机械结构设计基础知识
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机械结构设计基础知识范文第1篇
关键词：混凝土结构；双筋截面；适筋破坏；超筋破坏；少筋破坏
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0160-02
《混凝土结构设计原理》涉及的知识面较多，很多理论必须通过实验验证与理论分析相结合，并进行详细的讲解，使学生理解混凝土结构设计的计算理论。该课程的主要特点是公式多、符号多、构造要求多[1]，学习难度相对比较大，学生较难理解。因此，大多数学生的作业都是机械式地模仿例题，不能灵活地应用公式，采取机械的死记硬背的方法，对知识的运用能力较差。
为了改变这种状况，提高教学效果，本文根据多年的教学经验，对《混凝土结构设计原理》中双筋矩形截面正截面承载力计算的教学作一些探讨。
1 理解基本计算公式的应用条件
双筋矩形截面是混凝土结构设计的基础知识，与单筋矩形截面不同之处在于双筋矩形截面在截面的受拉区和受压区同时配有纵向受力钢筋的矩形截面。因双筋矩形截面的受压区配有受力钢筋，其计算简图及适用条件较单筋矩形截面相比要复杂，见图1。
运用理论力学中力的平衡和弯矩平衡，可得双筋矩形截面承载力计算公式为：
以应力图形为中心，重视应力简图的画法[5]，通过图形分解简化分析过程，实现学生对公式更深入的理解，避免机械式的死记硬背造成的记不牢靠。
3 比较各类受力构件计算上的相互联系
单筋矩形截面正截面承载力计算是受弯构件正截面承载力这章的第一部分内容，也是学生学习的基础，其配筋形式及受力简图见图4。进行单筋矩形截面正截面承载力计算内容与双筋矩形截面正截面承载力计算内容的类比分析，可以增加学生对双筋矩形截面正截面承载力计算公式的理解。
找出它们的不同之处，即可将双筋矩形截面问题转化为单筋矩形截面的问题，从而使复杂的问题简单化。
4 结论
《混凝土结构设计原理》是土木工程专业最为重要的专业课，且涉及的知识面较多，很多理论不是简单的计算，必须通过详细的讲解，使学生理解计算理论的由来。双筋矩形截面正截面承载力计算为本书教学的难点之一，计算公式复杂、学生难以理解，因此，教师应针对学生学习中存在的困难进行分析，通过对公式的适用条件、计算公式的意义应用图形分解的方法进行类比分析，将复杂的问题层层分解转化为已知的知识，使学生对计算公式有更清晰的认识，并取得良好的教学效果。
参考文献：
[1]雷洋，刘幸.对学生在混凝土结构原理作业中常见问题的探讨[J].东南大学学报：哲学社会科学版，2012，（14）：249-250.
[2]李志强，仝倩倩，夏多田，等.混凝土结构设计课程教学改革与实践[J].中国西部科技，2014，13（1）：123-124.
[3]梁兴文，王社良，李晓文.混凝土结构设计原理[M].北京：科学出版社，2003.
