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如何有機整合分析與設計內容是提高該實踐教學質量的關鍵所在。它應以培養學生的創新設計能力為主，機構分析為輔而開展的一次實踐性教學，如果以機構的分析為主，將會削弱學生在方案設計方面的訓練。機械系統的方案設計是整個機械設計的第一步，也是最具創新性的一個環節，方案設計的好壞將直接影響到機械設計產品的性能優劣及其在市場上的競爭力。機械系統方案設計主要包括執行系統和傳動系統的方案設計。其中執行系統的方案設計是機械系統方案設計的核心，其重點是執行系統的功能原理的設計，執行構件的運動規律設計以及執行系統的協調設計，根據設計結果可繪制出機械工作循環圖。，圖3a為某一金屬片沖制機的工藝動作分解（分別為送料、沖制、退回等），它以主軸為定標件，沖頭和送料以主軸的轉動角度為基準繪制而成。為提高生產率，各執行構件的工作行程允許局部重疊。在課程設計教學中，為了使所有的學生都能基本完成設計任務，題目難度應具有一定的開放性和伸縮性。在內容上可以擴展，進一步延伸至后續教學的機械設計課程設計，凸顯出教學的連續性，使學生得到更系統，更完整的實踐訓練。學生通過收集資料、方案設計和課堂討論等方法，能夠得到一次較為全面的創新設計的初步訓練。如設計題目可以只給出機器需實現的功能要求，老師可以提供一種實現該功能的典型機構，讓學生對此機構進行分析。在此基礎上，要求每個（組）學生再提供一種新的方案，可以是執行系統的方案，也可以是傳動系統的方案，以此激發學生，充分發揮其主觀能動性，使其認真查閱資料，獨立思考，積極創新。最后匯總方案，評選出幾種較好的方案，通過討論與比較方案的優與劣，達到提升學生分析與創新能力的目標。如在牛頭刨床中實現刨頭的慢進快退功能可采用連桿機構、凸輪機構。連桿機構中可采用各式各樣的滑塊機構，凸輪機構可以采用平面或空間凸輪機構，還可以采用組合機構。由此將衍生出很多傳動機構，再從實現功能的難易、傳動性能的好壞、結構的合理性以及經濟性等方面給予評價。

三、合理利用計算機技術

在當前的教學中，課程設計環節一般要求手工書寫計算說明書和手工繪圖。但是，現代機械設計根本離不開計算機技術的應用，所以在課程設計中，應用計算機輔助分析與設計技術也是將計算機理論知識得以實際應用的一次實踐活動。因此，要積極鼓勵學生努力將計算機技術應用到課程學習當中，提高其學習興趣，同時避免手工書寫、繪圖慢且不容易保證質量的弊端。在上述方案確定之后，機構的尺寸參數、機構的運動分析、工作循環圖繪制、飛輪設計及繪圖等應用計算機技術之后，可以得到精確的計算結果，分析或設計修改較為方便，可以較快地得到修改后的結果。如改變某一機構尺寸參數，此改變參數對機構運動性能和動力性能的影響可以通過計算機技術分析快速獲得。同時，還可以進一步利用計算機仿真對整個機械系統的運動規律進行演示和研究。當然，做到這一步是需要較為扎實的計算機功底，所以應用計算機完成工作量的比例應給予認真考慮，因材施教，避免造成以計算機應用為主的實踐性教學。

四、考核方法

一般理論考試每題每個步驟都有得分計算，但是課程設計沒有，最終成績也幾乎都是五分制計，即優秀、良好、中等、及格和不及格等五個檔。這就使成績的評定容易帶有一定的主觀性和隨意性，從而失去可信度，這將在學生中產生很不好的影響，一定程度上打擊了認真學生的積極性，又助長了不主動學習學生的惰性。所以考核要有其合理性、科學性。考核分教學過程和課程設計成果兩部分進行。教學過程是指從學生拿到設計題目開始，到整個設計過程結束，指導教師應掌握每個學生的具體進行情況，并作簡略的記錄，做到評定有據可查。課程設計成果是指學生最后上交的材料，可組織2～3名教師組成的答辯小組進行答辯，這樣可以檢驗學生學習的扎實度，也可一定程度上檢查出學生是否有抄襲行為，同時還可以作為學生畢業設計答辯的一次簡單訓練。

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《機械原理課程設計》是培養學生綜合運用機械原理課程所學理論知識，系統地完成一個大型機構設計課題，使學生獲得工程技術訓練的必不可少的實踐性教學環節[1-8]。本課程的時間一般安排在大二，它是機械類學生首次接觸的專業基礎知識，其重要性不言而喻。《機械原理課程設計》的教學改革，作為教學的重點和熱點，一直在各高校中進行，研究課程設計的目的、內容、方法、題目、組織形式，探索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，但是，迄今未有廣泛認同的一體模式，基本上是各高校根據自身的特點，各自拿出一套解決方案。鑒于以前課程設計方法已經沿用多年，這與時代的發展和要求有了不小的距離，迫切需要進行適當的改革，使得結合本校實際情況，任課老師群策群力、多次討論和反復修改，得出了系統的改革方案，并在近三年里加以實施，獲得了良好的效果。

一、改革主要任務與方法

改革主要涉及課程設計題目和時間安排。以前，本校《機械原理課程設計》源于傳統的幾個題目，如牛頭刨床機構設計，凸輪、齒輪機構設計，主要以基礎訓練為住，是對理論課內容的加深鞏固，基本等同于一個大作業，雖然能起到理論教學內容的目的，畢竟與時代的要求有一定的距離，因此必須做出改進。

機械原理課程改革主要體現在課程設計題目的改變。本課程設計提供了A、B、C三類題目。A為指定性設計題目，B為創新性題目，C為機構仿真類題目，要求每個學生選擇其中的一個題目。下面是部分題目名稱：A.指定性設計題目，題目1：洗瓶機設計；題目2：醫用棉簽卷棉機設計；題目3：步進輸送機設計。B.創新性設計題目，題目1：設計適合老、中、青不同年齡段使用并針對不同職業活動性質（如坐辦公室人員運動少的特點）的健身機械；題目2：汽車夏天露天停車，設計一傘狀機械裝置，為汽車遮擋陽光；題目3：多功能擔架。設計一種可用于崎嶇路上手抬、平路上手推、靜止時可作休息的小床或座椅的多功能擔架。C.機構仿真題目，題目1：鉸鏈式顎式破碎機方案分析；題目2：一種夾緊機構模擬與分析；題目3：汽車轉向機構模擬。每年給出的題目可以有所變化。例如，對于B類創新性題目，可以結合每兩年一次的全國機械創新大賽給出的題目，給出類似的題目，可以從中篩選出具有潛力的學生，參加大賽。改革的另一項體現在課程設計時間的安排上。由于新設計題目難度較大，一周的課程設計時間，很難完成，因此做了如下安排：①第18周一課程考試完后，老師就可提前布置設計任務。學生即日起可根據本任務選擇自己的題目，查閱資料，構思設計。②課程設計周第1天～第3天，老師到新校區授課教室答疑式輔導，有問題的學生可以來問。③課程設計周第4～5天，小答辯方式，老師在教室檢查設計。每個學生展示自己的設計結果，并做說明。④課程設計周第5天，學生上交課程設計結果。

二、實施效果

此次課程設計，學生總體經歷和感受可以概括為“困惑—討論—實做—成就感”。從選擇三類題目的數量來看，指定性設計題目和創新性題目選擇的人較多，且數量相當，自己選定題目后，馬上發現題目很難；對創新性題目，一時想不起具有創新點的設計，對指定性設計題目，發現自己理論基礎欠缺的有很多；對機構仿真類題目，發現自己軟件應用能力很差。總之，學生的自信受到嚴峻的考驗。課程設計周的前幾天，也是最艱難的幾天，同學們在受到暫短的挫折之后，會積極地查閱資料，與同類型題目同學相互探討，相互學習，遇到不能解決的問題，輔導教師給出詳細的解釋，大多數同學能在規定的時間內獨立完成主體設計。從完成的情況來看，對指定性設計題目，學生能給出完整的設計方案，基礎知識應用較全面；對創新性題目，不少同學提出了很好的選題，在與老師和同學討論后，圖文并茂地描述出自己的設想；對機構仿真類題目，這些同學一般是對軟件有較大愛好，有一定基礎，也有的是在短短幾天內突擊學習，也有不俗的表現，對設計、分析軟件的應用有了良好的開端。絕大多數學生獨立地完成了設計，其中不乏具有創意的高水平作品，有的已經上報申請專利，總體成績和往屆相比較好。不少同學用“非常好的訓練”、“艱難的過程”、“成就感”等來總結自己的課程設計。

三、存在的問題

此次課程設計的改革嘗試，也暴露出不少問題：課程設計時間緊迫，不足以最好地供學生完成任務。目前課程設計時間為一周，但是，在前面的1～2天常被拖延到后面的考試科目占據，后面又面臨回家，如果沒有充分的時間保證，任何完美的改革嘗試均不能收到實效。學生機械相關基礎知識有缺陷，不足以完整表達自己的設計思想。《機械原理課程設計》的主要重點在方案設計，這是目前的共識，但是，即使僅僅表達設計方案，學生表現也力有不逮。反映在制圖能力、計算能力，甚至文字表達能力，均很欠缺。這點有待整個機械類課程體系的全面改革，才能從根本上解決。設計題目有待進一步完善。此次改革，設計題目是在短期內集思廣益收集得到的，難度參差不齊，總體來說較有新意，但是結合以后的專業發展，應該多納入一些實際類型的題目。

四、進一步設想

目前，機械類學生的實踐性教學環節大致有《機械原理課程設計》、《機械設計課程設計》、《金工實習》、《專業課程設計》和《畢業設計》等，這是數十年來一直沿用的模式，隨著現代制造加工的更深、更廣的要求，這種各種為戰的教學模式，已經暴露出很多問題，難以分別解決，這里設想對這些課程加以整合，在不增加總體課時的基礎上，用一門大的課程，姑且稱為創新設計課程，來取而代之，時間安排在大三以后。這門課程的特點在于：教師給出一個大的題目范圍，學生自己用三維設計軟件進行產品設計，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、有限元分析和優化等，最大限度地減少設計失誤。學生自己動手，加工出自己設計的產品，進行產品答辯、。如此，學生對整個產品的開發有一個全面的認識，由于加工產品需要原料成本，學生將更具有對自己產品的責任意識，一個大的題目，是以小組的形式完成，在設計、制作過程中，可以培養學生的團隊精神，對優秀的設計作品，完成后組織上報專利申請，并推薦參加各種大學生競賽，如挑戰杯、機械創新大賽等，激勵學生創新。這也是對學生將來在企業工作的一次逼真的預演。

參考文獻：

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[6]姜琪.機械運動方案及機構設計——機械原理課程設計題例及指導[M].北京：高等教育出版社，1991.

