機械設計基礎課程設計匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇機械設計基礎課程設計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

作者簡介：閆存富（1972-），男，河南安陽人，黃河科技學院工學院，副教授，工程師；孔令云（1966-），男，河南安陽人，黃河科技學院工學院，教授。（河南 鄭州 450063）

基金項目：本文系鄭州市重點實驗室建設項目（項目編號：121PYEZX179）、鄭州地方高校新世紀教育教學改革及人才培養工程（項目編號：ZZJG-C6022）、河南省重點學科建設（項目編號：豫教高[2012]186號）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）02-0125-02

機械設計基礎課程是高等學校機械類專業學生的一門很重要的專業基礎課，其課程設計是在學生機械設計基礎課程結束之后，進行的一項綜合性課程設計，是機械類專業學生一個重要的實踐教學環節。

課程設計是使學生根據老師給定的題目和要求，通過自己查閱相關資料，進行結構設計、理論計算、繪制相關圖紙并最后寫出設計說明書。以培養學生機械設計能力、獨立運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力，提高基本技能為目的。在課程設計中，不僅要使學生得到基本技能的訓練，還需提高他們的工程設計及創新設計能力，為后續課程的學習、畢業設計及畢業后從事科學研究奠定基礎。

一、當前課程設計中存在的問題及原因

結合教學經驗，總結當前機械設計基礎課程設計教學中主要存在的幾方面問題。

1.學生先修課程基礎較差，課程設計質量得不到保證

在課程設計中，要涉及到工程力學、工程制圖、互換性與技術測量及機械原理等先修課程的知識，由于這些課程學習時是分開單獨學習的，在設計中則需要綜合應用，此時問題就會暴露出來了。該方面問題在圖紙上表現特別突出，主要表現為制圖時不知道先畫中心線、標題欄位置不對、圖中箭頭畫法和一些零件的簡化畫法錯誤等，其他如正確標注裝配圖和零件圖中的尺寸公差和位置公差錯誤，圖上的技術要求臨時湊上一些內容等問題；工程力學方面的問題主要表現為不能很好地應用工程力學知識去對軸、軸承及其他零件進行強度校核，有些學生在設計計算時不知道什么是截面法等；機械原理方面則主要表現為對有些常用機構的特點不清楚，如有的學生在設計時將蝸輪設計為主動件去帶動蝸桿轉動，根本就不知道蝸輪蝸桿傳動具有自鎖性。另外說明書書寫不規范，有些圖、表和相關符號標注不符合相關規定等問題也是很常見的現象。

上述問題常見的原因主要是學生先修課基礎知識掌握較差。學生反映說是在學習時有些知識點老師沒有講或沒有重點講，再去問老師，老師則說課時太少，沒時間講，此類問題就需要指導老師在設計前給學生補充講解一下。

2.學生在課程設計過程中缺少思考，盲目照抄現象嚴重

目前我校“機械設計課程設計”課題都采用減速器作為設計題目。指導老師給出已知數據，由學生完成擬定傳動方案、選擇電動機、計算相關參數、設計主要零件、繪制裝配圖和主要零件圖及編寫設計說明書。課程設計的題目單一，設計過程大同小異。雖然在課程設計結束時，大部分學生都能完成設計任務，但學生大多是機械式的模仿設計，缺乏主動思考。加上多數學校都是將課程設計集中安排在2～3周內完成，學生又是初次接觸設計，沒有經驗，在時間安排上不重視，到后面真正去做時才發現很多問題。如果老師又催得緊，這時候有些學生就會去拷貝、復制別人的東西。有些學生還會有選擇地作一些輕微改動，而有些學生則干脆完全照搬過來，只改紙上的姓名、學號，其他數據計算和結構設計都相同，抄襲現象特別嚴重。

3.學生對課程設計不重視，學習態度不夠端正

筆者在教學過程中發現，大部分學生都能完成工作任務，但是有一部分學生根本就不重視課程設計。他們認為反正自己將來不從事這個專業，所以就沒必要下功夫去做，只把課程設計看成是一次大作業。而且由于學生是初次接觸這種設計型任務，在剛開始設計時，往往不知如何入手，時間安排上很松散，效率不高。而等學生慢慢入門以后，時間已經所剩無幾，以至于在最后幾天加班加點，隨便抄襲別人或一些書中的現有設計來應付交差。有些老師把關不嚴，使得這種現象更為嚴重，這種做法就會影響到下一屆的學生，造成惡性循環。

4.課程設計學生多，指導教師偏少，影響課程設計質量

隨著招生規模的增大，學生人數比以前增加了許多。而在設計過程中負責指導的專業課教師有限，經常是一名教師指導一個班或兩個班的學生，教師在指導課程設計時很難照顧到每一個學生。教師在設計時也就很難發現學生存在的問題，直到課程設計結束，交圖紙和說明書時才發現問題。而有的學生在設計過程中不懂裝懂，老師不催，他們也懶得做，直到最后老師催繳課程設計時，才匆匆整理一下，湊出一個設計交上來。這樣的課程設計，其質量可想而知，學生的綜合設計能力很難得到提高，課程設計的目的也就難以實現。

二、課程設計教學改進措施

針對課程設計中存在的上述問題，在課程設計教學中提出如下改進措施：

1.加強與前修課任課教師溝通，夯實基礎，保證課程設計質量

通過與前修課的任課教師進行溝通，將課程設計中發現的專業課問題適當提出來，在上課時作為重點來講，提前為課程設計奠定一個扎實的基礎；在課程設計開始前要將設計過程中容易出錯的部分給學生提前強調一下，將錯誤消除在萌芽狀態；在課程設計過程中教師要勤于檢查學生的進度和質量，發現問題及時提出，督促學生改正。

2.課程設計題目多樣化，杜絕抄襲現象

數十年來，課程設計的選題大同小異，都以減速器或皮帶機為設計題目，每屆學生都重復同樣的設計內容，會影響教師的創新精神。而有的學校在制圖課的測繪練習時也選擇減速器，使得課程設計的題目過于重復。所以指導老師最好能深入現場發掘新的題目，給學生提供多個題目，盡量避免設計題目的重復，從源頭上杜絕抄襲。

3.加強師資培訓，提高指導老師專業水平

課程設計實際上是學生第一次獨立的將所學理論知識應用到實際中的一次演練，在此之前學生對實際工程設計了解很少，作為指導老師自身應該具有較高的設計水平和一定的設計經驗，這樣在給學生指導時才能直奔主題，使學生少走彎路。而現實中由于近幾年學校擴招，有工作經驗的老師相對較少，所以有些學校就只有讓一些剛出校門的畢業生去帶學生的課程設計。而這些教師自己就對實踐設計知之甚少，只有跟著前輩們“依葫蘆畫瓢”，可以想象這樣的老師能帶出什么樣的課程設計效果。即便是湊合著帶著學生做出來了，課程設計的質量又如何得到保證。

4.嚴格設計進度，保證設計質量

另外機械設計課程設計是一項較復雜的工作，包括大量的計算、設計、繪圖及編寫說明書等，需要查閱有關設計手冊和資料，并綜合運用多學科的知識。設計進度過快，在設計過程中就會缺乏深入細致的研究工作，出現不求甚解的現象，難以保證設計質量；若設計進度過慢，就會出現前松后緊現象，到后期會出現抄襲現象，同樣也無法保證課程設計質量。所以應由教師提出一個設計進度計劃，明確設計過程中各階段應完成的內容，要求學生基本上按著該進度計劃進行設計。

5.端正學生學習態度，改進考核方式

那些認為反正自己將來不從事這個專業，所以就沒必要下功夫去做，不重視課程設計的學生，可以給他們解釋課程設計不僅僅是讓他們完成一次設計任務，根本目的是培養學生對所學知識的綜合應用能力、創新能力和獨立做事的能力；同時通過獨立完成課程設計，可以培養學生獨擋一面的能力，為學生的將來奠定基礎。由此提醒學生，那種將課程設計僅僅看成是一次大作業的看法是極端錯誤的。

