發(fā)布時間：2022-11-06 04:25:02
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機械設計課程設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
分析當前《機械設計》課程設計教學中存在的問題，從提高學生興趣，課程設計前的準備、設計過程以及答辯總結等方面提出了相應對策，以切實提高課程設計教學效果。
關鍵詞：機械設計；課程設計；問題；對策
引言
課程設計是機械類專業(yè)在完成機械設計或機械設計基礎課程后進行的一項重要的實踐教學環(huán)節(jié)，是學生首次接受較全面的工程設計訓練。該課程要求學生綜合運用已學過的多門基礎課程來解決工程問題，對學生樹立正確的設計思想、提高綜合分析能力、培養(yǎng)良好的工程素質具有重要作用，學生在課程設計中的收獲會直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學習，甚至對以后的畢業(yè)設計和實際工作都有著重要的影響。
1. 當前課程設計中存在的問題
1.1 對課程設計興趣不高，不能積極地投入課程設計工作
部分學生認為課程設計就是畫圖，對課程設計認識不足，加之課程設計長期沿用減速器設計作為設計對象，使設計內容陳舊、單一，設計過程太枯燥，學生興趣不高。
1.2 時間短，任務重；學生多，教師少
我?！稒C械設計》課程設計分三類：（1）一周，學生需要完成螺旋起重器設計和繪制螺旋起重器裝配圖一張（2 號圖），設計說明書計算說明書一份；（2）二周，學生需要完成減速器設計（單級）和繪制減速器裝配圖一張（1號圖）和零件圖二張，設計說明書計算說明書一份。（3）三周，學生需要完成減速器設計（雙級）和繪制減速器裝配圖一張（0號或1號圖）和零件圖二至三張，設計說明書計算說明書一份。課程設計的期間，學生每天要工作十個多小時，有時個別學生還需要熬夜加班。常有學生在完成課程設計后感嘆，這門課程是上大學以來學的最累的一門。由于繪圖工作量較大，繪圖占據(jù)了學生大部分的時間和精力，學生對設計理念、過程和方法的體會與思考相對較少，削弱了課程設計的教學效果。
另外，隨著招生規(guī)模的增大，教師數(shù)量相對偏少，經(jīng)常是一名教師指導一個班，甚至兩到三個班，教師很難在指導課程設計時照顧到每一個學生。
1.3 學生工程意識不強，對機械設計的過程和一般規(guī)律認識不足
在開始階段，學生面對課程設計題目往往心中一片茫然，不知道從何處入手；在課設中，少數(shù)學生對教師指導過于依賴，自主性差，遇到問題，即使對一些很容易就可以從設計指導書或手冊中直接查到的問題，也不能主動地通過查找手冊資料和獨立思考來尋求解決方案，而是一味地詢問指導教師，或互相抄襲。
1.4 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
課程設計要應用機械設計課程知識，還要用到工程圖學、理論力學、材料力學、工程材料、加工工藝以及公差和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(xiàn)出來，影響課程設計的教學效果。在這些先修課程中，工程圖學對設計的影響尤為突出。比如，課程設計時有相當一部分學生視圖投影概念不清，對螺紋連接、齒輪以及軸承等標準件的表達方法不能熟練運用，出現(xiàn)大量的制圖錯誤。另外，現(xiàn)行機械設計或機械設計基礎教材有關零件設計的內容主要是圍繞零件的強度設計展開，對零件的結構設計言之甚少，造成學生的結構設計能力較弱， 而實際機械設計中結構設計的工作量要遠大于強度設計的。
2. 提高課程設計教學效果采取的對策
2.1 做好學生的思想工作，提高學生對課程設計的興趣，充分調動其積極性
部分學生對課程設計興趣不高，在課程設計中不能積極主動地投入，最根本的原因是對課程設計的重要性和必要性認識不足，不清楚課程設計的作用、地位，以及對后續(xù)課程的影響，這就需要教師在布置任務時進行充分的說明和正確的引導， 使學生提高認識，端正態(tài)度，自覺地投入到課程設計工作中去。
在機械設計或機械設計基礎課程中，介紹各種常用機構及通用零部件的設計方法，這些內容一般自成章節(jié)，具有一定的相對獨立性，學生對各章節(jié)之間的聯(lián)系認識不夠明確。在此之前，學生已完成了基礎課程一系列先修基礎課程，如工程圖學、理論力學、材力力學、工程材料、加工工藝學等，但由于沒有進行綜合性的訓練，還不能熟練地應用這些知識解決工程問題。
2.2 強調對機械設計過程的理解與認識，培養(yǎng)學生的工程意識
課程設計的過程比結果更重要。課程設計最根本的目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決工程問題的能力，使其初步掌握解決工程問題的一般過程和方法。強調機械設計過程主要有幾個方面：
一是了解完成一項機械設計項目要經(jīng)過哪幾個階段，每個階段需要考慮哪些問題。學生在課程設計過程中之所以感到時間緊張，不完全是因為計算和繪圖的工作量太大，而在很大程度上是因為對機械設計的工作過程和一般規(guī)律理解不夠深刻，在拿到題目時一片茫然，不知道從何處著手，漫無目的的翻閱資料，或等待觀望，無謂地浪費時間；再者由于設計時考慮問題不全面，導致返工而浪費時間。學生若知道了機械設計的過程，也就明確了前進的方向，知道什么時候該干什么，每一步的前后有何關聯(lián)，做某項工作必須具備哪些條件，哪些是已知的，哪些是可以查到的，哪些是必須經(jīng)過必要的預先計算得到，這樣就可以有條不紊地展開設計工作，不會顧此失彼，避免無謂的返工，也就不會感到時間緊張。