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機械原理課程設計能夠培養機械類專業學生創新能力，是學生綜合運用機械原理課程所學的理論知識解決實際問題，獲得工程技術實訓的實踐性教學環節。長期以來，各個學校來對“機械原理”課程設計的教學內容與教學方法進行了不少的改革，取決了較好的效果。但在課程設計過程中對機械機構的方案進行對比分析或變參數分析存在很多局限性，這在一定程度上影響到這門課程的教學效果和學生的學習積極性。

為進一步鞏固學生在課程階段所學的理論知識，培養其獨立分析和解決問題的能力，解決產品方案設計教學與結構設計教學相脫節的問題，獲得產品開發的綜合設計能力，筆者讓學生利用ADAMS軟件完成課程設計中的機械運動學及動力學的分析和設計，這改變了原來學生用圖解法或解析法進行機械原理課程設計的傳統做法。讓學生在設計過程中得到系統的訓練，這使學生變學生的被動學習為主動學習，教學效果很好。

一、虛擬樣機技術――ADAMS簡介

虛擬樣機技術是一項新生的工程技術。借助于這項技術，工程師們可以在計算機上建立機械系統的模型，伴之以三維可視化處理，模擬在現實環境下系統的運動和動力特性，并根據仿真結果精化和優化系統的設計與過程。ADAMS是由美國MDI公司開發的一套應用最為廣泛的機械系統運動學和動力學仿真分析軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬樣機進行靜力學、運動學和動力學分析，利用ADAMS軟件建立參數化模型可以進行設計研究、試驗設計和優化分析，為系統參數優化提供了一種高效開發工具。因此，利用ADAMS軟件可對機械原理中凸輪機構、齒輪機構、曲柄連桿機構等常用機構的靜力學、運動學和動力學特性進行仿真，使學門了解現代計算機輔助機械設計的高效、直觀、快捷的特點，從而提高他們的學習積極性。

二、ADAMS在機械原理課程設計中應用

機械原理課程設計的內容和步驟如圖1所示。以機械運動方案設計與解析法機構設計好機構后，可以用ADAMS進行三維運動仿真驗證機構設計的合理性。

ADAMS軟件使用交互式圖形環境和零件庫、約束庫、力庫，創建完全參數化的機械系統幾何模型，對虛擬機械系統進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。同學用戶在仿真過程進行中或者當仿真完成后，都可以觀察主要的數據變化以及模型的運動。這些就像做實際的物理試驗一樣。ADAMS的仿真流程如圖2所示。

1、建模：ADAMS/View是ADAMS系列產品的核心模塊之一，可以像建立物理樣機一樣建立任何機械系統的虛擬樣機。幾何建模是ADAMS/View仿真分析的第一步，先要建立好幾何模型（或者從CAD軟件中導入）、然后用約束限制和定義ADAMS中各零件的位置和運動，模擬機械的實際運行狀況。最后利用外力或運動將他們驅動。ADAMS/View支持參數化建模，以便能很容易地修改模型并用于實驗研究。

2．求解：ADAMS/Solver會根據設定自行運算求解，得到如位移、速度、加速度、作用力及反作用力等信息，不但能得到最終結果，而且還可以獲得計算過程中的每一步的信息。設定仿真時間及仿真步數，設定完畢后點擊即可開始仿真，提交給求解器，在求解的同時，主窗口會同步顯示模型的運動狀況。待仿真結束我們通過可以進行動畫回放模型的運動過程。

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1 現階段機械原理課程設計中存在的問題

機械原理課程設計是學習機械原理的重要實踐性環節，也是機械類學生大學四年中接觸“工程設計”的第一個環節，對學生樹立工程設計的觀點，培養自學能力、獨立工作能力、創新能力，應用現代工程工具的能力有著不可替代的巨大作用。

我校機械原理課程設計從原來一個題目：鎖梁自動成型機，以圖解法進行運動分析為主，發展到今天10個題目以上，以計算機解析法VB編程進行運動分析為主，可以說有了非常巨大的進步。但由于各方面原因，目前我校機械原理課程設計與現代工程的實踐與應用開始出現差距和不足，主要表現在以下幾點：

1.1 VB編程對機械類一般學生難度過大，很多連主程序都弄不清，更不可能自己編寫子程序。而掌握計算機編程技術是一個長期過程，興趣是關鍵，如果學生沒有編程基礎和興趣，此方法很難推廣應用。此外，指導書中包含的基本桿組運動分析子程序只有3個，許多學生在設計機構時很受限制，許多想法都因為缺乏相應桿組子程序而不能實現，只能按“套路”重新設計，嚴重束縛了學生的創造能力。

1.2 機械原理的教學已經從傳統的以機構運動和動力分析為主，轉向以機械系統運動方案設計、機構的綜合為主。因此，機械原理課程設計應該更多的側重方案的選擇和擬定，而在現行課程設計過程中，學生必須花大量的時間熟悉編程進行運動分析，有些學生為了趕進度，沒更多時間考慮并優化方案，草草定案反而成為主流。

1.3 隨著現代工程技術的不斷迅猛發展，以Pro/E、UG、CATIA等為代表的CAD/CAE/CAM軟件已經成為現代機械工程行業中不可或缺的工具，作為機械類學生如果不了解、不會應用現代工程軟件就會與時代脫軌，就會在社會求職中缺乏基本的競爭力，也不符合地方高等院校“培養社會需要人才”的辦學理念。

2 新模式下機械原理課程設計的內容與過程

基于上述原因，對原有機械原理課程設計方法與內容進行革新，在設計過程中引入現代工程軟件的應用，使學生在設計中更著重于機構運動方案的研究，提高學生的工程實踐能力成為我校機械原理課程設計的改革重點。現以我校“09級機自專業機械原理課程設計”為例進行說明。

以”旋轉型灌裝機”設計為例，首先根據設計任務書中的要求確定并繪制最終的機構運動方案草圖，初步估算各構件的基本尺寸。其次，根據所得相關尺寸參數利用PRO/E進行各個零件的構造，再依次組裝，完成后利用PRO/E自帶的機構運動分析模塊對機構進行運動仿真及分析并輸出結果。整個構建及分析步驟如圖1-4所示。

3 結論

原有機械原理設計在完成機構運動方案設計和計算后，學生進入上機操作階段，需要花費大量時間用VB編寫機構運動分析相關程序才能進行相關的運動分析。而新模式下應用PRO/E等現代工程軟件對機構運動方案中涉及到的構件進行構建和組裝，完成后可以隨時運行機構分析，還可以觀察機構的整體運動軌跡和各構件之間的相對運動，輸出各構件的運動軌跡和運動速度圖，并且能進一步對機構的運動方案進行對比分析和參數分析，實現機構的創新設計，從而使機構方案設計更加直觀、生動、高效，大大提高了學生的積極性、主動性和創造性。

參考文獻：

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一、引言

機械原理是機械類各專業必修的一門重要技術基礎課，在培養學生的機械設計能力和創新能力所需的知識、能力和素質結構中，占有十分重要的地位。其課程設計是教學過程中的一個重要實踐環節，通過課程設計實踐，使學生更好地理解和掌握課程的基本理論和方法，進一步提高學生查閱技術資料、繪制工程圖和應用計算機等能力，特別是加強培養學生創新意識和分析問題、解決工程實際問題的能力。就我校而言，機械原理課程設計是我校機械類學生在本科學習階段的第一門工程設計類課程設計，在培養學生的實踐能力方面具有特殊的地位和作用。[1]

二、現狀分析

（一）機械原理課程設計教學現狀分析

1.我校機械原理課程設計的內容是對牛頭刨床、插床等傳統加工設備的傳動機構進行運動分析和動態靜力分析，并在此基礎上計算其機械動力學問題。課程設計模式缺乏整體性思維，設計題目陳舊且與工程實際結合不緊密，缺少機械系統的方案設計和機構的選型設計等。

2.題目相同，設計的機構一致，只是原動件的位置不一樣。故對學生而言，缺乏創新能力的訓練。

3.課程設計的設計方案與內容相同，學生缺乏查找資料、方案陳述與討論、團隊協作與溝通交流等環節的訓練，與當前企業的需求脫節。

（二）學生課外科技活動開展情況分析

目前，我校十分重視學生科技活動的開展，學生科技活動的種類繁多，面向機械類專業學生的科技活動有機械創新設計大賽、大學生科技創新計劃項目、大學生“挑戰杯”課外科技作品競賽、機械制造綜合實踐創新能力-數控加工大賽、三維數字化創新設計大賽、機器人應用技術大賽、汽車節能競技大賽、大學生方程式汽大賽等等，對提高機械類專業學生的創新和實踐能力起著重要的作用。然而在實踐過程中遇到一些問題，如積極參加各種課外科技活動的學生人數有限、部分學生不知道如何開展課外科技活動、缺乏主動性等等，這些問題都是亟待解決的。

課外科技活動參與的學生人數有限，單純地為了競賽而組織的實踐活動，由于受時間和名額等因素限制，難以在學生中廣泛地組織開展，從而使受益學生的數量受到了限制。

三、教學研究思路

參與各種課外科技活動的學生有興趣和熱情，但人數有限；參與課程設計的學生人數多，但積極性不高，過程不認真，往往抄一份報告敷衍了事。因此，如何利用學校目前課外科技活動開展良好的氛圍，將科技活動融入課程設計教學中，使科技活動與課程設計相結合，是主要的研究內容。

四、教學研究內容

結合學校的實際情況，以培養學生工程實踐能力和創新能力為目標，課題從以下三個方面進行了研究。

（一）課程設計題目研究

為達到課程設計的目的，全面培養學生的綜合能力，課程設計的題目可借鑒課外科技活動的主題，或參考具有生產實踐背景的工程實際項目，并在此基礎上結合機械原理課程課題講授內容設計課程設計的題目，使課程設計的內容更貼近生活，從而提高學生對課程設計的興趣。

譬如，借鑒第六屆全國大學生機械創新設計大賽的主題“教室用設備和教具的設計與制作”，提煉出“多功能黑板的設計”、“便攜式可調折疊桌椅的設計”、“自動黑板擦的設計”等設計題目；借鑒第七屆全國大學生機械創新設計大賽的主題“錢幣的分類、清點、整理機械裝置；不同材質、形狀和尺寸商品的包裝機械裝置；商品載運及助力機械裝置”，提煉出“硬幣分揀器的設計”、“硬幣包裝機的設計”、“紙幣分類與計數裝置的設計”等設計題目。

