時間：2022-06-29 18:26:46
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機械原理課程設計的主要目的是為學生在完成課堂教學基本內容后提供一個較完整的從事機械設計初步實踐的機會?！稒C械原理課程設計》的編寫宗旨就是指導學生能在短時間內，將所學的機械基礎理論運用于一個簡單的機械系統，通過機械傳動方案總體設計，機構分析和綜合，進一步鞏固掌握課堂教學知識，并結合實際得到工程設計方面的初步訓練，培養學生綜合運用技術資料，提高繪圖、運算的能力。同時，注重學生創新意識的開發。
1 目前在機械原理教學中存在的一些普遍問題
1.1教學內容乏味
就現階段的機械原理教育課程來看，教學的內容非常乏味，主要原因就是因為部分老師在教學時只針對書本上的內容進行講解，從不去擴展，這樣就限制了學生的思維，使他們的思維發散不出來，限制了其想象力。但是機械原理是機械專業的一門重要的基礎課程，對于學生日后的關于機械方面學習很重要，如果只是講解書本上面的知識，涉及的內容就十分有限，這樣學生對于這一方面的理解就會被限制在了書本上，根本拓展不開。
1.2需要做的修改
長期以來，各校在“機械原理課程設計” 中嘗試了不同的教學改革。進入21世紀后，我國高校機械原理課程設計的教學改革更是進入新一輪。各校對“機械原理課程設計”的目的、內容、方法、題目、組織形式作了深入研究，探索機械原理課程設計中如何培養學生的機械運動方案設計、創新設計和解決工程實際問題能力，提出適合創新人才培養目標的機械原理課程設計實施方案。這些教學實踐為“機械原理課程設計”課程教學改革提供了理論準備。本文旨在總結各校近年“機械原理課程設計”課程教學改革成果的基礎上，探索機械原理課程設計進一步改革的方向。
1.3機械原理的重要性
在機械原理的理論教學中，盡管可以安排一些實物、模型、甚至錄相，增加學生的感性認識和實踐知識，但是光有這些是遠遠不夠的。在機械原理實踐環節教學中加強學生對機構、零件結構和機械設計等工程實踐知識的認識和對儀器設備的動手操作、機械結構的裝拆等實際動手能力的培養，是對理論課程教學不足很好的補充和完善。其次可以培養學生的創新和綜合設計能力。
2機械原理課程設計的教學改革與實踐
機械原理課程設計主要側重于機械運動方案設計而機械方案設計是機械設計乃至以后的制造和使用最關鍵的階段是決定機械產品質量好壞、性能優劣和經濟效益高低的關鍵步驟其創新特性效果如何直接影響機械產品的功能質量和使用效果。因此我院的機械原理課程設計也經歷了“機構的圖解法分析機構的解析法上機分析機構創新設計”三個發展階段。我們把培養學生設計思維能力和創新設計能力同時兼顧培養學生基本設計能力和應用計算機進行工程設計能力作為機械原理課程設計教學改革的宗旨。
2.1選題
傳統機械原理課程設計教學模式中僅僅以指導書為藍本教師的程序化指導貫穿始終。其題目一般是由教師指定幾個具有代表性的題目如半自動平壓模切機。為了充分發揮學生的主動性如今的選題原則是在不脫離機械原理課程內容的基礎上學生根據其興趣、愛好和能力自由選擇這樣就大大激發了學生的創新意識。有很多學生的創新設計題目極具研究和應用價值。創新需要基礎素材沒有豐富的基礎知識就不會有創新成果出現。因此我們將課程設計提前布置使學生在學習機械原理課程時能有的放矢的認真學習、研究相關章節內容。因為他們知道這些知識對他們學期末進行課程設計大有幫助這樣又反過來促進了學生學習機械原理課程的積極性和主動性。
2.2設計過程的控制與要求
在進行機械原理課程教學的同時，就讓學生對課程設計進行選題并說明整個設計過程的要求。這一階段為分散教學，要求學生選題并提出多個運動方案。在集中設計階段，第一天完成多個運動方案的評價與優選，確定本課程設計的運動方案；第二天，確定機械的總體尺寸，給出各執行機構與傳動機構的初選尺寸，繪制機械系統運動簡圖，編制機器運動循環圖；第三天，對所選機構進行運動分析，繪制運動線圖；第四、五天，編寫設計說明書，進行答辯。由于嚴格要求按給定的時間進度設計，所以，絕大多數學生都能按時完成任務。在機構的評價與優選過程中，采用個人、教師及學生小組的多層次的機構評價和優選方式，既發揮了學生的主動性，又加深了學生對各種運動方案的認識，同時還加強了學生的團隊協作意識。課程設計說明書作為一種技術說明書，強化其編寫工作，可以提高學生在以后的實際技術工作中，編寫技術報告、可行性論證報告和產品說明書等技術文件的基本技能。所以在課程設計過程中，對如何編寫課程設計說明書，給出了詳細的寫作要求并提供了寫作樣本。我們運用公開、透明及自評、互評及教師評分相結合的評價方式，對學生的課程設計進行評分。首先，學生對自己的設計進行說明及展示設計說明書，并對自己這的課程設計進行自我評價；然后由同學對其進行質詢與評價；最后，由老師進行講評并給出成績。這樣，使學生體驗主動參與、自由發表個人見解，并認真聽取他人意見的學術氣氛，并學會用理性與公正的態度評價自己和他人的工作。
3結束語
機械原理課程設計教學改革是進入21世紀后，面向創新人才培養，我國工科課程教學實踐環節改革的成功嘗試。全國高校圍繞機械原理課程設計所進行的教學實踐，無論對于機械原理精品課程建設，還是深入開展包括機械學科在內的工科課程體系教學改革，都富有借鑒意義。機械原理課程設計的各種教改嘗試，既有鮮明的主線，又各具特色。既有成功驗，也有需要探討、摸索之處。因此有必要總結、梳理，以利進一步改革。
機械設計課程設計是機械類及近機械類各專業學生必修的實踐性教學環節。它是學生首次綜合運用所學的工程制圖、工程力學、機械原理、機械設計等理論知識解決工程實際問題，培養學生基本技能的最重要實踐環節之一。它在技術基礎課與專業課之間起到一個承上啟下的作用。在課程設計中，不僅能使學生得到基本技能的訓練，還能提高他們的工程設計及創新設計的能力。
一、目前存在的問題
機械設計課程設計的傳統教學題目是減速器設計。它涵蓋了機械設計中所有基本通用零件的設計，而且體現了通用典型部件設計計算和機械系統設計概念和方法。課程設計是所學機械基礎系列課程的總結，綜合性很強，設計題目很成熟，與之配套的圖冊、手冊和課程設計指導書也一應俱全，這對于第一次搞綜合設計的學生有很大幫助。它對學生提高自身的系統學習能力，是一次很好的實踐機會。在教學過程中也發現了一些問題，主要是：
1．學生對課程設計興趣不高，學習態度不夠端正，不能積極主動地投入課程設計工作。有人認為課程設計就是畫圖，認為課程設計長期沿用減速器設計作為設計對象，內容陳舊、單一，設計過程太枯燥。
2．時間短，任務重；學生多，教師少。機械設計課程設計一般為期三周，學生需要完成二級齒輪減速器裝配草圖和正圖，關鍵傳動零件的零件圖，以及相關的設計計算說明書，時間非常緊張。課程設計期間，學生每天要工作10個小時以上，有時個別學生還需要熬通宵加班。
3．在設計過程中照搬照抄的現象較為突出。部分學生基于完成任務的觀點，設計過程中不注重自我獨立設計能力的培養，出現普遍的照抄圖冊中的減速器的結構，而不能綜合考慮零件的強度、剛度、工藝、裝配、調整、和密封等問題。
4．相關課程基礎不夠扎實，直接影響了課程設計的效果和進度。除了機械設計基礎以外，課程設計要用到工程圖學、力學、工程材料、加工工藝以及互換性等多門課程的知識，這些課程中任何一門基礎不牢固，都會在課程設計中表現出來，影響課程設計的教學效果。在這些先修課程中，工程圖學的影響尤為突出。
二、教學內容和方法的改進
1．課程設計題目多樣化和實用性。在進行理論教學時就對學生公布本學院各位老師的科研項目，讓學生們主動去找他們感興趣的內容，鼓勵他們積極參與。組織學生參加大學生機械創新大賽或者由學生聯系生產實踐自創設計題目，老師提供課程設計指導講義上的若干題目等,實踐證明這種形式大大增強了學生學習的積極性和主動性。