由于各個學校的具體情況不一樣，當前各個學校采取的考核方式也不完全一樣。大部分學校采用指導老師一人說了算的考核方式，而有些老師平時又對各個環節把關不嚴，在最后驗收時又沒有詳細審查設計內容就匆忙給個成績了事。這樣致使比較努力的學生得不到好成績，而有些完全照抄過來的學生卻能得到好的成績，造成部分學生存在僥幸心理，認為即使不認真做最后也能合格。所以筆者建議對課程設計的考核采用分段給分制，即可將總成績分為平時成績、成果的質量和答辯成績三部分。其中平時成績包括平時的考勤及設計過程中與設計的計劃進度的符合程度，成果的質量包括設計說明書和繪圖，答辯成績即最后由答辯評委給出的成績。

三、結束語

機械設計課程設計作為機械類專業學生的重要實踐教學環節之一，具有承上啟下的作用，無論機械設計課程設計采用何種方法和手段，但目標是統一的。學生先修課程基礎差、在課程設計中缺少思考、對課程設計不重視、參與課程設計的學生多、指導教師偏少等是影響課程設計質量的主要因素。采用提高先修課程的上課質量、課程設計題目多樣化、提高指導老師專業水平、嚴格設計進度、端正學生學習態度及改變傳統的考核方式等措施能有效提高教學質量。

參考文獻：

[1]易傳佩.機械設計課程設計融人課堂教學的探索[J].職業技術教育，2007，（14）：20-22.

[2]高路，陳民弟.《機械設計基礎》課程設計改革與實踐[J].吉林化工學院學報，2011，（2）：38-39.

[3]郝秀紅，邱雪松，王瓊，等.機械設計課程設計教學改革初探[J].教學研究，2011，（5）：51-54.

[4]尹延軍.機械設計基礎課程設計教學存在問題與改革措施[J].中國教育技術裝備，2011，（34）：107-108.

篇（2）

2設計任務分析

設計任務給定已知參數，讓學生更加明確設計理念、熟悉設計過程。設計任務應有一定的難度，設計是一個“邊計算、邊畫圖、邊修改”的過程，稱為“三邊”原則，筆者一般給設計任務增加一些限制條件，比如要求設計的減速器中心距在90～130mm，設計出來的減速器可在A1圖紙上按1:1繪出。按這個條件設計可能就會有一個反復計算和修改的過程，從而讓學生知道為什么要進行修改、如何修改參數來達到設計要求。

3設計計算要求

機械設計課程設計計算包括傳動裝置的運動和動力參數計算、帶傳動設計計算、齒輪傳動設計計算、軸系結構設計計算等，這些計算在機械設計課程中都有，但要學生將其綜合應用起來，并能明白為什么要進行這些計算，以及計算的過程如何達到設計任務的要求等。在設計計算中有許多經驗參數需要查表查圖，教師要正確引導學生利用這些數據，另外設計過程中必須遵循國家標準，如帶輪直徑及帶長、齒輪模數、軸的直徑系列、滾動軸承、鍵、聯軸器等都有相應的國標，選用或計算數據都必須符合國家標準。這個計算就有3個限制條件，在第4、6、7步分別限制了帶速（5～25m/s）、包角（1≥1200）及V帶的根數（z≤7），如果不滿足要求，則需回到前面重新選定參數、重新計算。齒輪傳動的設計計算也有一個關鍵的數據中心距，若沒在任務書規定的范圍內也要重新計算，有的甚至要回到第一步運動和動力參數計算部分，重新分配傳動比等，讓學生深入體會設計過程的“三邊”設計原則。通過設計計算，學生更加明白為什么要計算這些數據、怎樣處理這些計算數據，從而將知識的運用達到一個新的高度。

4裝配圖設計

篇（3）

為了能有效地培養學生的機械設計能力，各高校在機械設計基礎課程結束后均設置了課程設計教學環節，它是提高學生綜合運用所學機械原理、機械設計、機械制圖、工程材料、公差與互換性等基本知識解決實際設計問題的一個綜合實踐環節，對加深學生對知識體系的理解、認知機械設計的路徑、方法與過程，尤其是提高學生對機械設計課程的學習興趣等等，都是理論教學無法做到的。機械設計基礎課程設計，各高校幾十年來延續的做法是對單級直齒圓柱齒輪減速器機械傳動裝置進行課程設計，這是因為減速器作為機器中的一個獨立部件，它所包含的零件覆蓋了機械設計課程絕大部分教學內容，對課程知識起到了復習、鞏固、工程應用的多重作用。但就目前而言，減速器設計項目已經成為非常成熟的課程設計，有關減速器設計的網絡資源、圖書、教材、工程圖、教參、音視頻資料數量眾多，來源廣泛。為改變以往單一的以減速器為課題的設計任務帶來的諸多弊端（如題目陳舊老套、思路單一、設計內容變化不大、缺乏拓展和創新的空間等），機械設計基礎課題小組對課程設計的內容和形式嘗試了教學改革、課程改革，本項目就是在此背景下產生的。

1 教學改革內容

1.1 課程設計任務的改變 一般而言，課程設計課題應具有普遍性和實踐性，所謂普遍性是指能夠充分反映課程的理論教學內容，即通過課題的完成能夠將課程大部分知識加以應用；實踐性是指課題的選擇要符合生產實際及要盡可能與專業相結合，也就是設計課題必須來源于本專業的企業真實生產產品。本次教改變化最大的就是課程設計任務的變化，課題組定的設計任務已不再延續減速器設計，而是結合溫州地域及經濟發展特色首先選擇行業方向，經課題小組第一次市場調研，入選的行業鎖定為包裝、印刷、食品、櫥衛行業，本次教改就定為包裝業。接著課題小組進行第二次市場調研，選擇機器設備，經過多方對比、咨詢、技術文獻檢索、企業實地考察，考慮到機器設計方案對學生起到的思路引導作用和創新要求，考慮到課程設計的難度、工作量及學生的水平，考慮到機器設備結構對課程知識面的覆蓋程度，課題組最終選定了手扳封罐機項目。這款設備符合溫州民營小微企業的生產特征，它來源于溫州日強機械設備有限公司，項目真實、新穎，貼近生活本源，它是易拉罐的卷邊封口包裝機械，學生對易拉罐非常熟悉，對封罐機實現的封罐功能動作有著莫大的興趣，正好用來印證興趣是最好的老師。溫州是座輕工業城市，有著包裝、印刷之都的城市名片，手扳封罐機項目無論是從封罐工作原理，還是從封罐機傳動裝置而言，都非常適合做機械設計訓練之用，機器設計難度適中，工作量適中。

本次教改另一個顯著的特征是做機器整機設計。在課程設計內容上，課題組提出以整機設計為要求的設計任務，為了在真正意義上實現學校教授內容與企業生產產品的“零距離”，課題組決定設計課題必須來源于教師科研或企業現行的真實產品，注重工程設計環節（工作原理與方案設計——運動設計——承載能力設計——結構設計）的訓練以及創新能力的培養。手扳封罐機就是一整的機器設備，不象減速器只是一個傳動部件，完整的機器設計可以讓學生更深刻地認識機械，可以對學生的機械工程觀念起到進化作用；完整的機器設計可以在任務分配上更好地細拆（拆分成部件），達到讓每位同學的工作任務不一樣（工作量相當），但全班組合起來就是一套完整的機器技術文件。

1.2 機器方案設計的多元及創新 本次教改的機器設計方案不是唯一的，學生通過頭腦風暴法、分組討論法提出了2種手扳封罐機設計方案，繪制出機器傳動系統圖，從中擇優。這種做法把學生從減速器單一的設計思路中解放出來，讓學生的思維多元化，起到實質性的創新鍛煉。

1.3 課程設計形式的改變 在課程設計教學形式上，學生以團隊為單位完成一個具體的設計任務，每組4～6人，學生以各種方式查找課程設計參考資料，組內討論確定設計方案，參加由指導教師主持的課程設計討論會。團隊內部各成員分工合作，各自完成一部分設計任務內容，組內合并、整理修改后，就完成了團隊設計任務。以前的課程設計，全班每位學生的工作量及工作任務完全一樣，本次教改改變了這種傳統做法，采用了錯開機制，使得每位學生的工作任務都不一樣。