二是要學會面對工程問題時的解決思路和方法。課程設計的一個重要目的，就是培養(yǎng)學生設計機械產(chǎn)品時對創(chuàng)意的實現(xiàn)能力，雖然課程設計一般僅設計傳動系統(tǒng)，但其內容包含了機械設計過程的最關鍵部分：制定方案、工作能力設計計算、結構設計和各部分的協(xié)調等。理論課程與實際工程中所要解決的問題的區(qū)別在于， 前者是要求明確、規(guī)范化了的，而后者往往是籠統(tǒng)、模糊的。如何將敘述模糊、概括的設計要求進行明確、細化，從而將一個復雜的工程問題分解為一系列條件明確易于求解的簡單問題，然后將這些問題逐個解決，最后再綜合起來，通過統(tǒng)一協(xié)調，得到一個系統(tǒng)完整的解決方案，并形成規(guī)范的圖紙和計算說明書等工程文件，學生必須在課程設計過程中認真實踐、體會，才能學到手，而掌握了這些思路和方法，對畢業(yè)設計和將來的實際工作都是非常有益的。
三是養(yǎng)成嚴謹細致、認真負責的工作作風。設計時要重視培養(yǎng)學生養(yǎng)成嚴謹細致、認真負責的良好工作作風，這也是工程技術人員的基本素質。要求學生在課程設計過程中，每一個數(shù)據(jù)，每一條線都要有所依據(jù)，不能想當然地隨意定，或者盲目地照搬手冊或圖例中的數(shù)據(jù)和結構。要讓學生意識到，在自己完成的說明書和圖紙上簽下自己的名字，就代表要為所提交的材料負責。
2.3 進行課程設計前做好充分的技術準備工作
課程設計之前，指導教師應與學生互相配合，做好充分的準備工作，主要包括以下幾個方面：
（1）講課時復習和補充必要的相關知識，如機械制圖、公差與互換性、工程材料與機械加工工藝等。學生所提交的設計說明書和圖紙存在的問題主要包括兩類，一類是純粹的繪圖錯誤，另一類是由于對公差與互換性、加工工藝等課程相關知識理解不夠而導致的制圖錯誤，主要是標注錯誤，比如形位公差、精度等級、粗糙度的選擇與標注錯誤以及尺寸鏈閉合等。有的課程，比如機械制圖，一般在大一完成，由于在后續(xù)課程中應用較少，到課程設計時很多知識已經(jīng)淡忘，致使課程設計中出現(xiàn)過多的繪圖問題，即使一些最基本的標準件畫法（例如螺紋連接、齒輪、軸承等），都有不少同學畫錯。在機械設計課程中講到相關章節(jié)時， 附帶將一些課程設計中容易出現(xiàn)錯誤的問題回顧一下，這樣可以使學生加深印象，從而在課程設計中少犯繪圖錯誤，以便將主要精力放在設計上。比如講到螺紋聯(lián)接的類型時，結合每種聯(lián)接型式的特點回顧螺紋聯(lián)接的畫法，指出容易出現(xiàn)的錯誤；介紹齒輪結構設計時，復習齒輪嚙合位置的表達方法和齒輪零件工作圖的內容及常見問題；講解軸承類型時，結合軸承結構特點，回顧各種軸承的規(guī)定畫法以及特征畫法等。
（2）對課程設計中的關鍵問題，通過作業(yè)和討論課的形式，加深學生的理解和認識。比如軸系結構設計，是課設中學生感到的難點，教學中，可通過分析減速器各種軸系結構設計，比較軸上零件的布置，固定與定位、裝拆、軸承的類型和安裝，與密封形式等，分析比較軸系結構設計的正誤，引導學生通過討論來糾正設計中存在的問題，幫助其加深理解，提高認識，增進學生結構設計的能力。
（3）熟練運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，是機械設計人員的一項基本技能。在平時的作業(yè)中應該注意加入這方面的訓練內容，以提高學生查找設計資料的能力。
2.4 重視答辯與總結
答辯與總結是課程設計的最后一個重要環(huán)節(jié)。答辯是對學生設計成果的一種肯定，也是學生間、師生間相互交流的重要方式，是教師檢查設計質量高低的有效手段，也是對暴露出來的共性問題進行的一次集中指正，答辯方式可以是單個學生或分小組答辯，由于教師時間緊，指導的人數(shù)多，采用小組答辯學生之間可以通過相互討論，培養(yǎng)學生的團隊精神，提高答辯效果。答辯時通過提問和質疑可以引發(fā)學生思考，幫助學生提高對機械設計過程的理解和認識水平。
總結包括學生在完成設計后的個人總結和指導教師在答辯后所作的集體總結與點評。學生通過認真總結，剖析自己設計中的得失、成敗，有助于進一步掌握設計方法和步驟，找出今后設計中應注意的問題。教師也要認真地對學生整體設計情況有一個針對性的總結，指出設計的不足，要肯定成績并給予鼓勵。通過系統(tǒng)總結和答辯，可使學生進一步發(fā)現(xiàn)設計計算和設計中存在的問題，進一步搞清不甚理解的或未曾考慮到的問題，從而使學生有更大的收獲，圓滿地達到課程設計的目的與要求。需要特別說明的是，答辯之后教師的總結點評非常必要，學生經(jīng)過課程設計的實踐之后，對教師的點評會有更深的體會。對機械設計中有些問題的認識，學生在課程設計過程中感覺到了，但限于實踐經(jīng)驗和知識面，不能很清楚地歸納表達出來，這時教師進行總結和點評，常使學生有醍醐灌頂之感。
3. 結束語
課程設計在工科課程體系中承上啟下的特殊地位，決定了該課程對培養(yǎng)學生的工程意識、創(chuàng)新意識、使其形成初步機械設計能力和獨立處理工程問題的能力方面具有不可代替的作用。培養(yǎng)學生對機械設計的興趣是課程設計順利開展的前提，對機械設計過程的深刻理解與認識是學會解決工程問題的思路和方法的關鍵，充分的準備工作是基礎。只有這些工作都做好了，才能保證課程設計的教學效果。
[參考文獻]
[1]吳宗澤，羅圣國等. 機械設計課程設計指導書[M]. 北京：高等教育出版社，2006.
[2]沈曉玲，平學成. 機械設計課程設計的教改探索[J]. 華東交通大學學報2007， （12）： 175-176.
[3]范學兵. 機械設計課程設計多理念融合教學改革實踐探討[J]. 中國電力教育2012， （26）： 69-70.
[4]于明禮. 當前機械設計基礎課程設計中的問題與解決措施[J]. 科技信息2009， （35）： 163-164.
