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機械原理的課程設(shè)計范文1

【關(guān)鍵詞】機械原理課程設(shè)計；團隊；現(xiàn)代設(shè)計方法；創(chuàng)新

0 引言

機械原理課程設(shè)計是機械類學生進入大學以來第一次真正意義上的課程設(shè)計，是利用已學過的知識進行比較全面地、具有實際內(nèi)容和意義的設(shè)計，也是機械原理課程學習的一個必要實踐環(huán)節(jié)[1]。為了適應(yīng)競爭日益激烈的企業(yè)對具有高素質(zhì)工程人才的需求，有關(guān)機械原理課程設(shè)計的教學改革如課程設(shè)計的方式、內(nèi)容、組織形式、探索如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設(shè)計、計算機輔助設(shè)計以及團隊合作的能力等，一直在各高校中進行[2-3]。

目前國內(nèi)高校對機械原理課程設(shè)計的選題一般采用兩種做法：一種是選用已有的典型機械（如牛頭刨、壓床等），進行比較系統(tǒng)的運動分析、力分析等，重點在于加深學生對機械原理課程各章節(jié)的理解和掌握；另一種是以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為目標，學生自選課設(shè)題目以小組為單位進行課程設(shè)計，亦或是在機械原理課程設(shè)計中引入創(chuàng)新實驗等[4-5]。

這些以提高學生創(chuàng)新能力為目標開展的多形式改革，打破了傳統(tǒng)設(shè)計中的問題和不足，建立起了傳統(tǒng)課設(shè)中缺乏的工程價值觀，能充分調(diào)動和發(fā)揮學生的主動性，均值得我們學習和借鑒。

1 傳統(tǒng)“機械原理課程設(shè)計”中存在的弊端

1.1 傳統(tǒng)設(shè)計題目單一，時間短、任務(wù)重

我學院十幾年來一直延用同一個課設(shè)題目――小型精刨機主切削運動機構(gòu)設(shè)計，每位設(shè)計者采用圖解法完成機構(gòu)在兩個瞬時位置時的運動分析和力分析，手繪在A1的圖紙上，并編制相應(yīng)的設(shè)計說明書。一方面教師指定了課設(shè)內(nèi)容和課設(shè)題目，學生只要按照要求按步驟進行即可，造成學生因有完整現(xiàn)成資料參考而缺少方案創(chuàng)新，達不到訓練學生收集和運用設(shè)計資料的能力，與時展和要求特別是與面向工程實際應(yīng)用的卓越人才培養(yǎng)有了不小的距離[6]。

另一方面，課程設(shè)計安排在課程講授完，大概十四周之后，由于班級較多，可用教室較少，需要串聯(lián)進行，其中總會有四個～八個班將被安排在考試周或考試周的前一兩周進行，正值各科考試（電工技術(shù)、工程材料、材料力學）陸續(xù)進行，學生忙著應(yīng)對考試，加上真正用于課設(shè)的時間不足四天，時間短任務(wù)重，留給學生思考的時間不多，便會導致學生著急趕進度，一味追求進度而忽視了設(shè)計的質(zhì)量，出現(xiàn)投機取巧的現(xiàn)象。往往學生還沒有太明白是怎么一回事，課設(shè)就結(jié)束了，來不及對方案進行思考和分析，更談不上鍛煉和提高學生的設(shè)計能力。

1.2 傳統(tǒng)設(shè)計手段落后，理論脫離實際

教育部高等學校機械基礎(chǔ)課程教學指導分委員會2009年制定了“關(guān)于深化機械原理課程實踐教學改革的意見”，其中明確指出目前機械原理課程實踐教學改革應(yīng)當重點關(guān)注的問題之一是商業(yè)軟件（如ADAMS、Pro/E等），在實踐教學中應(yīng)用的相關(guān)問題。計算機三維虛擬設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為社會對工程技術(shù)人員一項必不可少的需求條件。而傳統(tǒng)的設(shè)計方法無論是用圖解法還是解析法，設(shè)計中都是過于側(cè)重理論，偏重知識的積累，這種模式是中國傳統(tǒng)的高等教育的人才培養(yǎng)模式，在歷史上曾發(fā)揮過重要作用。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，傳統(tǒng)的教學模式暴露出了許多缺點，設(shè)計過程與工程實踐完全脫節(jié)，學生在設(shè)計過程中僅是被動地接受知識，無法真正培養(yǎng)工程應(yīng)用能力，對工程意識建立、工程應(yīng)用能力培養(yǎng)等都有不利影響，根本談不上培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的思想，也訓練不了學生編輯計算機程序來輔助解決問題的基本技能。

1.3 傳統(tǒng)設(shè)計參數(shù)差別不大，缺乏創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)課設(shè)過程中，教師給每個班級分配三個方案，一個小組完成其中一個方案，對于同一小組的各成員，其設(shè)計參數(shù)僅限于原動件的角位移的區(qū)別，其它一概相同。而且一般是幾個班同時進行設(shè)計，而各不同班級之間的區(qū)別也僅在于行程速比系數(shù)的差別，雖然各學生設(shè)計任務(wù)中的結(jié)構(gòu)尺寸有差異，然而差異卻不明顯。這便使得部分學生有了可乘之機，借助復(fù)印手段，學生從設(shè)計開始手頭就有了往屆學生的設(shè)計說明書作為參考，他們只需要將其中相應(yīng)的數(shù)據(jù)加以簡要改動，照著說明書的步驟照貓畫虎開始畫圖，自然說明書中的錯誤也將被一并帶入新的設(shè)計，甚至有的學生為了交差，說明書全盤照抄別人的，使得說明書數(shù)據(jù)與圖紙對不上也是時有發(fā)生。這樣的課程設(shè)計對于學生理論知識的鞏固起不到多大作用，沒有主動參與和思考的熱情，體會不到設(shè)計的樂趣所在，更不要說對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了。

1.4 傳統(tǒng)設(shè)計個人意識強烈，缺乏團隊協(xié)作精神

由于全班同學課程設(shè)計的方案和內(nèi)容相同，每位同學完成從結(jié)構(gòu)設(shè)計到運動分析、力分析一項完整的任務(wù)，不需要同學間的協(xié)作，最多涉及到同學間幫帶的關(guān)系，大多學生自己埋頭做自己的，團隊之間相互協(xié)作的精神也很難發(fā)揮，體現(xiàn)不出團隊合作中的榮譽感和責任感。

2 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《機械原理課程設(shè)計》改革實踐

2.1 提前布置課設(shè)題目，建立工程意識

目前的課設(shè)任務(wù)均是課程設(shè)計周的第一天布置，學生直到課程設(shè)計開始才明白要完成的任務(wù)，一些接受能力差一些的學生或者基礎(chǔ)理論不扎實的學生很難在第一時間進入設(shè)計狀態(tài)。

為給學生留出較多時間來查閱相關(guān)資料，課程設(shè)計的任務(wù)布置應(yīng)安排在學生開始上課后的前面階段，這樣一方面使得學生有了更多的時間來收集相關(guān)資料，為課程設(shè)計的進行積累更多的理論基礎(chǔ)；另一方面，學生帶著課設(shè)任務(wù)進行平時課程的學習，使得學習過程有了目標性和針對性；同時可以將學到的理論知識用于指導實踐，有助于學生從平日的生活和工程實踐入手選題，以產(chǎn)品為導向，使傳統(tǒng)課程設(shè)計理論實踐相脫離的問題得以改善，更加強調(diào)學生綜合能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)學生學習興趣、建立工程意識。

2.2 引入現(xiàn)代設(shè)計方法，提高設(shè)計主動性

將現(xiàn)代工程設(shè)計方法和手段融入課程設(shè)計，更新課程設(shè)計的方法，改變傳統(tǒng)的手繪制圖的落后方式，不僅可以鞏固對三維設(shè)計軟件的掌握程度，為今后的學習和工作奠定基礎(chǔ)，同時，使課程設(shè)計中遇到的運動學、動力學等復(fù)雜問題變得簡單、直觀和精確，彌補學生力學知識的薄弱和實踐經(jīng)驗的不足，增加學生的成就感，可以提高學生創(chuàng)新的積極性，建立傳統(tǒng)教育中缺乏的工程價值觀，從而激發(fā)學生的學習興趣，轉(zhuǎn)變學習態(tài)度，有助于營造獨立創(chuàng)新、自由探索的良好環(huán)境，提高學生設(shè)計的主動性。