方法1：裝配圖按照團隊內學生自己確定的設計方案繪制，零件設計每位同學是不一樣的，每人畫4-5張不同的零件圖，團隊就可完成（4-5）x6=24-30張零件圖，整合后重要的機器零件都繪制了零件圖，培養了學生的團隊協作精神。方法2：把機器拆分成幾個部件，每個團隊承擔一個部件的設計任務，每位同學承擔的零件設計任務也是不一樣的，團隊內整合就是一個部件，全班整合就是一整的機器設計文件。

1.4 學生工作能力的培養 本次教改在學生工作任務的分配上采用了錯開機制，使得每位學生承擔的工作任務都不一樣，但整合起來就是一整的機器設計文件，鍛煉了學生的團隊合作能力、交流溝通能力；本次教改的設計任務不象減速器設計，有關減速器設計的資料數量眾多，如網絡資源、圖書、工程圖、教材、教參、音視頻等等，來源廣泛，而封罐機資料不多，查找也不易，但可以培養學生對技術文獻、技術資料的檢索能力，培養學生的研究能力；經歷了工程設計路徑、方法與過程的鍛煉，達到了培養學生設計能力、機械制圖能力、創新能力以及對項目駕馭能力的目的；課題小組一改以往重結果的單一考核模式，采用了設計方案、設計過程、設計結果并重的考核模式，并讓學生鍛煉了如何答辯。

2 教學改革過程

課程設計前，課題小組利用課余時間給學生講解課程設計的任務、要求、內容、方案、進度，讓學生先行了解，并通過作業形式做了一些前期準備（如設計計算、零件結構設計等）。具體做法就是把課程設計和課程的講授結合在一起，即在機械設計基礎課程教學過程中就將課程設計任務下達給學生，將課程設計的部分內容放在課程教學中或者作為課后作業完成，讓學生帶著任務有針對性地學習。比如課程講授彈簧的特性及設計后，就可以安排手扳封罐機升降機構的設計；講授齒輪傳動、軸、軸承知識后，就可以布置學生進行減速裝置的設計等。

在課程設計期間，課題小組與學生共同執行了機械設計基礎課程教學整體設計、機械設計基礎課程教學案例的要求，共同執行了教學改革項目實施方案與進度，效果良好，正是因為課題小組的努力、學生的努力，使得教改工作能夠順利開展，取得了相應成果，當然也發現了不足。

3 教學改革成果與問題

課題小組按照機械設計基礎課程教學整體設計、機械設計基礎課程教學案例的要求，本著過程、結果并重的思路，從設計方案、設計計算、裝配圖、零件圖、設計說明書、答辯等環節對課程設計進行了全過程指導、考核，著力培養、打造學生的機械工程觀念，使得教改項目取得了三點創新、三項成果，當然也發現了三處不足。

3.1 三點創新 ①本教改項目是設計一整的工作機器——手扳封罐機，沒有限定設計思路，可以有不同的設計方案，讓學生有拓展和創新的空間。②本教改項目是設計易拉罐封口機器，機器有具體的封罐功能動作，容易激起學生的探索興趣，且學生非常熟悉易拉罐，新項目貼近生活本源。③本教改項目在學生工作任務分配上采用錯開方法，使學生分別承擔不同的設計任務（工作量相當）。

3.2 三項成果 ①每個學生都以文件袋的形式有了一套技術文件（設計任務書、裝配圖、零件圖、設計說明書），全班整合后就形成了手扳封罐機全套技術文件。②課題小組積累了大量教改原始數據、資料及經驗，形成了課題研究報告，使教改項目的后續改進、完善有了明確的工作方向。③課程設計使學生有了綜合實踐的平臺，有了理論聯系實際的工作，有了查找資料、檢索文獻的能力，使學生向著機械工程又邁進了一步。

3.3 三處不足 ①雖然本次教改提倡機器方案設計的多元及創新，通過頭腦風暴法、討論研究法，學生對手扳封罐機確實提出了2種設計方案，繪制出了機器傳動系統圖，但根據設計方案擇優原則，最后全班統一選擇了企業樣機的設計方案。這種做法雖然在一定程度上把學生從減速器單一的設計思路中解放出來，讓學生的思維多元化，但最終結果仍然沒有起到實質性的創新鍛煉。②雖然本次教改強調了過程考核，但收效不是很明顯，如何對學生進行過程考核還有待思考、加強。③學生完成的技術文件（裝配圖、零件圖、設計說明書）總體而言質量不是很高，如何在有限的時間內提升設計質量也是要亟待解決的一大問題。

課題組在后續的教學工作中還要持續去改進，努力去完善，最大限度地把問題的影響降到最低，讓師生均通過教改受益，課題組也會考慮擴大教改項目的使用班級，讓更多的學生參與到教學改革中來，讓更多的學生受益。教改實踐證明，機械設計基礎課程設計新的教學內容和形式，有利于培養學生的主動實踐能力和團隊合作精神，有利于培養學生的研究能力以及對實際項目的駕馭能力；使學生對所學科目如機械制圖、機械原理、機械零件有更深刻和更明確的認識，加深了學生對機械結構設計、機械傳動精度分析、公差配合選用的理解；使學生在自主實踐中熟悉產品從市場調研、方案設計、結構設計到繪制圖紙的整個設計流程，讓學生懂得工程設計的路徑、方法與過程；達到了培養學生設計能力、機械制圖能力、團隊合作能力、交流溝通能力的目的，提高了學生學習的主動性與創新意識，為今后從事機械專業工程技術工作打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]張紅.機械設計基礎實驗教學探索[J].價值工程，2011（36）.

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《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。

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機械原理和機械設計等課程是工科院校機械類專業必修的重要專業技術基礎課程，在培養學員機械綜合設計能力和創新能力所需的知識結構中占有十分重要的地位，具有很強的基礎性、工程性和應用性。但是，筆者在長期的課程教學實踐中發現，針對如此重要的專業技術基礎課程，學員的學習興趣在逐漸減退，教學效果不盡如人意。雖然這一現象的發生可能有多種因素，但是，其中一個重要因素無疑還是教學內容陳舊，尤其是其傳統的機械理論設計計算方法的教學與實際工程實踐要求相脫節，不能適應時展的要求。這使得學員在學習中感受不到專業基礎課程學習的有用性，感受不到該課程對其提高設計能力有多大幫助。如何使機械設計基礎課程教學適應時展要求，筆者認為，現代計算機輔助設計技術的迅速發展和普及給課程教學改革開辟了新路。通過教學實踐，將現代設計方法引入機械設計基礎課程，教學作用明顯，對提升學員的綜合設計能力、培養他們學習機械設計課程的興趣和積極性均起到較好效果。學員在課后學習感想中寫道：“機設課讓我有機會體驗計算機設計的魅力，使我對設計產生了興趣，激發了我的學習熱情，以及通過實踐帶動課本理論的應用得以體現。”

1 傳統設計方法在課程教學中存在的問題

（1）傳統設計方法與現實應用脫節。目前大部分機械設計基礎類教材中呈現的機械設計方法是一套經過長期理論研究以及經驗積累形成的手工設計計算方法，該方法在特定的歷史時期對機械類人才的培養起到積極的作用。但隨著計算機輔助設計技術的快速發展和普及，過去要花費較長時間復雜的設計計算或繪制已被計算機輕松替代，傳統的手工理論設計計算方式逐漸被現代設計方法替代。在此情況下，再花費寶貴的課堂時間讓學員學習掌握過時的設計技術已與時展要求不相符。

（2）課時安排不能適應教學需要。在課堂教學中，設計方法的介紹本應需要相當比重的學時，但隨著課時的不斷壓縮（目前機械原理和機械設計兩門課加起來的學時還不到100學時，少的甚至不到60學時），用于講授設計方法的時間比過去大幅減少。在如此少的時間里，教員通常只能泛泛地講解一下設計思路和過程，對傳統的理論設計計算方法無法進行更深更透地講解，學員對這部分內容的學都是囫圇吞棗。因此，在實際操作中面對繁雜的理論設計計算過程，學員多數都呈現畏難情緒，對機械設計課程的學習興趣也隨著課程的不斷深入而逐漸下降。

