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如何有机整合分析与设计内容是提高该实践教学质量的关键所在。它应以培养学生的创新设计能力为主，机构分析为辅而开展的一次实践性教学，如果以机构的分析为主，将会削弱学生在方案设计方面的训练。机械系统的方案设计是整个机械设计的第一步，也是最具创新性的一个环节，方案设计的好坏将直接影响到机械设计产品的性能优劣及其在市场上的竞争力。机械系统方案设计主要包括执行系统和传动系统的方案设计。其中执行系统的方案设计是机械系统方案设计的核心，其重点是执行系统的功能原理的设计，执行构件的运动规律设计以及执行系统的协调设计，根据设计结果可绘制出机械工作循环图。，图3a为某一金属片冲制机的工艺动作分解（分别为送料、冲制、退回等），它以主轴为定标件，冲头和送料以主轴的转动角度为基准绘制而成。为提高生产率，各执行构件的工作行程允许局部重叠。在课程设计教学中，为了使所有的学生都能基本完成设计任务，题目难度应具有一定的开放性和伸缩性。在内容上可以扩展，进一步延伸至后续教学的机械设计课程设计，凸显出教学的连续性，使学生得到更系统，更完整的实践训练。学生通过收集资料、方案设计和课堂讨论等方法，能够得到一次较为全面的创新设计的初步训练。如设计题目可以只给出机器需实现的功能要求，老师可以提供一种实现该功能的典型机构，让学生对此机构进行分析。在此基础上，要求每个（组）学生再提供一种新的方案，可以是执行系统的方案，也可以是传动系统的方案，以此激发学生，充分发挥其主观能动性，使其认真查阅资料，独立思考，积极创新。最后汇总方案，评选出几种较好的方案，通过讨论与比较方案的优与劣，达到提升学生分析与创新能力的目标。如在牛头刨床中实现刨头的慢进快退功能可采用连杆机构、凸轮机构。连杆机构中可采用各式各样的滑块机构，凸轮机构可以采用平面或空间凸轮机构，还可以采用组合机构。由此将衍生出很多传动机构，再从实现功能的难易、传动性能的好坏、结构的合理性以及经济性等方面给予评价。
三、合理利用计算机技术
在当前的教学中，课程设计环节一般要求手工书写计算说明书和手工绘图。但是，现代机械设计根本离不开计算机技术的应用，所以在课程设计中，应用计算机辅助分析与设计技术也是将计算机理论知识得以实际应用的一次实践活动。因此，要积极鼓励学生努力将计算机技术应用到课程学习当中，提高其学习兴趣，同时避免手工书写、绘图慢且不容易保证质量的弊端。在上述方案确定之后，机构的尺寸参数、机构的运动分析、工作循环图绘制、飞轮设计及绘图等应用计算机技术之后，可以得到精确的计算结果，分析或设计修改较为方便，可以较快地得到修改后的结果。如改变某一机构尺寸参数，此改变参数对机构运动性能和动力性能的影响可以通过计算机技术分析快速获得。同时，还可以进一步利用计算机仿真对整个机械系统的运动规律进行演示和研究。当然，做到这一步是需要较为扎实的计算机功底，所以应用计算机完成工作量的比例应给予认真考虑，因材施教，避免造成以计算机应用为主的实践性教学。
四、考核方法
一般理论考试每题每个步骤都有得分计算，但是课程设计没有，最终成绩也几乎都是五分制计，即优秀、良好、中等、及格和不及格等五个档。这就使成绩的评定容易带有一定的主观性和随意性，从而失去可信度，这将在学生中产生很不好的影响，一定程度上打击了认真学生的积极性，又助长了不主动学习学生的惰性。所以考核要有其合理性、科学性。考核分教学过程和课程设计成果两部分进行。教学过程是指从学生拿到设计题目开始，到整个设计过程结束，指导教师应掌握每个学生的具体进行情况，并作简略的记录，做到评定有据可查。课程设计成果是指学生最后上交的材料，可组织2～3名教师组成的答辩小组进行答辩，这样可以检验学生学习的扎实度，也可一定程度上检查出学生是否有抄袭行为，同时还可以作为学生毕业设计答辩的一次简单训练。
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《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.
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[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.
篇3
机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学的理论知识解决实际问题，获得工程技术实训的实践性教学环节。长期以来，各个学校来对“机械原理”课程设计的教学内容与教学方法进行了不少的改革，取决了较好的效果。但在课程设计过程中对机械机构的方案进行对比分析或变参数分析存在很多局限性，这在一定程度上影响到这门课程的教学效果和学生的学习积极性。
为进一步巩固学生在课程阶段所学的理论知识，培养其独立分析和解决问题的能力，解决产品方案设计教学与结构设计教学相脱节的问题，获得产品开发的综合设计能力，笔者让学生利用ADAMS软件完成课程设计中的机械运动学及动力学的分析和设计，这改变了原来学生用图解法或解析法进行机械原理课程设计的传统做法。让学生在设计过程中得到系统的训练，这使学生变学生的被动学习为主动学习，教学效果很好。
一、虚拟样机技术――ADAMS简介
