机械原理课程设计
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机械原理课程设计范文第1篇
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0133-02
《机械原理课程设计》是培养学生综合运用机械原理课程所学理论知识，系统地完成一个大型机构设计课题，使学生获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节[1-8]。本课程的时间一般安排在大二，它是机械类学生首次接触的专业基础知识，其重要性不言而喻。《机械原理课程设计》的教学改革，作为教学的重点和热点，一直在各高校中进行，研究课程设计的目的、内容、方法、题目、组织形式，探索如何培养学生的机械运动方案设计、创新设计和解决工程实际问题能力，但是，迄今未有广泛认同的一体模式，基本上是各高校根据自身的特点，各自拿出一套解决方案。鉴于以前课程设计方法已经沿用多年，这与时代的发展和要求有了不小的距离，迫切需要进行适当的改革，使得结合本校实际情况，任课老师群策群力、多次讨论和反复修改，得出了系统的改革方案，并在近三年里加以实施，获得了良好的效果。
一、改革主要任务与方法
改革主要涉及课程设计题目和时间安排。以前，本校《机械原理课程设计》源于传统的几个题目，如牛头刨床机构设计，凸轮、齿轮机构设计，主要以基础训练为住，是对理论课内容的加深巩固，基本等同于一个大作业，虽然能起到理论教学内容的目的，毕竟与时代的要求有一定的距离，因此必须做出改进。
机械原理课程改革主要体现在课程设计题目的改变。本课程设计提供了A、B、C三类题目。A为指定性设计题目，B为创新性题目，C为机构仿真类题目，要求每个学生选择其中的一个题目。下面是部分题目名称：A.指定性设计题目，题目1：洗瓶机设计；题目2：医用棉签卷棉机设计；题目3：步进输送机设计。B.创新性设计题目，题目1：设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质（如坐办公室人员运动少的特点）的健身机械；题目2：汽车夏天露天停车，设计一伞状机械装置，为汽车遮挡阳光；题目3：多功能担架。设计一种可用于崎岖路上手抬、平路上手推、静止时可作休息的小床或座椅的多功能担架。C.机构仿真题目，题目1：铰链式颚式破碎机方案分析；题目2：一种夹紧机构模拟与分析；题目3：汽车转向机构模拟。每年给出的题目可以有所变化。例如，对于B类创新性题目，可以结合每两年一次的全国机械创新大赛给出的题目，给出类似的题目，可以从中筛选出具有潜力的学生，参加大赛。改革的另一项体现在课程设计时间的安排上。由于新设计题目难度较大，一周的课程设计时间，很难完成，因此做了如下安排：①第18周一课程考试完后，老师就可提前布置设计任务。学生即日起可根据本任务选择自己的题目，查阅资料，构思设计。②课程设计周第1天～第3天，老师到新校区授课教室答疑式辅导，有问题的学生可以来问。③课程设计周第4～5天，小答辩方式，老师在教室检查设计。每个学生展示自己的设计结果，并做说明。④课程设计周第5天，学生上交课程设计结果。
二、实施效果
此次课程设计，学生总体经历和感受可以概括为“困惑—讨论—实做—成就感”。从选择三类题目的数量来看，指定性设计题目和创新性题目选择的人较多，且数量相当，自己选定题目后，马上发现题目很难；对创新性题目，一时想不起具有创新点的设计，对指定性设计题目，发现自己理论基础欠缺的有很多；对机构仿真类题目，发现自己软件应用能力很差。总之，学生的自信受到严峻的考验。课程设计周的前几天，也是最艰难的几天，同学们在受到暂短的挫折之后，会积极地查阅资料，与同类型题目同学相互探讨，相互学习，遇到不能解决的问题，辅导教师给出详细的解释，大多数同学能在规定的时间内独立完成主体设计。从完成的情况来看，对指定性设计题目，学生能给出完整的设计方案，基础知识应用较全面；对创新性题目，不少同学提出了很好的选题，在与老师和同学讨论后，图文并茂地描述出自己的设想；对机构仿真类题目，这些同学一般是对软件有较大爱好，有一定基础，也有的是在短短几天内突击学习，也有不俗的表现，对设计、分析软件的应用有了良好的开端。绝大多数学生独立地完成了设计，其中不乏具有创意的高水平作品，有的已经上报申请专利，总体成绩和往届相比较好。不少同学用“非常好的训练”、“艰难的过程”、“成就感”等来总结自己的课程设计。
三、存在的问题
此次课程设计的改革尝试，也暴露出不少问题：课程设计时间紧迫，不足以最好地供学生完成任务。目前课程设计时间为一周，但是，在前面的1～2天常被拖延到后面的考试科目占据，后面又面临回家，如果没有充分的时间保证，任何完美的改革尝试均不能收到实效。学生机械相关基础知识有缺陷，不足以完整表达自己的设计思想。《机械原理课程设计》的主要重点在方案设计，这是目前的共识，但是，即使仅仅表达设计方案，学生表现也力有不逮。反映在制图能力、计算能力，甚至文字表达能力，均很欠缺。这点有待整个机械类课程体系的全面改革，才能从根本上解决。设计题目有待进一步完善。此次改革，设计题目是在短期内集思广益收集得到的，难度参差不齐，总体来说较有新意，但是结合以后的专业发展，应该多纳入一些实际类型的题目。
四、进一步设想
目前，机械类学生的实践性教学环节大致有《机械原理课程设计》、《机械设计课程设计》、《金工实习》、《专业课程设计》和《毕业设计》等，这是数十年来一直沿用的模式，随着现代制造加工的更深、更广的要求，这种各种为战的教学模式，已经暴露出很多问题，难以分别解决，这里设想对这些课程加以整合，在不增加总体课时的基础上，用一门大的课程，姑且称为创新设计课程，来取而代之，时间安排在大三以后。这门课程的特点在于：教师给出一个大的题目范围，学生自己用三维设计软件进行产品设计，在计算机上制造出虚拟机械，并对此进行运动和动力学分析、有限元分析和优化等，最大限度地减少设计失误。学生自己动手，加工出自己设计的产品，进行产品答辩、。如此，学生对整个产品的开发有一个全面的认识，由于加工产品需要原料成本，学生将更具有对自己产品的责任意识，一个大的题目，是以小组的形式完成，在设计、制作过程中，可以培养学生的团队精神，对优秀的设计作品，完成后组织上报专利申请，并推荐参加各种大学生竞赛，如挑战杯、机械创新大赛等，激励学生创新。这也是对学生将来在企业工作的一次逼真的预演。
参考文献：
[1]邹焱飚，翟敬梅.机械原理课程设计[M].北京：中国轻工业出版社，2010.