（3）傳統的手工理論設計方法數據計算分析耗時，設計效率低下。例如在機械課程設計中，學員要花費大量時間在繁瑣的計算和修改上。而在對設計方案創新的思考，以及對設計結果的優化和分析方面，卻由于課程學時的限制不能充分實施和展開，這違背了課程為使學員綜合設計能力提高的本意。

2 機械設計基礎課程引入現代設計方法的必要性

（1）作為新一代工科學員，學習和掌握現代設計技術和方法尤為重要，這符合時代對創新型人才的要求。而且由于計算機輔助設計技術的快速發展，以及各類仿真設計軟件的普及和易用，使得現代設計方法在機械設計基礎課程中的應用能得以實現。

（2）運用計算機輔助設計技術可以將機械設計信息和內容生動直觀地作用于學員，拓展學員的思維和視覺的空間，使他們可以多方位、多角度地觀察研究對象；同時，利用計算機快速的解決問題，調動學員的情緒，提高其注意力和興趣，并能突出重點，有助于培養學員的綜合認識和理解能力，達到較好的教學效果。

（3）對于機械設計人員而言，掌握現代設計方法是一項基礎性的能力。這一能力是學員后續專業學習和發展的基礎，特別是對學員在機械課程設計以及畢業設計中提高創新設計能力起到很好的幫助和推動作用，同樣可以為學員今后的自我學習和研究打開視野、注入動力。

3 基于現代設計方法的機械設計基礎課程教學實踐

（1）連桿機構的運動仿真設計。運用三維工程設計軟件，快速建立四個不同長度的桿件，并裝配成四連桿機構，根據曲柄存在的條件，以不同桿件做機架，演示機構的運動情況，可以迅速直觀地讓學員理解和認識連桿機構的特征。然后再利用軟件的Motion組件，對曲柄搖桿機構進行運動仿真，通過調取仿真計算后的各種數據，顯示和分析被模擬連桿機構的運動和動力特性線圖。見圖1。此外將連桿制成多孔的板狀，運用運動仿真，顯示連桿曲線的生成及其特征，見圖2。實踐證明，與傳統的理論教學對比，經由上述的教學演示，再通過學員親手操作，學員對連桿機構特性的理解和掌握，以及對連桿機構的設計和分析能力均有較大提高。

（2）凸輪機構的建模及運動與動力仿真設計。如設計偏置尖頂直動從動件盤形凸輪機構。給出凸輪轉動方向、基圓半徑，以及從動件運動規律等初始設計條件。由從動件運動規律寫出從動件位移運動方程，進而寫出凸輪廓線方程。然后在工程設計軟件中，運用“方程式驅動的曲線”繪制出凸輪輪廓曲線，并通過拉伸制作成凸輪模型，見圖3。接著將其裝配成凸輪機構仿真模型，利用軟件的Motion組件，對凸輪機構進行運動和動力仿真，圖4為顯示某凸輪機構的從動件位移線圖和速度線圖，以及凸輪接觸力的方向（該方向與從動件軸線之間的夾角為凸輪機構在該處的壓力角）。

（3）齒輪建模與強度分析及參數優化設計。為獲得標準的漸開線齒輪齒廓，事先編制好齒輪廓線VBA程序ZGear.swp文件，利用設計軟件提供的應用程序接口（API），在設計軟件中調用宏-編輯，繪制齒廓曲線，經特征建模制作成需要的齒輪模型，見圖5。然后再利用軟件的Simulation組件，對齒輪輪齒進行彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度計算分析，見圖6，通過分析仿真計算后的各種數據，再對齒輪進行參數優化設計。

（4）軸系結構建模與剛、強度設計與分析。由軸受載轉矩計算出軸的最小軸徑，按軸的工作要求在設計軟件中由最小軸徑向中間逐漸增大構建軸的各段直徑和長度，形成階梯軸的模型，再在軟件的Simulation組件中，設置軸的材料，按軸的支承情況設置軸的“夾具”，針對軸上零件承載對軸的影響，按遠程載荷和轉矩的方式對軸進行加載設置，進行網格劃分并運行分析計算，即可通過仿真運算后的結果，對軸的剛、強度進行分析評估。通過應力圖解查看軸的最大應力所在位置，通過位移圖解查看軸的變形情況以及最大變形量及其位置，見圖7；通過疲勞檢查圖解查看軸在特定條件下的最低疲勞安全系數，見圖8。

此外，螺栓（組）連接的強度分析、鍵及花鍵連接的強度分析、滾動軸承的動態壽命仿真設計等均可借助于工程設計軟件講授該類零部件采用現代設計的方法和思路。

4 實踐中出現的問題及對策

基于現代設計方法的機械設計基礎課程的教學改革，給傳統的機械專業基礎課程教學帶來新的生機，也深受學員歡迎，對促進學員認識和學習機械設計，掌握現代設計方法產生較大影響，其好的教學效果和產生的積極作用毋容置疑。但是在實踐中，一些新的問題也隨之出現。其一，此項改革的課程學習對學員計算機應用能力有一定要求，而學員此前在該方面的學習基礎薄弱，使得學員在有限的課堂學習中疲于應付認識工程設計軟件，對運用現代設計技術提高設計能力的訓練卻不足。其二，學員通過學習和實踐感受到了運用現代設計方法高效解決工程設計問題的驚喜，但多數學員由于其他輔助知識的脫節，對采用方法的原理和其具體的計算過程還是弄不清，只是知其然，而不知其所以然。其三，新的教學模式對教員也提出了較高要求，包括必須能熟練運用工程設計軟件，在課程講授過程中要能隨時通過軟件輔助教學，幫助學員快速掌握和理解機械設計現代設計方法的應用等。而現階段部分教員離這一要求還存在一定差距。其四，由于學時限制，學員在上機練習現代設計方法中為了完成作業，往往很容易出現抄襲復制，這給教員正確判斷學員學習效果帶來難度。

針對上述改革實踐中出現的問題，筆者建議解決的方法是：一、建立與課程改革配套的課程體系，加強學員計算機應用能力的培養，使學員在課程開始前已具備相關的基本技能，從而提高學員學習運用現代設計技術解決問題的效率。二、適當開設相關選修課或增加課外輔導時間，讓學有余力的學員能更進一步地了解現代設計技術及其方法，幫助學員建立自我研究和自我學習的能力。三、任課教員應積極參與工程設計實踐，提高運用現代設計方法解決問題的能力，并學會善于將工程實例結合教學內容引入課堂，加強現代設計技術與機械設計課程內容結合的研究，并將研究成果應用于教學改革中。四、從學員的學習體會反映出，學員們對運用現代設計技術上機實踐的自我要求是相當高的，無需教員盯促。因此可以減少學員上機成績的比例，讓學員安心上機練習，上機作業課中完不成可課后完成，此外教員應掌握和提高判改學員電子作業的技巧和能力。

5 結束語

在當今信息時代，對已成定論的傳統機械設計知識的學習并不像以前那么重要，重要地是教員們在教學中如何不斷地啟發學員掌握先進的知識和技術，提升學員分析和解決問題的能力。通過實踐，機械設計基礎課程引入現代設計技術和方法取得了較好效果，學員通過學習和實踐感受到了運用現代設計方法高效解決工程設計問題的驚喜。這對于提升他們學習機械設計基礎課程的興趣以及盡快理解并掌握現代設計方法起到了積極作用。隨著該項課程改革實踐探索的不斷深入，必將會對傳統機械設計基礎課程的教學和發展帶來深刻影響。

參考文獻：

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[3] 龔曙光.ANSYS工程應用實例解析[M].北京：機械工業出版社，2003.

