，所以将原机械原理中有关齿轮机构的基本知识纳入本模块中结合设计介绍。目标是通过学习通用零（部）件及由零件组成的联接和传动的基础知识，掌握机械零（部）件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，从而达到能正确设计和改进这些零件的目的，包括如何确定零件的最适当外形和尺寸，如何选择材料、表面质量以及规定制造上的技术要求等。该模块在第四学期开课。
（3）机械原理模块。该模块40学时，包括机构的组成及平面连杆机构、凸轮与间歇运动机构、轮系、机械速度的调节与回转件的平衡、简单机械设计方法与实例等内容。目标是通过学习机构组成的基本知识、机构的运动分析、机械的动力分析、常用的基本机构的设计等内容，使学生并初步具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。最后通过具体的设计实例，让学生学会综合应用基本知识进行设计的方法和步骤。该模块在第五学期开课。另外，为了让学生了解专业，在新生入校的第一学期开设了一门“机械专业导论”课，其间通过参观机械工厂、观看录像及现场讲解等环节，使学生具备机械工程的一些基本常识，对机械设计和制造所涉及的问题有初步的认识。同时在教学计划的第三学期开设了“工程实训”实践课程和“计算机辅助设计”软件应用课程。“工程实训”安排学生进行独立操作，并辅以专题讲授，学生通过实习获得机械制造的基本知识，建立机械制造生产过程的概念；“计算机辅助设计”引入三维设计及制造软件，加强了学生应用软件提高设计制造水平和效益的能力，为机械零件、机械制图、机械原理等模块的学习做好铺垫。
四、机械基础系列课程新体系的优点
1.通过“机械专业导论”课，一开始就让学生接触机械设计和制造的实际，可以紧密地结合机械工程实际知识讲解相关知识，克服了以前学生缺乏机械设计和加工工艺方面的基本常识给学习造成的困难。
2.新体系将各门课程有机地结合在一起，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，减少了学时。
3.在“工程实训”后同时开设机械制图和机械零件模块，使学生在具备了机械设计和制造的基本知识后再学习零件图和装配图的内容，并作为表达设计的零件和部件的必然内容来学习，教学效率高，效果更好。
4.这一体系各门课程的设置，紧密围绕机械工程实际，以“应用”为主旨和特征构建教学内容体系，课程实施过程中结合“计算机辅助设计”三维软件的应用，有利于培养学生的综合素质和创新能力。
参考文献：
[1]祖业发.工程制图改革与机械基础系列课程新体系的探讨[J].工程图学学报,1999,(4):88-90.
[2]柯斌清.“工程力学与机械设计基础”教学改革与实践[J].教改教法,2014,(12):56-57.
[3]韩蕾蕾,韩英英.独立学院工程材料课程教学初步改革[J].机械管理开发,2010,(4):39-142.
机械设计基础知识篇3
【关键词】机械专业；应用型人才培养；课程体系；建设；改革
前言
机械是最早的专业之一，由机械装备设计和机械制造工艺专业合并而成。该专业工程实践性较强，属于工科类，是以机械为主，光、机、电、气结合的综合性较强的一个专业[1，2]。结合应用型人才培养方案，针对西部院校机械类专业实际情况及特点，本文讨论我院机械设计制造及其自动化专业课程体系建设，并提出一些改革措施。
1.培养目标及要求
1.1培养目标
机械专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好的团队协作能力和创新能力，具备现代机械设计制造及其自动化基础理论知识与应用能力，具有从事本专业实际工作的综合职业能力，能在工业生产第一线或中职、高职院校、科研机构从事机械制造领域内机电产品设计与开发、机械产品制造、科技开发、应用研究、经营销售、运行管理、生产管理、教育研究等方面的工作。
1.2培养要求
具有从事机械产品开发、设计、制造、控制及生产组织管理的基本能力，具体为：
（1）具有扎实的自然科学、社会科学基础知识；
（2）系统掌握本专业领域的技术理论基础知识；
（3）具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索、基本工艺操作等基本技能；
（4）具有初步的科学研究、科技开发和组织管理能力；
（5）具有较高的综合素质和较强的自学能力与创新意识。
2.机械专业存在的问题
西部院校由于资源、师资、教学条件、办学经验等原因仍存在一些不足：
（1）课程设置顺序不合理，学生学习过程中发现一些课程的知识还未学，就已经开始学习后面的内容了，学生学起来比较吃力。故进行课程设置时应考虑课程间的关系，合理安排，让学生学习时有递进感，不断增强学习兴趣和信心。
（2）学生掌握的能力与需要的能力不对接，学生感觉学了四年，什么都没学到，也有学生感觉，毕业出去后需要用到的知识没学，没用的却学了很多。这是因为，知识体系是一个整体，分为不同学科、不同专业和课程。解决工程实际问题时，需要的是系统综合知识，学生只有运用系统的知识才能真正解决问题[3]。
（3）课程设置与社会需求脱节，企业招聘人员反映，学生目前学习的知识比较陈旧，多数都已过时，希望学校跟上社会的需求，不断更新知识，开设一些实用性强的课程。
3.课程体系
3.1课程设置框架
3.2专业必修课程
（1）为了培养学生具备一定的计算、运算等能力，以为后续的机械设计、模具设计、机电一体化技术等课程服务，同时掌握一定的英语运用能力，开设了一些比修的基础课程，如数学、物理、力学、英语等。
（2）机械类开设的主要课程有机械制图、机械CaD、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、工程材料及成形技术、数控机床与编程等。
①机械制图：能够培养学生掌握相应的CaD绘图能力；提高学生的三维空间想象能力；为学好后续课程（机械设计、机械原理、互换性也测量技术、机械制造技术、冲压工艺与模具设计等）打下坚实基础。
②机械原理：机械原理是从基础理论课到专业课之间的桥梁，在课程学习中起着承上启下的作用。学习该课程，能使学生掌握机构运动学和机械动力学的基本理论，具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。
③机械设计：机械设计是机械专业的核心基础，也是学习机械制造技术、模具设计与制造等课程前的必备知识。学好机械设计能为后续学习模具、机电产品设计奠定基础。
3.3专业限选课程
机械专业分为两个方向：（1）模具制造工程方向，该方向主要开设机械制造技术基础、模具制造工艺和冲压工艺及模具设计等三门课程；（2）机械电子工程方向，该方向主要开设机械工程控制基础、机电传动控制和机电一体化技术等三门课程。
3.4实验及实践教学
为了巩固学生对理论课知识的理解和消化，针对机械应用型人才培养特点，除了对一些专业课开设课程实验外，还开设了系统的实践教学环节，如表1所示。
课程实验：目前开设的实验或建立的实验是只要有机械设计实验室、机械原理实验室、测量实验室、液气压实验室等，而模具实验室、机电一体化实验室等则还在筹划之中。
课后实训：目前机械专业开设的实训有车工实训、钳工实训、焊工实训、数控技术实训、电子线路实训、机械设计课程设计、模具设计课程设计、机电一体化系统课程设计等。电火花成形、线切割、模具、铣削、铸造等方面的实训及实训中心则在完善和建设之中。
3.5课外科技活动
