机械原理课程设计总结
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机械原理课程设计总结范文第1篇
作者简介：张莉洁（1976-），女，河南洛阳人，洛阳理工学院机械工程系，讲师。（河南 洛阳 471023）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）14-0120-02
机械系统的设计是机械设计中极其重要的一环，机械系统设计的正确合理性，对提高机械的性能和质量，降低制造成本与维护费用等影响很大，决定着机器性能的好坏。机械系统方案设计是一项极富创造性的活动，要求设计者善于运用和总结已有知识和实践经验，深入理解，广泛积累，收集相关技术资料，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活运用各种设计方法和技巧，从而设计出新颖、灵巧、高效的机械系统。
作为“机械原理”课程的一个重要实践性教学环节，机械原理课程设计的内容正是对机器进行机械系统方案设计。它是学生将所学知识转化为实际工作能力的桥梁，使其将所学知识系统化；使理论与工程实际相结合，提高分析解决工程实际问题的能力，树立机构分析和设计的概念，树立正确的工程设计观点；通过创造意识的教育，培养学生创造、实践能力。根据近年来对课程设计实践教学环节的深入探索及积累的经验，本着洛阳理工学院提出的培养工程应用型创新人才的教育理念，笔者总结了学生在进行课程设计时出现的普遍问题，针对机械原理课程设计的培养目标，本文从机械系统设计过程的系统化、实践性及创新性这三个方面对原有教学模式存在的问题加以提出、探讨和论述。
一、机械原理课程设计教学内容及存在的问题
“机械原理”课程设计的核心内容是对机械系统进行方案设计。其一般设计步骤为：拟定机械工作原理，制订总体功能，提出设计要求；执行构件和原动机的运动设计，确定执行构件的数目、运动形式、运动参数及运动协调配合关系；机构选型，选择满足机械运动、动力要求的机构类型，确定机械系统结构方案，绘制系统示意图；机构的尺寸综合，根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合要求，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；方案分析，进行运动学和动力学分析，对系统方案合理性进行论证，验证其能否满足运动要求。机械系统设计工作是一项创造性劳动，设计过程通常不会一次性完成，经常出现反复和交叉，通过不断论证分析的过程才能达到最终的设计目的和最优的设计要求。
根据近年来“机械原理”课程的理论教学，结合课程设计实践环节指导经验，笔者发现学生在机械系统设计中，普遍存在如下问题：面对复杂的机械系统，学生在初始确定机械方案的工作中不能把握全局，没有“整体规划”的概念，竟不考虑机械系统各部分的运动协调性和机构运动实现的可行性，设计工作呈现照猫画虎的状况，无法发挥自身主观能动性和创造能力，如此“参考设计”并不利于学生真正掌握机械系统设计的精髓。另外，原有课程设计所选设计题目大都集中于传统、经典式的机床类设计，题目过于单一，创新设计性体现不强，导致学生缺乏设计兴趣。
笔者认为在课程设计过程中应积极发挥学生的主观能动性，能够通过思考自行提出解决方案，培养创新和实践能力，这才是该课程设计所应达到的教学目的，针对以上培养目标和所述问题，本文分别对课程设计进行中的重要环节和应注意的问题加以探讨和论述。
二、系统化、实践性及创新性教学探索
1.总体规划，把握正确设计方向
机械系统的正常工作是依靠各部分机构的协调运动来实现的，因此机械系统方案设计的最初工作阶段应是“系统工程设计”，即应在满足机器各执行构件的协调运动关系和运动、动力要求下，高屋建瓴地进行整体规划，该阶段应包括上节所述设计步骤的前三步。“系统工程设计”阶段将为之后各设计阶段提供设计目标、依据和技术参数，其重要性正如房屋的架构或是汽车的运行，决定了机械系统方案设计工作成功与否及方案的可实现性与合理性。
然而，“系统工程设计”工作正是学生在设计过程中遇到的最大困难，其不愿运用逻辑思维统筹分析各部分运动协调关系和机构运动的合理性，而是莽撞地从熟知的局部机构入手开始设计，如此毫无方向性的设计方法无异于盲人摸象，而后的工作无论进行得多细致也无法保证正确的设计结果，最终导致南辕北辙的失败。
进行“系统工程设计”的关键步骤是绘制各执行机构的运动工作循环图。运动工作循环图使各执行部分协调运动关系明晰可见，更有助于设计者理清思路。最清楚的绘制方法是在直角坐标系中分别做出各执行构件所对应原动件在一个工作循环内的运动位移曲线以及对应的阻力曲线，该曲线将为之后的机构设计、运动和受力分析提供必要的设计技术参数。
以牛头刨床机构举例分析，该机器有两个相互协调的执行端运动，其一为刨头的往复直线运动，通过电机、减速装置及转动导杆和曲柄滑块机构的组合执行机构来实现；另一个运动是工作台的横向进给运动，该运动由主运动通过传动系统，而后通过曲柄连杆、棘轮机构及丝杠螺母组成的螺旋运动来实现，两者的运动协调关系为工作台的横向进给运动必须在刨头非切削时间内进行，否则被加工工件将被损坏。绘制运动循环图时应分别画出刨头、工作台对应于原动件曲柄转角转动一周的位移曲线图。另外，其工作中切削阻力曲线也应相应绘出，为之后在任意位置进行受力分析时提供相应数据。