2.3 擴大設(shè)計題目類型，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

從日常生活、工程實際中廣泛搜集合適的課程設(shè)計題目，擴大題目的數(shù)量和類型，提高學生的興趣，也給學生以充分的想象和發(fā)揮的空間，使他們學會獨立思考、積極創(chuàng)新。特別是前期學生通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書館，有的還討教自己的親朋好友。搜集資料的過程中，不僅增長知識，同時可以培養(yǎng)學生檢索文獻的能力。

2.4 以小組為單位，激發(fā)團隊責任感

為更好地體現(xiàn)課程設(shè)計的目的，鞏固學生的理論知識，更清楚認識設(shè)計的概念，同時培養(yǎng)團隊合作的精神，以培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計能力，采用研究設(shè)計小組形式，發(fā)揮每個人的特長，集思廣益，互相合作，能夠比較全面有效地解決問題，使知識的掌握更加準確和深刻培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力，增強每個學生的參與意識和設(shè)計的積極性。同時也可避免互相抄襲現(xiàn)象，調(diào)動后進學生的積極性，使其體會到團隊的力量是無窮的，形成協(xié)作意識，增強責任感，有利于發(fā)展良好性格，為將來工作崗位上的合作奠定基礎(chǔ)。

3 課程設(shè)計改革的實施內(nèi)容

3.1 制定課程設(shè)計實施規(guī)范

機械原理課程設(shè)計改革首先要明確的是統(tǒng)一整體操作規(guī)范，若每位教師都有各自的實施方式和評價標準，沒有形成統(tǒng)一的評價體系，這對所有學生來說是不負責任的，容易造成不良影響，甚至是教學事故。為了規(guī)范課程設(shè)計，需制訂實施規(guī)范，主要包括實施方式、實施步驟、考核及評分方式等內(nèi)容。

3.2 搜集課程設(shè)計題目

課程設(shè)計題目的制定是課程設(shè)計順利開展的關(guān)鍵。一方面鼓勵學生自選課題開展研究，另一方面教師從日常生活、工程實際中廣泛搜集合適的課程設(shè)計題目供學生挑選。不管哪種方式，教師均需從可實施性方面考慮，從整體上把握課題的難度及工作量；同時從課題的內(nèi)容上考慮，讓學生覺得既有興趣又不陌生；還要從創(chuàng)新角度考慮題目的新穎性，給學生以充分的想象和發(fā)揮的空間，鍛煉創(chuàng)新能力。“設(shè)計也是一種創(chuàng)新”，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的同時，典型機械的分析和設(shè)計對于學生來說也是不能缺少的，可以要求學生在現(xiàn)有傳統(tǒng)方案基礎(chǔ)上進行進一步的設(shè)計和優(yōu)化。

3.3 編制“基于SolidWorks的機械原理課程設(shè)計”指導書

為改變傳統(tǒng)的手繪制圖的落后方式，適應(yīng)現(xiàn)代工程的需要，我們將三維設(shè)計軟件SolidWorks引入課程設(shè)計，由于學生對該軟件比較陌生，教師需編寫相對應(yīng)的基于SolidWorks的課程設(shè)計指導書來輔助學生在較短時間內(nèi)完成相關(guān)工作。指導書內(nèi)容以一種典型傳動機構(gòu)（例如小型精刨機）為例，詳細介紹基于SolidWorks對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析及運動仿真的詳細步驟，一方面包含參數(shù)化機構(gòu)的創(chuàng)建，另一方面為機構(gòu)的運動仿真，即通過SolidWorks Motion 和SolidWorks Simulation 模塊對方案進行動態(tài)仿真分析。

4 結(jié)束語

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《機械原理課程設(shè)計》改革實踐，通過以小組協(xié)作形式完成課程設(shè)計，改變了以個體為單位的傳統(tǒng)模式，更有利于調(diào)動和發(fā)揮學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力。

課程設(shè)計題目從生活實踐入手選題，以產(chǎn)品為導向，使傳統(tǒng)課程設(shè)計理論實踐相脫離的問題得以改善，更加強調(diào)學生綜合能力的培養(yǎng)。

將計算機輔助設(shè)計引入課程設(shè)計，更新課程設(shè)計的方法，不僅鞏固對三維設(shè)計軟件的掌握程度，同時提高學生創(chuàng)新的積極性，建立傳統(tǒng)教育中缺乏的工程價值觀，可以推廣至機械相關(guān)專業(yè)。

【參考文獻】

[1]安子軍.機械原理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.

[2]黃小龍，劉相權(quán).機械原理課程設(shè)計改革的研究與實踐[J].科技教育創(chuàng)新， 2011，24：182.

[3]朱玉.CDIO 工程理念在“機械原理課程設(shè)計”教學中的應(yīng)用[J].中國電力教育CEPE，2010，1：138-140.

[4]張傳敏， 崔寧， 張恩光，等. 獨立院校機械原理課程設(shè)計教學改革與實踐[J]. 科技信息： 15-16.

機械原理的課程設(shè)計范文2

關(guān)鍵詞：卓越教育；機械原理；機械設(shè)計；精品課程；課程改革

作者簡介：張洪雙（1976-），男，吉林梅河口人，河海大學機電工程學院，講師；樓力律（1973-），男，浙江湖州人，河海大學機電工程學院，副教授。（江蘇 常州 213022）

基金項目：本文系2013年江蘇省高等教育教改研究立項課題（課題編號：2013JSJG121）、面向“卓越計劃“的機械設(shè)計課程教學改革研究和實踐（項目編號：XZX/13A001-25）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0067-03

我國提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。河海大學是首批卓越計劃的試點高校，同批的高校包括清華、北航、浙大、南大等重點高校，目前國內(nèi)各高校在機械原理和設(shè)計課程上主要從課程的教學體系、課程內(nèi)容、教學方法、課程的配套教材、課程的師資隊伍建設(shè)、教學管理等方面進行努力和嘗試，提高學生的創(chuàng)新意識和能力，提高學生的工程實踐能力。[1]國外和國內(nèi)“卓越計劃”相近的工程教育模式為CDIO：[2]構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）。該工程教育模式由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學自2000年起，經(jīng)過四年的探索研究后提出的，是近年來國際工程教育改革的最新成果。

機械原理及機械設(shè)計是以高等數(shù)學、機械制圖、理論力學、普通物理、材料力學和工程材料等先修課程為基礎(chǔ)的，并為學習有關(guān)機械類專業(yè)課程奠定必要基礎(chǔ)的一門課程。通過課程的學習，學生需要掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能；初步具有擬定機械系統(tǒng)方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力；掌握通用機械零、部件的設(shè)計原理、方法和機械設(shè)計的一般規(guī)律，具有設(shè)計通用機械零件和簡單的機械裝置的能力；具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力等。因此本課程具有從理論性課程過渡到結(jié)合工程實際的設(shè)計性課程，從基礎(chǔ)課程過渡到專業(yè)課程的承先啟后的橋梁作用。機械原理及設(shè)計課程理論性較強和實踐結(jié)合緊密，且各章節(jié)相對較獨立，內(nèi)容多，因此在其教學過程中應(yīng)注重貫徹少而精原則，不強調(diào)面面俱到，知識點要突出，適當增加寬廣度，注重機械發(fā)展的新概念和新方向。

國家提倡的精品課程建設(shè)是以一流教師隊伍、一流教學內(nèi)容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等為特點的示范性課程。面向卓越工程師的機械原理及設(shè)計精品課程建設(shè)的目的是針對卓越教育的特點，從教學隊伍建設(shè)、教學內(nèi)容和課程體系改革、先進的教學方法和手段、教材建設(shè)、理論與實踐結(jié)合、課程建設(shè)全面規(guī)劃等方面進行努力和發(fā)展，使卓越教育的機械原理課程教育教學在各方面符合國家示范性課程的要求。[3]

