对机械设计专业的认识范文

对机械设计专业的认识篇1

关键词：工程教育认证；机械设计制造及其自动化；课程改革

引言

高等工程教育在我国经济社会的飞速发展的潮流下也在快速发展，以满足国内经济社会发展的需要。据统计，我国工科专业在校生占在校学生总数的30%，90%以上的本科高校设置了工科专业[1]。但是各高校存在教学水平参差不齐、人才培养质量差距大等问题。

一、工程教育专业认证对机械类课程体系的要求

工程教育专业认证最核心的理念是以学生为中心和以成果为导向，通过持续改进，不断优化课程体系、教学内容和教学方法。认证标准明确规定了12条毕业要求，多次提到要求毕业生能够基于人文、环境和法律背景下运用现代工具和专业知识解决复杂工程问题。机械设计制造及其自动化是一个融入信息技术、计算机科学、微电子科学和控制论，运用先进的设计制造技术和理论解决现代工程领域中的复杂技术问题，从而实现产品设计与智能化制造的综合性很强的专业。重庆理工大学根据自身的专业特点细化了毕业要求，其中在工程知识和问题分析方面，要求能够应用数学、自然科学理论与方法，以及工程基础和机械工程专业等相关知识、技能，对机械设计、机械制造、工业自动化领域复杂工程问题的提出解决方案，并能够进行预测和模拟，在设计或开发过程中体现创新意识。

二、现行课程体系存在的主要问题

本专业的上一版人才培养方案制定过程中，按照“产品设计—产品制造—系统控制”的思路设计课程体系，并组织了课程负责人及相关的任课教师，对培养方案中的课程体系进行梳理，制定本专业基础核心课程目录。围绕核心课程构成几个课程组，由课程负责人组织各课程组的课程建设。如以“机械设计”为核心的课程组，负责“机械设计”“机械原理”“机械制图”等课程的建设；以“机械制造”为核心的课程组，负责“机械制造工艺学”“机械装备设计”“精度设计”等课程建设。以“制造自动化”为核心的课程组，负责“数控加工工艺与编程”“液压传动与控制”等课程建设。但是该版人才培养方案在制定过程中没有完全考虑工程认证标准体系，执行过程中发现课程体系中存在诸多与工程认证标准冲突和需要补充、改进的地方，存在的主要问题表现在以下几个方面：（1）课程体系不够完整。原版培养方案中本专业在数学与自然科学类课程模块缺少化学和工程数值分析课程，在工程基础类课程缺少流体力学课程。（2）知识点结构逻辑关系不够清晰。原版培养方案中，“机械制造工艺学”“夹具设计”“数控加工工艺与编程”等课程存在内容重复的情况，知识点结构逻辑关系不够清晰。（3）课程教学大纲存在结构不合理的情况。比如教学内容基本上按照教材的目录编写。教学方式、手段更多的依然是灌输式的教学，缺少以培养学生能力为目的OBE（以学生成果导向）的授课方式。（4）实验课程体系不够严密。原版人才培养方案中，实践课程虽然分了专业基础实验、专业实验等几个模块，但能力培养逻辑不够严密，缺乏能力培养的一条主线。（5）考察方式仍然采用以考试为主的方式，平时作业针对学生能力锻炼的环节太少，大多是针对某个问题进行计算和求解，解决复杂工程问题的训练不够。

三、课程体系改革的具体方案和措施

为了在本专业课程体系方面更好地体现出以学生为主体、成果为导向的OBE教育理念，本专业针对上述存在的问题提出以下课程体系改革方法和措施：（1）完善课程体系，实现课程体系对本专业毕业要求的全覆盖、全支撑。按照工程教育专业认证标准的要求，根据“厚基础，宽口径，有特色”的人才培养模式，重视学科基础课程教学，强化数理和力学课程，为学生打下坚实的工科背景知识。为此，在数学与自然科学类课程中增补化学和工程数值计算课程，在工程基础类课程中增补流体力学课程。（2）整合课程内容，避免教学内容交叉。对“机械制图”“机械制造工艺学”“机床夹具设计”“数控加工工艺与编程”“刀具设计”“机械精度设计”等课程内容进行整合，具体思路为（图1）：从第一学期开始，在机械制图课程中锻炼学生对轴类和箱体类等零件的识图和绘图能力，在机械精度设计课程中重点针对类似零件锻炼学生对几何精度标注符号和内容的理解，使学生能够根据零件的工作条件设计相应的尺寸和几何公差，以此为基础，能够设计零件的加工工序，并设计对应加工工序的夹具，准确标注满足加工精度要求的尺寸，能够编制对应工序的数控加工程序，并在计算上进行准确模拟，所编制的数控程序能够驱动数控机床刀具按照预定的轨迹对零件进行加工。（3）重新撰写课程教学大纲，注意课程内容对毕业要求的支撑。根据工程认证的要求重新撰写所有课程的教学大纲，要求在教学大纲中充分体现学生能力培养的思想，教学内容必须围绕学生知识的学习和能力的培养展开，每门课程需要对应支撑毕业能力要求的3-5点，并形成达成度标准和评价机制，为持续改进方向提供思路。教师课题组统一备课，在授课过程中严格按照大纲要求执行。（4）以OBE教育理念导向，改革教学方式和手段。原课程教学大纲中的教学方式和手段主要是教师课堂讲授，实施满堂灌，缺乏OBE教育理念。改革后的课程教学大纲其教学方式和手段除课堂讲授外，在课堂教学中增加了课程项目设计环节，培养学生边学知识边实践的能力，并把课程项目设计环节的分数计入该课程考核总分中。（5）改革课程考核及成绩评定方式。课程成绩评定方面，减少试卷考试所占比例，增加多种考核方式和平时成绩所占比例，平时多分组布置锻炼学生能力的练习作业，课堂上少讲授知识点，注重锻炼运用知识解决实际工程问题的能力，针对作业中遇到的问题课上互动讨论，主动引导学生主动完成教学活动，让学生充分参与其中，充分发挥学生在教学环节中的自主性、能动性和创造性，改变枯燥的单方面授课方式。

结论

对机械设计专业的认识篇2

知识经济是以知识创新为动力的经济。谁在知识创新中领先，谁就能在经济竞争中占据优势。新的时代给我们教育发展带来了新的挑战，对人才素质提出了新的要求。在中职机械专业教学中，教师要不断培养学生创新意识，提高创新设计能力，积极促进学生的全面发展。

一、培养机械专业创新思维是现实所需

培养中职学校机械专业学生的创新思维对于学生的全面发展具有重要意义。首先，机械专业创新思维有利于增强学生的开拓精神。调动学生学习专业的积极性，学生可以提高对学习的兴趣，自我表现的欲望也会更强。其次，机械专业创新思维有利于提高学生的自我认识。在此过程中，学生能逐渐认识到机械专业的学习是自己的职业兴趣。再次，机械专业创新思维有利于学生的人格完善。培养学生创新思维有助于培养学生健康积极向上的心理状态，合理充分地安排各种科技创新教育活动，使学生积极参加课余文化活动。最后，培养机械专业创新思维能促进学生职业技能的提高。