[2]师忠秀.机械原理课程设计[M].北京：机械工业出版社，2009.
[3]曲继方.机械原理课程设计[M].北京：机械工业出版社，1999.
[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1998.
[5]张春林，等.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2001.
[6]姜琪.机械运动方案及机构设计——机械原理课程设计题例及指导[M].北京：高等教育出版社，1991.
[7]黄纯颖，等.机械创新设计[M].北京：高等教育出版社，2000.
机械原理课程设计范文第2篇
关键词：机械原理；课程设计；教学研究；课外科技活动
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0217-02
一、引言
机械原理是机械类各专业必修的一门重要技术基础课，在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。其课程设计是教学过程中的一个重要实践环节，通过课程设计实践，使学生更好地理解和掌握课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机等能力，特别是加强培养学生创新意识和分析问题、解决工程实际问题的能力。就我校而言，机械原理课程设计是我校机械类学生在本科学习阶段的第一门工程设计类课程设计，在培养学生的实践能力方面具有特殊的地位和作用。[1]
二、现状分析
（一）机械原理课程设计教学现状分析
1.我校机械原理课程设计的内容是对牛头刨床、插床等传统加工设备的传动机构进行运动分析和动态静力分析，并在此基础上计算其机械动力学问题。课程设计模式缺乏整体性思维，设计题目陈旧且与工程实际结合不紧密，缺少机械系统的方案设计和机构的选型设计等。
2.题目相同，设计的机构一致，只是原动件的位置不一样。故对学生而言，缺乏创新能力的训练。
3.课程设计的设计方案与内容相同，学生缺乏查找资料、方案陈述与讨论、团队协作与沟通交流等环节的训练，与当前企业的需求脱节。
（二）学生课外科技活动开展情况分析
目前，我校十分重视学生科技活动的开展，学生科技活动的种类繁多，面向机械类专业学生的科技活动有机械创新设计大赛、大学生科技创新计划项目、大学生“挑战杯”课外科技作品竞赛、机械制造综合实践创新能力-数控加工大赛、三维数字化创新设计大赛、机器人应用技术大赛、汽车节能竞技大赛、大学生方程式汽大赛等等，对提高机械类专业学生的创新和实践能力起着重要的作用。然而在实践过程中遇到一些问题，如积极参加各种课外科技活动的学生人数有限、部分学生不知道如何开展课外科技活动、缺乏主动性等等，这些问题都是亟待解决的。
课外科技活动参与的学生人数有限，单纯地为了竞赛而组织的实践活动，由于受时间和名额等因素限制，难以在学生中广泛地组织开展，从而使受益学生的数量受到了限制。
三、教学研究思路
参与各种课外科技活动的学生有兴趣和热情，但人数有限；参与课程设计的学生人数多，但积极性不高，过程不认真，往往抄一份报告敷衍了事。因此，如何利用学校目前课外科技活动开展良好的氛围，将科技活动融入课程设计教学中，使科技活动与课程设计相结合，是主要的研究内容。
四、教学研究内容
结合学校的实际情况，以培养学生工程实践能力和创新能力为目标，课题从以下三个方面进行了研究。
（一）课程设计题目研究
为达到课程设计的目的，全面培养学生的综合能力，课程设计的题目可借鉴课外科技活动的主题，或参考具有生产实践背景的工程实际项目，并在此基础上结合机械原理课程课题讲授内容设计课程设计的题目，使课程设计的内容更贴近生活，从而提高学生对课程设计的兴趣。
譬如，借鉴第六届全国大学生机械创新设计大赛的主题“教室用设备和教具的设计与制作”，提炼出“多功能黑板的设计”、“便携式可调折叠桌椅的设计”、“自动黑板擦的设计”等设计题目；借鉴第七届全国大学生机械创新设计大赛的主题“钱币的分类、清点、整理机械装置；不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置；商品载运及助力机械装置”，提炼出“硬币分拣器的设计”、“硬币包装机的设计”、“纸币分类与计数装置的设计”等设计题目。
（二）课程设计内容研究
课程设计内容着重于机械方案的设计与选择、机构运动的分析与设计、机械动力学的分析与设计等三个方面，注重培养学生的设计能力，引导学生应用ADAMS等软件进行机构设计与分析，完成机器总体方案设计。由于将科技活动融入课程设计教学，设计题目多样化、生活化，[2]体现以学生为主的理念，扩大学生的视野，使设计内容改为与科技活动相关的产品综合设计，保证设计的完整性、系统性和综合性。