2．相關課程采用以項目為線索的教學方式。機械設計課程設計屬于實踐性教學環節，理論與實踐相結合的深度決定了本課程的教學質量。由于本課程設計與幾乎所有的基礎課程相關，質量保障必然要求上溯到這些課程。理論與實踐相結合的教學方法方面，要加強先修課程與課程設計的聯系。例如，在講制圖時，講到零件圖、裝配圖的表達方法、尺寸的標注、技術要求等等，要以課程設計中要涉及到的零部件為例。力學、材料、加工工藝以及互換性等也要以課程設計中涉及到的零部件的要求為例，逐個詳細介紹。
3．引進先進的繪圖工具，如CAD、Solidworks、ProE等。在講解Solidworks中的三維建模時，就以課程設計中常用的箱體、軸或齒輪為例，并且讓學生們在學習、設計完這些課程中相關內容后，不要把這些內容輕易丟掉，要好好保存，以便在課程設計中加以應用，這樣在課程設計時就可以節省很多時間。應用相關的電腦軟件，可以很方便地觀察出在改變某一設計參數時，設計結果和承載能力的變化。
4.采用提前預做的辦法，例如在講授機械設計課程時，等到講完齒輪、軸、軸承、聯軸器等章節時，可以讓學生們做一個大作業。大作業的內容就是軸及軸上零件的設計、定位以及安裝問題，這樣就可以讓學生們提前熟悉課程設計的過程及方法，做完作業的資料也不要丟棄，等到真正課程設計時可以再用或參考。
5．改進以往的一位教師指導多位學生與一名學生由固定的一位老師去指導的做法。以前，一名教師指導多名學生，這有很多弊端。教師本身的精力有限，再加上專業與學識的限制， 指導多名學生會感到力不從心，效果不會太好。因此，學生做課程設計時要由與設計內容相關的科研教師的團隊去指導，這樣，可能一個教師指導多個學生，也可能一個學生的課程設計由多名教師去指導。老師與學生應根據他們的設計內容與擅長專業自由組合，這樣設計出來的題目就更專業，更符合生產實際。
6．學院可以有計劃地安排教師到相關企業、廠礦等進行調研和專業實踐，了解新設備， 學習所教專業在生產實踐中應用的新知識、 新技能、 新工藝和新方法，以此促使教師加快對現代化設計技術的了解和掌握，促使教師結合企業的生產實際不斷完善教學內容，深入了解機械創新設計的理念，提高教師的專業水平和實踐能力。
三、考核及答辯
堅持進行課程設計總結和答辯，在完成課程設計以后，要對課程設計進行總結。要求學生對所進行的設計做一個比較系統、全面的回顧和總結，把還未弄懂或尚未考慮的問題弄懂， 學生將會獲得更大收獲。答辯結束后，學生必須要修改課程設計里面出現的錯誤，尤其是結構錯誤。由于學生的設計成果是以電腦繪圖和word文檔編輯，再打印出來的形式提交,為了真實、合理地反映學生的實際設計水平,指導老師加強設計中的階段性抽查考核,并以此作為評定學生最終設計成績的一個重要依據。老師想檢查哪個同學的圖,可以隨時讓他發來。學生在最終提交打印圖紙和文檔的同時也需提交電子稿,這些都有利于督促每個學生都去認真分析研究,積極動手設計,提升實踐教學效果,也有利于教師及時發現問題、解決問題。
四、結束語
機械設計課程設計是一個涉及多方面知識的重要教學環節，如何抓好這一教學環節是一個需要認真探討的問題。企業需要的是實用型人才，因此我們的教學實踐應以培養學生的工程意識，提高學生的工程素質，增強學生的工程能力為目標。因此，每一個從事機械設計課程設計教學的教師，都要拋棄傳統教學方法中的不合理做法，努力探索課程設計教學改革之路，使學生的知識結構適應社會發展的需要，培養出符合時代要求的具有創新精神的機械行業的人才。實踐證明，改革后的機械設計課程設計教學體系調動了學生學習的積極性，學生機械設計的水平明顯提高。
參考文獻：
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關鍵詞: 機械設計基礎課程設計;綜合性設計;教學方法;教學改革
Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform
中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0201-02
0引言
機械設計基礎課程設計是機械設計課程體系中的一個重要的實踐教學環節,它是工科院校機械類專業學生進行的第一次較全面、較系統、工程設計性很強的綜合性設計訓練。通過該環節的實踐訓煉,不僅能使學生鞏固加深擴展己學過的知識,并且能使其綜合應用這些知識去解決實際問題。機械設計基礎課程設計是理論和實踐相結合的第一次初探,是一次真正意義上的工程應用能力的培養,是培養學生的工程創新設計思維方式在實踐中的驗證所邁出的真正意義上的第一步。
近幾年,隨著社會對人才需求類型的改變,進行教學改革改變人才的培養模式,培養應用型本科人才,作為我校培養人才方案的重點以成為必然,為實現這一人才培養目標的要求,相應的教學體系也在進行適應性調整。機械設計基礎作為工科院校的一門重要的技術基礎課,它將為這些專業的學生學習專業機械設備課程提供必要的理論基礎,使其在了解各種機械的傳動原理、設備的正確使用和維護及設備的故障分析等方面獲得必要的基本知識,機械設計基礎課程所占的教學比重在逐年增加。機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程最重要的綜合性與實踐性教學環節,其在實踐教學中的意義越加顯現出了其重要性。我們圍繞著培養具有一定的實踐能力和創新設計理念的應用型本科人才的目標,從教學內容、教學方法和手段、設計成果展現形式等方面進行了教學改革和探討,指導學生從工程應用的角度,結合創新設計思維,應用先進的現代設計方法及設計手段去解決工程實際問題,考慮相關的工程技術要求,逐步樹立正確的設計思想,增強設計創新意識和競爭意識。
1教學內容的改革
長期以來減速器作為機械設計基礎課程的設計的經典設計題目,這是由于減速器自身的特點決定的。減速器作為機器中一個相對獨立的部分,組成減速器的零部件覆蓋了機械設計基礎課程的絕大部分內容,便于學生在設計實踐中應用檢驗所學的知識,實現理論和實踐的結合。另外,不同類型的減速器和參數的設計參數要求,所設計出的減速器的結果是不同的,因此, 選擇減速器作為機械設計基礎課程設計的題目是可行的。然而, 減速器只是一個部件, 每屆學生都重復同樣的設計內容, 勢必會影響教師的創新設計的積極性。另外, 我校制圖課的測繪練習也選擇減速器, 這就使得課程設計的題目過于重復,使學生缺乏新奇感,勢必會影響學生的設計積極性,影響設計成果。因此,結合學生所學的相關專業和學生對本門課的掌握程度,適當地拓寬課程設計的選題勢在必行。
鑒于我校的機械設計、材料成型、車輛工程、汽車服務、材料科學、機電一體化、工程機械、數控等專業的學生都要進行課程設計,其專業跨度大、學生人數多以及減速器涉及的設計問題的經典性,故減速器齒輪減速器設計題目仍予以保留,但根據不同的專業特點適當地增加了設計題目,例如,對于數控專業的學生可以設計普通機床的傳動系統, 給出電動機的動力參數, 通過帶傳動,帶動主軸箱的運動。在這樣的傳動設計中, 學生可以通過參觀相關機床,這樣既進行相關的帶傳動和減速器傳動設計,也結合學生的自身專業知識,增加了學生的設計興趣,使學生真正體會到什么叫學以致用。 對于汽車專業的學生,不再進行傳統的一級圓柱齒輪減速器設計,而是結合其專業特點,設計汽車用變速器,這樣,需要考慮的因素更多了,同時也符合專業培養的特色。實踐證明, 適當拓寬課程設計的選題不僅能夠讓學生得到更多的工程設計訓練, 而且能發揮學生的主觀能動性, 對于培養創新設計思維和進行創造性設計, 可起到事半功倍的效果。