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【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）09C-

0052-02

一、實踐課程的地位及重要性

在機械設計基礎的教學中，理論教學對于高職類的學生來說是比較難于接受與理解的環節。在以往的教學環節里，對于較為簡單的理論，學生還能理解，但一旦牽涉到較復雜的計算或者結構，學生立刻就表現出迷茫與排斥，教學效果不理想。學生們總在問一個問題：現在學的東西以后能干什么？這正是我們要仔細思考的問題。理論是為實踐服務的，再高深的理論，如果不能應用于實踐，也是沒有意義的。因此，如何把理論應用于實際，然后再通過實踐理解和深化理論，是我們課程改革中思考得比較多的問題。

在我們以往的課程安排中，有專門的實踐環節課程設計，但課程設計是在理論教學結束后才開始，有的學生往往在設計過程中完全忘記了曾經學過的相關知識，需要重新對知識進行梳理，效率很低。因此，我們改革了以往的教學方法，讓設計的思路和理念貫穿于教學過程，讓學生在做中學、學中做，力圖使學生學得輕松、有趣。

二、課程設計思路

我們考慮怎樣把入門的門檻做到最低，讓同學們不要對設計抱有神秘感和畏難的情緒。我們的課程切入點從學生們最常見的簡單物體入手。機械無處不在，我們要找到簡單的機械非常容易。在緒論里，我們不談要學習哪些理論知識，而是發動大家找機械，學生開始還覺得很神秘、難度大，經過引導，他們發現原來機械就在我們身邊，門上的鉸鏈、屋頂的電扇、自行車，比如說日常常見的磨豆腐、打年糕……原來這些都是依靠機械，我們想想辦法都可以實現，我們都可以對這些簡單的東西加以設計。以后要做的是怎么樣一步步把我們想要的東西用設計的語言表達出來。

一個機器的構成，分成原動機等五個部分（圖1）。對于學生來說，最直接感受到的，就是執行部件，我們的思路就是從易到難，環環相扣，先從執行部件開始設計，然后就生產要求選用原動機，再就原動機和執行部件的傳動比來設計和選用傳動裝置，最后是輔助系統和控制系統。設計思路就如同是一根主線，把機械設計基礎的內容有機集合起來，學生的學習過程就是設計過程，機構的學習就是為了設計和選用，每一步目的明確，任務清晰。

三、思路的實踐過程

緒論時我們重點介紹了這門課程的特點及用途，且加入了零件、構件等概念，并且拆解簡單機器，讓同學們有個初步認識。接著是繪制機構運動簡圖。然后我們先從四桿機構出發，結合日常見到的篩東西、磨豆腐等，布置設計任務，在四桿機構的講解過程中，不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性，能轉化為什么樣的運動形式，現實生活中有哪些物品是用到了這些機構的，啟發引導學生往設計任務上思考，學完四桿機構，學生也能就自己的任務作出簡單的設計和構想。

一個機器少不了動力，因此我們在課程中增加了電動機的選用環節。學生設定了自己的運動機構的各種參數后，按部就班選用電動機，由此掌握了效率等概念，并且對整體的機器有了一個大概的認識，見到了軸承、聯軸器、變速箱等詞匯，雖然了解不深，但因為拆解了一個機器，學生們基本還是能接受。

電動機選擇好了以后，就牽涉到減速的問題，這時我們就可以引進齒輪機構（包括蝸輪蝸桿）、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用，對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的，我們忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。在學習過程中就加入查手冊選材料環節。把時間用到應用實踐上。

齒輪有了，傳動比有了。誰可以把運動和動力傳遞給齒輪呢？于是聯軸器和聯接就出場了，齒輪是靠鍵連接與軸傳遞運動和動力，電動機的運動和動力就是由聯軸器聯接電動機軸和帶傳動的。各類聯接重點也是放在選擇應用。

各類零部件都選用設計好后，軸就上場了，軸的結構設計是重點，我們通過舉例比較分析，搞清楚什么樣的軸結構是合理的，并且通過講解和改錯，明白為什么要有細節上的處理（這些機械制造基礎已經有過講解）。

最后是軸承，支撐軸的零部件。軸承的選用、軸承壽命計算是花時間較多的環節。

每一步就是一個設計環節，做的作業就是為自己設計的執行機構選用配套的運動機構和輔助系統。大家自己設計了一個機器，一個設計過程就完成了，同時完成的還有大部分的課程學習任務。對于凸輪、間歇機構等就放在了最后，由于前面已經學習過常用零部件的設計、選用，因此同學們學起來也并不吃力。

四、新思路實行的效果

課程改革前，由于內容之間相對獨立，各機構之間的結構各有特點，相互之間聯系少，課程重點不突出。學習時沒有細化的明確任務和目標，學生接受很被動， 學生普遍反映這門課“難學”“不太理解”“聽不懂”，通過率也是各類課程里面最低的。學生上課積極性不高，課堂氣氛低沉，學習效果不好。

改革后，由于章節環環相扣，第一步就是學生為自己設計喜歡或相關的機構，后面的每一步都是為了實現機構的運動目標而實踐，學生學起來有方向、有程序，特別是小組討論方案，氣氛非常活躍。教師在其中只是起到引導和幫助解決問題的作用，學習的主體是學生，思考的主體是學生，實踐的主體還是學生，收到了較好的學習效果。

五、不足與思考

一是實踐環節場地和師資有限。在學習過程中，我們很需要實物拆解的環節。但這些既需要各類機器，更重要的是需要較大的場地，還有就是需要有教師指導和協助，但場地和教師人手都是我們的瓶頸，這就使得拆解效果大打折扣，有人甚至只是看一眼（因為一個教師在這個環節沒辦法管理四五十個學生）。這個問題目前我們還沒有太好的解決辦法。

二是學生學習主動性不夠。基本就是完成了任務就行，有的學生跟著小組混，學到的知識并不扎實。

三是還沒有編撰校本教程。編寫一本合適的教材，一直是我們的計劃，但這個工程工作量較大，我們計劃在近兩年完成。

【參考文獻】

[1]高曉丁.機械設計基礎[M].北京：中國紡織出版社，2007

[2]陳玲.談行為導向教學法的教學設計[J].職業教育研究，2007（9）

[3]羅紅專，易傳佩.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2010

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二 傳統教學的不足之處

《機械設計基礎》課程是一門專業基礎課，涉及材料力學、理論力學、金屬材料加工工藝多門課程的知識，書本中設計原理的內容和公式較多，而且也是一門實踐性非常強的課程。傳統《機械設計基礎》的授課環節主要采用“教師講，學生聽”被動的教學模式，這種方式導致很多學生對課程不感興趣、不上課、作業抄襲等現象。實驗環節包括8學時的實驗和2周的課程設計。傳統的課程設計題目是一級或二級減速箱設計，學生往往只是按照課程設計指導書中的設計步驟，以及《機械設計基礎》教材中機構的設計計算步驟進行課程設計，教師日常針對問題進行答疑。這種實踐環節的方式存在題目陳舊、理論和實踐聯系少的缺點，導致很多學生抄襲和生搬硬套，創新能力差。

三 項目教學法的定義和實施過程

項目教學法就是在老師的指導下，將一個相對獨立的項目交由學生自己處理，信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價，都由學生自己負責，學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。

項目教學法一般按照以下五個教學階段進行：（1）明確項目任務：通常由教師提出一個或幾個項目任務設想，然后同學生一起討論，最終確定項目的目標和任務。（2）制定計劃：由學生制定項目工作計劃，確定工作步驟和程序，并最終得到教師的認可。（3）實施計劃：學生確定各自在小組中的分工以及小組成員合作的形式，然后按照已確立的工作步驟和程序工作。（4）檢查評估：先由學生對自己的工作結果進行自我評估，再由教師進行檢查評分。師生共同討論、評判項目工作中出現的問題，學生解決問題的方法以及學習行動的特征。通過對比師生評價結果，找出造成結果差異的原因。（5）歸檔或應用：項目工作結果應該歸檔或應用到企業、學校的生產教學實踐中。