一、課程建設(shè)方法

根據(jù)精品課程建設(shè)的要求，并結(jié)合河海大學（以下簡稱“我校”）自身的發(fā)展和基礎(chǔ)條件，從以下幾個角度進行了相關(guān)工作：

1.面向工程應(yīng)用的課程設(shè)置

機械原理及設(shè)計是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個專業(yè)培養(yǎng)和課程體系中具有十分突出的地位，是從基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課、從理論性分析為主過渡到工程實踐為主的一門課程。該課程是學生接觸工程化的第一個實踐環(huán)節(jié)，因此如何深化工程化的概念對于機械原理的教學十分重要。

隨著各高校的擴招，年輕教師的數(shù)量越來越多，而且具有博、碩士學位的比例越來越高。目前各校新引入的年輕教師主要是從學校到學校，缺少工程經(jīng)驗；企業(yè)導師具有豐富的工程實踐經(jīng)驗，但在理論高度和課程教育上又有所欠缺，所以工程化教育的師資隊伍建設(shè)成為時展的需求。結(jié)合國家級“河海大學—寶菱重工卓越工程實踐中心”的建設(shè)，為增加年輕教師的工程實踐經(jīng)歷，在學生進駐企業(yè)的同時，各專業(yè)指導教師需要全程陪同，參與到企業(yè)的實踐項目建設(shè)中。建立企業(yè)內(nèi)實踐的各學習模塊，為各模塊配備校內(nèi)教師和企業(yè)導師，采用雙導師制，企業(yè)導師負責實踐教育，校內(nèi)教師負責理論教育，相互學習，既提高了校內(nèi)教師的實踐能力，也為企業(yè)帶來了較新的理論分析方法。而為了提高課堂教學時課程中工程應(yīng)用的比例，進一步借鑒了蚌埠學院的相關(guān)做法：[4]優(yōu)先引進同時具有高學歷和工程實踐背景的師資人才，聘請企業(yè)內(nèi)高級技術(shù)人員做校外兼職導師；集合學院乃至校區(qū)的力量，積極參與常州市及周邊地區(qū)的建設(shè)，增強校企聯(lián)合；鼓勵專利、產(chǎn)學研結(jié)合和技術(shù)服務(wù)，而不僅僅是理論研究和科技論文。

2.課程實施條件

在課程建設(shè)的具體實施過程中，主要從教師隊伍建設(shè)、教材規(guī)劃、教學條件保障等方面入手。

（1）主講教師：從機械原理及設(shè)計的教學人員構(gòu)成來看，任課教師中有1名教授、1名副教授、3名講師，學歷均在碩士以上，年齡從35歲到50歲，結(jié)構(gòu)合理、年富力強，形成了一個教師梯隊。課程的主講教師在本科教育教學、教改研究等方面具有十分豐富的經(jīng)驗。為了提高教育教學效果，全體任課教師定期召開教學例會、集中備課、針對教學過程中出現(xiàn)的問題及時處理和分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗。

（2）教材規(guī)劃：理論課教學選用了由東南大學出版、吳克堅編著的《機械設(shè)計》教材。該書是教育部“高等教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃”的研究成果，是面向21世紀課程和普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材。該教材以機械系統(tǒng)設(shè)計為主線，將機械原理和機械設(shè)計內(nèi)容進行有效的整合。精品課程建設(shè)中，教材規(guī)劃參考天水師范學院的立體化教材建設(shè)方法。[5]立體化教材包括主教材、教師參考書、學習指導書、電子教案、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫等。該教材的建設(shè)與機械原理和機械設(shè)計的課程內(nèi)容、改革體系相結(jié)合，電子教案和課件能夠及時反映教學改革的要求，網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)促進教學改革的嘗試，逐步提高機械原理及機械設(shè)計的教學水平。

（3）教學保障：卓越機械原理及機械設(shè)計的教育依托于本科教學平臺，能夠充分保障課程教學的教學要求。20多年來，學校不斷加大投資力度，完善建設(shè)，學院的教學設(shè)備先進、設(shè)施齊全。學院設(shè)有本科教學的機械基礎(chǔ)省級實驗教學示范中心、河海大學常州校區(qū)工程訓練中心、機械基礎(chǔ)省級實驗教學示范中心，其中省級實驗教學中心在2007年立項建設(shè)，2010年順利通過江蘇省驗收；專用與通用儀器和設(shè)備價值達2000余萬元；學院實驗室占地4000余平方米，擁有實驗設(shè)備儀器1200余臺套。目前實驗室開設(shè)的實驗課程主要包括：機構(gòu)運動簡圖測繪、齒輪參數(shù)測量和范成、機構(gòu)運動參數(shù)、螺栓連接、軸系零件組合、減速器拆裝和自行車拆裝等基礎(chǔ)實驗，以及機構(gòu)運動拼接和機構(gòu)組合實驗等多個創(chuàng)新型實驗環(huán)節(jié)。通過基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)，學生能夠加深對課程內(nèi)容的理解和把握；通過創(chuàng)新型實驗環(huán)節(jié)可以進一步提供學生的創(chuàng)新實踐能力。除了校內(nèi)的實驗環(huán)節(jié)，還依托“河海大學—寶菱重工卓越工程實踐中心”，對企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備、設(shè)計、工藝和檢驗等環(huán)節(jié)進行跟蹤學習，讓學生深入到車間生產(chǎn)一線，切身體會和了解企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)流程，為更好地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境打下良好的基礎(chǔ)。

（4）網(wǎng)絡(luò)化教學：為了提供一個自主的學習平臺，提高教師對學生的教學管理能力，增強學生全方位的素質(zhì)，完善了網(wǎng)絡(luò)化教學模式。[6]我校機械原理及機械設(shè)計的精品課程網(wǎng)站內(nèi)容（圖1）主要包括課程簡介、教學管理、教師隊伍介紹、教學資源等。其中教學資源主要包括助學式課件、思考題、練習題、習題答案、課程重點及難點解析等。網(wǎng)站中設(shè)有留言信箱，方便同學對于課程的疑問和問題能夠及時與老師溝通、聯(lián)系。

3.課程評價體系

課程評價圍繞課程培養(yǎng)目標，不僅要評價學生掌握的知識與技能，而且還要評價學生課堂的表現(xiàn)、出勤率和學習過程。評價時以課程考試為主要的評價方式，并輔助以課堂表現(xiàn)和出勤率等，力求評價方式的多樣化。[6]單純的期末考試不能完全反映學生對課程的掌握程度，目前各高校大多都采用多種方式，如課后作業(yè)、報告、實驗、小測驗、考試等進行考核，表1所示為根據(jù)我校卓越教育的特點采用的評分標準和比例。多樣化的考核方式使學生必須注重平時的學習積累，不能通過突擊的方式完成課程考試，學生有了積極學習的壓力和動力，更能均衡地反映學生學習的實際水平和學習效果，符合正態(tài)分布。

表1 多樣化的考核方法

考核項目

作業(yè) 實驗 隨堂測驗 企業(yè)實踐 期末測試

20% 15% 20% 15% 30%

4.課程改革與創(chuàng)新

機械原理及設(shè)計課程具有較強的實踐性和可動性的特點。即課程研究的所有問題都來源于生產(chǎn)和生活中實際的機構(gòu)與機器。因此學習方法要注意課程的特點，在學習過程中尤其應(yīng)注意理論知識與實踐應(yīng)用的相結(jié)合、機構(gòu)運動簡圖與具體實物的結(jié)合、機構(gòu)的靜態(tài)分析與動態(tài)分析相結(jié)合、形象思維與邏輯思維相結(jié)合，將理論分析內(nèi)容和工程軟件的應(yīng)用相結(jié)合。

機械原理及設(shè)計的課堂教學、教學方法與手段等方面力求創(chuàng)新改革，探索適合卓越計劃學生學習的課程體系和教學方式，培養(yǎng)學生的學習興趣、創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。