运动循环图将对之后各阶段提出一系列设计要求，如工作台进给的间歇运动是最终通过棘轮机构实现的。若通过曲柄摇杆机构来实现主动曲柄和棘轮的运动传递，则应考虑如何设计曲柄连杆机构，才能保证棘轮的工作行程（拨齿使工作台进给）位于刨头主运动的回程段，且工作周期一致。以上运动协调性为之后进行机构尺寸综合提出了设计要求，通过分析可将其转化为机构设计的三大类基本问题来解决。
2.开展实践调查研究，锻炼自主研究能力
由于理论学习占授课的主要部分，许多学生对实际机器缺乏感性认识，只会按既定方案进行教条设计，如此闭门造车的设计状态使学生缺乏设计兴趣，且设计出来的方案也是纸上谈兵，不符合实际。
优秀的机械系统设计工作依赖于设计者的丰富经验，针对专业知识匮乏，实践少的问题，在进行课程设计前的准备工作中应提出以下要求：开展实践调查研究，锻炼学生自主收集获取相关技术资料及深入自主研究的能力。鼓励学生广泛阅读，扩展知识面，了解最先进的机械构造和设计技术，对机械系统的丰富性能窥得一斑。生活中先进机械系统实例举不胜举，如汽车构造中实现前车轮转向的机构、四连杆独立悬架直线机构等等，都是极具创意且包含先进设计思想理念的设计实例。
获得实践的方式很多，如实地参观考察，听现场工人师傅讲解；图书馆、网络技术资源也能够感受到一个丰富精彩的机械世界。通过实践，再与所学理论知识相结合，学生再一次经过了由感性上升到理性的认识过程，掌握了课本知识与实际机器的内在联系，在设计时更易发挥其主观能动性。在补充专业知识的过程中，领略前辈们的智慧和创新精神，想必也一定会激发学生自主设计的欲望与热情。
3.拟定多样化、创新型设计题目，启发创新思维
目前现有传统的经典式机械系统设计题目通常是一些仅要求满足急回特性和一定协调运动的机床类设计，这类设计题目多数较为成熟，设计难度不小，而类型过于单一，创意思考空间并不大，无法体现机械系统的丰富性。而实际机械系统的功能和设计要求是极其多样化的，学生在进行课程设计中却始终没有机会接触到这些，无法感受到机械系统设计的丰富多样性和创新趣味性，更无法为学生带来创新设计成功后的成就感和喜悦感，更甚者学生直接照搬照抄，比葫芦画瓢。
笔者认为，针对初学的学生拟定机械系统题目不宜太过复杂，而在于有思考性和设计意义。只要有创新和分析价值，能激发起学生创新设计的欲望，这样的题目即可获得事半功倍的效果。随着不断完善的教学体系发展，多样化、创新性设计题目应有所呈现，而这些题目能使学生充分利用所学之术，锻炼分析判断能力和解决实际问题的能力。
举例来说，机械系统中执行机构通常是由一些简单而极富创意设计的四连杆机构来实现的，如从这方面选题，就应要求学生在完成设计的过程中要使设计既不过分复杂，同时又能让人感受到机械系统的设计理念。在此举出以下实例加以说明。
如让学生进行汽车前车轮转向系统的设计。首先向学生提出以下问题：两前轮转向时，两车轮的转角是否相等；然后分析问题：汽车高速行驶时首先要保证行驶的安全性，因此车轮转向时应保证整车纯滚动，否则将会出现打滑的危险。由此得到结论：前车轮两轴线必然与后车轮轴线交于一点，由几何分析得到两车轮转角具有一定的函数关系。该机构可由等腰梯形四连杆机构来实现，其设计问题可归纳为给定两连架杆位置的函数生成问题。该问题可分别采用图解法和解析法来进行求解。
再有，鹤式起重机的执行机构为双摇杆机构，其末端利用连杆的运动来实现重物的移动。问题看似简单，但其设计却有一定的特殊功能要求。为保证起重机在左右移动时不上下起伏，避免不必要的做功浪费，应保证连杆末端轨迹为直线，该问题正归纳为连杆机构设计的难点――轨迹生成问题。设计时可首先让学生了解经典的直线轨迹机构，可采用图解法先进行几何特征分析，然后再利用优化设计来建立数学模型，以与直线轨迹误差最小作为优化目标进行针对性设计。
通过以上所举实例可知，实际机械系统中有很多亟待解决和优化的问题都依赖于机械系统方案设计。诸如此类具有一定不确定性的设计问题，让学生真正感受和接触到实际问题的存在，即使在设计过程中的思考和思维过程很艰难，解决问题时会感到困苦，但收获成果的喜悦是无法替代的。整个设计过程是伴随着激情和设计灵感的创造性活动，而不再是一项繁琐枯燥的事情，使机械系统创新设计理念深入人心。
三、总结
综上所述，通过创新性、实践性的课程设计过程，使学生对机械系统的设计理念有所感悟，使学生更好地在创造实践能力和分析思维方面得到大幅度的锻炼，真正达“机械原理”课程设计实践教学的目的。同时，也对学生今后进一步深入研究并确定其研究方向和领域大有裨益，起着导向作用。期待在今后的机械原理课程设计中将出现更多丰富的创新实践性题目和先进的设计理念，培养出优秀的应用型创新人才，以适应我国科学技术及工程创新的发展。
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机械原理课程设计总结范文第2篇
关键词：机械设计课程；设计教学；质量
0引言
机械设计是机械类专业的一门主干课程，该课程在学生综合能力培养中起着重要作用。为此，许多学校都在机械设计教学中下足了功夫，但是整体来看，我国机械设计教学中始终存在内容单一、创新性差等问题，这不得不引起我们的重视。
1机械设计课程设计教学存在的问题