（二）課程設計內容研究

課程設計內容著重于機械方案的設計與選擇、機構運動的分析與設計、機械動力學的分析與設計等三個方面，注重培養學生的設計能力，引導學生應用ADAMS等軟件進行機構設計與分析，完成機器總體方案設計。由于將科技活動融入課程設計教學，設計題目多樣化、生活化，[2]體現以學生為主的理念，擴大學生的視野，使設計內容改為與科技活動相關的產品綜合設計，保證設計的完整性、系統性和綜合性。

此外，課程設計增加查找文獻資料、設計方案陳述與討論等環節，旨在鍛煉學生資料文獻綜述能力，提高學生表達能力，加強團隊協作交流，使學生熟悉產品設計流程和報告書寫格式。以往筆者在指導學生科技活動過程中發現：學生開展科技活動的第一項任務往往是調研，即通過查找相關文獻資料，分析現有產品的現狀與技術特點，歸納出開展科技活動的技術線路、研究方法等等，這時學生往往不知所措，究其原因是目前教學模式往往忽略這一項內容。

為了保證課程設計的質量，筆者對課程設計過程進行了監控，在相應時間節點安排了必要的教學活動以及詳細的設計任務，如表1所示。

（三）課程設計方法研究

近幾年指導學生科技活動過程中發現，幾乎每項科技活動都需要應用到計算機輔助設計技術。以往課程設計結果往往停留在幾份圖紙和書面報告，學生對自己設計的機構或機器是否可行不得而知，所以積極性不是很高。隨著計算機應用技術的發展，運用計算機進行機構運動仿真已輕而易舉，學生學習計算機軟件的積極性普遍很高，且企業對應聘者也有這方面的要求。因此，可在機械原理課程設計中引入計算機輔助設計方法。如引導學生應用ADAMS軟件對機構設計方案進行設計和運動學仿真，[3，4]使學生的創新積極性得到提高。

五、結論

將機械原理課程設計與學生科技活動相結合，既豐富課程設計的內容，增加課程設計的實用性和針對性，還可以激發學生參與課程設計的興趣，吸引更多的學生積極投身于科技活動，切實提高學生的創新設計能力、工程實踐能力和溝通交際能力、以及團隊協作意識等。

經過教學研究與實踐，機械原理課程設計教學效果得到改善，使學生能學以致用。近三年，學院學生積極參加各種課外科技活動，取得了優異成績。

參考文獻：

[1]黃小龍，劉相權.機械原理課程設計改革的研究與實踐[J].中國科技信息，2011，（24）：182.

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文章編號：1671-489X（2013）30-0085-02

機械設計基礎是一門理論與實踐緊密結合的課程，是學生由理論基礎學習轉向專業課程學習的重要橋梁和紐帶。機械設計基礎課程的主要內容是研究機械中的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法[1]。課程的主要任務是培養學生具有設計通用零件和機械傳動裝置的能力，掌握重要機械參數的測定并具有運用標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關設計資料進行初步的工程設計能力，培養學生分析問題和解決問題的能力、動手實踐能力及創新設計能力[1-2]。機械設計基礎課程涉及的基礎理論內容較廣且相對獨立，實踐性較強，學生缺乏工程意識和實踐能力，因此學習起來較困難，容易失去學習興趣，導致學習效果不理想。這就要求教師在課堂上采用多種教學手段與方法，使學生在課堂學習中能更多地接觸實踐，更有興趣地學習這門課，更好地培養工程素質[3]。

1 機械設計基礎教學改革思路與目標

高等教育肩負著科教興國和人才培養的雙重使命，必然要適應社會經濟發展對人才的要求。傳統的以傳授知識為中心的教學理念很難實現這一目標，因此必須要建立一種新的教學理念來指導機械設計基礎課程教學，以培養學生的工程實踐能力和創新思維為最終目的，使學生能了解本學科的發展趨勢，具備從事工程技術方面工作所必需的基本理論知識和基本技能，能夠運用所學的知識自主地發現問題、分析問題和解決問題。為此必須靈活采用多種教學方法和教學手段，激發學生的學習興趣，使學生愉快而自主地進行學習。同時要加強實踐教學環節，培養學生的創新思維和工程設計能力，使機械設計基礎教學融知識傳授、能力培養、素質教育和服務社會于一體，為學生就業奠定良好的基礎。

2 教學內容的改革

機械設計基礎課程內容繁雜，基本概念、公式、圖表等繁多，而且公式的推導過于冗長，缺乏系統性，導致學生學習興趣不高，信心不足。因此，結合成都理工大學高素質應用型人才的培養目標，以工程應用為主線，以“必須夠用”為原則，對教學內容進行精選和優化整合，刪除落后的內容及復雜公式的推導過程等，加強基礎知識和基本設計方法的講解，重點強調公式的理解與應用，總結前后內容的系統性和規律性，注重零件參數確定的方法與零件結構的合理設計，盡可能選用典型性和啟發性的工程實例，加強對學生解決工程應用問題能力的培養。同時適時地更新教學內容，保持教學內容的先進性和科學性，拓展學生的知識面，加強工程觀念和綜合分析應用能力的培養，使學生既具有扎實的理論基礎，又能很好地將所學知識應用于實際設計中。

3 改進教學方法，采用先進教學手段

以教師課堂講授為主的傳統教學方法，往往偏重于教師單方面知識的傳授，忽視了學生的自主學習，教學效果不佳。因此必須采用靈活多變的教學方法和教學手段，加強與學生之間的互動與交流，激發學生主動學習的積極性。

3.1 互動式教學方法

傳統的灌輸式教學方法忽視了學生的主體地位，只重視教師的“教”，忽視了學生的“學”，不利于學生自主學習和主觀能動性的培養。互動式教學方法可使師生間單方向知識傳授轉變為雙向互動。教師在遵循學生認知規律的前提下，充分發揮主導作用，創設學習環境，精心設計啟發性問題，激發學生的思維，引導學生積極思考，喚起學生發現問題、探索問題的興趣。

例如，教師在講授帶傳動能夠將回轉運動變成直線運動時，可以設置問題：還有什么傳動方式也可實現相同的運動轉換？這樣就可將前面所學到的齒輪齒條傳動、螺旋傳動、鏈傳動等與帶傳動聯系到一起，不但能有效調動學生的學習積極性，還將前后知識聯系到一起，便于理解和掌握。通過互動式教學方法，教師的職責不再只是簡單的傳授知識，更重要的是要引導學生去積極思考，突出學生的主體地位，激發學生積極思考，引導學生進入有意識學習的心理狀態，變被動學習為主動學習，真正地實現教與學的互動。

3.2 加強多媒體教學與板書相結合

采用多媒體教學方法能夠有效增加課堂教學信息量，并有效解決教學內容多、課時少的問題。通過形象生動的動畫、視頻等多媒體手段，可將復雜的運動逼真地展現給學生，幫助學生理解和接受其運動規律。例如，通過動畫演示桿長的變化、機架的改變等來講授平面四桿機構類型的變化情況；將四桿機構的一些應用實例如攝影平臺、飛機起落架、縫紉機踏板、雷達調整機構等做成動畫，能使枯燥的內容變得形象生動，學生更容易理解和接受。

多媒體課件應按照教學內容進行設計，要突出重點和難點，能將抽象的、難以理解的內容變得簡單直觀，演示效果好，但不能過于花里胡哨，否則會適得其反。為了充分發揮多媒體教學的優勢，學院對多媒體教學制定了相關要求：教師進行多媒體教學時不能坐著，應面對投影屏幕或學生，要加強與學生的互動與討論，不能脫離板書教學，而且要加強精煉板書教學，對重要的知識點、公式的推導等要以板書為主。通過形象生動的多媒體教學和板書教學相結合，培養了學生的學習興趣和主觀能動性，收到良好的教學效果。

3.3 采用現場教學方法

教師可針對教學內容的不同，合理組織現場教學，做到理論聯系實際。例如，進行齒輪加工實驗時，可安排學生直接到工廠進行現場參觀學習，教師根據齒輪加工的實際情況，可提出一些問題讓學生思考討論，并解答學生的疑問，這樣既能加深理解和鞏固，又有利于提高學生的學習興趣和學習積極性。

4 加強學生工程意識和創新能力的培養

創新是科技發展和社會進步的源泉，創新能力的培養是我國21世紀人才培養的核心內容[4]。在教學過程中，特別是實踐教學環節，要注重加強學生動手實踐能力和創新能力的培養。

4.1 實驗教學方面

在學院的支持下，機械設計基礎實驗教學條件得到了很好的改善，打破了傳統的以單一性、驗證性實驗為主的模式，增加了綜合性和創新設計性實驗。認知性和驗證性實驗主要是幫助學生加強理論知識的理解，鞏固所學的知識；綜合性實驗使學生了解典型機械零件的實驗方法，掌握機械參數的測定原理，提高學生的機械設計能力，加強學生動手能力及分析解決問題能力的培養；創新設計實驗著重培養學生的創新能力，如通過平面機構任意組合實驗臺和軸系結構設計實驗臺等創新設計實驗設備，學生可自主設計實驗項目，自己動手完成實驗內容，并對實驗結果進行分析和總結，培養了學生的創新思維，并使學生在此過程中掌握了創新設計的基本方法，提高了機械設計能力。

此外，為了更充分發揮學生的主動性，目前正計劃將部分實驗室進行定時開放，學生可根據自己的興趣愛好和知識結構，自主進行實驗項目設計與改進，自主選擇設備并調試，獨立完成實驗操作，寫出實驗報告。開放實驗室對進一步提高學生的積極性，培養學生的工程意識和創新設計能力具有重要意義。

4.2 課程設計教學方面

機械設計基礎課程設計是學生綜合運用基礎理論知識和查閱相關資料進行工程分析和機械設計的重要實踐環節，能幫助學生進一步鞏固所學的理論知識，同時還有利于培養學生理論聯系實際的能力。