四 項目教學法的具體實施

1．明確項目

項目的研究內容要能激發學生的積極性，符合機械設計基礎教學大綱，覆蓋面廣，難度適中，工作量兩周能完成。通過該項目的研究，學生能掌握機械常用機構的設計和機械原理的設計。項目一般都來自機械系老師與企業合作的一些橫向課題，例如，混合動力履帶推土機終傳動的設計，項目分成動力學分析、運動分析、關鍵零部件的設計三個模塊。老師根據實際情況給學生6～8個項目。

2．制定計劃

老師根據項目數目將全班分成6～8個項目組，每個項目組有一個項目經理和5個組員。項目經理負責制定項目計劃和時間安排，老師負責項目計劃的審核。審核通過方可進行后續的實施。

3．實施計劃

計劃制定好，項目經理按照計劃將任務分給項目成員；成員按照項目計劃查閱資料和設計。成員定期碰頭介紹工作進展以及執行中的困難，項目組成員討論。老師負責困難的答疑。

4．檢查和評估

老師根據小組的項目計劃內容定期檢查和提問。項目完成后，成果以項目報告的方式提交。項目以PPT的方式進行小組匯報，每個小組項目經理指定一人匯報，匯報時間不超過10分鐘，匯報結束后，老師提問5分鐘。小組成員可以回答。老師根據匯報情況和項目報告內容給出評定成績，最終的成績作為小組所有成員的成績。

五 結束語

第一，項目教學法應用到機械設計基礎課程設計中激發學生的興趣。項目的題材來源于真實的項目。

第二，項目教學法的應用培養了學生的團隊意識和集體榮譽感。項目最終的成績取決于整個項目組的完成情況，任何一個人都會影響成績。

第三，項目教學法的應用鍛煉了學生的創新能力和解決問題的能力。項目方案制定、方案實施都要靠自己查資料、思考、交流才能完成。

參考文獻

［1］陽堯端.逆流式教學法在機械設計基礎教學中的應用［J］.職教與經濟研究，2008（2）：37～40

［2］任國強、羅嘯峰.案例教學法在《機械設計基礎》教學中的應用［J］.四川職業技術學院學報，2011（1）：85～86

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關鍵詞 ：技工院校　機械設計基礎　整合

隨著新技術、新工藝的不斷涌現，各專業的知識框架不斷調整，以就業為導向的技工教育課程設置、教學內容、教學方法也將順應潮流，進行不斷的修整改革。機械設計基礎是一門理論性、系統性較強的課程，又因涉及內容眾多，設計繁復不能很好地被學生吸納。基于此，筆者提出對該課程進行整合改革。

一、進行課程整合的必要性

1.課程整合是技工教育發展的需要

技工教育具有明確的導向性，即以學生就業為導向，以培養高技能人才為目標。它強調以能力為本位，重視學生實踐動手能力的培養。現有大部分機械設計基礎教材過于強調學科體系的完整性，注重學生設計、計算能力的培養，不符合當前技工院校學生整體素質偏低的基本學情；同時與工程力學的銜接不夠好，一般院校兩課獨立設課，分開教學，不能很好地實現知識的融合，需要教師不斷重復講解，擠占了大量的課時。同時因為內容枯燥復雜，導致學生喪失學習興趣，教學效果不佳。所以，將此等專業基礎課進行合理的整合，是技工教育發展的必然趨勢。

2.課程整合是行業發展的需要

隨著現代工業的不斷發展，機械設計中模塊化趨勢日益顯現，標準件應用愈加廣泛，使得技工院校機械設計基礎的教學重點由設計向合理選用轉變。同時，計算機輔助設計技術不斷發展，進一步提升了機械設計項目的效率和質量，廣泛為企業（行業）所采納。為此，技工院校機械設計基礎應適時進行課程整合，推陳出新，減少教育的滯后性，以期培育成果能被企業所接納。

二、課程整合中的關鍵問題及對策

1.整合課程內容，建立更加科學合理的課程體系

“整合”不是簡單的合并，而是通過某些方式彼此銜接，實現資源共享和協同工作，形成一個有價值有效率的整理。可見要求整合后的機械設計基礎課程內容上更符合技工院校的整體學情，更貼近現代生產實際。具體做法有如下幾方面。

其一，選取內容上推陳出新，去除傳統教材中現實生活中已淘汰的或不適用的內容，增加新技術、新方法。如去除傳統老舊過時的機械分析與設計內容，增加計算機輔助設計和運動分析。

其二，針對技工院校學生自身學習特點，壓縮傳統和敘述性內容，減少理論性較強內容的公式推導、理論計算，突出應用性和實用性，不過分強調知識的系統性和完整性。如弱化材料力學中強度、剛度等的計算，將一些專業理論知識有機地融入到實驗、實踐環節中，真正做到因材施教，為學生減負。

其三，內容整合，將機械設計基礎與工程力學課程中的知識點揉為一個整體，進行集中串講，如齒輪傳動的受力分析、軸的強度計算等內容，利于學生理解和掌握。

其四，突出專業特色，目前大多數院校機電專業、機制專業、模具專業甚至是汽車專業的專業基礎課程授課內容均一致，與專業形成“兩層皮”割裂的狀態，導致學生誤以為這些課程無用，學習興趣不濃。為此，此次整合應根據不同專業，選取不同的工程實例，組織相應的教學內容，做到學以致用。例如，針對汽車專業的學生，教師應選用汽車組件、零件作為實例講解；針對維修專業的學生，選用各種機床部件、零件作為實例，并以這些工程機械作為分析對象，講述工作原理，分析機構特點、進行設計等。授課內容為學生所熟悉，又關乎專業，容易引起學生興趣，激發學習熱情。

2.整合教學方法和手段，注重工程意識及實踐能力的培養

傳統教學中，機械設計基礎課程的教學不外乎老師講、學生聽，學生進行“滿堂灌”的被動式學習。學生除了熟記公式、原理，卷面上獲得一個高分外別無所獲。這也解釋了為什么在校拿高分的學生到企業進行獨立設計與開發時無從下手，不能很好地實現理實轉化。因此，整合課程內容的同時還必須對教學方法、教學手段進行整合改革。

傳統教學中以教師為主導，通常結合典型案例講解知識點，學生通過例題了解某個知識點，但無法獲知其在整個系統中的作用、與其他知識的鏈接等，以至于無法運用。由此我們將傳統的“知識傳授型”教學模式向“能力培養型”轉化。通過學生自身動手探究、驗證、獲得知識和技能，強調以學為主，注重學生在教學過程中的參與性和主動性，讓學生真正體會到學以致用，提高學生的職業素質和技能。

在具體實施中，以模塊、項目教學的方式展開教學。例如將典型的平面機構作為一個模塊來展開教學，可以選取牛頭刨床作為實例，學生通過自己動手拆裝，了解牛頭刨的基本結構、各機構各自的特點及相互的傳動關系，掌握帶傳動、齒輪傳動、曲柄導桿機構等常用平面機構的工作原理，對機構的應用形成感性認識，再由教師講授其中涉及的平面機構常見的理論知識，學生通過測繪、組裝、試運行，使得理論知識得以升華，最終起到指導實踐的作用。在這里課堂不再是常規的教室，而是設在了車間；學生也不再是規規矩矩地坐著聽，而是以動手探究、小組討論、總結的方式獲得知識；教師在此過程中起到組織、管理、協調和監督的作用，學生在整個教學過程中處于主體地位，提升了其主人翁意識，使其增進了對專業的理解，培養了他們的工程實踐意識。

在教學手段中，光憑粉筆、掛圖、模型等傳統教具進行演示的方法已無法滿足當前的教學需要。以多媒體網絡技術為主體的電化教學可以使抽象問題變得直觀，復雜問題變得簡單，動態問題變得可視，在提高教學效率的同時也提升了教學效果。例如兩齒輪的嚙合原理通過動畫模擬，直觀地將嚙合過程展示給學生，使其輕松理解教師的教學意圖。當前計算機輔助設計的發展也為該課程教學提供極大的便利，原先需要復雜計算、推導的內容，只要通過相應軟件對某種機構進行設計計算，便可輕松獲知，如齒輪傳動中的受力分析、機構間的相互干涉等。

