机械设计教学范例

机械设计教学范文1

研究资助基金分布：

从研究得到的资助情况看，79篇文献中只有1篇是陕西省自然科学基金资助的项目论文，仅仅占全部文献的1.27%。这表明对这问题的研究大多还是研究者自发的行为，还没有得到国家与地方教育与科研部门的重视。

研究层次分布：

从研究层次看，全部文献涉及6个不同层次，其中自然科学占了4个，社会科学与教育学各1个。自然科学中：工程技术43篇、占54.43%；基础与应用基础研究23篇、占29.11%；行业技术指导10篇、占12.66%；专业实用技术（自科）1篇、占1.27%；社科类中只有基础研究1篇、占1.27%；高等教育1篇、占1.27%。非常明显的研究多是从一种技术的角度进行的，超过了全部文献的半数；其次理论性的基础与应用基础研究的比例也比较高，占到了全部文献数量的1/3；而与教学与专业技术指导有关的只有不到15%。

文献作者分布：

从文献作者分布来看，79篇文献共涉及作者107名。人均文献刊载量只有0.74篇。独著56篇，合作文献23篇，合作率29.11%。3人合作的8篇，2人合作的15篇。发表2篇文献的作者只有江苏省泰州职业技术学院的张斌、云南广播电视大学的许勇平、河南工业职业技术学院的苏静、深圳职业技术学院的万志坚、江苏省江阴职业技术学院的陈志勇和江苏省泰州职业技术学院的宋正和6人，只占全部作者的5.6%；发表文献12篇，占全部文献的15.19%。其他只发表1篇文献的作者有：王治校、许勇平、刘丽云、胡建辉、余东满、郭玲、程联社、王治平、杜子文、张健、孟晓烨、起雪梅、张二红、周志平、干秦湘、王笛、姚佑平、张锋、谭晓芳、胡双喜、王永红、洪小丽、褚元娟、周琦、程琴、蔡厚平、韩树明、任瑞恩、汪禾青、刘海娥、陈完成、吕莹、庄亚红、赵君爱等101人。这表明对于此问题关注的人数量较多，但持续关注度不高，并没有形成核心作者，研究多为有感而发式。这与目前教师的授课周期较为一致，说明目前还没有形成对此课程教学较为系统的看法。

作者单位分布：

从作者单位分布来看，79篇文献共涉及到63个单位。其中发表2篇文献以上的有12个，占全部单位的19.05%；发表文献27篇，占全部文献数量的34.18%。其中河南工业职业技术学院4篇、占5.06%；江苏省江阴职业技术学院3篇、占3.80%；廊坊职业技术学院、深圳职业技术学院、罗定职业技术学院、江苏省泰州职业技术学院、重庆三峡学院、江苏省常州信息职业技术学院、邢台职业技术学院、广西柳州职业技术学院、湖北科技职业学院、云南广播电视大学10个单位各2篇、占2.53%；包头钢铁学院、湖南省娄底职业技术学院、云南国防工业职业技术学院、威海职业技术学院、辽宁石油化工大学、江苏省连云港工贸高等职业技术学院、辽宁信息职业技术学院、盐城纺织职业技术学院、广西机电职业技术学院、杨凌职业技术学院、郑州铁路职业技术学院、长沙航空职业技术学院、北京联合大学、广东省粤东高级技工学校、西安职业技术学院、广东省广州市机电高级技工学校、天津冶金职业技术学院、陕西工业职业技术学院、新疆机电职业技术学院、江苏省徐州工业职业技术学院、南京工业职业技术学院、南京交通职业技术学院、苏州市职业大学、济南职业学院、广西工业职业技术学院、攀枝花学院、湖南科技工业职业技术学院、石家庄职业技术学院等41个单位各1篇、各占1.27%。研究单位的集中度比作者要高，但还没有形成真正意义上的核心研究单位。

中文关键词分布：

从研究的内容上看，在全部中文关键词中位于前40个的有机械设计基础46篇、占58.23%；教学改革19篇、占24.05%；高职14篇、占17.72%；机械设计13篇、占16.46%；教学方法11篇、占13.92%；高职教育10篇、占12.66%；课程设计8篇、占10.13%；改革7篇、占8.86%；教学手段4篇、占5.06%；高等职业教育4篇、占5.06%；项目化教学4篇、占5.06%；课程教学4篇、占5.06%；高职院校4篇、占5.06%；项目教学3篇、占3.80%；任务驱动3篇、占3.80%；教学3篇、占3.80%；课程体系3篇、占3.80%；实践3篇、占3.80%；改革措施3篇、占；工作过程3篇、占3.80%；课程改革3篇、占3.80%；实验教学3篇、占3.80%；《机械设计基础》3篇、占3.80%；能力3篇、占3.80%；教学效果2篇、占2.53%；高职高专2篇、占2.53%；机械设计课程设计2篇、占2.53%；措施2篇、占2.53%；对策2篇、占2.53%；教学内容2篇、占2.53%；课程整合2篇、占2.53%；教学质量1篇、占1.27%；机械基础1篇、占1.27%；技能综合式人才1篇、占1.27%；质量1篇、占1.27%；四种能力1篇、占1.27%；探讨1篇、占1.27%；改革与探索1篇、1.27%占；问题1篇、占1.27%；教学环节1篇、占1.27%。主题词分布比较分散，课程体系、实验、项目教学、任务驱动等都有涉及。有关教改的内容相对较多，有19篇，说明目前的课程系统优化力度不足，有改革的动力。