（1）教學內(nèi)容的創(chuàng)新：針對卓越計劃教育中學生的理論學習時間壓縮而需要提高實際應(yīng)用能力的學習特點和需求，在機械原理及機械設(shè)計課堂教學中的主要內(nèi)容為：機械運動方案選型設(shè)計、機構(gòu)運動分析與尺寸綜合、機械動力學分析和設(shè)計、常用零部件的選擇、常用機構(gòu)選擇及設(shè)計、機械系統(tǒng)設(shè)計等。此外還要重視介紹學科發(fā)展的新動態(tài)、新方向、新內(nèi)容，注重激勵學生的學習欲望，調(diào)動學生的積極性，讓學生了解更多更新的理論、技術(shù)與方法。實踐教學方面主要包括小項目和專題、實驗教學、課程設(shè)計、課外創(chuàng)新等。[7]近年來國家以及江蘇省組織了大學生創(chuàng)新訓練計劃、機械創(chuàng)新大賽等，在創(chuàng)新競賽的過程中提高了學生的創(chuàng)新意識，使學生得到了實踐鍛煉的機會，開闊了眼界。

（2）教學方法的創(chuàng)新：機械原理及設(shè)計教學方法配合教學內(nèi)容的改革，加強與學生的互動，將以教師為主的‘灌輸式’教學向以啟發(fā)式、問題式、討論式教學為主的新的教學方法轉(zhuǎn)變，讓學生從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，真正成為教學活動的主體。

鼓勵學生應(yīng)用成熟的工程軟件進行相關(guān)課程內(nèi)容的學習中。例如在原理部分章節(jié)中涉及到的圖形法采用AutoCAD軟件來分析和設(shè)計，既可以得到比手工繪圖精確得多的解，又可以鍛煉利用AutoCAD軟件繪圖的能力。在解析法中可以結(jié)合matlab軟件教學，既可以直接利用matlab編程的方法，具有豐富的庫函數(shù)、編程簡單、可視化功能強，又可以采用simulink和simMechanics進行機構(gòu)的運動學和動力學分析。[8]如圖2所示，某曲柄搖桿機構(gòu)中，各桿件長度分別為l1=120mm，l2=40mm，l3=70mm，l4=100mm，在曲柄運動角速度250rad/s，利用simulink分析得到桿件BC和CD的角速度曲線。零件的強度分析是機械設(shè)計中的一個重要內(nèi)容，應(yīng)用有限元軟件可以得到非常直觀的應(yīng)力及位移圖形。[9]如圖3所示為應(yīng)用ANSYS 13.0對某齒輪進行強度分析的應(yīng)力和位移圖，其中齒輪模數(shù)mn為2mm，齒數(shù)z為24，螺旋角β為10°，材料45鋼，在輪齒上受到20Mpa的力。對于這類專業(yè)軟件有時學習起來比較困難，耗時間，可以采用一些其他三維造型軟件自帶的一些插件進行近似的分析，如Solidworks Simulation等，雖然結(jié)果上有一定的差異，但對于受力的整體變形趨勢的分析仍然有很大的參考價值。

（3）教學手段的創(chuàng)新：在教學手段上，著重培養(yǎng)學生對機械系統(tǒng)的整體認識，突出課程重點，有效分析課程難點，課堂教學過程能夠吸引學生的注意力，注重學生的參與，啟發(fā)學生的思考和聯(lián)想，加深學生對課程基礎(chǔ)理論的理解。培養(yǎng)學生主動應(yīng)用課程所學內(nèi)容，鍛煉其獨立解決工程實際問題的能力。教學方法得當，充分利用多媒體教學，激發(fā)學生學習興趣，提高教學效果。[10]多媒體課件中除了課程的文字性內(nèi)容外，還要包括自制的動畫課件和機械相關(guān)的視頻信息，如企業(yè)內(nèi)各種設(shè)備、工具和零部件及加工錄像等。此外，在機械原理及設(shè)計課程中有關(guān)結(jié)構(gòu)分析、運動分析、常用零部件選型、強度分析和計算等方面的教學還應(yīng)該注意多媒體和板書的綜合利用。

二、總結(jié)歸納

機械原理及設(shè)計課程在“卓越計劃”教育的課程體系中處于承上啟下的地位，因此加強卓越班級機械原理及設(shè)計的精品課程建設(shè)具有非常重要的意義和作用。在課程建設(shè)過程中，從面向工程化、保證課程實施、課程評價體系以及課程改革和創(chuàng)新等方面采取不同的措施和方法，可進一步提高卓越計劃的教育教學質(zhì)量，提高學生的學習興趣和自主性，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，使學生能夠牢固掌握機械原理及設(shè)計中的相關(guān)基礎(chǔ)知識和內(nèi)容，為機械類后續(xù)課程的學習打下良好基礎(chǔ)。

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機械原理的課程設(shè)計范文3

針對當前《機械原理》課程設(shè)計的教學現(xiàn)狀，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，對《機械原理》課程設(shè)計的教學模式改革進行了探討并付諸實踐。《機械原理》課程設(shè)計是機械類各專業(yè)學生在學習《機械原理》課程后進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，其模式的改革為適應(yīng)新形勢下對機械類學生機構(gòu)選型、機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)提供了良好的平臺和借鑒，具有重要意義。

關(guān)鍵詞：

OBE；工程教育；《機械原理》課程設(shè)計

為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認，培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學會針對高等教育機構(gòu)開設(shè)了工程類專業(yè)實施專門性認證，工程教育認證強調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標準要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業(yè)認證強調(diào)的三個核心理念：產(chǎn)出導向（Outcomebasededu-cation，簡稱OBE）、學生為中心、持續(xù)改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認證體制。《機械原理》是機械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學科，而《機械原理》課程設(shè)計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學環(huán)節(jié)，是《機械原理》課程的延伸[4]。基于OBE工程教育認證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃，《機械原理》課程設(shè)計需培養(yǎng)的主要能力包括：1）掌握工程基礎(chǔ)理論知識并能將其應(yīng)用于工程問題（畢業(yè)要求1）；2）具有分析和解釋數(shù)據(jù)，得到合理、有效結(jié)論的能力（畢業(yè)要求2）；3）具有綜合運用機械設(shè)計理論和技術(shù)手段設(shè)計復(fù)雜機械系統(tǒng)、部件和過程的能力（畢業(yè)要求3）。本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設(shè)計課程能力的上述四條要求，結(jié)合近年實踐經(jīng)驗，闡述我校《機械原理》課程設(shè)計改革模式，并為其《機械原理》課程設(shè)計改革提供參考。

一、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力

《機械原理》內(nèi)容包括兩部分，其一是對現(xiàn)有機構(gòu)的學習，包括構(gòu)型分析、運動學和動力學的學習；其二是針對具體任務(wù)，利用所學機構(gòu)學知識，設(shè)計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學習的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設(shè)計正是鍛煉綜合能力的實踐教學。遺憾的是，傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計，體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計系統(tǒng)的能力，復(fù)雜機械系統(tǒng)更無從談起，因此，改革勢在必行。基于OBE教學理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，調(diào)動學生設(shè)計的積極性而不限制其思維，并且課程設(shè)計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學生在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成設(shè)計任務(wù)，題目不宜太深太復(fù)雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設(shè)計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內(nèi)容；題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際，是學生在日常生活、生產(chǎn)實踐中所熟悉的；題目的設(shè)計結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機構(gòu)，也允許選用其他常用機構(gòu)或組合機構(gòu)；題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性，有利于發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。在設(shè)計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經(jīng)反復(fù)論證，確定一種最佳運動方案進行設(shè)計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學的興趣。設(shè)計方案由學生獨立提出，經(jīng)獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力，使學生受到一次真實的設(shè)計訓練，進而提升其機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力。此外，改革后的課程設(shè)計，學生們可以自由組合，每個小組自由選擇設(shè)計題目，小組成員分工協(xié)作，共同完成設(shè)計任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計到最后提交設(shè)計成果，共同討論、研究，各自發(fā)揮自己的長處，不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個人能力和人際團隊能力培養(yǎng)的要求。