對于機械專業等為期三周的機械設計課程設計,要求學生在提交一份裝配圖、一到兩張零件圖和一份設計說明書外,還要提交箱座和箱蓋的零件圖。這樣更能較全面地考查學生對《機械制圖》、《互換性與技術測量基礎》、《機械制造基礎》、《機械設計基礎》等幾門課的掌握程度。
2教學方法和手段的改革
現代的教育要求“以人為本”,學生是教學的主體,教師則是教學過程中的主導者。課程設計作為教學中的重要部分,在設計過程中也要充分激發學生設計的主動性和創造性。要達到以上教學目的,首先應重視實踐教學的環節,實踐教學是學生獲得感性知識的重要手段,課程設計也是如此,為了讓學生在設計過程中能有一個整體的設計觀念,我們在進行課程設計之前,讓學生應用機械設計基礎理論課上所學的知識,自行設計一個具有一定創新性的實驗,來實現預定的運動規律。然后,讓同學進行減速器的拆裝實驗,通過這次實驗讓大家對減速器的常見類型有一個直觀的認識,使學生了解減速器內部零部件的類型、結構和裝配關系, 對加工制造的工藝過程形成初步的認識。裝拆的重點是軸系零部件的結構及裝配關系, 再此基礎上讓學生應用已有零部件設計一個合理的軸系,使學生能在課程設計中結合實際的參數要求設計出合理的軸系結構和尺寸。
在課程設計過程中也要重視老師的指導作用,一次成功的課程設計與教師的悉心指導是分不開的。為此應改變以前過于集中的指導方式,變“集中式指導”為“集中與分段相結合式指導”,設計前通過集中式的講解交待清楚所要完成的設計任務,針對具體的設計任務如何入手去做,通過教師已有的設計經驗,引導學生解決設計初期的入手難得問題,對于設計中的主要注意事項應交待清楚避免在設計過程中學生走彎路,在設計過程中教師應經常到教室中去,發現共性問題要及時地集中講解,對個別底子薄的同學應進行個別指導,及時解決存在的障礙性問題,便于設計的如期完成,在設計的后期主要是檢查與糾正細節。在具體的指導過程中要求教師要以學生的設計思想為主線,在不改變學生原有總體設計方案的前提下,進行指導完善此設計,讓學生能真正地進行應用所學的知識進行創造性設計,讓學生能夠真正成為設計的主體,在完成此設計的基礎上,讓學生能夠真正地領會完成一次設計的總體設計思路和收獲自己的設計成果的成就感?？偠灾?課程涉及的改革方向應以培養學生的設計創新能力和解決實際問題的能力為出發點。
3設計成果的展現形式
采用現代先進的機械設計手段,改變傳統的純手工繪圖的方式。要求學生提交的設計成果為手繪的設計草圖,手寫版的設計說明書,以及電子版的設計總體裝配圖和典型的軸類、齒輪類和箱體類零件圖。隨著科技的進步,計算機在設計、生產、試驗各領域發揮越來越重要的作用。為了順應社會對人才的需求,必須重視學生的應用和掌握計算機的能力,在我院的機械設計專業率先試點要求總體裝配圖利用CAD完成。對于基礎較好的同學要求應用SolidWorks、CATIA等三維繪圖軟件完成齒輪、軸、箱體、端蓋等所有機械零件的結構設計,完成整機的裝配,然后進行機構的運動仿真和干涉檢驗。
設計成果的評定方式,改變原有的只看圖紙的評定方式,采用答辯與平時的設計表現相結合的方式,以圖紙、計算說明書和答辯成績為主,兼顧設計態度、準備情況、出勤率、進度、協作、總結等表現。答辯過程中師生間的相互交流是教師評定設計質量高低最有效的手段,通過答辯老師能夠發現總結設計過程中所存在的問題,同時也是學生自我檢驗的最有效的方式,通過答辯鍛煉了學生的語言組織和表達能力,有利于培養學生的宏觀地看待問題和總結能力,能夠強有力地督促學生及時地解決設計過程所存在的細節問題,防止懶散和懈怠現象的發生。
4結束語
機械基礎課程設計是機械類專業重要的實踐教學環節之一,對培養學生分析和解決工程實際問題的能力起著十分重要的作用。經過全體機械設計基礎教師的努力,在課程設計過程中所進行的相關改革和實踐,在組織教學內容方面加強專業特色適當地改變教學內容,在設計手段上應用現代的設計方法,在成果的展現形式上突出了實時動態的考核方式,能夠全方位提高機械設計基礎課程設計的質量,提高學生的綜合能力。隨著應用型本科教育改革的進一步深入,如何再提高教學質量,保證應用性本科人才培養模式的實現是我們全體機械教師不斷努力地探索和奮斗的目標。
參考文獻:
由于每屆或每班的指導教師不同，設計題目、內容、要求、難易程度偏離太大。如有數控機床改造設計、伺服系統控制設計、交通燈控制設計等，要求、工作量也不相同。有的設計任務偏難，有的設計任務又太簡單。
（2）設計資料缺乏。
由于機電一體化是一門新興的技術和專業，這方面的知識內容都在相關的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設計，收集這方面的資料較困難。沒有現成的資料匯編及設計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設計那樣的系統完整的課程設計指導書。在設計中盲目性較大。
（3）師資不足。
最早幾年機電專業方向只有一個班或兩個班，指導教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統課程的教師指導。近幾年隨著學生的擴招，機電專業擴展到4~5個班，指導教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養。
2機電一體化課程設計改進措施
（1）編寫合適的機電一體化課程設計指導書，配齊設計資料。
到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設計指導書，所以有必要編寫合適的機電一體化課程設計指導書，并收集較全的資料進行匯編，與指導書匯編成冊。
（2）規范設計題目，統一要求。
規范設計題目不是整個設計都用同一個題目，而是在一個范圍內選擇題目，教師根據所選的題目按統一的要求下達任務書。設計題目一般以簡易數控機床設計、數控機床改造設計、機器人及控制設計較為合適。在市場上可見的機電產品多得很，不是所有的機電產品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機電專業的課程設置是以機床設計、機器人設計控制為典型產品的，在機電一體化課程設計中要反映課程設置的內容。機電專業方向課程有機電一體化系統設計、計算機控制技術、機械制造裝備設計、機器人導論等課程。這些課程的內容在電的方面主要介紹了以計算機為核心的控制系統；機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結構及相關的標準部件，如滾動導軌、滾珠絲杠等。在選題及設計中要反映上述的內容。因此規范化的題目主要為數控車床（或銑床、鉆床等）設計、車床（或銑床、鉆床等）數控化改造設計、或是工業機器人及控制設計。這些都具有一定的機械部分內容，如數控機床進給軸傳動部件，機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、導軌的應用等。電的方面包含數控系統電路設計，計算機控制系統設計及對機械部分的控制；從而實現了機電結合。對規范化的題目、要求及上述設計內容都已編入指導書中。
（3）指導教師的培養。
首先被培訓的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關的課程內容，然后在機電一體化課程設計進行中跟班輔導，以培養出合格的指導教師。
（4）加強督察。
當指導教師接到指導課程設計任務后，首先拿到機電一體化課程設計指導書，根據要求寫出課程設計任務書；并由教研室主任或院教學指導委員會審查，合格才可向學生下達任務。指導中，教師要填寫指導日志，隨時記錄指導中的難點、及出現的問題和解決方法，并進行小結，以便下一次指導時提高設計水平。