虚拟样机技术是一项新生的工程技术。借助于这项技术，工程师们可以在计算机上建立机械系统的模型，伴之以三维可视化处理，模拟在现实环境下系统的运动和动力特性，并根据仿真结果精化和优化系统的设计与过程。ADAMS是由美国MDI公司开发的一套应用最为广泛的机械系统运动学和动力学仿真分析软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析，利用ADAMS软件建立参数化模型可以进行设计研究、试验设计和优化分析，为系统参数优化提供了一种高效开发工具。因此，利用ADAMS软件可对机械原理中凸轮机构、齿轮机构、曲柄连杆机构等常用机构的静力学、运动学和动力学特性进行仿真，使学门了解现代计算机辅助机械设计的高效、直观、快捷的特点，从而提高他们的学习积极性。
二、ADAMS在机械原理课程设计中应用
机械原理课程设计的内容和步骤如图1所示。以机械运动方案设计与解析法机构设计好机构后，可以用ADAMS进行三维运动仿真验证机构设计的合理性。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。同学用户在仿真过程进行中或者当仿真完成后，都可以观察主要的数据变化以及模型的运动。这些就像做实际的物理试验一样。ADAMS的仿真流程如图2所示。
1、建模：ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，可以像建立物理样机一样建立任何机械系统的虚拟样机。几何建模是ADAMS/View仿真分析的第一步，先要建立好几何模型（或者从CAD软件中导入）、然后用约束限制和定义ADAMS中各零件的位置和运动，模拟机械的实际运行状况。最后利用外力或运动将他们驱动。ADAMS/View支持参数化建模，以便能很容易地修改模型并用于实验研究。
2．求解：ADAMS/Solver会根据设定自行运算求解，得到如位移、速度、加速度、作用力及反作用力等信息，不但能得到最终结果，而且还可以获得计算过程中的每一步的信息。设定仿真时间及仿真步数，设定完毕后点击即可开始仿真，提交给求解器，在求解的同时，主窗口会同步显示模型的运动状况。待仿真结束我们通过可以进行动画回放模型的运动过程。
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1 现阶段机械原理课程设计中存在的问题
机械原理课程设计是学习机械原理的重要实践性环节，也是机械类学生大学四年中接触“工程设计”的第一个环节，对学生树立工程设计的观点，培养自学能力、独立工作能力、创新能力，应用现代工程工具的能力有着不可替代的巨大作用。
我校机械原理课程设计从原来一个题目：锁梁自动成型机，以图解法进行运动分析为主，发展到今天10个题目以上，以计算机解析法VB编程进行运动分析为主，可以说有了非常巨大的进步。但由于各方面原因，目前我校机械原理课程设计与现代工程的实践与应用开始出现差距和不足，主要表现在以下几点：
1.1 VB编程对机械类一般学生难度过大，很多连主程序都弄不清，更不可能自己编写子程序。而掌握计算机编程技术是一个长期过程，兴趣是关键，如果学生没有编程基础和兴趣，此方法很难推广应用。此外，指导书中包含的基本杆组运动分析子程序只有3个，许多学生在设计机构时很受限制，许多想法都因为缺乏相应杆组子程序而不能实现，只能按“套路”重新设计，严重束缚了学生的创造能力。
1.2 机械原理的教学已经从传统的以机构运动和动力分析为主，转向以机械系统运动方案设计、机构的综合为主。因此，机械原理课程设计应该更多的侧重方案的选择和拟定，而在现行课程设计过程中，学生必须花大量的时间熟悉编程进行运动分析，有些学生为了赶进度，没更多时间考虑并优化方案，草草定案反而成为主流。
1.3 随着现代工程技术的不断迅猛发展，以Pro/E、UG、CATIA等为代表的CAD/CAE/CAM软件已经成为现代机械工程行业中不可或缺的工具，作为机械类学生如果不了解、不会应用现代工程软件就会与时代脱轨，就会在社会求职中缺乏基本的竞争力，也不符合地方高等院校“培养社会需要人才”的办学理念。
2 新模式下机械原理课程设计的内容与过程
基于上述原因，对原有机械原理课程设计方法与内容进行革新，在设计过程中引入现代工程软件的应用，使学生在设计中更着重于机构运动方案的研究，提高学生的工程实践能力成为我校机械原理课程设计的改革重点。现以我校“09级机自专业机械原理课程设计”为例进行说明。
以”旋转型灌装机”设计为例，首先根据设计任务书中的要求确定并绘制最终的机构运动方案草图，初步估算各构件的基本尺寸。其次，根据所得相关尺寸参数利用PRO/E进行各个零件的构造，再依次组装，完成后利用PRO/E自带的机构运动分析模块对机构进行运动仿真及分析并输出结果。整个构建及分析步骤如图1-4所示。
3 结论
原有机械原理设计在完成机构运动方案设计和计算后，学生进入上机操作阶段，需要花费大量时间用VB编写机构运动分析相关程序才能进行相关的运动分析。而新模式下应用PRO/E等现代工程软件对机构运动方案中涉及到的构件进行构建和组装，完成后可以随时运行机构分析，还可以观察机构的整体运动轨迹和各构件之间的相对运动，输出各构件的运动轨迹和运动速度图，并且能进一步对机构的运动方案进行对比分析和参数分析，实现机构的创新设计，从而使机构方案设计更加直观、生动、高效，大大提高了学生的积极性、主动性和创造性。
参考文献：
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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.
