第一篇：淺析機械設計基礎課程教學改革研究論文

“機械設計基礎”課程是北京信息科技大學近機類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設計的一門重要專業(yè)基礎課程，其任務是培養(yǎng)學生對機械機構的分析與設計能力，使學生初步掌握基本的設計理論和設計方法。課程在基礎課與專業(yè)課之間起承上啟下的作用，與后續(xù)課程銜接緊密，為今后學習專業(yè)課程以及工作打下必要的基礎，可增加學生的專業(yè)適應能力，使其能滿足市場經(jīng)濟對人才的需求，有利于學生就業(yè)選擇。

“機械設計基礎”課程因其具有分散性、綜合性及實踐性和公式多、概念多及圖表多等特點，給教學工作帶來不小的困難，因此怎樣充分地利用現(xiàn)有教學資源調動學生的學習積極性，變被動學習為主動學習，實現(xiàn)北京信息科技大學高素質應用型人才的培養(yǎng)目標，在本課程教學中研究與探索新的教學方法就顯得更加迫切和必要了。

一、教學現(xiàn)狀分析

1.工業(yè)工程、工業(yè)設計專業(yè)的學生在開始學習機械設計基礎課程的時候，大多數(shù)學生以前極少關注機械的結構，對機械缺乏一定的感性認識，或對機械的整體認識是模糊的。

2.課程涉及的基礎理論內容較廣且相對獨立，其特點是概念多、原理多、公式多、圖表多，內容比較枯燥和單調，所學知識在學生以前的學習中很少接觸，初學時往往會感到吃力。在傳統(tǒng)教學中，以教師講授知識為主，學生只是被動地聽講;教學方法單一，無法吸引學生的注意力。

3.部分教學內容陳舊。教師過于注重單個機械零部件的講解，而對實際工程的機械設計方法介紹不多，忽略了學生的能力與素質培養(yǎng)，使學生容易出現(xiàn)厭學、懼學、棄學的情緒，或為取得好成績而“死記硬背”，出現(xiàn)“高分低能”的現(xiàn)象。

二、豐富教學方法，完善教學手段

1.教學方法多樣化。采用圖示教學法與任務驅動教學法相結合進行教學。

(1)圖示教學法。圖示教學法是烏克蘭教育家沙塔洛夫經(jīng)過30多年的潛心試驗與研究，提出的一種新的教學方法。該教學方法的核心是“綱要網(wǎng)絡”圖表，此圖表是一種由文字、圖形、公式、方框、流程線和表格等組成的教學輔助工具。在講解各章內容時，利用圖表將各個概念、知識點、公式有機串聯(lián)起來，使其相互關系形象直觀地表達出來，有利于學生對所學知識的理解和記憶。

按內容和應用可將圖表分為“講授型”和“概括總結型”。例如，在講授“帶傳動和鏈傳動”的知識時，當講解到離心拉力Fc，并加以解釋，如“當帶作圓周運動時，帶本身的質量將在圓周方向產生離心力Fc，而Fc將作用在帶的全長上，因此在帶各處的橫截面上均產生離心拉應力σc;σc過大，將帶來不良后果：

①降低帶的壽命;

②帶與帶輪表面的正壓力下降，導致最大摩擦力下降，從而降低帶的傳動能力。因此應限制帶的速度。”在對帶傳動進行小結時，可知帶是處于變應力狀態(tài)下工作的，帶中產生的瞬時最大應力發(fā)生在帶的緊邊開始繞向小帶輪處。通過圖表可將相關內容有機串聯(lián)起來，讓學生從煩瑣的筆記中解脫出來，減輕了學生的學習壓力，加深了學生對知識的理解和記憶。

(2)任務驅動教學法。任務驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法，其特點是“學中用，用中學，以用促學”，改變了以往“教師講，學生聽”的被動教學模式，創(chuàng)造了以學定教、學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型學習模式。任務驅動教學法的核心工作是根據(jù)教學內容設計任務。如在講授“平面連桿機構”一章時，教師先提出一些與平面連桿機構相關的問題，然后為學生設計了一項任務為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設計”，設計的機械必須包含平面連桿機構，并對設計任務進行了一定的解釋與提示，如休閑娛樂機械可以是小區(qū)活動場所的健身器材;家庭用機械可以是與生活密切相關的家庭用機電產品，包括窗戶的開啟機構、折疊桌椅、家用折疊梯子、雨傘等。此外，還要求工業(yè)設計專業(yè)的學生應用本專業(yè)知識對產品進行造型設計，工業(yè)工程專業(yè)的學生應用本專業(yè)知識進行產品進行成本核算，等等。

在實施過程中，采用企業(yè)產品設計模式進行，由學生根據(jù)自身專長和興趣愛好組隊，每組3~5名學生，選出1名組長，領導本小組成員進行產品設計。鼓勵小組成員進行實地調研，且每位成員均須提出自己的設計方案，由組長組織小組展開討論，選擇最佳設計方案。例如，有小組學生通過調研設計了一款新型家用折疊人字梯，應用了平行四邊形機構使踏板同時展開或收起。伴隨著一個接著一個的成就感，可培養(yǎng)學生對機械的學習興趣，提高學生自主學習及與他人協(xié)作的能力，為將來工作崗位上的團隊合作奠定基礎。

2.完善教學手段。

(1)利用多媒體與實物模型相結合的教學手段。多媒體課件具有信息量大、圖文并茂、聲光色結合的立體效果，能擴寬學生的眼界，便于理解，實物模型的示教能起到直觀形象的作用。同時，在講解重點內容時輔以傳統(tǒng)的板書，使重點突出、要領清楚，達到教與學的互動效果。通過多種教學手段的應用，對提高學生的學習能力收到了較好的效果。例如，將雷達天線、縫紉機踏板、汽車前窗刮雨器、攪拌機、飛機起落架、牛頭刨床等機構以動畫形式顯示，使死氣沉沉的課堂變得生動活潑，增加了學生的感性認識。讓一些難以想象的機構生動地呈現(xiàn)在學生面前，便于學生理解。