课外科技活动是一个能提高学生自学能力、团队合作精神、遇到问题解决问题等能力的重要教学环节。在课外科技活动中，学生相互讨论，相互学习，相互影响，相互督促，共同进步。此外，在指导过程中，教师也能不断更新知识，提高自身能力。我院机械专业主要的课外科技活动主要体现在学生第二课堂、专业相关比赛、大学生创新设计制作大赛、科研活动等几个方面。
4.课程体系改革措施
根据上述讨论，与以往相比，机械专业课程体系的建设有了一定的进步，也取得了一定成绩，但也存在一些不足。针对上述的不足，现对理论教学、实践教学等方面提出一些改革措施。
4.1理论教学方面
（1）将冲压模具课程设置在模具制造工艺前讲授；
（2）模具制造工程方向增设注塑模课程；
（3）机电方向增设测试技术课程，机电方向学生必须具备一定的测试知识。
（4）将机械制造技术基础设置为专业必修课。机械制造基础是主要讲授车、铣、刨、磨、钻等常规的机械加工方法、加工刀具、加工设备等，是机械专业学生必须掌握的专业基础知识，所以，机电和模具方向学生都应掌握。
（5）选择通俗易懂的教材，如高等教育应用型教材；
（6）课程设置跟上行业步伐，如增设先进制造技术、有限元原理、机械CaD/Cam/Cae等课程。
4.2实践教学方面
（1）加强实验室和实训中心建设；
（2）实践性强的课程增加相应的实验环节。
4.3其他方面
专业分方向时间从大二上学期延迟至大三下学期；从企业引进经验丰富的教师，开展必要的实训课程；加强教师培训，提高教师技能。
5.结束语
我院机械类学生偏多，师资薄弱，教师队伍年轻化严重，经验不足，目前只能勉强维持基本的教学工作，对于一些实践性较强的实训项目和深度、难度较大的专业改革或专业建设方面还无法开展。总之，我院机械专业的应用型人才培养工作还任重道远。
参考文献：
[1]刘国昌.机械制造专业课程体系改革初探[J].教育与职业，2005，17：65-67.
[2]刘迎春，宁立伟，邓奕等.应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养课程体系的研究[J].湖南工程学院学报，2004，14（3）：59-62.
[3]杜家熙.谈机械设计制造及其自动化专业课程体系改革[J].河南科技学院学报，2009，37（4）：75-77.
基金项目：
广西教育厅科研项目（2013YB208）；部级大学生创新创业训练计划项目（201310605006）。
机械设计基础知识篇4
根据山西师范大学的“3.5+0.5”的培养模式和食品科学与工程专业的培养目标，教师在掌握机械基础教学大纲的前提下，明确教学目的、任务和要求，结合学生认知特点和生产实际，精选教材。教材选用魏兵主编的“十一五”部级规划教材《机械基础》。该课程教学计划安排51课时，课时少，内容广，必须对教材内容进行优化。合理选择教学内容，以“必需、够用”为原则。精讲基础知识和基本设计方法，强化公式应用，弱化公式推导。工程力学主要讲解理论力学和材料力学的基本概念、机械零件基本变形形式和强度计算，熟悉构件的受力分析和计算方法；互换性与技术测量重点讲授极限与配合，紧密联系实际；工程材料主要讲解工程材料的种类、牌号、性能和应用，以金属材料和塑料为主，结合食品行业的发展，增加食品行业当前采用的新材料、新技术和新工艺；机械设计部分包括常用机构、连接、机械传动、轴系，这部分内容和后续课程及生产实际联系密切，工程应用多，属于课程的核心内容，机械传动中的带传动、链传动、齿轮传动突出基础知识和设计方法，强化设计方法和公式应用；机械加工基础以毛坯的制造工艺和切削加工方法为主要内容；液压与气压传动重点是液压传动的原理、组成和特点，常用液压元件的功用及常用的液压回路。介于课程学时少，结合课程的特点，部分教学内容采用自学加辅导或讲座的方式，引导学生多途径学习。
2多种教学方法结合
机械基础课程实践性强，传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法，教学过程中教师和学生之间缺乏互动，学生被动接受知识，学生感到枯燥乏味，不利于学生的学习。采用多种教学方法，激发学生学习积极性，变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动，避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切，采用讨论式教学。理论知识讲解前，选择和生产实际常见的议题，在学生充分讨论后，教师再讲解，调动学生学习的积极性，避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式，达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法，如以齿轮轴为典型案例，通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节，可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起，架起了课程的桥梁，知识结构相互衔接，课程体系更加完善。
3采用多种教学手段提高教学效率
机械基础课程的研究内容比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪[4]。课程学时少，内容多，采用现代教育技术方法，通过运用多种媒体，提高课堂效率，有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时，由于学生没有实际生产经历，缺乏相应的想象能力，采用动画技术，生动形象，让零部件运动起来，使抽象理论直观化；讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时，采用实物、幻灯片、图片展示教学内容，生动形象，增加学生感性认识，拉近书本知识和生产实际的距离，加深学生对理论知识的理解，更好地突出教学重点和难点。
4增加综合设计实验教学内容
课程的实验课时为4学时，传统的实验为认知实验，实验设备是机械基础陈列柜和模型，以演示讲解为主，时间多集中安排在课程中期。改革后，开放实验室，学生自主实验，不占实验课时，时间安排每个模块的理论课讲授之前，学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识，对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容[5]。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分，轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强，涉及内容多，灵活性大，是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程，学生掌握轴系设计的步骤和方法，培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容，学生根据教师的要求，选择传动类型、自行设计传动方案，根据设计方案自行组装，以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验，在创新实验的环节中，学生通过方案构思和改进、实验操作和观察，达到培养创新意识、创新设计能力[6]。
5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节