課程設計以減速器設計作為設計題目，由于學生缺乏工程實踐經驗，為了增強學生做好課程設計的積極性和主動性，課程設計開始前，先組織學生進行減速器的拆裝，使學生對減速器的結構和工作原理有初步的感性認識，然后再下達課程設計任務書。設計任務書打破傳統的給定參數和設計方案的做法，只給定功能要求，由學生根據功能要求進行分析，自行擬定設計方案，然后分組討論、分析、比較優化，最終確定本次課程設計的設計方案，再進行零件的設計計算、校核以及圖紙設計。鼓勵有能力的學生運用現代設計方法和手段對所作課程設計做進一步的設計與分析。如指導學生運用二維CAD軟件繪制減速器裝配圖和零件圖，運用Pro/E、Solidworks等完成三維設計，并進行計算機模擬仿真，對自己的設計結果進行驗證。

在課程設計過程中，要逐漸培養學生樹立正確的設計思想，鼓勵學生勇于提出自己的設計方案，敢于否定不合理的方案和結構設計，培養學生的工程意識和創新能力。

5 構建合理的成績評定體系

成績評定方式對學生的學習態度和學習興趣有重要的影響，因此必須改變傳統的以期末考試決定成績的不合理做法，要重視學生的平時成績，將成績評定貫穿于課程教學的始終。具體方法是：總評成績=平時成績（20%）+作業成績（10%）+實驗成績（10%）+期末考試成績（60%）。其中，平時成績指學生的出勤及回答問題等方面。新的成績評定方法更有利于對學生整個學習過程和應用能力進行檢查與評定，能夠有效避免學生平時不努力考前突擊的弊端，能較全面地反映學生對課程內容的理解和掌握情況。

6 結束語

機械設計基礎作為一門重要的必修課程，必須以全新的教育理念，全面推動教學內容、教學方法與教學手段等的改革，并在改革中不斷總結經驗，使之有利于培養學生的綜合能力，促進學生的全面發展，滿足對21世紀人才培養的需要，更好地為國家建設和社會經濟發展服務。

參考文獻

[1]楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計基礎[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

篇7

一、課程思政育人目標及總體實施思路

“門門課程有思政，教師人人在育人”的“大思政”育人格局，課程僅僅有教學目標是不夠的，還要有思政育人目標。課程思政教育目標是幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀[2]，確定機械原理課程的思政育人目標：具有濃重的家國情懷，對國家和學校有認同感、歸屬感、責任感和使命感；較強的團隊意識和能夠有效溝通、交流及與人合作能力；具有追求真理、敬業、專注、實事求是、勇于探索和精益求精的工匠精神；培養良好的自我學習和信息獲取并分析處理能力；具有較強的創新意識和創新設計能力；關注非技術因素對工程設計的影響，培養職業素養。教學過程中，以“思政引領知識傳授”理論指導機械原理課程的思政教學，將理論課程和實踐環節結合起來[3]，從家國情懷、工匠精神、職業素養等多方面深度挖掘課程的思政元素，在教學設計中將其無痕嵌入，與理論和實踐教學相互融合，實現“潤物細無聲”的育人效果[4]。將教學分為幾大模塊，結合每個模塊教學內容的特點，進行課程思政教學設計[5]。充分考慮機械原理課程線上下線混合式教學方式方法，以學生-小組-團隊-班級方式開展項目化教學和翻轉課堂，對學生工匠精神和交流、溝通、團結協作能力進行培養和鍛煉，依托課程設計和學科競賽，對課程思政成果進行檢驗和鞏固升華[6-7]。

二、主要舉措

（一）結合課程特色，深挖課程思政元素

在機械原理課程導論部分教學中，以世界各國發電量變化的視頻引入課程思政。該視頻以動畫的方式直觀表現了1896-2016年間，世界各國工業發電量巨變過程，展現了從中華民國到中華人民共和國，從榜上無名，到一步步前進，最后穩居第一的奮斗歷程。以單缸四沖程發動機為例，在進行正常理論教學內容講解的同時，強調該機器所包含的三種機構要按照一定時間順序相互協調、協同工作，才能做有用機械功和完成能量的轉換，以此培養學生相互配合、注重協做的團隊意識和一絲不茍、認真嚴謹的工匠精神。在機械原理常用機構及其設計、機械動力學基礎模塊教學中，結合各個機構在工程和生活中的應用實例對理論進行講解，使學生明確所學理論的應用之處，激發對專業和生活的熱愛，促進理論學習。在對每一個理論知識點講解、分析時，注重細節，尤其是數據的來源、處理過程和實際應用效果，并設置答案不唯一有討論價值的題目、案例，組織學生分組討論，對比計算分析設計結果的優劣，合理的數據給予肯定，不合理的數據加以修正。這種“重視學有所用”的教學方式，更易于被接受，知識綜合、思想碰撞的討論環節能激發起學生的學習熱情和強化學習效果，對結果的質疑能引導學生反復琢磨并修正自己的計算分析和設計過程。這些過程都是工匠精神的體現，達到了潤物細無聲的育人成效，學生的技術能力、職業素養、自我學習能力都潛移默化地得到鍛煉和提高。

（二）線上線下混合教學為課程思政實施創造條件

機械原理采用課前線上自學，課中翻轉課堂、項目化教學，課后布置作業和項目化大作業的方式進行線上線下混合式教學。線上自學部分，適量引入超星學習通的工學類課程思政視頻教學案例，包括《大慶石油的勘探開發》《飛天圓夢》《為國鑄造長空利劍》《鐵人王進喜》等，培養學生自強不息、強國強軍、職業道德等意識。在課程項目化教學過程中，采用的工程項目與工程實際、科教研相結合，以兩名學生組成小組、任務類型相同的若干小組形成團隊，幾個團隊即為一個班級的方式進行，對學生的溝通、交流、團隊意識和協作等都是很好的鍛煉和提高。課程設計任務即為教學項目，保證了理論教學和實踐環節的連續和延續性。強調小組合作，在團隊中溝通和交流。設計過程既提示學生原創意識，又強調創新重要性，不僅僅局限理論結果，還要考慮成本、法律、環保、安全、可持續發展等非技術因素。在項目化教學每一個階段，各小組以翻轉課堂方式展示項目設計成果，團隊間相互評價，取長補短，相互學習，完成技術和非技術能力培養。

（三）依托學科競賽，對課程思政教育成效檢驗鞏固和升華

將課程與“全國大學生機械創新設計大賽”結合，從分析大賽主題入手，結合課程理論和實踐環節學習，鼓勵全員參與，組建隊伍備賽，并組織選拔，擇優參加賽。學科競賽不僅能檢驗也可以鞏固和升華課程思政教育成效，課程教學過程中的家國情懷和工匠精神得到培養。該環節完全利用學生與教師的課余時間完成，是對學生綜合能力最起鍛煉作用的環節，也是學生積極性最高、熱情最高的部分。在備賽過程中，學生自我學習、獲取信息能力大大增強，團隊意識、溝通交流和協作能力迅速提高。產品設計制作過程中，工匠精神處處體現，參賽過程中以校為家為校爭光的集體榮譽感得到升華。

三、結語

線上線下混合式機械原理課程思政，教學理念明確，充分利用了線上資源和線下翻轉課堂、項目化教學活動，深挖思政元素。通過線上課程思政視頻教學案例、項目化教學實踐、學科競賽備賽及參與競賽，對學生家國情懷、團隊意識、工匠精神、創新能力、職業素養進行了培養和鍛煉，達到了以德育人的目標。

參考文獻：

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[3]黃玲.線上線下混合教學課程中融入思政元素的建設路徑研究與實踐[J].科技資訊，2020，18；（27）：27-28.

[4]凌小萍，張榮軍，嚴艷芬.高校思政課線上線下混合教學模式研究[J].學校黨建與思想教育：高教版，2020（10）：46-49.

[5]余江濤，王文起，徐晏清.專業教師實踐"課程思政"的邏輯及其要領——以理工科課程為例[J].學校黨建與思想教育：高教版，2018（1）：64-66.

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近年來，隨著我國高等教育由精英教育向大眾化教育的發展，人才培養質量與經濟社會發展不相適應的矛盾引起全社會的高度關注。以提高教學質量為核心的教學改革工程正全面展開，高等教育已逐步從數量滿足型向質量提高型轉變，專業人才培養也由原來的“趨同”向“特色”轉變。高等學校特色專業建設是優化專業結構，提高人才培養質量，辦出專業水平和特色的重要措施。[1]國內許多高校都在把特色專業建設作為求生存、求發展、提升競爭力的一項重要教學改革內容。[2]作為機械類專業的重要技術基礎課程之一，機械原理課程對本專業人才的培養具有重要的意義，國內部分高校已逐步開展機械原理雙語教學，并就教材建設、教學方法等做了有益的探討。[3-6]由于我國相當一部分高等院校的機械類專業具有特定的行業背景，所建設的機械類特色專業也具有鮮明的行業特色，在此背景下開設的機械原理雙語課程如何適應特色專業建設的要求是值得探討的課題。

長江大學機械設計制造及其自動化專業2010年獲批教育部高等學校特色專業建設點，并于2012年入選卓越工程師教育培養計劃。該專業的前身是江漢石油學院石油礦場機械專業，具有濃厚的石油行業背景。近年來，石油工業國際化合作越來越深入，為了促進學科發展， 辦出專業特色，本專業就機械原理雙語課程的教學進行了積極有效的改革。

一、教材及教學內容選取

從學習英文專業術語和表達方法的角度出發，機械原理雙語課程最好選用國外原版教材，目前較好的原版教材有《Design of Machinery》（Fifth Edition）、《Mechanism and Machine Theory》、《Mechanical Engineering Design》等。但上述教材的覆蓋面太寬，知識體系龐雜，不但囊括了國內機械原理教材的所有知識點，而且包含人機工程學、引擎動力學等內容，大大超過了國內普通高校對機械原理的教學要求，不符合國內機械原理的教學實際。因此在本專業開設機械原理雙語課程時，根據專業定位和人才培養目標，選用了福州大學葉仲和等編寫的《Mechanism and Machine Theory》作為教材，該教材主要教學內容與國內普遍使用的《機械原理》（西北工業大學）相近，部分章節順序作了適當調整。該教材難易適中，學生在預習、復習時困難不大，同時其結構體系與西工大的機械原理接近，便于教師從漢語教學向雙語教學過渡。

在教學過程中，我們發現該教材在機構的組成原理、運動分析及機構綜合方面的內容基本滿足教學需要，但對機器動力學及機構現代分析和綜合方法講解不夠深入，難以有效指導學生利用計算機技術解決工程問題；同時由于該教材面向通用機械專業，書中實例偏少且缺乏針對性，對學生創新能力的培養和將來面向石油行業就業的作用不大。為解決上述矛盾，我們在教學內容上做了適當調整，增加了國外原版教材《Design of Machinery》中第11章“Dynamic Force Analysis”的部分內容，并將該書中“Oil field pump”等與石油機械相關的實例引入課堂教學。此外我們還將教學與科研實際相結合，如以新研制的鉆機用多級行星變速器為例說明行星傳動的組成及設計要點，既做到理論聯系實際，又豐富了教學內容，還突出了本課程的石油機械特色。