(2)引入計算機輔助工程技術。學生學習計算機軟件的積極性普遍比較高，尤其是工業(yè)設計專業(yè)的學生。因此，在“機械設計基礎”課程中將計算機輔助工程技術引入課堂教學，收到了良好的教學效果。例如，在講解凸輪機構時，可演示如何應用ADAMS軟件解決問題;在講解軸系零部件時，可采用Pro/Engineer建立虛擬的減速器裝配體，并將其演示給學生，使學生產生好奇心，萌發(fā)急于尋求答案的求知欲望，增強學習的自覺性。為了便于學生學習，開設了多項關于相關軟件應用的開放性實驗。

3.豐富考核方式。為了增強學生對機械的總體認識，在開學之初便將機械發(fā)展史作為一項大作業(yè)布置給學生，并計入總評成績。讓學生自行學習查找相關資料，寫出相關機械的發(fā)展歷史，如中國機械發(fā)展史、世界機械發(fā)展史、汽車發(fā)展史、飛機發(fā)展史、機器人發(fā)展史等，讓學生在查找資料的過程中，對機械及其發(fā)展有一個總體的認識。同時，在應用任務驅動教學法教學過程中安排了設計任務，將根據(jù)學生完成的作品質量計算平時成績并計入總評。

三、精練教學內容，進行教材建設

1.精練教學內容，挖掘教學素材。從生活中挖掘教學素材，可以拉近學生與機械之間的距離。機械與生活緊密相連，挖掘生活中的“機械設計基礎”課程教學素材，可以使枯燥的機械生動化，單一的教學內容變得豐富多彩。列舉生活經(jīng)歷或新聞報道中引人入勝、趣味性強的案例，并編擬貼近實際且內容新鮮的應用問題，讓學生感到所學內容有用、有趣。例如，應用折疊雨傘、折疊桌椅、窗戶開啟機構講解平面連桿機構;應用機械鎖、開關等講解凸輪機構;應用機械鐘表、玩具等講解齒輪機構。

2.建設課程教材。因材施教，積極進行教材建設。課程組在老教師的帶領和指導下，虛心向兄弟院校取經(jīng)學習，以極大的熱情教書育人和潛心進行教學研究，應用圖示教學法進行了教學實踐，將積累的經(jīng)驗和教學成果固化進教材，正式出版了《機械設計基礎》教材，并編寫了《機械設計基礎實驗指導書》。

四、加強實踐教學

1.引導學生進行大學生科技創(chuàng)新計劃項目。以大學生科技創(chuàng)新計劃項目為載體，引導學生進行主動實踐、自主學習的實踐教學模式。為了擴大學生的視野，提高他們實踐動手能力，鼓勵學生課余時間走進實驗室進行學習與研究，使得學有所需的學生都有機會參與其中，充分利用實驗室的各種資源，得到有益的鍛煉和提高。

工業(yè)工程、工業(yè)設計專業(yè)的學生先后開展了“基于人因工程學的超市貨架設計”、“節(jié)·閱——公共綠色照明閱讀桌創(chuàng)新設計”、“模塊化組合式家具設計”等多項大學生科技創(chuàng)新計劃項目的研究。有工業(yè)設計專業(yè)學生參與的捷能車隊更是通過大學生科技創(chuàng)新計劃項目的研究收獲了多項成果，該團隊設計的節(jié)能車多次獲得Honda中國節(jié)能競技大賽最佳技術獎、最佳設計獎、最吸引眼球獎等。

2.積極組織學生參加競賽。組織學生參加機械創(chuàng)新設計大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽，讓學生真刀實槍的去干，利用課堂上教授的理論知識，品嘗創(chuàng)新的滋味。工業(yè)設計專業(yè)學生參與設計的“家用多功能折疊購物車”、“防反光可調節(jié)黑板”等作品先后獲得首都高校機械創(chuàng)新設計大賽的獎項。“農用翻土機設計”、“自動選種機”、“按摩椅設計”等作品獲得了全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽的獎項。

3.設置開放性實驗。為了使課程實踐環(huán)節(jié)得到進一步充實，增加實驗學時，課程組開發(fā)了多項開放性實驗，如“典型機構運動仿真分析與驗證”、“典型機械拆裝測繪與結構分析實驗”、“小型機器人創(chuàng)意設計與制作實驗”、“機械方案創(chuàng)新創(chuàng)意設計模擬實施與分析改進”、“常見機械傳動系統(tǒng)建模與仿真分析實驗”等，完成實驗的學生可以獲得創(chuàng)新學分，鼓勵學生課余時間走進實驗室。

五、結論

經(jīng)過幾年的研究與實踐，北京信息科技大學近機類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設計的“機械設計基礎”課程教學效果得到了改善，學生的學習興趣得到了激發(fā)，學生的實踐能力獲得了鍛煉。課程教學的改革與研究使學生能學以致用，增強了學習的自覺性，促使學生從“要我學”向“我要學”轉變。

第二篇：機械設計課程教學改革探討論文

網(wǎng)絡信息日益發(fā)達的今天，傳統(tǒng)教學的信息量很難滿足學生對知識探索的需求。傳統(tǒng)的教師講授方式以老師講為主，學生被動地接受的知識，填鴨式的教學方式已經(jīng)不適合目前學生對知識的需求?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”自2012年興起后，發(fā)展速度和規(guī)模都非常迅速。針對機械設計教學內容的特點，采用互聯(lián)網(wǎng)的模式教學改變傳統(tǒng)課堂的教學方式從而促進教學改革的發(fā)展，培養(yǎng)學生機械創(chuàng)新能力。