机械结构设计基础知识范文第2篇
关键词：计算辅助设计与制造专业 职业发展导向 人才培养 专业特色
浙江省是长三角的重要组成省份，地理位置优越，外资和民营企业众多，制造业是浙江工业经济的支柱，也是国民经济增长的重要驱动力，政府非常重视制造业的发展，把打造先进制造业基地作为事关工业化和现代化的重大战略任务。近年来，浙江制造业众多企业加快推进制造业的转型提升，构筑产业优势，形成了资源节约型、生态环保型的制造业发展新格局，能够直接吸纳利用先进技术和设备，尤其是计算机辅助设计与制造技术得到企业的广泛应用。这几年从企业调研情况来看，企业急需具备机械基础技能，同时具备扎实的二维、三维数字化能力，能熟练完成二维工程图和三维造型、分析以及运用等能力的高技能人才。浙江机电职业技术学院作为浙江省制造业应用技能型人才的培养基地和摇篮，培养“服务企业，满足企业技能人才需求”的计算机辅助设计与制造类应用技能型人才，是进行计算机辅助设计与制造特色专业建设与改革的出发点。
一、专业人才需求分析
通过对企业的人才需求以及近年来毕业生就业情况的调研，计算机辅助设计与制造专业技能型人才可以应用于CAD／CAM软件应用、模具设计与制造、机械加工与检验、电加工、中小企业机械设计与辅助管理等职业岗位。根据调研，学生的工作岗位（群）主要包括：
1、计算机辅助设计绘图员：能利用计算机辅助工程软件进行机械产品数字化设计与制造，能设计与绘制产品的二维工程图、三维工程图，具备熟练的机械产品成图技术。
2、产品结构设计辅助工作：能利用机械设计与结构设计知识结合计算机辅助设计技能进行机电类产品模具、钣金结构设计以及出图工作。
3、产品造型、工业设计相关工作：能利用常规和先进的工具、仪器以及设备（如常规测量工具、三坐标测量机、扫描仪、数码摄像机等）进行机电类产品外形的正向和逆向设计，并能对产品工业设计质量进行常规分析。
4、计算机辅助制造相关工作：能按图纸编制相应数控机床能识别的加工程序，操作数控设备进行工件切削加工编程。
5、计算机辅助工艺设计信息管理工作：能利用机械加工专业基础知识与CAPP软件应用，进行制造业信息化相关工作。
6、机电类其他工作：质量检测以及机械设备维修、管理、销售等工作。
二、人才培养模式与专业特色的结合
作为培养机械CAD/CAM高级技能人才的高职计算机辅助设计与制造专业，作为机电职业技术学院机械类专业，应基于机电人才培养模式，立足于服务地方企业，满足行业产业结构调整对高技能人才知识能力结构的需求，以学生职业发展为导向，围绕浙江省制造业的发展以及各类企业对高技能应用人才的需求，围绕学生的目标岗位群和职业发展需求，培养学生良好的专业职业能力以及职业素质；依托浙江制造业的发展，打造具有浙江机电特色的3D－CAD人才培养摇篮，构建特色课程和职业技能培训基地，形成突出的职业岗位核心能力和职业素质的专业人才培养模式。
“职业发展导向”人才培养模式强调学生就近岗位迁移的职业能力、学生在经历社会实践后形成的个人期望的岗位职业能力、学生学会学习的能力以及学生自主设计职业生涯的能力。计算机辅助设计与制造专业作为机械制造业急需的复合型专业，应培养具有扎实的机械基础技能、掌握了计算机辅助设计（CAD）和制造（CAM）技术专业技能的具备首岗能力以及职业发展能力的学生，在专业培养中注重工程实践、强化基础与CAX应用技能的融合，建设以“掌握机械制造的基本理论、材料及其加工的基本知识，掌握常用CAX软件，熟练进行机械产品三维数字化设计与制造”为培养目标的专业，即学生通过学习，在毕业时成为具备使用软件进行机械产品三维数字化设计与制造的高技能人才，使本专业培养的学生在操作技能、工程实践能力以及在中小企业的适应能力等方面要优于省内同类专业的学生，从而形成特色优势。