3機電一體化課程設計指導書主要內容
3.1設計題目確定及要求
3.2總體方案確定
（1）總體方案設計；
（2）繪制總體方案圖。
3.3伺服系統機械傳動部件設計
（1）切削力計算；
（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型；
（3）伺服系統傳動設計；
（4）步進電機當量扭矩計算及選型；
（5）機械傳動結構設計（繪制一個軸的機械裝配圖）。
3.4控制系統硬件電路設計
（1）確定控制系統方案及繪制系統框圖；
（2）單片機的選用；
（3）存儲器的選用與擴展；
（4）譯碼電路設計；
（5）接口電路設計；
（6）繪制控制系統硬件電路原理圖。
3.5基本的參考圖表匯編。
4近一屆學生機電一體化課程設計進行情況
4.1教師配備
近一屆機電專業學生，每屆有四個班進行機電一體化課程設計，共配備6名教師；其中有四名為獨立指導教師，兩名為輔導教師，為培養新的指導教師儲備力量。
4.2指導書的使用及設計過程
設計學生和指導教師每人一份機電一體化課程設計指導書。教師按照要求寫出機電一體化課程設計任務書，并經研究所長審查后發給學生。設計題目主要有CA6140普通車床數控化改造設計、C6132普通車床數控化改造設計。在同一個題目的學生中，要求設計進給軸部件時，一部分學生設計X軸進給部件，另一部分學生設計Z軸進給部件。整個過程根據設計任務書的題目、要求和機電一體化課程設計指導書給出的設計步驟、方法，先進行總體方案設計，再進行機械傳動部件設計，最后進行CNC硬件電路設計。整個過程經過了機械、電子兩方面的訓練，實現了機電結合，達到預期效果。
4.3填寫指導日志
教師在指導設計的過程中，及時填寫指導日志，記錄設計中的難點、問題，并進行小結。
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A
引言
機械產品往往由于喪失精度而報廢，周期性檢修的實質就是對其精度的檢定和修復，沒有足夠的幾何精度，機械產品就失去了使用價值。因此，從理論上講，無論何種生產類型、何種功能要求，都應該對零件的幾何要素提出精度要求。精度設計用以確定機械各零件幾何要素的公差。機械產品的精度設計是聯系產品使用性能和生產制造過程的橋梁[1]，精度設計給定的公差等級、采用的公差原則對生產設備的選擇、工裝夾具的設計和制造、檢驗方法的制定等方面有著決定作用，它直接影響著生產成本的高低，進而影響著產品的市場競爭能力。
《互換性與測量技術基礎》是高等院校機械類、儀器儀表類和機電相結合類各專業必需的主干技術基礎課程[2]，涵蓋了幾何精度設計與檢測兩方面的內容。在幾年的教學實踐中發現以下問題：
（1）學生沒有充分意識到幾何精度對機械產品使用性能的重要性。在課程設計和畢業設計時，只做完系統設計與參數設計，精度設計基本就沒做或者很少做。
（2）學生不具備相應的精度設計能力，不能靈活運用所學的相關知識進行機械產品設計。在課程設計和畢業設計時，精度的確定并沒有考慮產品的性能要求和生產成本之間的關系，所做的設計在目前生產條件下無法制造生產，或者造成生產成本的增加。
（3）學生不能正確運用設計標準和規范。比如，在齒輪的設計中，圖紙表達不完善，參數表只有結構參數的內容，而沒有精度參數的內容，甚至沒有參數表；標準件并沒有按照國家標準選用規格；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、建設課程群，確立精度設計地位
課程群是為完善同一施教對象的認知結構，而將本專業或跨專業培養方案中若干門在知識、方法、問題等方面有邏輯聯系的課程加以整合而成的課程體系[3]。以實現學生綜合設計能力、創新能力為培養目標，把“機械制圖”、“機械原理”、“機械設計”、“互換性與測量技術”4門課程的各教學環節進行優化重組融合，形成機械類專業基礎課群。機械產品的設計過程通?？煞譃槿齻€階段：系統設計、參數設計和精度設計[4]。如果說系統設計為機械產品的一次設計，那么精度設計就是系統的三次設計。系統設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計，是運動學的設計，主要由機械原理課程承擔；參數設計以保證系統的能量轉換和工作壽命來確定機構各零件幾何要素的公稱值，由機械設計課程承擔；精度設計以保證機械產品的性能要求同時考慮制造的經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課程承擔。
通過分析，互換性與技術測量課程的教學內容應該以精度設計為主線，以提高精度設計能力為目標，和機械原理課程及機械設計課程共同研究機械產品的設計。
二、設計性能檢測實驗，增強精度設計意識
在幾年的教學實踐中發現，學生能夠理解機械結構參數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計就是做系統設計和參數設計，認為精度無關緊要。
為了更好的幫助學生理解幾何精度設計在生產實際中的應用，體會幾何精度對機械產品性能的重要影響，增強學生綜合運用知識能力，強化機械設計、幾何精度和機械制造之間的相關性，指導畢業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品性能的影響，增強精度設計意識。
本實驗臺的整體結構系統圖如圖1所示：
圖1：機械性能檢測實驗臺整體結構系統圖
直流電機作為動力通過一個一級傳動機構驅動發電機工作，并設計的檢測系統（傳感器、采集卡、PC機自行開發的測試系統）對其性能指標進行檢測，如傳動效率、振動、噪聲、溫度等。傳動機構的主要零件是可以拆裝的，同時，主要零部件配備有多套（結構參數相同，僅精度不同）。實驗時，學生組裝不同精度的傳動機構，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學生綜合運用所學相關知識的能力。
三、進行綜合設計，提高精度設計能力
依據機械類專業教學計劃，機械原理課程和機械設計課程及互換性與測量技術課程一般都安排有相應的2～3周的課程設計。課程設計一般要求學生在相對集中的時間內運用所學的相關知識完成一個具體的小設計[5]。目前，一般教學安排都是每門課程獨立安排相應的課程設計，而這樣做的結果對學生造成一種誤導，形成“機械設計就是系統設計”，或者“機械設計就是參數設計”，“質量（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計能力的培養；另外，也不利于“培養學生的工程實踐能力和創新能力”教學目標的實現。以至于做畢業設計甚至在實際工作中，出現圖紙表達不清楚、不合理、不符合規范，或者設計出來的產品依據目前的生產條件根本沒法生產或者是生產成本過高等問題。
針對以上問題，把機械原理課程設計、機械設計課程設計及互換性與技術測量課程設計進行優化、整合。以培養綜合設計能力為目標，進行綜合性課課程設計。
（一）課程設計內容優化改革
目前，機械設計課程設計所做的機械產品設計基本上都是只考慮系統設計和參數設計，至于精度設計，基本就沒做或者做的很少，有的只是在圖紙上參照相關的設計做了些公差標注，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。
曾經針對此問題，提出在互換性與測量技術課程設計調整精度設計的內容，讓學生各自找出自己所做的機械設計課程設計，對整個設計進行完善。學生在系統設計和參數設計的基礎上進行精度設計，并對前期的錯誤進行更正，形成完整的機械產品技術資料。