1.1内容陈旧
长期以来，机械设计课程设计的题目都以减速器设计为主，课程设计题目可谓是千年不变。多年不变的题目，只能导致抄袭现象越来越严重。一些学校为了避免学生抄袭虽然会在减速器设计中更改一些数据，但是许多学生在减速器设计中，都是直接从网上下载设计说明书，对数据尤其是图纸标注数据稍加修改，就不再理会其他东西。这种机械式的模仿设计，必然会影响学生的学习主动性和思考积极性，这对学生长远发展极其不利。
1.2学时少，教学压力大
近年来，随着新型机械、技术工艺的兴起，一些新的课程也逐渐进入到机械类课程体系中来，机械设计课程设计教学课时也随之被压缩。而另一方面，机械设计课程设计教学内容却没有任何变化，教师要在更少的科室内完成教学任务，学生在较少的课时内仍要学到同样多的东西，这对他们来说是一个不小的挑战，机械设计课程设计教学质量也可能会因此而大打折扣。
1.3教学手法单一
机械设计基础课程教学内容不仅包括常用机械机构、通用零件的工作原理、结构特点和机械设计理论和计算方法等内容，还涉及高等数学、工程制图、工程力学、金属材料及加工等方面的知识。整体来说，机械设计课程设计教学内容具有概念多、公式多、图表多、内容枯燥等特点，这给教师的教学能力和教学技巧都提出了较高的要求。但是，许多教师在教学中都存在照本宣科的思想，除了必要的教辅工具，他们很少会借助其他工具、资料来教学。有的教师因为教学经验不足，难以设计一些全局问题来引导学生进行问题讨论和研究，导致机械设计课程设计教学目标难以实现。
2提高机械设计课程设计教学质量的策略
2.1全面进行课程设计
系统论告诉我们，所有的课程及课程教学都是一个系统的工程，机械设计课程设计教学也不例外，并且，机械设计课程设计教学对课程教学设计的系统性要求更高。因此，在机械设计课程设计教学中，学校要遵循系统论原则，做好课程整体设计，明确机械设计课程设计教学目标，细分机械设计课程设计教学能力目标、认知目标。然后，将理论教学与课程设计教学结合起来，做好课程全面、系统的设计，立足于课程设计任务之上提升设计教学的高度，要求学生不仅要根据设计题目分析参考材料，深入进行设计研究，还要进行设计比较和创新，设计出多种可行性方案并从中筛选出最优方案。如在平面连杆机构类型和应用教学中，教师可以舍弃教材所用的演化法，借助多种演变途径将各种平面连杆机构演变出来，并本着创造性设计理念，分组合利用多媒体课件或者模型演示平面连杆机构，对两连架杆的类型进行归纳总结。这样不仅消除了学生的理解障碍，还能提高教学质量。
2.2合理安排课时，科学选择教学内容
机械设计基础课程知识点繁多，内容琐碎，机械设计课程设计教学目标的实现，要以一定的课时、科学完善的教学内容为基础。因此，在机械设计课程体系建设中，学校既要多开设一些自然工程课程，还要建立健全机械设计课程设计教学管理机制、保障机制、监督考核机制，明确机械设计课程设计教学目标和教学任务，保障机械设计课程设计课时，为机械设计课程设计教学打好基础。与此同时，做好课程内容选择和组织工作，设计理念和思维迁移到生产、生活的各个领域，启发人们的创造性思维和创造性活动。比如，将机械设计课程设计理念向服装造型设计领域渗透，采用衣片组合方式、变异法进行机械设计。在高校机械设计课程设计基础教学中，教师还要科学进行课程设计教学时间管理，如提前下发课程设计要求，将课程设计过程和机械设计课程同步进行，以确保课堂教学有序进行。在学生完成课堂课程设计的条件下，教师还要鼓励学生根据自已的需要选择课程设计题目，选取机械设计大赛中的工程对象为设计题目，引导学生积极参与社会实践和自主学习，争取使学生在开放性的设计中锻炼和提高自身的创新设计能力。
2.3创新教学手法，提高教学质量
新颖有趣的教学手法，是提高教学质量的关键。这就要求机械设计课程设计指导教师应积极参加工程设计、研究工程课题，努力学习机械设计课程设计教学手法和技巧，不断丰富自己的工程设计知识，提高自己的教学能力，以满足机械设计课程设计教学需求。在机械设计课程设计教学中，教师既要注意机械设计细节知识和知识的连贯性，做好教学设计，巧妙导入新知识。还要引入多种教学方法，并使多种方法相互渗透，如教师可将传统的讲授法与目标教学法、探讨互动式教学法与多媒体教学法、情境教学法结合起来，针对不同内容采用不同方式进行教学，使学生愉快地投入到学习中去。如讲述与数据推理、运算有关的知识时，教师要利用板书来演示整个推理的过程。而在讲述与齿轮受力分析有关的知识时，教师可以将分析讨论法与多媒体教学法结合起来，先讲述齿轮受力和运动情况，再用多媒体演示相关内容，让学生对所讲的知识有一个全面、感性的认识。在此基础上，教师还可以借助课程设计总结和讨论，让学生提出自己不懂或感觉含糊的问题，然后借助生生讨论、师生交流等帮学生释疑解惑，以使学生有更大的收获。
3结语
机械原理课程设计总结范文第3篇
[关键词]机械设计基础； 教学改革； 任务驱动
中图分类号：H191
近几年来，随着高考生源减少和本科院校的扩招，低分生源进入高职院校已是不争的事实。他们文化基础知识薄弱、学习能力偏低，抽象的机械类专业的学科知识让他们感到很难学懂，传统的教学方法不能激发出他们的学习兴趣。机械设计基础，是各个专业中学时最多，任务最重的一门课程，在人才培养计划中起着举足轻重的作用。它既具有很强的工程应用价值，也为后续相关专业课的学习奠定了基础。因此，如何上好这门课，使学生在有限的教学时间里，既能掌握课程的基本内容，又具备一定的基本技能训练和工程实践的能力，成为教师教学方法研究的重要课题。为了客观真实反映教学现状，我们在7个高职院校进行了为期6个月的调查研究。