增加工程训练，训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践，在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足，没有足够的工程训练，现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中，学生学习金属加工工艺知识，自己动手操作各种设备，使用多种量器具，增强动手能力，激发创新欲望，培养创新能力。增加课程设计，时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节，培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周，工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目：一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同，设计方案和设计思路完全由学生组织设计，充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料，能够正确使用国家标准，绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识，掌握机械方面的设计方法和步骤，培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。
6考核方式
改革课程考核方式，实行教学全过程多次考核和考查，提高平时成绩在总成绩中的比例[7]。理论考核采用闭卷考试，成绩占课程成绩的70%；实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容，从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核，注重实验过程和创新能力的考核；工程训练、课程设计单独考核。
7结论
机械设计基础知识篇5
关键词:高职机械类专业《机械设计基础》课程设计改革措施
《机械设计基础》课程设计是高职机械类专业学生的一项重要的实训环节,是针对《机械设计基础》所学专业内容进行的一项实训环节,目的是让学生了解和掌握常用机械零件、传动装置、简单机械的设计方法和步骤,是培养学生机械设计能力的一次较全面的设计训练,它对学生将来从事工程技术工作具有极其重要的意义和深远的影响。基于实训环节在高职教育中的重要地位和现行的教学方法的一些不足,我提出一些改革措施,旨在改进《机械设计基础》课程设计的教学方法,提高《机械设计基础》课程设计的教学地位,进一步提高学生进行机械设计的独立工作能力和创新能力。
1.加强思想教育和引导,引起学生重视
以往的教学过程中存在一些问题,如有些学生对课程设计重视度不够,在实训的过程中往往依赖性较重,没有充分意识到《机械设计基础》课程设计对提高学生专业技术能力的重要性。因此,在课程设计一开始,教师就应当指出该课程设计的重要性,引导学生独立完成设计任务。另外,《机械设计基础》课程内容在教材中是各自独立成章的,缺乏整机设计思想。课程设计为将这些知识有机串联,创建整机设计理念提供了一个良好的平台,将课程设计看成是学生解决实际工程问题的初始训练。因此,《机械设计基础》课程设计对学生将来进行毕业设计乃至工作实践,都会产生重大影响,可见该课程设计是机械类专业学生解决工程实际问题的第一步实践。
2.改变传统的选题方式,注重选题意义
课程设计传统的题目是减速器的设计,这是因为减速器作为机器中一个独立部件,它的设计内容很具代表性,覆盖了机械设计课程中的绝大部分内容,便于巩固所学理论知识。然而,由于减速器毕竟只是一个部件,每届学生都重复同样的设计内容,缺乏创新精神,也不具备整机设计思想。因此,我认为应该将灌输式布置任务的方式改为开放引导的方式。具体做法是:教师在课程设计任务书中只给出工作机的工作要求,而实现工作机功能的方案则由学生自己确定。教师引导学生在方案的实施过程中尽量采用课程学过的知识。课程设计选题十分重要,所选题目要注意以下几点。
1)有可行性,学生能够利用所学知识完成设计任务。
2)有一定的典型性和知识覆盖面,能够将理论学习的大部分重要知识应用在课程设计中。
3)有工程背景,能够解决一些工程实际问题。
4)有创新空间,能够调动学生的创造性。
5)有一定的趣味性,能够调动学生的积极性。
3.强化整机设计思想,提高整机设计能力
各种机械设备都是由各种传动装置和各种零件组成,在理论知识学习中是在“化整为零”,在课程设计的学习中恰恰相反,是要把“零散”的知识通过一部完整的机器把它们串连起来。所以,在课程设计中,我们需要强化学生的整机设计思想,将机械传动设计和机械零件设计有机结合起来,从原动机的选择到中间传动系统的设计,再到执行系统的分析设计,形成一个完整的机械概念。解决这一问题的关键还是选题,教师要根据学生的总体情况,深入实际,搜集与学生所学专业相关机械的原始数据,经过反复论证,编写出课程设计指导书,经过两到三届的学生试用后,逐步修改定稿。
4.注重计算机绘图,加强计算机技术应用
当下计算机绘图已经十分普及,企业对这方面的人才需求也与日俱增,目前在机械领域经常用到的绘图软件有aUtoCaD、CaXa、pRo/e、UG等。我校《机械设计基础》课程设计推荐使用aUtoCaD和UG软件,平面的图形可以用aUtoCaD绘制,立体的图形可以用UG绘制。将绘图软件引入《机械设计基础》课程设计,学生通过作零件图和装配图,强化aUtoCaD和UG的使用能力,强化读图识图的能力,也可以直接观察到机构处于不同位置时构件的运动和动力学情况。用UG建立零部件的三维立体图及零件装配过程图,这样的训练效果是其他方法难以达到的。
5.加强实训管理,重视答辩环节
《机械设计基础》课程设计一般为1―2周时间,需要完成机器的运动和动力分析,查找相关资料进行机器的传动系统设计,确定传动路线和方案,然后划分各种传动部分进行独立设计,再进行各个零件的结构设计或选择,最后要完成机器的总装图和各主要传动零件的零件图。整个过程设计内容多,时间紧,因此加强课程设计期间的管理显得十分必要。从课程设计开始就应当严格做好考勤工作,对不认真和有疑问的学生应当给予及时提醒,认真辅导,帮助他们解决设计中遇到的问题,为了提高学生独立设计能力,应当在课题布置上尽量做到“一人一题”,即使任务中要求机器完成的功能一样,也要在初始数据上加以区别,或要求学生以不同的方案来设计一样功能的机器设备。
答辩是课程设计的最后一个环节,也是课程设计中重要的考核阶段。为了避免盲目抄袭,考查学生的设计思想和对设计的各个环节的认识程度,在答辩过程中需要严格把关。首先要对确认有抄袭行为的学生予以严肃处理,对每个学生的设计说明书、图纸等认真考查后制作答辩提纲,做到对每位学生认真负责,在答辩过程中对每位学生作有针对性的提问和讨论,了解学生的想法和对相关知识的了解程度,对不正确的予以纠正,令其及时修改。因此答辩也是一个质疑和答疑的过程。同时在答辩中能发现设计的不足,作为今后改进课程设计教学的借鉴,从这个意义上说答辩又是一个总结提高的过程。认真做好答辩工作意义重大,直接影响最终课程设计的总体质量,做好这一点关键需要指导老师本着严谨的教学态度,严格要求学生,认真把好教学质量关。
总之,高职《机械设计基础》课程设计无论是对学生理论课程学习还是专业技能的提高都大有裨益,是机械类专业学生十分重要的实训环节,做好这个环节的工作是我们专业课教师的职责,以上一些改革措施对提高课程设计的教学效果有很大帮助,值得借鉴。
参考文献:
[1]胡家秀.机械设计基础.机械工业出版社,2001.
[2]匡兵.《机械设计课程设计》改革与探索[J].桂林电子工业学院学报,2005.