關鍵詞：機械設計 課程設計 教學改革
機械設計課程設計是機械類及近機械類各專業(yè)學生必修的實踐性教學環(huán)節(jié)。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(yǎng)學生基本技能的最重要實踐環(huán)節(jié)之一。它在技術基礎課與專業(yè)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(chuàng)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(tǒng)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(xiàn)了通用典型部件設計計算和機械系統(tǒng)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(tǒng)學習能力，是一次很好的實踐機會。在教學過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，主要是：
1．學生對課程設計興趣不高，學習態(tài)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(xiàn)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(yǎng)，出現(xiàn)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(xiàn)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(chuàng)新大賽或者由學生聯(lián)系生產(chǎn)實踐自創(chuàng)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(huán)節(jié)，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(lián)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(jié)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(shù)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(lián)軸器等章節(jié)時，可以讓學生們做一個大作業(yè)。大作業(yè)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(yè)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(yè)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(jù)他們的設計內容與擅長專業(yè)自由組合，這樣設計出來的題目就更專業(yè)，更符合生產(chǎn)實際。
6．學院可以有計劃地安排教師到相關企業(yè)、廠礦等進行調研和專業(yè)實踐，了解新設備， 學習所教專業(yè)在生產(chǎn)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(xiàn)代化設計技術的了解和掌握，促使教師結合企業(yè)的生產(chǎn)實際不斷完善教學內容，深入了解機械創(chuàng)新設計的理念，提高教師的專業(yè)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(tǒng)、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(xiàn)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(jù)。老師想檢查哪個同學的圖,可以隨時讓他發(fā)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(fā)現(xiàn)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(huán)節(jié)，如何抓好這一教學環(huán)節(jié)是一個需要認真探討的問題。企業(yè)需要的是實用型人才，因此我們的教學實踐應以培養(yǎng)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(tǒng)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(fā)展的需要，培養(yǎng)出符合時代要求的具有創(chuàng)新精神的機械行業(yè)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：
[1]濮良貴，紀名剛.機械設計.高等教育出版社,2006
[2]龔溎義.機械設計課程設計指導書.高等教育出版社,2006
[3]范恒彥.機械設計課程設計教學改革.中國教育教學雜志（高等教育版），2006(12)：6～7
[4]賈吉林.機械設計課程設計教學改革與探索. 機械管理開發(fā),2009(8)：151～152
[5]于曉文.機械設計課程設計教學改革的探討. 遼寧高職學報, 2008(12)：33～34
［關鍵詞］課程設計 綜合實踐 創(chuàng)新
［中圖分類號］G712［文獻標識碼］A［文章編號］1009-5349（2010）11－0199－01
機械設計基礎課程的課程設計一直以傳統(tǒng)的單級圓柱齒輪減速器為核心設計課題。盡管大多數(shù)減速器可以在市場上方便地購得，不過，減速器作為與機械設計課程結合最為緊密的典型實例，仍然可以在課程設計中充當重要的角色。但是，我們也深刻地意識到，以減速器為核心設計課題，在培養(yǎng)學生遵循標準和規(guī)范等意識方面綽綽有余，而在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識方面有所不足。一部分學生由于基礎較差等原因，對課程設計沒有給予足夠的重視。而機械設計基礎課程，恰恰是一門非常有利于激發(fā)學生創(chuàng)造能力的課程，應當讓學生在本課程學習過程中逐漸積累的創(chuàng)造性火種，在最后一個教學環(huán)節(jié)中得到充分燃燒。因此，我們認為，機械設計基礎課程設計的題目，應當是基于減速器，但不限于減速器；基于本課程，但不限于本課程。要靈活多樣，因人而宜，適當綜合，開展綜合實踐，從知識性、趣味性、實用性相結合的選題思路入手，在達到教學目的同時，激發(fā)學生創(chuàng)新的熱情，鼓勵學生創(chuàng)新的勇氣。
近幾年，我們在機械專業(yè)的綜合實踐中，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性構思能力、社會調查和分析問題能力、獨立思考和協(xié)作能力、計算繪圖和運用工具書能力、審核設計說明書和圖樣能力、語言和文字表達能力等方面，進行了大膽的嘗試，收到了預期效果。
綜合實踐與傳統(tǒng)的課程設計相比，最大的變化體現(xiàn)在課題的確定上。在仍然保留減速器為核心題目的前提下，適當擴展設計課題。
首先，公布具體的課程設計題目，并由相應的指導教師對每個課題的性質、涉及的相關知識、設計工作量和對學生能力的要求等方面的情況略加闡述。為接近生活和生產(chǎn)實際，訓練學生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的能力，題目中的設計參數(shù)和原始數(shù)據(jù)只有少數(shù)是完整給出的，大多數(shù)是部分給出的，個別的甚至根本沒有給出，區(qū)別度大，模糊性強，試圖為不同程度的學生留有充分的選擇余地。
然后，由學生根據(jù)自己的興趣、愛好、特長、志向、自由組合、自主選題。為充分發(fā)揮學生的積極性、體現(xiàn)對學生的信任和支持，也允許少部分學生自己選題。實際情況表明，自己選的題目都有一定難度，學生對課程設計很重視，對自己很負責任。