在培养机械专业的创新过程中，可以帮助学生建立扎实专业或者学科基础知识，培养创新设计能力、综合设计能力与协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高机械创新、设计、制作的实践工作能力，吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为培养优秀人才创造条件。然而，考虑到机械专业学生的创新意识不强，长期以来在机械专业实习教学过程中，教师只注重学生专业技能的训练，在很大程度上忽略了对学生创新意识的培养。受传统教学观念的影响，教师在具体教学时，往往习惯于从教师的角度出发，学生的技能训练几乎都是按照教师制定的操作要领、工艺方案进行的，没有充分发挥学生的主体作用。过分重视学习成绩的优劣，评判学生的操作方法和工艺方案，设定统一的标准答案，严重扼杀了学生与生俱来的好奇心、想象力和创造意识。同时，很多学生因循守旧地一味服从、模仿，形成一种机械式解决问题的方式，不利于学生创造性的培养。

二、加强中职生机械专业创新思维培养的措施

1.完善专门课程设立

设立机械创新设计类专门课程可相对系统地介绍创新设计的知识和方法，提高创新意识，开发创造力。目前，不少学校在机械设计系列课程中增设了“机械创新设计”，通过系统地介绍机械创新设计的基础知识、机械创新设计的理论及方法、机械创新设计的实例等内容，使学生了解新机构、新机器创造发明的普遍规律及实用方法的应用，培养学生的工程意识，拓宽学生的知识面，开阔他们的技术视野，同时通过课程的实践性环节和创新成果的技术分析，帮助学生积累一些机械创新经验和新机构、新机器实用性创新结构方面的技术资料。

2.注重提高创新能力

机械专业系列课程具有独特的内容和地位，在其中渗透创新能力的培养有利于提高学生机械创新设计能力。首先，机械基础系列课程中包含着很多创新内容，要善于开发。“机械设计”中集成化设计与创新、模块化设计等，这些都是最新的设计理念。如轴、齿轮、轴承、法兰盘的集成化设计实例。其次，通过更新内容与体系，更新教学方法与手段对机械设计基础系列课程进行创新教学，着力培养学生的构思与表达能力、设计与创新能力、分析与综合能力，从而提高学生的创新设计能力。在“机械设计”教学中，精简内容，补充创新方案设计、商品化设计、价值工程设计等现代设计方法，同时结合教学内容，介绍国内外先进机械产品，激发学生的创新意识。

3.优化教学设计方案

培养创新思维，首先要从教师做起，教师要研究教学规律与学习规律。课堂教学中，采用多种现代化的教学手段，提高学生对课程内容的理解和掌握，更多地使用“启发式”“讨论式”等创新教学模式，引导学生参与课堂教学活动。另外，积极进行实验教学改革是提高学生机械创新能力的有效途径。根据机械学科注重实践与工程应用的特点，将实验教学改革的重点放在加强学生的动手能力、独立解决问题的能力和创新精神的培养上。

4.广泛开展实践活动

对机械设计专业的认识篇3

（龙岩学院 机电工程学院，福建 龙岩 364012）

摘 要：本文分析了机械专业实验室建设的背景与现状，然后对机械原理、机械设计实验室建设创新的预期目标进行概括，最后提出了提高实验室建设水平的几点对策.

关键词 ：机械原理；机械设计；实验室建设

中图分类号：G48；G64文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）08-0215-02

在高校教学改革的背景之下，实验室在整个教育教学活动的重要意义得到了进一步的凸显.甚至可以说，高校各个专业实验室的建设情况将直接决定着本专业的教学能力以及高校综合教育实力.加强有关机械原理以及机械设计实验室建设工作是逐步实现创新教育目标，培养高素质、复合型人才的重要内容，也是突出当前实验教学工作全新要求与特点的重要手段.本文即围绕机械原理、机械设计实验室建设方面的关键问题进行分析与探讨.

1 机械原理、机械设计实验室建设背景及现状

以前的机械设计课程实验大多是验证性的试验，只偏重于一些几何参数、运动参数、动力参数的测定和分析.这些实验对学生掌握课堂中所学的基本概念，加深理解一些基本原理具有显著的效果，但这些实验作为课程教学的一部分，在培养学生初步具有拟定机械运动方案，分析和设计新机构的能力，以及培养学生的创新与动手能力方面还远远不够.具体而言，当前机械原理、机械设计实验室建设方面还存在以下几个方面的问题：

1.1 实验设备相对缺乏，无法开展系统性的实验训练

当前，高校所配备的机械专业实验室与国际一流水平高校机械专业实验室之间的差距仍然是非常大的.由于在实验设备的配置上存在局限性，因此导致机械专业的学生丧失了部分动手训练与实践的机会.很多实验都纯粹以教学教材所涉及到的理论知识要求进行配置，实验主要内容围绕着课堂中所学的基本概念开展，属于验证性试验，虽然能够帮助学生认识相关概念与理论，但在提高学生分析思考能力，启发创新、发散思维能力方面缺乏促进作用，不利于学生创造性思维的培养.

1.2 实验类型过于单一，较少涉及到综合性知识实践

目前高校机械原理以及机械设计实验室中虽然围绕教学需求配置了一定数量的实验装置与设备，但设备配套比较局限，能够开展的实验内容以及类型过于单一，无法帮助学生灵活应用机械原理以及机械设计方面的相关知识.

2 机械原理、机械设计实验室建设预期目标

在机械原理以及机械设计实验室的建设创新过程当中，必须针对当前实验室建设中存在的问题，采取一系列有针对性的创新建设策略与方法，克服机械专业实验室中存在的缺点与局限性，使机械原理、机械设计课程理论知识能够更好的与实验实践相结合，激发学生参与机械原理、机械设计相关知识学习的主动性，由被动的学习、实验模式转变为主动、创新的实验实践模式.

因此，在有关机械原理以及机械设计实验室建设创新的过程当中，预期目标应当设置为：从实验室操作环节入手，以机械专业基础、经典理论为依托，促进实践性知识的合理应用，展示本专业领域最新的设计方法，实现分析、综合、转化的数学模型与程序.从机械原理与机械设计课程教学内容的安排上来说，实验室建设中的具体目标如下表所示（见表1）.

3 机械原理、机械设计实验室建设水平的提高策略

高校机械原理以及机械设计实验室需要同时负担各个年级段本科生的实验教学任务，同时也需要为学生毕业论文的研究提供基础支持，当然也是高校教师进行科研活动的主要场所.因此，实验室建设中，设备配置必须在满足常规教学需求的基础上，适当增加实验台台数以及实验设备的专业性，促进学生综合实践能力的提升.具体措施有：

3.1 构建分层机械原理、机械设计实验室体系

根据高校在机械原理以及机械设计教学开展中的实际内容与实验要求，构建三层实验室体系，不同层次实验室满足不同实验需求.

第一实验室设置机械零件、机械原理和机械创新展示柜，每组展示柜至少需要配备10个或以上的单体陈列柜.展柜中的模型可实现点动或顺序控制运动演示，并配有录音讲解及运动简图和文字说明，具有形象直观的特点.组建该实验室的目的是将部分基本教学内容利用实物模型进行教学.通过对该实验室资源的应用，能够为本专业学生提供认知依据，同时也是课外科技创新活动开展的知识基础.

第二实验室设置机构模型、齿轮范成仪、齿轮减速器和插齿机模型4种设备或器材，可完成机构运动简图的绘制、齿轮范成、减速器的装拆3个基础性必选实验项目和为学员演示齿轮的插齿过程.本实验室的主要功能是为本专业学生的实操作与理论验证、分析提供支持，使学生能够通过实验加深对机构组成原理的认识，对机构运动特性有一个全面的把握.