机械设计基础知识篇6
[关键词]高职教育；机械设计；改革
【中图分类号】tH122【文献标识码】a【文章编号】1007-4244（2014）01-114-1
高职教育是我国教学体系中至关重要的一环，为我国经济发展和社会进步输送了众多的高素质人才。在教学过程中，高职院校重视培养学生的综合素质。正因为如此，在设置相关的教学内容时应该与社会实际相结合，重视对学生的职业能力的培养。对于机械设计课程来说，其是机械类专业的重要基础性课程，提升机械设计基础教学有着非常现实的意义。本文就对新时期下的高职机械设计基础教学改革进行了探讨，并提出一些参考性建议。
一、机械设计基础课程教学改革的必要性分析
机械设计基础中有机械原理和机械设计两门课程，是学习其他机械专业课的重要基础性课程，是引导学生向专业课程发展的重要过渡课程，是每一个高职院校学生必须学习的专业基础课程。机械设计基础课程是为了培养学生的设计能力和创新等能力。正因为如此，在实际教学过程中，高职院校更加重视在提升学生理论知识的基础上积极拓宽学生的知识面，提升学生思维能力，进而让学生可以更好地认识到机械设计的内涵，进而提升自己的综合素质。然而，由于我国高职教育并不完善，并没有形成十分成熟的教学体系，使得在对课程安排及教学方式上都有很多的问题，有时候根本没有考虑到高职院校的特点。在这种情况下，高职学生的综合素质并不能得到非常有效的提升。因此，对高职院校机械设计基础课程进行改革是非常有必要的。
二、机械设计基础课程教学改革的策略分析
基于我国高职教育对我国发展的重要性，考虑到我国高职教育中并没有形成有效的机械设计基础教学体系，对机械设计基础课程进行有效的改革具有十分现实的意义。现提出以下几点建议，希望有所帮助：
（一）加强实验教学，有效提升学生的动手能力。高职教育应该始终明确自己的定位，致力于培养高素质的应用型人才。而通过有效的实验能够有效培养学生的动手能力。对于机械设计基础课程来说，学生在实验过程中能够有效了解工程实验的基本原理，能够更好地认识到不同的机械量的不同测量方法。此外，学生还能够更好地掌握实验数据的采集和处理操作方法，也可以更为直接地了解不同的仪器的原理和使用方法，从而为自己以后的学习和工作打下良好的基础。
（二）重视培养学生的创新精神。在开展机械设计基础课程时，应该注意培养学生的创新能力。将教学内容进行必要的优化，建立一种以分析为手段，以综合设计为目的的教学模式。这样一来，学生就可以更好地掌握机械基础知识并能够熟练掌握。从另一方面来讲，机械设计基础教学内容非常多，且十分枯燥，教师不可能将所有的知识都教授给学生。而通过启发学生，培养其创新能力才能够让学生自己主动思考，将所学知识融会贯通、举一反三，从而提升自己的学习能力和应用能力。
（三）利用先进的多媒体技术，改善教学质量。在传统的教学中，仅仅用苍白的语言表达教材中的重难点知识是很难让学生真正领悟和掌握的。在现代，随着多媒体技术在教育教学中的普遍应用，教师可以利用机械设计Cai软件在计算机和多媒体上展现课本中一些较为繁杂的知识内容，给学生一种全新的感觉。计算机模拟机构运动的整个过程，将静转化为动，由复杂转化为简单，由平面转化为立体，由单调转化为多彩的画面，由原来的死板单一的讲解转化为生动有趣的三维动画演示，这些教学内容表达形式的转变不仅集中了学生的注意力，激发了潜在的学习兴趣，明显地提高了教学质量和学生的接受能力，还增强了学生的空间想象能力和逻辑思维能力。机械设计有个明显的特点就是在设计的过程中计算繁琐。如果学生用大脑来运行这些计算，在特定的时间内难以完成特定的任务，效率低，然而，计算机的专用教学软件就很好的解决了这个问题。学生可以根据教师的要求，结合课本知识，自主建模，理论用于实践，实践检验理论，既节省了时间，又提高了效率，何乐而不为呢。
三、结论
总而言之，在新时期下对机械设计基础课程进行有效的改革是非常有必要的，其不仅仅是教学内容的简单改变，而应该是完善教学的每一个环节。要与时俱进，保证教学内容的实用性和发展性，重视拓展学生的知识面，充分利用一切有效的手段去提升教学水平，从而让教学活动变得更有效，让机械类专业学生可以更好地掌握所学机械设计基础知识，培养实践能力和创新能力，为自己接下来的学习及未来的发展打下坚实的基础。
参考文献：
[1]杨叔子，张福润.面向二十一世纪改革机械工程教学[J].高等教育研究，2000，（3）.
[2]刘志勇，刘孝民.重能力，求创新，推进机械设计基础课堂教学改革[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2004，（4）.