二、教學方法改革

教學方法是教師和學生為了實現共同的教學目標，完成共同的教學任務，在教學過程中運用的方式與手段的總稱。我校機械原理雙語課程的教學目的是，使學生掌握機構學和機器動力學的基本理論，學會常用機構的分析和綜合方法，具有進行機構系統運動方案設計的初步能力，同時通過讀、聽、寫、說等方式，培養利用英語學習新知識和進行學術交流的基本能力。

為達到上述教學目的，在教學方法上應做到以下幾點：首先，應注重培養學生的主觀能動性。在教學中將以“教”為主轉變成“教”與“學”并重，在發揮教師主導作用的同時又充分體現學生的認知主體作用。在課堂上，我們注重給學生安排適當時間，讓學生提問題、進行小組討論、完成課堂作業等，使每個學生都參與到聽說讀寫環節，鞏固課堂教學成果。其次，注重將傳統的板書教學與現代化多媒體教學手段相結合。我們充分利用本特色專業的校外實習基地資源，通過拍攝照片、視頻和制作動畫等方式，積累了大量機構原理和應用方面的多媒體素材，并適當配以英文說明，將靜態的、抽象的機構模型轉變為形象的、動態的機構實例，不但能夠充分發揚多媒體教學形象直觀的優點，而且為將來到上述企業就業的同學預先提供了熟悉相關產品和設備的機會。同時，在授課過程中，將重要知識點和結論書寫在黑板上，可彌補多媒體教學呈現較快、不利于學生思考、記筆記和聽課不能同步的缺點。最后，在雙語教學中遵循循序漸進的原則。我校開設雙語課程的要求之一是課堂上英文比例不少于50%，但執行過程中我們發現，如果從第一節課起就嚴格執行此標準，不少學生會因不適應雙語教學環境、英語聽力不足等原因產生抵觸情緒。因此，我們采用由雙語交叉滲透教學到完全滲透教學的方式，前15-20個學時課程中，英語比例逐步由30%上升到50%，易于理解的部分用英文講解，重難點部分用漢語講解，允許學生提問和回答問題時兼用英語和漢語，逐步培養學生主動適應英語授課的意識。在后50-55個學時的課程中，則進一步增大英語的比重，力爭達到授課、討論、練習和考試的全英語化，只對少數難以理解的內容適當用漢語引導。

三、考核手段改進

在機械原理課程雙語教學中，科學合理的考核方式對檢驗教學質量起著重要作用。傳統考核方式主要依據考試成績和平時成績進行，其中考試成績占80%，平時成績（包括作業、考勤、課堂提問等）占20%，這種考核方式在一定程度上反映了學生對重要知識點的理解和掌握，但存在以下缺點：（1）考試題目以基本概念和公式為主，題型呆板，不能體現特色專業建設中對學生解決實際問題能力的培養要求。（2）考試成績所占比重太大，存在嚴重的“一卷定乾坤”現象。（3）考試內容單一，短時間內死記硬背也可應付，助長了部分學生的投機心理。因此，傳統的以考試為主的考核手段，難以全面反映機械原理雙語課程的教學效果，不利于雙語教學的發展。

鑒于此，對機械原理雙語課程的考核方法作了如下改進：（1）增加平時成績在考核結果中的比重，相應降低考試成績的比重，有效激發了學生的學習熱情，強化了持續學習的動力，提高了課堂互動效果，消除了期末突擊復習的種種弊端。（2）實行半開卷考試，增加應用型題目的比重。在半開卷考試中，學生可攜帶一頁書寫有與本課程相關內容的A4紙張進入考場。這樣可減少大量機械背誦的負擔，但一頁紙所記載的信息量是有限的。學生要想取得好成績，就必須認真理解課本內容，用心領會教師在課堂上加入的新知識，將重要知識點進行篩選、綜合和整理，濃縮于一張A4紙上。整個過程有利于提高學生的獨立思考能力和對知識進行分析、歸納、綜合的能力。增加應用型題目的比重則進一步側重于考核學生運用機構分析和綜合的理論知識解決實際工程問題的能力，有利于學生在平時的學習中認真觀察、思考，做到學以致用。（3）將機械原理實驗成績列入考核范圍。在以往機械原理教學中，實驗作為教學環節的一部分，但未納入考核范圍，致使少數學生敷衍應對。為此，我們將實驗成績以10%的權重納入考核范疇，使學生產生一定的壓力和動力，有利于培養學生的動手能力和創新能力。

四、課程設計改革

機械原理雙語理論課結束以后，學生將接受為期兩周的機械原理課程設計訓練。機械原理課程設計是使學生較全面系統地掌握和深化本課程的基本理論的方法，是培養學生初步具有機械運動方案設計和分析能力的重要教學環節，也是培養學生工程設計，特別是機構創新設計能力的重要實踐環節。在我校機械設計制造及其自動化特色專業建設中，提高學生的綜合設計與創新能力是基本建設任務之一。為此提出如下改革方法：（1）課程設計題目圍繞石油機械主線，彰顯石油特色。我們擬定了“游梁式抽油機連桿機構的分析與綜合”及“往復泵動力端傳動機構設計和分析”這兩大類題目，并根據實際設備給定不同的已知參數，做到了同班學生之間不重題，既有利于學生之間互相討論學習，又有效避免了抄襲現象。（2）鼓勵學生自報題目，培養創新氛圍。對于平時學習表現良好、有明確意愿參加機械創新設計大賽且已確定題目的學生，鼓勵其以創新設計大賽題目進行課程設計。（3）鼓勵學生采用英文撰寫課程設計報告，鞏固雙語教學效果。由于機械原理課程設計報告中大篇幅的文字論述較少，以公式推導和結論性敘述較多，所以對學生而言，難度并不大，在2周的時間內能夠完成。對于采用英文撰寫報告的學生，適當拔高其報告成績。這樣可有效激發學生進一步學習和鞏固機械原理課程中相關英文專業術語和表達方法的熱情。

五、教學效果

近年來我校機械原理雙語課程的教學改革收到了良好的效果。從歷年對學生發放的調查問卷來看，77.8%的學生表示完全接受全英文課件，92.6%的學生認可機械原理雙語課程的教學安排，93.5%的學生認為本課程緊密聯系實際，體現了石油特色。本課程的主講教師在學生的評教中得分均在90分（優秀）以上，說明絕大部分學生對機械原理雙語課程的改革持肯定態度。從近5年來我校學生課外科技活動成果來看，“后置三角擺架式長沖程抽油機”獲得“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎，“基于反饋原理的高樓緩降器”獲全國大學生機械創新設計大賽二等獎，“含油污水分離器”等20余項作品在省級競賽中獲獎，在此基礎上產生了“一種雙驢頭前置式異相曲柄長沖程節能抽油機”等11項國家專利，30余篇，不但其中大部分成果涉及石油裝備及設備，而且是學生在學習機械原理雙語課程之后創作產生的，充分體現了機械原理雙語課程在我校機械設計制造及其自動化特色專業中所起的重要作用。

六、結束語

通過機械原理雙語課程的教學改革，我校總體上摸索出了一套適應機械設計制造及其自動化特色專業建設要求、培養既懂專業又通英語、在石油機械方面具有明顯優勢的機械類高級工程技術人才的教改方案。由于目前雙語課程本身在國內存在的時間并不長，在理論和實踐方面尚存在一定爭議，所以給特色專業建設環境下的機械原理雙語課程提出三點建議：（1）大力培養具有良好專業素質和外語素質的教師，尤其要加強青年骨干教師的培養力度。（2）在教學中應始終將傳授專業知識放在第一位，外語知識放在第二位，不可本末倒置。（3）無論何時都不應忽視對學生創新能力的培養。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張婕.高校特色專業建設：現實與前瞻[J].教育研究，2011，（5）.

[2] 楊治立，朱光俊，呂俊杰.冶金工程特色專業的建設與實踐[J].教育與職業，2009，（18）.

[3] 李琳，張鐵，李杞儀.機械原理雙語教學方法的探討[J].北京大學學報（哲學社會科學版），2007，（5）.

篇9

隨著計算機技術及應用的快速發展，CAD、CAM等新技術得以迅猛發展。CAD、CAM已經在電子、造船、航空、航天、機械、建筑、汽車等各個領域中得到了廣泛的應用，成為最具有生產潛力的工具，展現了光明的前景。而隨著CAD/CAM/CAE技術的日益成熟以及計算機技術的不斷發展，產品的設計與制造方法、方式也隨之發生了根本性的改變[1]。為了更好地滿足使用者的需求，現代企業越來越關注產品質量、產品的開發周期和開發成本，CAE作為產品開發的重要技術之一，其應用價值日益顯現。CAE技術是以科學和工程問題為背景，建立計算機模型并進行計算機仿真分析，對工程和產品進行性能與可靠性分析，對其未來的工作狀態和運行狀態進行模擬，及早發現設計中的不足，加以修改，并證實未來工程、產品性能的可行性和可靠性[2]，能夠大大縮短設計開發周期。越來越多的企業也將CAE技術引進到產品開發設計、制造等環節，對CAE技術人才的需求越來越大，由于我校是一所培養應用型本科人才的獨立學院，應及時開設CAE技術相關課程，以適應市場對這方面人才的需求。

一、培養模式的調整

目前，我校機械工程及自動化專業為寬口徑專業，培養能在工業生產第一線從事機械工程及自動化領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級機械工程及自動化技術和管理人才，設有數控技術、模具與計算機輔助設計兩個專業方向。開設的課程除了專業基礎外，還有《模具CAD/CAM》《三維實體軟件》《精密與超精密加工技術》《快速成型技術》《自動化機械設計》等。可見，本專業在課程設置上，比較重視對學生CAD/CAM知識和技術的培養，而缺少CAE相關課程的設置，這樣將導致學生的學習、知識系統不夠完整。雖然學習了CAD/CAM的基礎知識，掌握了一些相關應用軟件的操作，但是對實際生產的后續工序沒有深刻的了解，更無法解決實際工程中的一些問題。在現有的專業課程中增設CAE相關課程，培養學生CAD/CAM/CAE技術的一體化應用，尤其是利用CAE知識和應用軟件完成對實際生產問題的模擬分析，并根據模擬分析結果提出改進和優化措施，是教學改革的目標。