此外，课程设计增加查找文献资料、设计方案陈述与讨论等环节，旨在锻炼学生资料文献综述能力，提高学生表达能力，加强团队协作交流，使学生熟悉产品设计流程和报告书写格式。以往笔者在指导学生科技活动过程中发现：学生开展科技活动的第一项任务往往是调研，即通过查找相关文献资料，分析现有产品的现状与技术特点，归纳出开展科技活动的技术线路、研究方法等等，这时学生往往不知所措，究其原因是目前教学模式往往忽略这一项内容。
为了保证课程设计的质量，笔者对课程设计过程进行了监控，在相应时间节点安排了必要的教学活动以及详细的设计任务，如表1所示。
（三）课程设计方法研究
近几年指导学生科技活动过程中发现，几乎每项科技活动都需要应用到计算机辅助设计技术。以往课程设计结果往往停留在几份图纸和书面报告，学生对自己设计的机构或机器是否可行不得而知，所以积极性不是很高。随着计算机应用技术的发展，运用计算机进行机构运动仿真已轻而易举，学生学习计算机软件的积极性普遍很高，且企业对应聘者也有这方面的要求。因此，可在机械原理课程设计中引入计算机辅助设计方法。如引导学生应用ADAMS软件对机构设计方案进行设计和运动学仿真，[3，4]使学生的创新积极性得到提高。
五、结论
将机械原理课程设计与学生科技活动相结合，既丰富课程设计的内容，增加课程设计的实用性和针对性，还可以激发学生参与课程设计的兴趣，吸引更多的学生积极投身于科技活动，切实提高学生的创新设计能力、工程实践能力和沟通交际能力、以及团队协作意识等。
经过教学研究与实践，机械原理课程设计教学效果得到改善，使学生能学以致用。近三年，学院学生积极参加各种课外科技活动，取得了优异成绩。
参考文献：
[1]黄小龙，刘相权.机械原理课程设计改革的研究与实践[J].中国科技信息，2011，（24）：182.
[2]孙志宏，单洪波，庄幼敏，等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索，2007，26（11）：98-99.
机械原理课程设计范文第3篇
[关键词]特色专业 机械原理 双语课程 教学改革
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）10-0077-03
近年来，随着我国高等教育由精英教育向大众化教育的发展，人才培养质量与经济社会发展不相适应的矛盾引起全社会的高度关注。以提高教学质量为核心的教学改革工程正全面展开，高等教育已逐步从数量满足型向质量提高型转变，专业人才培养也由原来的“趋同”向“特色”转变。高等学校特色专业建设是优化专业结构，提高人才培养质量，办出专业水平和特色的重要措施。[1]国内许多高校都在把特色专业建设作为求生存、求发展、提升竞争力的一项重要教学改革内容。[2]作为机械类专业的重要技术基础课程之一，机械原理课程对本专业人才的培养具有重要的意义，国内部分高校已逐步开展机械原理双语教学，并就教材建设、教学方法等做了有益的探讨。[3-6]由于我国相当一部分高等院校的机械类专业具有特定的行业背景，所建设的机械类特色专业也具有鲜明的行业特色，在此背景下开设的机械原理双语课程如何适应特色专业建设的要求是值得探讨的课题。
长江大学机械设计制造及其自动化专业2010年获批教育部高等学校特色专业建设点，并于2012年入选卓越工程师教育培养计划。该专业的前身是江汉石油学院石油矿场机械专业，具有浓厚的石油行业背景。近年来，石油工业国际化合作越来越深入，为了促进学科发展， 办出专业特色，本专业就机械原理双语课程的教学进行了积极有效的改革。
一、教材及教学内容选取
从学习英文专业术语和表达方法的角度出发，机械原理双语课程最好选用国外原版教材，目前较好的原版教材有《Design of Machinery》（Fifth Edition）、《Mechanism and Machine Theory》、《Mechanical Engineering Design》等。但上述教材的覆盖面太宽，知识体系庞杂，不但囊括了国内机械原理教材的所有知识点，而且包含人机工程学、引擎动力学等内容，大大超过了国内普通高校对机械原理的教学要求，不符合国内机械原理的教学实际。因此在本专业开设机械原理双语课程时，根据专业定位和人才培养目标，选用了福州大学叶仲和等编写的《Mechanism and Machine Theory》作为教材，该教材主要教学内容与国内普遍使用的《机械原理》（西北工业大学）相近，部分章节顺序作了适当调整。该教材难易适中，学生在预习、复习时困难不大，同时其结构体系与西工大的机械原理接近，便于教师从汉语教学向双语教学过渡。
在教学过程中，我们发现该教材在机构的组成原理、运动分析及机构综合方面的内容基本满足教学需要，但对机器动力学及机构现代分析和综合方法讲解不够深入，难以有效指导学生利用计算机技术解决工程问题；同时由于该教材面向通用机械专业，书中实例偏少且缺乏针对性，对学生创新能力的培养和将来面向石油行业就业的作用不大。为解决上述矛盾，我们在教学内容上做了适当调整，增加了国外原版教材《Design of Machinery》中第11章“Dynamic Force Analysis”的部分内容，并将该书中“Oil field pump”等与石油机械相关的实例引入课堂教学。此外我们还将教学与科研实际相结合，如以新研制的钻机用多级行星变速器为例说明行星传动的组成及设计要点，既做到理论联系实际，又丰富了教学内容，还突出了本课程的石油机械特色。