綜合實踐大致劃分為以下類型：
1.以單級圓柱齒輪減速器為核心的傳動裝置設計
這是傳統(tǒng)的設計題目，設計指導書和參考資料完備，教師也有一定的指導經(jīng)驗，因此仍然保留，也可以同其他題目相對照。
2.教具設計制作題目
由于學生熟悉教具的工作原理，清楚教具的作用，所以積極性很高。他們克服困難，自己動手，先后制作了平面連桿機構連桿曲線演示板、含一個移動副的平面四桿機構演化規(guī)律演示板、飛機起落架機構死點位置演示模型等。其中，含一個移動副的平面四桿機構演化規(guī)律演示板的制作難度較大，學生想出了許多好辦法，保證了質量，也有很大收獲。學生還設計制作了壓桿穩(wěn)定演示裝置等材料力學教具。
3.校園小機械設計
這類題目趣味性強，有實用價值，因此吸引了大多數(shù)學生。如：旗桿及附屬裝置設計；禮堂幕布自動啟閉裝置；校門啟閉裝置；多孔試卷裝訂機等。這些題目有的雖然看上去并沒什么難度，但是隨著設計的深入問題便不斷出現(xiàn)。有些題目本身就具有一定的難度，在有限的設計時間內無法完全解決，但是仍然可以使學生受到設計訓練。比如，申報校門啟閉裝置題目的學生，首先對自動伸縮門的結構、特性、品牌進行調查，然后，提出了對校門的改進意見，進行了相應的設計計算。
4.動態(tài)廣告牌設計
目前市場上各種動態(tài)廣告牌爭奇斗艷，許多是依靠機械傳動裝置工作的，我們要求設計多畫面翻轉式動態(tài)廣告牌，有一定的難度。有的同學選用了課堂上沒有介紹的蝸桿凸輪間歇機構實現(xiàn)四畫面的轉換；有的同學還對吉林市的室外廣告進行了詳細的調查和分析，并提出了建設性的建議；有些同學除了選擇正確的傳動方案外，還完成了細節(jié)設計。通過這類題目的設計，打開了學生的思路，使他們看到了機械設計基礎課的應用價值。
5.吉林市標準機械零部件市場銷售情況調查
安排這個題目，一是考慮到現(xiàn)場機械維修人員應當了解市場，不僅能夠設計，也要學會選用，要有經(jīng)濟意識和價格概念，跑市場的同時也可以學習一些書本上學不到的知識；二是考慮到近年來機械專業(yè)畢業(yè)生有從事營銷活動的趨勢，接觸吉林市標準機械零部件銷售市場，對機械產(chǎn)品的價格、質量、競爭情況有所認識也是必要的，學生終究要走向社會。有些學生原來以為這一組輕松，實際情況恰恰相反，寫出一份好的調查報告也不是很容易的事。令人欣喜的是，申報市場調查題目的同學十分認真，最長的一份調查報告達2萬字，是從近百家標準件商店搜集來的數(shù)據(jù)，學生收獲很大。
6.自選題目
關鍵詞：NX系統(tǒng)；機械設計；課程設計；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0215-02
隨著國家推進“中國制造2025”，“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)制造業(yè)全面融合，制造業(yè)信息化技術不斷深入制造企業(yè)，對應用型人才的要求不斷提高。機械設計作為應用型高校機械方向核心專業(yè)教學科目，其課程設計是強化課堂理論教學的綜合型、應用型環(huán)節(jié)，涉及多方面機械專業(yè)基礎課程知識的實際應用。貼近企業(yè)現(xiàn)實生產(chǎn)需求的機械設計課程設計，將切實增強應用型高校大學生分析解決實際機械設計相關問題的實戰(zhàn)能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)的課程設計題目所涉及的機械傳動裝置或結構較為簡單，大部分構件在機械設計課程中已經(jīng)學過。課程設計對于學生的訓練要求依舊突出手工計算、尺筆繪圖，難以滿足制造業(yè)信息化技術時代企業(yè)對信息化應用人才的能力要求。針對上述問題我校對機械設計課程設計的教學方案進行了全面改革，制定了基于NX系統(tǒng)軟件設計過程的機械設計課程設計教案，任務指導書，形成了機械設計課程設計教學質量檢驗評價標準。通過與西門子公司的深度合作，利用信息化設計制造技術克服傳統(tǒng)課程設計的枯燥煩瑣，使學生能夠將有限的時間、精力側重于課程設計任務的機構方案設計、結構優(yōu)化等應用性、創(chuàng)造性較強的內容上，從而提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生先進的設計理念[1，2]。
一、信息化技術在機械設計中的應用
融入制造業(yè)信息化技術的工業(yè)產(chǎn)品三維仿真設計制造：三維軟件智能造型―>實體零部件數(shù)控機床加工―>產(chǎn)品組裝調試，許多制造企業(yè)已實現(xiàn)這一生產(chǎn)流程。西門子NX系統(tǒng)軟件融合了三維智能造型、二維工程圖生成、虛擬裝配、機構運動仿真、運動學分析、裝配干涉檢驗及結構受力分析等智能制造技術，功能強大。制造業(yè)信息化技術的應用，提高了機械產(chǎn)品設計的效率，在接下來的零部件CAE分析、CAM加工過程中，智能化設計的優(yōu)勢更加顯著，與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設計相比，產(chǎn)品質量也得到了大幅度提升。智能化設計可以使得復雜的產(chǎn)品設計及工程問題簡單化，通過設計人員的規(guī)范化管理、設計任務的合理分工，使得機械產(chǎn)品設計過程中團隊的協(xié)同性與個人的獨立性并行，基于制造業(yè)信息化技術的機械產(chǎn)品設計流程如圖1所示。
二、借助信息化技術開展機械設計課程設計
1.課程設計選題。目前機械產(chǎn)品設計可以是按照市場導向、沒有參照的全新的創(chuàng)新設計，也可以是在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上模仿和改進的創(chuàng)新設計。我校機械設計課程設計的選題范圍比較廣，如結合教師科研課題，融合學生機械創(chuàng)新項目，參照課程設計任務書中的傳統(tǒng)帶式運輸機傳動裝置、卷揚機傳動裝置等。但是對課程設計題目的完成要求基本一致：①理解機械產(chǎn)品的工作原理，對產(chǎn)品的零部件進行三維造型設計，運動學仿真、結構受力分析，完成機械產(chǎn)品二維裝配工程圖1張；②繪制重要承載軸、傳動齒輪等部分零部件的二維工程圖各1張；③編寫機械產(chǎn)品設計說明書1份。本機械設計課程設計以三維虛擬模型總成及傳統(tǒng)實物模型總成作為參照，學生通過對三維虛擬模型、傳統(tǒng)實物模型的零部件測量核算、獲取模型結構尺寸參數(shù)，對課程設計任務產(chǎn)品總成及其零部件進行設計。課程設計根據(jù)工作量的不同，以個人或小組團隊為單位進行，各單位課程設計不同題，或者同題不同數(shù)據(jù)規(guī)格，以常見的減速器課程設計為例：根據(jù)減速器輸出軸的輸出功率選擇合適的傳動類型，經(jīng)校核計算選擇對應的齒輪類型、材料、參數(shù)，計算軸徑、選擇軸承等，各單位完成各自課程設計任務[3，4]。
2.課題三維智能設計。作為西門子NX授權教學培訓高校，NX系統(tǒng)軟件是機械類專業(yè)學生必修課程，經(jīng)NX系統(tǒng)軟件教學課程的訓練學習，學生掌握了基本的NX系統(tǒng)軟件三維智能設計、虛擬裝配及運動學仿真的方法步驟，能夠獨立熟練的進行機械產(chǎn)品零部件設計?；贜X系統(tǒng)軟件的三維智能設計，可以將學生的機械產(chǎn)品設計意圖用虛擬三維模型形象的表達出來，當設計過程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品零部件需要修改時，方便學生對任務產(chǎn)品結構尺寸參數(shù)進行修改，在面對構造較為復雜的大型課程設計任務產(chǎn)品時，也便于實現(xiàn)學生間的分工設計，團隊合作。二級三軸式減速器箱體、箱蓋、各級傳動齒輪、軸等的設計，綜合運用了機械設計專業(yè)課程中的典型零部件設計知識，零部件三維智能造型如圖2所示。在NX系統(tǒng)軟件上，將減速器各零部件的三維智能造型進行虛擬裝配，通過裝配爆炸圖分析各零部件之間的裝配關系。利用裝配干涉檢查功能，查看減速器總成設計是否合理，如存在干涉現(xiàn)象，則需優(yōu)化設計參數(shù)，修改零部件三維模型。減速器裝配總成及爆炸圖如圖3所示。