第三实验室是具有现代化水平的实验室，滑动轴承、皮带传动、螺栓连接、动平衡和波动调速5类实验台均安装测试卡，可以对实验数据进行自动记录、实验结果进行结算分析，在发展学生创新能力方面有重要价值.

3.2 具体建设策略

第一，满足平面机构及其可视化实验的创新建设：在有关平面机构及其可视化的实验过程当中，实验室需要配备4台同型号的PC电脑，8套同等规格的实验台，每个实验台上需要配备1套完整的机构模型.以上配置标准下，可以通过设计与并接的方式使平面机构传感系统实现不同类型以及不同方式的运动.同时，实验台在建设过程当中可以于主要构件中设置出安装传感器的对应位置，同时添加与之相对应的数据处理软件以及数据监测系统.通过对以上模块的综合应用，分析在平面机构运动过程当中参数变化所对应的系列曲线，进而分析数据，掌握不同类别机构在特定条件下运动所产生的规律.依照上述方式所建设的实验室还能够通过分析加速度、位移，以及速度等基本要素的方式，掌握运动构件的主要特点，帮助学生更好的认识机械原理，掌握机械设计要点.

第二，有关运动方案组合实验的创新建设：在有关运动方案的组合实验过程当中，实验室可以尝试引入已经获得国家专利的产品，如创新机构组合实验台等，至少配置2台，实验台中包括低副杆组以及高副杆组，同时也包括组成以上杆组的各种机架、构件等.通过这些设置，能够使曲柄滑块机构与连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、以及间歇运动机构等相互拼接，除此以外还能够使由涡轮蜗杆、带传动、以及链传动所形成的传统平面有机、交叉组合，构成一个完整的机械传动系统以及组织结构，在与齿轮齿条传动箱结合的基础之上，通过连接电机以及带传统的方式使拼接机构能够有效、且及时的响应动作指令，执行可靠动作.在这种配置方案下，学生能够更好清楚的掌握运动机构组成这一部分知识的了解程度，通过对实际的机构组成方案的观察，进行学习与标识，同时通过实验的方式培养学生在工程实训方面的动手能力，促进学生设计思维的提高以及综合实践设计能力的提升.教师也可以按照以上操作方法完成拼接实验，并对实验台整个运动机构的运动情况进行观察，从而对运动机构方案的科学性以及可行性进行及时检验.

第三，针对轴系结构设计实验的创新建设：在实验室建设过程当中可以配置具有创意组合特点的轴系结构设计试验箱，通过引入轴系结构设计试验箱的方式，使学生能够更加直观与准确的掌握轴系方面的知识结构.一般来说，一套完整的轴系结构试验箱包含八类，百余个零件.若能够在实验室建设过程当中满足以上标准，则能够使实验室的配置完全满足机械原理以及机械设计教学的具体要求.教师可以根据教学需求，利用不同类型的零件进行自由组合，形成多种轴系结构，利用这些轴系结构解决在教学过程当中存在的回转零件轴向固定，受伤零件拆卸安装，以及轴承轴向位置固定等内容，为学生机械原理以及机械创新设计相关知识的学习打好基础.

4 结束语

有关研究中认为，机械原理以及机械设计专业覆盖面占到了工科专业的4/5左右，在提高学生对机械技术工作适应能力方面发挥着非常重要的作用.机械设计课程实验课是机械设计课中重要的实践环节.针对当前机械专业实验室在建设、应用过程中存在的各类问题，尽全力提高机械原理、机械设计实验室建设水平，已成为本专业教研人员最为关注的问题之一.本文在认识机械专业实验室建设现状的基础之上，对机械原理、机械设计实验室建设的基本面进行分析，最后重点从满足平面机构及其可视化实验的创新建设、有关运动方案组合实验的创新建设、对机械设计创新陈列实验展示的建设、针对轴系结构设计实验的创新建设、围绕常用构件制作加工的实验建设等方面入手，探讨了提高机械原理、机械设计实验室建设水平的主要策略.

参考文献：

〔1〕李志尊,王克印,刘红宁，等.虚拟实验室在机械设计基础教学中的应用[J].实验室科学,2014,17(1):50-53.

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〔3〕王小爱,宁煜,白雪宁等.建立开放式机械设计实验室的实践探索[J].重庆科技学院学报（社会科学版）,2006(1):127-128.

对机械设计专业的认识篇4

关键词：工程教育认证；教学改革；机械设计课程设计

0引言

实施高等工程教育专业认证可以提升我国学校和专业的核心竞争力。加强国际互认，推进工程教育建设和改革，进一步提高高等工程教育质量，有利于提高人才培养质量，健全高等工程教育质量监控体系，规范与注册工程师制度相衔接的高等工程教育专业认证体系［1］。

1工程认证对人才培养的要求

1.1我国工程认证发展

《华盛顿协议》（WashingtonAccord）是一个有关工程学士学位专业鉴定国际相互承认的协议，是目前国际普遍认为最具权威性、国际化程度最高、体系较为完整的工程教育专业互认协议。至2006年起，由我国教育部、人事部、中国工程院、中国科协相关行业管理部门和行业协会（学会）代表组成的，教育部授权的“全国工程教育专业认证委员会”参照《华盛顿协议》成员国的做法，开展了面向我国本科教育专业工程教育专业认证试点工作［2］。

1.2工程认证对课程的影响

1.2.1工程认证对“机械设计课程设计”课程的要求

工程教育专业认证的开展有利于加强高等工程教育与工业界的联系，促进我国工程教育的国际互认，提升我国高等工程教育的国际竞争力，是解决工程师技术资格国际互认的关键［3］。在实际教学中，教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界产品和构思－设计－实现－运行（CDIO）过程基础上的工程教育，基于课程群把相关课程知识有机结合，使学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点，课程群建设与实践结合是工程认证的基础理念。

1.2.2目前课程存在的问题及必要性

“机械设计课程设计”是高等学校机械类专业第一次较全面的机械设计训练，是“机械设计”课程的最后一个重要教学环节，其目的是进行机械设计基本技能训练，掌握机械设计的一般方法和步骤，培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展，为专业课程设计和毕业设计奠定基础［4］。二级减速器设计是“机械设计课程设计”的传统内容，需要运用到制图、力学、公差、机械原理、机械制造工艺等前期所学知识，是将基础知识的第一次整合应用。在过去的教学环节中，往往都是将设计需要的前期课程全部讲完，然后开展设计。在学生进行课程设计的学习时，之前学过的课程已经忘记，或者需要复习才能正常应用，或者会出现考试高分，应用不会的情况。总结原因，主要是因为所学相关课程的目的只是考试，学完考完之后没有真正应用到实例中。而教学的目的，不仅仅是修学分和考试，还要真正能学以致用，这就要求教师在教学中通过教学方法的改革，正确引导学生学习，真正把所学知识融会贯通。

2基于工程认证的课程建设

以项目真实产品为对象进行教学配以装拆实践，能够提升学生的学习主动性，使其注意力更加集中，更好地整合所学知识，将其应用到课程设计中去。

2.1课程体系建设

设计题目一般选择通用机械的传动装置，主要进行传动装置的总体设计、传动件和支撑件的设计计算、绘制装配图和零件图、撰写设计说明书。这种设计是保证学生巩固机械设计课程基础知识必不可少的环节，必须开展，教师可以在此基础上拓宽课程设计的范围，结合日常生活、工程实践设定主题开展非固定模式的设计，培养学生独立思考、自主设计的能力。科技在不断进步，零件及设备设计也随之不断改进更新。这种更新包括精度、加工方法、制造方式、设计方法等多方面。传统的设计方法已经不能满足设计需求，应将传统设计方法与现代设计方法相结合，以传统设计方法为基础，融合现代设计方法，及时更新和课程相关的新理论、新知识、新方法，使课堂知识不脱离于工程实际应用。