二、教学方法改革
教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。我校机械原理双语课程的教学目的是，使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论，学会常用机构的分析和综合方法，具有进行机构系统运动方案设计的初步能力，同时通过读、听、写、说等方式，培养利用英语学习新知识和进行学术交流的基本能力。
为达到上述教学目的，在教学方法上应做到以下几点：首先，应注重培养学生的主观能动性。在教学中将以“教”为主转变成“教”与“学”并重，在发挥教师主导作用的同时又充分体现学生的认知主体作用。在课堂上，我们注重给学生安排适当时间，让学生提问题、进行小组讨论、完成课堂作业等，使每个学生都参与到听说读写环节，巩固课堂教学成果。其次，注重将传统的板书教学与现代化多媒体教学手段相结合。我们充分利用本特色专业的校外实习基地资源，通过拍摄照片、视频和制作动画等方式，积累了大量机构原理和应用方面的多媒体素材，并适当配以英文说明，将静态的、抽象的机构模型转变为形象的、动态的机构实例，不但能够充分发扬多媒体教学形象直观的优点，而且为将来到上述企业就业的同学预先提供了熟悉相关产品和设备的机会。同时，在授课过程中，将重要知识点和结论书写在黑板上，可弥补多媒体教学呈现较快、不利于学生思考、记笔记和听课不能同步的缺点。最后，在双语教学中遵循循序渐进的原则。我校开设双语课程的要求之一是课堂上英文比例不少于50%，但执行过程中我们发现，如果从第一节课起就严格执行此标准，不少学生会因不适应双语教学环境、英语听力不足等原因产生抵触情绪。因此，我们采用由双语交叉渗透教学到完全渗透教学的方式，前15-20个学时课程中，英语比例逐步由30%上升到50%，易于理解的部分用英文讲解，重难点部分用汉语讲解，允许学生提问和回答问题时兼用英语和汉语，逐步培养学生主动适应英语授课的意识。在后50-55个学时的课程中，则进一步增大英语的比重，力争达到授课、讨论、练习和考试的全英语化，只对少数难以理解的内容适当用汉语引导。
三、考核手段改进
在机械原理课程双语教学中，科学合理的考核方式对检验教学质量起着重要作用。传统考核方式主要依据考试成绩和平时成绩进行，其中考试成绩占80%，平时成绩（包括作业、考勤、课堂提问等）占20%，这种考核方式在一定程度上反映了学生对重要知识点的理解和掌握，但存在以下缺点：（1）考试题目以基本概念和公式为主，题型呆板，不能体现特色专业建设中对学生解决实际问题能力的培养要求。（2）考试成绩所占比重太大，存在严重的“一卷定乾坤”现象。（3）考试内容单一，短时间内死记硬背也可应付，助长了部分学生的投机心理。因此，传统的以考试为主的考核手段，难以全面反映机械原理双语课程的教学效果，不利于双语教学的发展。
鉴于此，对机械原理双语课程的考核方法作了如下改进：（1）增加平时成绩在考核结果中的比重，相应降低考试成绩的比重，有效激发了学生的学习热情，强化了持续学习的动力，提高了课堂互动效果，消除了期末突击复习的种种弊端。（2）实行半开卷考试，增加应用型题目的比重。在半开卷考试中，学生可携带一页书写有与本课程相关内容的A4纸张进入考场。这样可减少大量机械背诵的负担，但一页纸所记载的信息量是有限的。学生要想取得好成绩，就必须认真理解课本内容，用心领会教师在课堂上加入的新知识，将重要知识点进行筛选、综合和整理，浓缩于一张A4纸上。整个过程有利于提高学生的独立思考能力和对知识进行分析、归纳、综合的能力。增加应用型题目的比重则进一步侧重于考核学生运用机构分析和综合的理论知识解决实际工程问题的能力，有利于学生在平时的学习中认真观察、思考，做到学以致用。（3）将机械原理实验成绩列入考核范围。在以往机械原理教学中，实验作为教学环节的一部分，但未纳入考核范围，致使少数学生敷衍应对。为此，我们将实验成绩以10%的权重纳入考核范畴，使学生产生一定的压力和动力，有利于培养学生的动手能力和创新能力。
四、课程设计改革
