机械运动教学设计范文篇1
创新是一个民族的灵魂，是人类社会发展的不竭动力，自19世纪工业革命以来，创新推动着机械工业不断发展。特别是近十余年来，包括信息科技在内的高新科技与传统机械科技的融合，形成了新的概念与思想、新的结构与功能，新产品新工艺不断涌现。机械工业的进步促进了机械工程学科的创新与发展，同时对机械工程教育提出严峻的挑战。在我国，高职院校机械类专业均开设了《机械设计》课程，它为一般的机械类产品设计提供了基本原理和设计方法，而设计原理、设计方法的创新同产品综合性能的创新是一脉相承。因此，对于机械类大学生而言，如何在课程教学中加强创新意识、创新思维、创新知识、创新人格的培养就体现的尤为重要。本文将分析目前高职院校机械设计创新教育存在的问题，通过创新教学思想、创新理论教学内容、创新实践教学内容和创新综合课程设计等，对培养学生创新能力进行了有益的探索。
1.目前高职院校《机械设计》创新教育存在的问题
1.1教学方法与手段方面随着科学技术的日益发展，提倡在教学中充分利用多媒体技术的背景下，受教育资源等客观因素的影响，相当一部分学校的《机械设计》课程教学仍处于传统的教学模式中，即教师借助于挂图、简易的实物模型等来说明机械的工作原理、结构、设计理论与计算方法。由于教师语言的表达能力的差异和学生知识水平的参差不齐，这种教学方式很难达到教与学的共鸣，理论与实践的严重脱节，部分学生听完也只能知其然但不知其所以然，导致学生在下面被动听的应试教育，把设计看作是自己遥遥不可及的顶点，甚至认为和自己没有关系，被动学习，没有创新意识。
1.2人才培养的目标不明确，影响创新教育教学目标是教学的灵魂，教学要以目标为起点，又要以目标为归缩。我国在很早就提出建设创新型国家，所以高等学校都具有培养创新型人才的重任，即把培养具有创新精神和实践能力作为重要的质量目标，重点是提高学生的发展能力。什么是学生的发展能力？我们认为它应该具备适应社会发展需要，既适应当前又适应未来的能力，而一些专业教师对当前经济发展状况和未来趋势陌生，对企业发展人才需求及岗位能力要求缺乏应有了解，对企业技术进步和科技发展前沿、新技术应用缺乏足够的了解、认识和掌握，缺乏实践经验等，这些因素往往会造成他们对所承担的专业教学培养目标定位不准，从而也就无创新能力教育可谈。
1.3教学内容的选择不合理，忽视学生创新能力的培养目前，我国的高等教育由精英教育转变为大众教育，高职生源素质有了很大的变化，其高考文化成绩大都位于考生群体的中间层，逻辑思维智能优势不突出；另一方面随着社会发展与科学技术进步，新技术、新工艺不断涌现，催生了特殊功能的零件，出现了许多新的设计理念和设计方法，特别是计算机辅助设计。因此在教学中应适当增加新知识、新方法和新理论。
1.4客观条件的利用和创造存在局限性虽然有的学生具有创新动机，能积极寻找新的学习方法，但由于学校创造性学习条件的局限以及学生自身不善于利用学校的现有条件，缺乏向知识经验丰富的老师或同学请教的勇气，往往不能把握本学科最新发展的动态和相关学科知识的横向关系，由此制约了学生创新能力的进一步发展。
2.本课程教学中创新能力培养思路
2.1教学思想的创新
2.1.1教师要有强烈的创新意识自古以来，我国教师的职责被限定为“传道，授业，解惑”，它对教师所持的“以传授知识为中心”的教学观念，有着根深蒂固的影响。如果教师本身缺乏对认知理论的学习和研究，自身没有建立起创新教育的意识，对学生创造性天赋和行为所表现出来的个性特征了解的十分有限，缺少促进学生创造性思维发展所需的具体教学策略和技能。只停留于替学生“解惑”，而没有让学生学会和掌握“解惑”。一个创新精神、创新能力方面的欠缺的老师，如何对学生所进行创新能力教育。
2.1.2创新能力的培养作为《机械设计》教学的一个重要目的传统的课程教学的目标只是要求学生掌握，机械零件设计的基本原理和基本方法。创新教育只是作为其中一个内容而非目的。实践证明培养学生的创新能力比单纯让学生掌握机械设计的基本知识更为重要。机械设计理论和方法是机械创新的基础，而创新能力是学生进行机械创造活动的出发点和内在动力。这就需要把对学生创新能力的培养与正常的教学活动有机的融为一体。需要把这两者都作为教学目标进行考核和评估。
2.2创新理论教学，培养学生创新能力
2.2.1构建有利于培养学生创新能力的课程教学内容传统的机械设计课程是以工作原理—常见类型—失效形式—结构的合理设计—参数的合理选择—必要强度、刚度及寿命计算为教学路线，这种教学内容突出是机构分析和机械设计理论，逻辑性较强，但学生一旦遇到工程实际问题就会茫然不知所措，也即解决实际问题能力十分有限，因此我们要改变传统的以机构分析为主线的课程体系，构建以机械设计为主线、创新能力为培养目标、基于工作过程的新课程体系。该体系可将教学内容划分为三大模块十三大项目（如上图），积极采用项目教学法，以工程事例为任务起点，以解决实际问题为归宿，增强教学内容与职业活动之间的联系。新课程体系更加贴合工程实际和人才培养的规律，充分体现了学生设计能力培养的循序渐进性，为学生创新能力的培养建立了一个良好的基础。
2.2.2积极引入培养学生创新能力的工程实例在理论教学中注意引入工程实例，注意基本理论知识与工程实践的结合，通过开阔学生的眼界来提高学生的创新能力，激发学生的创新热情。摩托车就是一种机械，为什么有了自行车后又要创造摩托车，学生根据生活经验可以感受到机械创新的原始动力。通过这样的方法，学生感到创新不再是一个空洞的想象，而是真真切切的一种现实需要，同时也意识到创新并不是高不可攀的事情，只要勤于思考，认真探索．具备扎实的专业基础知识，就能完成一定的机械创新设计。
2.2.3积极采用有助于培养学生创新能力的现代化教学手段组织好课堂教学，是培养学生创新能力的关键，在课堂教学中给学生提供一个充分发挥自己想象力和创造力的环境，是培养创新意识和创新能力的前提。随着现代计算机技术和多媒体技术的高速发展和应用，相应教学软件的大量涌现，在课堂教学中，应充分利用照片、录像片、机构运动的动态模拟和三维动画演示等，让原本一个枯燥无味静止不动的东西变得“活动”起来，如介绍缝纫机的踏板机构、公交车门启闭机构，液体搅拌机机构时就能直观、形象地展示其运动原理，以此激发学生的学习兴趣，提高创新意识。
2.2.4积极传授机械设计发展的最新成果，提高创新设计手段授课时增加一些机械设计发展的前沿动态，新的设计理念，新的评价标准，新的设计手段及方法等，如介绍机械产品的绿色设计思路，用“零污染、低消耗、零损害”来衡量设计的产品，介绍一些常用设计软件，如Pro／E，UG、ADAMS等集三维造型、有限元分析、机构动态仿真及计算机辅助制造于一体的大型高级软件；在教学中介绍应用ADAMS软件直接建模，或利用Pro／E，UG等三维建模软件对零件进行建模和装配，再导入ADAMS中，基于ADAMS软件建立虚拟样机，仿真其运动过程，进行运动和动力仿真分析，并可以分析和比较多种方案，即做到优化设计。切实提高其设计思维的高度，增强设计手段的先进性与快捷性。
2.3创新实验教学，培养学生的创新能力
实验是机械设计教学中不可缺少的部分，它可以帮助学生加深对理论知识的理解。原来的机械设计实验仅仅是为了验证某种理论，演示某种运动，缺乏研究性、缺乏创造性、无益于学生创新能力的培养。为适应新的课程教学体系，可将演示性实验改为学生探索性实验，让学生在教师的引导下思考实验原理、实验步骤，自己实际操作实验过程并处理实验结果，成为知识的主动探索者，强化创新意识。为此，我院建立了机械创新设计实验室，引进了多种机械创新综合实验台，为学生提供自主实验的平台和环境，学生可以根据自己设计思路与方案进行搭接、装配并测试这种方案的合理性，由此学生可以进行传动系统方案创意组合，激发创新的思维，提高创新意识和能力。
2.4创新课程设计教学，培养学生的创新能力