2.2课程教学改革

2.2.1“开放式”教学

开放实验室，让学生在课程设计期间，能够随时到实验室实践和观察减速器结构，让学生更深刻地认识设计目标，提高设计效率和准确性。

2.2.2加强校企联系

加强学校和企业的联系，了解企业实际设计参数选择和理论教学的不同，防止理论和实践脱节，根据实际生产过程要求来制定大纲和教学内容，培养适应企业的应用型人才，争取通过这种教学方式改革，使学生毕业即可就业，缩短应届生就业后的实习时间，能够马上适应和满足企业要求。长期稳定的校企合作使学校与企业互惠互利，达到共同发展的目的［5］。

2.2.3采用成果导向的教学模式

在制定教学大纲时要围绕根据企业需求制定的毕业要求，教学内容、教学方法、考核方式要体现学生的学习成果.

2.2.4采用“一体化”教学方法

“机械设计课程设计”的开展不再是将所有前期课程学完再开展，而是根据设计内容需要将该课程设置成一门综合类的课程，以“机械设计课程设计”为主线，整合制图、力学、公差、机械设计等机械工程基础性课程群，以项目真实产品为对象进行教学，配以装拆实践。比如在开展课程设计期间，需要用到轴的校核，绘制弯矩图、扭矩图，根据进度安排，将材料力学中的该部分内容拿到设计期间讲授，在安排讲授课程时一定要安排好先修后修的关系，能够让学生学完就用，既巩固了学习内容，又能具体了解到所学知识的实际应用。

2.2.5改革考核方式

考核也不仅仅只追求是否正确，在考核制图表达方法、公差配合的选择、合理的结构设计基础上，体现在结构设计中的创新培养，应主要考核学生在设计中的创新能力，看看学生在设计过程是否有新思路、新方法。因此评价成绩应由促进学校的发展转向促进学校的持续性发展，由鉴定学生学业转向促进学生发展与完善课程本身；在评价形态上，由标准化测验转向动态研讨式评价形态，更注重评价学生创新能力的测评［6］。

2.3课程预期成果

通过“机械设计课程设计”的完成，学生对机械设计具有初步认识，并能掌握一定的设计方法和设计理念，不仅仅会设计，还要能够提高创新能力，为进一步学好专业课打下良好基础，培养学生正确的设计理念，掌握参数选择方法，巩固制图、力学、公差等相关课程知识，形成知识体系。

3结语

工程教育专业认证可以提升我国相关专业学生的国际竞争力，课程设置及改革是工程认证开展的必要保障，使其更适应工程认证要求。教学作为培养人才的重要手段，应适应人才需求的转变，按照工程教育专业认证要求积极进行人才培养方式的变革，通过教学方式的改变与调整，提高教学质量与效率，提升人才培养质量，通过课程教学培养学生的创新能力，达到培养应用型人才的目的，满足企业需求，实现培养“品德高尚、专业过硬、情商出众、强于实践、勇于创新的高素质应用型人才”的目标。

参考文献

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［6］李晓玉，杨道宇.深化校本课程评价的四个转型趋向［J］.教学与管理，2016（6）：111-113.

对机械设计专业的认识篇5

关键词：课程内容设计；模块核心内容；核心知识体系

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0174-02

一、前言

“机械工程基础”课程是非机械类专业大学生了解机械工程知识的重要课程之一，随着全世界对机械工业的重新认识，该课程得到了全国范围内各大院校的重视。但是，由于该课程涉及面非常广，如有机械识图、机械制图、工程材料、材料热处理、冷加工和热加工等内容，且受课程学时限制，课程内容设计比较难于让学生接受。经过相关的调研，该课程的内容设计存在的如下的不足：（1）课程内容模块化划分不够明显。该课程内容涉及的知识点内容繁多，目前的课程实施情况是没有对各个知识点内容进行有效的分解，结果给学生造成了课程内容繁杂和难以接受的现象，也就难以在42学时内完成相关的教学任务。例如课程包括的机械识图和机械制图，工程材料和热处理等，都没有进行有效的划分，这些问题都一定程度上影响到了学生对课程的兴趣和学习积极性。（2）课程每块内容内部没有进行有效地梳理。例如工程材料部分内容知识，金属材料宏观、微观结构和铁碳相图等知识点更是相互交错，没有明显的主线；例如热处理部分内容知识，等温冷却转变曲线和过冷冷却转变曲线等，更是无法清晰的描述。因此，对本课程内容进行有效地梳理是非常有必要的。（3）课程的核心知识点不够明确。没有对核心知识点的明确，就会给学生形成一个错误的引导，从而又会导致学生更加的抵制本课程。因此，课程的核心知识点明确也是非常重要的。本文针对目前本课程内容设计存在的不足，提出一种基于每个内容模块核心知识点的“机械工程基础”课程内容设计方案，通过近三年的实际教学应用，得到了大学分学生的认可。

二、具体教学内容设计实施方案

具体教学内容设计方案，采用理论讲授、实践演练和相关知识点视频相结合的形式，以“卓越工程师培养计划”的目标为准绳，探索一套能提高学生机械工程实践能力的课程内容设计方案。具体实施方案包括：课程内容模块划分、模块内容内部知识点梳理、核心知识点明确和强化三部分。

1.课程内容的模块化划分。针对本课程内容囊括机械识图、机械制图、工程材料、材料热处理、冷加工和热加工等诸多内容，可以将课程内容模块化划分为机械制图模块、工程材料及热处理模块和冷热加工模块。（1）绪论。该部分说明学习本课程的必要性和重要性。（2）机械识图与制图。该部分说明机械工程图纸的具体过程。（3）工程材料及热处理。该部分说明机械工程材料的性能优化方法及过程。（4）冷加工和热加工。该部分说明获得具体机械产品的方法及过程。

2.课程模块内容内部的知识点梳理。针对课程内容的模块化设计，具体44学时的课程模块内部内容的知识点梳理如图1所示。第一部分“绪论”，主要讲述机械工程学科知识的涉及范围以及相关的实际应用意义，共2学时；第二部分“机械识图和机械制图”，主要讲述机械结构零部件图纸的绘制基础知识，平面图纸的识图看图方法，12学时，CAD计算机制图基础知识，3学时，该部分共15学时；第三部分“工程材料及热处理”，主要讲述金属材料的晶体结构和结晶过程等微观结构3学时，金属材料宏观力学性能及结构3学时，铁碳相图6学时和奥氏体转变图6学时，共18学时；第四部分“冷加工和热加工”，主要讲述相关的压力成型加工方法及设备3学时，铸造方法及相关设备3学时、焊接方法及设备3学时，共时。