立足于浙江省制造业以及浙江机电职业技术学院机电人才培养平台，构建以扎实的机械基础和专业基础为专业建设的“双基”特色，是为了满足学生在机械类岗位迁移的能力，使学生能在“零件装配与产品设计”、“逆向工程方向”、“零件质量检测方向”、“模具结构设计”、“钣金结构设计”、“计算机辅助制造方向”等具备职业发展的专业能力。
三、专业建设特色探索
通过对浙江省多个地区的调研以及多届毕业生的反馈，基于机电人才培养模式下的计算机辅助设计与制造专业应围绕专业技能和岗位核心能力，构建基于机械基础和专业（CAD）基础，突出岗位基本技能、岗位核心技能、岗位综合技能，具备职业发展能力，满足浙江制造业需求的“双基”的专业培养模式。“双基”的专业培养模式针对浙江制造业的大环境，强调机械基础技能和专业基础技能，通过职业活动导向和工作过程导向的专业能力训练，培养学生的岗位基础技能、岗位核心技能、岗位综合技能以及职业发展能力，使学生具备在机械类岗位迁移的能力，在具备首岗胜任能力的基础上，学生能在“零件装配与产品设计”、“逆向工程方向”、“零件质量检测方向”、“模具结构设计”、“钣金结构设计”、“计算机辅助制造方向”等具备职业发展的专业能力。如图1所示：
图1、专业人才培养特色体系
专业特色主要体现在：
1、形成为浙江省制造业服务的CAX应用人才培养模式，强化机械基础技能＋CAD专业技能。
2、构建能力递进培养（岗位基础能力岗位核心能力岗位综合能力职业发展能力）教学模式，形成基于机电平台的行动导向课程体系。
3、构建培养学生产品造型设计加工和逆向工程能力的实训体系。
四、总结
浙江省是制造业的大省，有明显的区域经济模块。浙江机电职业技术学院以服务浙江制造业为己任，致力于培养制造业高技能人才，确定了“职业发展导向”的人才培养模式创新的指导思想。计算机辅助设计与制造专业作为机械领域的一个专业，基于机电人才培养模式建设服务企业，满足学生职业发展需要的专业人才培养方案，提出了围绕专业技能和岗位核心能力，构建基于机械基础与专业（CAD）基础，突出岗位基本技能、岗位核心技能、岗位综合技能，具备职业发展能力，满足浙江制造业需求的“双基”的专业培养模式；立足于浙江省制造业以及浙江机电职业技术学院机电人才培养平台，构建了以扎实的机械基础和专业基础为专业建设的“双基”特色，满足了学生在机械类岗位迁移的专业能力。
参考文献
[1]黄锡昌 高职计算机辅助设计与制造专业人才培养的思考.职业教育研究，26（5）133-134 2010。
机械结构设计基础知识范文第3篇
机械装备制造业是为我国经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业,对我国推进经济结构战略性调整,推动产业升级,扩大国内需求,实现经济可持续发展的战略至关重要。
“制造装备及自动化”是机械设计制造及其自动化专业的一门主要专业课,它以机械制造装备为研究对象,重点介绍机械制造装备设计相关理论和技术,较为全面、系统地讲述机械制造装备的设计原理和方法。[1]本课程应注重理论联系实际,注重所学知识的综合应用。通过本门课程的学习,学生应掌握机械制造装备设计的相关概念和技术,具备机械制造装备总体设计和结构设计能力,从中可以看出该课程教学内容综合性强、知识面广、实践性强。
然而近年来,随着高校教学改革的深入,该课程学时压缩至32个学时,其中课堂教学课时只有26课时,实验只有6课时。采用传统的教学方法难以满足教学的需要。另外,随着我国经济结构的战略调整,产业不断升级,对工程应用型人才的需求也不断增大。因此,怎样有效地讲好这门课,让学生了解国内外装备制造业的技术现状及发展趋势,掌握机械制造装备先进的设计原理和方法,并具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计的能力,是一个值得思考的问题。
一、认真备好每一堂课,将专业基础课中相关知识有效地串起来