发表年度分布

1999年1篇、占1.27%；2002年3篇、占3.80%；2003年2篇、占2.53%；2004年2篇、占2.53%；2005年4篇、占5.06%；2006年2篇、占2.53%；2007年11篇、占13.92%；2008年13篇、占16.46%；2009年14篇、占17.72%；2010年13篇、占16.46%；2011年14篇、占17.72%。由数据可以看出，2006年之后，机械设计教学相关文献数量有了很大增长。这与国家重视高职教育的政策直接相关。目前这一领域的研究态势较为平稳，在既有体系下此状况可能会持续较长一段时间。

机械设计教学范文2

关键词：机械原理与机械设计；实验教学；改革

0引言

从我国当前机械类专业的教学形势来看，对实验内容的重视程度不足，但是基于学科特点，学生对于实验教学的需求日益强烈。机械类学科的理论知识非常复杂，学生对于理论知识的理解难度很大，在教学过程中往往需要结合实验进行学习，这样可以加深学生对于专业知识的理解和记忆，也可以帮助学生运用所学知识解决具体问题。实验教学的改革不仅能够提升机械类学科的整体教学水平，也对我国机械制造领域的进步和发展具有重要意义。

1机械原理与机械设计教学背景

各大院校中基本都设置有机械类专业，且机械类专业往往占据着很高的地位，这与市场需求有关。随着社会的发展，社会生产对于机械类人才的需求量不断增大，许多高校都侧重于培养这方面的人才。在机械类专业中，机械原理与机械设计所涉及的理论知识体系比较复杂，专业性很强，学生在学习知识的同时，也能够锻炼动手能力，培养创造性思维。机械原理与机械设计在机械类专业中属于基础性学科，也就意味着它是机械类专业大多数学生都需要掌握的一门学科，对机械原理与机械设计知识的掌握程度，决定了学生日后在机械领域所能达到的高度。机械原理与机械设计在具体的教学过程中，对教学方法有一定的要求，教师不仅需要通过教学课程向学生们传授必要的基础知识，也需要安排足够的实验课程，让学生们可以自己动手完成实验，加深对于基础理论的理解，也可以在巩固所学知识的同时，锻炼学生的实践能力。但是，当前我国的机械类专业教学中，对于实验教学的重视度远远不够，学生对于专业知识的理解只是停留在纸面上，不能达到熟练运用的效果。只有依据学生实际的学习状况，改革相应的教学方案，才能顺应时代要求，实现机械类专业教学的长远发展。

2传统实验教学中存在的问题

机械原理与机械设计作为工科类专业的基础课程，课程的开设面向的是广大的学生群体，这也是高校机械类专业培养人才的常用方法。机械原理与机械设计的实验教学对于学生综合能力的培养十分重要，但是，当前的教学模式在实验教学环节中暴露出一些不足，具体如下：第一，当前机械原理与机械设计实验教学的内容安排比较单调，具体的实验操作方法也很简单，实验的大部分时间只是在进行验证和演示，这种教学方法对于学生的实际锻炼意义不是很大，学生只是为了完成任务，不能真正参与其中，学习热情也受到打击。第二，在当前的实验教学课程中，为了使教学计划顺利完成，许多复杂的实验原理和操作方法都主要依赖于教师的讲述，导致学生对机械原理专业知识的理解普遍存在障碍，这种口头的讲解无异于纸上谈兵，大大降低了教学质量。第三，当前实验教学设计缺乏逻辑性，教学课程没有进行系统化的安排，这使得教学实验不够完整。学生在进行实验的过程中，需要借助实验指导书来完成具体步骤，致使创新思维的培养目的得不到实现，无法满足教学大纲的要求。由此可见，学生在这样的实验教学环境中，创造性思维受到很大程度的限制，动手能力也无法得到有效的提高。长此以往，学生对于专业课程的学习兴趣会被逐渐削弱，实验教学的开展也将失去意义，因此，机械原理与机械设计实验教学的改革迫在眉睫。