3.课程核心知识点的明确和强化。有了课程内容的具体梳理，课程内容核心知识点还必须有所突出，以保证学生对本课程的重点了解。（1）核心知识点一：机械识图。该知识点主要培养学生的看图和图纸设计表达能力，即便是对经济管理类等非机械类学生来说，也是非常实用的。它既可以拓宽学生的工程识图及制图方面的知识面，又可以为学生提供机械工程专业的专业背景知识，从而提高不同专业学生的综合素质。（2）核心知识点二：三条曲线。该知识点由应力应变曲线、铁碳相图和热处理C曲线组成。这三条曲线覆盖了整个工程材料及热处理课程内容，既可以拓宽学生的工程材料方面的知识面，又可以为学生提供工程材料专业的专业背景知识，从而提高不同专业学生的综合素质。

三、教学模式改革后的效果

经过近三年的实际应用，以本人承担的教学班级（80名学生）为例，实际得到的课程评价效果如下：（1）课程内容设计实施第一学期，课程教师的学生学评教成绩提高30%；第二学期以后，课程教师的学生学评教成绩稳定在学院前10%；（2）64%的学生认为课程内容，特别是机械识图和制图部分，对自己的今后发展是有用的；（3）78%的学生认为课程内容拓宽了自己的知识视野，认为课程是有意义的；（4）52%的学生对机械工程专业有了新的认识；（5）82%的学生会自发来上课。

本文提出了基于每个内容模块核心知识点的“机械工程基础”课程内容设计方案。该课程内容设计经过近三年的实际应用，得到了大部分学生的认可。

参考文献：

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基金项目：本文为2009年精品课程“机械工程基础”项目论文

对机械设计专业的认识篇6

一地方院校机械专业人才培养目标

当今科学技术的迅猛发展，极大地丰富了机械学科的内涵，使传统的机械学科与其他学科如信息学科、材料学科、管理学科和人文学科的边界越来越模糊，相互的联系越来越紧密。为此，机械专业人才培养模式需要进行全面改革。为了切实了解现代社会发展对机械专业人才培养的需求情况，以便有针对性地确定机械专业人才培养目标，针对用人单位就机械专业改革进行了调研，并对全国部分院校的人才培养改革经验进行了分析与总结。

机械专业高等教育的首要目的是为企、事业单位输送高素质的人才，以适应现代社会的迅速发展对人才知识、素质、能力日益增长的需求。针对企、事业单位（领导和管理人员）进行问卷调查，可以较为准确地把握用人单位对机械专业人才知识和能力结构的实际需求。主要调查项目包括：（1）用人单位今后对各学历层次人才可能的需求情况；（2）用人单位目前最急需的人才类型；（3）现在及未来机械专业本科生最需加强的专业知识；（4）现阶段机械专业本科毕业生最需加强的能力。

调查结果显示，用人单位对所需人才的学历层次按照专科、本科、研究生（含硕士、博士）统计，比例分别为16.6%、68.3%、15.1%；对最急需的人才类型按照经营管理型、工程技术型、创新应用型统计，比例分别为10.1%、29.6%、61.3%；该专业本科生最需加强的专业知识占前三位的分别是计算机类35.3%、机械设计理论及方法28.5%、现代制造技术15.6%；该专业本科生最需加强的能力占前三位的分别是动手及创新能力39.3%、组织管理能力28%、语言表达能力17.4%。总体来看，机械专业毕业生的社会需求主要集中在本科层次，要求学生具有系统的专业知识及创新实践能力。为了适应我国经济发展需要，特别是满足山东省及周边地区企事业单位对高层次、高素质工程技术人才的需求，机械专业人才培养的目标确定为培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具有扎实的自然科学基础、较好的人文素质和社会科学基础，掌握先进的机械设计制造技术、机电装备设计制造和管理技术、机电一体化技术、数控技术、计算机与信息应用技术，具备较强技术应用和技术开发能力，能在现代机电企业从事产品设计、制造、技术开发、生产组织和管理等工作，具有创新精神和实践能力的应用型高级工程技术人才。

二地方院校机械专业人才培养层次定位

我国的高等学校分为研究型、教学研究型、教学型三大类[6]。研究型高校主要以研究生教育为主，培养以技术创新研究和基础理论原创性研究为主的创新型人才；教学研究型高校兼有本科及研究生教育，其中研究生教育占较大比重，主要培养技术应用型专门人才和技术创新人才；教学型高校分技术应用教学型和技能教学型两种，技术应用教学型以本科教育为主，培养以技术应用研究为主的技术应用型专门人才，而技能教学型高校则主要培养在第一线从事生产、服务和管理的各类技能型人才。

作为地方院校，立足区域经济，在充分考虑区域经济对人才培养的需要及学校自身发展的基础上，德州学院机械专业人才培养定位于工程技术应用型人才。机械专业工程技术应用型人才主要从事机械工程与自动化领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理及经营销售等方面的工作。基于此定位，机械专业本科教育要从工程技术性的角度确定人才培养方案，进行人才培养模式的探索改革，在注重理论基础知识的同时，进一步加强学生创新和实践能力的培养。

三机械专业人才培养模式的调整改革

为实现专业人才培养目标，本次机械专业人才培养模式的调整改革以专业的适应性及学生的实践能力为重心。为了适应市场需要，增强专业社会适应性以及学生的个性发展，使学生获得在一定行业范围内的职业迁移能力，适当的对专业方向进行了调整，在一个专业基础上设置机械CAD、机电控制技术和金属材料及热处理三个方向，同时增加实践教学学时，改革实践教学方法和手段，增强学生的实践能力、适应能力和创新精神，全面提高人才培养质量，突出应用型人才教育特色。

（一）课程体系的调整及课程优化整合

高等教育中合理地设置课程体系是整体优化知识结构的关键环节，是实现专业定位和人才培养目标的重要保证[7]。在多年实践的基础上，机械专业设置模块化课程体系，分为公共必修课模块、专业必修课模块、专业选修课模块和公共选修课模块。

公共必修课模块使学生具备了必要的人文素质能力。专业必修课模块构成了机械专业的知识体系，使学生具有了机械专业的基本知识结构，为学生继续深造和进行机械方面的研究奠定理论基础。公共必修课模块主要包括马克思主义基本原理、思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想概论、中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、形式与政策、大学英语及计算机基础等课程。专业必修课由专业基础课和专业课两个模块组成，其中，专业基础课包括高等数学、画法几何与机械制图、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、电工技术、机械原理及机械设计等；专业课包括机械工程材料、单片机原理及应用、液压与气动技术、机械控制工程基础、机械制造技术基础及机械测试技术基础等课程。教学计划中，第一到第六学期完成公共必修课模块和专业必修课模块的学习。

专业选修课模块和公共选修课模块是具有职业背景的柔性模块，其课程设置可根据本地区经济与社会发展对不同类型创新性、应用型人才的客观需求，及时调整，不断更新。根据地方经济发展的需要，在专业选修课原有专业限选课基础上增设了机械设计及自动化和机械制造及自动化两个模块，学生可根据自己的具体情况有针对性的进行选择。其中，专业限选课包括PLC原理及应用、计算机辅助绘图、专业英语及数控技术；机械设计及自动化模块包括三维实体设计、机电一体化系统设计、机械创新设计、计算机辅助模具设计及机器人技术；机械制造及自动化包括机电设备故障与维护、CAM软件应用基础、数控编程技术、数控机床电气控制及特种加工。教学计划中，第七学期进行职业教育模块的学习。