课程设计是机械类专业学生的重要的实践性教学环节之一，对于培养学生创新设计能力起到关键作用。在理论课程教学结束后，大多数学校都安排了2-3周集中的课程设计，通过课程设计，可以把《机械设计》、《机械原理》、《机械制图》、《金属工艺学》、《工程力学》、《公差配合》等课程的知识进行综合运用。一直以来，课程设计的选题大都是以减速器为题，这是因为减速器覆盖了机械设计课程中的大部分内容，便于学生将所学的知识灵活地运用到设计实践中去，适合学生学习。因此，从某种意义上来说，选择减速器作为题目毋容置疑的。然而，每届学生都重复同样的设计题目，完成同样的设计内容，务必会影响教师的创新精神，缺乏新鲜感，更加抑制了学生创造性的发挥。
2.4.1在平时课程教学中完成减速的设计把减速器作为平时教学设计课题，分解到平时的课程教学中，即在学期初就将设计任务书下达给学生，让学生带着任务，有针对性地、有目的性学习。将带传动和齿轮计算部分、支承零部件部分、联接件部分放在机械设计基础课程的教学中，作为相应章节的课后的作业，促使学生主动学习。结构部分可以放在学生“装拆减速器试验”一节中同步进行。课程设计采用这种方法，使得大部分工作都是在学生的课余时间完成的，设计时间长，学生遇到困难可以有足够的时间思考，教师也很方便和学生一起解决设计中遇到的问题，启发学生自主发现、独立思考、提高分析问题和解决问题的能力。
2.4.2集中课程设计采用多样化的设计课题，充分发挥和挖掘学生的创新设计能力由于在平时教学中学生已经有了减速器设计的丰富经验，在集中课程设计时，应该拓宽课程设计的选题，使之更加多样化，最好能够和生产实际相结合。比如选择历年的机械设计创新大赛课题，一些典型的儿童玩具，有条件的话还可以带领学生到工厂参观见习，甚至可以让学生装拆机器实物，了解机器内部零部件的形状、结构和装配关系，对加工制造的工艺过程形成初步的认识，在此基础上，让学生自主选择设计课题，提高了学生自主参与的积极性，学生设计的兴趣也就增强了。内容拓宽了，眼界开阔了，效果也就提高了。实践证明，课程设计选题的多样化，不仅能够让学生得到更多的工程设计训练，锻炼其专业素质，特别能发挥学生的主观能动性，充分挖掘了其创造性思维。
机械运动教学设计范文篇2
关键词：机械设计；教学内容；教学主线。
《机械设计基础》课程是机械类专业的一门重要的技术基础课程。它的主要任务是使学生掌握各种常用机构及通用零件的工作原理、特点和应用的基本知识，使学生初步学会根据具体条件及与本课程有关的标准、规范，选用机构及零件类型，并能对机构的运动、零件工作能力进行简单的校核，从而具有设计简单机械传动装置的能力。对这门课程的教学，主要作了以下探索。
一、合理安排各章顺序开展教学
由于机《械设计基础》所介绍的常用机构及通用零部件众多，为了不使学生感到“繁杂”，合理安排各章顺序是很重要的。
“轴”在机《械设计基础》中是很重要的一章，轴的设计涉及到轴上的所有零部件。如联轴器为标准零部件，在选择时，其轴孔直径影响到轴的最小直径；齿轮的尺寸影响到齿轮所在位置处转子的直径；在进行轴的结构设计时，轴上传动零部件的受力情况，影响到滚动轴承或滑动轴承型式的选择，进而影响支承所在位置处轴的直径及轴的结构。因此笔者在讲授时，将“轴”的内容安排在最后讲。先介绍各种联接、传动及支承零部件的工作原理及其设计，然后通过介绍“轴”的设计，将各种联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、滚动轴承及滑动轴承等零部件综合在一起。这样做容易使学生感到系统性强、条理清晰。
二、围绕一条主线开展教学
任何一门知识都具有系统性，《机械设计基础》亦如此。因此课堂教学应围绕一定的主线展开。
《机械设计基础》上半部分主要介绍了三大类常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，其中各类机构又可划分为很多种类。由于种类众多，容易使学生感到内容繁杂。为了使学生从总体上把握各类常用机构，在讲解时以常见的往复式四冲程内燃机作为这一部分的教学背景或主线。使学生在学习某种常用机构时，联想到其它常用机构，并进一步引导学生主动分析各种常用机构的异同点。
往复式四冲程内燃机利用平面连杆机构变换运动形式（移动形式与转动形式之间的变换），实现可燃气体的进气、压缩及排放；利用齿轮机构变换运动速度；利用凸轮机构变换运动形式（将转动形式变换为移动形式），实现进气阀与排气阀的开关；最后通过飞轮实现输出转速波动的调节。内燃机工作过程所涉及的内容包含了《机械设计基础》上半部分需要讲授的所有主要内容应该在第一章中给学生较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。
如在讲解曲柄滑块机构时，讲到该机构有两种类型，即对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构。然后提问：在内燃机中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型？接下来讲解这两种类型的区别，即对心曲柄滑块机构没有急回运动，而偏置曲柄滑块机构存在急回运动。然后解释内燃机的输出要求尽可能匀速输出，故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例讲解对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构的特点，能使学生印象深刻。
三、紧密联系课程设计内容开展教学
《机械设计基础》下半部分是关于通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。通用零部件种类较多，如有螺纹联接、键联接、销联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器等，学生对这部分内容普遍感到“繁杂”。在介绍这部分内容时可考虑与对应的课程设计内容相联系，如与带式输送传动装置（减速器）的设计相联系。
众所周知，课程设计是高等工科院校相关专业学生运用所学相关理论知识解决工程实际问题的第一次较全面的设计训练，是机械设计课程的一个重要教学环节l21。因此笔者在《机械设计基础》下半部分教学中以工程设计为目标，以减速器为主线。使学生在学习各种通用零部件时能够密切联系实际，同时能从全局高度理解各零部件间的关系。
如齿轮传动设计，通常已知传动方案、转速比、传递功率及输入轴转速。笔者在讲解时告诉学生，传动方案是根据使用情况及各种传动方式的特点首先确定的。传动方案可以包括齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动或它们的组合。而在齿轮传动部分，转速比的选择一方面与齿轮传动类型、齿轮精度、方式有关，另外也与整个系统各部分传动比的分配有关。传动比的不同分配，决定了齿轮所受到的力的大小和齿轮的尺寸，同时对齿轮所在主轴的结构尺寸和滚动轴承的选择产生影响。因此齿轮传动设计不是孤立的，它对整个系统各零部件的设计都有影响，设计时应综合考虑。
四、在教学中引入现代机械教学内容
传统机械主要由原动机、传动部分及执行部分3部分构成，这也是机《械设计基础》这门课所要讲述的对象。但随着科学技术的发展，现代机械的应用范围不断扩大。所谓现代机械是在传统机械上集成了控制系统、测试系统及其它辅助系统（如故障诊断、显示等），以提高生产自动化水平、延长设备使用寿命、保护环境等。
目前大多数《机械设计基础》教科书没有“现代机械”这一方面的内容介绍。笔者认为，一方面，教师应该强调现代机械仍然是以机械工程为基础的，工科学生必须具备机械设计基础知识，为后继专业课程的学习及日后从事技术革新创造条件；另一方面，教师在讲课时也应适当介绍一点现代机械特别是机电一体化机械方面的知识。这不但不会削弱所应讲授的传统机械方面的内容，反而会加深学生对机械的发展及整个机械大系统的理解，增强学习机械设计基础知识的积极性，消除“机械过时论”或“机械无用论”的错误思想。