一、互聯(lián)網(wǎng)基礎下機械設計教學方式

1.互聯(lián)網(wǎng)在機械設計課堂中的應用

“互聯(lián)網(wǎng)+教學”改變了原來單一的教學環(huán)境，使得傳統(tǒng)的教育展現(xiàn)出新的生機；從原來的課堂時間地點方式固定、一名教師多多個學生的狀態(tài)轉變?yōu)殡S時隨地、教師和學生多對多交流的新形態(tài)。針對學生喜歡上網(wǎng)這一現(xiàn)象，上課之前列出專題，讓學生根據(jù)自己的興趣查閱資料，在上課時可用根據(jù)自己的問題和老師一起探討。教師不僅把書本知識傳授給學生，而且將自己的研究成果融會貫通于課堂教學中，充分調動學生的學習積極性，激發(fā)學生的求知欲望。適時地將新知識、新技術、新理論以專題的形式引入課程教學內容，如結合教師產學研過程中與機械制造相關的典型實例開發(fā)的專題之一工廠里的創(chuàng)新。一方面拓寬了學生的知識面，另一方面加深了學生對理論結合實際的理解。機械設計教學中，在齒輪傳動一章講解時，首先讓學生在上課之前在網(wǎng)上或是實例中看到的有齒輪傳動的機器介紹一下，介紹齒輪傳動的應用和原理，教師根據(jù)學生的講解補充齒輪傳動的原理及特點、分類時用講授法，講解具體時利用觀察啟發(fā)式；分析結構上的特點件時利用和其他傳動機構對比討論法等。

2.互聯(lián)網(wǎng)在機械設計課程中課后的應用

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來為突破名師資源不足，又快又好地全面提高高等教育質量提供了新的思路，帶來了新的機遇。多年來課后學生對機械設計的學習僅限于課后作業(yè)題，這樣極大的限制了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)教學從課堂教學、答疑、習題課、審批作業(yè)、討論互動課、小測驗、期中測驗到期末考試等，都在網(wǎng)上進行。這種“互聯(lián)網(wǎng)+機械設計”教育模式使得機械設計課程在課后教學中吸取這種網(wǎng)絡教學的方式，極大的提高學生學習的主動性。

3.互聯(lián)網(wǎng)在機械設計創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應用

機械設計課程的主旨是培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計能力，機械設計本身就是一種創(chuàng)新性的工作,我們的目標是使學生在校期間就應具備初步的創(chuàng)新設計能力及動手能力，為此我們在教學過程中注重啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維，課下積極指導學生參加多項機械設計創(chuàng)新大賽。提高了學生的積極性，也激發(fā)了學生的創(chuàng)新能力。網(wǎng)絡中機械創(chuàng)新實例很多，學生可以自己上網(wǎng)查閱相關資料，并根據(jù)自己的理解和同學老師分析討論。教師在課堂上對學生分析的實例點評，主要讓學生發(fā)言討論。并對學生發(fā)言的表達能力、對問題的理解能力等記作平時分作為考核的一部分。同時老師可以帶領學生實地調研，根據(jù)調研的情況，對目前看到的機械存在的問題做設計分析。

二、網(wǎng)絡教學中存在的負面影響及解決措施

一些大學生由于缺乏自制力，迷戀網(wǎng)絡世界，擠占了正常的學習時間。提倡網(wǎng)絡教學的同時跟隨著也出現(xiàn)了一些負面影響，比如“網(wǎng)絡上癮癥”、“網(wǎng)絡孤獨癥”等對青少年的身心健康構成危害與威脅。對網(wǎng)絡產生心理依賴，一旦無法上網(wǎng)，就焦躁不安；極個別的學生沉迷網(wǎng)絡，逃課，不交作業(yè)，不參加考試，走路吃飯都在玩手機APP、游戲或者閱讀小說和各種信息。網(wǎng)絡帶來了很大的方便同時也給一些自制力不高的學生帶來了負面的影響，這就需要教師正確的引導，老師一定要分析學生上網(wǎng)的根源，適當將學生對上網(wǎng)游戲的熱情引導到學習上來，通過網(wǎng)絡查閱資料和創(chuàng)新設計的案例，吸引學生對機械設計興趣，并且要采取適當?shù)拇胧?，限制學生對網(wǎng)絡游戲等的迷戀。將網(wǎng)絡上好的信息及時傳達給學生，讓同學們意思到，不急游戲有趣，學習中也有很多有趣的設計，讓同學們樹立好學習的態(tài)度和意思，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡教學的目的。

三、結論

“互聯(lián)網(wǎng)+機械設計教學”使傳統(tǒng)的教育煥發(fā)出新的活力；從原來的學習時間地點固定、教師學生一對多的狀態(tài)轉變?yōu)殡S時隨地、移動網(wǎng)絡、教師學生多對多的新形態(tài)。改變填鴨式的教學擬制了學生的學習興趣，將學生的精力不是放在考上而是放在學上。教學資源能實現(xiàn)國內外資料的共享，學生通過網(wǎng)絡可以了解學習國內外著名高校教學資源，能及時更新教學內容。豐富的網(wǎng)絡教學資源為學生提供了課外學習環(huán)境，激發(fā)了學生自主學習的興趣，也促進了教學質量的提高。

參考文獻：

[1]林業(yè).“互聯(lián)網(wǎng)+”時代教育教學改革的原因和突破口[J].新課程(下),2015,07:59.[2]李剛龍.《機械設計基礎》教學改革的思路和方法[J].產業(yè)與科技論壇,2012,23:200-201.