二、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力

傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計中，方案確定之后，其相關(guān)運動參數(shù)也隨之給定，每個學生需要做的就是繪制機構(gòu)運動簡圖，利用圖解法和解析法對所選機構(gòu)的位移、速度、加速度及力進行分析，并繪制機構(gòu)運動線圖和作誤差分析，最后編寫課程設(shè)計說明書。從本質(zhì)上來說，這樣的設(shè)計僅能算一次作業(yè)，效果并不理想。盡管學生都能按部就班地完成設(shè)計任務(wù)，但卻調(diào)動不了學生的設(shè)計興趣，對工程基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用缺乏深刻理解，談不上對學生的畢業(yè)能力的培養(yǎng)。基于OBE教學理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學生可以充分地利用所學的理論知識去解決實際的問題。考慮到《機械原理》課程設(shè)計時間較短，教師在《機械原理》課程教學中，需提前做出安排，如現(xiàn)代工具的使用、軟件的學習、各種方法的比較、綜合性作業(yè)安排等。任務(wù)的不確定性導致解決方法的多樣性。學生需要根據(jù)所選擇任務(wù)，基于所學的機構(gòu)學知識，甚至查閱相關(guān)文獻去設(shè)計解決方案，當多個設(shè)計方案確定后，需要比較各方案的優(yōu)缺點，必然會深入了解每個所設(shè)計的傳動方案，最終方案確定后，需對其進行結(jié)構(gòu)、運動學和動力學分析，因有了方案設(shè)計的深刻理解，設(shè)計的目的已非常清楚，在相應(yīng)分析時，對方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對所學理論知識的認識，明確了理論知識的實際應(yīng)用，從而不至感覺學無所用。

三、分析和解釋數(shù)據(jù)能力

在我國的工程教育認證中，第二條畢業(yè)要求學生能夠應(yīng)用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論[5]。傳統(tǒng)課程設(shè)計整個傳動方案為教師所指定，分析方法固定，無需學生深入了解，只需按部就班完成畫圖和分析即可，可見，傳統(tǒng)課程設(shè)計在第二條畢業(yè)能力要求上基本沒起到培養(yǎng)作用。改革后的課程設(shè)計，從設(shè)計任務(wù)到設(shè)計方案的確定，均需要學生根據(jù)具體情況進行分析，然后根據(jù)所學知識，自己設(shè)計傳動方案，并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細設(shè)計傳動系統(tǒng)時，需要根據(jù)實際任務(wù)確定各參數(shù)，最后對機構(gòu)進行分析，并對數(shù)據(jù)進行誤差分析。為了更真實地讓學生理解數(shù)據(jù)的意義和正確性，要求學生對所設(shè)計的傳動方案進行全部或者部分的搭接實驗，通過搭接實物并測量參數(shù)，再與理論分析數(shù)據(jù)進行對比，找出誤差存在原因，從而得出相應(yīng)結(jié)論。

四、考核方式的改進

評估學習產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié)，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續(xù)改進有非常重要的作用，與課程設(shè)計所培養(yǎng)能力相對應(yīng)，《機械原理》課程設(shè)計成績分為四部分：選題成績、平時成績、設(shè)計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據(jù)如下。選題成績占總成績的30%。主要考查設(shè)計機械傳動系統(tǒng)方案能力。每個團隊均需通過PPT形式，結(jié)合參考文獻查閱或調(diào)研情況，對自己團隊的設(shè)計任務(wù)進行說明，根據(jù)所定任務(wù)設(shè)計兩到三種機械傳動方案，每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機構(gòu)，并且必須包含四桿以上連桿機構(gòu)。根據(jù)傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創(chuàng)新點、是否實用進行綜合考核。平時成績占總成績的10%，主要依據(jù)設(shè)計階段的出勤情況和態(tài)度評定，這是設(shè)計正常進行的基本保證，也是初步對畢業(yè)要求9中個人與團隊能力的培養(yǎng)。設(shè)計成績占總成績的40%，主要評估工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力與分析和解釋數(shù)據(jù)能力，根據(jù)所選擇分析方法、數(shù)據(jù)分析的正確性、模型建立、運動仿真、簡圖繪制等進行評價。答辯成績占總成績的20%，各組將集中設(shè)計階段的工作及成果以PPT形式作匯報，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評分，搭接視頻等，并回答提問，據(jù)此評判答辯成績。通過此類考核方式，對畢業(yè)生的能力9（個人與團隊）和10（溝通，包括撰寫報告和陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令）也起到初步培養(yǎng)的效果。此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學目標分解和教學方法選擇，要求其自身具有扎實的專業(yè)理論知識、較廣博的基礎(chǔ)知識面、較強的動手能力及計算機應(yīng)用能力。對設(shè)計中可能出現(xiàn)的各種方案及其特點要有充分認識，能夠正確引導學生，使他們經(jīng)過認真思考和分析比較后，可以選擇一個適當?shù)姆桨浮＿@樣才能適應(yīng)當前實踐教學改革和發(fā)展的需要，從而有效引導學生積極思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

五、結(jié)束語

經(jīng)過近兩年的實踐，發(fā)現(xiàn)根據(jù)OBE教學理念改革后的《機械原理》課程設(shè)計，為學生機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺，并確實取得了較好的效果。然而，OBE工程教學模式是一個系統(tǒng)的工程，無論是在設(shè)計內(nèi)容，還是在設(shè)計方法和評估方式上，還有很多需要完善之處，需要進一步的改革和探索，持續(xù)改進，以更好地培養(yǎng)學生相應(yīng)的畢業(yè)能力，實現(xiàn)培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師的目標。

作者：曾達幸 李飛 侯雨雷 宜亞麗 鄭立娟 張芳芳 單位：燕山大學機械工程學院

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機械原理的課程設(shè)計范文4

[關(guān)鍵詞]精度設(shè)計 培養(yǎng)方案 教學實踐 改革

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A

引言

機械產(chǎn)品往往由于喪失精度而報廢，周期性檢修的實質(zhì)就是對其精度的檢定和修復(fù)，沒有足夠的幾何精度，機械產(chǎn)品就失去了使用價值。因此，從理論上講，無論何種生產(chǎn)類型、何種功能要求，都應(yīng)該對零件的幾何要素提出精度要求。精度設(shè)計用以確定機械各零件幾何要素的公差。機械產(chǎn)品的精度設(shè)計是聯(lián)系產(chǎn)品使用性能和生產(chǎn)制造過程的橋梁[1]，精度設(shè)計給定的公差等級、采用的公差原則對生產(chǎn)設(shè)備的選擇、工裝夾具的設(shè)計和制造、檢驗方法的制定等方面有著決定作用，它直接影響著生產(chǎn)成本的高低，進而影響著產(chǎn)品的市場競爭能力。

《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》是高等院校機械類、儀器儀表類和機電相結(jié)合類各專業(yè)必需的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程[2]，涵蓋了幾何精度設(shè)計與檢測兩方面的內(nèi)容。在幾年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)以下問題：

（1）學生沒有充分意識到幾何精度對機械產(chǎn)品使用性能的重要性。在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計時，只做完系統(tǒng)設(shè)計與參數(shù)設(shè)計，精度設(shè)計基本就沒做或者很少做。

（2）學生不具備相應(yīng)的精度設(shè)計能力，不能靈活運用所學的相關(guān)知識進行機械產(chǎn)品設(shè)計。在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計時，精度的確定并沒有考慮產(chǎn)品的性能要求和生產(chǎn)成本之間的關(guān)系，所做的設(shè)計在目前生產(chǎn)條件下無法制造生產(chǎn)，或者造成生產(chǎn)成本的增加。

（3）學生不能正確運用設(shè)計標準和規(guī)范。比如，在齒輪的設(shè)計中，圖紙表達不完善，參數(shù)表只有結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)容，而沒有精度參數(shù)的內(nèi)容，甚至沒有參數(shù)表；標準件并沒有按照國家標準選用規(guī)格；已廢除的國標仍在使用。