五、结论
《机械设计基础》是一门非常重要的技术基础课，内容较多，但课时相对较少。研究如何在教学中培养学生机械大系统的观念、工程意识、机械设计能力、创新意识是非常重要的。而教学内容、教学方法的不断改进，有助于提高学生的学习兴趣，增强他们学习的主动性，为今后进行相关机械设计工作打下良好的基础。
参考文献：
[1]杨可桢，程光蕴。机械设计基础[M]。北京：高等教育出版社，1999。
[2]朱如鹏，郭学陶。机械设计课程设计[M]。北京：航空工业出版社，1995。
[3]徐龙祥，欧阳祖行。机械设计[M]。北京：航空工业出版社，1999。
[作者简介]熊细保（1947—），男，江西丰城人，汉族，江西渝州科技职业学院副教授，主要从事机械类专业教学工作。
机械运动教学设计范文篇3
（淮安信息职业技术学院江苏淮安223003）
摘要：针对高职教育压缩理论课时而教学内容并未减少的实际情况，将“工程力学”和“机械设计基础”两门课程的教学内容进行了优化整合。通过采用“并行”和“串联”方式进行授课，及时将“工程力学”课程知识应用到后续“机械设计基础”中，既节约了教学时数，又提高了教学效果。
关键词：工程力学；机械设计基础；课程优化整合；高职教学
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2014）07-0110-03
“工程力学”是机械类专业的一门专业基础课，研究工程构件最普通、最基本的受力、变形、破坏以及运动规律，为“机械原理”、“机械设计”等技术基础课和一些专业后续课程的学习打下必要的基础。原有“工程力学”课程内容包括理论力学和材料力学两大知识模块，“机械设计基础”课程内容则包括机械原理和机械设计两大知识模块。现在我们将“工程力学”和“机械设计基础”合并为一门“机械设计基础”课程，其中力学部分分配了约20学时，机械设计基础部分分配了约70学时（含6学时的实验）。这不仅考验教师的教学组织能力、授课方式及技巧，还考验学生的接受能力。如何在教学时数大幅减少，而教学目标和教学内容几乎没有变化的情况下，把这门整合后的课程上好，对教育工作者带来了很大挑战。近十几年来，笔者一直从事“工程力学”和“机械设计基础”等课程的教学，熟悉相关知识点之间的衔接，针对学时减少等课程整合后的问题，试着对授课方法作了一些调整，对授课内容顺序进行了优化整合，对相关知识点作并行讲授，收到了理想的教学效果。
两课程的教学内容分析
（一）工程力学
机械类专业的“工程力学”课程教学主要是为后续课程“机械设计基础”服务的，机械设计中用到的设计理论都是源于工程力学中材料力学部分，而材料力学的学习又必须以理论力学为基础，所以理论力学的静力学概念和公理、受力分析、力系及平衡是机械设计的必备知识。材料力学中的材料力学基本概念、杆件变形基本形式、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形这些内容，在机械设计中是必不可少的，所以这些内容也是必要的教学内容。
（二）机械设计基础
“机械设计基础”课程主要是培养学生学会机构原理分析、传动参数计算及典型零件的设计或选用，为学习后续机械制造技术和机械制造工艺等专业课程进行必要的知识储备。机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、齿轮传动、轮系、螺纹联接和键联轴、轴承等内容都是必须学习的知识点。
两课程知识点的关联性分析
（一）工程力学各知识点之间的关联分析
“工程力学”课程各知识点之间是密切关联的：（1）静力学概念，这部分内容主要是对力学中相关名称的规范性定义或描述，是力学工作的“语言”，它贯穿整个力学教学和学习过程，是后续力学课程各章节的基础知识。（2）静力学公理，揭示了作用在物体上各个力之间的内在规律，是前人总结出来的规律，学习它后可以对物体进行正确的受力分析。（3）受力分析，主要介绍构件的受力分析步骤及方法。受力分析贯穿工程力学的始终。教会学生进行正确受力分析技巧在工程力学教学中显得尤为重要。（4）力系及平衡，这部分知识主要揭示在平衡状态下，作用在物体上各作用力之间存在的内在联系，为建立各个作用力之间的关系提供理论支持，进而可以利用平衡来分析和求解作用在物体上未知的力。它是我们由已知世界探索未知世界的连杆。（5）材料力学基本概念、杆件变形基本形式，是材料力学基础知识，为我们研究材料变形、受力分析提供了方法。（6）轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形，揭示了工程中或机械中构件最基本的变形规律、强度校核和尺寸设计方法，是后期机械零件设计的理论依托。由以上分析可见，工程力学各部分知识点之间的关系如图1所示。
（二）机械设计基础各知识点之间的关联分析
“机械设计基础”课程各知识点之间是密切关联的，共同构成一个有机的整体：（1）机构自由度是分析机构和机器运动情况的理论基础。我们设计的机构或机器一定要按照人为设定的轨迹运动，既然这样，大多数运动装置设计时就要先进行自由度计算。若自由度和机构的主动件的数目相同，则该装置就能按照设计的轨迹工作，否则该机构根本就不能动或运动过自由。（2）平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构是机器中常见的基本机构，复杂的机构和机器一般是由这些机构组成的。（3）带传动、齿轮传动、轮系是机器中常见的传动系统，设计机械时也要进行传动系统的设计。（4）轴是机器中重要的零件。轴是用来支撑机器中回转零件的，是整台机器的核心。（5）轴承也是机器中重要的零件，它是用来支撑轴的，以保持轴的回转精度。（6）联接是介绍机器中零件之间最常见的联接方法，在机器选用某一型号的此类联接时要进行轴向拉伸、挤压强度或扭转强度计算。
所以，我们在教学过程中，通过设计一整台机器将上述各知识点相互关联起来，其相互关系如图2所示。
（三）两课程各部分知识点的关联性分析
“工程力学”和“机械设计基础”两门课程之间，有许多知识点具有很强的关联性：（1）“机械设计基础”在进行机构自由度分析时，运动副的类型和工程力学中约束类型及性质有关联。（2）平面连杆机构的识图、连杆机构特性分析时压力角和传动角的确定和工程力学中的受力分析有关联。（3）凸轮机构和间歇运动机构特性分析和工程力学中受力分析有关联。（4）带传动、齿轮传动、轮系的设计所依据的是工程力学的受力分析、力系及平衡、强度计算。（5）螺纹联接和键联接和工程力学中的受力分析、轴向拉伸与压缩和剪切与挤压强度计算密切相关。（6）轴设计要进行受力分析、扭转强度设计及弯扭组合强度校核无不与工程力学相关。（7）轴承的失效分析是利用工程力学中的受力分析来进行的。
两课程教学内容的优化整合
基于以上对每门课程各个知识点及两课程之间各知识点关联性的分析，将各部分内容按照图3方式进行教学优化整合。
首先，以静力学概念和公理作为基础，将“工程力学”课程受力分析、力系及平衡两部分知识点与“机械设计基础”中机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构知识并行到一起。学生先学习受力分析和力学及平衡部分知识，再学习机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等知识。
其次，因“机械设计基础”中的联接部分需要进行挤压强度、剪切强度、轴向拉伸与压缩强度计算或考虑弯曲变形和扭转变形部分的知识，所以需要“工程力学”的轴向拉伸、剪切与挤压、扭转变形和弯曲变形等知识作为铺垫。
再次，齿轮传动、轮系及带传动需要以受力分析、强度理论、机构自由度、平面连杆机构等知识为基础，所以应将这部分知识放到后面讲授。
最后，轴及轴承用到力系及平衡、扭转变形、弯曲变形、组合变形等知识，所以将这两部分知识安排到组合变形后面学习比较合理。在讲组合变形强度理论后就讲授轴的知识会收到较好的应用效果。