二、課程改革及其要求

1.完善課程體系，健全知識結構。新增CAE課程的教學對象為四年級上學期的學生，該層次的學生經過前面三年的學習，對專業的基礎知識有了一個比較全面的了解，基本熟悉CAD/CAM技術的概念，掌握了一些相應的二維/三維的軟件的操作，能夠利用CAD軟件完成一些產品設計任務，初步具備了CAD技術的應用能力。在機械專業中增設CAE的相關課程，培養學生學習CAE技術的理論基礎和相關軟件，全面掌握CAD/CAM/CAE的一體化知識結構。最終達到在具備了CAD/CAM技術的應用能力的前提下，能夠利用CAE技術進行機械生產工藝的模擬仿真和結構分析的目的。在這個過程中，必須要做好與前面專業知識以及CAD/CAM技術的銜接，使學生在所學知識的結構基礎上理順所學的新知識。如針對模具與計算機輔助設計方向的學生，他們學習模具CAE的目的是利用CAE技術來預測成型過程中的各種缺陷，優化工藝參數，以期得到合理的模具結構和優化的工藝參數，所以必須結合模具設計的相關專業知識，與CAE技術穿插講解，做好專業知識與CAE技能訓練的自然銜接和結合，使學生的知識結構更為系統。

2.教學新要求。在進行CAE課程的授課過程中，教師要注意做好以下幾點：①將課程體系做相應的調整，使CAE理論與CAE軟件融合在一起，二者充分結合，以突出知識結構的完整性。②注重知識點面結合。課堂授課要講、練結合，知識的重點和難點應結合適當的實例進行練習和重點剖析。既保證了重點，又兼顧了全面，使學生能夠掌握其中的要領和技巧。③課后要布置相應的思考題和練習題，以幫助學生消化、鞏固和深化教學內容以及進行實際工程訓練。④堅持理論與實踐緊密結合的原則，注意介紹相應的實際生產中各類缺陷問題的解決方案以及這些方法的缺點，利用CAE分析預測、解決這些缺陷的優越性。通過教師對實際工程問題解決過程的講解，提高學生的實際工程意識，學會在實際遇到問題時，能正確地去分析問題、解決問題，或者是能夠對現有方案進行優化設計等。通過這樣的形式來促進CAE理論與軟件的學習、應用和普及。另外，教師除了在課堂上的講授之外，在相應的課程設計、畢業設計以及學生課外科研項目等教學環節，應指導學生充分利用掌握的CAD/CAM/CAE技術針對實際課題來進行設計和分析，包括利用CAD技術進行產品設計，運用CAE技術進行數值仿真模擬和結構分析，根據模擬分析的結果，對產品設計提出反饋意見，再利用CAD技術對產品或工藝設計的不合理之處進行修改，之后再進行分析，直至分析結果達到工藝設計要求。在有條件的情況下，將實際生產結果與CAE分析結果做比對，驗證CAE技術與實際的匹配度，最后應用CAM技術進行數控加工編程。通過這樣的實踐訓練過程，提升學生對實際的應用軟件的操作能力，也加強了學生解決實際生產項目的能力，學生自己也會覺得本來很多書本上的抽象的知識在實際的應用過程中有了解釋，也更加強了他們的工程實踐能力，從而提高教學質量和效率。

3.對教師的要求。開設CAE課程，同時對教師隊伍建設以及專業教師本身都提出了更高的要求。不僅要求教師必須具有本專業扎實、系統的專業理論知識，同時要具備很強的專業實踐能力，要實時關注市場、企業的需求和技術的發展，并且在教學上能夠將理論知識與實際工程問題結合，具有指導學生將系統理論知識轉換成系統的應用知識的能力。所以，作為獨立院校的專業教師，以培養應用型本科人才為目的，應不斷強化自身的專業知識，還應密切關注本行業的企業人才需求和技術發展，爭取與企業開展產學研合作項目，深入到企業、工廠，盡量利用工廠、企業的實際生產實例為學生進行講授，也可作為學生學習訓練的素材，以提高學生的實際應用能力。

隨著計算機的飛速發展和廣泛應用，各種行之有效的數值計算方法得到了巨大的發展，CAE技術在制造行業獲得越來越廣泛的應用。而隨著高等院校獨立學院教學改革的不斷深入，我校機械專業增設了CAE課程并在實踐中不斷進行教學改革，完善課程體系和教學方法，以提高學生CAD/CAM/CAE的綜合應用能力，為制造業培養更多適應市場技術需求的合格人才。

參考文獻：

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隨著設計實踐內容的深化，視覺傳達設計教育的目標和職能隨之發生改變：從原來重理論、重技術的教學，轉變為重啟發性、重獨立性的教學模式，培養和激發學生的創造性思維。

《品牌設計》作為視覺傳達與媒體設計專業的一門重要課程，被安排在大三階段，它是通往品牌設計策劃這個職業方向的核心課程。近些年來《品牌設計》課程出現諸多問題：1.任課老師單打獨斗，創新無力。2.專業間課程界限無法逾越，課程孤立封閉。3.僅靠教材上滯后的經典案例，學生無法真正掌握品牌設計的本質。課程的實際目的被一份標準化的作業架空。新的課程改革的迫切性呼之欲出。

以產學研中心為平臺，走向教學資源協同的新課程模式是積極解決應對以上局限的新嘗試。具體方式是：撰寫新的教學大綱，帶來新的課改方向――基于應用型人才培養的課程實踐，將課程內容定位為實際設計項目，邀請行業知名設計師和本院教師合作上課，拓展教學資源，以彌補課程盲點。通過案例和實踐參與，使學生不光理解知識點，更具備創造性的應用設計原理、設計技能，解決企業形象傳播問題的能力。此課程對學生綜合設計能力培養、設計習慣養成以及畢業后從事設計工作都起著直接作用。

二.課程改革擬解決的主要問題：

1.《品牌設計》課程中跨學科知識點眾多，學生無法理解和應用。

2.學生無法做到知識點到能力轉化，設計能力與行業應用需求脫節。

3.多數學生缺乏良好設計習慣和職業素養，責任心弱，崗位勝任力差。

4.傳統教學評價機制相對封閉，無法公平合理評價學生的綜合能力。

5.實際項目的課題往往被市場非專業因素影響，如何保持高校教學專業性。

三.課程建設思路

本次課程建設擬在傳統教學模式的基礎上，總結近四年的課程改革實踐基礎和相關研究，參考外國品牌設計課程的教學方法，結合當前社會行業發展需要，協同各種教學資源，以克服和完善原有課程的不足，最終實現以培養學生獨立設計能力和崗位勝任力為目標的完整的、可操作的、可推廣的課程。

1.封閉式課堂教學轉向為開放式項目參與

不同于基礎類課程，《品牌設計》課程不再是簡單的技能、知識的傳授與訓練，更多強調學生利用三年所學解決實際企業形象問題的綜合能力。教學目標決定課程必須走向開放式教學參與實際項目。

2. 真槍實彈的設計氛圍重塑學習狀態與習慣

打破傳統課堂教學模式，除了老師和同學兩個角色之外，還有項目的甲方，以及在策略上提供幫助的專業公司。他們在課程的前期方案調查，中期策略協助，最終的作品考評上都有參與。教學現場也不再局限于課堂，部分課時在客戶主場，部分在策略公司，部分在展覽現場等。這樣真槍實彈的氛圍，不同于同學們以往的學習體驗，自然而然他們自我的定位、要求、和責任感都會提升，進入真正的職業工作狀態。

3.團隊意識的增強，同時深化個性化培養

品牌形象課程由于工作量大，采取團隊合作方式完成目標。由于學生特長不同，性格各異，團隊合作中會自然而然分化出發言人、總協調、執行人等等不同分工。團隊中每個成員的關系既是合作共贏也存有博弈競爭。以此幫助學生認識自我，同時深化個性化培養。

4.多重評價機制和獎勵機制結合，激發學生個體特長

由于各個學生能力不盡相同，團隊合作中的分工也應人而異，因此在成績考核改革中，采用技能考核和綜合素質考核相結合。成績評定由課程指導老師、企業代表，專業公司的專家共同完成。既有師生教學關系，還有甲方和乙方關系，共同評價和驗收學生完成的任務，如有最終錄用，額外給予獎勵的機制，激發學生個體特長與學習積極性。

四.課程建設方案

1.修改培養方案，實現跨專業跨學科課程合作。協同學院內部教學資源。

培養方案和教學大綱是組織課堂教學的依據。新修訂的培養方案加強了課程體系改革，將《包裝設計》、《創意表達》、《網頁設計》等6門課程組合成品牌設計課程群;

同時在具體課程時間安排上，《品牌設計》和《創意表達》課程平行開展，形成課程互補，實現課堂教學協作。

培養方案里新增三個拓展模塊：1廣告與傳播拓展模塊、2展示空間拓展模塊、3多媒體拓展模塊，學生可以自主選修廣告、動畫或展示設計的專業課，促進綜合設計能力提升。經過重新整合的跨專業跨學科各課程自成體系又層次清晰、結構合理，給品牌設計課程的改革做好了鋪墊與拓展。

2.整合師資隊伍。采用校內外導師組集體指導，主管教師負責的指導方式。

實際項目往往牽涉到若干學科、若干職能部門。為了更好完成任務，除了邀請跨專業的校內導師，同時還會利用實踐平臺，與合作單位開展設計協作。借助合作單位資深設計師、資深市場顧問，配備給每個學生團隊，對每組進行職業化的設計輔導和設計管理。課程主管老師把控整個課程進度和教學效果。這種形式既可以交叉融合各種觀點、寬廣思路、全方面教學、又可以有效避免因某位校外導師的工作忙碌而產生的指導效果問題。

3.協同合作企業和機構，資源互動，深化產學研實踐能力。

產學研的前期實踐中，以工作室為單位的視覺傳達與媒體設計專業已與本地多家公司、單位建立了長期合作關系。它們提供了許多高校本身無法達到教學資源：包括教學環境、實際案例、學習材料、師資、政策、教學后援系統等。尤其是當地文化產業的核心機構，給課程實踐提供了很好的項目來源。文化是一種珍貴的創作資源，特別適合和高校相結合。學生需要考慮如何通過設計去創造價值，特別是給文化創造價值。

4.整合教學方法。“超級整理術”在教學實踐中的應用。

“超級整理術”是源自當代日本設計師佐藤可士和的高效工作方法論和設計思維模式。其宗旨在于透過對復雜信息的辨別與整合，提升設計效率與精準度。通過這種方法的訓練，彌補藝術類學生邏輯能力弱，工作條理性差、時間觀念模糊等傳統缺陷。最終培養學生良好的生活、工作習慣，在完成項目的同時也規范了自身的設計習慣。