机械原理双语理论课结束以后，学生将接受为期两周的机械原理课程设计训练。机械原理课程设计是使学生较全面系统地掌握和深化本课程的基本理论的方法，是培养学生初步具有机械运动方案设计和分析能力的重要教学环节，也是培养学生工程设计，特别是机构创新设计能力的重要实践环节。在我校机械设计制造及其自动化特色专业建设中，提高学生的综合设计与创新能力是基本建设任务之一。为此提出如下改革方法：（1）课程设计题目围绕石油机械主线，彰显石油特色。我们拟定了“游梁式抽油机连杆机构的分析与综合”及“往复泵动力端传动机构设计和分析”这两大类题目，并根据实际设备给定不同的已知参数，做到了同班学生之间不重题，既有利于学生之间互相讨论学习，又有效避免了抄袭现象。（2）鼓励学生自报题目，培养创新氛围。对于平时学习表现良好、有明确意愿参加机械创新设计大赛且已确定题目的学生，鼓励其以创新设计大赛题目进行课程设计。（3）鼓励学生采用英文撰写课程设计报告，巩固双语教学效果。由于机械原理课程设计报告中大篇幅的文字论述较少，以公式推导和结论性叙述较多，所以对学生而言，难度并不大，在2周的时间内能够完成。对于采用英文撰写报告的学生，适当拔高其报告成绩。这样可有效激发学生进一步学习和巩固机械原理课程中相关英文专业术语和表达方法的热情。
五、教学效果
近年来我校机械原理双语课程的教学改革收到了良好的效果。从历年对学生发放的调查问卷来看，77.8%的学生表示完全接受全英文课件，92.6%的学生认可机械原理双语课程的教学安排，93.5%的学生认为本课程紧密联系实际，体现了石油特色。本课程的主讲教师在学生的评教中得分均在90分（优秀）以上，说明绝大部分学生对机械原理双语课程的改革持肯定态度。从近5年来我校学生课外科技活动成果来看，“后置三角摆架式长冲程抽油机”获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖，“基于反馈原理的高楼缓降器”获全国大学生机械创新设计大赛二等奖，“含油污水分离器”等20余项作品在省级竞赛中获奖，在此基础上产生了“一种双驴头前置式异相曲柄长冲程节能抽油机”等11项国家专利，30余篇，不但其中大部分成果涉及石油装备及设备，而且是学生在学习机械原理双语课程之后创作产生的，充分体现了机械原理双语课程在我校机械设计制造及其自动化特色专业中所起的重要作用。
六、结束语
通过机械原理双语课程的教学改革，我校总体上摸索出了一套适应机械设计制造及其自动化特色专业建设要求、培养既懂专业又通英语、在石油机械方面具有明显优势的机械类高级工程技术人才的教改方案。由于目前双语课程本身在国内存在的时间并不长，在理论和实践方面尚存在一定争议，所以给特色专业建设环境下的机械原理双语课程提出三点建议：（1）大力培养具有良好专业素质和外语素质的教师，尤其要加强青年骨干教师的培养力度。（2）在教学中应始终将传授专业知识放在第一位，外语知识放在第二位，不可本末倒置。（3）无论何时都不应忽视对学生创新能力的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张婕.高校特色专业建设：现实与前瞻[J].教育研究，2011，（5）.
[2] 杨治立，朱光俊，吕俊杰.冶金工程特色专业的建设与实践[J].教育与职业，2009，（18）.
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[4] 韩建友.机械原理双语教学教材建设[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（5）.
机械原理课程设计范文第4篇
[关键词]机械原理；机械设计；课程设计；内容
[中图分类号]G632 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）34-0179-02
机械原理和机械设计是职业学校机械专业的一门专业基础课，它是沟通学生理论课和专业课的桥梁。机械基础课程设计是课程学习之后进行的综合性，实践性很强的课程，如何搞好课程设计，如何通过课程设计使学生的设计能力，实践能力，协作能力等综合能力得到提高，基础知识得到巩固，是从事本课程教师值得探讨的问题。笔者在从事机械基础课程设计的教学实践中，为了培养学生的综合能力和工程素质，进行了一些有益的改革尝试，使学生受益匪浅。
1 机械基础课程设计的内容改革
1.1 课程设计的目的
机械基础课程设计是职业学校机械类专业的学生在学完课程后独立进行的一次工程实践。该课程的最终目的是让学生进行一次较全面的设计训练，培养他们理论联系实际，提高综合应用理论知识和生产实践知识去分析和解决有关工程实际问题的能力，为以后的专业课程设计打下坚实的基础。
1.2 课程设计的内容改革