篇6
文章编号：1671-489X（2013）30-0085-02
机械设计基础是一门理论与实践紧密结合的课程，是学生由理论基础学习转向专业课程学习的重要桥梁和纽带。机械设计基础课程的主要内容是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法[1]。课程的主要任务是培养学生具有设计通用零件和机械传动装置的能力，掌握重要机械参数的测定并具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关设计资料进行初步的工程设计能力，培养学生分析问题和解决问题的能力、动手实践能力及创新设计能力[1-2]。机械设计基础课程涉及的基础理论内容较广且相对独立，实践性较强，学生缺乏工程意识和实践能力，因此学习起来较困难，容易失去学习兴趣，导致学习效果不理想。这就要求教师在课堂上采用多种教学手段与方法，使学生在课堂学习中能更多地接触实践，更有兴趣地学习这门课，更好地培养工程素质[3]。
1 机械设计基础教学改革思路与目标
高等教育肩负着科教兴国和人才培养的双重使命，必然要适应社会经济发展对人才的要求。传统的以传授知识为中心的教学理念很难实现这一目标，因此必须要建立一种新的教学理念来指导机械设计基础课程教学，以培养学生的工程实践能力和创新思维为最终目的，使学生能了解本学科的发展趋势，具备从事工程技术方面工作所必需的基本理论知识和基本技能，能够运用所学的知识自主地发现问题、分析问题和解决问题。为此必须灵活采用多种教学方法和教学手段，激发学生的学习兴趣，使学生愉快而自主地进行学习。同时要加强实践教学环节，培养学生的创新思维和工程设计能力，使机械设计基础教学融知识传授、能力培养、素质教育和服务社会于一体，为学生就业奠定良好的基础。
2 教学内容的改革
机械设计基础课程内容繁杂，基本概念、公式、图表等繁多，而且公式的推导过于冗长，缺乏系统性，导致学生学习兴趣不高，信心不足。因此，结合成都理工大学高素质应用型人才的培养目标，以工程应用为主线，以“必须够用”为原则，对教学内容进行精选和优化整合，删除落后的内容及复杂公式的推导过程等，加强基础知识和基本设计方法的讲解，重点强调公式的理解与应用，总结前后内容的系统性和规律性，注重零件参数确定的方法与零件结构的合理设计，尽可能选用典型性和启发性的工程实例，加强对学生解决工程应用问题能力的培养。同时适时地更新教学内容，保持教学内容的先进性和科学性，拓展学生的知识面，加强工程观念和综合分析应用能力的培养，使学生既具有扎实的理论基础，又能很好地将所学知识应用于实际设计中。
3 改进教学方法，采用先进教学手段
以教师课堂讲授为主的传统教学方法，往往偏重于教师单方面知识的传授，忽视了学生的自主学习，教学效果不佳。因此必须采用灵活多变的教学方法和教学手段，加强与学生之间的互动与交流，激发学生主动学习的积极性。
3.1 互动式教学方法
传统的灌输式教学方法忽视了学生的主体地位，只重视教师的“教”，忽视了学生的“学”，不利于学生自主学习和主观能动性的培养。互动式教学方法可使师生间单方向知识传授转变为双向互动。教师在遵循学生认知规律的前提下，充分发挥主导作用，创设学习环境，精心设计启发性问题，激发学生的思维，引导学生积极思考，唤起学生发现问题、探索问题的兴趣。
例如，教师在讲授带传动能够将回转运动变成直线运动时，可以设置问题：还有什么传动方式也可实现相同的运动转换？这样就可将前面所学到的齿轮齿条传动、螺旋传动、链传动等与带传动联系到一起，不但能有效调动学生的学习积极性，还将前后知识联系到一起，便于理解和掌握。通过互动式教学方法，教师的职责不再只是简单的传授知识，更重要的是要引导学生去积极思考，突出学生的主体地位，激发学生积极思考，引导学生进入有意识学习的心理状态，变被动学习为主动学习，真正地实现教与学的互动。
3.2 加强多媒体教学与板书相结合
采用多媒体教学方法能够有效增加课堂教学信息量，并有效解决教学内容多、课时少的问题。通过形象生动的动画、视频等多媒体手段，可将复杂的运动逼真地展现给学生，帮助学生理解和接受其运动规律。例如，通过动画演示杆长的变化、机架的改变等来讲授平面四杆机构类型的变化情况；将四杆机构的一些应用实例如摄影平台、飞机起落架、缝纫机踏板、雷达调整机构等做成动画，能使枯燥的内容变得形象生动，学生更容易理解和接受。
多媒体课件应按照教学内容进行设计，要突出重点和难点，能将抽象的、难以理解的内容变得简单直观，演示效果好，但不能过于花里胡哨，否则会适得其反。为了充分发挥多媒体教学的优势，学院对多媒体教学制定了相关要求：教师进行多媒体教学时不能坐着，应面对投影屏幕或学生，要加强与学生的互动与讨论，不能脱离板书教学，而且要加强精炼板书教学，对重要的知识点、公式的推导等要以板书为主。通过形象生动的多媒体教学和板书教学相结合，培养了学生的学习兴趣和主观能动性，收到良好的教学效果。
3.3 采用现场教学方法
教师可针对教学内容的不同，合理组织现场教学，做到理论联系实际。例如，进行齿轮加工实验时，可安排学生直接到工厂进行现场参观学习，教师根据齿轮加工的实际情况，可提出一些问题让学生思考讨论，并解答学生的疑问，这样既能加深理解和巩固，又有利于提高学生的学习兴趣和学习积极性。
4 加强学生工程意识和创新能力的培养
创新是科技发展和社会进步的源泉，创新能力的培养是我国21世纪人才培养的核心内容[4]。在教学过程中，特别是实践教学环节，要注重加强学生动手实践能力和创新能力的培养。
4.1 实验教学方面
在学院的支持下，机械设计基础实验教学条件得到了很好的改善，打破了传统的以单一性、验证性实验为主的模式，增加了综合性和创新设计性实验。认知性和验证性实验主要是帮助学生加强理论知识的理解，巩固所学的知识；综合性实验使学生了解典型机械零件的实验方法，掌握机械参数的测定原理，提高学生的机械设计能力，加强学生动手能力及分析解决问题能力的培养；创新设计实验着重培养学生的创新能力，如通过平面机构任意组合实验台和轴系结构设计实验台等创新设计实验设备，学生可自主设计实验项目，自己动手完成实验内容，并对实验结果进行分析和总结，培养了学生的创新思维，并使学生在此过程中掌握了创新设计的基本方法，提高了机械设计能力。
此外，为了更充分发挥学生的主动性，目前正计划将部分实验室进行定时开放，学生可根据自己的兴趣爱好和知识结构，自主进行实验项目设计与改进，自主选择设备并调试，独立完成实验操作，写出实验报告。开放实验室对进一步提高学生的积极性，培养学生的工程意识和创新设计能力具有重要意义。
4.2 课程设计教学方面
机械设计基础课程设计是学生综合运用基础理论知识和查阅相关资料进行工程分析和机械设计的重要实践环节，能帮助学生进一步巩固所学的理论知识，同时还有利于培养学生理论联系实际的能力。
课程设计以减速器设计作为设计题目，由于学生缺乏工程实践经验，为了增强学生做好课程设计的积极性和主动性，课程设计开始前，先组织学生进行减速器的拆装，使学生对减速器的结构和工作原理有初步的感性认识，然后再下达课程设计任务书。设计任务书打破传统的给定参数和设计方案的做法，只给定功能要求，由学生根据功能要求进行分析，自行拟定设计方案，然后分组讨论、分析、比较优化，最终确定本次课程设计的设计方案，再进行零件的设计计算、校核以及图纸设计。鼓励有能力的学生运用现代设计方法和手段对所作课程设计做进一步的设计与分析。如指导学生运用二维CAD软件绘制减速器装配图和零件图，运用Pro/E、Solidworks等完成三维设计，并进行计算机模拟仿真，对自己的设计结果进行验证。
在课程设计过程中，要逐渐培养学生树立正确的设计思想，鼓励学生勇于提出自己的设计方案，敢于否定不合理的方案和结构设计，培养学生的工程意识和创新能力。
5 构建合理的成绩评定体系
成绩评定方式对学生的学习态度和学习兴趣有重要的影响，因此必须改变传统的以期末考试决定成绩的不合理做法，要重视学生的平时成绩，将成绩评定贯穿于课程教学的始终。具体方法是：总评成绩=平时成绩（20%）+作业成绩（10%）+实验成绩（10%）+期末考试成绩（60%）。其中，平时成绩指学生的出勤及回答问题等方面。新的成绩评定方法更有利于对学生整个学习过程和应用能力进行检查与评定，能够有效避免学生平时不努力考前突击的弊端，能较全面地反映学生对课程内容的理解和掌握情况。
6 结束语
机械设计基础作为一门重要的必修课程，必须以全新的教育理念，全面推动教学内容、教学方法与教学手段等的改革，并在改革中不断总结经验，使之有利于培养学生的综合能力，促进学生的全面发展，满足对21世纪人才培养的需要，更好地为国家建设和社会经济发展服务。
参考文献
[1]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.