一 问卷调查的主要内容
我们于2012年3月至2012年9月开展调查，本次调查问卷主要涉及《机械设计》的课堂教学、实验、课程设计，考试安排，任务驱动法的学生反馈五个方面，共40个问题。调查学生包括不同职业院校，不同专业学生共计1200人左右，题型以选择为主，选作安排学生对课程讲解的建议和意见。发放试卷采用任课老师安排作业的方式，这样可以避免学生敷衍了事，反映真实的教学现状。
二 调查结果反映的问题
调查共收到有效答卷960份。问题集中反映在以下几个方面
（一） 学生学习时目的性不强。课程的教学和实践活动没有结合学生所学专业的特点，使学生感觉这门课程与今后所学专业没有太大关系。
（二） 课程设计质量下降。
（三） 学生工程意识薄弱，学习方法不适应课程要求。
（四） 考试方式陈旧单一，过程不透明，没有新颖性。
三 基于任务驱动的教改方案的实施
一、教学内容模块化，增强立体感
高等职业教育重视技能训练和综合素质培养的要求，机械设计基础课程教学应减少原理阐述，把重点放在与生产一线紧密结合的机械零件部分，在教学中将课程内容分为必修、选修和自修三种，另外，针对我校数控、模具和机电专业的特点，涉及到的机械设备都是高速回转机械，回转件的平衡和滑动轴承中的静压轴承在本专业中有很重要的地位，也作为必修内容，将教学内容分成牛头刨床刨刀驱动机构的传动分析、缝纫机踏板机构的运动分析、单缸四冲程内燃机的传动结构分析、圆柱齿轮减速器的传动分析四个情景。每个情景安排学习目标，内容，方式方法建议。根据教学内容下发若干任务，每个任务中具体化知识点、能力点、教学形式、方法、环境要求。以牛头刨床刨刀的教学情景示例如下表一。
5.材料与工具 实验实训指导书，教学模型机构
6.教学重点 自由度的概念和运动副对自由度的限制，机构具有确定相对运动的条件，机构自由度的计算。
二、突出课程的工程性和实践性，提高创新积极性
应用型高职教学不仅要重视常用机构和通用零件工作原理和设计理论，而且要将与工程实际紧密联系的部分作为教学重点，才能使理论教学与实际紧密联系起来。例如，在绪论中研究机械的组成和功用，以汽轮机和内燃机为例子讲授，这两个例子中，包括连杆机构、凸轮机构、连接件、传动件、轴系件以及弹簧等。这两个典型例子的选取，既满足了教学要求，便于学生理解，又突出了课程的实用性和我校的专业特色。课程设计题目的搜集有多种途径，例如：结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目；建立学校与企业的合作关系，了解企业的需求，将企业一线急需解决的设计问题引入到课程设计中；从往届毕业设计的题目中截选出合适的传动装置设计部分作为题目；允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟题；结合国家、省和市机械创新大赛主题寻找一些题目作为课程设计题目。在此类题目的课程设计中，由于有明确的设计目标，学生投入精力很大，兴致也很高，课程设计效果较明显。
三、使用现代工程设计方法和手段，
随着计算机科学技术的迅速发展，世界机械制造业已进入数字化设计、分析与制造的新时代，先进的三维设计及其制造方式正在全面展开。所以在"机械设计课程设计"中，将三维数字化设计代替传统的二维制图是课程改革的一个重点，并对二维设计的机械课程进行整体优化。现在领先的三维设计软件有Pro/E 和UG 等。现阶段许多学生选用传统二维设计软件AutoCAD 绘制工程图，对于缺乏感性知识的学生来说有一定困难，有碍于学生设计能力和创新意识的培养。应当鼓励学生采用三维设计软件进行三维实体设计，使设计手段与现代企业要求接轨，完成零件与系统的设计，先建立三维模型，再形成二维投影，符合一般人的思维习惯，有利于学生创新形象思维。三维图形模型可直接调入有限元软件，进行CAE 分析。这样可拓宽学生创造设计能力的培养，也是软件发展多样化的需要。随着机械制造企业信息化工程的进展，广大工程技术人员使用计算机进行数据处理和设计计算工作，对机械设计制造中通用基础信息资源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等软件工具进行产品设计制造过程中，经常涉及各种标准规范、常用基础数据、曲线图表等信息资源的查询和选用，也涉及常用机械零部件、标准件校核计算和设计分析等专业应用问题，设计手册的查询是设计时遇到的一件非常繁琐的事情。我们推荐使用《机械设计手册（软件版）》，实践表明，学生应用该软件进行传动部件相关零件计算和数据查询所花时间只有以前的一半，不但可以留下更多时间去进行传动机构的三维造型，而且也通过传动部件设计实践，掌握了有别于手工计算、人工查询手册的软件版手册用法，为今后更有效地工作，打下了坚实的基础。
四、坚持并加强课程设计的总结和答辩，培养学生团队意识