鑒于此，作者對課程教學進行研究，并進行大膽嘗試與改革。

一、建設(shè)課程群，確立精度設(shè)計地位

課程群是為完善同一施教對象的認知結(jié)構(gòu)，而將本專業(yè)或跨專業(yè)培養(yǎng)方案中若干門在知識、方法、問題等方面有邏輯聯(lián)系的課程加以整合而成的課程體系[3]。以實現(xiàn)學生綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標，把“機械制圖”、“機械原理”、“機械設(shè)計”、“互換性與測量技術(shù)”4門課程的各教學環(huán)節(jié)進行優(yōu)化重組融合，形成機械類專業(yè)基礎(chǔ)課群。機械產(chǎn)品的設(shè)計過程通常可分為三個階段：系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計和精度設(shè)計[4]。如果說系統(tǒng)設(shè)計為機械產(chǎn)品的一次設(shè)計，那么精度設(shè)計就是系統(tǒng)的三次設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計以整機的功能為目標而進行的機械基本工作原理和總體布局設(shè)計，是運動學的設(shè)計，主要由機械原理課程承擔；參數(shù)設(shè)計以保證系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換和工作壽命來確定機構(gòu)各零件幾何要素的公稱值，由機械設(shè)計課程承擔；精度設(shè)計以保證機械產(chǎn)品的性能要求同時考慮制造的經(jīng)濟性來確定機械各零件幾何要素的允許誤差，由互換性與測量技術(shù)課程承擔。

通過分析，互換性與技術(shù)測量課程的教學內(nèi)容應(yīng)該以精度設(shè)計為主線，以提高精度設(shè)計能力為目標，和機械原理課程及機械設(shè)計課程共同研究機械產(chǎn)品的設(shè)計。

二、設(shè)計性能檢測實驗，增強精度設(shè)計意識

在幾年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學生能夠理解機械結(jié)構(gòu)參數(shù)對機械性能的重要性，卻認識不到幾何精度對機械性能的重要影響，甚至錯誤的認為機械設(shè)計就是做系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)設(shè)計，認為精度無關(guān)緊要。

為了更好的幫助學生理解幾何精度設(shè)計在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用，體會幾何精度對機械產(chǎn)品性能的重要影響，增強學生綜合運用知識能力，強化機械設(shè)計、幾何精度和機械制造之間的相關(guān)性，指導畢業(yè)生研制出機械性能檢測實驗臺，使學生通過實驗，切身體驗幾何精度對機械產(chǎn)品性能的影響，增強精度設(shè)計意識。

本實驗臺的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖如圖1所示：

圖1：機械性能檢測實驗臺整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖

直流電機作為動力通過一個一級傳動機構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機工作，并設(shè)計的檢測系統(tǒng)（傳感器、采集卡、PC機自行開發(fā)的測試系統(tǒng)）對其性能指標進行檢測，如傳動效率、振動、噪聲、溫度等。傳動機構(gòu)的主要零件是可以拆裝的，同時，主要零部件配備有多套（結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，僅精度不同）。實驗時，學生組裝不同精度的傳動機構(gòu)，進行整機運行，通過測試性能指標比較來反映整機的運行性能。

通過本實驗可以加強學生對幾何精度影響產(chǎn)品使用性能的主要認識，增強工程意識，并通過此綜合實驗培養(yǎng)學生綜合運用所學相關(guān)知識的能力。

三、進行綜合設(shè)計，提高精度設(shè)計能力

依據(jù)機械類專業(yè)教學計劃，機械原理課程和機械設(shè)計課程及互換性與測量技術(shù)課程一般都安排有相應(yīng)的2～3周的課程設(shè)計。課程設(shè)計一般要求學生在相對集中的時間內(nèi)運用所學的相關(guān)知識完成一個具體的小設(shè)計[5]。目前，一般教學安排都是每門課程獨立安排相應(yīng)的課程設(shè)計，而這樣做的結(jié)果對學生造成一種誤導，形成“機械設(shè)計就是系統(tǒng)設(shè)計”，或者“機械設(shè)計就是參數(shù)設(shè)計”，“質(zhì)量（使用性能）是檢驗出來的”等錯誤認識；同時也不能增強學生綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)；另外，也不利于“培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力”教學目標的實現(xiàn)。以至于做畢業(yè)設(shè)計甚至在實際工作中，出現(xiàn)圖紙表達不清楚、不合理、不符合規(guī)范，或者設(shè)計出來的產(chǎn)品依據(jù)目前的生產(chǎn)條件根本沒法生產(chǎn)或者是生產(chǎn)成本過高等問題。

針對以上問題，把機械原理課程設(shè)計、機械設(shè)計課程設(shè)計及互換性與技術(shù)測量課程設(shè)計進行優(yōu)化、整合。以培養(yǎng)綜合設(shè)計能力為目標，進行綜合性課課程設(shè)計。

（一）課程設(shè)計內(nèi)容優(yōu)化改革

目前，機械設(shè)計課程設(shè)計所做的機械產(chǎn)品設(shè)計基本上都是只考慮系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)設(shè)計，至于精度設(shè)計，基本就沒做或者做的很少，有的只是在圖紙上參照相關(guān)的設(shè)計做了些公差標注，至于為什么要選用這些精度項目？為什么要確定如此精度？學生基本就不知道。

曾經(jīng)針對此問題，提出在互換性與測量技術(shù)課程設(shè)計調(diào)整精度設(shè)計的內(nèi)容，讓學生各自找出自己所做的機械設(shè)計課程設(shè)計，對整個設(shè)計進行完善。學生在系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上進行精度設(shè)計，并對前期的錯誤進行更正，形成完整的機械產(chǎn)品技術(shù)資料。

通過此項改革，提升了學生對精度設(shè)計在機械產(chǎn)品設(shè)計的重要性認識，但是，這樣就會由于工作的不連續(xù)就耽誤了很多時間。首先，對機械設(shè)計課程設(shè)計、機械原理課程設(shè)計、互換性與技術(shù)測量課程設(shè)計時間進行調(diào)整，調(diào)整為同時進行；然后，對其設(shè)計內(nèi)容進行整合，取消原來的獨立課程設(shè)計，實行綜合課程設(shè)計，涵蓋系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計、精度設(shè)計等內(nèi)容。

（二）選題來源于工程實際

目前，機械設(shè)計課程設(shè)計題目大多是“一級或二級齒輪減速器”的設(shè)計，它涵蓋了“機械設(shè)計”課程中大部分內(nèi)容，有助于學生加強相關(guān)的知識的綜合運用能力，但這樣就出現(xiàn)題目單一化，不能充分調(diào)動學生的創(chuàng)新意識。通過對以往的課程設(shè)計答辯情況來看，部分學生曾出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。基于此，課程設(shè)計的選題來源于工程實際，解決所在城市廠礦的實際問題。根據(jù)任務(wù)的大小對學生進行分組，使學生協(xié)同完成整個設(shè)計任務(wù)，而所做設(shè)計是否能滿足實際需要，可以直接在生產(chǎn)中得到檢驗，在工程實際中體會精度設(shè)計與生產(chǎn)性能及生產(chǎn)成本的關(guān)系，增強學生的工程意識。另外，設(shè)計要變?yōu)楫a(chǎn)品，圖紙是設(shè)計工作者和制造工作者之間的溝通語言，這樣，圖紙的表達必須規(guī)范。學生在實際工程中體會圖紙表達規(guī)范化的重要性，并能運用國標進行規(guī)范化設(shè)計。

四、改革考核辦法，激發(fā)學生學習動力

以往，對于課程設(shè)計的考核方法是“考勤（10%）+報告（20%）+答辯（70%）”，這種考核辦法能夠使老師對學生的知識及素質(zhì)得到全面的考核。但對學生來說有種“課程到此為止”的感覺，學生只知道自己的一個綜合分數(shù)，并不知道自己掌握的相應(yīng)知識到何種程度，是否滿足工程實際所需？或者對于實際工程，還需要哪此方面的知識？其它同學是個什么樣的水平？

一種理想的課程考核模式，應(yīng)該能夠全面、正確、有效地實現(xiàn)檢查評價、教育激勵、診斷反饋和導向等多種功能[6，7]。因此，在對精度設(shè)計進行考核時，采取了以下措施：

1．學生作為評委對學生進行答辯。這時，老師只是作為場外指導，對學生解答不了，而對他們的能力提升有關(guān)鍵作用的知識點做出解釋和闡述，同時也從學生的答辯時所提的問題及回答情況對答辯學生和答辯評委的知識和能力掌握程度做出全面判斷。

2．指導老師和學生進行互動，并做總結(jié)。在答辯進行完畢，指導老師就精度設(shè)計和學生進行互動，學生在互動中調(diào)動學習的積極性，并能對知識理解的更深刻。然后通過老師的總結(jié)，使學生對精度設(shè)計的脈絡(luò)有個更清楚的知識，能夠掌握精度設(shè)計的要領(lǐng)，并能體會精度設(shè)計在機械產(chǎn)品設(shè)計中的地位。從而激發(fā)學生學習知識的積極性和動力。