第三篇：基于三維CAD的《機械設計基礎》課程教學改革探索論文

《機械設計基礎》課程是高職機械類專業(yè)的核心課程之一，該課程知識涉及面廣，實用性強，也是學生今后在工作單位從事制造、裝配、檢測和維護機械設備等工作所必需具備的基本知識。我們通過與天地(唐山)礦業(yè)科技有限公司的校企合作，依托企業(yè)資源，和現(xiàn)場專家共同開發(fā)該課程，將牛頭刨床、插床和減速器等機器設備融入課程項目，并通過ProE軟件的應用將三維CAD技術與機械設計基礎課程相結合，對課程內容進行了重組與整合，實現(xiàn)了該課程教學模式向能力本位的轉換。

一、課程目標的確定

本專業(yè)工作領域多為產品加工、機械設備的裝配、調試、檢測、維護和維修，以及簡單機構和工裝零部件的設計等，這些工作首先需要認識機械零部件及各種運動機構，在此基礎上根據(jù)零件結構及特性調配組裝，對于機械設計方面的技能，像零件承載能力計算、校核等，在工作中逐漸被計算機輔助設計軟件所替代，因此我們將課程定位為“以機械傳動和零部件分析及其參數(shù)化的三維造型設計為主，以設計計算為輔”，注重學生對機器的認識和對實際問題的分析和解決能力的培養(yǎng)。

二、課程整體設計思路

本課程以服務社會，對接崗位技能為目標，課程設計以能力培養(yǎng)為核心環(huán)節(jié)，將能力培養(yǎng)目標任務化、項目化，任務設置盡量以達到教學目標為基本原則，同時選擇合適的載體承載教學目標。因此，本課程按照由簡單至復雜的認知過程，依托機器實物載入教學項目，讓學生在真實的情境中去學和做，學生通過具體任務的完成可以逐步認識和建立產品質量意識、安全意識、經(jīng)濟意識和社會意識，并認識到完成工程任務中非技術因素(意志品質、團隊精神)的重要性。這樣，課程的設計不但使學生達到既定的知識、技能的培養(yǎng)目標，也有助于學生工程實踐能力的培養(yǎng)。所以，為了讓學生盡快進入職業(yè)角色，我們構建以實踐為導向、項目引領、任務驅動課程教學模式。

三、課程項目開發(fā)與設計

從課程整體內容來看，本課程既有系統(tǒng)的機械設計基礎理論知識、又有較強三維CAD實踐技能。在機械設計中主要研究機械傳動和通用機械零部件設計，在三維CAD課程中不僅可以研究各類機械零部件建模的方法，而且還能進行相關的分析、運動仿真。那么如何將這兩門課程有機的融合到一起，是我們在項目設計時重點考慮的內容。因此，根據(jù)本課程培養(yǎng)目標的要求及我院現(xiàn)有條件，利用和天地(唐山)礦業(yè)科技有限公司的校企合作，課程組成員根據(jù)現(xiàn)場職業(yè)崗位需求，反復推敲、不斷比較，最終根據(jù)本課程所包含的教學內容制定出3個通用性好、操作性強、趣味性高、難易適中的教學項目，并依托牛頭刨床、插床和減速器3臺完整的典型機器，將多種機構和零部件的零散知識有機地聯(lián)系在一起，通過ProE軟件參數(shù)化的造型展示出不同的三維模型。在3個項目的基礎上設置了15個學習情境，制定了36個學習任務，其中項目一和項目二為并行項目，每個工作任務緊密聯(lián)系，共同服務于整個項目，當任務逐一完成時，工作項目也就得以完成。

四、課程教學組織與實施

在教學過程中，學生依據(jù)任務單進行學習，每個學習內容都是以“學生工作任務單”的方式接受，按照任務單的指導要求，學生分小組完成工作任務，每4～6人為一組，學生在工作過程中學習操作技能和必需的理論知識，學生是行動的主體，教師是學習過程的組織者和協(xié)調人，起到答疑解惑的作用。學生以任務書為指導完成工作任務，并按檢查評價辦法進行自我評價和互相評價，然后教師按照“檢查評估評價表”的內容對學生工作過程進行過程考核和量化考核。課程具體實施環(huán)節(jié)如下:

(一)任務布置，建立感性的認識

機械設計內容比較抽象，因此在實施任務前應先使學生建立感性的認識，布置任務時首先展示三維CAD的效果圖，通過視覺刺激來激發(fā)學生的求知欲，再進一步到實訓車間拆裝機械零部件，觀察認識其結構和作用，促使學生在探究中學習，鍛煉學生的動手能力和實際操作能力，通過實踐的感性認識，奠定理論學習的基礎，有助于專業(yè)知識的更好掌握。

(二)通過資訊獲得任務知識點

學生接受任務后，帶著實踐的認知和任務的問題去接受教師的課堂理論講授，進而能更有效的獲取完成任務相關的知識點。比如在“傳動軸結構的設計計算及三維CAD造型設計”任務中，如果直接講階梯軸的結構設計和參數(shù)計算，學生們會感到很枯燥，可能會出現(xiàn)上課注意力不集中等現(xiàn)象，如果有了第一個環(huán)節(jié)的認知情況，明白了軸上零件的裝配順序、軸及軸上零件需要定位與固定等，很快就會分析該軸系結構的特點，他們的學習興趣和積極性被調動起來后，會很快地投入到完成任務的自主學習中去。