“制造装备及自动化”这门课中很多相关的基础知识在其他课程都有介绍,比如机床设计时涉及轴所受的力及轴承的选择等。老师需要了解学生的先修课程及知识结构,并在合适的时期及时复习在专业基础课程中所学过的相关知识。例如讲主轴轴承的选用时,应及时复习在机械设计课程中所学的能承受轴向力的轴承都有哪些,一般有角接触球轴承,圆锥滚子轴承,推力轴承等;轴是通过什么方式将所受的轴向力传递到箱体机体上的,一般来说轴向力的传递顺序是轴肩轴承内圈滚子轴承外圈端盖螺钉机体;斜齿轮如何传递轴向力,一般来说,主动齿轮的轴向力Fa方向根据左右手定则确定、从动齿轮的轴向力Fa根据各个分力之间的关系确定。主动齿轮的左右手定则:主动齿轮是左旋就用左手,主动齿轮是右旋就用右手;将手掌展开,使拇指与四指垂直;使四指的指向与主动齿轮转向一致,并环绕轴线;拇指的指向就是轴向力的方向。诸如此类的相关知识点,在讲到相对应的知识时都应该认真地串一串,或者事先让学生复习其他课程所讲的相关知识点。古人云“温故而知新”,这样学生不但容易听明白,而且还感兴趣、记得牢,不至于学一科,考一科,忘一科。
二、改革课堂组织形式,加强学生的学习主动性
中国的课堂教学中大多是老师讲授,学生坐着听,偶尔记一下笔记,课堂上师生很少交流讨论。经过几年甚至十几年这样的被动接受式的教育,学生逐渐习惯于老师讲什么就听什么,从来不问为什么。以至到大学课堂有时老师课堂上提问,学生不管是会还是不会都不回答,老师教得累,学生缺乏学习的兴趣和内在动力,不愿意学,课堂教学缺乏活力。
机械结构设计基础知识范文第4篇
关键词： 对口单招 重复性 《机械基础》 教学改革
江苏省自1987年开展对口单招工作以来，培养了近20万名本专科毕业生。对口单招是指普通高等院校面向中等职业学校应届毕业生进行的专业对口的单独考试招生，含本科、专科两个层次，对口单招是国家为促进职业教育发展采取的一项优惠政策，打破了中等职业教育与高等职业教育的壁垒，探索了一种新型的中、高职业技术教育相互衔接的人才培养模式，深受学校和社会的欢迎。由于职业教育的职业特性，这些参加对口单招的学生进入高等学校后，发现大学里开设的很多专业基础课程是职业教育阶段所学的，意味着要接受重复教育，这样对口单招学生扎扎实实学了几年专业课，进入大学后，才发现这些课程还要再学一遍，那么学生会觉得专业课上起来是浪费时间，于是渐渐丧失专业认可度，渐渐失去目标。教育教学实践表明，由于入学前教育基础的差异，对口单招学生与普招学生在知识结构、专业基础、综合素质、学习方法、应用能力等方面存在一定差异，如在对口单招学生培养过程中套用普通专科学生的培养模式，显然不符合因材施教的教育原则，难以充分发挥学生的特质特长，因此，必须对重复课性课程制订针对性的课程设计安排，探索实施与专业相关联的创新型教学模式，下面简述化工装备技术专业《机械基础》课程实施过程。
对于机械基础这门课程来说，能录取到化工装备技术专业的中职学生肯定是经过长时间理论知识学习和应对考试培训的，中职老师讲授的针对机械理论考试的基础知识；比高职老师给普高学生安排的机械基础64学时课程要多得多，学生肯定掌握得比较牢固。因此，让他们重复学习这几年学过的知识，对口单招学生肯定觉得没有意义，甚至浪费时间。对于中高职这种专业基础课程的重复性，要怎样解决呢？下面我提出几点建议。
1.明确制定对口的人才培养目标
高职单考单招的初衷是招收相同专业或者相近专业的学生到高职学习，使其在原有基础上进一步提升，成为高级技能人才；高职专业教育再也不能是简简单单地传授书本内容，或者说为了应付考试而讲授知识。高职教育应该引导学生自主学习，培养学生良好的学习习惯，激发学生的学习兴趣，开启学生的创造性思维的过程。对于对口单招的学生而言，机械基础这门课程的教学目标是增强设计计算能力、自主查阅资料的能力及创新意识，训练学生对已有机械进行运动及动力学方面的分析能力和结构设计能力，还要多形式、多层次地对学生进行自主独立设计新机构方案的训练，培养学生根据实际要求开发设计或创新发明的能力。