优化整合教学与传统教学效果比较（以我院机械制造与自动化专业为例）
机械设计基础总教学时数90学时，其中力学部分占20学时，机械设计占70学时。传统讲授顺序是先用20学时将力学内容全部先讲完，然后再花70学时从机械设计原理讲到机械零件设计。传统教学方式，在实施过程中经常会出现以下情况，即讲零件设计时用到的受力分析学生已经感觉很陌生，老师不得不又花时间将前面的知识点再请出复习一下。本来在这种教学方式下，教学时数就相对紧张。再经常花时间去温故知识点，这就让教学时数显得更加吃紧。这种现象导致的结果就是老师不停的赶进度，学生来不及消化就匆匆学习新章节。
如讲光滑接触面约束时，大概10分钟讲授，20分钟举例，讲这部分内容学生很容易理解和接受。但到后续机械设计课程中学习平面连杆机构传力特性时，要用到这部分知识，这距离上次这部分内容学习间隔至少一个月了。学生已经对光滑接触面约束力特点显得很陌生了。那么老师就得先花大概5分钟的时间去复习，然后用20分钟左右去讲压力角和传动角概念，接着再用30分钟时间去举例讲授或练习各种平面连杆机构压力角和传动角的分析。共用时85分钟。
经过优化组合后，光滑接触面约束刚讲完，就讲平面连杆机构的压力角和传动角概念，大概需用时间25分钟，然后就以平面连杆杆机构为例，练习光滑接触面约束力的方向分析、压力角和传动角分析，大概用时35分钟。这种方式共用时60分钟。
通过比较，优化整合教学可节约25分钟的教学时数。不仅如此，通过现学现用，学生做到了对知识点及时消化、吸收和应用。
这种优化整合式教学效果还可以从以下表格数据中得到启发（以2011级制造专业1班和2班为例）。
由上表不难看出，优化整合不仅在教学时间上显得宽裕，而且学生在课程堂上就能将学习内容消化吸收，及时应用，学习效果明显优于传统教学方式。
综上所述，“工程力学”和“机械设计基础”是紧密联系的两门课程，将各部分知识优化整合，不仅能节约教学时数，还能增强教学效果，为后续其他专业课程的教学奠定扎实的基础。
参考文献：
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[4]杨建波，王维，蒋平．中少学时工程力学教学及教改探索体会[J].教育教学论坛，2010（6）：25-27．
机械运动教学设计范文篇4
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.
机械运动教学设计范文篇5
关键词：OBE；工程教育；《机械原理》课程设计
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）21-0057-02
为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（Outcomebasededucation，简称OBE）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于OBE理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。
《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。
本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。
遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出OBE所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。
在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。
此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。
任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。
改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。
选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。
平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。
设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。
答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。
通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。
此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践，发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，OBE工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
参考文献：
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[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式――汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.
机械运动教学设计范文
关键词：机械原理；系统化；多样化创新性设计；实践性
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。
参考文献：
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机械运动教学设计范文篇7
“大众创业，万众创新”是现时代的鲜明主题，创业创新离不开扎实的工科基础，高等工程教育则为创业创新提供理论基础和人才储备。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。如何将这个工程教育界的最新成果引入国内，并本土化服务于我国的工程教育，国内学者做了大量的研究和工作。潘柏松等提出的S-CDIO培养模式，该教育模式是基于协同理论的CDIO工程教育模式，参与各方必须通力协作，在合作共赢的基础上致力于学生工程知识和能力的培养。吴鸣等提出以工程能力培养为导向的CDIO培养模式，认为工程能力是工科毕业生最重要、最基本的素质之一，工程教育从内容组织、培养方式、实施过程都要着力于培养学生的工程能力，借以提高工科学生的就业适应面。以上的研究成果对CDIO工程教育模式的本土化起了很大的引领作用，加速了CDIO工程教育理念在我国的进程和发展，推动了我国工程教育的发展。但是，纵观以上的研究成果，只就CDIO工程教育模式本土化过程提出相应的框架、课程体系、实施过程以及评价体系，鲜有将CDIO工程教育模式与具体专业知识、专业技能传授过程有机结合的本土化CDIO培养模式，因此，在我国CDIO工程教育模式本土化进程中，有必要研究CDIO工程教育理念与具体专业教学内容的深度融合。笔者在深入研究CDIO工程教育模式的理念、内涵和实施过程后，将CDIO工程教育模式与机械本科专业的基本知识与基础理论传授过程深度融合，提出了机械工程领域的CDIO（MechanicalCDIO，简称M-CDIO）项目教学体系，并对M-CDIO项目教学体系的内涵、特征以及实施过程进行了详细的阐述。
一、CDIO工程教育模式与机械本科专业教学的嵌合