机械设计基础知识篇7
关键词：机械设计；机械传动；实践教学；教学方法
高职《机械设计基础》课程是工科类相关专业的一门重要的专业基础课，课程阐述了常用机构工作原理和通用零件的设计理论。根据近几年来对高职机电一体化专业、工程机械专业以及机械设备维修专业的毕业生跟踪调查，统计毕业生从事的工作岗位，主要是机械设备操作、设备维护保养、设备安装、调试和售后服务等岗位。这些工作对本课程知识的要求均不涉及机械零件设计方面的内容，而只要求对机械传动及其零部件熟悉即可。此外，学生缺乏生产实践经验，在课程学习中感觉抽象，难以理解，加之目前课时的不断压缩，更有必要对该课程的教学内容和教学方法进行改革。
一、课程名称更改为机械传动
《机械设计基础》无论从机械类专业角度和非专业的角度，很容易让学生产生误解，以为这门课主要探讨的是机械零件设计，好像与毕业后从事的技能型工作关系不大。实际上，《机械设计基础》主要探讨的是机械传动，零部件设计是次要的。高职机械类专业学生在学校期间要学的课程较多，用于机械设计基础课程的课时较少，一般在50～60时学时，从高职培养技能型专门人才的目标出发，学生在机械设计基础这门课程里，只要掌握机械传动方面的知识就可以了。如果在课程内容上做些调整，减除机械零件设计方面的内容，课程名称改成机械传动，使学生在学习这门课一开始就能领会到本课程的学习任务，把任何能从事施工的机械分成三大部分：动力部分（如内燃机、电动机等）、传动部分（如机械传动、液压传动等）和工作装置（如装载机装料装置、压路机的振动行走装置等）。将课程更名为机械传动，从课程体系上能体现高职机械类专业培养技能型人才的特点，也避免了非机械类专业人士对机械设计基础课程产生误解。
二、课程内容选取机械传动方面
将《机械设计基础》的主要内容进行分类，如表1所示
将表1的内容按照绝大多数企业岗位对高职机械类毕业生在《机械设计基础》课程的要求进行分类，第一部分机械传动方面，这部分在毕业生就业的工作岗位上应用比较多；第二部分机械零件设计方面，该部分在工作中能用到的很少。根据高职技能型人才培养知识够用的需求，可将第二部分内容删减。这样既保证了机械传动方面的教学课时，又减轻了高职学生学习机械设计理论计算方面的学习负担，进而可以提高学生对具体需求知识的学习效果。
三、课程教学方式方法的改革
机械传动部分的基本概念和基本理论比较抽象，如机构自由度计算中虚约束的判断、平面连杆机构曲柄存在条件的判定、滚子半径和基圆半径对凸轮轮廓的影响、渐开线性质等。这些内容学生在学习时既看不到，又摸不着，在教学中存在着很大的难度。以往我们大多采用多媒体演示教学，虽然也能有动画演示，但毕竟抽象，学生理解起来还是不够直观。采用实践性较强的教学方法，可以很容易的解决这些教学中的困难。因此在这部分的教学中尽量多采用实践教学的方法来帮助学习和理解。将让学生通过看的理解变为直接的体验或揣摩，例如在认识平面机构的学习中，可以让学生亲自制作一个平面机构，使学生能在制作中揣摩和体会连杆机构的特性及制作要领，这个方法我在模具专业课程的教学中应用过，学生的学习兴趣大大提高，知识掌握效果比以往老师讲解效果更好。常用的实践教学法主要有实物教学法和实习教学法，这两种方法可以在具体的机械传动教学中灵活使用。
1.实验教学法。实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。在机械传动课程教学中，由任课老师在课堂上做演示实验，以配合课堂教学。通过实验教学，可以使学生把一定的直接知识同书本知识联系起来，以获得比较完全的知识，又能够培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣，同时还可以培养他们的实际动手能力，为此，要尽可能让每个学生都有机会亲手参加实际操作。为积极创造条件做好实验，任课教师应与试验人员密切配合，根据实验指导书的要求认真做好准备、讲解、指导及批改实验报告等工作，提高实验的质量和效率。
2.实物教学。实物教学法是指在教学过程中，使用大量生活中真实的物体和教具，模拟生活情境来进行辅助教学的一种方法，它是一种既古老又有效的教学方法。在机械传动课程的教学中，有些教学内容离不开实物。在课堂上不易讲解透彻的机构，可以将其实物搬进课堂，对照实物进行讲解。再好的修辞，再好的演讲，也不如看到实物清楚明白。更好的教学方法，就是组织学生到工厂车间进行动态观察，从而使学生能充分地对机构的运动情况进行分析，这是课堂教学的延续和补充。例如，讲解摆动导杆机构运动简图的画法时，在牛头刨床边对照机器的结构和运动情况进行讲解，则可收到事半功倍的效果。学生到工厂车间参观教学时，一定要做基本操作演示，切忌为了“保险、安全”而走马观花。在曾教过的工程机械专业的工学结合班上，便尝试过将学生直接带到工厂车间进行参观教学，学生通过眼观、手触，更直接更具体地感受到机械传动构件的应用，触发了他们极大的学习兴趣，在后面的教学中学生的配合性和主动性也显著增强，教学过程也进行得轻松自如。
3.实习教学。实习教学法是教师在校内外组织学生进行实际操作，将知识、技能运用于实践的方法。机械传动课程教学可以结合专业实习来进行，即在专业实习前，任课教师根据教学内容拟出实习思考题，让学生带着机械传动问题去实习，启发学生自己动脑去发掘尚未掌握的知识，寻找尚未知晓的事物。例如，在齿轮传动机构拆装实习时，可通过对传动齿轮的装拆和齿轮侧隙的测量进一步理解中心距可分性原理；再通过讲解启发学生自己开动脑筋充分分析，热烈讨论，去理解该原理的现实意义，即生产实际中齿轮的装配虽不按标准中心距安装，但仍然可使传动平稳的道理。因此，任课教师应充分利用好专业实习，认真加以引导，提高学生的积极性和思维能力，实习的结果要进行检查总结，以提高知识技能的运用水平。以上三种都属于实践教学法，在机械传动的教学中，还要根据学校的教学条件，学生的接受能力选择应用。
《机械设计基础》教学在整个专业教学计划中占有相当重要的地位，其课程内容应与生产实践、技术推广、社会服务紧密结合，更好地面向社会、面向市场，适应企业岗位需求，与生产实践紧密结合。而课程教学方法还需要教师在教学实践中不断创新、总结和完善，才能更好地推进机械类专业教学做一体化的教学模式的发展。
参考文献：
[1]陈立德.机械设计基础（第二版）[m].北京：高等教育出版社，2004.