通過此項改革，提升了學生對精度設計在機械產品設計的重要性認識，但是，這樣就會由于工作的不連續就耽誤了很多時間。首先，對機械設計課程設計、機械原理課程設計、互換性與技術測量課程設計時間進行調整，調整為同時進行；然后，對其設計內容進行整合，取消原來的獨立課程設計，實行綜合課程設計，涵蓋系統設計、參數設計、精度設計等內容。
（二）選題來源于工程實際
目前，機械設計課程設計題目大多是“一級或二級齒輪減速器”的設計，它涵蓋了“機械設計”課程中大部分內容，有助于學生加強相關的知識的綜合運用能力，但這樣就出現題目單一化，不能充分調動學生的創新意識。通過對以往的課程設計答辯情況來看，部分學生曾出現抄襲現象?；诖?，課程設計的選題來源于工程實際，解決所在城市廠礦的實際問題。根據任務的大小對學生進行分組，使學生協同完成整個設計任務，而所做設計是否能滿足實際需要，可以直接在生產中得到檢驗，在工程實際中體會精度設計與生產性能及生產成本的關系，增強學生的工程意識。另外，設計要變為產品，圖紙是設計工作者和制造工作者之間的溝通語言，這樣，圖紙的表達必須規范。學生在實際工程中體會圖紙表達規范化的重要性，并能運用國標進行規范化設計。
四、改革考核辦法，激發學生學習動力
以往，對于課程設計的考核方法是“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，并不知道自己掌握的相應知識到何種程度，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，應該能夠全面、正確、有效地實現檢查評價、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。在答辯進行完畢，指導老師就精度設計和學生進行互動，學生在互動中調動學習的積極性，并能對知識理解的更深刻。然后通過老師的總結，使學生對精度設計的脈絡有個更清楚的知識，能夠掌握精度設計的要領，并能體會精度設計在機械產品設計中的地位。從而激發學生學習知識的積極性和動力。
五、結束語
精度設計作為機械產品設計的一個重要環節，在理論教學與實踐教學中應該加強學生精度設計能力的培養。近年的教學實踐，學生精度設計能力有了很大的提高，為以后的畢業設計和工作打下良好的基礎。
[參考文獻]
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在機械設計制造及其自動化專業的授課過程中，有許多課程都具有很強的實踐性，對這些課程進行學習及課程設計是學生進行實踐的有利途徑，其中最典型的課程就是《機械制造技術基礎》，在對這門課程進行學習的過程中，經常需要學生根據課程安排，借助計算機進行相關零件的課程設計。具體來說學生在課程設計中應做到以下幾個方面：
（1）了解具體的任務安排，熟練掌握運用計算機。要想有效的進行實踐活動做好課程設計，學生在進行課程設計之前應對具體的任務進行全面的了解，對任務的類型，工藝的流程，細節的要求，進行了解，為課程設計的準確進行提供保障。同時，《機械制造技術基礎》課程的課程設計需要借助計算機進行輔助，因此學生應熟練的運用計算機，掌握工程設計必須的計算機操作技能，確保工程設計的順利進行。
（2）按照標準獨立完成，提高知識的綜合運用能力。工程設計對于學生能力的提高有很大的幫助，因此學生在工程設計中應盡可能的獨立完成。同時端正課程設計的態度，嚴格按照工程設計具體任務的規范進行設計，掌握工程設計的流程，規則等內容，將課堂所學知識綜合的運用到課程設計中去，提高自身的知識的綜合運用能力。
1.2針對數控加工的綜合實踐
數控加工技術綜合實踐，是高職院校學生進行實踐活動的重要途徑。在機械設計制造及其自動化專業的學生掌握了一定的專業知識后，學校將抽出一周的時間安排學生進行數控加工的綜合實踐，幫助學生加深對知識的掌握，提高學生的綜合能力。具體的來說數控加工綜合實踐包括幾方面的內容：
（1）進行計算機輔助設計訓練。隨著現在科技的發展，計算機已經成為了機械設計制造不可缺少的輔助工具，因此在數控加工綜合實踐中進行計算機輔助設計訓練是其主要內容之一。
（2）完整的進行零件設計的操作。學生在日常的課程設計中對于零件的設計僅停留在某一階段，沒有完整的進行過零件設計的操作，因此在數控加工技術綜合實踐中，高職院校為學生提供了一次完整的操作機會，從零件的設計，圖紙的敲定，到零件的成型，學生全程予以參與。使學生對機械設計制造及其自動化有了更深層次的認識，有效的提升了學生學習的熱情。
1.3機電綜合課程設計
機電綜合課程設計是在數控加工等課程的基礎上進行的又一次綜合性的實踐活動，其與其他實踐活動一樣，在實踐過程中著重提升學生對知識的綜合運用能力，順應現在社會對人才的要求。相較于前兩種實踐，機電綜合課程設計其對學生專業知識的要求更進了一步，對學生計算機的應用也提出了新的要求，具體的來說機電綜合課程設計包含以下幾方面的內容：
（1）總方案的制度。在機電綜合課程的設計過程中，總方案的制定是關鍵，其左右著課程設計的成敗，因此學生在進行機電綜合課程設計中首先要根據具體的課程設計內容，從任務實際出發，對制定的方案反復分析論證，制定出切實可行的總方案，指導課程設計的進行
（2）重視機械設計中的重點部分。機械設計是一個復雜的過程，其中包括各個部分，在這些部分中有些重點部分學生應給予注意，確保重點部位的設計。例如傳動機構的結構設計等。
（3）數控系統方面的設計。數控系統的設計對于機電綜合課程設計至關重要，其包含了多方面的內容。學生在進行這方面的設計時應，認真仔細的進行設計，全面的考慮課程設計的需要，保證課程設計的質量。
（4）課程設計說明書的編寫。課程設計說明書的編寫是機電綜合課程設計的最后一個環節，其對整個課程設計的主旨，內容等方面進行了有效的說明，是對課程設計的概況。
中圖分類號： G642.0 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）01-0155-01
《機械設計》課程是汽車維修工程教育專業的專業技術基礎課程。高等學校的課程建設是專業建設的基礎，當前《機械設計》課程的教學重理論、輕實踐，前沿技術更新不足；沒有根據社會、經濟和科技的發展，及時改進教學方式、方法，滿足社會對一專多能專業人才的需求及學生就業需要，因此課程改革勢在必行。本文從理論教學環節和實踐教學環節等方面進行一些探討。
1 理論教學環節
1.1教學內容
根據本課程的任務，在教學內容組織安排上，根據本專業的特點，加強知識的針對性和實用性，克服原課程內容結構固化、偏重自身完整性和教學內容組織缺乏彈性等問題。提到《機械設計》課程，人們素有“內容多、難掌握；零件類型多、設計方法難于統一；參數、公式、圖表多，難于記憶”的“三多、三難”之感，教師認為不好教，學生認為不好學。我們認為教學內容應該以“夠用”為原則，對過深的理論推導和公式、公理等的推導、證明，可在有選擇的、不影響知識理解連貫性的前提下略減或刪除，以便學生集中精力掌握實用的結論，以解決實際設計問題。例如在齒輪傳動中，齒而接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度設計計算（或校核公式）的推導過程等都可刪除不講，只介紹結論。公式只要求會選用，理解公式中每個參數的含義，會計算就可以了。再比如，流體動力的基本方程的推導過程我們也可以選擇不講，只需要了解形成流體動力的必要條件?？傊?，要對本課程的教學內容的深度和廣度根據汽車維修工程教育專業特點進行調整。
1.2教學過程