1.CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等四所大学组成的工程教育改革团队提出、并持续发展和倡导的全新工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、和运作（Operate），它是以工程能力培养为目标，将工科毕业生的能力分为工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面，涵盖17种不同的主要能力，在执行操作层面细分为更具体的73种不同的技能。国外高等工科院校的实践证明：实施CDIO工程教育模式的学校，这4个层面得到充分培养和训练的工科学生，就业前景普遍看好，大都供职于大型的跨国公司。
2.机械工程本科专业的CDIO项目教学体系。以“厚基础，强能力”为人才培养目标的应用型技术大学，更重视学生工程能力的培养。CDIO工程教育模式的实施必须与专业教学内容深度融合，赋予它新的内涵与特色，图1（见下页）表示了CDIO工程教育模式与机械本科专业的有效嵌合。
由图1可知：机械领域产品开发的四个环节（模糊前端、设计阶段、制造阶段和产品销售）与CDIO工程教育的四个阶段（构思阶段、设计阶段、实施阶段和运作阶段）不谋而合。这样，在机械本科专业的教学中，以CDIO工程教育模式为纲领，以机械产品研发到产品运行的生命周期为载体，以学生为中心，以工程能力培养为目标，以“项目”、“微项目”为手段，将机械领域的基本知识和基础理论糅合在“项目”、“微项目”的方案原理构思，装配图、零件图设计，零件制作实施和产品销售、售后四个阶段，赋予CDIO工程教育模式中构思、设计、实施和运作四个阶段新的内涵，实现CDIO工程教育模式与机械领域教学的有机结合，形成了机械工程领域的CDIO（MechanicalCDIO，简称M-CDIO）项目教学体系，并具有以下特征。
1.良好的工程能力培养。在M-CDIO项目教学体系中，随着糅合了机械领域的基本知识和基础理论的“项目”、“微项目”实施，学生的工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面都得到了全面、系统、具体的训练，培育满足现代社会和现代工程需要的、具有较强工程能力的工程技能型人才，符合我国应用型高校的办学定位和人才培养目标。
2.“情境式”、“体验式”学习工程理论知识的环境。在M-CDIO项目教学体系中，学生组成学习小组，通过相互分工、协作完成“项目”、“微项目”的形式学习机械领域基本知识和基础理论，改变了传统以“记忆、考试、拿证”为目的的工程理论知识学习模式，为学生提供了在学中用，在用中学的情境，实现理论与实践的有机联系和良性互动，使知识从实践中来，又回到实践中去，符合哲学领域的认识实践观。
3.“学生中心，教师主导”的授课模式。在M-CDIO项目教学体系中，需以学生为中心，以“项目”、“微项目”为抓手，针对机械工程专业每门课程的特点，设置若干个糅合了课程的基础知识和基本技能不同的“项目”、“微项目”。课程的学习，先通过教师授课，讲解本课程的基本概念、知识点，然后让学生完成这些“项目”、“微项目”来再现、巩固课程知识，使一些抽象的概念具体化，使过去从实践中抽象而获得的知识、理论重新回到工程实践中，指导实践，学生在实践中主动、积极地学习课程知识。
二、M-CDIO项目教学体系在机械工程本科专业的实施过程
机械系统一般由动力系统、传动系统、执行和控制系统等子系统组成。机械类本科专业毕业生应该具备根据机械系统的功能，能够独立地完成机械系统构思、设计、制造和运作的基本能力，为社会、企业提供优质高效、物美价廉的机械产品。如果将机械系统功能、结构的完整呈现看作是一个大“项目”，则系统中的子系统功能、结构的呈现可以看作是一个“微项目”。M-CDIO项目教学体系的实施，关键在于对“项目”、“微项目”的具体落实和完成，大致要经过以下过程。
1.“?目”总体方案原理设计。根据机械系统的功能要求，确定机械系统的基本工作原理，进而获得完成该功能的技术系统，确定总体的主要参数和结构布局设计，形成机械系统总体方案设计图和结构布局图，同时编写总体设计报告及技术说明书，为“项目”的顺利实施和完成奠定基础。
2.“微项目”方案原理设计。根据图的机械系统组成，设计实现各个子系统功能的方案原理，确定实现各个功能的具体机构，形成机构原理图，编写“微项目”方案设计报告及技术说明书。比如原动机采用电动机还是内燃机，传动系统、执行系统采用什么样的机构来实现，是集中驱动还是分散驱动等。“微项目”的功能原理与结构设计服务于“项目”的总体功能，受“项目”的总体结构布局约束。
3.“项目”、“微项目”的工程图设计。根据前面二步形成的图纸和设计报告，对“项目”、“微项目”进行详细的技术设计和结构设计，最终得到“项目”、“微项目”的总装配图、子装配图和零件图及设计技术说明书等资料。
4.“项目”、“微项目”制造工艺、工装设计。根据现有的制造工艺水平和设计的技术要求，设计零件的制造工艺和装配工艺以及相应的工装夹具。形成“项目”、“微项目”完整的制造工艺过程，并编写制造工艺规程及技术文件，比如绘制工序图，制定工序卡，确定切削参数等。最终得到能完成预定功能的机械产品。
5.“项目”、“微项目”过程管理与运作。由于团队的分工和协作，上述过程离不开“项目”、“微项目”的过程管理与运作。过程管理与运作可以使“项目”、“微项目”按顺序、有步骤、有目的地齐头并进，而不至于出现“短腿”现象，缩短“项目”、“微项目”进程。同时，过程管理与运作还与机械产品后期的营销与售后服务等业务流程有关，也与学生个人的组织、沟通、交流与协作能力息息相关。
上述过程中，第一、二步为“项目”的方案设计阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的C阶段，即构思阶段；第三步为“项目”的图纸结构设计阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的D阶段，即设计阶段；第四步为“项目”的生产制造阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的I阶段，即实施阶段；第五步为“项目”的营销与售后服务阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的O阶段，即运作阶段。在M-CDIO项目教学体系中，随着糅合了机械专业基础知识和基本技能的一系列“项目”、“微项目”的实施和完成，学生不仅在工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面都得到了全面、系统、具体的训练，而且熟悉了“项目”、“微项目”的操作流程，模拟企业项目的运作过程，使学生毕业后能更好的了解和融入企业，寻找到理想的工作。
三、机械本科专业实施M-CDIO项目教学体系的成效
自我校成为全国首批试点学校以来，机械学院在教学上始终坚持CDIO工程教育模式，经过七八年的摸索和实践，形成了自己特色的M-CDIO项目教学体系，具体体现在学生补考率、参加学科竞赛和学生就业率等硬指标上。机械专业自从实施了M-CDIO项目教学体系，专业基础课比如理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等都是学生补考率很高的科目，近4年来学生补考率逐年下降，学生组队参加学科竞赛获奖数逐年增加，获奖质量也得到改善，2012年部级获奖为0，2013年获得0的突破，到2015年获得部级奖项7项，省级获奖也在逐年增加，2015年达到52项，历年最高；机械工程本科专业毕业生的平均就业率不仅从2012年的86.6%上升到2015年的95.69%，提高了近10个百分点，成效相当可观。
机械运动教学设计范文1篇8
关键词：机械设计；教学改革；课程体系