3.關鍵零部件的運動學分析。NX系統(tǒng)軟件的運動學分析模塊，可以方便快捷的對減速器傳動軸、傳動齒輪等關鍵零部件進行運動學分析，驗證減速器總成設計效果是否合理。在確定輸入或者輸出任一運動參數(shù)的情況下，使用NX系統(tǒng)軟件運動學分析即可計算獲得整個減速器的運動參數(shù)，進而效驗傳動齒輪等關鍵零部件是否符合減速器的設計要求。對任務產(chǎn)品的裝配總成進行干涉分析，可檢查減速器各運動零部件在運行過程中是否與其他零部件發(fā)生碰撞等干涉現(xiàn)象，尤其齒輪與齒輪之間、齒輪與箱體之間，進而檢查零部件的設計及裝配方案是否合理。
4.主要零部件的受力分析。NX高級仿真和其他有限元分析軟件基本操作一致，分為創(chuàng)建有限元模型、創(chuàng)建仿真模型和后處理。確定減速器輸入軸的功率后，即可根據(jù)減速器的設計參數(shù)，計算獲得各軸及傳動尺寸的受力情況。通過NX系統(tǒng)軟件對關鍵零件進行受力分析，進一步檢驗零部件和減速器整體設計裝配是否合理。當確定某個零部件其結構關鍵部位受力情況超出了材料本身的許用應力時，需要對該零部件的結構參數(shù)進行重新效核計算，優(yōu)化受力結構，從而使任務產(chǎn)品符合設計要求。
5.二維工程圖的生成。將虛擬裝配和模擬分析沒有問題的減速器總成三維模型，及所有定型的零部件，經(jīng)NX系統(tǒng)軟件的工程圖模塊，智能轉換生成包含三視圖、軸測圖等的二維工程圖。對自動生成的尺寸標注進行檢查修改，或手動添加尺寸標注，然后根據(jù)實際機械加工需要，標注相關加工信息、技術要求、工程圖編號等，完成所有零部件及裝配總成的二維工程圖制作。
NX系統(tǒng)軟件作為高端CAD/CAE機械產(chǎn)品信息化設計軟件，將其引入到應用型大學生機械設計課程設計中，符合當前“創(chuàng)新驅動、智能轉型”大環(huán)境下企業(yè)、社會對應用型人才的迫切需求，改善了機械設計專業(yè)課程的教學質量，激發(fā)了學生的學習興趣。但要制定出一套完整，且行之有效的基于NX系統(tǒng)軟件的課程設計指導規(guī)范，仍有很多工作等待完善，如：如何檢驗及評判學生機械設計課程學習的質量？如何評價學生的創(chuàng)新設計能力？等等，都需要進一步實踐、探索，開發(fā)出一套實用的基于制造業(yè)信息化技術的機械設計課程設計體系。
參考文獻：
關鍵詞：真實項目 手扳封罐機 機械設計基礎課程設計
為了能有效地培養(yǎng)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(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)，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(xù)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(jīng)成為非常成熟的課程設計，有關減速器設計的網(wǎng)絡資源、圖書、教材、工程圖、教參、音視頻資料數(shù)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(chuàng)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(chǎn)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(chǎn)實際及要盡可能與專業(yè)相結合，也就是設計課題必須來源于本專業(yè)的企業(yè)真實生產(chǎn)產(chǎn)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(xù)減速器設計，而是結合溫州地域及經(jīng)濟發(fā)展特色首先選擇行業(yè)方向，經(jīng)課題小組第一次市場調研，入選的行業(yè)鎖定為包裝、印刷、食品、櫥衛(wèi)行業(yè)，本次教改就定為包裝業(yè)。接著課題小組進行第二次市場調研，選擇機器設備，經(jīng)過多方對比、咨詢、技術文獻檢索、企業(yè)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(chuàng)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(yè)的生產(chǎn)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(xiàn)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(yè)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(xiàn)學校教授內容與企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)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(yè)現(xiàn)行的真實產(chǎn)品，注重工程設計環(huán)節(jié)（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(chuàng)新能力的培養(yǎng)。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(chuàng)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(tǒng)圖，從中擇優(yōu)。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(chuàng)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(tǒng)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(yǎng)了學生的團隊協(xié)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(yǎng) 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(shù)量眾多，如網(wǎng)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(yǎng)學生對技術文獻、技術資料的檢索能力，培養(yǎng)學生的研究能力；經(jīng)歷了工程設計路徑、方法與過程的鍛煉，達到了培養(yǎng)學生設計能力、機械制圖能力、創(chuàng)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(yè)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(yè)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(zhí)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(zhí)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(fā)現(xiàn)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(huán)節(jié)對課程設計進行了全過程指導、考核，著力培養(yǎng)、打造學生的機械工程觀念，使得教改項目取得了三點創(chuàng)新、三項成果，當然也發(fā)現(xiàn)了三處不足。