在教學過程中，要合理設計備課――課堂講授――課后總結這一主線中的各個環節。
（1）認真備課，使課堂內容少而精且與專業最貼切。在課程教學學時不斷減少的大趨勢下，課堂教學必須做到少而精。但是要做到這點并不容易，因為少而精并非簡單地減少教學內容，而是要恰當地精選內容，科學地組織教學內容。而要精選和科學地組織教學內容，首先必須明確教學要求，吃透教學內容。因為只有這樣才能有明確的日的性和針對性，才能主次分明、邏輯嚴密，使教材由“厚”變“薄”。在教師認真備課的同時，也要求學生認真預習，帶著問題來上課。
（2）課堂講授過程中，重視互動，注意教學方法的合理運用。傳統的以教師為中心的填鴨式的教學模式，教師教什么，學生就學什么，使學生完全處于被動地位，課堂氣氛不活躍，往往影響了教學效果。另外教學設計缺乏對崗位技能需求的分析，沒有充分體現“以服務為宗旨，以就業為導向”的指導思想，教學的主觀能動性得不到充分發揮。
課堂教學不應該是教師個人的獨角戲，而應讓學生積極參與到教學過程中。同時，講授過程中要用貼切的詞匯和術語來表達所傳授的概念和內容，才能使學生對機械設計一這門課不感到枯燥無味。當學生對講解的內容提出疑問，或者是學生提出預習過程中遇到的疑、難點后，可以先請班上其他學生試著回答，再由教師進行細致講解，印象會深刻許多，比單一的填鴨式教育效果要好。當然，在講課過程中，可以采取傳統方式和現代方式相結合的教學方法，以提高學生對課堂內容的理解和掌握。比如說，在講解四桿機構的應用的時候，例如講解機構的運動時，可以通過多媒體播放汽車上雨刮器的運動過程；講解齒輪系的時候，可以播放汽車變速器的工作過程等等。此外還可以播放一些生產和生活中的實際應用錄像，這樣不僅形象生動，學生易接受和理解，同時也能引起學生的興趣，激發學生的學習熱情。
（3）課后總結。對教師來說，課后總結是一種對教學過程的自我反思，帶有自我診斷，自我提高的作用。通過反思教學方法、手段以及達到的效果，檢查和記錄備課中疏漏，使以后的教學更具有合理性和針對性。
2 實踐教學環節
2.1實驗環節
《機械設計》是一門實踐性很強的課程，因此學生要真正掌握好這門課的知識，只有理論知識是不夠的，還必須要使理論與實踐相結合。傳統的實驗教學模式有其弊端，實驗大多是觀摩性、驗證性的，基本上是學生按照實驗指導書規定的幾個項目，學會一些操作，而無實際綜合設計能力的訓練。由于實驗課不是一門獨立的課程，不單獨給學生評定成績，造成學生對實驗課不重視，缺少積極性，而是抱著被動、敷衍式的學習態度。我們設計了帶傳動實驗、滑動軸承實驗、減速器拆裝及軸系結構分析實驗等等。其中，帶傳動實驗中，進行平帶、v帶和圓帶的實驗，可通過計算機測試分析軟件自動繪制滑差率和效率曲線，并可進行傳動過程的模擬。
2.2課程設計環節
課程設計是《機械設計》課程的一個重要的實踐教學環節。目前，不少學校的《機械設計》課程設計的題目都還是集中在減速器的設計，這就難免招致一些偏見，認為教學落后于社會發展。其實在我看來，這樣的認知有一定的誤區。我們講解某一具體零件的設計方法的真正目的并不在于要讓學生去設計這一零件，而是要使學生通過學習掌握一種具體的設計方法，從而具備機械設計的一般能力。在課程設計過程中，要注意設計中的重點和難點。在課程設計之前，除了進行減速器的拆裝以提高學生的感性認識，還可以帶學生去機電市場調研，了解減速器的結構和產品價格，培養學生建立產品的工程實用性、成本設計思想。
對于未能集中開設課程設計的班級，我們把課程設計內容分解成若干個小設計，結合相應章節的知識點，作為課后作業來完成。這樣，即使在不安排課程設計的情況下，也能熟悉一臺機器的完整的設計過程，并在設計過程中學會工具書的使用，這點對于本專業的學習也非常重要。
3 考核環節
目前，汽車維修工程教育專業的《機械設計》課程的考核方法還是期末考試，通過一次性定時閉卷筆試成績來評價學生對該課程的掌握情況。這種考核方法存在一定的弊端，只是側重于基本理論和知識點的掌握，會造成學生在臨考前死記硬背、臨時突擊，不利于考核學生的實踐能力、創新能力和解決問題的綜合能力。建議今后對學生的考核可以突破現有的模式，參考基本理論的掌握情況、實踐能力、課程設計的情況等多方面進行考慮，這樣的評價體系應該能更真實的反應學生對本課程的掌握程度。
4 結束語
《機械設計》是汽車維修工程教育專業的專業技術基礎課程，內容較多，但課時相對較少。研究如何在教學中培養學生機械大系統的觀念、工程意識、機械設計能力、創新意識是非常重要的。而教學內容、教學方法的不斷改進，有助于培養學生創造性思維和設計能力，為今后進行相關機械設計工作打下良好的基礎。
關鍵詞：
工程機械；課程設計；關聯矩陣；課程體系
隨著我國高等教育的改革，課程設計是工程機械體系教學的關鍵。高校在課程設計時大多數是局限課本上的題，雖然書本上的題是經過嚴格的邏輯設計的，但是由于學生本身知識量的有限和對專業的認知等因素，出現“一葉障目，不見泰山”的現象,雖然學習很認真，但是不能將課程與整個體系聯系起來，使學生不知道這些知識用來干什么，怎么用。為適應科學技術的飛速發展和社會對人才的需求，我們應當進一步完善課堂教學和課程設計，更好地適應世界發展的潮流。當前教學中出現的問題主要是：教學結構單一，教學方法“僵硬”不能激發學生的學習積極性，使學生不能發掘課堂上的知識點。針對學生在教學中對知識點的認識不清，不能將整個課程體系結合起來的問題。首先應當轉變教學模式，將以前的照套課本式的教學方法轉變為興趣型的教學方式，在教學中更好地調動學生的興趣，激發學生的學習積極性。其次就是在課程設計時主要依據學生的實踐課程來設定相應的題目，既不脫離教學中的知識點也聯系了實踐理論，最后在培養目標上我們應當重視復合型人才的培養，在教學體系中對于一些關聯性課程的知識點在課堂上應當做簡單地闡述，以培養貫通社會科學，技術科學、人文科學的復合型人才為目標。
一、工程機械關聯性課程體系現狀
工程機械關聯性課程體系的類型主要是以理論為主，其中也有的是理論加實踐，如表1所示。當前大多數高等院校的工程機械關聯性課程沒有實踐訓練，只是依附于課本上的理論知識。對于有實踐訓練的課程，這些實踐缺乏創新性，內容比較簡單，甚至與理論知識缺少內在的聯系。同時機械類的課程設計主要是以齒輪減速箱為設計的對象，雖然設計所涉及的面廣，但是內容缺乏創新性，每年的課程設計大多都是相同的，所以設計的內容老化與社會實際聯系較少，從教學效果的角度看，當前的教學與設計并不能構成一個具有邏輯性的體系。不能滿足現代社會對人才質量的需求。
二、關聯矩陣法建立關聯課程模型
目前，為了更好地使關聯性課程與教學相融合，在此利用關聯矩陣法的原理，建立一種簡單的評價體系，使教師能夠更好地確定關聯性課程的重要性，在設定關聯性矩陣時每一門關聯性課程對整體教學的影響程度是不同的，這種影響程度可以通過學生對興趣來確定，這樣不同的關聯性課程就對應了不同的影響因子，這些影響因子就組成了一個體系，如果關聯性課程體系為,那么對應的影響因子就為,通過關聯性矩陣原理可知，影響因子體系應當滿足：通過關聯矩陣的逐項比較原理選出較好的方案。
三、工程機械教學體系與課程設計的建議