篇7
一、课程思政育人目标及总体实施思路
“门门课程有思政，教师人人在育人”的“大思政”育人格局，课程仅仅有教学目标是不够的，还要有思政育人目标。课程思政教育目标是帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观[2]，确定机械原理课程的思政育人目标：具有浓重的家国情怀，对国家和学校有认同感、归属感、责任感和使命感；较强的团队意识和能够有效沟通、交流及与人合作能力；具有追求真理、敬业、专注、实事求是、勇于探索和精益求精的工匠精神；培养良好的自我学习和信息获取并分析处理能力；具有较强的创新意识和创新设计能力；关注非技术因素对工程设计的影响，培养职业素养。教学过程中，以“思政引领知识传授”理论指导机械原理课程的思政教学，将理论课程和实践环节结合起来[3]，从家国情怀、工匠精神、职业素养等多方面深度挖掘课程的思政元素，在教学设计中将其无痕嵌入，与理论和实践教学相互融合，实现“润物细无声”的育人效果[4]。将教学分为几大模块，结合每个模块教学内容的特点，进行课程思政教学设计[5]。充分考虑机械原理课程线上下线混合式教学方式方法，以学生-小组-团队-班级方式开展项目化教学和翻转课堂，对学生工匠精神和交流、沟通、团结协作能力进行培养和锻炼，依托课程设计和学科竞赛，对课程思政成果进行检验和巩固升华[6-7]。
二、主要举措
（一）结合课程特色，深挖课程思政元素
在机械原理课程导论部分教学中，以世界各国发电量变化的视频引入课程思政。该视频以动画的方式直观表现了1896-2016年间，世界各国工业发电量巨变过程，展现了从中华民国到中华人民共和国，从榜上无名，到一步步前进，最后稳居第一的奋斗历程。以单缸四冲程发动机为例，在进行正常理论教学内容讲解的同时，强调该机器所包含的三种机构要按照一定时间顺序相互协调、协同工作，才能做有用机械功和完成能量的转换，以此培养学生相互配合、注重协做的团队意识和一丝不苟、认真严谨的工匠精神。在机械原理常用机构及其设计、机械动力学基础模块教学中，结合各个机构在工程和生活中的应用实例对理论进行讲解，使学生明确所学理论的应用之处，激发对专业和生活的热爱，促进理论学习。在对每一个理论知识点讲解、分析时，注重细节，尤其是数据的来源、处理过程和实际应用效果，并设置答案不唯一有讨论价值的题目、案例，组织学生分组讨论，对比计算分析设计结果的优劣，合理的数据给予肯定，不合理的数据加以修正。这种“重视学有所用”的教学方式，更易于被接受，知识综合、思想碰撞的讨论环节能激发起学生的学习热情和强化学习效果，对结果的质疑能引导学生反复琢磨并修正自己的计算分析和设计过程。这些过程都是工匠精神的体现，达到了润物细无声的育人成效，学生的技术能力、职业素养、自我学习能力都潜移默化地得到锻炼和提高。
（二）线上线下混合教学为课程思政实施创造条件
机械原理采用课前线上自学，课中翻转课堂、项目化教学，课后布置作业和项目化大作业的方式进行线上线下混合式教学。线上自学部分，适量引入超星学习通的工学类课程思政视频教学案例，包括《大庆石油的勘探开发》《飞天圆梦》《为国铸造长空利剑》《铁人王进喜》等，培养学生自强不息、强国强军、职业道德等意识。在课程项目化教学过程中，采用的工程项目与工程实际、科教研相结合，以两名学生组成小组、任务类型相同的若干小组形成团队，几个团队即为一个班级的方式进行，对学生的沟通、交流、团队意识和协作等都是很好的锻炼和提高。课程设计任务即为教学项目，保证了理论教学和实践环节的连续和延续性。强调小组合作，在团队中沟通和交流。设计过程既提示学生原创意识，又强调创新重要性，不仅仅局限理论结果，还要考虑成本、法律、环保、安全、可持续发展等非技术因素。在项目化教学每一个阶段，各小组以翻转课堂方式展示项目设计成果，团队间相互评价，取长补短，相互学习，完成技术和非技术能力培养。
（三）依托学科竞赛，对课程思政教育成效检验巩固和升华
将课程与“全国大学生机械创新设计大赛”结合，从分析大赛主题入手，结合课程理论和实践环节学习，鼓励全员参与，组建队伍备赛，并组织选拔，择优参加赛。学科竞赛不仅能检验也可以巩固和升华课程思政教育成效，课程教学过程中的家国情怀和工匠精神得到培养。该环节完全利用学生与教师的课余时间完成，是对学生综合能力最起锻炼作用的环节，也是学生积极性最高、热情最高的部分。在备赛过程中，学生自我学习、获取信息能力大大增强，团队意识、沟通交流和协作能力迅速提高。产品设计制作过程中，工匠精神处处体现，参赛过程中以校为家为校争光的集体荣誉感得到升华。
三、结语
线上线下混合式机械原理课程思政，教学理念明确，充分利用了线上资源和线下翻转课堂、项目化教学活动，深挖思政元素。通过线上课程思政视频教学案例、项目化教学实践、学科竞赛备赛及参与竞赛，对学生家国情怀、团队意识、工匠精神、创新能力、职业素养进行了培养和锻炼，达到了以德育人的目标。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.高等学校课程思政建设指导纲要[R].北京：教育部，2020-05-28.