选题是课程设计内容的关键，教师的选题应尽可能把教学过程中涉及的知识在课程设计中得到综合体现，同时要保证学生能够按时完成。改革前，江苏省张家港工贸职业高级中学机械原理和机械设计课程设计是分别进行的，互相之间没有联系。机械原理课程设计在第4学期开设，内容以机构的运动分析为主；而机械设计课程设计在第五学期开设，以零件的强度分析和绘制装配图，零件图为主。不论是机械原理还是机械设计，课程设计的题目和设计方案都是教师给定的，而且有设计题目的样机，机械原理题目是插齿机插刀系统基本运动设计，机械设计课程设计的题目是减速器的设计。这样的选题都有一定的依据。插齿机插刀系统的方案设计中涉及连杆机构，凸轮和齿轮等机构，能够很好地反映教学的内容，学生通过参观样机基本能够在较快的时间内完成规定的任务，所以两周的设计过程显得很轻松，真正能够设计不同方案的学生并不多见，这样在创新能力的培养方面得不到很好的锻炼。而减速器作为传统的设计题目，其零件的选择包括电机、皮带、螺栓、齿轮、轴、轴承、键、销、联轴器、、密封以及箱体等，它的设计结合书本知识最多，而且难度适中，能够较全面地反映机械设计课程内容的教学要求。作为学生机械设计的题目在较长时间都没有得到改变。而且单独进行机械原理和机械设计的课程设计，最大的弊端是学生缺乏对整体机械的认识和系统工程的认识。为了使学生各方面的能力得到综合提高，我们将机械原理和机械设计课程设计整合为机械基础课程设计，设计题目暂时定为包装机械（包括液体包装机和固体包装机）的设计。设计时间由原来的“两周”加“三周”改为现在的“四周”，设计方式也做了相应的调整，原来不管机械原理还是机械设计均为三人一组，三人的设计题目，已知条件均相同，这样可能会导致三人互相抄袭，而且多年的课设结果也反映出这样安排的弊端；改革后仍为三人一组，但是三人是负责整机的设计，他们之间相互联系而又互不相同。他们必须按照给出的设计任务，商定设计方案，其中一人的不合作就会影响整个小组的设计，导致方案失败。这样，学生在相互协作能力和创新能力方面均可得到相应的锻炼。从总体的工作量来看，原来机械原理课程设计包括机构运动简图的绘制（1#）；插刀的位移，速度，加速度线图的绘制；凸轮的位移线图和对应的凸轮工作图；和编写设计说明书。机械设计课程设计包括装配图的绘制（0#），轴和齿轮的设计，以及编写设计说明书。改革后，机械基础课程设计总体工作量基本保持不变，但同一组三人各有侧重，把包装系统分成三部分（输送部分，热封部分，装料部分），每人负责其中一部分的设计，最后要求学生绘制出整个机械系统的机构运动简图（1#），相应的部件图（0#），轴和齿轮（或凸轮）零件图，和编写设计说明书。经过几轮的尝试后，打算每一组人数增加到6～8人，能够在四周的课程设计过程中，相互分工，做出液体包装机（或固体包装机）的整机设计。
2 改善教学方法，注重能力培养
2.1 注重设计能力的培养
设计能力的培养是一个循序渐进的过程，要完成一个好的设计，需要各门课程之间的相互支撑，相互融合。而目前许多课程的学习是孤立的，一门课程考核完成后即告结束。而针对机械类专业的特点，在课程的教学过程中不同知识的融合给课程设计提供了一次有益的尝试。其中设计计算和结构设计是设计能力的两个主要方面，我们将后者作为课程设计的重点。结构设计是确定零部件形体的主要阶段，是一个难点。对于机械类专业的学生来说，由于机械基础知识比较扎实，欠缺的是工程实践经验，所以在进行结构设计时，思维局限在书本知识上。为此要求学生提出结构设计合理，表达清楚的设计意图有一定的难度。所以，在实践过程中要求学生设计产品时要考虑到产品的造型、制造、市场等生命周期，即学生的设计能够解决工程实际问题，这样首先可以激发学生的设计热情。课程设计的全过程都要突出结构设计，鼓励设计新颖结构，以结构合理性和工艺合理性作为评价结构设计部分的主要方面。同时在课程设计过程中，教师应善于给学生创造一个能够发挥最大想象力的空间，在布置任务时，只给出设备能够最后实现的功能，而不规定具体是如何实现的，这样有利于学生在设计过程中最大限度地发挥自己的想象空间。教师在设计过程中还应注意引导学生发现问题，进而分析问题，解决问题。鼓励学生大胆创新，在想象和创新中提高学生的自信心和设计能力。
2.2 注重实践能力的培养
课程设计的题目应能够符合工程实际的需要，一般设计的题目尽量选用真题。在以往的课程设计中，教师给出设计参数，布置设计任务以后，学生一般参考样图进行绘制，这样思维必然局限于教师的设计思路，对学生创新意识的培养非常不利。在改革后，学生可以到机械厂和实验室去参观小型的装置，这样对机器有一个总体的印象，可以观察机器的运动情况，同时学校还给学生提供了两台包装机供学生装拆，这样学生可以从不同角度了解机器的结构，整个机器的组装过程和零部件的形状，立体感强，层次清楚，学生基本能够从视觉角度感知机器内外部的情况。而且，在实际项目的设计过程中，学生必须根据实际情况，从资料收集，设计计算和结构设计等方面考虑，提出合理的设计方法，这对于学生综合设计能力的培养有一定的促进作用。
2.3 注重协作能力的培养
各同学之间协作能力的培养在课程设计过程中占有重要的地位。改革后在机械基础课程设计中，一般以3人为一组。小组成员之间在形成具体的方案时要求各成员之间相互讨论，在设计方案基本确定以后，组织一次小组间的讨论，提出每组方案中存在的优缺点。这样既可以培养学生与他人之间的协作，又有独立的构思和设计，分组设计带来的一个意外收获是形成了小组之间的良性竞争，这种竞争增加了学生的工作热情，体现了学生是教学设计主体的原则。在课程设计过程中，教师是每组的一个成员，在教学过程中和学生共同讨论设计方案的可行性，在关键的问题上对学生进行指导，掌握每位学生的设计进度。