2.教材的选择
课程重复不可避免，但课程学习内容是否雷同，是可以控制的，所以教材的选择是老师能否很好地规避课程重复性的重中之重。上课之前，先了解对口单招学生在中职学的主要内容是什么，根据多年给对口学生上课的经验，相对于高职机械基础学习，他们欠缺的章节是力学部分的理论知识，传动创新设计及各种零件的结构强度设计；总的来说是中职教材内容安排比较死板，以应对考试为目的的纯理论知识框架，欠缺理论计算知识和结构设计创新，忽略学生学习能力的培养。
对于对口单口学生而言，《机械基础》高职教材首先要和普高学生区别开来，所选教材应该具有概括性、逻辑性、选择性、灵活性、创新性的特点。教材内容应该包含力学方面的介绍和分析（涉及理论力学和材料力学），材料选择（金属工艺的相关知识）；平面机构的运动分析及设计拓展（平面连杆机构、凸轮机构）；传动机构的设计（带传动、齿轮传动）；零件的强度计算和结构设计及附件的选用；机器的总体结构设计和测绘（减速器）。
3.课程设计的安排
课程设计将力学基本理论结合机械零件设计的具体问题进行阐述，以避免枯燥的理论推导；针对人才培养对机械基础课程的要求，突出应用能力培养，重工程意识和分析能力培养。
在具体做法上，按照机械基础的基本程序组织教学内容，同时兼顾传统课程在内容上的连贯，精心筛选传统理论力学、材料力学、机械原理和零件等内容，并将这些内容有机结合，从整体上全面优化了教学内容，突出了高职高专的特征。64课时课程设计具体安排见表1。
4.教学模式的创新
面对以应付考试，或者培养普通技工为目的的中职教育；高职教育的目标则要更加专业，更加全面，更加高端；这就决定了传授知识的方式必须与时俱进。教学方法与手段直接关系到教学质量、教学水平与教学效果，是课程教学内容成果有效实施的保证。教学模式的创新主要是为了提高学生的学习兴趣，增强学生自主学习能力，发展学生的创新思维能力。
4.1采用项目化教学方法
机械基础课程在教学手段上主要采用项目化教学。项目化教学的优势主要体现在两个方面。首先，项目化教学是对一章或几章内容进行有机结合，增强整本课程的逻辑性，前后呼应；在解决问题的基础上，对课本知识进行专业化选择。其次，项目化教学方式以任务为驱导，分组完成不同或者相同的子任务，讨论，查阅资料，经过老师答疑、启发解决问题；这种方式可以有效提高学生的学习热情，锻炼自主学习能力，增强团队协作能力。
4.2采用理实一体化的教学手段
在机械基础这门课程教学过程中，为把理论知识应用到实际专业生产中，我们要自始至终安排实验或者实践课作为灌输线，让学生自主学习过程丰富多彩。如讲到强度的定义和计算时，可以指导学生用不同材料完成拉伸实验，引导学生思考强度的计算方法和材料性质。像讲到齿轮这一章，可以安排拆装不同类型的减速器，直观地感受真实的零件，用对比法让学生自主发现不同齿轮的特性、应用场合等；让每一个学生都参与、都动手、都启发、都练习。
4.3采用多媒体课件辅助教学
多媒体课件具有信息容量大、教学效率高的特点，有利于缓解内容扩展和学时压缩的矛盾；通过运用三维动画演示机构运动，给学生提供丰富的感性材料。课程中难以理解的内容如齿轮啮合特性，范成法加工原理等，可通过课件直观展示和动态模拟，合理采用多媒体课件开展教学，使学生更容易理解和掌握。
4.4开展多种教学辅助活动
开展多种教学辅助活动，激发学生创新设计思维。多开展课外拓展活动，举办机械创新设计大赛，组建机械设计课外活动兴趣小组，指导学生开展创新思维培训，申请专利等。
经过整合后，对于对口单招学生，机械基础这门课程已经做了大量压缩、调整，剔除了过时和重复的内容；补充了很多新的设计理念、教学手段，并以引导学生自主学习，突出发散性创新思维为目的，达到良好的教学效果。
参考文献：
[1]王世辉，韦林.《机械设计基础》课程改革与建设研究报告.柳州职业技术学院学报，2007（1）.