5.協同多重評價機制。公開課程成果展覽，檢驗課程建設效果。

最后作品匯報、分數評定都向企業和各協同單位開放。通過成果展覽的方式，直觀的展示課程建設效果。整理與總結，將課程前期探索經驗與成果理論化落實。慢慢形成探究式的作品積累，最終完成對本土文化的挖掘與推廣。

五.課程成果

1.整合課程學習資源。課程教學方式更開放與多元，實現走出去與請進來的教學思路，接觸行業現狀。

2.加強課程項目的選題與跨領域合作，并保持高校工作室的探究式學習氛圍。

3.以點帶面，相關課程授課合理采用行之有效的課程教學改革方案。

4.學生優秀作品成果展

5.學生優秀作品參加比賽并獲獎;

6.分析總結課堂教學經驗，完善教學實踐，形成教學研究報告。

篇11

機械原理和機械設計是職業學校機械專業的一門專業基礎課，它是溝通學生理論課和專業課的橋梁。機械基礎課程設計是課程學習之后進行的綜合性，實踐性很強的課程，如何搞好課程設計，如何通過課程設計使學生的設計能力，實踐能力，協作能力等綜合能力得到提高，基礎知識得到鞏固，是從事本課程教師值得探討的問題。筆者在從事機械基礎課程設計的教學實踐中，為了培養學生的綜合能力和工程素質，進行了一些有益的改革嘗試，使學生受益匪淺。

1 機械基礎課程設計的內容改革

1.1 課程設計的目的

機械基礎課程設計是職業學校機械類專業的學生在學完課程后獨立進行的一次工程實踐。該課程的最終目的是讓學生進行一次較全面的設計訓練，培養他們理論聯系實際，提高綜合應用理論知識和生產實踐知識去分析和解決有關工程實際問題的能力，為以后的專業課程設計打下堅實的基礎。

1.2 課程設計的內容改革

選題是課程設計內容的關鍵，教師的選題應盡可能把教學過程中涉及的知識在課程設計中得到綜合體現，同時要保證學生能夠按時完成。改革前，江蘇省張家港工貿職業高級中學機械原理和機械設計課程設計是分別進行的，互相之間沒有聯系。機械原理課程設計在第4學期開設，內容以機構的運動分析為主；而機械設計課程設計在第五學期開設，以零件的強度分析和繪制裝配圖，零件圖為主。不論是機械原理還是機械設計，課程設計的題目和設計方案都是教師給定的，而且有設計題目的樣機，機械原理題目是插齒機插刀系統基本運動設計，機械設計課程設計的題目是減速器的設計。這樣的選題都有一定的依據。插齒機插刀系統的方案設計中涉及連桿機構，凸輪和齒輪等機構，能夠很好地反映教學的內容，學生通過參觀樣機基本能夠在較快的時間內完成規定的任務，所以兩周的設計過程顯得很輕松，真正能夠設計不同方案的學生并不多見，這樣在創新能力的培養方面得不到很好的鍛煉。而減速器作為傳統的設計題目，其零件的選擇包括電機、皮帶、螺栓、齒輪、軸、軸承、鍵、銷、聯軸器、、密封以及箱體等，它的設計結合書本知識最多，而且難度適中，能夠較全面地反映機械設計課程內容的教學要求。作為學生機械設計的題目在較長時間都沒有得到改變。而且單獨進行機械原理和機械設計的課程設計，最大的弊端是學生缺乏對整體機械的認識和系統工程的認識。為了使學生各方面的能力得到綜合提高，我們將機械原理和機械設計課程設計整合為機械基礎課程設計，設計題目暫時定為包裝機械（包括液體包裝機和固體包裝機）的設計。設計時間由原來的“兩周”加“三周”改為現在的“四周”，設計方式也做了相應的調整，原來不管機械原理還是機械設計均為三人一組，三人的設計題目，已知條件均相同，這樣可能會導致三人互相抄襲，而且多年的課設結果也反映出這樣安排的弊端；改革后仍為三人一組，但是三人是負責整機的設計，他們之間相互聯系而又互不相同。他們必須按照給出的設計任務，商定設計方案，其中一人的不合作就會影響整個小組的設計，導致方案失敗。這樣，學生在相互協作能力和創新能力方面均可得到相應的鍛煉。從總體的工作量來看，原來機械原理課程設計包括機構運動簡圖的繪制（1#）；插刀的位移，速度，加速度線圖的繪制；凸輪的位移線圖和對應的凸輪工作圖；和編寫設計說明書。機械設計課程設計包括裝配圖的繪制（0#），軸和齒輪的設計，以及編寫設計說明書。改革后，機械基礎課程設計總體工作量基本保持不變，但同一組三人各有側重，把包裝系統分成三部分（輸送部分，熱封部分，裝料部分），每人負責其中一部分的設計，最后要求學生繪制出整個機械系統的機構運動簡圖（1#），相應的部件圖（0#），軸和齒輪（或凸輪）零件圖，和編寫設計說明書。經過幾輪的嘗試后，打算每一組人數增加到6～8人，能夠在四周的課程設計過程中，相互分工，做出液體包裝機（或固體包裝機）的整機設計。

2 改善教學方法，注重能力培養

2.1 注重設計能力的培養

設計能力的培養是一個循序漸進的過程，要完成一個好的設計，需要各門課程之間的相互支撐，相互融合。而目前許多課程的學習是孤立的，一門課程考核完成后即告結束。而針對機械類專業的特點，在課程的教學過程中不同知識的融合給課程設計提供了一次有益的嘗試。其中設計計算和結構設計是設計能力的兩個主要方面，我們將后者作為課程設計的重點。結構設計是確定零部件形體的主要階段，是一個難點。對于機械類專業的學生來說，由于機械基礎知識比較扎實，欠缺的是工程實踐經驗，所以在進行結構設計時，思維局限在書本知識上。為此要求學生提出結構設計合理，表達清楚的設計意圖有一定的難度。所以，在實踐過程中要求學生設計產品時要考慮到產品的造型、制造、市場等生命周期，即學生的設計能夠解決工程實際問題，這樣首先可以激發學生的設計熱情。課程設計的全過程都要突出結構設計，鼓勵設計新穎結構，以結構合理性和工藝合理性作為評價結構設計部分的主要方面。同時在課程設計過程中，教師應善于給學生創造一個能夠發揮最大想象力的空間，在布置任務時，只給出設備能夠最后實現的功能，而不規定具體是如何實現的，這樣有利于學生在設計過程中最大限度地發揮自己的想象空間。教師在設計過程中還應注意引導學生發現問題，進而分析問題，解決問題。鼓勵學生大膽創新，在想象和創新中提高學生的自信心和設計能力。

2.2 注重實踐能力的培養

課程設計的題目應能夠符合工程實際的需要，一般設計的題目盡量選用真題。在以往的課程設計中，教師給出設計參數，布置設計任務以后，學生一般參考樣圖進行繪制，這樣思維必然局限于教師的設計思路，對學生創新意識的培養非常不利。在改革后，學生可以到機械廠和實驗室去參觀小型的裝置，這樣對機器有一個總體的印象，可以觀察機器的運動情況，同時學校還給學生提供了兩臺包裝機供學生裝拆，這樣學生可以從不同角度了解機器的結構，整個機器的組裝過程和零部件的形狀，立體感強，層次清楚，學生基本能夠從視覺角度感知機器內外部的情況。而且，在實際項目的設計過程中，學生必須根據實際情況，從資料收集，設計計算和結構設計等方面考慮，提出合理的設計方法，這對于學生綜合設計能力的培養有一定的促進作用。

2.3 注重協作能力的培養

各同學之間協作能力的培養在課程設計過程中占有重要的地位。改革后在機械基礎課程設計中，一般以3人為一組。小組成員之間在形成具體的方案時要求各成員之間相互討論，在設計方案基本確定以后，組織一次小組間的討論，提出每組方案中存在的優缺點。這樣既可以培養學生與他人之間的協作，又有獨立的構思和設計，分組設計帶來的一個意外收獲是形成了小組之間的良性競爭，這種競爭增加了學生的工作熱情，體現了學生是教學設計主體的原則。在課程設計過程中，教師是每組的一個成員，在教學過程中和學生共同討論設計方案的可行性，在關鍵的問題上對學生進行指導，掌握每位學生的設計進度。

3 改革考核方式，提高課程設計質量

最初課程設計的考核方式比較單一，一般是“師評”，即教師根據圖紙的質量和平時的印象給學生打分，這樣存在一定的不合理性，教師可能只關注圖紙的質量和課程設計的進度，存在一定的片面性。為了克服這種不合理性，在隨后的課程設計中作了一定的修改，但原則上還是每位同學均參加答辯，答辯的最后成績分階段給出，總共由四部分組成（平時考勤占10%，設計計算部分占20%，草圖和最后圖紙質量占40%，答辯30%）。經過這樣的改革后，發現同學們在設計階段思維會更加活躍，自主性會得到更充分的發揮。而且由于答辯時面臨的是全班同學和老師，準備答辯和答辯的過程對每位同學的心理承受能力和口頭表達能力都得到了鍛煉。

通過從教學內容，教學方式和考核方式的改革，學生才能從全方位真正提高課程設計質量，真正鍛煉同學們的能力，與課程設計目標相一致。

篇12

機械原理是機械系一門重要的專業基礎課，它主要研究機械的設計以及力學分析，為機械設計過程中的方案設計階段服務。由于方案設計在機械設計中占據著舉足輕重的地位，所以機械原理就成為機械類學生一門十分重要的課程，也成為考研的專業課之一。

但是在幾年的教學過程中，筆者發現，機械原理的講授內容有很多已經過時，在工程設計實踐中幾乎沒有用處，而我們卻花費了大量的時間來做仔細的講解；而對于工程急需的部分內容，我們卻很少涉及；另外，我們過于強調分析而忽視了設計，導致學生學完機械原理以后，甚至簡單地以為機械原理只是理論力學的延伸，是理論力學的一種應用；最后，課程設計內容幾十年來都在做牛頭刨床的力分析。雖然我們也追加了某種機器的方案設計部分，但是因為課程設計時間少，學生實際上把大量的精力耗費在力分析上面，而對于方案設計只是匆匆帶過，這實際上混淆了機械原理的主要目的，又起到一種誤解作用。