《机械原理》和《机械设计》是我国高等工科院校机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程，其课程教材体系设置、教学内容、教学质量影响巨大。笔者从事《机械原理》和《机械设计》课程的教学工作多年，也多次参与相关课程的教学改革。结合我校精品本科建设项目的实施，下面分别从教学内容的优化整合、教学方式的改革、创新实践活动等角度对机械设计类课程教学作一些有益的改革探索和尝试。
一教学内容的优化整合
作为机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程《机械原理》和《机械设计》，其教材的体系和内容通常相对独立。《机械原理》主要介绍机构学以及机器动力学的知识，主体内容是各种常用机构的分析与设计；《机械设计》主要内容是通用零部件的设计计算。这两门课程的内容体系，存在如下问题：一是把机械产品的整个设计过程割裂开来；二是整个课程体系对机械系统总体方案设计和机械创新设计方面的内容较少涉及。因此，很有必要修改这样的课程结构体系以适应创新人才培养的要求。基于上述原因，我们对机械设计系列课程的教材体系和教学内容进行了较大的改革。我们编写了《机械设计基础》和《高等机械设计》两本教材，打破了传统教学的格局。教材编写依据机械设计系列课程的改革目标和实践成果，以培养学生基本设计能力和创新能力为目标。《机械设计基础》教材的主要内容为常用机构的设计、通用零部件工作能力设计与结构设计，《高等机械设计》教材的主要内容包括机械创新理论与方法、机构的组成原理与类型综合、组合机构设计、平面机构的运动分析与力分析、现代机械系统的总体方案设计以及机器动力学的内容，还有一些机械设计的专题内容，如变位齿轮与变速器设计、机械密封、机械摩擦磨损等。对教学内容进行优化整合时，注意分析机械设计的主要内容与培养学生能力的关系，合理安排课程内容。由于目前机械设计系列课程的授课现状是内容多、课时少，这就要求教师在制定教学计划时有的放矢；在教学内容的安排上围绕“需要”、“够用”、“会用”三方面的要求。授课时注重“掌握概念、突出技能、重在应用”，既要注意理论知识的学习，又要强调实际能力的培养。在教学过程中要不断学习，密切关注科技术发展的新成果、新应用并及时反映到授课当中去，激发学生的学习积极性和创造性。
二教学方式的改革
传统课堂以教师讲授为主，教与学互动不多，很难调动学生的学习积极性，更难激发其创造性。而新型的教学模式要求“以学生为主体，教师为主导，以能力培养为主线，以素质培养为目标”。这些都要求教师必须改革现有的教学方式，丰富教学方法和手段。
（一）精心设计教案
教师认真备课，设计教案。加强师生互动，课堂教学过程中灵活运用设问、延伸、小组讨论等多种教学形式。通过启发教学和知识拓展来激发学生的学习积极性创造性。教案的设计要涵盖教学目的、教学内容、重点和难点、教学方法与教学手段、作业布置、主要参考资料等方面。及时进行课后自我总结分析，找出授课过程中的学生较难理解的地方，采用新的讲课思路，协调师生间的认识理解差距，从而不断提高教师的授课水平，改善学生听课效果，并最终达到提高教学质量的目的。
（二）改进教学方法
为达到教学目的，教师在授课过程中，应调动学生的学习积极性。这要求教师必须发挥在教学中的主导作用，采用灵活的教学方法，将“教”与“学”有效结合起来，形成一个以教师为主导，学生为主体的良好教学氛围。比如项目教学法，在教学中利用一个项目引入课题，再围绕课题讲授相关知识、理论和方法，并通过设置问题、组织讨论等方式来解决问题。其它如类比式、启发式等各种教学方法都可以在课堂上灵活运用，激发学生的兴趣，加深其对相关知识的掌握与运用。学生通过积极主动思考，锻炼了发散性思维能力，也逐渐了解机械设计的多解性。这些方法都收到了良好的教学效果。
（三）丰富教学手段
充分利用现代化教学手段增强教学效果，激发学生学习兴趣。课堂讲授通常使用多媒体课件以节约时间。更重要的是多媒体课件有丰富的视听资源，可以利用图像、动画的视觉效果吸引学生的注意力，便于把抽象理论形象直观地表达出来，激发学生的学习兴趣，从而提高教学质量。例如，在平面机构运动分析部分的教学中，因抽象概念多，传统的图解法和解析法又存在繁琐或难以实际操作的缺点，学生较难理解掌握。我们在课堂教学中引入SolidWorks、ADAMS等三维建模仿真软件，利用虚拟样机技术对机构进行三维建模，动态仿真分析，从而有效地解决了学生对机构的运动特性不易理解掌握的问题，同时极大地提高了学生的学习兴趣和课堂效果。此外，我们通过制作网络课程教学平台，加强师生之间的交流沟通。学生随时能够到网上学习，实现师生实时互动交流。
三创新实践活动
对于机械类的学生来说，机械设计系列课程是启迪学生创新思维、开拓学生创新潜能、培养学生创新能力的重要课程。通过创新实践活动，学生所学的设计理论知识得到实际应用，对培养他们理论联系实际、综合设计能力和创新设计能力非常重要。要培养学生的创新能力，必须打造创新平台，使理论联系实际，知识服务实践。上海理工大学每年都会开展机械工程创新大赛，并且已经连续三届成功承办了上海市教委主办的大学生机械工程创新大赛。该赛事对推进我校“精品本科”建设，营造创新创业教育和学生创新创业的良好生态环境起到了积极促进作用。学院同时还开设了《机械创新及实践》公选课，建立了大学生课外科技创新工作室。大学生创新实践活动也得到了工程实训中心的大力支持，现在工程实训中心已经成为了学院大学生课外科技创新活动的基地。由此，我院的大学生科技创新活动蓬勃发展起来。机械工程学院充分利用这些平台，积极鼓励和组织学生参加创新大赛，培养学生的创新设计能力。上海理工大学在2012年的第五届全国大学生机械创新设计大赛决赛中，获得一等奖2项，二等奖3项；在2014年的第六届全国大学生机械创新设计大赛决赛中，又获得一等奖5项。骄人的成绩进一步成为大学生们在机械创新设计道路上前行的强大推力。
基于高等教育教学改革和创新应用型人才培养规划的提出，机械设计类课程教学改革也必须与时俱进。通过对课程体系、教学内容和教学方法以及创新实践教学等的改革探索，为更好地培养学生的工程实践能力和创新能力奠定了坚实的基础。实践证明，经过一系列的教学改革，机械设计系列课程的教学质量得到了明显的提升，学生的学习积极性被激发出来，其创新能力和分析问题、解决问题能力有了极大的提高，这在学生后续的课程设计、毕业设计以及一系列的创新大赛活动中都有显著体现，并终将为他们未来的工作带来及其深刻的影响。
作者:石云霞沈景凤王新华单位:上海理工大学
参考文献：
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[2]朱永梅,撒红,王明强.以工程能力培养为导向的机械设计课程改革研究[J].江西农业大学学报,2012,(12):89-92.
[3]蒋天弟,颜玄洲.机械设计系列课程改革与课程素质教育[J].江西农业大学学报,2002,(9):162-165.
[4]李慧.《机械设计》课程教学模式改革初探[J].价值工程,2013,(5):284-285.
机械运动教学设计范文篇9
课堂理论教学是传统教学模式的主线，实践教学只起辅助作用，而课堂教学内容的抽象性，更加增大了学生对机械知识及设计的理解难度。机械设计的目的是要去解决机械工程的实际问题，教学脱离实践环节必然造成学生眼高手低。目前实践教学的不足导致学生在设计过程中忽视设计对象的加工工艺、安装工艺以及调试、使用和维护等工艺过程，只是盲目的、机械的照搬资料，更无法对设计中出现的各种工艺问题采用创新的方法去解决。
2《机械设计》课程设计改革的思路与措施
2.1增加设计题目的多样性和新颖性，提高教学质量和学生工程设计能力