3.1 三點創(chuàng)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(chuàng)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(shù)據(jù)、資料及經(jīng)驗，形成了課題研究報告，使教改項目的后續(xù)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(lián)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(chuàng)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(tǒng)圖，但根據(jù)設計方案擇優(yōu)原則，最后全班統(tǒng)一選擇了企業(yè)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(chuàng)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(xù)的教學工作中還要持續(xù)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(yǎng)學生的主動實踐能力和團隊合作精神，有利于培養(yǎng)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(chǎn)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(yǎng)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(chuàng)新意識，為今后從事機械專業(yè)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）.
[2]劉喜平，段成燕，王金.基于CDIO模式下機械設計基礎實踐教學方法的探討[J].價值工程，2010（32）.
關鍵詞CDIO；機械設計類課程；教學改革
引言
CDIO（構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate））是由美國麻省理工學院聯(lián)合瑞典幾所高校共同開發(fā)的一種全新工程教育理念和實施體系，其核心理念就是以產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程，培養(yǎng)學生的理論知識、個人素質、協(xié)作能力、工程-社會大系統(tǒng)適應及調控能力，①其理念正好與工程教育認證的標準是契合的。因此，為切實支撐專業(yè)認證，培養(yǎng)具有工程理念的高素質、創(chuàng)新型工程人才奠定基礎，倡導CDIO工程理念，重構機械設計系列課程體系和課程內容，開展教育教學改革具有非常重要的理論和實用意義。
1優(yōu)化課程體系和教學內容
機械設計系列課程具有較強的理論性，同時又要與實踐緊密結合，基于CDIO理念的機械設計系列課程教學改革首先需要重構課程體系和優(yōu)化教學內容。課程體系要凸顯整機設計，強化工程理念，將各門課程有機地結合起來，進而構建一種集專業(yè)理論知識、工程能力和綜合素質培養(yǎng)于一體、體現(xiàn)理論教學和實踐教學無縫對接的課程體系。②以CDIO從最初的產(chǎn)品構思到最后機器成品運行的工程教育理念為“主線”，建立基于整機設計的機械設計系列課程體系如圖1所示。
1.1以各門課程為子系統(tǒng)，進行課程內容的優(yōu)化重構
以往課程內容的理論學時偏多，實踐學時匱乏，重理論輕實踐的現(xiàn)狀難以培養(yǎng)學生解決問題所需要的綜合能力，容易造成“學而無用”。為充分體現(xiàn)學科和技術的內在聯(lián)系，使得理論與實踐有機結合，課程內容的整合要突出設計性和工程實用性，強調基礎知識學習服務于工程實踐。以機械設計課程為例，原有的一些教學內容過分強調理論公式的推導和論證，在有限的教學學時內，使得培養(yǎng)工程應用和實踐能力的教學內容不斷弱化，因此，在新的課程內容優(yōu)化重構中，需要弱化一般性公式的詳細推導，重在設計思路和設計方法的介紹，如“齒輪傳動”一章內容優(yōu)化為：簡化設計計算公式的推導，重在設計準則、設計思路以及對設計過程中各環(huán)節(jié)的把握，并將齒輪傳動的強度計算、查表、數(shù)據(jù)處理和結構設計等融入例題中詳細講解。在講述齒輪傳動的受力分析時，將直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、錐齒輪和蝸輪蝸桿等各類傳動的受力分析整合在一起進行講述，這樣便于學生類比掌握受力分析的要點和方法。
1.2以工程應用為主線，實現(xiàn)課程體系教學內容的縱橫整合
知識是由淺入深的，學習也是循序漸進的，因此，每門課程內容的設置要考慮與前續(xù)課程知識點的聯(lián)系?！翱v向整合”就是將機械設計系列課程體系中各門課程建立前后內在聯(lián)系，要講新帶舊，要引舊聯(lián)新，使學生“溫故而知新”?！皺M向整合”就是各門課程要彼此聯(lián)系，有機整合。例如：機械設計課程中關于零部件的教學內容要與機械原理課程的機械傳動系統(tǒng)方案設計相聯(lián)系；機械設計的零件結構設計要與機械制造基礎課程中有關精度和工藝的知識點相聯(lián)系；機械產(chǎn)品設計制作要與機械設計和機械制造基礎課程的相關內容相聯(lián)系?？傊?，通過各門課程教學內容的縱橫整合，要貫穿整機設計的理念，使學生對專業(yè)理論有系統(tǒng)而完整的把握。
2精心“設計”教學環(huán)節(jié)，改進教學方法
CDIO開放式的教學模式首先需要教師轉變原先在教學中純粹的以教為主的角色，更重要的是需要教師更新教學理念和教學思想，因此教學方式和教學方法的改革是課題研究的重點和難點。（1）根據(jù)工程教育專業(yè)認證的需求，圍繞學生工程能力和素質的培養(yǎng)，重新進行教學環(huán)節(jié)的設計，課程組教師要深入研究當前國內外工程教育的發(fā)展形勢，在教學方法與手段上不斷改革和創(chuàng)新，在傳授給學生專業(yè)理論知識的同時，引領學生理論聯(lián)系實際，形成一種學與做有機融合的學習方式，從而加深學生對專業(yè)理論知識的理解。（2）探索“CDIO做中學”的教學模式，課堂教學多引入工程設計案例，課程的推進采用設計任務驅動模式，例如在課程開始之初，就布置有關機械產(chǎn)品綜合設計的課題給學生，根據(jù)課程教學進度，安排學生以小組學習和討論交流的方式進行課題分階段設計，通過這種方案分析、小組學習和項目實訓的方式，貫徹CDIO在做中學的理念，培養(yǎng)學生主動學習和團隊合作能力，提高工程意識和設計技能，這樣既能夠有效調動學生的學習積極性，激發(fā)學生的工程設計興趣，培養(yǎng)學生具備較強的工程實踐能力，而且能夠培養(yǎng)學生良好的團隊協(xié)作能力和精神。（3）搭建開放式課堂，在時間、空間和教學內容上加以擴展和延伸。對于實踐性和工程性強的教學內容，可以走出教室，把課堂搬到實驗室、工程訓練中心和工廠，從而創(chuàng)造一個開放的課堂空間和開放的教學環(huán)境，使得學生更易于吸收和消化課堂的知識內容。為了訓練學生的工程設計和實際應用能力，除了充分把握好第一課堂教學，還要搭建更廣闊和豐富的第二課堂，教師要指導學生參加大學生機械創(chuàng)新設計大賽、大學生工程訓練綜合能力競賽和參與教師的科研項目等，培養(yǎng)學生的實戰(zhàn)經(jīng)驗，在第二課堂，使創(chuàng)新能力培養(yǎng)與第一課堂的教學融于一體，從而探索出一條集理論研究與工程能力培養(yǎng)相互促進的途徑。
3重點改革實踐教學，凸顯整機設計理念