为了使学生建立系统的知识结构，培养学生的工程意识和创新思维，机械专业对原有部分课程进行了优化整合，适当的减少理论课时数，为工程实践能力的培养与强化留出空间。如增设了计算机辅助绘图、机电一体化系统设计、专业英语等课程。同时将金属切削机床、切削原理与刀具两门课的内容融于《机械制造技术基础》中。根据实际需要，将《单片机原理与应用》由72学时压缩到54学时。

（二）实践教学体系的调整及改革

工程技术能力的培养贯穿于整个实践教学体系中，而实践教学体系主要包括实验教学、专业课程设计、实习、毕业论文（设计）等环节。其中专业课程设计仍然按照传统，在相应专业课程结束后校内集中安排，本次主要在实验教学、实习及毕业论文（设计）两方面的实践教学进行了调整及改革。

1实验教学的调整及改革

实验教学是机械类本科教学的重要组成部分，其核心是培养学生的实践能力和创新意识，促进学生全面系统的掌握和深化理论知识[8-9]。因此，开好实验课对学生理论联系实际、加深对理论的感性认识十分重要。

目前机械专业实验课课时偏少，受实验课时的限制，实验内容以验证性居多，不利于培养学生的创新意识和实践能力。鉴于以上问题，实验教学主要进行了三方面的改革。第一，通过理论课程的优化整合，增加实验课课时，提高设计性实验和综合性实验的数量及比例。如表1所示，机械工程材料、机械原理、机械设计、机械控制工程基础、机械制造技术基础及机械测试技术基础等课程的实验课时都增加到12学时，同时，设计性实验和综合性实验所占比例明显提高。第二，开放实验室。除传统的实践教学外，机械专业利用学校现有的实验设备和条件，在校内建立实践基地，将现有的专业实验室，例如机械设计实验室、机械创新实验室、材料热处理实验室、机床实验室等，在完成实验教学任务的情况下对学生开放。对于基础性实验，实验室在任意时间均对学生开放，在实验室工作人员的安排下，学生可自主进行；而对于设计性或综合性实验，学生应提前写出实验方案和步骤，经老师审核通过后方可进行实验。第三，建立创新实验室。利用实验室的闲置设备开设创新实验室，由机械创新学会的学生进行自主管理，学生可自行设计完成实验及发明，老师进行定期指导。通过不断地实践锻炼，学生的创新意识和综合能力得到进一步提高。实践教学体系的改革为培养优秀的工程技术应用型人才奠定了扎实的基础。

2实习及毕业论文（设计）的调整及改革

机械专业实习种类较多，主要包括认识实习、金工实习、生产实习及毕业实习。由于受实习条件的限制，实习人数众多但专业实习指导的师资明显不足，实习质量难以得到保证，针对这一情况，机械专业主要进行了两方面的改革。第一，采取校企联合的措施。一方面聘请对口企业的高级工程人员或退休技术工人担任实习的指导教师，解决师资不足的问题；另一方面建立校外实习基地。机械专业先后与格瑞德集团山东德通实业有限公司、山东华宇电力材料有限公司、德州天宇汽车电子有限公司、德银机械制造有限公司、山东中大空调集团和德州中泰工控有限公司等企业签署了校外实习基地建设协议，学生的认识实习、金工实习、生产实习及毕业实习均可在校外实习基地进行。校外实习基地的建立，在很大程度上弥补了校内实习资源的不足。第二，采取多层次实习方案，着重培养学生工程实践能力和创新精神。具体地说，由第三学期一周的认识实习到第四学期两周的金工实习，由第七学期七周的专业方向实习到第八学期八周的毕业实习，使学生将理论与实践相结合，为毕业后能很快适应工程技术岗位打下坚实的基础。

为了提高学生的创新意识及分析问题和解决问题的能力，机械专业改革后的毕业论文（设计）主要有两种形式：一种是选题来源于实习或就业的工厂，联合工厂技术人员攻克难题，完成论文（设计）；另一种是学生分组后自主选题，自拟题目，完成实物。

四改革效果

学生就业和大赛实践对学校的教学效果具有检验和反馈作用[10]。在新的人才培养模式实施过程中，德州学院机械专业不仅保证了理论和实践教学的教学质量，而且强化了学生的创新意识和实践能力，近两年来，学生一次就业率均在98%以上，2010级学生2011、2012两年在省级以上各类大学生创新活动中取得了优异的成绩，其中国家特等奖1项，一等奖8项，二等奖3项、三等奖6项，山东省特等奖6项、一等奖18项、二等奖23项、三等奖19项。作为地方院校，德州学院将继续进行机械专业人才培养模式的改革探索，着力培养能够切实在地方经济建设和社会发展中发挥作用的具有宽厚的理论基础、系统的专业知识以及实践能力、适应能力和创新精神的应用型人才，更好的为地方经济建设和社会发展服务。

参考文献

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对机械设计专业的认识篇7

关键词：机械专业；实践教学；地方高校

中图分类号：G642.4 文献标志码：B ？摇文章编号：1674-9324（2014）03-0236-02

如何准确定位人才培养目标，科学合理构建实践教学体系，实现教学、科研和生产有机结合，培养出高水平应用型创新人才，是地方高校亟待解决的问题[1]。长沙理工大学机械设计制造及其自动化专业的培养目标是“立足于国家及地方经济建设和行业发展的需要，培养基础宽厚、实践动手能力强、综合素质高、视野开阔、具有创新精神和社会责任感的应用型人才”，专业特色是“强化工程实践与动手能力，培养面向基层的高级应用型人才”[2]。基于此，我们在机械类专业实践教学中采取了一些措施，进行了大量探索，构建了促进学生理论联系实际、学以致用的实践教学体系。

一、“一条线、双导师、三阶段、四层次、七模块”实践教学体系的构建

实践教学是机械专业教学活动中的一个非常重要的环节，对培养学生的认知能力、创新能力和动手能力起着十分重要的作用。实践教学是巩固理论知识的有效途径，增强对生产实际感性认知的重要手段，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的有效方法。机械专业属于交叉专业，涉及到机、电、液、控制工程和力学等多学科知识，知识面广，技术更新换代频繁。这就要求培养的人才具有较宽的知识面、较强的适应能力，并且具有较扎实的工程实践能力。目前，机械类专业实践教学环节通常包括课程实验、金工实习、课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等。这种实践教学方法是高等工科院校多年积累形成的，对学生工程实践能力的培养起到了很大作用。但是，随着科技的发展，有些学者认为该教学方法在实施过程中逐步暴露出一些问题[3]，例如有些实践环节相互独立、自成体系，缺乏层次性，有些实践环节内容还出现一些重复。基于此，我们对机械专业工程实践进行了长期的探索和实践，充分考虑各个环节之间的衔接、交叉与融合，提出了“一条线、双导师、三阶段、四层次、七模块”的实践教学体系。“一条线”的特点是将各实践教学环节视为一体，按照实践能力培养进行安排，大学学习期间实践能力培养不断线。“双导师”是指校内教学与实践经验丰富的教师和企业的高级工程师或正在承担新产品研发的技术人员共同指导实践教学工作。“三阶段”是将实践教学环节分为网上调查、定点实习和自助实习三个阶段。“四层次”是指基础知识培养层、专业知识培养层、创新能力培养层和工程能力培养层。“七模块”包含基础实践模块、专业实践模块、创新训练模块、科研训练模块、工程认知实践模块、工程项目实践模块和工程岗位实践模块。该实践教学方法使得课程实验、工程训练、创新训练和综合素质训练有计划、分步骤地融入到各个实践教学环节中，对培养应用型创新人才的综合素质、工程实践能力和创新能力具有重要意义。