[2]李永新，王琪民，俞巧云，李胜利，金泰义.《精密机械设计基础》课程教学体系的整合及其教学思路.教育与现代化，2004（4）.
机械结构设计基础知识范文第5篇
一、多元素集成的教学体系全方位体现创新思维的培养
1.教师创新的观念与行为是教学改革的基础
要使学生在日常学习和生活中具有创新思维，首先要求教师将创新意识作为自己的行为习惯，以激发学生去创新，在实践中锻炼学生的创造性思维能力。
教师要转变教学思想，紧跟科技的进步，一边传授知识一边将新的思维和方法渗透给学生。教师要有“让学生会学、会用”的教学思想，积极鼓励和引导学生主动去获取知识，并用知识去改变生活。以生动的实例引领学生去探索，如饺子机、书本打包机、啤酒灌装机的出现，就是知识在生活中的应用。
教师要将知识灌输的教学方式改为学生主动探索式的学习方式，采用案例分析、项目设计等方法，努力创设有利于学生创新思维发展的教学氛围。
2.明确各教学环节内容和联系
在整个教学体系中，理论知识的讲授与动手实践相辅相成[1]，各个教学环节都应体现创新实践能力培养的思想。进一步规范理论教学、实验教学、课程设计、开放实验、毕业设计、科技活动等环节的相互关系，明确本专业各环节的教学内容以及如何进行理论与实践相结合的教学实现。如图1所示的多元素集成的教学体系，每门课程的理论学习和课程基本实验是学生知识体系的基础。专业基础课配套的课程设计、针对典型专业课设置的设计性和创新性实验是理论知识的进一步运用和巩固。开放实验、项目（毕业）设计、学生科技活动（学科竞赛）是知识的综合实践。规划好各个环节之间的层次关系，学生在模块化学习和掌握知识的过程中，培养创新思维，提升创新能力，达到灵活运用知识解决工程实际问题的培养目标。
图1 多元素集成的教学体系的架构
二、用专业课程模块构建面向工程的实践环境
目前综合性实验、开放性实验主要围绕各个课程展开，学生在掌握本课程基础上，利用所学知识，解决实际工程问题。但是课程知识之间还有衔接和综合应用的问题，学生应进一步在模块化知识体系中培养创新思维，提升创新能力。原有课程体系中，各个课程相对独立，课程实验也仅仅与本门课程的理论教学对应。为提升教学效果，优化课程结构，要打破这种课程独立性，明确课程之间的内在联系，建立培养目标明确的课程群模块。同时，要为课程群开设主题项目的综合实践。德国、美国的一些高校首先提出课程体系分模块的构建方式。以项目形式组织综合实践内容，以主题形式组织教学内容，涉及多个课程及实验，这就是课程模块化思想。在课程体系的各个模块单元中，每个单元都应有自己的教学目标，对所包含的课程还要设立子目标，实现教学内容优化。学生的知识体系经模块化梳理后，更有利于对原理、方法的领会及系统综合应用。
1.模块一课程群――产品设计与制造基础
机械原理、机械设计、机械制造基础3门课程的内容具有前后递进关系，讲述产品开发从功能原理分析、确定方案、结构设计到制造工艺的机械基础知识，将这3门课整合为产品设计与制造基础专业模块。注重课程之间内容的关联，同时明确前修课程――制图、力学课程的课程内容，为该模块课程群的讲授打好基础。该课程群的特点是知识点丰富、专业性强、内容各有侧重并共同打造机械基础平台。因此，在原有课程建设基础上，注重各课程知识点的衔接和综合应用，进行课程内容的整理和结构优化，使学生完整、系统地掌握从事机械专业的基本理论。