答辩是对学生设计成果的一种肯定，也是学生间、师生间相互交流的重要方式；是教师检查设计质量高低的有效手段，也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。以往的答辩方式是单个学生逐一答辩，由于时间紧，提出问题的覆盖面小，难以真正反映学生对课程设计知识的掌握程度。采用分小组答辩的方式，学生之间可以通过相互的讨论，培养学生的团队精神，这样可以获得一次学习提高的机会，提高答辩效果。同时要重视课程设计总结。学生通过认真总结，剖析自己设计中的得失、成败，有助于进一步掌握设计方法和步骤，找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真对整体设计情况有一个针对性的总结，指出设计的不足，要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩，可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题，进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题，从而取得更大的收获，圆满地达到课程设计的目的与要求。
五项目化教学的考核评价方法
基于项目驱动教学的考核强调以人为本的整体性评价观，重视对学生能力高低认定具体手段和实用方法。根据《机械设计基础》课程特点及教学目标， 结合职业岗位能力的需求， 该课程学生学习成绩由学习过程态度考核、学习过程知识技能考核、综合能力考核及理论知识考核四个部分组成。具体考核评定标准如下。
准时提交作业、实验报告且内容基本正确和符合要求可得满分；迟于规定时间上交作业者每次扣1分；不交作业者每次扣2分；作业内容有明显抄袭痕迹或完全不符合要求者每次扣1分。
实验、设计课遵守纪律。不大声喧哗。实验操作规范得满分。明显扰乱课堂秩序，影响他人的扣2分，扣完为止。
全部按时交作业准确率80%以上得15分；准确率（70-80）%得12分；（60-70）%得10分。不交作业一次扣一分，扣完为止。
客观题部分，主要用来考查学生必须掌握的基础知识； 主观题部分，考查学生对知识的应用能力。
四、结束语
教学实践表明，本次在机械设计基础课程中采用任务驱动和模块化教学模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培养模式，是对传统教育模式的颠覆性改革。其优势体现在：第一，构建以培养学生具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力，对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力为核心的教学目标。第二，将教学内容与工程实践紧密联系在一起，顺应先进制造技术发展的需求，适应日益扩大的国际经济交流，以及日益增加的工程全球化竞争环境。第三，营造有利于创新人才培养的环境，激励学生的创新精神、创新能力，以满足社会对工程人才知识结构和素质能力的要求。第四，在理论课堂教学中强化实践教学，提高学生的工程意识和工程素养。以适应信息时代对工程技术人才的需求，适应高职院校对高技能高素质人才培养的要求。但是，这种教育模式的实施，对教学环境，对教师的素质都提出了新的挑战。我们应该共同努力使中国的工科教育能够走在世界前列。
参考文献
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机械原理课程设计总结范文第4篇
关键词：机械设计;课程设计;教学;措施
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0178-03
一、引言
机械设计课程设计是机械设计课程的一个十分重要的实践教学环节，旨在培养学生运用机械设计及其他先修课程的相关知识解决工程实际问题的能力。通过课程设计这一环节的训练，强化学生对机械设计课程的相关知识的理解，对一般机械零件设计的准则、方法和步骤有一个系统全面的掌握，充分培养学生的机械综合设计能力、工程应用能力和创新能力，为后续的专业课学习和毕业设计奠定良好的基础。随着我国高校教育教学体系改革的不断发展与深入，机械设计课程设计这一实践教学环节也越来越受到重视[1]。机械设计课程设计教学改革已成为高校机械类专业教学改革的一项重要内容。
二、机械设计课程设计教学现状分析
随着我国高校教育教学改革的不断深入，机械设计课程设计的教学改革也受到了越来越多的关注。由于机械设计课程设计的改革成效不仅取决于其自身的改革，还受到机械设计课程教学改革的制约，虽然近年来不少专家学者进行了大量针对性的研究，但目前仍未能有效解决在设计内容、教学模式、评价标准等方面的问题，难以充分发挥其在培养学生应用创新能力方面应有的功能，与当前应用创新性人才培养的总体要求还有较大的差距。具体而言，目前的机械设计课程设计教学还存在以下几个方面的问题。
1.设计题目单一，设计内容雷同。目前的机械设计课程设计绝大多数为二级减速器的设计，原因在于减速器为典型的通用设备，包含了机械设计课程中介绍的几何所有零件类型，对于学生掌握常用零件的设计方法有重要意义，但是，这种沿用了几十年的单一设计主题模式，已难以适应现代人才培养模式的要求[2]。由于设计题目单一，导致学生的兴趣大打折扣，难以调动其积极性。虽然是一人一题，但都只是在具体的设计参数上有所差别，在设计内容、设计步骤方面无任何区别，因此，仍难以从根本上杜绝抄袭现象。同时由于设计过程过于程序化，相关教材与资料上都有详细介绍，容易使学生感觉枯燥、乏味，不能充分发挥其创造性思维。