(三)根據(jù)任務要求制定計劃

當學生們獲得任務相關知識點后，以小組為單位制定完成本次任務的實施計劃，并通過組內成員充分討論與論證后確定可行方案。

(四)按計劃進行任務實施

由于本課程融合了機械設計基礎和三維CAD的內容，所以在本環(huán)節(jié)中學生們除了需要完成設計相關的任務外，還需要完成該設計的三維造型，所以本環(huán)節(jié)的工作量比較大，同時還會出現(xiàn)許多不可預知的問題，因此教師要控制好進度，并及時指導學生們分析問題、解決問題，監(jiān)控學生們按規(guī)定時間完成任務。

(五)檢查展示

學生們按照老師提供的評分標準，對自己完成的任務進行自檢、互檢，檢查完畢以小組為單位進行任務成果的匯報展示。

(六)評估反饋

根據(jù)匯報展示結果及任務實施過程中學生們的綜合表現(xiàn)，教師對學生們完成任務情況進行點評，并對其進行綜合能力評估。對于學有余力的同學，啟發(fā)他們課后運用CAD技術構造一些課堂內未作演示的機構模型，這樣既啟發(fā)學生的學習本課程的興趣，又能保持正常的課程進度。

教學過程中，每個步驟所采用的教學方法，因情況、因學習項目、因需完成的任務的具體情況而定?，F(xiàn)以任務3-3-2傳動齒輪的設計計算及三維CAD造型說明課程具體實施環(huán)節(jié)。

五、總結

這幾年課改后，我們經(jīng)常組織和指導學生參加比賽，在參加的全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽和河北省電子信息技能大賽計算機輔助設計項目中，我們多次取得省級一等獎和二等獎的好成績，并有多名學生獲得“河北省電子信息行業(yè)技術能手”的稱號，取得的這些成績，見證了我們課改的歷程，也給予了我們繼續(xù)前進的動力和奮斗的目標，同時，我們深深的體會到培養(yǎng)與訓練學生的工程實踐能力是高職重要任務?？梢姡敬握n程的改革，是適應社會需求的，不僅促進了課程理論與實踐的結合，提高了學生的學習興趣，而且培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力，充分調動了學生求知的主動性，培養(yǎng)了學生的團隊精神和職業(yè)能力。

第四篇：機械設計基礎論文

德州職業(yè)技術學院

第三屆優(yōu)秀論文評選參評論文

淺談在《機械設計基礎》教學中培養(yǎng)學生 的

創(chuàng)新意識和實踐能力

作者姓名

劉有芳

系部

機械系

教研室

機械模具

淺談在《機械設計基礎》教學中培養(yǎng)學生 的

創(chuàng)新意識和實踐能力

摘 要：《機械設計基礎》是高職高專機械類各專業(yè)重要的技術基礎課，是培養(yǎng)學生綜合應用所學知識分析和解決工程實際問題、具有創(chuàng)造性思維和設計能力的重要課程。因此，我們在教學中要以培養(yǎng)高級技能型人才為目標，以大量典型生產實例啟發(fā)引導學生，注重設計構思和設計技能的基本訓練，突出學生的實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

關鍵詞：機械設計基礎 課堂教學 實踐 創(chuàng)新

淺談在《機械設計基礎》教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力

《機械設計基礎》是高職高專機械類各專業(yè)重要的技術基礎課，內容包括機械傳動，常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、使用維護及基本的設計計算方法，是培養(yǎng)學生綜合應用所學知識分析和解決工程實際問題、具有創(chuàng)造性思維和設計能力的重要課程。因此，我們在教學中要以培養(yǎng)高級技能型人才為目標，注重設計構思和設計技能的基本訓練，突出學生的實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

一、培養(yǎng)學生學習的興趣

興趣是求知的先導，興趣是最好的老師?？鬃诱f：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。在當前的高考政策下，進入職業(yè)學校學習的學生大多基礎理論知識較為薄弱，只所以進入職業(yè)學校學習，目的是想學一技之長，而《機械設計基礎》公式多，系數(shù)多、圖表多，概念多，內容抽象，具有理論性、系統(tǒng)性、實踐性強等特點，學習難度大，學生不太愛學，因此培養(yǎng)學生學習的興趣顯得尤其重要。

為了使學生對《機械設計基礎》產生興趣，在課程的緒論部分，我都要生動講述該學科的產生、發(fā)展、應用及由此產生的影響；講清該課程的課程體系、學習規(guī)律，使學生知道應該學什么，怎樣學；講學科熱點問題，使學生了解學科發(fā)展動態(tài)，從而產生強烈的求知欲望，和濃厚的興趣。每次授課前我精心設計一個與主要內容相關的導入案例，創(chuàng)設一個良好的問題情景，讓學生帶著問題去學習和思考。比如學習螺旋傳動時，讓學生觀察水杯的杯體與杯蓋之間的配合，并思考用的是單線螺紋還是多線螺紋以及為什么；學習自鎖現(xiàn)象時問學生卷揚機在提升貨物之后，盡管機器已經(jīng)停止工作，但貨物卻為什么不會下降，而是穩(wěn)穩(wěn)地停在空中﹖引人入勝的導入，像一塊磁鐵一樣，一下子把學生的心吸引過來，可以喚醒學生的求知欲，激發(fā)學習興趣。同時結合課堂教學，也要把機械優(yōu)化設計和現(xiàn)代設計方法及大學生創(chuàng)新設計的相關知識灌輸給學生，使學生了解學科前沿知識，對學習發(fā)生興趣，而這種興趣，又將轉化為學生繼續(xù)去創(chuàng)新的一種動力。

我們在教學中要善于發(fā)掘每個學生身上的閃光點，及時表揚與鼓勵，使學生時時嘗到成功的快樂。如學完四桿機構，一個同學根據(jù)折疊傘的防風性能差設計了防風傘，雖有不少缺陷，但他的構思很有創(chuàng)意，我及時表揚了他，從此這名同學自覺預習課堂內容，并養(yǎng)成勤于動手、善于思考、勇于創(chuàng)新的好習慣。因此教師應幫助學生樹立學習自信心，在學習過程中獲得成功感。教師要把握好答問對象，讓各層次的學生都能表現(xiàn)自