工程機械教學體系與課程設計必須要以現代工程教育的實際背景為前提，根據學科的特點在結合學?，F有資源，在傳統的教學內容的基礎上進行創新，通過現有的實驗室和企業實習的經驗對教學體系進行整合。（1）提高學生學習積極性：所有的實踐要根據學生的興趣來設定，在實踐過程中首先需要學生對整個實踐的理論知識掌握，在自己動手去做去分析，并在做完后提出自己觀點和建議，培養鍛煉學生發現問題，解決問題的能力。（2）培養學生的創新能力：在學生進行實驗室操作的過程中，需要教師繼承并更新以往的設計題目，通過學生們自主提出問題來發掘新的思路，可以通過一個實踐引出多個題目，分層次的進行。這樣能有效的提高學生的創新能力，更好的適應21世紀對創新人才的需求。（3）開展仿真實驗：目前對于計算機的運用已經無處不在，它具有進行大量數據的運算、三維物體的動態模擬等功能，能夠高效的解決實際運算中的繁瑣問題，在實踐教學前先通過計算機對整個實踐過程進行動態模擬，對于在計算過程中出現的問題提出較好的解決方案，避免在實踐過程中出現相應的問題。（4）課程設計聯系工程實際:為了增強學生解決實際工程問題的能力，在選擇課程設計的題目時，我們可以從在工廠參觀學習的車間中選出一些覆蓋面廣且具有一定創新性的零件作為設計的對象。為了使學生更好地對實際工程問題有叫清晰的認識，我們可以邀請工廠里的工程師走進教室，對學生的設計提出實際性的問題及觸發學生的靈感。
四、總結
課程設計與教學體系的設定是高校工程機械體系教學中的一個重要環節中，教學體系的設定直接影響人才的培養。因此，以工程機械教學體系為前提，加強教學和課程設計與工程實際相結合，探索新的教學思路，激發學生學習積極性，確保學生的創新實踐能力，提高畢業人才質量。
參考文獻：
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中圖分類號：G712 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.130
《機械設計》是機械類專業的一門承上啟下的技術基礎課，該課程學習的效果，直接影響對前面所學課程的應用與理解，并為后續課程與畢業設計等環節打下基礎。筆者在多年教學實踐中發現職業教育中的一些問題，并進行了一些理論研究與改革。
1 機械設計課程教學在高等職業教育中的現狀
雖然職業教育和普通本科的目標不完全相同，但是長期以來，許多學校在教學計劃、教材選用、教學方法等方面并沒有完全針對職業教育的特點，教師在課程教學中采用先講授理論課，強調系統性，后進行課程設計等實踐環節的模式，在理論和實踐的銜接上不能很好完成，使學生對設計問題感到迷茫，對于大多課后設計作業和課程設計，只是簡單按書上步驟進行計算，不能系統地了解設計方法。
2 機械設計教學改革的內容
2.1 整合教學環節
《機械設計》的教材雖然很多，但是一般是按照內容體系進行章節劃分，或者有針對性的增加實例，可機械設計理論相對比較成熟，理論知識的論述差別不大，雖然有的教材增加了實例，但是也很難將一個系統的實際問題用一個例子來進行總結。所以，為了提高學生的實踐能力，可以將實踐環節引入課堂教學，盡可能地讓學生將所學知識邊學邊用，增加理論知識活學活用能力。
2.2 引導學生掌握設計的方法、程序和應用，弱化理論與公式的推導
高職教育不同于本科教育，對普通本科學生的強調基礎理論學習的目的由于目標不同也應有所差異。職業教育應突出實用性和針對性的特點，強調學用結合，強調分析和解決實際問題等能力，著重培養能生產、服務第一線需要的技能型、技術型專門人才。整個職業教育的評價標準要堅持以就業為導向。
機械設計課本身也是重應用的一門課程，為了側重學生的實際應用技能的培養，應該將教學內容進行適當調整，強調如何進行設計，弱化公式的理論來源與推導，強調公式與資料的使用、圖表及工具書的查取方法，鍛煉他們的工程實際技能。
3 機械設計課程改革的實施方法
3.1 將課程設計融入到整個教學階段
機械設計課程設計往往放在課程理論教學全部完成后進行，這是因為課程設計很多內容是相關聯的，在沒有全面完成課程學習時，不便于進行課程設計，但這樣做也有一些缺點，諸如：課程結束時已是學期末，學生面臨較多課程的考核，很難靜下心完成課程設計，所以設計效果很差；另外，學期末老師也處于比較忙的階段，也很難比較細致地照顧學生進行設計。鑒于此，我們曾做過將課程設計放在下一學期初進行的嘗試，有一定積極效果，但是也存在學生有很多其他課程的作業，中間間斷時間有點長的缺點。我們也嘗試過，將課程內容的章節順序打亂，提前布置課程設計，避免了上述一些問題，從結果上有一定的效果，也為教學改革提供了一定的借鑒意義。因此，建議將課程設計在學期初就布置下去，規定進度，融入到整個教學階段，強迫學生查閱資料、提前預習，提高教學效果和實踐能力。
3.2 以適宜的工程設計問題作為課程設計任務，將課程設計與實際、教學緊密結合
很多高校的機械設計課程設計大多進行齒輪減速器的設計，究其原因，減速器的設計涵蓋了主要傳動方式、軸、軸承、鍵的設計，是一個相對比較全面的設計問題，所以大多高校多年以來均將它作為課程設計的任務。但是，由于減速器已經標準化，這樣的課程設計除了作為課程的基本練習之外，沒有太多實際應用的價值。另外，原本希望通過課程設計使學生有基本的機械設計的方法和程序的學習，也因為這類題目目前設計資源很廣，學生可以很方便地找到設計參考，而且設計資料也比較簡潔，只介紹結論，對其原因往往不做說明，所以對工程實際能力的提高效果也十分有限。
高職教育不同于本科教育，與普通本科學生強調基礎理論學習的目的不同，高職學生的教育目標更強調技能訓練、強調動手能力。筆者認為，即使在課程設計中沒有涉及到課本中的所有知識點，但如果能增加學生的實際設計能力，也是一種好的收獲。為了強調學生的實際應用技能的培養，我們應對教學內容進行適當調整：首先，進行工程設計的一般步驟、要求、常用的設計理論與方法的介紹，使學生對設計的實施有基本的了解；然后，結合課程設計任務，鼓勵學生進行分析，確定自己所缺少的理論知識，并進行資料的查閱。在課程講解中，強調如何進行設計，減少公式的推導，強調公式的使用與資料、工具書的查取，鍛煉他們的工程實際技能。
3.3 引入相關課程的知識，強調知識的系統性
機械設計是一門承上啟下的課程，通過學習能夠將前面所學的內容在設計中應用，尤其是工程制圖、力學、機械原理以及金屬材料等課程，使學生在設計中能將所學知識進行融會貫通，更好地理解。
另外，應力求突破傳統的教學模式，以工程實踐化為引導，跳出現有高職院?！澳Ｐ徒虒W”的圈子，在課程教學與實踐中，增加學生對零部件的結構、制造和裝配工藝的了解，使學生對機器設備、加工方法、加工與裝配精度等工程技術知識的全面認識，使學生能夠了解實際設計情況。
4 結語
目前，高職教育還存在一些不適應其培養目標的問題，希望通過本課程的教學模式的改革與研究，能為高等職業教育教學內容、教學方法改革的深化起到一定作用，最終提高學生的工程實際能力，培養的學生能順利就業，就業后能盡快適應工作崗位的要求，受到社會和用人單位的好評。
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二、針對機械設計課程設計題目、指導方法，進度安排及考核方法進行改革
（一）設計題目的改革
以前兼職老師給的課程設計題目是多樣化的，鑒于我院學生的基本條件，我們把課程設計的題目統一標準化了，傳動方案也已經給定，目的是讓學生熟悉課程設計的一般方法，掌握應該掌握的知識點，并對機械設計的理論課的知識加以鞏固，并不要求他們創新設計。其設計題目、初始條件和傳動方案如下：設計題目：帶式運輸機的傳動裝置；初始條件：帶式運輸機可運送谷物、型砂、碎礦石、煤等。兩班制工作，連續單向轉動，有輕微振動，輸送帶的速度允許誤差為±5%，使用期限為10年。卷筒與輸送帶間傳動效率96%，減速器批量生產。要求學生每人按學號順序依次選一組數據進行設計計算。
（二）指導方法改革