2.教学方法僵化，教学手段守旧。目前机械设计课程设计基本上是沿用传统的教学方法，即在任课教师拟定设计题目后，学生按照课程设计指导书介绍的方法和步骤依次完成方案设计、零部件设计计算、装配图设计、零件图绘制、设计说明书撰写和答辩。由于这一套流程多年来已基本程序化，学生只需机械地照搬，依葫芦画瓢即可，难以展开创新性思维，而任课教师的指导工作主要是督促学生按照设计流程完成各项具体任务和解答学生设计过程中的细节问题，较少注重学生的独立思考与创新能力的培养。虽然CAD技术等先进设计技术在机械设计领域已广泛应用，但目前的机械设计课程设计大多仍采用图板绘图，虽然这样做不仅可以培养学生的手工绘图能力，还能减少学生相互投机抄袭的机率，但并不能因噎废食，毕竟计算机绘图已是目前机械设计的主流。
3.计划安排不周全，评价标准不科学。机械设计课程设计一般与机械设计课程教学安排在同一学期，在授课结束后的学期末进行。由于考试科目较多，许多学生忙于应付考试，难以集中精力进行课程设计，因而课程设计质量难以保证。部分高校为了便于管理，将学期的最后一周设为考试周，致使整个课程设计阶段，学生的主要精力都用于准备考试，对课程设计不重视，甚至是敷衍应付，致使课程设计流于形式。此外，课程设计成绩的评定也缺乏科学、规范的标准，基本上由任课教师自行确定。目前的机械设计课程设计考核主要从四个方面进行考核：平时考核，包括考勤、进度、态度和独立完成能力等;图纸考核，包括结构正确性、整洁性和规范性;设计说明书考核，包括内容完整性、正确性和规范性;答辩考核，包括回答问题的正确性和使用手册的熟练性。虽然这种评价方式相对比较全面，但只是一种事后评价机制，缺失了对学生进行正确引导的功能，而且在实际执行时缺乏量化指标，主观性较强，受学生扩招的影响，一名教师往往指导多个班级的课程设计，每个班级学生多达40多人，教师很难把握每名学生的具体情况。此外，现有评价体系中对学生创新能力的评价尚未引起足够重视，难以激发学生创造性思维与创新能力的培养。
三、改革的具体措施
为了有效提高机械设计课程设计的教学质量，强化学生工程实践能力和创新能力的培养，解决目前存在的上述问题，必须从设计内容、设计模式、教学方法和考核评价等各个方面进行全面改革，建立一套系统高效的机械设计课程设计教学体系。总体而言，改革应从以下几个方面进行。
1.优选设计课题，强调应用与创新能力的结合。针对目前设计内容单一、设计流程固化的问题，应结合课程教学要求与专业培养计划精心选择设计题目，优化设计内容，不仅要深化学生对课堂教学内容的理解与消化，强化其工程应用能力的培养，还要兼顾学生的创新能力的培养。传统的减速器设计题目虽然单一，但其涵盖了机械设计课程教学中涉及的几乎全部零件，有助于学生掌握通用机械的设计方法，是其他任何类型的机械结构都不可替代的。因此，应在保留减速器设计内容的基础上，选择更加灵活、更富有创造性的设计题目，如搬运机器人、牛头创床、糖果包装机等。这些题目既涉及到机构方案选择与运动原理分析，又涉及到减速器等具体零部件的设计计算，在方案设计时可以培养学生的创造性思维与创新意识，在详细设计时则强化了学生对一般零部件设计的具体方法，有效实现了应用能力与创新能力的结合。同时，也深化了机械原理相关知识的掌握与应用，实现了机械原理与机械设计课程的有效结合。考虑到课程设计周期较短，上述课题难以单独完成，应采用课题组形式，每个课题组2～3人，承担一个设计课题。总体方案由小组全体成员共同完成，每个成员独立完成一部分零部件的详细设计。采用这种模式既可培养学生的团队意识和协作意识，也能培养学生的独立工作能力。
2.改进设计模式，由简单模仿向深度思考转变。传统的课程设计虽然在形式上是一人一题，但除了具体参数有所差别以外，设计内容、设计步骤及方法都是一模一样的，且相应的课程设计指导书中均给出了相应的案例，学生只需简单地模仿即可完成全部设计任务。许多学生在设计过程中依葫芦画瓢，生搬硬套，甚至在别人的设计结果基础上修改参数变成自己的设计，导致课程设计的基本教学要求都难以保证。通过改进设计模式，采用分组设计模式，使设计题目真正做到差异化，总体方案与设计步骤必须通过团队协作和个人深度思考完成，杜绝简单模仿甚至抄袭的可能性，有效培养学生的创新思维与创新意识。其次，为了防止课程设计与期末考试冲突，对有课程设计任务的学生，应在课程设计之前进行课程考试。对于目前实行小学期制的高校，将课程设计安排在小学期更为合理。此外，为了更好地促进课程设计效果，改变目前课堂教学与课程设计完全分离的模式，将两者融为一体，即在课程开始时将课程设计的任务下达到每个学生，学生在课程学习过程中便开始构思并不断完善设计方案，熟悉设计方案中涉及的相关零部件的设计方法，不仅为后期的正式设计奠定了良好的基础，也可激发学生的课堂学习兴趣，真正做到有的放矢、学以致用。