己，均有回答問題獲得成功的機會，感受成功的喜悅，增強學習興趣的穩(wěn)定性，變“要我學”為“我要學”。

二、靈活運用教材處理知識點，使教學內容符合學生實際

現(xiàn)用教材理論內容多，有些內容不太符合學生實際，一些舉例離學生的生活和生產實際較遠，學生不易理解。如齒輪機構及設計這部分的內容論證較多，有關實踐方面的內容卻介紹得較少，這就要求我們不唯“本”，只唯“實”，通過企業(yè)專家的指導和畢業(yè)學生的反饋，及時修訂教學內容，靈活處理教材知識點，滿足行業(yè)的需求。

我在備課時通過參閱參考書、網(wǎng)絡查詢等方法積累大量學習素材，根據(jù)教學目標及重難點并結合學生實際，改變知識的呈現(xiàn)方式，把要講的理論內容變?yōu)檫m合學生探討、研究的案例，向學生傳授大量信息并加以操練和鞏固。比如學習輪系時，我以古人設計的指南車和計里鼓車為例子，講完后讓學生或獨立完成或自由組合，對指南車和計里鼓車進行改進，引導學生進行創(chuàng)新構思，學生非常感興趣，學習積極性很高，提交了一些有創(chuàng)意的構思方案。通過以學生為主體、以教師為引導、以具體工作任務為載體組織教學，使課堂學習融“教、學、做”為一體，激發(fā)了學生的學習興趣，鍛煉了學生的實踐能力，達到傳統(tǒng)教學難以比擬的效果。

三、采用自主、合作、探索的教學模式

傳統(tǒng)教學中教師與學生的關系是演員與觀眾的關系，教師的角色是單純“傳道、授業(yè)、解惑”的“講師”。在以創(chuàng)新能力為核心、實踐能力為目的的高職教學中，教師與學生的關系應是“導演與演員”的關系，教師的角色也變成重在引路的“導師”。學生不是填充知識的容器，而是認識和思考的主體，是知識的應用實踐者。教學有法，教無定法，貴在得法。在課堂教學中我采用“教為主導、學為主體、練為主線”的原則。對于例題經(jīng)常采用“先練后講”的方法，讓學生廣開思路、大膽嘗試，讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題，通過同學之間的討論交流尋找解決問題的方法。在整個過程中，教師只起點撥、指導的作用，給學生發(fā)現(xiàn)、思考及解決問題的時間和機會。同時教師在教學中要巧妙設計疑問，讓學生討論，激勵學生質疑，積極引導學生去探索學習。在學習變速機構時，向同學們詢問如何使汽車行駛速度時快時慢，有時還要倒車或轉彎等；學習制動器時問學生自行車的前閘后閘有何不同，哪個制動，哪個減速？在討論過程中，教師還要善于捕捉學生創(chuàng)造的火花，及時鼓勵，及時引導。在做練習時，先做完的同學去指導其他同學，使同學之間團結互助、共同進步。正如一位哲人所說：兩個蘋果互相交換還是兩個蘋果，4

兩種思想互相交流卻能激發(fā)新的思想。師生之間、學生之間的多邊交流是引發(fā)學生認識突變、進而閃現(xiàn)創(chuàng)新思維的基礎。

四、利用多種教學手段，提高課堂教學效率

以我院為例，傳統(tǒng)的教學模式是“粉筆+掛圖+模型演示”在教室里上課，后來發(fā)展為“板書+幻燈機+錄像”。為了增強實踐性教學環(huán)節(jié)，將工作現(xiàn)場的情形制成錄像，組織學生參觀機械零件陳列室和各類機械設備陳列及模型動態(tài)演示?，F(xiàn)在，以多媒體技術為代表的現(xiàn)代教育手段廣泛應用于教學中。我們開發(fā)了質量較高的多媒體課件，集聲、文、圖、像于一體，知識容量大，內容充實形象，更具吸引力，教學地點變成多媒體教室。比如學生通過Flash課件可以看到鉸鏈四桿機構運動的全過程、各構件的運動速度及位置；導桿機構的課件則讓學生能看到相對運動著的各個桿件及不同導桿機構的運動狀況。為了提高實踐教學質量，也可把課堂放在校內實習工廠、實習實訓車間及與我們有校企合作關系的企業(yè)。

同時，網(wǎng)絡教學環(huán)境建設也不斷完善，網(wǎng)上有許多《機械設計基礎》的精品課程供我們借鑒，我們也要自主研發(fā)該課程的教學網(wǎng)站，教師針對課程難題與技術難點，利用多樣化的應用實例和教學視頻對學生加以指導，通過在線討論進行網(wǎng)上答疑、輔導；學生可以下載各種教學資源，進行產品的設計和虛擬裝配，使用在線學習、在線測試，可以突破時空的限制，實現(xiàn)教師與學生、學生與學生之間交流新的思想和解決學習中遇到的難題。通過傳統(tǒng)的教學手段與現(xiàn)代化教學手段相結合，使課堂教學形式由單調呆板變得豐富生動，實現(xiàn)了抽象理論直觀化、枯燥內容形象化、實踐知識現(xiàn)場化，同時也增添內容的趣味性，開拓學生思路，培養(yǎng)學生對實際問題的分析和解決能力。