三、課程整合中的相關問題

1.實踐環節的配套改革

本課程中的實踐教學除配合理論教學外，主要是培養學生觀察、測量、分析能力及對專業（職業）的忠誠度。因此在設立實踐項目時一方面需要考慮學校自身的硬件配套，另一方面需要緊密聯系市場，淘汰老舊過時、引進新技術、新發明，定期更新實踐教學內容，尤其是在配套的課程設計過程中，應結合技工院校學生自身學習特點，減少計算的難度和數量，突出應用軟件輔助設計，重點放在結構設計方面。

2.任課教師的素質培養

相比傳統教學，改革后的教學對于教師自身素質提出了更高要求，一方面要求教師自身具備工程實踐意識，有較強的動手能力去指導學生，另一方面要求教師知識更加系統化、全面性，具備熟練運用新技術的能力，如各計算機輔助設計軟件的應用、全媒體的制作使用等。

參考文獻：

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關鍵詞：

機械設計基礎；資源優化與共享；機械創新設計；網絡平臺

機械設計基礎課程包括機械原理、機械設計、實驗及課程設計，機械設計基礎是工科院校中機械類、近機類專業的重要技術基礎課，在本科教學工作中占據相當重要的地位。通過學習這些課程，培養學生的“工程綜合”和“工程應用實踐”能力［1，2］。近年來，隨著普通高校的擴招，學生的個性差異較大，許多高校本科生為多批次錄取，雖為本科，但學生的學習水平參差不齊。在社會培養應用型人才的方針指導下，以學生為本，進一步推進教學改革，把教學資源進行整合優化，借助多媒體網絡平臺的實用性和時效性等特點實現資源共享。

1.課程教學資源的優化與共享

機械原理、機械設計為技術基礎課程，屬于本科生的必修課程，該課程與工程應用聯系緊密，具有公式多、圖表多、圖形多等特點，由于學生學習能力差異的存在，過去單一的教學方法已無法滿足培養需求［3］，因此，機械基礎課程教學方式應由過去以教師和教材為中心向以教師為主導、學生為主體，課堂為主導、學生自主學習為中心，教材為主導、課程資源為中心轉變。新時期的大學生應在教師的指導下，充分利用課程資源實現自主、自助學習。為此，課程組充分利用網絡資源及兄弟院校的優良經驗，從教學方法、教材建設、課件設計等方面進行資源的優化整合。隨著多媒體技術的深入發展，教學方法要改革，要綜合分析運用。傳統教學中教師與學生心與心的碰撞與情感交流，是任何媒體不及的；借助多媒體，可以節省時間，信息量大，利用動畫功能，形象、直觀地反映機構的運動關系，較靜態圖片易于理解，使不便于描述的難點有所突破。為此，課程組進行大量調研，借助課程研討會與兄弟院校交流經驗，合理制定教學大綱，編寫教學要求，制作多媒體課件，為適應不同專業、不同層次學生的要求，同時考慮不同教師的教學特點，教學課件以求大同存小異為原則。同時，在課件的制作過程中，讓不同層次的學生參與，使學生在學習中便于理解和掌握，制作滿足不同層次和不同教學需要的教學課件，提高資源共享率。多媒體技術的運用可以刺激學生的感官，動畫部分可以激發學生的好奇心，進一步調動學生學習的積極性，尤其突出的是連桿機構和凸輪機構和輪系等。如果整個授課過程全部采用多媒體課件，時間長了，學生容易產生視覺疲勞，產生教學形式過于單一的感覺，可采取例題用黑板講述，或講課過程中增加實例討論，實踐證明多種教學方法的綜合應用會產生良好的效果。總之，在課堂教學過程中，教師將多媒體課件與板書有機的結合運用，將增進師生間的情感交流和良好互動，使得學習氣氛和諧，達到比較理想的教學效果。大學生的學習不僅僅局限于課堂學習，尤其是每年有許多學生要參加研究生入學考試，機械基礎課程作為專業技術基礎課是所考科目之一，學生需要課下學習和鞏固所學知識。為此，課程組編寫了相應的教材，有《機械原理》、《機械設計》和《機械設計基礎》，教材中增加了實踐環節的內容，即在每章后附加實踐環節練習，此練習通過學生動手、動腦熟悉和應用所學知識的一個過程練習，比如在學完“鏈傳動”一章之后，設計的一個實踐環節為：“觀察一輛變速自行車的滾子鏈傳動，分析有幾種傳動比，松緊邊的位置，鏈接頭形式，并觀察張緊輪的位置，如何調整鏈條的松緊程度。”這個環節可以由老師帶著做，也可以由學生課下自己做。同時，為方便學生自學，課程組專門為學生制作多媒體課件，該課件模擬教師課堂教學流程，深入淺出地詳細講解，例題量大且題型多，并附加基礎知識測試，重點、難點明確，放置于我校網絡平臺上“機械原理”、“機械設計”精品課中，學生可以借助網絡平臺的輔助學習功用實現自主、自助學習。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，通過教學資源的優化與共享，學生方便靈活地廣泛涉獵知識，提高能力，激發學習興趣，為應用型人才的培養打下良好的理論基礎，以便更好地服務社會。

2.改革工程實踐教學體系，實現資源的優化與共享

實踐教學是高等學校實現培養人才目標的重要環節，知識來源于實踐，能力來自于實踐，各種實踐教學環節對培養學生的實踐能力和創新能力尤其重要。我國的某些理工科重點高等院校如清華大學、華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學，針對“重實踐”提出的教學理念、教學方式和方法及教學內容的改革已經全面展開。因此，應針對我校特點對實踐教學資源進行優化整合，實現共享，為應用型人才的培養打下良好的基礎。

2.1對實驗資源整合優化，加快實驗室建設。

我校是由幾所學校合并而成的，許多實驗資源重復，如機構動態演示臺就有多套、同類減速器若干臺、動平衡機多臺、齒輪范成儀多臺等，并且多而雜的教學模型占據大量的實驗室空間，為此，對實驗室進行整合，淘汰落后和多余的模型和儀器，改進現有設備，對“機器與機構陳列柜”研發配置聲控裝置，并與機構的測繪實驗實現互補，使實驗內容更翔實、有趣。為豐富實驗內容，加強實踐訓練，購置一些新型的實踐教學設備，更新實驗教學內容，完善實踐教學體系，開設出能夠培養工程意識和綜合能力的實驗。購置了QM-ZXI型組合式軸系結構設計與分析實驗箱，通過此套設備學生可以自主設計拆裝軸系。通過購進HK2B-Ⅱ型機構組合創新實驗臺，開設了“機構系統創新綜合實驗”，利用此平臺，學生可以進行創新設計，再到實驗平臺上搭接組裝，然后對機構進行分析改進，加深對所學理論知識的理解和運用。實驗課程增強了自選性、綜合性、設計性實驗，增強了學生的想象力、創造力，充分調動了學生學習的積極性和創造性，提高了學生獨立開展科學研究工作的素質。實驗室向全校師生開放，鼓勵學生學而優則創，在教師的指導下由學生自主研發設計的“高壓電線除冰裝置”獲得2010年河北省首屆大學生機械創新設計大賽河北省一等獎，“火災逃生地震避險多用桌”、“救援千金頂”獲得2010年河北省首屆大學生機械創新設計大賽河北省三等獎，“社區太陽能路燈電池板清潔裝置”獲得2012年河北省大學生機械設計創新大賽三等獎；“自行車一體化鏈式充氣筒”獲得2012年河北省大學生機械設計創新大賽二等獎。

2.2建立網絡實踐教學系統。

多媒體技術的發展，為網絡實踐教學提供了便利條件。利用計算機技術、三維造型技術，虛擬現實技術、仿真技術等創建虛擬實驗室，進一步豐富精品課網絡實踐教學的內容。如“桿機構動態分析”可以改變構件尺寸觀察運動軌跡變化，“軸系裝配工藝”可以清楚說明零件間的相互位置關系、零件裝配工藝等，“軸系結構改錯”指出尺寸的合理性及如何修正錯誤結構。將大量的實例分門別類，不但在不增加教學設備的情況下加大了實踐教學比重，而且實現了學習環境的靈活性，激發了學生的學習興趣。