机械设计基础知识篇8
关键词：机械设计；教学内容；教学主线。
《机械设计基础》课程是机械类专业的一门重要的技术基础课程。它的主要任务是使学生掌握各种常用机构及通用零件的工作原理、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。对这门课程的教学，主要作了以下探索。
一、合理安排各章顺序开展教学
由于机《械设计基础》所介绍的常用机构及通用零部件众多，为了不使学生感到“繁杂”，合理安排各章顺序是很重要的。
“轴”在机《械设计基础》中是很重要的一章，轴的设计涉及到轴上的所有零部件。如联轴器为标准零部件，在选择时，其轴孔直径影响到轴的最小直径；齿轮的尺寸影响到齿轮所在位置处转子的直径；在进行轴的结构设计时，轴上传动零部件的受力情况，影响到滚动轴承或滑动轴承型式的选择，进而影响支承所在位置处轴的直径及轴的结构。因此笔者在讲授时，将“轴”的内容安排在最后讲。先介绍各种联接、传动及支承零部件的工作原理及其设计，然后通过介绍“轴”的设计，将各种联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、滚动轴承及滑动轴承等零部件综合在一起。这样做容易使学生感到系统性强、条理清晰。
二、围绕一条主线开展教学
任何一门知识都具有系统性，《机械设计基础》亦如此。因此课堂教学应围绕一定的主线展开。
《机械设计基础》上半部分主要介绍了三大类常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，其中各类机构又可划分为很多种类。由于种类众多，容易使学生感到内容繁杂。为了使学生从总体上把握各类常用机构，在讲解时以常见的往复式四冲程内燃机作为这一部分的教学背景或主线。使学生在学习某种常用机构时，联想到其它常用机构，并进一步引导学生主动分析各种常用机构的异同点。
往复式四冲程内燃机利用平面连杆机构变换运动形式（移动形式与转动形式之间的变换），实现可燃气体的进气、压缩及排放；利用齿轮机构变换运动速度；利用凸轮机构变换运动形式（将转动形式变换为移动形式），实现进气阀与排气阀的开关；最后通过飞轮实现输出转速波动的调节。内燃机工作过程所涉及的内容包含了《机械设计基础》上半部分需要讲授的所有主要内容应该在第一章中给学生较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。
如在讲解曲柄滑块机构时，讲到该机构有两种类型，即对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构。然后提问：在内燃机中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型？接下来讲解这两种类型的区别，即对心曲柄滑块机构没有急回运动，而偏置曲柄滑块机构存在急回运动。然后解释内燃机的输出要求尽可能匀速输出，故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例讲解对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构的特点，能使学生印象深刻。
三、紧密联系课程设计内容开展教学
《机械设计基础》下半部分是关于通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。通用零部件种类较多，如有螺纹联接、键联接、销联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器等，学生对这部分内容普遍感到“繁杂”。在介绍这部分内容时可考虑与对应的课程设计内容相联系，如与带式输送传动装置（减速器）的设计相联系。
众所周知，课程设计是高等工科院校相关专业学生运用所学相关理论知识解决工程实际问题的第一次较全面的设计训练，是机械设计课程的一个重要教学环节l21。因此笔者在《机械设计基础》下半部分教学中以工程设计为目标，以减速器为主线。使学生在学习各种通用零部件时能够密切联系实际，同时能从全局高度理解各零部件间的关系。
如齿轮传动设计，通常已知传动方案、转速比、传递功率及输入轴转速。笔者在讲解时告诉学生，传动方案是根据使用情况及各种传动方式的特点首先确定的。传动方案可以包括齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动或它们的组合。而在齿轮传动部分，转速比的选择一方面与齿轮传动类型、齿轮精度、方式有关，另外也与整个系统各部分传动比的分配有关。传动比的不同分配，决定了齿轮所受到的力的大小和齿轮的尺寸，同时对齿轮所在主轴的结构尺寸和滚动轴承的选择产生影响。因此齿轮传动设计不是孤立的，它对整个系统各零部件的设计都有影响，设计时应综合考虑。
四、在教学中引入现代机械教学内容
传统机械主要由原动机、传动部分及执行部分3部分构成，这也是机《械设计基础》这门课所要讲述的对象。但随着科学技术的发展，现代机械的应用范围不断扩大。所谓现代机械是在传统机械上集成了控制系统、测试系统及其它辅助系统（如故障诊断、显示等），以提高生产自动化水平、延长设备使用寿命、保护环境等。
目前大多数《机械设计基础》教科书没有“现代机械”这一方面的内容介绍。笔者认为，一方面，教师应该强调现代机械仍然是以机械工程为基础的，工科学生必须具备机械设计基础知识，为后继专业课程的学习及日后从事技术革新创造条件；另一方面，教师在讲课时也应适当介绍一点现代机械特别是机电一体化机械方面的知识。这不但不会削弱所应讲授的传统机械方面的内容，反而会加深学生对机械的发展及整个机械大系统的理解，增强学习机械设计基础知识的积极性，消除“机械过时论”或“机械无用论”的错误思想。
五、结论
《机械设计基础》是一门非常重要的技术基础课，内容较多，但课时相对较少。研究如何在教学中培养学生机械大系统的观念、工程意识、机械设计能力、创新意识是非常重要的。而教学内容、教学方法的不断改进，有助于提高学生的学习兴趣，增强他们学习的主动性，为今后进行相关机械设计工作打下良好的基础。
参考文献：
[1]杨可桢，程光蕴。机械设计基础[m]。北京：高等教育出版社，1999。
[2]朱如鹏，郭学陶。机械设计课程设计[m]。北京：航空工业出版社，1995。
[3]徐龙祥，欧阳祖行。机械设计[m]。北京：航空工业出版社，1999。
[作者简介]熊细保（1947—），男，江西丰城人，汉族，江西渝州科技职业学院副教授，主要从事机械类专业教学工作。
机械设计基础知识篇9
中职机械基础教学方法探索机械基础是一门重要的专业课程，包括机械制图、工程力学与机械制造基础、机械原理、机械零件等方面理论和实践知识。但由于在课程体系、教学内容、教学方法，以及实验设备及实验手段等方面，难适应机械技术方面的革新，因此很难满足人才培养的需要。但是机械基础课堂是培养创新性应用人才的基础课堂，因此要跟紧跟制造业飞速发展和新技术进行变革，整合课程资源，采取有效的教学方法和手段，，从而培养中职机械制造科学人才。
一、当前中职机械基础课程教学的现状分析
1.课程内容不适应发展的需要