五、改革《機械設計基礎》課程設計

課程設計是學好該門課程的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，課程設計的目的是配合課程教學，通過具體機械的設計，把機械設計基礎及其他相關課程的知識在實踐中加以綜合運用，達到鞏固、加深和拓寬課程的內容，進一步加強工程意識、培養(yǎng)機械設計能力的目的，為學生的畢業(yè)設計奠定基礎，同時也是培養(yǎng)學生 構思與表達能力、設計與創(chuàng)新能力、分析與綜合運用知識能力、用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關技術資料的能力的一個重要教學環(huán)節(jié)。

開展以工學結合、任務驅動和項目導向模式的課程設計。學生的課程設計與學科競賽、工程實際、頂崗實習、大學生科研課題相結合。在課程設計實訓中，除了傳統(tǒng)的減 5

速器設計外，以輸送帶傳動裝置設計和機械創(chuàng)新設計為項目，也可以讓學生去工廠自己找題目，并鼓勵學生利用CAD/CAM應用軟件進行設計，學生課程設計的自覺性和興趣得到了提高，同時加強了設計的崗位針對性。

六、營造課外課堂，增強學生的實踐能力

知識的積累不僅在于課堂，更在課外。每個學生都蘊藏著巨大的潛能，關鍵在于怎樣去發(fā)掘這一“寶藏”。每次上完課我都給學生布置與生產生活緊密聯(lián)系的課外作業(yè)。講完四桿機構，我讓學生去學校旁邊的工地觀察起重機、挖掘機、攪拌機、翻斗車等機器的工作，掌握不同四桿機構的組成和運動特性；組織學生到實習工廠參觀，認真觀察牛頭刨床、往復式運輸機和插床等設備的工作原理，更進一步了解曲柄搖桿機構的急回特性；在講自鎖現(xiàn)象時，讓學生觀察陽臺上的晾衣架；講齒輪加工的仿形運動時讓學生課后觀察配鑰匙的機器；學完本書后我讓學生利用業(yè)余時間拆裝舊自行車、減速器等。通過課后實踐引導學生勤于觀察、善于思考、樂于動手，使學生明白機械設計的原理和方法來源于生活并服務于生活。此外，為進一步提高學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，可在學院成立機械設計興趣小組，利用課外時間去工廠實踐；組織社會調查、公益勞動；開展模擬設計、舊物維修改造；進行小發(fā)明、小制作、小競賽等，既豐富了學生的業(yè)余生活，也給學生創(chuàng)造了接觸社會、接觸實際工作的良好環(huán)境，全面提高學生的綜合素質和實際動手能力，使學生體會到成功的快樂，并能在各方面迅速適應社會。

總之，《機械設計基礎》是從生產實踐中發(fā)展起來，而又直接為生產實踐服務的學科。教師在教學中有意識地引導學生理論聯(lián)系實際，多應用工程實例，由此實現(xiàn)以學生為主體，教、學、做結合，提高學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，使學生到具體工作崗位后能夠更快解決實際的設計問題。

第五篇：《機械設計基礎A》課程教學大綱

《機械設計基礎A（1）》課程教學大綱

Foundation of Machine Design A（1）

課程代碼：10100231 課程性質：專業(yè)基礎理論課、必修 適用專業(yè)：機自、材料加工、模具 開課學期：3 或4 總學時數(shù)：48 總學分數(shù)：3

編寫年月：2004年6月 修訂年月：2007年6月 執(zhí) 筆：甘慧慶、林怡青

一、課程的性質和目的

《機械設計基礎A（1）》課程是機械類各專業(yè)的一門重要技術基礎課，理論性和實踐性都很強，通過本課程各個教學環(huán)節(jié)的學習，使學生獲得機械工程常用機構和通用零件的基本知識，并得到有關機械設計方面的基本技能訓練，為學生學習后續(xù)課程的機械部分奠定必要的基礎。

本課程的任務是：

1．培養(yǎng)學生掌握機構的結構分析、運動分析和動力分析的基本理論、基本知識和基本技能；

2．培養(yǎng)學生掌握機構設計的一般規(guī)律，并初步具有機械系統(tǒng)運動方案設計和簡單機構設計的能力。

二、課程教學內容及學時分配

第一章 緒論（1學時）

了解機械原理課程研究的對象和內容，了解機械原理課程的地位和學習方法，了解機械原理的現(xiàn)狀和展望。

本章知識點：機械、機器、機構、機械原理學科發(fā)展。第二章平面機構的結構分析（6學時）

了解機構組成要素，熟練掌握機構運動簡圖的繪制、機構自由度的計算、機構運動確定條件的判定；了解平面機構的組成原理、結構分類及結構分析。

本章知識點：運動副、運動鏈、約束、自由度、機構運動簡圖、復合鉸鏈、局部自由度、虛約束等。

第三章平面機構的運動分析（4學時）

了解機構運動分析的目的和方法，掌握瞬心法對簡單機構進行速度分析，了解矢量方程圖解法和解析法在平面機構運動分析中的應用。

本章知識點：相對運動、速度瞬心、三心定理、矢量方程、矢量多邊形、數(shù)學模型建立等。第四章平面機構的力分析（2學時）

了解運動副中摩擦力的確定及其考慮摩擦時機構的受力分析，了解平面連桿機構力分析特 1 點，本章知識點：摩擦角、摩擦圓、動態(tài)靜力分析。第五章 機械的效率和自鎖（2學時）