二、实践教学体系的实施方案

“一条线、双导师、三阶段、四层次、七模块”实施教学体系主要包含校内实验、校内实习和校外实践等三部分，为了有效地体现产学研合作教育平台的作用，我们采取了如下具体实施方案。

1.校内实验。校内实验分为验证性实验和开放性实验，由基础实践模块和专业实践模块组成。各模块实验内容包含专业认知、课程实验和课程设计等，属于基础知识和专业知识培养层。校内实验通常是采用由专业老师和实验员共同指导的双导师制。专业认知一般是放在进校第一周，包含“我的大学起航”动员大会、实验室参观，主要目的是增强学生对专业的认知和热爱。课程实验根据课程的设置分布在各个学期，主要包括机械制图测绘、机械设计基础实验、机械原理实验、几何精密仪器测量技术实验、液压与液力传动实验、测试技术实验、互换性与技术测量、机电传动与控制实验、金属切削技术及设备实验、工程材料及热成型工艺、工程机械应用技术和工程机械底盘构造实验等。主要目的是使学生通过参观实物和动手拆装等活动，加深对机械结构和机械装备的感性认识。课程设计大多分布在大二、大三学年，主要包含机械原理课程设计、机械设计课程设计、专业课程综合实验和机械制图综合训练等环节。主要目的是使学生了解机械产品关键零部件结构设计的基本工程知识与过程，培养学生树立工程观念，增强解决实际工程问题的能力。此外，开放专业实验室，探索开放性实验教学模式，让学生充分利用实验设备进行有益的实践活动，探索感兴趣的课题，增强学生分析问题、解决问题的能力。

2.校内实习。校内实习包含创新训练模块和科研训练模块，各模块实验内容包含金工实习、技能竞赛和助研实习等，属于专业知识和创新能力培养层。校内实习通常是由专业老师和实验员共同指导。金工实习一般放在第三个学期，在学校机械工程训练中心进行，主要包含钳、车、刨、焊、铣、磨、钻、电火花等加工环节，主要目的是培养学生的动手能力、专业技能和创新能力。鼓励、引导和组织学生参加各种技能竞赛，主要目的是以竞赛为平台，使学生亲自体验机械产品认知过程，综合运用所学知识解决实际问题，达到学以致用的目的，同时还可以培养学生认真工作和踏实做事的态度，也能提高学生与人交往、协作的能力，培养团队合作精神。助研实习通常是高年级学生根据自己的兴趣和爱好，利用课余时间进入实验室，参与教师研究团队中的科研项目，助研实习阶段，采取老师和研究生双导师的方式进行培养。科研工作是实验的延伸与深化，让学生运用现有的理论知识对实验现象进行解释，能使学生的综合能力得到飞跃性提高。

3.校外实践。校外实践环节分为工程认知实践、工程项目实践和工程岗位实践等三个模块。各模块实践内容主要包含企业参观实习、生产实习、企业讲座、假期实践、岗位实践、毕业实习和毕业设计等教学环节，属于创新能力和工程能力培养层。校外实践通常是由专业老师和企业技术人员共同指导。主要目的是了解企业文化、研发、生产、销售和售后服务等流程，了解机械企业的组织架构、各部门之间协同创新的关系，深入一线了解工程中存在的实际问题，运用所学的书本知识提出相应解决问题的方案。毕业设计课题来源于企业生产实际，由企业和学校协商后共同制定毕业设计题目。毕业设计阶段，学生可以待在企业，直接参与企业产品研发的一些初级工作，如查阅资料、部件的设计，参与产品的总体设计、生产工艺设计、产品调试等工作，在企业完成毕业设计任务。从而使学生能够有效结合生产一线，培养其独立发现问题、提出问题、分析问题以及解决问题的能力，培养学生的创新意识和团队合作意识。总之，实践教学是一个完整的体系，在具体实施过程中需要根据学生不同时期的理论知识背景，开展相应的实践教学活动，各个实践教学环节相互穿插、相互补充、相互衔接、相互协同地进行，通过这种循序渐进的实施方式，提高学生的工程意识和创新意识。

根据长沙理工大学机械设计制造及其自动化专业的特色和人才培养目标，结合湖南省打造“工程机械之都”这一经济建设和社会发展实际，在产学研合作教育大趋势下进行了实践教学改革，提出了“一条线、双导师、三阶段、四层次、七模块”的实施教学方法，建立了与生产实际紧密结合的实践教学体系，推进了人才培养与企业发展相适应的模式，从而真正能够培养出高质量，且能适应地方经济发展和社会进步需求的机械工程专业应用型创新人才。

参考文献：

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基金项目：本论文获长沙理工大学2011年教研教改项目支持（项目编号：JG1134，JG1135）。

对机械设计专业的认识篇8

为了调动学生的学习积极性，通过分析传统教学模式下“机械设计基础”课程教学过程中当前存在的问题，结合该课程的特点从教学方法、教学手段、教学内容、教材建设、实践教学等方面对课程教学的改革进行了研究。经过几年的研究与实践，课程教学效果得到了改善，学生的学习兴趣得到了激发，实践能力获得了锻炼。

关键词：

机械设计基础；教学研究；教学方法；近机类专业

“机械设计基础”课程是北京信息科技大学近机类专业工业工程、工业设计的一门重要专业基础课程，其任务是培养学生对机械机构的分析与设计能力，使学生初步掌握基本的设计理论和设计方法。课程在基础课与专业课之间起承上启下的作用，与后续课程衔接紧密，为今后学习专业课程以及工作打下必要的基础，可增加学生的专业适应能力，使其能满足市场经济对人才的需求，有利于学生就业选择。“机械设计基础”课程因其具有分散性、综合性及实践性和公式多、概念多及图表多等特点，给教学工作带来不小的困难，因此怎样充分地利用现有教学资源调动学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，实现北京信息科技大学高素质应用型人才的培养目标，在本课程教学中研究与探索新的教学方法就显得更加迫切和必要了。

一、教学现状分析

1.工业工程、工业设计专业的学生在开始学习机械设计基础课程的时候，大多数学生以前极少关注机械的结构，对机械缺乏一定的感性认识，或对机械的整体认识是模糊的。

2.课程涉及的基础理论内容较广且相对独立，其特点是概念多、原理多、公式多、图表多，内容比较枯燥和单调，所学知识在学生以前的学习中很少接触，初学时往往会感到吃力[1]。在传统教学中，以教师讲授知识为主，学生只是被动地听讲；教学方法单一，无法吸引学生的注意力。

3.部分教学内容陈旧。教师过于注重单个机械零部件的讲解，而对实际工程的机械设计方法介绍不多，忽略了学生的能力与素质培养，使学生容易出现厌学、惧学、弃学的情绪，或为取得好成绩而“死记硬背”，出现“高分低能”的现象。