課程設計是培養(yǎng)學生工程能力的重要環(huán)節(jié)，而以往課程體系中各門課程的課程設計內容基本上是各自獨立的，缺少相互關聯(lián)。例如“機械原理課程設計”中，主要是從運動的角度，訓練機械系統(tǒng)的原理方案設計能力，沒有考慮具體的材料和結構，更沒有考慮制造工藝和經(jīng)濟性等要求；到了“機械設計課程設計”，主要訓練學生對機械系統(tǒng)中各零部件的設計和計算能力，設計對象基本是齒輪減速器，運動方案一般是固定的，容易讓學生墨守成規(guī)，限制了創(chuàng)造性思維的發(fā)展；輪到機械制造技術基礎課程設計，內容又是與前序設計對象無關聯(lián)的工藝設計；最后在機械產(chǎn)品設計制作階段，對象又變化了，于是就照貓畫虎，用現(xiàn)成的圖紙和工藝進行加工，這種各自為陣的課程設計安排顯然違背了整機設計的思想，學生的能力培養(yǎng)只能趨于碎片化，而真正需要的整機綜合設計和應用能力不能得以鍛煉和培養(yǎng)。因此，為了切實提高學生的工程意識和設計技能，改革選擇課程設計實踐環(huán)節(jié)為突破口，通過課程設計內容的重新整合和優(yōu)化，使得各個課程設計內容前后關聯(lián)和有機結合。③為了凸顯整機設計理念，訓練學生的綜合設計技能，將圖1所示課程體系中的四大課程設計實踐環(huán)節(jié)聯(lián)合起來進行，依次按方案設計、技術設計、工藝設計和產(chǎn)品實物制造編排課程設計的內容，做到課程設計的完整性、系統(tǒng)性和綜合性，從而訓練學生從機械產(chǎn)品方案設計、技術設計、性能仿真、工藝設計到加工制造和組裝調試的整機設計能力。在課程設計過程中，成立獨立穩(wěn)定的設計團隊，期間配備專門的指導教師，每個團隊的設計對象固定，始終貫穿于各個課程設計，具體以典型機械產(chǎn)品的設計和制造為載體，例如無碳小車或是機械創(chuàng)新設計大賽設計對象等，要求分階段完成對象的各項設計任務，即依次設計、制作、安裝、調試一臺機械產(chǎn)品，讓學生從一開始就注重整機設計，增強綜合分析問題的能力。④機械原理與創(chuàng)新綜合課程設計為機械設計課程設計提供系統(tǒng)方案、運動和動力參數(shù)計算和分析，在接下來的機械設計課程設計中，通過設計計算和選型，將前序設計得到的方案具體實物化，繪制出相應的裝配圖和零件圖，同時又為機械制造技術基礎提供了圖紙和精度設計技術文件，而機械制造技術基礎課程設計的內容又為最終的機械產(chǎn)品設計制作提供了工藝指導，從而大大提高課程設計實踐環(huán)節(jié)的連貫性和實用性。為了保障以上改革的順利實施，根據(jù)我校的實際情況，依托學校的大學生素質教育中心的加工設備制造出實物，使得學院的理論教學與大學生素質教育中心的實訓實現(xiàn)無縫結合，也使得教學資源得以充分利用。
4結束語
關鍵詞 機械原理 機械設計 課程優(yōu)化
機械原理與機械設計課程開設歷史悠久，兩門課程始終作為全國各工科院校機械類專業(yè)主干技術基礎課程。近年來，隨著機械學科的飛速發(fā)展、我國高等學校機械類專業(yè)人才培養(yǎng)實施寬口徑化、21 世紀人才綜合能力培養(yǎng)的需求，再次審視兩門課程的教學體系、課程內容和教學方法，認為依舊存在問題需要探究與改革。
一、存在的問題
（一）內容有交叉與重復現(xiàn)象。機械原理和機械設計兩門課程的教學內容基本變化不大，課程內容自成體系，相互之間缺少銜接，存在內容交叉和重復的問題。
（二）缺少系統(tǒng)性。兩門課程缺少對機械系統(tǒng)的介紹，學生學完了兩門課程，仍對機械沒有整體的認識，對機械的設計過程缺少了解，兩門課程的總體效能未能充分顯現(xiàn)。
（三）實踐環(huán)節(jié)不足。兩門課程的實踐環(huán)節(jié)難以適應對學生工程意識和實踐能力培養(yǎng)的需求，缺少主動性實踐的環(huán)境。
二、理論教學體系的整合與優(yōu)化
機械產(chǎn)品的設計一般要經(jīng)過產(chǎn)品的規(guī)劃、方案設計、技術設計等環(huán)節(jié)，通過機械原理和機械設計課程的學習，學生不僅應掌握一般機械產(chǎn)品設計所需的基本理論知識，還應對機械系統(tǒng)有一個整體的認識，并應了解機械產(chǎn)品設計的基本過程。為此筆者嘗試突破“機械原理”和“機械設計”兩課程的界線，將教學內容和教學環(huán)節(jié)進行了重組、融合及整體優(yōu)化，合并為“機械設計課程。
（一）課程目標。通過本課程理論教學、實驗及課程設計等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)總體教學目標：培養(yǎng)學生的工程意識和創(chuàng)新精神；使學生對機械產(chǎn)品具有整體的概念和正確的設計思想；掌握機械系統(tǒng)設計的基礎知識，初步具備一般機械方案設計和分析的能力；掌握常用機構及其傳動的運動學設計和工作能力設計的基本知識，掌握通用零部件設計計算和選用的基本知識，初步具備一般通用機械的設計能力；培養(yǎng)學生查閱和運用機械設計相關標準、手冊及網(wǎng)絡息等技術資料的能力。
（二）理論教學體系。在有限的學時內，合理取舍課堂教學內容，是關系到能否真正實現(xiàn)課程目標的關鍵。經(jīng)過多年的仔細斟酌、反復探究，提出精、寬、新的授課原則：精——精選重點和難點的內容進行詳解與指點，避免煩瑣公式的推導和易于自學的內容占用過多的學時；寬——拓寬學生的知識面，注重工程應用，啟發(fā)學生舉一反三；新——注重機械學科發(fā)展、將機械學科的科研成果融入教學，讓學生了解機械學科的新技術、新方法。
三、實踐教學體系的構建
實踐教學體系由實驗教學、機械實例分析與設計（大作業(yè)）、典型機械設計（課程設計）三部分組成。三個模塊均以加強自學能力、研究能力、動手能力及工程意識與創(chuàng)新精神為培養(yǎng)目標。
（一）實驗教學。在實驗教學中將計算機技術和網(wǎng)絡技術與現(xiàn)代實技術相結合，加強實驗內容的綜合性與設計性，如增開了典型機器與機構分析、機構系統(tǒng)創(chuàng)意組合、機械系統(tǒng)創(chuàng)意組合等綜合性實驗，對啟迪學生的創(chuàng)新意識和培養(yǎng)學生的設計能力起到非常積極的作用。
（二）機械實例分析與設計。本課程傳統(tǒng)的課外作業(yè)內容雖然對一些基本概念、定義的理解起到一定的作用，但是由于各章相對獨立、就題論題、解題方法千人一面等問題，讓學生感到枯燥無味，抄襲現(xiàn)象嚴重。為了解決此問題，將“書本習題”大大減少，增加數(shù)個綜合性、實踐性很強的機械實例分析大作業(yè)。
（三）課程設計。課程設計是很重要的一個教學環(huán)節(jié)，課程設計的性質決定了它在對學生進行素質教育，培養(yǎng)學生工程意識和設計能力等方面具有獨特的優(yōu)勢。原來的機械原理和機械設計的課程設計是分開的，相互之間沒有聯(lián)系，機械原理的課程設計是以機構的分析為主，機械設計是以零件的強度分析和繪制圖紙為主，教師不僅限定了設計題目和方案，還給學生提供了非常齊全的參考資料，學生的創(chuàng)新意識得不到發(fā)揮。將兩門課程的課程設計進行了優(yōu)化整合，從題目的選擇到實施過程，更加符合現(xiàn)代機械的設計思路，即把過去僅進行機構和零部件的尺度綜合、運動分析和動力分析，改變?yōu)檫M行機械系統(tǒng)的綜合設計。使學生的創(chuàng)新潛能得到了發(fā)揮，提高了設計的能力、計算機運用能力、形象思維的能力。
四、教學方法與手段的改革
近年來，隨著兩門課程體系的改革和深化，課程內容不斷更新和增加，但教學學時相對減少，學時與內容成了突出矛盾。如何激發(fā)學生興趣、啟迪學生的潛能, 提高學習的自主性和能動性,使學生在較短的時間內掌握機械設計的基本理論與方法；如何培養(yǎng)學生的工程意識、創(chuàng)新精神和設計能力，是教學方法和教學手段研究的重要課題。
（一）從培養(yǎng)興趣入手。興趣是成才的起點，是成就事業(yè)的沃土。學習興趣能激勵學生充分發(fā)揮學習潛能，提高學習效率和質量。
（二）開放式教學。開放式的教學方法，一是要打破傳統(tǒng)的“一本書”，大力提倡課外閱讀，讓學生了解教科書之外相關領域的知識，更要讓學生了解新理論、新方法和新技術。二是打破“一言堂”，給學生適當?shù)摹白杂伞?，鼓勵學生向老師提出問題，幫助學生樹立“不唯書、不唯師、只唯實”的實事求是精神；三是教師不要把所有的知識點得“完美無缺”，要給學生的自學留有余地和空間。
（三）倡導主動實踐。被動實踐是指實踐的對象、方法、程序等關鍵要素都是由老師制定的, 學生在老師規(guī)定的框架中, 沿著老師制定的路線去完成實踐任務。
參考文獻：
[1]濮良貴,紀明剛.機械設計（第八版）[M].高等教育出版社TH122.2006.5.