3 改革考核方式，提高课程设计质量
最初课程设计的考核方式比较单一，一般是“师评”，即教师根据图纸的质量和平时的印象给学生打分，这样存在一定的不合理性，教师可能只关注图纸的质量和课程设计的进度，存在一定的片面性。为了克服这种不合理性，在随后的课程设计中作了一定的修改，但原则上还是每位同学均参加答辩，答辩的最后成绩分阶段给出，总共由四部分组成（平时考勤占10%，设计计算部分占20%，草图和最后图纸质量占40%，答辩30%）。经过这样的改革后，发现同学们在设计阶段思维会更加活跃，自主性会得到更充分的发挥。而且由于答辩时面临的是全班同学和老师，准备答辩和答辩的过程对每位同学的心理承受能力和口头表达能力都得到了锻炼。
通过从教学内容，教学方式和考核方式的改革，学生才能从全方位真正提高课程设计质量，真正锻炼同学们的能力，与课程设计目标相一致。
参考文献：
机械原理课程设计范文第5篇
关键词： 应用型 机械原理 CDIO工程理念 教学改革
一、机械原理在应用型本科中的重要性
随着高等教育的普及化，对高层次应用型人才需要逐渐增加，应用型本科教育对于满足中国经济社会发展起到积极的促进作用。应用型本科重在“应用”二字，在人才培养模式上，应用型本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线，涉及学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程体系，重视学生的技术应用能力的培养，为生产、建设、管理、服务第一线培养具有深厚学科基础理论和较强职业能力的高级应用型人才。
《机械原理》是应用型本科院校机械专业的一门重要的专业基础课，机械原理是许多机械产品和现代技术装备的基础和技术的核心。本课程主要研究机构组成原理、机构运动学及机器动力学等，通过本课程的学习，学生能够掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有机构分析和设计机构的能力。掌握机械原理的相关知识不仅对培养学生的工程素质和综合能力具有重要作用，而且在整个机械类应用型人才培养中占据重要地位。
二、传统概念的机械原理教学的不足之处
机械原理课程来源很早，并且教学方法在逐渐完善，但是传统意义上的机械原理教学具有不足之处[1]。
1.课程设计题目陈旧
当前很多高校“机械原理课程设计”选题主要是对减速器、螺旋千斤顶装置进行设计和静力分析，并在此基础上确定校核计算和绘制图纸。无论是用手工绘制图纸还是CAD软件绘制图纸，设计中都要无数遍地查询设计手册，过于侧重理论，偏重以往的图表公式，往往参考上一届的学生设计结果，对设计过程和结果一知半解，学生称之为“瞎抄”，这种模式是传统的高等教育人才培养模式，在历史上曾发挥过重要作用。但是，随着产业结构的转型与升级，对应用型人才需求越来越多，同时实际要求也越来越高。一些弊端随之凸显，设计过程与工程实践完全脱节，设计的产品没有考虑如何加工和安装，学生在设计过程中仅是被动地接受知识，无法真正培养工程应用能力，对工程意识的建立、工程应用能力的培养等都有不利影响。
2.设计方法一成不变。
机械原理作业和课程设计主要采用查询机械手册选型，采用手工计算校核相结合的方法。这曾经是机械设计的主流方法，在最初起到了很重要的作用。但是这样的设计方法带来了一些弊端，设计过程过于缓慢、枯燥，完全不能满足快速发展的社会需求。
3.题目统一，没有差别。
高等教育的普及化对高校开放了大门，学生数量增多，但是独生子女成为高校学生的主流，学生个体差异很大。这些差异包括性格，对基础知识和社会知识的掌握。传统教学普及式的教育必然安排一样的作业和练习。作业和课程设计全班甚至全年级共做一个题目，事实上学生没有自己完成，本身的惰性认为别人做出了，自己也能做出，就不用再做了，兴趣缺失成为高校学生普遍现象[2]，更不要提培养创新能力了。
4.轻实践，重理论。
教材是成熟的技术，一些高校还采用很久以前的教材，这些教材有很多经典的知识，但对于机构的讲解，学生从书本上见到的只是直线和圆组成的机构简图，对于现实生活的机械产品难有感性认识。缺乏总体设计理论，不能够把不同的机构有效地组织成新的机构。
由于存在以上问题，使得本来是应用型强大、思维灵活发散的机械原理教学，变成只讲理论，不懂实物的说教，教学过程枯燥，学习目标不确定，学习激情减退，教学质量下降的填鸭式教学，对培养适合工程需要的应用型人才是不合适的。这就要求改变机械原理的教学方法，把CDIO工程理念应用到机械原理的教学中显得很有必要。
三、基于CDIO工程理念的机械原理教学改革实践