了解機械的效率和自鎖現(xiàn)象，掌握簡單機械裝置自鎖條件的確定和簡單機械系統(tǒng)效率的計算。

本章知識點：效率、自鎖。第六章 機械的平衡（2學時）

了解機械平衡的基本概念，了解剛性轉子的靜平衡及動平衡原理和方法，了解剛性轉子的許用不平衡量和動、靜平衡實驗方法。

本章知識點：剛性轉子、靜平衡、動平衡 第七章 機械的運轉及其速度波動的調節(jié)（4學時）

了解等效運動方程的建立方法，了解周期性速度波動及非周期性速度波動的區(qū)別及其調節(jié)方法，掌握飛輪轉動慣量的簡易計算方法。

本章知識點：等效運動方程式及四個等效量、速度波動及調節(jié)方法、飛輪簡易計算 第八章平面連桿機構及其設計（6學時）

熟悉平面四桿機構的基本型式及其演化方法，掌握平面連桿機構的基本知識，掌握按已知幾何條件和運動條件的要求設計平面連桿機構（包括剛體導引、函數(shù)綜合、急回機構設計）。了解按照預定軌跡求解鉸鏈四桿機構的圖表方法，了解連桿機構設計的實驗方法。

本章知識點：平面四桿機構的基本型式及其演化、曲柄存在條件、急回運動特性、傳力性能、死點、運動連續(xù)性、平面四桿機構的設計。

第九章 凸輪機構及其設計（5學時）

了解凸輪機構的應用和分類，掌握推桿幾種常用運動規(guī)律的特點及其適用場合。掌握盤形凸輪輪廓曲線的設計，了解從動件運動失真的原因和處理方法，了解凸輪機構基本尺寸的確定方法。

本章知識點：運動規(guī)律、基圓、壓力角、效率與自鎖、反轉法原理、凸輪輪廓的設計。第十章 齒輪機構及其設計（7學時）

了解齒輪機構的應用和分類，了解齒廓嚙合基本定律及其共軛齒廓，理解漸開線齒廓的嚙合特性，深入理解漸開線特性、漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件等，掌握漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算。了解漸開線齒廓的加工、根切現(xiàn)象及齒輪變位修正。了解斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成、嚙合特點以及幾何尺寸計算，了解蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的類型、特點和應用，掌握普通圓柱蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算。

本章知識點：齒廓嚙合基本定律、漸開線特性、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算、漸開線齒輪的嚙合傳動、漸開線齒廓的加工、根切、變位齒輪。斜齒圓柱齒輪傳動、蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動等。

第十一章 齒輪系（5學時）

了解齒輪系及其分類的概念，掌握定軸輪系的傳動比計算，掌握周轉輪系的傳動比計算，掌握復合輪系的傳動比計算。了解輪系的功用。

本章知識點：定軸輪系、周轉輪系、復合輪系傳動比計算。第十二章 其它常用機構（2學時）

了解棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構等間歇運動機構的工作原理，了解萬向聯(lián)軸節(jié)、復式螺旋傳動、差動螺旋傳動、超越離合器等常用機構的工作原理。

本章知識點：棘輪機構，槽輪機構，不完全齒輪機構，凸輪間歇運動機構。第十四章 機械系統(tǒng)的方案設計（2學時）

了解機械系統(tǒng)設計的一般過程。了解執(zhí)行構件的運動設計、運動循環(huán)圖擬定、機構的選型與組合、機械系統(tǒng)運動方案的擬定及其評價。

本章知識點: 運動循環(huán)圖、機構的選型，組合方式，機械系統(tǒng)運動方案。（教學內容完）

三、課程教學的基本要求

本課程是機械類及相關專業(yè)的專業(yè)技術基礎課，涉及的內容較多、較廣，并且是一門工程實踐很強的課程。在教學方法上，采用課堂講授，課后自學，課堂討論等教學形式。

（一）課堂講授

由于本課程比較抽象，在講述的過程中，教師應盡量展示各種機構模型，結合課件的動畫等進行授課，以增加感性認識，幫助學生加深理解；采用結合實例講解，或者引入工程實例進行教學，以激發(fā)學生的學習興趣。教學中，應注意重點，由淺入深，著重學生實際動手能力的培養(yǎng)。

本課程可采用雙語教學，但必須保證教學內容按質按量完成，不降低要求。在采用英文課本的同時可以加設中文參考書，以便于英語基礎較差的學生順利完成學習。

（二）課后自學

為了培養(yǎng)學生整理歸納，綜合分析和處理問題的能力，選擇一部分內容，課上教師只給出自學提綱，不作詳細講解，課后學生自學。

（三）課堂討論和答疑

課堂討論的目的是活躍學生思維，解決同學疑難問題，培養(yǎng)學生興趣。教師應認真組織，安排重點發(fā)言，充分調動每一名同學的學習積極性，并做好相關的總結工作。

（四）習題課

習題課以典型例題分析為主，并適當安排開闊思路及綜合性的練習及討論。

（五）課外作業(yè)

合理布置作業(yè)習題，以鞏固和加深學生對所學知識的理解。

（六）平時測驗

為及時了解教學情況，教師可適當安排平時的課堂測驗，每次測驗不超過30分鐘。

（七）考試

本課程主要采用閉卷考試方式，主要考核學生對基本概念、基本原理和方法的理解和掌握程度，應涵蓋所有自學和講授內容。試題一般不涉及繁瑣的計算，但必須包括知識和原理的運用。試卷若涉及難記難背的公式與數(shù)據(jù)，應直接給出。

總評成績：考勤、課外作業(yè)、平時測驗30%；期末閉卷考試占70%。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

先修課程：高等數(shù)學、畫法幾何與機械制圖、理論力學 后續(xù)課程：機械設計、專業(yè)課、畢業(yè)設計

五、建議教材及教學參考書

［1］葉仲和編，《Mechanism and Machine Theory》，高等教育出版社，2001年出版 ［2］孫桓，陳作模，葛文杰編，《機械原理》，高等教育出版社，2006年出版 ［3］申永勝主編，《機械原理》多媒體教材．北京：清華大學出版社．2005出版 ［4］鄒慧君編，《機械原理》，高等教育出版社，2006年出版