[2]高德毅，宗爱东.课程思政：有效发挥课堂育人主渠道作用的必然选择[J].思想理论教育导刊，2017（1）：31-34.
[3]黄玲.线上线下混合教学课程中融入思政元素的建设路径研究与实践[J].科技资讯，2020，18；（27）：27-28.
[4]凌小萍，张荣军，严艳芬.高校思政课线上线下混合教学模式研究[J].学校党建与思想教育：高教版，2020（10）：46-49.
[5]余江涛，王文起，徐晏清.专业教师实践"课程思政"的逻辑及其要领——以理工科课程为例[J].学校党建与思想教育：高教版，2018（1）：64-66.
篇8
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）.
[3] 李琳，张铁，李杞仪.机械原理双语教学方法的探讨[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（5）.
篇9
随着计算机技术及应用的快速发展，CAD、CAM等新技术得以迅猛发展。CAD、CAM已经在电子、造船、航空、航天、机械、建筑、汽车等各个领域中得到了广泛的应用，成为最具有生产潜力的工具，展现了光明的前景。而随着CAD/CAM/CAE技术的日益成熟以及计算机技术的不断发展，产品的设计与制造方法、方式也随之发生了根本性的改变[1]。为了更好地满足使用者的需求，现代企业越来越关注产品质量、产品的开发周期和开发成本，CAE作为产品开发的重要技术之一，其应用价值日益显现。CAE技术是以科学和工程问题为背景，建立计算机模型并进行计算机仿真分析，对工程和产品进行性能与可靠性分析，对其未来的工作状态和运行状态进行模拟，及早发现设计中的不足，加以修改，并证实未来工程、产品性能的可行性和可靠性[2]，能够大大缩短设计开发周期。越来越多的企业也将CAE技术引进到产品开发设计、制造等环节，对CAE技术人才的需求越来越大，由于我校是一所培养应用型本科人才的独立学院，应及时开设CAE技术相关课程，以适应市场对这方面人才的需求。
一、培养模式的调整
目前，我校机械工程及自动化专业为宽口径专业，培养能在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级机械工程及自动化技术和管理人才，设有数控技术、模具与计算机辅助设计两个专业方向。开设的课程除了专业基础外，还有《模具CAD/CAM》《三维实体软件》《精密与超精密加工技术》《快速成型技术》《自动化机械设计》等。可见，本专业在课程设置上，比较重视对学生CAD/CAM知识和技术的培养，而缺少CAE相关课程的设置，这样将导致学生的学习、知识系统不够完整。虽然学习了CAD/CAM的基础知识，掌握了一些相关应用软件的操作，但是对实际生产的后续工序没有深刻的了解，更无法解决实际工程中的一些问题。在现有的专业课程中增设CAE相关课程，培养学生CAD/CAM/CAE技术的一体化应用，尤其是利用CAE知识和应用软件完成对实际生产问题的模拟分析，并根据模拟分析结果提出改进和优化措施，是教学改革的目标。
二、课程改革及其要求
1.完善课程体系，健全知识结构。新增CAE课程的教学对象为四年级上学期的学生，该层次的学生经过前面三年的学习，对专业的基础知识有了一个比较全面的了解，基本熟悉CAD/CAM技术的概念，掌握了一些相应的二维/三维的软件的操作，能够利用CAD软件完成一些产品设计任务，初步具备了CAD技术的应用能力。在机械专业中增设CAE的相关课程，培养学生学习CAE技术的理论基础和相关软件，全面掌握CAD/CAM/CAE的一体化知识结构。最终达到在具备了CAD/CAM技术的应用能力的前提下，能够利用CAE技术进行机械生产工艺的模拟仿真和结构分析的目的。在这个过程中，必须要做好与前面专业知识以及CAD/CAM技术的衔接，使学生在所学知识的结构基础上理顺所学的新知识。如针对模具与计算机辅助设计方向的学生，他们学习模具CAE的目的是利用CAE技术来预测成型过程中的各种缺陷，优化工艺参数，以期得到合理的模具结构和优化的工艺参数，所以必须结合模具设计的相关专业知识，与CAE技术穿插讲解，做好专业知识与CAE技能训练的自然衔接和结合，使学生的知识结构更为系统。
2.教学新要求。在进行CAE课程的授课过程中，教师要注意做好以下几点：①将课程体系做相应的调整，使CAE理论与CAE软件融合在一起，二者充分结合，以突出知识结构的完整性。②注重知识点面结合。课堂授课要讲、练结合，知识的重点和难点应结合适当的实例进行练习和重点剖析。既保证了重点，又兼顾了全面，使学生能够掌握其中的要领和技巧。③课后要布置相应的思考题和练习题，以帮助学生消化、巩固和深化教学内容以及进行实际工程训练。④坚持理论与实践紧密结合的原则，注意介绍相应的实际生产中各类缺陷问题的解决方案以及这些方法的缺点，利用CAE分析预测、解决这些缺陷的优越性。通过教师对实际工程问题解决过程的讲解，提高学生的实际工程意识，学会在实际遇到问题时，能正确地去分析问题、解决问题，或者是能够对现有方案进行优化设计等。通过这样的形式来促进CAE理论与软件的学习、应用和普及。另外，教师除了在课堂上的讲授之外，在相应的课程设计、毕业设计以及学生课外科研项目等教学环节，应指导学生充分利用掌握的CAD/CAM/CAE技术针对实际课题来进行设计和分析，包括利用CAD技术进行产品设计，运用CAE技术进行数值仿真模拟和结构分析，根据模拟分析的结果，对产品设计提出反馈意见，再利用CAD技术对产品或工艺设计的不合理之处进行修改，之后再进行分析，直至分析结果达到工艺设计要求。在有条件的情况下，将实际生产结果与CAE分析结果做比对，验证CAE技术与实际的匹配度，最后应用CAM技术进行数控加工编程。通过这样的实践训练过程，提升学生对实际的应用软件的操作能力，也加强了学生解决实际生产项目的能力，学生自己也会觉得本来很多书本上的抽象的知识在实际的应用过程中有了解释，也更加强了他们的工程实践能力，从而提高教学质量和效率。