五、結(jié)束語

精度設(shè)計作為機械產(chǎn)品設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，在理論教學與實踐教學中應(yīng)該加強學生精度設(shè)計能力的培養(yǎng)。近年的教學實踐，學生精度設(shè)計能力有了很大的提高，為以后的畢業(yè)設(shè)計和工作打下良好的基礎(chǔ)。

[參考文獻]

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[6]施軍.高校考試制度改革的若干思考[J].江蘇高教，2003，（5）：57～59．

機械原理的課程設(shè)計范文5

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ)課程設(shè)計；CDIO工程理念；教學改革

CDIO是2001年由美國麻省理工學院聯(lián)合瑞典的查爾姆斯技術(shù)大學、林克平大學以及皇家技術(shù)學院等高校，共同開發(fā)的一種全新工程教育理念和實施體系。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，是“基于項目學習”和“做中學”原則的有機結(jié)合[1]。CDIO在培養(yǎng)學生的理論知識及協(xié)作能力的同時，還強調(diào)專業(yè)技能、大系統(tǒng)掌控等一系列能力的培養(yǎng)。目前國內(nèi)許多高校都在研究CDIO的先進工程理念，并根據(jù)各自學校的實際情況，探索工程教育理念的教學改革之路。

一、機械基礎(chǔ)課程設(shè)計教學存在的問題

《機械基礎(chǔ)》是工科類專業(yè)的主干課程和重要必修課程，具有基礎(chǔ)性、設(shè)計性、實踐性等特點，是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的主要課程。而其《課程設(shè)計》是使學生獲得工程技術(shù)訓練必不可少的實踐教學環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實際，提高機械系統(tǒng)方案設(shè)計以及創(chuàng)新構(gòu)思能力和分析能力等方面起著非常重要的作用。本課程是學生首次接觸的專業(yè)基礎(chǔ)知識，其重要性不言而喻。然而，由于課程設(shè)計長期以來一成不變的設(shè)計方法和教學模式，給其教學帶來很多弊端[2]。首先是設(shè)計題目陳舊，設(shè)計方法呆板，缺乏創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和工程實踐能力的訓練；其次是設(shè)計內(nèi)容單一，缺乏整機設(shè)計理念和系統(tǒng)訓練，沒有機械系統(tǒng)方案設(shè)計的機構(gòu)選型設(shè)計，學生處于一種被動及按部就班狀態(tài)，自主設(shè)計和發(fā)揮主觀能動性的內(nèi)容少，無法激發(fā)學生的創(chuàng)造力，不利于對學生綜合能力的培養(yǎng)；再次是個體意識強烈，缺乏團隊協(xié)作及溝通交流的能力。這樣培養(yǎng)出來的學生將難以適應(yīng)快速變化的社會需求[3]。因此，課程設(shè)計的教學改革勢在必行。每年我校都有機類和近機類約十八個班的學生接受機械基礎(chǔ)課程設(shè)計的訓練，搞好機械基礎(chǔ)課程設(shè)計，不僅是對學生動手能力和創(chuàng)新能力的一次全面訓練，而且對后續(xù)專業(yè)課程的學習、畢業(yè)設(shè)計乃至今后的工作都有重要影響。

二、機械基礎(chǔ)課程設(shè)計教學改革措施

（一）設(shè)計題目多樣化

課程設(shè)計的題目應(yīng)體現(xiàn)以學生為主的教育理念，針對學生的實際情況，改變以往課程設(shè)計題目單一的弊端，選擇合適的設(shè)計題目，因此，在選題上應(yīng)注意以下幾個問題[4]。一是課程設(shè)計題目應(yīng)滿足綜合性強、難度適中的要求，使學生能夠綜合運用機械基礎(chǔ)課程所學理論知識，系統(tǒng)地完成一個大型機構(gòu)設(shè)計課題；二是題目來源的廣泛性，教師不斷從文獻資料、生產(chǎn)實際和科研工作中累積合適的題目，逐漸擴大課程設(shè)計題目的類型和數(shù)量，形成一個基本的課程設(shè)計題庫，表l所示為我校近三年機械基礎(chǔ)課程設(shè)計選題。三是題目要有一定的創(chuàng)新性，鼓勵學生根據(jù)自己的興趣進行選題，興趣是學習最好的老師。

（二）采用先進工程設(shè)計方法和手段

傳統(tǒng)課程設(shè)計結(jié)果常常是學生上交一份圖紙和一份設(shè)計說明書，學生對設(shè)計出來的機器裝置或機構(gòu)是否可行不得而知，因此，影響了學生的設(shè)計積極性。在課程設(shè)計教學環(huán)節(jié)中，引入機械專業(yè)常用的三維設(shè)計軟件Pro/E、UG、ADAMS等輔助設(shè)計功能和虛擬樣機技術(shù)。要求學生在計算機上制造出虛擬機械，并對此進行運動和動力學分析，最大限度地減少設(shè)計失誤。從而實現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化、抽象問題直觀化，深化對工程實踐類問題的認識，增強學生利用現(xiàn)代化手段進行機械創(chuàng)新設(shè)計的能力。為學生設(shè)計的潛艇艙蓋開啟機構(gòu)三維圖，潛艇的艙蓋開啟機構(gòu)用于潛艇艙門的打開和關(guān)閉。開啟角度為0-90°，驅(qū)動方式采用電機。艙蓋的開啟速度較慢，設(shè)計中采用了蝸輪蝸桿減速機構(gòu)。圖2為潛器天線升降機構(gòu)三維圖，潛艇在水下航行依靠水聲導航，但在近水面航行時需要使用天線與陸上交換信號。天線的升降角度為0-90°，驅(qū)動方式采用電機。天線的升降速度較慢，需采用減速機構(gòu)。潛艇的空間較小，要求所設(shè)計的機構(gòu)盡量緊湊，占據(jù)較小的空間位置。設(shè)計中學生采用了蝸輪蝸桿減速機構(gòu)，該機構(gòu)輸出軸與天線轉(zhuǎn)軸間采用花鍵連接。設(shè)計結(jié)束后教師對優(yōu)秀的作品，組織申請專利，并推薦參加各種大學生競賽，如全國大學生機械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽。

（三）改革課程設(shè)計的教學方式

首先是變集中時間式教學為先部分分散，然后集中式教學，與機械基礎(chǔ)理論教學環(huán)節(jié)有機融合起來，這樣學生不僅可以有充分的時間發(fā)揮創(chuàng)新性設(shè)計和學習的主動性及積極性，同時指導教師通過監(jiān)督和指導，能及時發(fā)現(xiàn)不合理的設(shè)計，并督促學生改正，這使學生有充分的時間進行思考及設(shè)計；其次是變單人一組的設(shè)計方式為多人一組的團隊方式進行，充分利用學生的團隊協(xié)作精神，培養(yǎng)學生的團隊意識。具體措施如下：（1）在機械基礎(chǔ)課程開始時，就介紹課程設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容和設(shè)計要求，布置學生按自愿組合的方式組成設(shè)計小組，一般以3-5人為一組；（2）在機械基礎(chǔ)課程教學的中期，布置學生進行調(diào)查研究，查閱資料，分析討論現(xiàn)有典型機器和同類機器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展歷史，并以研究報告的形式成為機械基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計說明書的一部分內(nèi)容；（3）在機械基礎(chǔ)課程教學結(jié)束后，組織學生參觀討論，進行方案設(shè)計與典型機構(gòu)的分析，方案設(shè)計階段以小組為單位，在分析機器的結(jié)構(gòu)、傳動方式、工作原理以及各部件的功能順序的基礎(chǔ)上，繪制機器運動簡圖，確定最佳設(shè)計方案；機構(gòu)的分析與綜合階段主要是從設(shè)計方案中選取最具代表性的機構(gòu)，進行機構(gòu)的尺寸綜合、機構(gòu)運動分析和力分析，制作機構(gòu)模型。最后是編寫設(shè)計計算說明書，準備答辯。