2.3完善課程設計實踐教學內容。

課程設計是非常重要的實踐環節，能夠培養學生的工程意識。以往課程設計安排在課程教學結束后進行，現在將課程設計任務安排在相應課程的教學過程中，將任務書下發給每一位學生，教師以課程設計為主線組織教學，讓學生在學習的同時利用課外時間收集資料和考慮各種復雜問題，充分發揮學生的主觀能動性進行創新思維。學生在學習的過程中設計方案，利用實驗室資源，不斷完善自己的設計方案，通過課程設計主線，使學生感受到本課程各部分內容的有機聯系。同時，將學生合理的設計方案補充到實踐教學中，使課堂教學不再停留在課本上。根據我校的實踐教學特點，結合國內外高校應用型人才培養戰略，編寫《機械原理課程設計》、《機械設計課程設計》、《機械設計基礎課程設計》教材，并將有關內容置于網絡平臺上，方便學生自主學習，也為畢業設計提供有益的幫助，深受學生的好評。

3.結語

通過對機械設計基礎課程資源優化與共享的研究，提高教學信息資源收藏質量,對現有資源進行整合和深加工，豐富教學內容，完成網絡平臺建設，多手段、多方法地調動學生的學習積極性和創造性，最終達到實現教學信息資源的共建、共知與共享的目的。今后將不斷地總結經驗，對教學內容進行補充和完善，為人才的培養提供更優質的資源，進行交流與共享。

作者：張君彩 陳青果 單位：河北科技大學機械工程學院

參考文獻：

［1］于雷.面向應用型人才培養的機械類實踐教學體系的構建［J］.制造業自動化，2010，32（3）：90-92.

［2］高慧琴.機械原理［M］.北京：國防工業出版社，2009.

［3］濮良貴，紀名剛.機械設計［M］.北京：高等教育出版社，2006.

篇（10）

《機械設計基礎》是工科院校普遍開設的一門重要技術基礎課程。由于各專業學生的知識基礎差異較大，再加上該課程多年來一直存在著內容多課時少、零件多系統少、分析多綜合少、理論多實踐少等諸多矛盾，給《機械設計基礎》課程的教學帶來許多困難。同時，該課程具有很強的實踐性和應用性，所以教學過程中必須將理論與實踐緊密結合起來，注重對學生解決實際問題能力的培養，拓寬學生的知識面，開闊學生的思路，從而更有利于學生工程實踐能力和創新能力的培養。

1.理論教學環節

理論教學環節是《機械設計基礎》教學改革的一個重要方面，經過多次教學實踐嘗試，我們主要從以下幾個方面進行改革嘗試。

1.1教學內容

目前，高職院校提出了“厚基礎、寬口徑、重能力”的人才培養模式，從而使理論課時壓縮嚴重，但《機械設計基礎》課程的內容多，理論性和實踐性都比較強，老師講解力不從心，學生聽課如聽天書，因此必須對教學內容進行相應調整。

1.1.1刪減過深的、不必要的理論推導和證明

高等職業教育培養目標強調的是人才的應用性，畢業后從事的崗位決定了沒有必要對計算、公式、定理等的來龍去脈搞的清清楚楚，只注重如何應用這些公式定理等來解決實際問題。因此，可將過深的理論推導、證明刪去，以便學生集中精力掌握這些公式、定理的實際應用，解決實際設計問題。

1.1.2結合專業培養目標整合教學內容

由于各專業的培養目標不同，所安排的課程和教學要求也不同，因此《機械設計基礎》課程應根據本專業可的要求、本專業畢業生從業崗位要求和本專業學生終身教育的要求整合教學內容，以達到培養目的。

1.1.3在機構分析中增加解析法內容

在以往的機構分析中，因圖解法形象、直觀，有助于教學模型的建立，同時對某些簡單的問題比解析法更有效。隨著科學技術的計算方法、計算手段的飛速發展，提高機械設計與分析的精度和效率已成必然趨勢，而解析法更能準確地反映和解決圖解法難以解決甚至不能解決的問題，因此在教學中應增加解析法講解的力度，以適應現代技術的要求。

1.2教學方法

1.2.1現代化教學

本課程實踐性、綜合性較強，個部分教學應注意同生產實際相結合，利用教具、掛圖、多媒體等直觀教學手段教學，做到課上精講精練。同時采用計算機的圖形動畫等功能，向學生展現具體、形象、直觀的視聽材料，充分調動學生的學習積極性，提高課堂效益，增強學生的感性認識。

1.2.2實物教學

有些教學內容離開實物再課堂上不易講解透徹，因此可將機構實物搬進課堂，對照實物進行講解，從而使學生能充分地將機構的運動情況進行分析，例如，講解擺動導桿機構時，再牛頭刨床邊對照機器的結構和運動情況進行講解，則可收到事半功倍的效果。

1.2.3自學式教學

對于簡單的教學內容，可采用自學式教學方法，自學式教學方法是“提出問題+自學+回復問題+總結”。其操作步驟是：第一步，老師指定學習內容，并提出相關問題。第二部，學生圍繞問題進行自學，明確學習目標。第三部，提問學生并對學生的回答進行追問，把問題引向深入。第四部，根據學生的回答進行總結，使學生形成新的知識。

2.實踐教學環節

《機械設計基礎》教學的另一個重要部分是實踐性教學環節，它包括實驗教學和課程設計兩個方面。

2.1實驗教學

實驗教學是學生學習《機械設計基礎》課程進行工程實踐的重要途徑，是培養學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力以及啟迪學生的創新思維、開拓學生創新潛能的重要手段，也是《機械設計基礎》課程教學的一個重要環節，其對實現課程教學目標起著不可或缺的關鍵作用。

傳統實驗教學存在著實驗目標單一性、試驗方法陳舊性、實驗內容缺乏系統性、綜合性等不足，不利于培養學生的各種能力，因此，對》機械設計基礎》課程實驗教學改革可從幾方面進行：一是保留傳統的經典驗證性實驗，如《軸系結構測繪》、《減速器結構裝拆實驗》；二是更新和改造相對落后的實驗，如漸開線齒廓范成實驗改用計算機仿真試驗去代替，使實驗內容既形象具體又省事省力；三是新增開設綜合性和設計性試驗，要求學生自己設計實驗，自己動手完成，不依賴于老師；四是建立開放式感性認知實驗，使學生有更多的自由時間來安排學習，以期發揮學生在實驗教學中的積極性和主動性，從而加強學生對機構、零件結構等工程實踐知識和動手操作的能力培養。

2.2課程設計

綜合考察學生掌握《機械設計基礎》知識程度的重要手段是課程設計。它也是《機械設計基礎》課程實踐教學的最后一個教學環節。其目的是培養學生綜合運用基礎理論知識的能力、工程分系的能力和運用資料等基本設計能力。要完成一次課程設計要求學生對總體方案的布局到零部件結構設計一起完成使設計更加系統和完整。為鼓勵學生創新，應要求學生自己設計多套方案，進行比較選擇，充分發揮學生的想象力和創造性，從而為今后在生產實際中參加設計或技術改造打下良好基礎。課程設計是一項既重要又繁瑣的教學工作，指導老師對學生中普遍存在的不足應在設計中逐步給予講解和補充，使學生通過課程設計全面掌握和鞏固機械設計的相關知識。

3.結束語

總之，《機械設計基礎》課程教學改革是一個系統工程，涉及到課程教學的各個環節，從各個環節入手進行教學改革，才能取得良好效果。同時，還應注意“師教之功，貴在引導”，教師的真正本領除了傳授知識外，更重要還在于激發學生的學習積極興趣，喚起學生探求知識的欲望，為學生營造一種積極主動、和諧、生動活波的學習氛圍，培養他們主動參與的意識，培育他們的批判性與創造性思維能力，進而全面提高教學效率和質量。

參考文獻：