3.对教师的要求。开设CAE课程，同时对教师队伍建设以及专业教师本身都提出了更高的要求。不仅要求教师必须具有本专业扎实、系统的专业理论知识，同时要具备很强的专业实践能力，要实时关注市场、企业的需求和技术的发展，并且在教学上能够将理论知识与实际工程问题结合，具有指导学生将系统理论知识转换成系统的应用知识的能力。所以，作为独立院校的专业教师，以培养应用型本科人才为目的，应不断强化自身的专业知识，还应密切关注本行业的企业人才需求和技术发展，争取与企业开展产学研合作项目，深入到企业、工厂，尽量利用工厂、企业的实际生产实例为学生进行讲授，也可作为学生学习训练的素材，以提高学生的实际应用能力。
随着计算机的飞速发展和广泛应用，各种行之有效的数值计算方法得到了巨大的发展，CAE技术在制造行业获得越来越广泛的应用。而随着高等院校独立学院教学改革的不断深入，我校机械专业增设了CAE课程并在实践中不断进行教学改革，完善课程体系和教学方法，以提高学生CAD/CAM/CAE的综合应用能力，为制造业培养更多适应市场技术需求的合格人才。
参考文献：
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随着设计实践内容的深化，视觉传达设计教育的目标和职能随之发生改变：从原来重理论、重技术的教学，转变为重启发性、重独立性的教学模式，培养和激发学生的创造性思维。
《品牌设计》作为视觉传达与媒体设计专业的一门重要课程，被安排在大三阶段，它是通往品牌设计策划这个职业方向的核心课程。近些年来《品牌设计》课程出现诸多问题：1.任课老师单打独斗，创新无力。2.专业间课程界限无法逾越，课程孤立封闭。3.仅靠教材上滞后的经典案例，学生无法真正掌握品牌设计的本质。课程的实际目的被一份标准化的作业架空。新的课程改革的迫切性呼之欲出。
以产学研中心为平台，走向教学资源协同的新课程模式是积极解决应对以上局限的新尝试。具体方式是：撰写新的教学大纲，带来新的课改方向――基于应用型人才培养的课程实践，将课程内容定位为实际设计项目，邀请行业知名设计师和本院教师合作上课，拓展教学资源，以弥补课程盲点。通过案例和实践参与，使学生不光理解知识点，更具备创造性的应用设计原理、设计技能，解决企业形象传播问题的能力。此课程对学生综合设计能力培养、设计习惯养成以及毕业后从事设计工作都起着直接作用。
二.课程改革拟解决的主要问题：
1.《品牌设计》课程中跨学科知识点众多，学生无法理解和应用。
2.学生无法做到知识点到能力转化，设计能力与行业应用需求脱节。
3.多数学生缺乏良好设计习惯和职业素养，责任心弱，岗位胜任力差。
4.传统教学评价机制相对封闭，无法公平合理评价学生的综合能力。
5.实际项目的课题往往被市场非专业因素影响，如何保持高校教学专业性。
三.课程建设思路
本次课程建设拟在传统教学模式的基础上，总结近四年的课程改革实践基础和相关研究，参考外国品牌设计课程的教学方法，结合当前社会行业发展需要，协同各种教学资源，以克服和完善原有课程的不足，最终实现以培养学生独立设计能力和岗位胜任力为目标的完整的、可操作的、可推广的课程。
1.封闭式课堂教学转向为开放式项目参与
不同于基础类课程，《品牌设计》课程不再是简单的技能、知识的传授与训练，更多强调学生利用三年所学解决实际企业形象问题的综合能力。教学目标决定课程必须走向开放式教学参与实际项目。
2. 真枪实弹的设计氛围重塑学习状态与习惯
打破传统课堂教学模式，除了老师和同学两个角色之外，还有项目的甲方，以及在策略上提供帮助的专业公司。他们在课程的前期方案调查，中期策略协助，最终的作品考评上都有参与。教学现场也不再局限于课堂，部分课时在客户主场，部分在策略公司，部分在展览现场等。这样真枪实弹的氛围，不同于同学们以往的学习体验，自然而然他们自我的定位、要求、和责任感都会提升，进入真正的职业工作状态。
3.团队意识的增强，同时深化个性化培养
品牌形象课程由于工作量大，采取团队合作方式完成目标。由于学生特长不同，性格各异，团队合作中会自然而然分化出发言人、总协调、执行人等等不同分工。团队中每个成员的关系既是合作共赢也存有博弈竞争。以此帮助学生认识自我，同时深化个性化培养。
4.多重评价机制和奖励机制结合，激发学生个体特长
由于各个学生能力不尽相同，团队合作中的分工也应人而异，因此在成绩考核改革中，采用技能考核和综合素质考核相结合。成绩评定由课程指导老师、企业代表，专业公司的专家共同完成。既有师生教学关系，还有甲方和乙方关系，共同评价和验收学生完成的任务，如有最终录用，额外给予奖励的机制，激发学生个体特长与学习积极性。
四.课程建设方案
1.修改培养方案，实现跨专业跨学科课程合作。协同学院内部教学资源。
培养方案和教学大纲是组织课堂教学的依据。新修订的培养方案加强了课程体系改革，将《包装设计》、《创意表达》、《网页设计》等6门课程组合成品牌设计课程群;
同时在具体课程时间安排上，《品牌设计》和《创意表达》课程平行开展，形成课程互补，实现课堂教学协作。