CDIO（Conceive构思—Design设计—Implement实施—Operate运作）是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生主动实践的方式学习工程，能培养学生的四大能力（即理论知识、个人素质和发展能力、协作能力、工程—社会大系统适应与调控能力）[3]。结合CDIO教学模式，不仅使学生对今后可能从事的职业及所需具备的相关技能有大致了解，而且有利于推动特色专业建设，使专业特点更加鲜明[4]。根据应用型人才培养要求，我们基于CDIO工程理念对机械原理课程的教学进行如下改革实践。
1.变化作业和课程设计题目，培养学生创新思维能力。
首先，课后作业体现以人为本，以学生为主的理念，一改以往全班同学布置一个题目的习惯。在生活和生产中提出题目，也鼓励学生自选题目完成作业和课程设计，如打包机、自动升降台、洗瓶机、自动门锁、自动上水器等。这样不仅扩大了题目的数量和类型，而且学生觉得有趣，能够实际解决问题，从而提高了兴趣，也给了学生自主安排进度、自己设计的空间，使他们学会了独立思考、积极创新、相互协作。特别是在设计过程中，学生采用各种方式获取相关的资料，经常在图书馆和网上学习各种知识，并且相互讨论，不仅增长了知识，而且提高了各方面的能力。然后对提出的各种方案进行评价，找出最佳方案，培养学生独立设计的能力。
2.采用现代设计方法，提高设计的趣味性和快捷性。
提高学生学习兴趣是保证教学质量提高的条件[5]。以往的课程设计和作业的检查结果仅仅是几张图纸和设计报告，这样设计的机构或者机器能否在实际中应用，取决于采用的模板的正确性的高低，所以学生设计的积极性不高。随着计算机虚拟设计技术的发展，采用软件进行机构设计和虚拟装配，并对机构进行运动学仿真成了设计的发展方向，很多企业设计了相关软件，而且学生学习计算机软件的积极性很高，在作业和课程设计环节，要求学生采用软件设计、装配和校核显得很有必要。如对凸轮机构进行设计时，传统方法采用反转法，需要学生具备掌握分度和截取线段的能力，由于累计误差的存在，往往造成同一个题目会出现好几种凸轮图形，这样既浪费了时间，又不能提高精度。采用企业开发的软件进行设计时，仅仅输入导程就可以生成凸轮形状，既快捷又可以验证学生平时的想法，有利于提高兴趣。对装配中的干涉问题，传统方法是通过理论计算，任务量大，由于绘图误差而出现误差，采用软件（如Pro/E等）对机构设计方案进行虚拟设计、装配和运动学仿真，并快速验证干涉性。软件的虚拟功能的运用加快了机械设计的步伐，提高了验证的速度和精确性。学生通过这样的练习和锻炼，不但提高了软件设计的熟练程度，而且看到自己设计的成果的虚拟动画，大大提高了成就感和学习兴趣，出现了老师没有想到的结果，强化了教学效果。
3.采用小组完成同一题目的方式，锻炼学生的协调合作能力。
由于学生人数的增加、教学时间的安排和教学进度的要求，课程设计采用每人一个题目成了机械原理课程设计的软肋，很容易造成学生大面积抄袭，既不利于学生能力的提高，又浪费了时间。采用一组完成一个题目的方式，每组设一个组长，负责安排设计进度和领导小组人员进行整体方案设计，每个小组成员负责其中一个环节的设计和校核。由于组长是大家选举出来的，很有领导能力，有利于整个小组工作的开展。设计题目是学生自己选的，兴趣较高，从心理上学生已经把课程设计当成了愉悦的工作，参与意识非常高，设计的积极性高。在有限的时间内完成课程设计，小组成员能充分发挥特长，协调一致，相互探讨，形成协助意识，增强团队意识和责任感，有利于快速适应未来的工作岗位。
4.扩展课外知识，提高实际应用能力。
培养应用型人才的目的就是为地方经济服务。在机械原理课程的讲授过程中，以应用型为主要目标，教材内容具有滞后性，要培养适应当下的应用型人才，就要结合当地特色讲解机械行业中所用到的机械原理的相关知识和机构原理。基于网络的多媒体课堂教学是将多媒体技术和网络技术结合应用于课堂教学，实现教学过程的创新和优化[6]。通过播放科技展览的视频和实地参加科技展览的方式，让学生接触实际所采用的机构知识。
四、结语
以应用型为主的CDIO工程理念在机械原理教学实践中，优点明显，能够有效提高学生的工程能力和个人综合能力。通过实践，学生建立了工程理念，激发了学习兴趣，提高了团队合作能力，很多学生已经不再把《机械原理》课程的作业和课程设计看成负担，而是乐在其中。
参考文献：
[1]孙亮波，孔建益，黄美发，桂慧.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].设计与研究，2010，12（37）：21-23.
[2]徐琳，唐晨，钱静，秦虎，孟慧.大学生专业兴趣度与转专业倾向及行为的关系[J].心理学研究，2011，4（3）：72-76.
[3]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006，（11）：139-140.
[4]陆继庆，徐庆.基于CDIO模式的“电子技术综合设计”课程改革[J].电气电子教学学报，2011，33（5）：22-23.