《机械设计》课程设计题目首先满足教学大纲的要求，即题目中应包括原动机、传动装置、工作机三部分内容，并能够对机械设计课程所学大部分零部件进行设计训练。在此前提下，应改变原来的只针对减速器的定式设计模式，从学生设计兴趣入手，调动学生的能动性，培养独立设计能力。在传统课程设计内容基础上，设计题目可从教师相关的科研项目中抽取，或者与工矿企业建立联系，去实际中提炼一些综合性、创造性的设计题目，这样一方面替工矿企业解决技术问题，另一方面学生设计过程具有挑战性，同时起到了学以致用的目的。机械类专业往届毕业设计中传动装置设计部分一般雷同度小、综合性强，与工程实际结合度高，整理后也可作为课程设计题目。课程设计题目的多样化和新颖性能够吸引学生，锻炼学生综合运用先修机械类课程知识的能力，促使学生建立整体设计的理念，激发学生的独立设计能力和创新能力。
2.2采用启发式指导，促使学生由模仿型设计转变为思考型设计
课程设计中包含方案确定、初步计算、草图设计、装配图设计、零件工作图设计和编写设计计算说明书等几个阶段。在每个设计阶段，教师应组织学生设计小组展开讨论，对设计资料进行归纳、分析和总结，从前人成功设计案例中寻求设计要点并形成独立的设计思路。尤其进行到草图设计和装配图设计阶段时，牵涉到大量的结构问题，由于在《机械设计》课程讲授的重点都是基础理论，很少涉及结构方面的知识，学生在进行到这一设计阶段时普遍感到困难，错误较多。在这一阶段，指导教师应悉心引导，最好借助实物模型教学，多进行正误结构的比较。只有通过启发式指导，学生才能很好的把握机械设计的规律和其灵活性，达到举一反三的训练目的。
2.3加强计算机CAD/CAM/CAE技术在课程设计中的应用
在计算机信息技术的时代，机械工程设计领域已广泛使用计算机CAD/CAM/CAE技术进行设计，进入数字化设计、分析与制造的新时代。传统设计中采用的是半理论半经验的计算公式进行静态计算或估算的设计方法，设计过程费时费力，设计结果的可靠性验证滞后。在CAD技术平台上可实现机械零件的结构设计和机构运动仿真，所见即所得。运用CAE软件进行机械零件的力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计。在《机械设计》课程设计过程中，手工图板式设计方式明显落后于机械行业实际设计方法，因此要加强学生在计算机绘图方面的训练，增加学生用CAD软件绘图环节。鼓励学生运用CAD三维造型技术进行仿真设计，由于设计过程处于三维空间，形象逼真，因而有助于学生创新潜力的发挥。通过运用计算机绘图，将学生从大量的手工绘图劳动中解放出来，使学生可以将精力重点放在方案设计和结构设计上，提高课程设计质量；同时模拟了真实的企业环境，培养学生使用CAD软件进行机械设计的能力，这样才能在今后的工作中使学生快速适应工作环境，成长为合格的机械设计工程师。
2.4加强实践环节，提高学生的工程设计能力
理论必须联系实际，从实践中来，再到实践中去。让学生接触机械工程实际，了解同类系列产品的性能、结构特点及生产过程。学生对设计对象有了感性认识，获得产品的有关工艺知识后，才能建立机械设计与机制工艺之间的联系，课程设计的机械装置才能和实际生产相符。因此，在课程设计之前多安排学生到工厂参观或者以多媒体的方式观看相关的工程案例，以此拓展学生设计思路，提高机械设计能力，达到课程设计实践教学的目的。
3结论
机械运动教学设计范文1篇10
关键词：机械设计；教学；改革机械设计课程
在工科类大学中是一门必修的专业基础类课程，该课程强调了培养学生的个人操作能力，并对学生在今后的工作作用极大。因此机械设计课是工科学生的一门极为重要的课程，学生的个人实践能力和创造精神均可以在该课程中得以提高。但是，在当今我国的机械课程教学当中，仍存在有不少的问题，针对性的解决这些问题，是让机械设计课程更上一层楼的关键。
1实验项目在机械设计课程中暴露的问题
1.1实验过于偏重验证性
我国机械设计课程的教材中虽设计有多项实验，例如带传送实验、机械运动的图像绘画、机械的参数测量等。但是这些实验绝大部分都是作为验证性试验出现在课本之上，且具有很强的理论性。学生认为课本上的这些设计实验往往对自己今后的工作并没有什么太大的用处，因此，当前高校的机械设计教材中的实验部分很难引起学生的学习热情，学生也很难将这些知识与自己今后的工作相结合。
1.2实验内容缺乏综合性
高校中的机械设计课程设计实验，往往在单个的实验中缺乏对机械设计理论知识的综合运用，每个实验设计均是围绕了单一的理论知识点，没有进行综合性的理论知识运用。单纯注重实验对理论基础知识的验证，无法有效增强学生的创新能力，只会让学生在实验当中枯燥地证实教材中的相关理论。
1.3实验类项目在机械设计课程的评定之中分数比例较低
在对学生进行机械设计课程能力的综合评定时，各大高校往往都较为重视学生理论知识的掌握，但往往忽略了最为重要的学生的实践操作能力的培养。实验课程在学生成绩的评定之中，往往得分只占其中的三成左右，绝大多数得分均在于理论知识的书面表达。这样偏重记忆的教学方式，背离了机械实验课程重视实验的初衷，无法真正做到培养学生的自主创新意识，也不能起到增强学生职业技能的作用。并且受到这种“重视理论，轻视操作”的思想的影响，很多学生在实验课上往往不愿意亲自动手做实验，更加无法增强机械设计课程中学生的个人技能的使用能力。
2机械设计课程中对于实验教学的改革对策
2.1实验课程中教学方式的改革
改变现有的以老师作为机械设计实验中核心的教学方法，使用开放式的机械设计实验教学，让学生作为课堂的主导。老师利用学生已经掌握的机械设计的相关理论知识，提出相应的实验设计要求，让学生自行查阅相关档案，并独立设计实验模型。老师根据学生的完成进度，进行发问，并提出相关的修改意见和评价。这样既可以杜绝学生之间验证性机械设计实验的实验报告抄袭的现象发生，同时也可以有效增强学生自主动手能力和实践能力。例如，实验课上，老师公布实验课题为“水平结构的运动数据的综合测试试验”，要求学生利用当前所学的机械设计相关理论知识，自行设计一套传动系统，如曲柄的滑块结构。在设计好这个结构之后，故意改变该结构中的一个参数，查看该参数的变化对整个实验数据会产生怎样的影响。例如改变曲柄的长短的影响，连杆长短的影响。并让学生记录于自己的实验报告之中，并浅谈在该实验中如何选择最佳的参数，并通过相关的理论验证自己的观点。这样的实验设计，既锻炼了学生的动手操作能力，又可以让学生的技能水平有所提升，增强了学生对于机械设计实验的重视程度和学习热情。
2.2考核办法的改革
当下我国的机械设计课程的考核办法依旧是“重视理论而轻视实践”，造成了机械设计课程就好像高中的物理一样。只要学生会相应的计算方法，就可以取得好成绩，这往往与机械设计课程的教学初衷背道而驰。所以，需要改进当下机械设计课程的考核办法，让机械课程的教学目的回归正轨。例如，在考核标准中，应让学生在规定时间内，按照老师提供的要求，独立完成一套机械设计项目，如连杆机构等。根据老师提供的相关要求作出相应的实验实物和实验报告，并根据该实验提出相关课题，让学生通过理论知识进行有关的阐述，这个考核占学生总成绩的60%。另外，平时的课堂表现占学生总成绩的20%，期末成绩占学生总成绩的20%。这样设计的好处在于学生在掌握理论知识的同时，也要注重个人的动手操作，让机械设计课程的教学初衷得以实现。真正让学生做到重视实验的目的，也为学生今后的职业技能打下了良好的基础。
2.3补充
机械实验课程在进行相关的改革之后，伴随着而来的是对教学工作者的要求提高。相关教师要对改革后的机械设计课程有更高的重视，领会新教材的创新内涵，将自己的教学重心从理论教学逐步偏向实验指导。
3结束语
当前我国的机械设计课程在教学过程当中，依旧过于保守，并且不利于学生在进入社会工作后的发展。学生无法在该课程之中培养自己的个人技能素养，针对这一些问题，有关教育工作者必须要严肃重视起来。实验的课程改革，相关的考核办法，都需要进行更详细的打磨。这一切的目的，都是为了将学生的能力培养做到最好，完成这一目的，需要所有教育工作者不懈的努力。
作者:赵迎珍单位:西安航空职业技术学院
参考文献
[1]刘元林.大工程背景下机械设计基础实验教学改革的研究与探索[J].实验技术与管理,2010,01:14-16.