培养方案里新增三个拓展模块：1广告与传播拓展模块、2展示空间拓展模块、3多媒体拓展模块，学生可以自主选修广告、动画或展示设计的专业课，促进综合设计能力提升。经过重新整合的跨专业跨学科各课程自成体系又层次清晰、结构合理，给品牌设计课程的改革做好了铺垫与拓展。
2.整合师资队伍。采用校内外导师组集体指导，主管教师负责的指导方式。
实际项目往往牵涉到若干学科、若干职能部门。为了更好完成任务，除了邀请跨专业的校内导师，同时还会利用实践平台，与合作单位开展设计协作。借助合作单位资深设计师、资深市场顾问，配备给每个学生团队，对每组进行职业化的设计辅导和设计管理。课程主管老师把控整个课程进度和教学效果。这种形式既可以交叉融合各种观点、宽广思路、全方面教学、又可以有效避免因某位校外导师的工作忙碌而产生的指导效果问题。
3.协同合作企业和机构，资源互动，深化产学研实践能力。
产学研的前期实践中，以工作室为单位的视觉传达与媒体设计专业已与本地多家公司、单位建立了长期合作关系。它们提供了许多高校本身无法达到教学资源：包括教学环境、实际案例、学习材料、师资、政策、教学后援系统等。尤其是当地文化产业的核心机构，给课程实践提供了很好的项目来源。文化是一种珍贵的创作资源，特别适合和高校相结合。学生需要考虑如何通过设计去创造价值，特别是给文化创造价值。
4.整合教学方法。“超级整理术”在教学实践中的应用。
“超级整理术”是源自当代日本设计师佐藤可士和的高效工作方法论和设计思维模式。其宗旨在于透过对复杂信息的辨别与整合，提升设计效率与精准度。通过这种方法的训练，弥补艺术类学生逻辑能力弱，工作条理性差、时间观念模糊等传统缺陷。最终培养学生良好的生活、工作习惯，在完成项目的同时也规范了自身的设计习惯。
5.协同多重评价机制。公开课程成果展览，检验课程建设效果。
最后作品汇报、分数评定都向企业和各协同单位开放。通过成果展览的方式，直观的展示课程建设效果。整理与总结，将课程前期探索经验与成果理论化落实。慢慢形成探究式的作品积累，最终完成对本土文化的挖掘与推广。
五.课程成果
1.整合课程学习资源。课程教学方式更开放与多元，实现走出去与请进来的教学思路，接触行业现状。
2.加强课程项目的选题与跨领域合作，并保持高校工作室的探究式学习氛围。
3.以点带面，相关课程授课合理采用行之有效的课程教学改革方案。
4.学生优秀作品成果展
5.学生优秀作品参加比赛并获奖;
6.分析总结课堂教学经验，完善教学实践，形成教学研究报告。
篇11
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。
篇12
机械原理是机械系一门重要的专业基础课，它主要研究机械的设计以及力学分析，为机械设计过程中的方案设计阶段服务。由于方案设计在机械设计中占据着举足轻重的地位，所以机械原理就成为机械类学生一门十分重要的课程，也成为考研的专业课之一。
但是在几年的教学过程中，笔者发现，机械原理的讲授内容有很多已经过时，在工程设计实践中几乎没有用处，而我们却花费了大量的时间来做仔细的讲解；而对于工程急需的部分内容，我们却很少涉及；另外，我们过于强调分析而忽视了设计，导致学生学完机械原理以后，甚至简单地以为机械原理只是理论力学的延伸，是理论力学的一种应用；最后，课程设计内容几十年来都在做牛头刨床的力分析。虽然我们也追加了某种机器的方案设计部分，但是因为课程设计时间少，学生实际上把大量的精力耗费在力分析上面，而对于方案设计只是匆匆带过，这实际上混淆了机械原理的主要目的，又起到一种误解作用。
针对上述情况，许多机械原理一线教学的老师都提出了自己的改革方案，有些老师把许多计算机软件如AutoCAD，PRO/E，ADAMS，RecurDyn， MATLAB等引入机械原理的教学中，[1-3]有的对机械原理的内容进行重新组合分块而加强学生的动手部分，[4]有的对于课程设计给定了多种题目，并采用先进的计算机虚拟设计手段来进行课程设计。[5]笔者在上述方法的启发下，也进行了一些教学改革，改革的主要目的是面向工程，希望机械原理能够真正地为工程设计服务。下文对笔者的一些改革进行简要介绍。
一、设计与分析地位的界定
机械原理总体上分为两块内容：机构的设计以及力学分析。机构的设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和轮系的设计。而力学分析部分包括：运动分析、速度波动分析、力分析、机械效率、机构的平衡。
在工程师的实际设计中，我们发现，他们很少用到分析的内容，如果用到机械原理，主要是在进行机构的设计。所以，从工程实际应用而言，机构的设计部分应该占据主导地位。但是我们的传统教学却习惯于从分析开始，在介绍了机构的结构分析以后，就花费了很多时间介绍运动分析、力分析、机械效率、机械平衡、速度波动的调节，让学生感觉好像在学习理论力学，只不过把解析法换成了图解法；而对某些内容只是感觉比理论力学处理的对象更多一些，方法都来自于理论力学。学生要到第8周才开始进入机构的设计部分，此时学期已经过半。这给学生造成一种强烈的感觉，机械原理就是理论力学的延伸。显然，这是一个误区，对于学生正确地理解机械原理的核心是不利的。
传统的教学方法对分析部分花费了太多的精力，而实际上，这些内容在实践中用处不大。运动分析这一部分，是当机构处于某个位置时，用作图法把构件的速度和加速度求出来。在实践中需要面对的一般都是整个周期，需要得到整个周期内的加速度，用图解法会相当困难，所以在工程设计中几乎都不会用到这种方法。对于力分析更是如此，力分析要求在运动分析结束后拆分杆组，再用动静法来进行静力分析，过程十分繁琐，在设计实践中不可能使用。换一句话说，这种方法只具有理论上的意义。但这并不意味着这些内容不需要，应该尽量简化，只阐述其思路就足够，并不需要花费很多时间。