在課程設計之前，負責人對指導機械設計課程設計的老師集中在一起開個小會，對學生必須掌握的知識點、知識群、關鍵內容都明確要求，要求指導老師每天的上午和下午至少在教室兩個小時，這樣學生有問題就能及時找到老師解決問題。還有學生課程設計進行到第一階段，尤其是課程設計的設計計算初步完成時候，要求指導老師對學生的計算數據進行初步的檢查，并要在草稿本上簽字，才可進行下一階段的工作。這樣就避免后面學生在畫草圖時候發現錯誤，又要反過來重新計算浪費大量的時間，并且可以避免了個別學生抄襲的現象。
（三）進度安排改革
以前兼職老師指導課程設計時候，一次把課程設計要求完成的內容一個半天講完，這樣內容太多，學生根本記不清楚。我們根據三本學生的特點，將機械設計課程設計分為六個階段。每個階段集中講解一次，學生按進度要求完成該完成的任務。第一階段，主要是動員和設計計算。學生在這一階段應該完成的內容包括：選擇電動機；計算總傳動比和分配傳動比；傳動裝置的運動和動力參數計算；傳動件計算；初算軸的最細處直徑；選擇聯軸器（型號、孔徑、孔長等）；初選滾動軸承及其相關參數，軸承蓋是否干涉等。要求學生按上述步驟嚴格進行，不要顛倒。第二階段是草圖繪制。設計計算完畢后，我們會帶學生到實驗室做一個減速器拆裝實驗，主要是對減速器有個感性的認識。然后在集中講解，其內容包括：減速器的結構；減速器的；設計裝配圖的準備；減速器鑄造箱體的結構尺寸；減速器裝配草圖設計；軸和鍵的強度校核，滾動軸承的壽命計算。第三階段是正式繪制裝配圖，在完成減速器裝配草圖后，校核軸、鍵強度及滾動軸承壽命無任何問題時，在此基礎上繼續完成裝配圖。要求注意兩個方面的設計：軸系零件的結構設計；減速器箱體及附件的結構設計。第四階段是裝配圖的檢查。給學生主要講解的內容包括：檢查裝配草圖；標注主要尺寸與配合；編寫減速器的技術特性；編寫技術要求；零件編號；編制零件明細表及標題欄。第五階段是零件圖的繪制。零件工作圖是零件制造、檢驗和制定工藝規程的技術文件，應包括圖形、尺寸及其極限偏差、表面粗糙度、形位公差、技術要求等。零件圖從裝配圖上測繪下來，形狀應與裝配圖一致。第六階段是編寫說明書。說明書的編寫我們也把格式基本給學生，學生按照步驟把草稿整理成冊就可以了。機械設計課程設計總共安排了三周的時間，周末時間不計，具體的進度安排我們設計了一個表。（四）考核方法進行改革課程設計結束后，我們會現場答辯，在答辯時候，會先給個預成績，這個成績非常重要，因為通過答辯，可以看出學生對課程設計掌握的情況，是否有抄襲，一問就基本可以得到答案。最后結合學生交上來的課程設計說明書、裝配圖、零件圖給每個學生單獨評定優、良、中、及格和不及格的成績等級。
《機械設計技術基礎》即是一門技術基礎課，也是能直接用于生產設計的課程，教學目標是培養學生運用機械原理、常用機構，通用機械零部件的基本知識，掌握基本的設計計算方法，設計步驟，分析解決機械工程實際問題的能力；通過課程設計和各種實踐教學手段，進行機械工程技術人員基本素質的訓練，培養認真負責，嚴謹細致的工作態度和工作作風，為學生進入企業從事機械設計工作打下基礎。
一、機械設計技術基礎教學中存在的問題
1、公式多、圖表多、選擇系數多、標準規定多，基本概念和基本理論比較抽象，學生缺乏耐心和學習興趣，使教學中存在著很大的難度。
2、理論性強、系統性強、實踐性強、需要掌握的知識面廣，學習難度大。
3、要成為一個合格的機械工程設計人員要求高。不僅要掌握機械設計的基本知識、基本理論、基本設計方法和步驟，還要了解材料的選擇，毛坯制造，加工設備的選擇，加工工藝的確定，生產組織方式及制造成本等。
4、隨著教學的改革和課程體系的調整，課時越來越少，需要講授的內容越來越多。有的職業院校把金屬工藝學、理論力學、材料力學、機械原理、機械零件都融匯到機械設計技術基礎一門課，知識點太多，使學生很難聯系起來融匯貫通。
5、傳統的教學方法，板書加幻燈片，講完布置作業的教學方法很難適應教學的需要，傳遞的信息量少，學生被動接受，達不到理想的教學效果。
為培養高素質技能型人才，滿足社會不斷發展的要求，對教學的模式和方法有必要改進行改革。
二、機械設計技術基礎教學方法改革措施
1、調整教學內容
教學內容以適用夠用為原則。重點在機械傳動，常用機構，通用機械零部件的工作原理、結構特點、技術標準、加工工藝、材料選擇、使用維護；掌握基本的設計原理、設計方法、設計步驟。刪減那些過深、過時的理論推導和證明，高職培養的是技能型、適用型人才，沒有必要把理論的推導，公式、定理的證明搞得清清楚楚，明明白白，應重點教會學生怎樣實際運用這些基本理論、公式、定理、設計方法、技術標準、設計手冊、技術資料來計算、查找、選擇、確定所需要的參數；運用機械設計的基本原理和設計方法來進行構思和結構設計，解決工程設計的實際問題，這樣即符合高職教育的培養目標，也能取得較好教學效果。
2、改革傳統的課程設計教學模式
課程設計是重要的實踐教學環節，通過具體的機械設計，培養學生綜合運用機械設計技術基礎和其他相關課程知識進行機械設計的能力，訓練學生查閱標準、規范、手冊和相關技術資料的能力。將原來理論教學結束后兩周的課程設計溶入到理論教學的各個模塊中。第一堂課就給學生下達《課程設計任務書》，使學生明白這門課學習后要完成的具體設計任務。以帶式輸送機減速器課程設計為主線，每一個模塊給學生下達一個《學生工作任務書》，使學生知道這個模塊學習后要完成減速器的哪部分的計算和設計，讓學生帶著工作任務去學習，把課程設計大量的設計計算工作分解到整個學期，學了就用，邊學邊用，提高學生學習的積極性，訓練學生綜合應用的能力，課程學習結束的同時完成相應的課程設計任務。
課程設計完成后，讓學生把自己的設計拿來進行分組討論，講述自己的設計思路、設計方法、設計的特點，主要參數的確定，工程圖的表達，相互之間進行分析比較、歸納總結，找出不足，進行完善，提高學生設計能力和設計水平。
3、采用模塊化教學
打破教材章節的限制，把培養目標相同的相關的教學內容集中到一個模塊，每一個模塊都有培養的知識目標、能力目標、素質目標，使知識更加系統化，培養目標明確化。每一個模塊配一個《學生工作任務書》使學生知道這個模塊學習后要完成的工作任務，讓學生目標明確，有的放矢的進行學習。例如在學習帶傳動這個模塊時，把電動機的選擇加入進去，因為電機的動力往往是通過皮帶輪和聯軸器來連接輸出裝置輸出的，《學生工作任務書》要求學生學習這個模塊后，計算帶式輸送機減速器需要的輸入功率，分配各級傳動的傳動比，確定電機轉速，根據功率和電機轉速選擇電動機，V型帶型號及數量的確定，帶輪的結構形狀和尺寸的確定，帶輪工程圖的設計。
4、改革教學手段，加強實驗教學
充分利用現代化的教學手段，改善教學效果。把理論和實踐結合起來，進行理實一體化教學。利用各種軟件進行多媒體課件開發，如利用Flash軟件開發集圖、文、聲、像于一體的高質量課件，模擬演示四桿機構的運動過程，知識容量大，內容充實，生動形象，激發學生學習興趣，增強教學效果；利用實物、模型進行課堂演示教學，增強學生的感性認識；利用機原機零實驗室和實訓車間讓學生參觀了解各種機構的運動形式和特點及通用機械零件的結構；在齒輪傳動模塊學習時，讓學生進行減速器的拆裝和測繪，使學生對齒輪傳動的特點、標準中心距、齒輪側隙、頂隙更充分的理解；在學習通用機械零部件的過程中，安排學生進行一周的普通機械加工實習，加深學生對機械零件結構和加工工藝的了解；把理論教學和實踐教學有機結合起來，以機械設計為線索，以解決工程實際問題為目標，提高設計的科學性和實用性。
5、注重培養學生的工程意識和敬業精神
工程設計的目的是生產應用，設計時必須注重實用性和經濟性，設計人員必須有高度的責任心，因此要把培養學生認真負責的敬業精神，嚴謹細致的工作態度和工作作風貫穿于整個教學過程中，即注重知識的學習又注重能力和素質的培養。教師要不斷地創新、總結和完善教學方法，才能更好地進行教學，培養出適應社會需要和崗位需要的人才。
參考文獻：