關鍵詞：課程設計參數(shù)選擇;教學改革;繪圖能力
課程設計是機械設計基礎課程重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械設計的重要實踐環(huán)節(jié)。通過課程設計，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計方法和步驟。提高學生的有關設計能力，如：計算能力，繪圖能力，使學生熟悉設計資料（手冊、圖冊等）的使用，掌握經(jīng)驗估算等機械設計的基本技能。通過該課程設計，可以把學生所學的機械制圖、公差與配合等幾門課程的理論知識加于鞏固、擴展，提高了學生的綜合能力，為技術應用型人才的培養(yǎng)奠定了基礎。隨著高職教育的不斷擴大，高職生的來源復雜，學生基礎參差不齊。近幾年的課程設計效果不理想。課程設計對一部分同學來說是很枯燥，學生只是按照設計指導書的各個步驟機械地代數(shù)據(jù)，并沒有真正思考問題，沒有達到設計的真正目的。為了讓學生更好理解課程設計的內容，到達設計的目的，需要在教學方面做一些改革。筆者本著自己這些年來指導課程設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，不斷思考，不斷探索好的教學方法，從以下幾個方面來對課程設計進行教學改革，提高課程設計的水平。
1把設計和教學融合在一起
課程設計一般都是安排在理論課程講授完之后進行，時間一般是安排在期末兩周時間。設計結束之后面臨期末考試，大多數(shù)同學把精力都放在考試課程上，對設計不能盡心盡力，有的同學是敷衍了事，機械地參照指導書抄寫說明書，里面問題很多。有的同學雖然也發(fā)現(xiàn)了問題，但時間緊張，就懶于修改參數(shù)，草草了事。最后一周繪制的裝配圖效果也是不太理想，完全沒有達到設計的真正目的。如果能把設計穿插在理論教學中，比如講完帶傳動就可以布置設計任務，把設計題目分組給學生，設計要求講解清楚，把電動機的選擇方法給學生講解清楚，再講解傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算。學生利用課余時間就可以著手設計內容，完成電動機和帶輪的設計計算。在課程內容齒輪傳動講解完之后，學生可以接著前面的帶傳動設計內容進行齒輪的設計。講解完軸的設計內容之后，學生就可以設計軸的結構尺寸。每上完一部分與設計內容相關的知識點后，就讓學生接著進行設計，讓學生有足夠的時間去考慮，設計的效果才理想，學生才得到真正設計能力的培養(yǎng)。
2設計參數(shù)多組化
以往的設計參數(shù)雖然也有很多組，但數(shù)據(jù)相差不大，最開始學生對設計都很感興趣，隨著設計內容的不斷增加，有的同學覺得大家做的都差不多，和設計指導書也相差不大，漸漸就會失去興趣，等著別的同學做完了直接抄寫敷衍了事。可以把設計的參數(shù)變動大一些，每組的參數(shù)選擇要求也不一樣，這樣就可以避免學生互相抄寫。比如在帶傳動的設計中小帶輪基準直徑的選擇，一個組的同學必須選擇不一樣的數(shù)值，帶傳動設計完了之后，讓這組的同學互相對比，啟發(fā)他們思考參數(shù)不一樣會有什么影響，最終引導學生找出合理化參數(shù)設計。設計重在過程，而不是結果，通過不同的參數(shù)比較，讓學生更直觀理解了設計內容，鍛煉了學生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力。同時也激發(fā)了學生對設計的興趣，不是簡單的抄寫，達到設計的目的。
3注重答辯，啟發(fā)學生自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題
答辯是課程設計的最后一個環(huán)節(jié)，是檢查學生實際掌握知識的情況和設計的成果，評定設計成績的一個重要方面。雖然設計是提前布置，參數(shù)選擇讓學生選擇不一樣，但如果不答辯，也難區(qū)分是學生自己獨立完成的，還是機械地抄寫設計指導書。通過答辯，可以發(fā)現(xiàn)學生的一些問題，引導他們去解決問題。引導學生對設計過程進行全面分析和總結，弄清楚設計中每一個數(shù)據(jù)和公式的使用，對圖紙上零件的結構有著清楚認識。學生在設計中完成的圖紙和說明書還不能完全反映出學生的真實水平。只有通過答辯，才能看出學生的設計能力和綜合能力。比如，有的同學設計帶傳動的時候，只是機械地選擇帶輪直徑，但缺乏整個系統(tǒng)的考慮，有的同學的小帶輪半徑比電動機的中心大，學生還是沒有發(fā)現(xiàn)問題，沒有及時修改帶輪直徑，繼續(xù)按這樣的參數(shù)進行后面的設計，導致后面很多數(shù)據(jù)都不合理。設計完成后，答辯就是引導學生對整個系統(tǒng)一個全面的考慮，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，培養(yǎng)了學生綜合分析問題的能力。
4培養(yǎng)學生CAD繪圖能力
以往的課程設計要求學生繪制一張裝配圖和兩張零件圖，大多數(shù)都是手工繪圖。由于設計說明書錯誤多，邊繪圖邊修改說明書，有的尺寸是繪圖過程中才能確定的。反復修改數(shù)據(jù)，部分學生感到煩，設計數(shù)據(jù)太多，基礎差的同學甚至不知道該修改哪個數(shù)據(jù)。機械地參照指導書繪圖，導致設計的尺寸和圖紙中的尺寸不吻合，細節(jié)地方錯誤多。如果設計任務及早布置出來，學生做完一個零件的設計就用CAD繪制出零件圖，并讓老師檢查。比如齒輪的零件圖，只需要修改輪轂的孔徑就可以了。最后集中幾天到機房完成裝配圖的繪制，這樣既鍛煉了學生的CAD能力，同時又能保證是學生自己設計的尺寸，和說明書也吻合，達到設計的效果。對于成績好的同學，還可以鼓勵他們利用學過的三維軟件繪制零件，并進行裝配。在二維和三維之間不斷轉化，學生可以發(fā)現(xiàn)問題，并加于修改?？傊ㄟ^以上幾個方面的改革，能較大程度改變課程設計中的一些問題，把課程設計穿插在理論教學中，針對性強，學生也容易接受。參數(shù)選擇的多樣化，能調動學生的主動性和積極性，激發(fā)學生對課程設計的興趣，提高了設計效果。
作者:王桃芬 張彩芳 單位:重慶工程職業(yè)技術學院
參考文獻：
[1]陳立德.機械設計基礎課程設計指導書[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]蒙曉燁.淺談高職《機械設計基礎》課程設計的教學改革[J].科技信息,2011(29):298.