对模块中各课程的实验、课程设计内容进行改革，让学生能够综合应用设计制造基本知识解决工程问题。图2所示为产品设计与制造基础课程群的框架结构。每门课程设置的实验也具有递进性，从认知分析上升到最终的工程实践，并从横向将3门课程的实践串起来，完成一个具体工程产品的开发。以小型机电产品的设计和关键部件制造贯穿该课程群的实践环节：机械原理课程设计实现机械的方案分析，用机构运动简图表达机械的工作原理，分析机械运动特性；机械设计课程设计实现对关键部件的强度/刚度分析及结构设计，画出装配图；在机械制造基础课程设计中，挑选某些零件，编排工艺文件，实现加工和装配。
图2 产品设计与制造基础课程群框架
2.模块二课程群――建模仿真与性能分析
机械系统的建模仿真与性能分析课程群，包含计算机辅助设计、产品建模与仿真、有限元分析基础和机械优化设计等课程。该课程群的课程是面向机械类专业学生开设的设计类专业课，在后续的课程设计、毕业设计以及工程实践中应用广泛。该课程群教学目标是：学生在本科阶段掌握ProE、ADAMS、ANSYS等大型工程软件的应用，具备使用这些软件进行工程问题的建模、仿真分析计算的能力。图3所示为建模仿真与性能分析课程群的框架结构。针对每门课程设立理论教学与上机实践教学相结合的教学体系，各课程相继建立了综合性、设计性实验。并且，改变传统教学中各门课程各自为政的现象，对各个课程的授课内容重新整合规划，在学生头脑中形成从建模到分析计算，再从分析到优化的机械设计的整体分析思路。同时，在计算机辅助设计课程中，建立典型案例和项目实践贯穿本课程群中关于建模、有限元分析、优化的知识要点，培养学生能够综合运用计算机辅助设计的方法和大型软件进行工程设计的能力。该课程模块还与研究生的计算机辅助工程课程构成知识递进的课程模块层次。
图3 建模仿真与性能分析课程群框架
3.模块三课程群――产品创新与系统化设计
如图4所示，该课程群包含机械系统设计学、机械创新设计、单片机应用技术基础以及综合实践课程，是专业知识的高层次应用。将综合课程设计及综合实验周内容融合在一起，开设综合实践项目，以支持学生对本课程群授课理论知识的理解与应用。学生以设计小组形式参与本课程群的综合实践项目，在方案讨论、分工设计制造过程中，领会从系统角度考虑产品设计问题，以及产品创新设计的内涵。结合北京市机械创新大赛，从生活中发现问题，综合应用知识去解决问题，完成产品的方案设计、结构设计与分析、加工制造及运动控制。
图4 产品创新与系统化设计课程群框架
三、开放式管理机制支撑面向工程实践的教学体系
完善的实践教学体系对培养大学生的创新实践能力起着重要作用[2，3]。建立以项目为导向的多层次实验课程架构（验证性实验、设计性/综合性实验、创新性实验），各种类型实验在不同课程群中比例不同，各个层次实验相辅相成，才能使学生牢固掌握整个知识体系。同时，以本专业基础理论知识为引领，扩展基础实验，提升设计性实验的内容，精心打造创新性实验，培养学生的综合设计以及工程实践能力。建立导师指导下的课外科技创新设计小组， 围绕机电一体化产品进行创新设计，在课程设计、生产实习和毕业设计等环节精选创新设计题目，利用创新设计实验室、机电实习中心进行创新设计方案的制作，解决生产实际中的一些问题，并进一步参加各种层次的科技创新项目和比赛。