3实验教学的改革研究

3.1构建实验教学体系

实验教学对学生的观察和分析能力有着较高的要求，需要学生在实验教学中运用抽象思维，正确理解相关理论知识。为了达到这样的教学目标，必须对当前实验教学体系进行完善，根据学生的学习能力，结合大纲的具体要求进行教学体系方面的设计，细化实验教学各个阶段的相关内容，并引导学生对实验过程进行自主探究，使实验教学发挥应有的效果。

3.2开放实验教学环境

机械原理与机械设计的教学内容丰富而抽象，其中涉及大量机械零部件的设计和计算，以及各种零件尺寸的调整和匹配等，这对教学实验室有一定的要求。学生的实验操作依赖于各种实验设备，这就要求学校能够对实验室的开放时间进行合理安排，保证学生在各类机械实验教学中都能使用相应的设备，能够接触到更多的实验模型，为学生创造一个良好的实验教学环境。

3.3调动学生的积极性

专业知识的掌握主要依赖于学生自主学习，为了加深学生对于机械原理和机械设计教学内容的理解和运用，教师从实验选题阶段就要重视学生的内心想法，并在后续实验阶段听取学生对于实验过程的建议，给予学生更多自由发挥的空间。这样不仅可以调动他们对于实验教学的热情，也有利于创造性思维的培养。

4结语

机械原理与机械设计作为基础性学科，具有深厚的理论基础，该学科的学习不仅需要掌握相关理论知识，也离不开实验教学活动的开展。机械原理与机械设计实验教学包含丰富的实验环节和操作内容，对学生的综合能力有一定的要求。然而，传统实验教学对这一点不够重视，无法完成教学大纲的目标。未来机械类专业的实验教学改革必将向着应用化的方向发展，只有注重实用型人才的培养，才能使我国机械制造领域的整体水平得到进一步提升。

参考文献：

[1]杨金花.机械原理实验教学的改革实践效果[J].实验科学与技术,2016(06).

机械设计教学范文3

关键词：机械设计；课程设计；教学改革

0引言

机械设计课程是机械类专业的学生所学习的一门基础课，机械设计课程设计是专门机械类专业的学生所设计的实践环节。通过这门课的学习，同学们能够有效的提高自己的专业素养，而且这门课还能够让同学们进行全面的正确的设计训练，从而培养学生们独立思考、独立设计相关的工程、独立解决问题的能力。这门课可以是学生们从课本上走出来，真正动手去实验和设计，将书本上的知识作用到实际操作中去。随着近些年工业技术的发展，机械工程人员被要求要掌握更高水平、更全面的专业能力，同时还要不断地提高自己的创新设计能力，能够运用新的方法和知识去解决突发的问题。基于这样一种情况，目前的机械设计课程设计已经不能满足时代的要求，所以，为了使机械专业的学生以后走上工作岗位能够更好的适应时代的发展，必须对机械设计课程设计进行改革。下边我们就来仔细探究一下。

1机械设计课程设计中出现的问题

1.1传统的机械设计课程设计题目太单一和简单，模式化问题严重传统的机械设计课程设计的题目太过于单一化，一般都是把题目设定好，而且甚至设计的思路、步骤和方法也都已经规定好，学生们只要照着题目的要求按部就班来就行，完全没有给同学们自由发挥的机会和空间。整个设计过程虽然是由学生们自己动手来完成设计题目，但是大多数的同学都是机械模仿，因为每一步都比较详细，学生们根本就不需要动脑去思考，有的设计题目甚至连学生们会遇到的问题都列出来，而且给出了解决的办法，这样根本不能激发学生们的学习兴趣。学生们在设计过程中分析问题和解决问题的能力都没有提高，如果下次再遇到相同的问题，没有详细的步骤，他们甚至不知道该怎么办，虽然这些都是已经在课堂设计上动手解决过的问题。这样的课程设计根本无法达到培养学生们创新设计能力的目的。因此，机械设计课程设计教学的改革势在必行。