机械基础课程是制造技术的基本课程，是中职学校专业技术课的有机组成部分。但是如今的课程建设明显跟不上机械技术的发展，课程知识结构和设计方法有待提升。随着科技的不断发展，在机械工程设计和新的理念都在不断发展之中，而课程的建设也应与现代的设计理念和方法相适应。因此，像手工绘图与计算机辅助绘图、图解法分析机构与计算机解析法分析、机械零件中以材料力学导出的强度设计与现代设计方法应在课程当中体现出来，从而不断丰富课程，提升课程的质量。
2.实验及工程实践性有待提升
机械基础中的实验应该加强其难度和实践性，起到真正提升学生动手能力、合作能力和创新能力的目的。中职机械基础中的实验，多为验证性，缺乏综合设计，主要是以机构简图测绘、齿轮范成及转子动平衡这样的实验，实验设计缺乏一定的综合性和系统性，应加强对学生设计能力和创新能力方面的设计，特别是专业课教师应该创新的使用教材，设计合理的实验，去训练和培养的学生的实践能力，让学生所学的知识加以运用，同时还要加强CaD技术能力实践运用，让学生学到真正的使用技术。
3.教学手段和方法有待创新
机械基础课程是以理论和实践相结合的学科，利用实践去验证理论。因此教学中需要多样的教学方法和手段。但是机械基础课程教师多是以教学挂图和模型作为主要教具，基本上还是教师讲、学生听的灌输式教学方法，这样就不能调动学生的学习兴趣，学生的参与课堂活动不深入，因此教学效果不佳。缺乏兴趣的学习，就不能培养学生自主学习能力。这样我们要培养具有自我开拓和获得知识的能力不符合。因此，根据学生发展的需要，要创新教学方法和手段，提升教学实效，让学生学好技术。
二、中职机械基础课堂教学方法的探索
1.注重理论联系实际
中职学校主要是培养具有实用技术能力的人才，因此教师在课堂教学时，要考虑到学生的实际情况。中职学生的基础差，缺乏学习的信息，特别是理论方面的学习，更觉得的没趣，因此在机械基础课程教学时，可以让理论与实践操作结合起来，与实际生活相联系。从而激发学生的学习热情，建立学习信心，获取实用知识和技能。
例如，在讲解齿轮轮系时，不是直接告诉学生轮系的传动比是如何变化的。可以把学生带到学校的车工实训室，让学生自己把车床的主轴箱打开，然后去观察。学生就会发现使主轴箱里的齿轮产生不同齿轮间的啮合，从而明白车床主轴产生不同的转速。这样让学生自己去观察，去发现，从而去理解知识。然后接下来可以让学生联系实际生活说一说可以变速的还有哪些？学生通过交流讨论，得出生活中还有，汽车、火车、飞机、轮船等。这样就形成了今天我们要学习概念和知识，既改变变速箱里齿轮轮系中的齿轮位置，从而改变轮系的传动比，进而改变转速。通过这样的过程，让学生从实践中提炼理论知识，再把理论知识与实践生活结合起来，学生自主学习的动力调动起来，难以理解知识也变得容易，学生的学习能力得到提升，较好的获取知识和技能。
2.加强教学中互动交流
机械基础课程教师要有应具有扎实的专业知识，在课堂中能够掌控课堂，引导交流、讨论、合作学习，在互动中学习知识，掌握技能。课堂教学中，教师要根据企业生产的现状，设计到课堂教学当中，并结合实际的案例进行分析，把抽象的知识形象化。特别是难以理解的内容和问题，要进行互动交流，学生与老师之间，学生与学生之间进行交流，互助学习，从而解题问题，让学生在合作中提升能力。同时，也要鼓励学生在交流之前查阅资料，自己先进行思考，然后与他人交流，这样可以拓展解题思路和视野，提升互动交流的实效。
例如，在学习通过液压千斤顶讲液压传动时，先让学生观察这一现象。让后询问学生你们有什么发现或疑问。学生提出“为什么小小的千斤顶能够升起这么重的物体呢？”学生都很好奇，然后教师可以让学生分组进行讨论，然后教师在进行引导、和分析。这样通过分析千斤顶的结构，分析液体压力的作用，液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。进而可以告诉学生，我们是利用的这个原理就是帕斯卡原理。通过师生的互动，和教师合理引导，这样就激发了学生探知欲望，学生的思维被激活，那么自主学习的能力就会得到培养，从而提升学习的效果。
3.利用多媒体教学
随着教育技术的不断发展，教育技术与学科教学的渗透融合促进了课堂教学的实效。从而实践的作用讲，多媒体教学能够方便教师教学，激发学生的学习情趣，丰富课堂内容，有利用学生观察和分析课堂，促进了学生学习的效果。然后机械基础课堂也需要利用多媒体开展，教学中我们把学具和多媒体课件结合起来，在提升学生学习兴趣的同时，让学生充分观察和理解。
例如，在让学生学习画零部件时，可以利用多媒体展示已剖开的零件模型组合体，学生观察后，通过自己的想象，画出草图。然后教师再把零件的模型打开，让学生看看对照自己的图，检测是否正确，再进行修正。最后通过多媒体展示规范、正确的机械机构图。在教学中，我们通过传统的模具和多媒体结合起来，这样通过模型和真实图形辅助，让学生思维空间得到拓展，并让学生的兴趣得到培养。对于复杂的机械构造，我们可以把其结构做成动画的形式，教师一边演示，一边讲解，通过观察和讲解的形式让学生理解机械的构造。这样学生的观察能力和分析问题的能力就能得到锻炼和提升。在机械基础中的涉及到绘图的内容，可以让学生在机房进行利用电脑绘图，把传统绘图与电脑绘图结合起来，提升学生的信息素养和专业技术能力。无论是利用多媒体教学，还是学生利用多媒体技术学习知识，都体现了多媒体在教学中的作用，我们应顺应时代的发展，发展自己的能力。
总之，中职机械基础课程在培养机械制造人才处于重要的地位，因此要提升学习该课程的实效。这就要求教师创新教学方法，整合课程教学资源，从学生的基础和兴趣出发，结合当前制造技术以及用人单位的需求，让学生找到合适的学习方法，从而培养出高素质的制造业实用人才。
机械设计基础知识篇10
关键词抛锚式教学；机械设计基础；教学方法
中图分类号：G642.4文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）18-0101-02
1引言
机械设计基础是近机类专业一门必修的主干课，是从工程制图、理论力学、材料力学等理论基础课向矿山机械等实践性很强的专业课程过渡的重要课程。正因为此，其涉及的知识内容宽泛、综合性强，学生普遍反映概念繁多，原理难懂，学习难度大[1]。如何调动学生的学习兴趣，且让学生更容易掌握这门课程，一直是该门课程改革的重点。高广娣等[2]基于aDamS多体动力学软件，将虚拟样机技术应用于教学，将课程中的各种机构以动态的形式引入课堂教学，方便学生对课程的理解，增强了教学效果。张庆玲等[3]基于工作过程，将企业真实产品的生产过程选为教学内容，使得学生更容易掌握所学知识。以上研究改进了知识的表现形式，很好地辅助了学生对知识的学习，但沿用的仍是传统的教学观点――以传授知识为主，一切由教师决定，学生未能主动地参与[4]。如何提高学生课堂上的主动性、创造性，使其真正成为主动获取信息、积极构建知识的主体是该课程教学亟待解决的问题。
抛锚式教学是一种以建构主义学习理论为基础的新兴教学模式，在教学过程中结合相关问题，引导和强化学生的学习兴趣，让学生从问题中思考，带着问题探究，使学习的主动权掌握在学生手中[5]。如何将抛锚式教学法引入到机械设计基础课堂教学中，解决学生在课堂中的被动学习问题，是近期探索的新教学思路，并收到良好的效果。