針對上述情況，許多機械原理一線教學的老師都提出了自己的改革方案，有些老師把許多計算機軟件如AutoCAD，PRO/E，ADAMS，RecurDyn， MATLAB等引入機械原理的教學中，[1-3]有的對機械原理的內容進行重新組合分塊而加強學生的動手部分，[4]有的對于課程設計給定了多種題目，并采用先進的計算機虛擬設計手段來進行課程設計。[5]筆者在上述方法的啟發下，也進行了一些教學改革，改革的主要目的是面向工程，希望機械原理能夠真正地為工程設計服務。下文對筆者的一些改革進行簡要介紹。

一、設計與分析地位的界定

機械原理總體上分為兩塊內容：機構的設計以及力學分析。機構的設計包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和輪系的設計。而力學分析部分包括：運動分析、速度波動分析、力分析、機械效率、機構的平衡。

在工程師的實際設計中，我們發現，他們很少用到分析的內容，如果用到機械原理，主要是在進行機構的設計。所以，從工程實際應用而言，機構的設計部分應該占據主導地位。但是我們的傳統教學卻習慣于從分析開始，在介紹了機構的結構分析以后，就花費了很多時間介紹運動分析、力分析、機械效率、機械平衡、速度波動的調節，讓學生感覺好像在學習理論力學，只不過把解析法換成了圖解法；而對某些內容只是感覺比理論力學處理的對象更多一些，方法都來自于理論力學。學生要到第8周才開始進入機構的設計部分，此時學期已經過半。這給學生造成一種強烈的感覺，機械原理就是理論力學的延伸。顯然，這是一個誤區，對于學生正確地理解機械原理的核心是不利的。

傳統的教學方法對分析部分花費了太多的精力，而實際上，這些內容在實踐中用處不大。運動分析這一部分，是當機構處于某個位置時，用作圖法把構件的速度和加速度求出來。在實踐中需要面對的一般都是整個周期，需要得到整個周期內的加速度，用圖解法會相當困難，所以在工程設計中幾乎都不會用到這種方法。對于力分析更是如此，力分析要求在運動分析結束后拆分桿組，再用動靜法來進行靜力分析，過程十分繁瑣，在設計實踐中不可能使用。換一句話說，這種方法只具有理論上的意義。但這并不意味著這些內容不需要，應該盡量簡化，只闡述其思路就足夠，并不需要花費很多時間。

對于運動學花費太多的教學時間的結果，導致機構設計部分這個主體內容課時被壓縮，學時顯得相當緊張。因為沒有充足的時間來講解這部分內容，最后的方案設計部分有些老師甚至都來不及展開，就進入了課程設計階段。這樣，學生甚至都沒有弄清楚機械原理就是用來做方案設計的，這對于他們理解機械原理的作用顯然是不利的。

有鑒于此，筆者以為，從為工程服務的觀點出發，機械原理應該強調設計而適當降低分析的地位。在機構的結構分析介紹完以后，應該馬上進入機構的設計部分，以便讓學生明白機械原理就是來做機構設計的。應花費11周左右的時間后，對于力學分析部分用3周共6次課左右結束，基本上相當于一次課結束一章的內容。這樣，就有充足的時間用來講解機構的設計內容，使得機械原理的教學內容能夠真正對工程設計發揮作用。

二、機構設計部分的講解方式

機構設計包括兩塊：簡單機構的設計及機械系統的方案設計。簡單機構的設計包括：連桿機構、凸輪結構、齒輪機構的設計以及輪系傳動比的計算。對于每一塊內容，應該分成三個部分來講解：理解、設計與分析。

理解，就是迅速接受前人在這種機構設計方面所積累的經驗。比如連桿機構，第一步就是理解，弄清楚各種連桿機構的關系以及它們在工程實際中的應用；對于凸輪機構，弄清凸輪機構的類型及其應用；對于齒輪機構而言，理解占據最重要的地位，因為齒輪機構的正確嚙合條件、無側隙嚙合條件、定傳動比條件都是很重要的內容，通常老師都會花費不少精力在這一塊內容上面。

設計是主體。連桿機構的設計，是機械原理的重頭戲。傳統的設計方法是老師用粉筆+直尺+圓規進行的，這實際上很不方便。在實際工程設計中，設計人員不大可能用鉛筆、直尺來設計，而AutoCAD是他們最常用的工具軟件，所以，用AutoCAD來進行機構的結構設計是最合適的方式，這使得他們日后在需要時，很自然地就用AutoCAD來做方案設計。另一個方面，用AutoCAD進行連桿機構的設計比直尺、圓規要優越很多。如剛化反轉法是連桿機構設計的重要方法，手工操作十分麻煩，而用AutoCAD則輕而易舉。基于AutoCAD的種種優越性，筆者強烈建議，教師在上課時就直接用AutoCAD來進行連桿機構設計的教學，何況在使用多媒體以后，用AutoCAD可以放大比例看清楚其中的每一個細節，這都具有黑板教學不可比擬的優越性。

凸輪機構的設計，也建議以圖解法為主，此時仍舊是用AutoCAD教學。以圖解法為主的原因是，這種方法能夠清晰地說明原理。而對于凸輪機構的設計而言，弄清楚原理相當重要。至于解析法，把公式推出來后，說明其意義就可以了。齒輪機構的設計則強調是根據中心距和傳動比來設計齒輪機構的，這也是設計中最經常出現的問題。

三、課程設計的處理

課程設計通常包括兩個內容：牛頭刨床的動力分析和飛輪的設計，以及某機構的方案設計。課程設計一般是一周的時間，前者在課程設計中通常要花費4-5天左右，由于時間關系，方案設計只能草草地做兩個機構運動示意圖。顯然，這并不符合機械原理教學的主要目的。

機械原理教學的主要目的是教會學生做方案設計。最后的課程設計內容應該強化這一點，但是現有的教學方式卻沒有突出這一點。由于把主要時間花費在牛頭刨床的動力分析上面，讓學生誤以為機械原理的主要目的是做機構分析的，這顯然并不利于學生對于機械原理主要內容的把握。另外，由于時間的限制，學生對于所做的方案設計基本上只是畫出一個示意圖，都沒有確定一些主要尺寸，這使得方案設計做得很草率。

課程設計同樣應該強化機構設計部分，對于傳統的牛頭刨床的力分析部分，建議使用ADAMS來做輔助計算，這是比較實際的方式，一般學生建模結束后，最多一天的時間就可以用ADAMS做完飛輪的設計，從而有足夠的精力來做機械系統的方案設計。至于方案設計本身如何處理，許多研究者已經提出了較為成熟的改革方案，這里不再贅述。

四、結語

機械原理作為一門重要的專業基礎課，從其根本意義上來說，是為方案設計服務的，但是傳統的教育模式并沒有突出這一點。在授課時強調設計而弱化分析，在設計時突出用AutoCAD來繪圖而少用手工繪圖，在課程設計中加強方案設計而用ADAMS來進行牛頭刨床的機構分析，這會加強設計的成分，而且所用的方法可以切實在工程設計中發揮作用。本文采用上述方法進行了機械原理的教學改革，取得了較好的效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 車煥文.Pro/E在《機械原理》教學中的應用[J].中國科技信息，2011（2）：185-186.

[2] 陳奇，朱家誠，公彥軍.將計算機軟件引入機械原理教學的探索與研究[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2011（1）：145-148.

篇13

    課程體系綜合設計的實踐及應用

    1改革設計題目,注重學生素質的培養

    機械CAD能力、綜合應用與設計能力和創新設計能力是新世紀高素質機械工程技術人才的重要素質。因此,機械基礎課程綜合設計訓練主線則是以典型機械系統設計為內容,并將機械原理和機械設計的兩課程設計貫通,由根據設計要求到機械運動方案及其運動與動力設計(即機械運動簡圖設計),再到機械系統結構設計和工作能力設計(即裝配圖及零件工程圖的設計),從而形成一條加強機械系統設計和綜合設計能力訓練的設計訓練主線[6]。使學生經過原理方案的設計、執行機構的設計、傳動方案的設計、結構設計等過程,加深對機械系統的整體認識,加強設計中的工程意識,培養綜合創新設計的能力。目前各高校都在進行課程設計改革實踐,但兩門課程設計合在一起的課程設計指導書還很少見[7]。因此,根據我校實際情況,編寫了適合于本科機械類的機械基礎課程綜合設計指導書,指導老師可根據不同方向教學班次選用設計題目。

    2機械傳動方案設計,培養學生創新能力

    機械傳動方案設計是一個重要的環節。在這一環節中應充分體現以學生為主體,以教師為主導的指導思想。教師在指導時,應因材施教、因人施教,對不同層次的同學要有所區別。在選題方面,提倡設計能力較強的同學選擇指導書以外的題目。在指導方面,對這些同學應適當增加設計的難度和深度。方案設計時重點是要把握創新點[8]。在方案分析過程中,為了實現一個確定的設計目標,要求學生至少提出3種可行的方案,并對方案進行分析、比較,總結出其優點與不足。然后確定出設計者認為最優方案作為本次課程設計方案。最后對此方案進行詳細設計,包括其運動過程和運動尺寸的確定,進行結構設計和強度設計直至計算。

    3引入虛擬樣機技術進行機構分析

    虛擬樣機技術又稱為機械系統動態仿真技術,是國際上20世紀80年代隨著計算機技術的發展而迅速發展起來的一項計算機輔助工程技術。運用虛擬樣機技術,可以大大縮短產品的開發周期,受到了制造廠商、科研機構、大學、公司的極大重視。其中ADAMS是美國MDI開發的非常著名的虛擬樣機分析軟件。基于貫徹實施培養卓越工程師思想,在機械基礎課程綜合設計中引入ADAMS軟件對插床導桿機構、沖壓機構、擺動式運輸機機構、牛頭刨床擺動導桿機構等進行運動學和動力學分析,自動繪制刀具的位移、速度、加速度曲線,自動繪制曲柄受到的平衡力矩曲線圖等,能通過后期處理繪制最大動態剩余功曲線圖,使曲線結果清晰、精確。導桿機構動態仿真時,觀察在各位置時所對應曲線含義,加深對課本關于機構有關運動學、動力學相關參數優化設計的理解。ADAMS軟件還能對機構采取參數化建模,學生可以通過輸入機構不同原始參數,進一步比較不同結果。與過去用圖解法或自編程序法進行機械原理課程設計相比,利用計算機對機械進行輔助設計,實現了教學創新,學生普遍反映用ADAMS軟件進行課程設計快捷、方便、直觀,課程設計能達到滿意效果。

    4理論聯系實際,修改設計對象