对于运动学花费太多的教学时间的结果，导致机构设计部分这个主体内容课时被压缩，学时显得相当紧张。因为没有充足的时间来讲解这部分内容，最后的方案设计部分有些老师甚至都来不及展开，就进入了课程设计阶段。这样，学生甚至都没有弄清楚机械原理就是用来做方案设计的，这对于他们理解机械原理的作用显然是不利的。
有鉴于此，笔者以为，从为工程服务的观点出发，机械原理应该强调设计而适当降低分析的地位。在机构的结构分析介绍完以后，应该马上进入机构的设计部分，以便让学生明白机械原理就是来做机构设计的。应花费11周左右的时间后，对于力学分析部分用3周共6次课左右结束，基本上相当于一次课结束一章的内容。这样，就有充足的时间用来讲解机构的设计内容，使得机械原理的教学内容能够真正对工程设计发挥作用。
二、机构设计部分的讲解方式
机构设计包括两块：简单机构的设计及机械系统的方案设计。简单机构的设计包括：连杆机构、凸轮结构、齿轮机构的设计以及轮系传动比的计算。对于每一块内容，应该分成三个部分来讲解：理解、设计与分析。
理解，就是迅速接受前人在这种机构设计方面所积累的经验。比如连杆机构，第一步就是理解，弄清楚各种连杆机构的关系以及它们在工程实际中的应用；对于凸轮机构，弄清凸轮机构的类型及其应用；对于齿轮机构而言，理解占据最重要的地位，因为齿轮机构的正确啮合条件、无侧隙啮合条件、定传动比条件都是很重要的内容，通常老师都会花费不少精力在这一块内容上面。
设计是主体。连杆机构的设计，是机械原理的重头戏。传统的设计方法是老师用粉笔+直尺+圆规进行的，这实际上很不方便。在实际工程设计中，设计人员不大可能用铅笔、直尺来设计，而AutoCAD是他们最常用的工具软件，所以，用AutoCAD来进行机构的结构设计是最合适的方式，这使得他们日后在需要时，很自然地就用AutoCAD来做方案设计。另一个方面，用AutoCAD进行连杆机构的设计比直尺、圆规要优越很多。如刚化反转法是连杆机构设计的重要方法，手工操作十分麻烦，而用AutoCAD则轻而易举。基于AutoCAD的种种优越性，笔者强烈建议，教师在上课时就直接用AutoCAD来进行连杆机构设计的教学，何况在使用多媒体以后，用AutoCAD可以放大比例看清楚其中的每一个细节，这都具有黑板教学不可比拟的优越性。
凸轮机构的设计，也建议以图解法为主，此时仍旧是用AutoCAD教学。以图解法为主的原因是，这种方法能够清晰地说明原理。而对于凸轮机构的设计而言，弄清楚原理相当重要。至于解析法，把公式推出来后，说明其意义就可以了。齿轮机构的设计则强调是根据中心距和传动比来设计齿轮机构的，这也是设计中最经常出现的问题。
三、课程设计的处理
课程设计通常包括两个内容：牛头刨床的动力分析和飞轮的设计，以及某机构的方案设计。课程设计一般是一周的时间，前者在课程设计中通常要花费4-5天左右，由于时间关系，方案设计只能草草地做两个机构运动示意图。显然，这并不符合机械原理教学的主要目的。
机械原理教学的主要目的是教会学生做方案设计。最后的课程设计内容应该强化这一点，但是现有的教学方式却没有突出这一点。由于把主要时间花费在牛头刨床的动力分析上面，让学生误以为机械原理的主要目的是做机构分析的，这显然并不利于学生对于机械原理主要内容的把握。另外，由于时间的限制，学生对于所做的方案设计基本上只是画出一个示意图，都没有确定一些主要尺寸，这使得方案设计做得很草率。
课程设计同样应该强化机构设计部分，对于传统的牛头刨床的力分析部分，建议使用ADAMS来做辅助计算，这是比较实际的方式，一般学生建模结束后，最多一天的时间就可以用ADAMS做完飞轮的设计，从而有足够的精力来做机械系统的方案设计。至于方案设计本身如何处理，许多研究者已经提出了较为成熟的改革方案，这里不再赘述。
四、结语
机械原理作为一门重要的专业基础课，从其根本意义上来说，是为方案设计服务的，但是传统的教育模式并没有突出这一点。在授课时强调设计而弱化分析，在设计时突出用AutoCAD来绘图而少用手工绘图，在课程设计中加强方案设计而用ADAMS来进行牛头刨床的机构分析，这会加强设计的成分，而且所用的方法可以切实在工程设计中发挥作用。本文采用上述方法进行了机械原理的教学改革，取得了较好的效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 车焕文.Pro/E在《机械原理》教学中的应用[J].中国科技信息，2011（2）：185-186.
[2] 陈奇，朱家诚，公彦军.将计算机软件引入机械原理教学的探索与研究[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2011（1）：145-148.
篇13
课程体系综合设计的实践及应用
1改革设计题目,注重学生素质的培养
机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。
2机械传动方案设计,培养学生创新能力
机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。
3引入虚拟样机技术进行机构分析
虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。
4理论联系实际,修改设计对象