2机械设计基础教学中采用抛锚式教学法的必要性
机械设计基础是一门针对非机械专业学生开设的专业基础课程，是融合机械制图、理论力学、材料力学、机械工程材料等多门课程知识于一体的课程。开设这门课程的专业较多，如材料工程、采矿工程、热能工程等。这些专业背景不同，造成学生所具有的理论基础相差较大，整体水平往往不高。如采矿工程专业学生没有学过机械工程材料这门课程，又加上该门课程涉及众多概念、原理，学生学习时普遍具有畏惧感。针对这个问题，教师授课时首先需要帮助学生树立好课程学习的信心。
抛锚式教学，强调选择生活中易接触到的事件为问题，即“锚”。将这种教学方法引入机械设计基础课程教学，就可以以“锚”为导引，将抽象的机构、零件概念具体化、生活化，使学生了解到机械设计基础涉及的知识都是从生活中实际得来，同时又能帮助解释、解决生活和生产中的问题，进而消除学生对机械设计基础的畏惧心理。
课时的限制也使得抛锚式教学适合该门课程的教学。机械设计基础是针对近机类专业，将机械原理（64课时）与机械设计（48课时）两门课程整合，压缩成一门只有48课时的课程。然而课时的压缩并没有减少其涉及的知识面，这使得教师很难在较少的课时内做到将需要细致讲解的地方讲透，让学生对机械课程有着深刻的理解。教学过程中发现，学生对一些章节或某些基础知识尚存在问题，而这些问题在课本上没有详细介绍；又由于课时的原因，无法在课堂上占用大量时间给学生做详细讲解。采用抛锚式教学，可以让学生以研究小组的方式，课下提前整理相关资料、自主学习，进而节省教师课堂中的教学时间。
机械设计基础课程设计对课程的要求，也使得抛锚式教学法更合适于该门课程的教学。机械设计基础课程配套的课程设计，往往以减速器设计为题，涵盖了机械设计基础中齿轮传动、带传动、轴承、轴、螺栓等通用零件的设计与计算，具有很强的综合性。这要求学生在课程的学习中就能够关注全局。但其中所涉及的内容与《机械设计基础》教材[6]的编排顺序并不一致，且每一章都是看似相互孤立的知识体。如何科学地将这些看似零散的知识点化为一个吸引学生注意力的整体是教学的难点。而抛锚式教学法能够很好地解决这个难点。摒弃繁琐的概念堆砌，以实习过程中参观到的井下带式输送机的减速器设计需求为“锚”引出学生的好奇心，并通过镶嵌式教学将课程设计所需的各章知识无形地串联在一起，呈现给学生。
3抛锚式教学法在机械设计基础教学中的实施
抛锚式教学在机械设计基础课程中的具体实施主要体现在以下三个方面。
创设情境、确定问题授课过程中，根据各章节主要内容，有目的地从现实生活中抽取一些与章节知识点相关的问题。一方面，通过问题将要学习的知识有机地串联在一起；另一方面，通过增加悬念，激发学生对课程学习的兴趣。如在“齿轮机构”章节，涉及齿廓啮合基本定律、正确啮合条件、标准中心距、重合度等看似零散的知识。倘若教学上仅仅是知识的灌输，学生往往会一头雾水，很难将这些知识整合在一起。此处，首先引入这样的问题：家用轿车内变速箱的齿轮是如何传递运动的？引导性地让学生试着回答，在总结学生回答的基础上给学生讲解：齿轮是通过齿廓来实现运动传递的，在传递的过程中，为了保证传动比恒定，必须设计出专门的轮齿齿廓，如渐开线齿廓。以此引入这章课程前两节内容――“齿轮机构的特点和类型”“齿廓实现定角度比传动条件”。
在上课快要结束时，再针对性地给学生布置四个问题：什么样的曲线能够被选用制造轮齿齿廓，为什么？机械手表中的齿轮和汽车变速箱中的齿轮能否啮合传动，为什么？一对齿轮安装的时候，距离近一点儿好，还是远一点儿好，为什么？一对齿轮啮合，如何保证其轮齿的交替啮合？以此，以小组的形式让学生带着问题查找相关资料，将下一节课将要介绍的内容串联起来。这样，学生在学习过程中能够有更多的主动参与，并且有了明确的目标。在下节课，讲授“渐开线齿廓”“渐开线标准齿轮啮合”的时候，便可以以上面的问题引领学生试着回答，并采用镶嵌式教学，在解答问题的过程中引入新的知识点，学生在对这些问题的层层解答过程中逐步掌握了相关重点。
安排学生协作学习为了锻炼学生的团队合作精神，每次课下问题都将以小组的形式来完成，采取协作式学习。课后，小组将根据问题一起讨论，并分工完成资料的查阅、问题初步答案的整理。学生在协作学习过程中，从最开始的分工，信息的收集、整理、分析，到最终结果的评价，都经过组内学生间相互交流得到。教师尽可能为其提供宽松的环境，通过QQ群的方式，课下协助他们[7]，使学生乐于主动思考。学生通过这种组内讨论，公开自己的学习成果，探讨学习疑惑，多角度寻求解决“锚”中问题的可能办法，完成对相关知识的建构，提高了分析问题、解决问题的能力。与此同时，还培养了学生团队精神和交流能力。
此外，看到不同小组对同一问题所给解答的不同，还让学生意识到思路的转变会产生很多创新性的成果，进而拓展分析问题的视角。
归纳、总结学生问题在抛锚式教学下，知识点将随着“锚”的解决而被学生逐步掌握。但学生在此学习过程中，特别是课下小组讨论阶段，将会产生很多新的想法及问题。这些问题的及时收集及解答，对学生对知识的理解至关重要，也有利于教师准确把握教学中的薄弱环节。教师需要将相关问题收集、归纳、总结，将其中具有代表性的问题，在课堂上予以简要回答。复杂且重要的问题，可结合现代网络工具，如借助“QQ群论坛”进行解答[7]，以节省课堂教学时间。在网上讨论过程中，因不占用课时，教师可以采用讨论的形式引导学生一同逐步分析、解答问题。这样，一方面锻炼了学生的自我思维能力；另一方面，学生通过自己的努力解决了之前的问题，还会帮助他们进一步增强课程学习的信心。
4结语
抛锚式教学法在机械设计基础课程教学中的应用，将学生作为学习的主体，通过与生活、生产实践密切结合的“锚”让学生主动探索、主动思考、主动建构知识，增强了学生的理论学习、问题解决能力。此外，抛锚式教学法的应用还有助于激发学生的学习兴趣、团队交流能力、团队协作意识。教学实践表明，2014年对中国矿业大学2012级材料工程专业1、2、3、4班的该门课程实施抛锚式教学法后，学生课堂上的学习兴趣普遍提高，期末平均成绩由上两届的73.8分、74.1分提升至80.5分，教学效果明显，受到学生的欢迎和肯定。
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）：30-31.
[2]高广娣，朱荣光，李盛林.基于aDamS的《机械设计基础》网络教学平台设计[J].机械管理开发，2013（3）：154-156.
[3]张庆玲，王洋，高玉侠.基于工作过程的高职“机械设计基础”课程改革实践[J].教育与职业，2011（20）：140-142.
[4]李延斌，高有华，田方，等.面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J].实验技术与管理，2012（4）：231-233.
[5]CognitionandtechnologyGroupatVanderbilt.anchoredinstructionandsituatedcognitionrevisited[J].educationaltechnology，1993，33（3）：52-70.