三、結(jié)束語

通過近兩年的課程設(shè)計改革探索，我們發(fā)現(xiàn)基于CDIO工程理念的機械基礎(chǔ)課程設(shè)計體系有明顯的優(yōu)勢，不僅能夠改變學生的學習態(tài)度，激發(fā)學生的工程設(shè)計興趣，構(gòu)建工科教育中被忽視的工程價值觀，而且能夠培養(yǎng)學生的團隊合作精神。基于CDIO工程理念的機械基礎(chǔ)課程設(shè)計更加強調(diào)學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，它改變了以往理論與實踐相脫節(jié)的問題，學生普遍反映課程設(shè)計效果有很大提高，特別是在學生獨立分析問題、解決問題的能力方面以及對機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計能力等方面均有所提高。

參考文獻

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機械原理的課程設(shè)計范文6

關(guān)鍵字：機械基礎(chǔ) 課程設(shè)計 教學改革

【中圖分類號】 G640

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，教育在不斷地改革和完善。然而在職校教學過程中，《機械基礎(chǔ)課程設(shè)計》是一門實用性較強的學科，可見讓學生學好這門課程是非常的重要的，因此，在經(jīng)濟全球化的今天，對其教學進行改革已成為當前重要的教學任務(wù)之一。機械基礎(chǔ)課程設(shè)計是職業(yè)院校機械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程之一，是連接學生理論知識和專業(yè)知識的橋梁，也是職業(yè)院校機械類專業(yè)的學生獨立進行的一次工程實踐活動，具有很強的實踐性和綜合性。那么如何做好課程設(shè)計，并且通過好的課程設(shè)計使學生的設(shè)計能力、實踐能力、協(xié)作能力等綜合能力有所提高。筆者結(jié)合自身的教學經(jīng)驗認為在機械基礎(chǔ)課程設(shè)計中，要想使學生學有所成，就必須對其教學進行一定的改革，從而提高學生的工程素質(zhì)和培養(yǎng)學生各方面的能力，使學生終身受益。

一、機械基礎(chǔ)課程設(shè)計的內(nèi)容改革

1.1課程設(shè)計的目的。機械基礎(chǔ)課程設(shè)計是職業(yè)院校機械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程之一，是連接學生理論課和專業(yè)課的橋梁，也是職業(yè)院校機械類專業(yè)的學生獨立進行的一次工程實踐活動，具有很強的實踐性和綜合性。其教學的目的是增強學生的實踐能力、理解能力、交際能力以及協(xié)作能力，從而使學生快速、有效地學習，為以后的學習打下堅實的基礎(chǔ)。

1.2課程設(shè)計的內(nèi)容改革。課程設(shè)計的理念是培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德的實踐動手能力，適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展地區(qū)的生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)的技術(shù)應(yīng)用型職校人才。要對課程設(shè)計的內(nèi)容進行改革，其中選題是關(guān)鍵，應(yīng)以“工作過程的人才培養(yǎng)”為原則，重視學生的實踐動手能力和專業(yè)水平的培養(yǎng)。在教學過程中教師應(yīng)該盡可能的選擇學生能夠懂的、易掌握的題材將其課程設(shè)計中，從而使學生能夠完全掌握，在此基礎(chǔ)上教師還可以更深層次的介紹相關(guān)專業(yè)知識。在教學過程中，教師不應(yīng)該用傳統(tǒng)的教學觀念將機械原理和機械課程設(shè)計分開來進行實驗，應(yīng)對機械基礎(chǔ)課程設(shè)計進行改革，即將機械原理和機械課程設(shè)計融合為整個機械基礎(chǔ)課程設(shè)計，不要分開實施。改革后的課程設(shè)計有利于同學們實踐能力、協(xié)作能力、溝通能力、等綜合能力的提升，從而達到教學目的――建設(shè)綜合型人才。

二、改善教學的方法，重視各種能力的培養(yǎng)

2.1增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的訓練，提高學生感性認識與動手能力的培養(yǎng)。《機械基礎(chǔ)課程設(shè)計》是一門實用性較強的學科，也是機械內(nèi)專業(yè)學生的第一次全面的設(shè)計訓練，它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜難懂，然而受職校生生源差這一因素的影響，對其來說學習機械設(shè)計基礎(chǔ)課程更是如此。分別從以下兩方面來解決這一難題：一方面是加強教學過程中結(jié)構(gòu)的設(shè)計（如：在講述聯(lián)接、齒輪的轉(zhuǎn)動、軸等課程時，都對其上一次結(jié)構(gòu)課）。在課程設(shè)計之前，教師可以讓學生先做減速器拆裝的實驗，了解其各部分的作用，最后畫一張軸系結(jié)構(gòu)圖，并從中學到知識和發(fā)現(xiàn)問題。另一方面是充分利用現(xiàn)代教學設(shè)施及手段，讓學生在上課之前有充分的準備，并且使他們對課程設(shè)計中所存在的問題及時得到解決。教師可以利用多媒體設(shè)備進行教學，使學生能更進一步的了解箱體、軸、齒輪、皮帶等常用零件的作用，并通過多媒體使其對機械中的零件直觀的了解，使學生對零件的印象加深。在教學過程中，為了讓學生更深入地了解課程設(shè)計的內(nèi)容和步驟，教師可以利用軟件中的動漫和交互性能，以此達到課程設(shè)計的效果和目的。

2.2重視對學生協(xié)作能力的培養(yǎng)。由于《機械基礎(chǔ)課程設(shè)計》是一門實踐性較強的課程，顧名思義學生之間的協(xié)作能力起著十分重要的作用。在基礎(chǔ)課程設(shè)計中，一般以小組為單位進行試驗，通過談?wù)摵涂偨Y(jié)，制定出自己的方案，最后通過各組討論指出每一組方案的優(yōu)缺點。可見，小組成員之間的協(xié)作能力是決定實驗成敗的關(guān)鍵因素。在此過程中，不僅可以增強小組成員之間的協(xié)作能力，還可以對學生獨立設(shè)計和思考能力的培養(yǎng)，更可以在競爭中激發(fā)學生的學習興趣和工作熱情。在課程設(shè)計過程中，應(yīng)遵循以學生為本的原則，充分發(fā)揮教師的主導作用，對學生出現(xiàn)的問題進行指導，從而使學生熟練地掌握設(shè)計中的每一步驟。

三、改革考核的方式，提高課程的質(zhì)量

俗話說：“有因必有果，有始必有終”。在教學中教師只傳授知識，而不對其生進行考核是沒有任何效果的，這樣只是竹籃打水――一場空的表現(xiàn)。傳統(tǒng)的機械基礎(chǔ)課程設(shè)計教學的考核方式比較單一，即教師根據(jù)學生所完成的圖紙質(zhì)量和其平時上課的表現(xiàn)情況作為考核指標，這種方式存在一定的不合理性和片面性。為了避免不合理性和片面性的產(chǎn)生，對學生的課程設(shè)計的考核方式有了一定的改革，即把考核的指標分為四部分，分別是平時考勤、設(shè)計草圖和圖紙質(zhì)量、答辯、設(shè)計的計算，并通過一定的的比例進行考核評分。通過這樣的改革方式，不僅提高了學生在設(shè)計過程中的熱情度，還激發(fā)其在過程中活躍的思維能力和創(chuàng)新能力，也促使其表達能力和心理承受能力的提高。可見，通過對機械基礎(chǔ)課程設(shè)計中考核方式的改革，不僅能提高教學的質(zhì)量，還能促進學生表達能力、實踐能力、綜合素質(zhì)等綜合能力的提高。

四、結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科技的迅速發(fā)展，社會越來越需要機械實用型人才，《機械基礎(chǔ)課程設(shè)計》是一門實用性較強的學科，因此，加強和完善職校機械基礎(chǔ)課程設(shè)計教學的改革是職校機械類專業(yè)的重要教學任務(wù)之一。本文主要對職校機械基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學內(nèi)容、教學方式以及考核方式的改革進行了分析，從而對全方位提高學生的課程設(shè)計水平與教學質(zhì)量進行論述，最終達到教學目的與改革最終目標――使學生真正成為一個實踐能力、表達能力、社交能力、協(xié)作能力、工程能力強的綜合型人才。

參考文獻：

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