3.丰富设计手段，熟练掌握多种现代设计方法。装配图与零件图的绘制是机械设计课程设计的一项重要内容，目前绝大多数高校仍要求学生采用手工绘图，有多方面的原因：一是没有足够的机房和电脑供学生使用;二是为了锻炼学生的手工绘图能力;三是防止学生抄袭，因为不同学生图纸内容基本相同，仅参数不同，采用电子图纸更易于修改抄袭。然而，CAD绘图已成为目前制造领域的主流，计算机绘图已成为大学生必须掌握的基本技能，因此高校教务部门和任课教师应积极创造条件，尽可能让学生采用CAD绘图，至少要做到部分图纸采用计算机绘制。此外，虚拟仿真、有限元分析等现代设计技术在机械设计领域也得到了广泛应用，为了使学生更好地适应社会需求，课程设计中应增加相应的训练内容，让学生熟练掌握多种常用的现代设计技术，为后续的学习及就业奠定良好的基础。
4.规范考核评价体系，激发学生学习兴趣与潜能。考核评价体系是课程设计教学体系的一项重要内容，既是检验学生课程设计完成质量的标准，也是教师总结改进教学方法的依据。建立规范科学的考核机制不仅可以有效引导学生按照教学要求高质量、高效率地完成课程设计，也可激发学生的学习兴趣与自主思考的潜能。针对目前机械设计课程设计考核模式存在的弊端，将考核评价纳入课程设计的全过程，实行分阶段考核模式，依次进行设计方案考核、设计过程考核和设计结果考核。设计方案考核重点考核设计方案的创新性、合理性、实用性，激励学生在实用背景下进行创新设计;设计过程考核侧重考核学生结构设计的合理性、设计手册与设计软件使用的熟练程度、完成设计任务的独立性与积极性等;设计结果考核则是对设计图纸、设计说明书进行考核，重点检查设计计算的准确性、完整性和设计图纸的正确性、规范性，对于手绘图纸还应兼顾整洁性。为了检验学生对设计中相关知识的理解与应用，并及时解决出现的问题，将答辩考核分散到设计过程中，重点针对学生设计中出现的问题进行质询，使答辩不仅只是一种考核形式，更可作为解决学生设计中出现问题的一种手段，强化学生对相关知识点的理解与掌握。采取分段式考核方式，可将学生对设计结果的关注转为对设计过程的重视，防止投机取巧和模仿抄袭等现象的发生，有效保证和提高课程设计质量。
机械设计课程设计是机械类大学生重要的实践环节，也是一项复杂的系统工程，不仅涉及设计选题、设计指导和考核评价等多个方面的内容，还与教学计划、软硬件条件等因素有关。为了有效提高这一实践环节的教学质量，必须不断深化教学改革，改革课程设计的教学模式，克服现有机械设计课程设计教学体系中存在的各种弊端，建立一套规范合理、行之有效的新的教学体系，并在不断的教学实践中进行改进与完善。
参考文献：
[1]吴宗泽，高志，罗圣国，李威.机械设计课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]刘贺平，罗阿妮，杨思霞，庞永刚.机械设计课程设计融入课堂教学的方法研究[J].中国电力教育，2013，（17）：51-52.
机械原理课程设计总结范文第5篇
关键词：机械设计基础 教学模式 教学实践 创新
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（b）-0000-00
基金项目：南京林业大学科研启动项目；江苏省高校自然科学基金（15KJB470007）。
作者简介：李娟（1987-），女，湖北洪湖人，博士，讲师，主要从事机械设计基础方面的教学工作。
0 引言
高等教育的根本任务是输送人才，以满足社会和人民群众的多元化需求。为了保证教学质量，取得良好的教学成果，课程教学模式应当与国家的发展方向相契合。如何提高课程教学质量，培养学生的创新能力，是当前我国高等教育改革转型中的重要课题[1]。机械设计基础是各高等院校机械类专业本科生必修的一门综合性、实践性很强的技术基础课程，包括机械设计与机械原理两部分的内容，是培养学生综合设计能力、创新能力的重要环节，并在整个专业中起着承上启下的作用[2]。
现有的关于机械设计基础的教学模式主要着眼于培养学生掌握课程的理论知识，采取各种教学手段，激发学生的学习兴趣[3]。然而这种教学理念只能从表面上让学生不排斥理论知识的汲取，却忽视了学生学习的主动性，造成了学生“不逃课但也不思考”、“眼睛盯着讲台，脑子一片空白”的现象，培养学生的创新能力难上加难。笔者根据教学过程中的实践经验，在传统教学模式呈现的不足与问题的基础上，从课程体系结构、课程设计实践、实验教学创新与课程考核方式四个方面改进现有的教学模式，探索培养学生创新能力的方法。
1 课程体系结构
机械设计基础是机械原理与机械设计两门课程的整合，要求学生了解和掌握常用机构与通用零部件的工作原理、结构特点等，教学内容繁杂、零散、抽象、枯燥。笔者在教学过程中发现，由于课程连贯性不强，学生容易产生被动、厌烦的情绪，学习效率非常低。通过与学生沟通交流后，采用互动启发式教学模式，效果显著。
以常用机构为例，这部分内容主要包括平面机构自由度分析、平面连杆机构、凸轮机构、轮系和间歇运动机构。课程中基础知识点的引入十分重要，它决定了学生接受与其相关的其他知识点的难易程度。首先，教师通过图片、动画、视频等教学手段列举一些平常所常见的平面机构器械如健身器材、家用电器、钟表、自行车等，引入平面机构的类型，与学生一起讨论平面机构的组成部分、结构特点、运动特点，同时分析平面机构的自由度。
其次，引导学生思考，以小组形式讨论他们对平面机构类型的判断，形成师生之间的互动，产生共鸣。在此基础上，发挥学生的想象力，对平面机构的结构进行演变、设计，培养学生的创新意识。对待创新能力有限的学生，可以通过讲解为主，启发为辅，使学生敢于肯定自己的想法，参与到讨论中，提高分析问题和创新的能力。最后，在平面机构的知识框架上进行扩展，导入凸轮机构、轮系和间歇运动机构，同时分析比较各机构结构特点、运动特性，进行归纳总结。