机械运动教学设计范文篇11
关键词：机械设计课程；创新教育；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.247
0引言
创新教育是一种具有实践性与创造性的教育形式，以学生主体活动为主，教师予以引导，让学生充分发挥主观能动性，主动思考、主动动手实践，让理论与实际的结合更为紧密[1]。机械设计这门课程需要学生提升动手能力以及思维能力，通过对各类通用机械传动装置的抽象化思考创造出具象化作品，利用齿轮、链、带等传动装置设计出创新机械，能够进一步提升学生对各类传动装置的理解能力以及运用能力，为其毕业后走向社会动手实践打下坚实基础[2]。本文以机械设计课程教学为主线，研究了创新教育的具体应用方法。
1改革教学理念
在传统机械设计课程教学过程中，教师的教育理念在于让学生接受书本上的知识，属于灌输式教学模式，教学内容缺乏重点且存在一定繁琐性。学生在上课过程中无法抓住有限课堂时间中的重点内容以及重点环节，因此在知识的具体应用上能力略显不足[3]。在创新教育背景下，要求教师转变教育观念，让学生成为课堂的主体，以学生主动思考、主动动手、主动参与、主动实践为出发点，将自己作为引导者，充分利用课堂时间让学生参与到教学内容的思考之中，让教学更具连续性。帮助学生思考每个环节之间的实际联系，提升学生对机械传动装置的应用能力。
2优化教学内容
机械设计课程所涉及到的知识点较多，例如机械制图、机械工程材料工艺学、材料力学、机械制造公差与技术测量、金属材料及热处理等等，需要学生将各个知识点融会贯通、综合思考。在教学内容的优化上，教师首先应认识到机械设计课程对学生学习的要求，例如需要学生掌握基础工程技术知识并打下稳定的理论基础，让学生了解到机械设计中涉及到的工业生产相关技术、新成就以及发展趋势等，让学生认识到机械设计课程具有较强生命力以及科学性，激发学生主动学习积极性以及对课程的兴趣。
具体而言，教师可通过课堂比较让学生认识到不同机械传动装置存在的差异。例如在进行齿轮这一环节的教学时，在教学内容中加入示范教学，教师可通过教学模型让学生认识到齿轮与齿轮之间的紧密转动所带来的传动性，并且利用不同大小、不同颜色、不同位置的齿轮让学生清楚的观察到当第一个齿轮运转时所带来的其他齿轮转动影响，分清齿轮之间的区别与联系。其次，教师可运用正例与反例方式，备课时准备丰富的教学素材，例如机械传动装置的例子。教学过程中通过正例让学生了解到学习的规则与概念，利用反例将无关特征影响排除，令学生加深对规则与概念的本质认知。最后，教学内容与教学语言也应丰富多彩，通常机械设计教学相对于文科类课程而言较为枯燥，若能够在教学内容上加以创新，可提升学生的学习兴趣。
3多元化教学方式
在教学方式上，由于机械课程设计这门课的逻辑性，因此教学方式无法像文科类课程一样通过情境设置等方式让学生讨论。但可利用机械设计课程的特点，通过动手实践实现探究式教学、小组式教学等方法，让每位学生参与其中[4]。
首先，教师应在教学顺序上合理设计，在备课过程中深入分析知识结构，让学生对各个理论知识的理解循序渐进，从普通性到特殊性，从整体性到部分性，在不断分化的下位结构原则组织上展开教学。教学内容的编排方面，教师应遵循让教材网络化、一体化、结构化的原则。网络化指的是利用网络知识，让学生了解更多的机械设计相关案例。例如机械传动装置可应用于哪些方面，首先让学生思考，接着在课堂上利用多媒体向学生详细展示传动装置在不同产品中的运用原理。一体化和结构化指的是让每个知识点融会贯通，加深学生对知识点的理解。除此之外，教师也应向学生阐明教学目标以及学习目标，让学生了解在一学期的学习过程中需要掌握哪些知识、达到怎样的标准、如何将知识运用到具体实践之中，令其学以致用。
4强化实践环节
机械设计课程偏向于理科类，因此更注重学生的动手实践能力以及逻辑思维分析能力，让学生对每个机械零部件、机械传动装置、机械的基本组成以及机械的具体应用详细了解、深入了解。利用课堂时间及课后时间进行实验教学可提升学生对机械相关方面的知识及实践积累，培养学生分析问题、理论联系实际、解决问题、创新思维的能力。
以传动机构归类的教学内容为例，传动机构可分为三种，首先为凸轮机构，其次为偏心轮传动，最后为曲柄连杆机构。教师首先可安排学生在课余时间利用网络及计算机了解关于手动压力机的相关信息及资料，整理归类资料后以实践训练的机床为例，安排手动压力机相关课题的讨论，通过小组讨论学习及探究式学习等方式确定以齿轮齿条传动机构作为项目设计方案，展开实践教学。
5结束语
综上所述，教师在实施机械设计课程教学设计过程中应将创新教育理念融入其中，设计的课程具有实用价值并让学生了解到价值所在。在课程设计方案上也不应具有唯一性，可通过令学生主动思考找出多个问题解决方式。教学设计可从机器功能为出发点，让学生通过讨论和自主探索选择适合的电动机和相关零件及传动机构，全面考虑机器的造型、安装调整、制造工艺、经济可靠、使用维护等问题，提升其实践能力，让创新教育理念真正对课程教学设计有所帮助。
参考文献：
[1]杜永英，陈雪娇，鄢利群，王丽艳，李铁军，宁建荣.应用型大学本科课程机械类创新设计教学探索与研究[J].机电产品开发与创新，2016，v.29；No.15601：106-108.
机械运动教学设计范文
关键词：虚拟样机技术《机械设计基础》应用
前言
高校《机械设计基础》课程是机械类专业一门重要的技术基础课程。本课程是培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识的重要环节，是启迪学生的创新思维、开拓学生创新潜能的重要课程，将为以后的专业课程设计和毕业设计奠定基础，在教学计划中具有承上启下的重要作用。
1.课程教学现状
《机械设计基础》是机械原理和机械零件的综合，主要讨论机械设计的常用方法和一般过程。传统教学方法，授课内容多，而实际教学课时安排不足；讲述原理多，难理解，结合实际偏少；纵向论述多，横向比较少；讲述常规原理多，介绍行业最新技术成果少；课堂讲授多，课堂课外讨论少。教学手段也不尽如人意，课堂教学仍沿袭粉笔板书、挂图和简单的教具，很难取得好的教学效果。
随着现代教学方式的发展，计算机技术越来越多地应用于教学过程中，打破了开始的PPT多媒体教学，人们利用新技术进行教育教学已经成为评价体系中的一个重要环节。虚拟样机技术是一项新的计算机辅助工程（CAE）技术，同时包括三维CAD建模技术、有限元分析技术、机电液控制技术、最优化技术等相关技术。国内已经有多家学校在利用虚拟样机技术融入教学过程中，并取得了一定的效果。
2.虚拟样机技术及ADAMS软件简介
机械工程中的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（CAE）技术，可以在计算机上建立三维CAD样机模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的实物样机试验，而且可以将样机的运动过程以AVI视频格式输出。
虚拟样机技术的典型应用软件是ADAMS软件。利用ADAMS软件可以快捷地在计算机上建立三维虚拟模型，进行运动学和动力学的仿真，并以AVI格式动画输出。
3.应用实例
ADAMS可以像建立物理样机一样建立任何机械系统的虚拟样机。首先建立运动部件（或者从CAD软件中导入）、用约束将它们连接、通过装配成为系统、利用外力或运动将他们驱动。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。
例如讲到“四杆机构判别类型”时（如图1），我们可以用ADAMS软件快速地建立仿真模型，通过修改杆长参数即可得到各种四杆机构并输出AVI格式动画，既直观又易懂。
讲“凸轮结构”时，我们可以在ADAMS上建立凸轮机构模型如图2，通过仿真可以得到凸轮机构的运动过程，尖顶从动件的时间位移曲线即可得出如图3。
将ADAMS用在机械课程教学中可以直观地将机械系统的运动过程及特性展现给学生，有利于学生对知识的接受，提高教学质量。
结语
目前，虚拟样机技术多用于企业的产品设计开发，从笔者调研结果来看，国内已经有多家学校在利用虚拟样机技术融入教学过程中，并取得了一定的效果，但是虚拟样机技术的功能强大，还有很大的教学应用潜力有待开发。
现代虚拟样机技术在教学中的应用正逐步走向成熟，微机平台技术也已开始在实践中发挥作用，并且以其对硬件要求不高，操作简便，容易上手，价格较低等优点，被学校所接受，希望这种技术能够为学校带来效益，提高学校的教学质量。
在教学实践中，恰到好处地利用虚拟样机技术能够使学生在交互状态下进行学习，充分调动学生学习的积极性、主动性，优化课堂教学过程，提高学习效率，同时也激发了学生了解和使用软件的积极性，为今后的课程设计，以及毕业设计做了前期的准备。
参考文献：
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［3］黄效贺.Pro/E软件用于机械专业课程的辅助教学［J］.中国制造业信息化，2005，（10）.
［4］余新康等．基于ADAMS的液压系统虚拟样机［J］.工程机械，2003，（11）：42-45.
［5］李军等.ADAMS实例教程［M］.北京：北京理工大学出版社，2002.
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