二、丰富教学方法，完善教学手段

1.教学方法多样化。采用图示教学法与任务驱动教学法相结合进行教学。（1）图示教学法。图示教学法是乌克兰教育家沙塔洛夫经过30多年的潜心试验与研究，提出的一种新的教学方法。该教学方法的核心是“纲要网络”图表，此图表是一种由文字、图形、公式、方框、流程线和表格等组成的教学辅助工具[2]。在讲解各章内容时，利用图表将各个概念、知识点、公式有机串联起来，使其相互关系形象直观地表达出来，有利于学生对所学知识的理解和记忆。按内容和应用可将图表分为“讲授型”和“概括总结型”。例如，在讲授“带传动和链传动”的知识时，当讲解到离心拉力Fc，可列举如图1所示的“讲授型”图表，并加以解释，如“当带作圆周运动时，带本身的质量将在圆周方向产生离心力Fc，而Fc将作用在带的全长上，因此在带各处的横截面上均产生离心拉应力σc；σc过大，将带来不良后果：①降低带的寿命。②带与带轮表面的正压力下降，导致最大摩擦力下降，从而降低带的传动能力。因此应限制带的速度。”在对带传动进行小结时，可采用如图2所示的“概括总结型”图表，由图表可知带是处于变应力状态下工作的，带中产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕向小带轮处。通过图表可将相关内容有机串联起来，让学生从烦琐的笔记中解脱出来，减轻了学生的学习压力，加深了学生对知识的理解和记忆。（2）任务驱动教学法。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，其特点是“学中用，用中学，以用促学”[3]，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。任务驱动教学法的核心工作是根据教学内容设计任务[3]。如在讲授“平面连杆机构”一章时，教师先提出一些与平面连杆机构相关的问题，然后为学生设计了一项任务为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计”，设计的机械必须包含平面连杆机构，并对设计任务进行了一定的解释与提示，如休闲娱乐机械可以是小区活动场所的健身器材；家庭用机械可以是与生活密切相关的家庭用机电产品，包括窗户的开启机构、折叠桌椅、家用折叠梯子、雨伞等。此外，还要求工业设计专业的学生应用本专业知识对产品进行造型设计，工业工程专业的学生应用本专业知识进行产品进行成本核算，等等。在实施过程中，采用企业产品设计模式进行，由学生根据自身专长和兴趣爱好组队，每组3~5名学生，选出1名组长，领导本小组成员进行产品设计。鼓励小组成员进行实地调研，且每位成员均须提出自己的设计方案，由组长组织小组展开讨论，选择最佳设计方案。例如，有小组学生通过调研设计了一款新型家用折叠人字梯，如图3所示，应用了平行四边形机构使踏板同时展开或收起。伴随着一个接着一个的成就感，可培养学生对机械的学习兴趣，提高学生自主学习及与他人协作的能力，为将来工作岗位上的团队合作奠定基础。

2.完善教学手段。（1）利用多媒体与实物模型相结合的教学手段。多媒体课件具有信息量大、图文并茂、声光色结合的立体效果，能扩宽学生的眼界，便于理解，实物模型的示教能起到直观形象的作用。同时，在讲解重点内容时辅以传统的板书，使重点突出、要领清楚，达到教与学的互动效果。通过多种教学手段的应用，对提高学生的学习能力收到了较好的效果。例如，将雷达天线、缝纫机踏板、汽车前窗刮雨器、搅拌机、飞机起落架、牛头刨床等机构以动画形式显示，使死气沉沉的课堂变得生动活泼，增加了学生的感性认识[4]。让一些难以想象的机构生动地呈现在学生面前，便于学生理解。（2）引入计算机辅助工程技术。学生学习计算机软件的积极性普遍比较高，尤其是工业设计专业的学生。因此，在“机械设计基础”课程中将计算机辅助工程技术引入课堂教学，收到了良好的教学效果。例如，在讲解凸轮机构时，可演示如何应用ADAMS软件解决问题；在讲解轴系零部件时，可采用Pro/Engineer建立虚拟的减速器装配体，并将其演示给学生，使学生产生好奇心，萌发急于寻求答案的求知欲望，增强学习的自觉性。为了便于学生学习，开设了多项关于相关软件应用的开放性实验。3.丰富考核方式。为了增强学生对机械的总体认识，在开学之初便将机械发展史作为一项大作业布置给学生，并计入总评成绩。让学生自行学习查找相关资料，写出相关机械的发展历史，如中国机械发展史、世界机械发展史、汽车发展史、飞机发展史、机器人发展史等，让学生在查找资料的过程中，对机械及其发展有一个总体的认识[5]。同时，在应用任务驱动教学法教学过程中安排了设计任务，将根据学生完成的作品质量计算平时成绩并计入总评。

三、精练教学内容，进行教材建设

1.精练教学内容，挖掘教学素材。从生活中挖掘教学素材，可以拉近学生与机械之间的距离。机械与生活紧密相连，挖掘生活中的“机械设计基础”课程教学素材，可以使枯燥的机械生动化，单一的教学内容变得丰富多彩。列举生活经历或新闻报道中引人入胜、趣味性强的案例，并编拟贴近实际且内容新鲜的应用问题，让学生感到所学内容有用、有趣[6]。例如，应用折叠雨伞、折叠桌椅、窗户开启机构讲解平面连杆机构；应用机械锁、开关等讲解凸轮机构；应用机械钟表、玩具等讲解齿轮机构。

2.建设课程教材。因材施教，积极进行教材建设。课程组在老教师的带领和指导下，虚心向兄弟院校取经学习，以极大的热情教书育人和潜心进行教学研究，应用图示教学法进行了教学实践，将积累的经验和教学成果固化进教材，正式出版了《机械设计基础》教材，并编写了《机械设计基础实验指导书》。

四、加强实践教学

1.引导学生进行大学生科技创新计划项目。以大学生科技创新计划项目为载体，引导学生进行主动实践、自主学习的实践教学模式。为了扩大学生的视野，提高他们实践动手能力，鼓励学生课余时间走进实验室进行学习与研究，使得学有所需的学生都有机会参与其中，充分利用实验室的各种资源，得到有益的锻炼和提高。工业工程、工业设计专业的学生先后开展了“基于人因工程学的超市货架设计”、“节•阅———公共绿色照明阅读桌创新设计”、“模块化组合式家具设计”等多项大学生科技创新计划项目的研究。有工业设计专业学生参与的捷能车队更是通过大学生科技创新计划项目的研究收获了多项成果，该团队设计的节能车多次获得Honda中国节能竞技大赛最佳技术奖、最佳设计奖、最吸引眼球奖等。

2.积极组织学生参加竞赛。组织学生参加机械创新设计大赛、三维数字化创新设计大赛，让学生真刀实枪的去干，利用课堂上教授的理论知识，品尝创新的滋味。工业设计专业学生参与设计的“家用多功能折叠购物车”、“防反光可调节黑板”等作品先后获得首都高校机械创新设计大赛的奖项。“农用翻土机设计”、“自动选种机”、“按摩椅设计”等作品获得了全国三维数字化创新设计大赛的奖项。

3.设置开放性实验。为了使课程实践环节得到进一步充实，增加实验学时，课程组开发了多项开放性实验，如“典型机构运动仿真分析与验证”、“典型机械拆装测绘与结构分析实验”、“小型机器人创意设计与制作实验”、“机械方案创新创意设计模拟实施与分析改进”、“常见机械传动系统建模与仿真分析实验”等，完成实验的学生可以获得创新学分，鼓励学生课余时间走进实验室。

五、结论

经过几年的研究与实践，北京信息科技大学近机类专业工业工程、工业设计的“机械设计基础”课程教学效果得到了改善，学生的学习兴趣得到了激发，学生的实践能力获得了锻炼。课程教学的改革与研究使学生能学以致用，增强了学习的自觉性，促使学生从“要我学”向“我要学”转变。

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