与常用机构相比而言，课程后半部分的的通用零件是为后续课程提供必需机械零件的基本知识，内容更为零散。如何将螺栓等常用连接零件，齿轮、带、链等传动机械，轴、轴承、联轴器等轴系零件这些内容连贯起来，是学好这部分内容的关键。学生往往对未知、新奇的事物比较感兴趣，因此利用学生的好奇心，教师可以做一些视频动画，对大型机械设备内部进行分段、分层剖析，从而展示零件结构与运动特性，比如汽车中的齿轮变速箱，行李输送机上的带传动，自行车上的链传动等等。
在此基础上，启发引导学生探索机械零部件的作用与工作原理、失效形式，同时观察学生的反应，并与学生互动，适当提出一些问题，扩展学生思维。其中，合理选择并设计零件尺寸是课程教学内容的重点与难点之一。通过结合实际课题，采取小组共同分析，培养学生运用标准、手册进行一般参数的通用零件和简单机械装置设计，提高学生的协作能力，激发成就感，加深对知识的掌握程度。
2 课程设计实践
课程设计是加强实践教学的重要途径，可以巩固加深对所学理论知识的理解，实现基础理论与设计实践的有机配合，在工科院校教学中占有十分重要的地位[4]。通过课程设计，使学生在掌握设计方法的基础上，培养学生的绘图能力与计算机辅助设计能力。由于接触实际工程项目少，学生刚接触到课程设计时往往会觉得困难。这需要通过选修课程辅助与外部教学实践两方面的配合来提高学生的学习效率。
机械专业的学生在大一和大二阶段已经完成了辅助设计课程（机械制图，工程制图与CAD等）的学习，为机械设计基础课程打下了一定的基础。但是笔者在教学过程中发现，由于空间想象能力有限，一些学生掌握的并不好，因此在本课程的课程设计中，表现非常吃力。教师需要指导学生选修一些辅助设计的课程，如CAD程序设计，Pro/E等，帮助学生对先修课程进行必要的回顾和复习，在此基础上，结合课程设计对象，鼓励学生进行程序编写，完成设计课题，提高学生机械设计创新能力。外部教学实践是指通过积极组织和指导学生参加各种课外设计竞赛活动，借助本课程的知识学习，进一步培养和提高学生的创新意识。同时，对于有科研条件的教师，可以进一步结合教师自身的科研项目与课题实践，比如利用仿真软件对机械零件结构进行强度分析和优化设计等，使教学内容紧跟学科前沿，培养学生的创新科研能力。
3 实验教学创新
机械设计基础的实验教学是必不可少的。在课堂中没有完全吃透、完全想明白的知识点，通过学生亲身动手实践，能够化虚为实，提高教学效率。然而，由于设备资源、实验课时的限制，实验项目的开展还停留在以教师讲解为主，学生重复教师示范的形式上，无法完成实验教学的预期效果[5]。
实际上，实验教学如果能够走出实验室，教学效果事半功倍。我们通过与企业合作，一方面让学生有机会参观机械零件实际的加工过程，将所学的理论知识和生产实践结合；另一方面让学生实际了解到企业生产加工机械零件过程中遇到的技术难题、局限与实际需求，启发学生运用所学知识，开动脑筋思考问题，激发学生的创新意识，分析问题，解决问题。同时，在与企业技术工人的交流中，能够让学生们开扩视野，触摸世界的前沿工程技术，使我们培养的人才能够跟上时代的脚步。在此基础上，学生带着问题和想法，走进实验室进行实验，很大程度上提高了学生创新能力的培养。
4 课程考核方式
课程考核检验学生对所学知识的掌握情况，也是教师对教学质量和教学效果的检测。课程考核方式实行以学生的综合素质为内在基础的能力考核[6]，包括过程考核与期末考试。在教学过程中，笔者发现课后作业的完成情况非常糟糕，这与当今电子科技的飞速发展有关。由于互联网题库资源十分丰富，抄袭现象很严重。通过调整过程考核主次，以随堂测验为主，课后作业为辅，效果显著。课程进行到某一阶段，安排一堂课进行随堂测验，测验的形式并不局限于理论，形式包括理论知识重点、难点回顾，零件设计，传动方案设计等。在答疑环节，安排每周固定的时间段进行答疑，并且根据学生的随堂测验及作业情况，指定同学答疑，这样可以更加准确地掌握学生的学习状态，并根据答疑情况调整课程内容和课程进度。课后作业尽量以开放式的题目为主，结合现代工程技术，引导学生充分利用互联网与图书馆资源，进行发散思维，化不利条件为有利条件，提高学生收集整理资料的能力，鼓励个性发展。
5 结语
新时代的人才不仅需要掌握知识，更重要的是掌握学习知识的方法，分析问题的能力以及解决问题的思路。通过摸索，笔者在机械设计基础的课程教学工作中总结出了较合理的教学模式，学生反应良好。随着时代的发展，为了培养符合时代需求的人才，教学方法的改进和教学效果的提高仍然是无止境的，继续探索与时俱进的教学模式任道重远。
参考文献
[1] 佟林杰，孟卫东.我国高等教育内涵式发展“四维一体”模式构建[J].现代教育管理，2013（10）：44-47.
[2] 张利萍.高等职业教育《机械设计基础》能力培养的教学方法[J].邢台职业技术学院学报，2009，26（3）：16-17.
[3] 张鄂.应用型本科院校“机械设计基础”课程的教学改革与探索[J].教育教学论坛，2015（13）：120-122.
[4] 张晓峰.机械设计基础的教学研究与探索[J].科技教育创新，2010（11）：249-250.