1.2学生无法熟练运用所学知识孔子《论语》中也曾提到，温故而知新，可以为师矣。可见，我们的学习都要时常回顾旧的知识，达到温故而知新，把以前的东西活学活用，用来解决自己的难题。但是机械设计课程设计虽然只是设计理论课程上一个实践的环节，但是它也要求学生们能够对以往学到的知识进行有效合理的运用，来达到活学活用的目的。但是在机械设计课程设计的过程中，发现同学们根本无法在学习新的知识的基础上做到联系起以往学到的知识，活学活用的能力有所欠缺。比如，在进行机械设计课程设计的时候，对于一个设计题目，学生们根本不去考虑零件选择的标准，只是设计题目上写什么就去做什么，在选取机械零件的时候，不去运用自己已经学到的对于零件选取的标准的相关知识，只是按照教材上所设计的题目选择材料，并没有对各项材料的性能、用途进行分析探讨。有的学生抽象思维的能力比较差，很难通过图纸上的绘图设计在自己的头脑中建立起相关的立体图像，对设计的理解不到位。而且还会出现的一个问题就是有些同学并没有重视这门课程的学习，没有认识到机械设计课程设计的规范性和严谨性，为了能够完成自己的设计任务，在自己动手进行设计的过程中照抄照搬教材上所列出的零件的结构、性能，甚至对工艺的调整、优化、润滑等谢谢技术性的问题都没有强化，使得整个的设计过程太过于模式化和形式化，难以调动所学到的知识，使学生的设计达不到理想的目标，无法实现培养学生们动手设计的能力这样的目的。

1.3缺乏实践能力导致学生对设计的工艺和装置无法把握在对一门课程进行学习时，应该把课堂理论放在首要的位置，课堂理论知识的学习是前提，在对理论知识充分了解之后再进行实践操作，这样可以加深学生们对所学知识的熟练程度。但是机械设计课程设计本事就比较抽象，都是一些讲解性的文字和图片，难以难以在学生们的头脑中引起共鸣。这样就阻碍了学生们对机械原理、机械设计和机械创新设计的理解，增大了对知识的理解难度。而且，机械设计的课程设计就是要让同学们多动手，自己独立的去解决机械工程中出现的一些问题，但是学生们对理论知识尚且不理解，这样做会使得理论和实际想脱离，造成同学们眼高手低的现象。现在在实践教学过程中的一些问题导致学生们在完成机械设计课程设计的题目时，容易忽视设计题目中所涉及的工艺和装置在使用、调试等的过程中照搬资料，无法去利用自己的知识独立地解决问题。

2机械设计课程设计改革的对策

2.1首先应该尽可能的丰富设计题目，增加题目的新颖性和多样化，改变题目过于模式化的现象。机械设计课程设计的题目的选取首先应该以大纲为准，满足大纲的需求，所涉及的题目中应该尽可能地包含有机械原动机、机械传动的相关装置和机械工作机等这三个部分的内容。在这个基础上，应该尽量做到使设计题目更加丰富多彩，充分调动学生们的兴趣和完成设计的积极性，培养他们的动手能力和独立思考的能力。比如，学校的有关部门可以和一些企业和一些机械设计工程的单位充分合作，从他们的日常工作中选取一些适当具有挑战性的题目让同学们去完成，以此来增加同学们接受挑战的能力，锻炼他们的动手能力。使机械设计课程设计的题目更加富有挑战性和多样化，而且又帮助了这些企业解决了问题。对于拜托模式化的问题，可以在教材的例题方面对各个工艺和装置等的步骤进行详细的讲解，让同学们能够读懂并且弄明白例题所要讲的内容和知识，然后在此基础上，老师可以适当的改变例题的内容，让同学们自己独立去完成。通过队例题的研究，学生们可以对这些不同但有联系的题目进行自己的设计，这样既保证了题目的去模式化，又锻炼了学生综运用知识的能力，激发了学生们的独立设计能力。

2.2教师要适当的对学生们进行启发，让学生们加强自己的思考能力。现在有相当一部分的老师在进行教学时，不充分了解学生们的实际情况，总是在给学生们讲解的时候用类似于“这道题很简单，书上写的很详细具体，所以我们没必要再浪费时间进行讲解”这样的理由搪塞过去。但是往往是一些书上写的很详细具体的题目，就雪走学生弄不明白，想要去问老师但是经过老师这么一说也不再去请教老师。所以，在机械设计这门课的学习过程中，老师应该充分的考虑所有学生的实际情况，包括个别同学对知识的掌握情况，不要觉得题目过于简单就让同学们自己看书，应该充分启发每一个学生，让他们都能够独立的进行思考，不是只会照抄照搬书上的设计步骤而没有自己的想法。对于一个新的设计课题，老师应该让同学们分组进行讨论，讨论的内容包括设计方案的确定、初步的计算、设计的分工、工作图的设计和最后的总结说明以及实物展示。要求每个同学都要进行发言，选取一名同学把本组同学讨论过程中出现的问题记录下来，然后交给老师，由老师对他们进行启发，一步步地引导他们解决问题。然后由他们按照之前的计划各自去做各自的那一部分任务，直到最后解决设计问题，完成设计题目。在这一个过程中，老师应该耐心的对有问题的同学进行讲解，悉心引导，知道他们都明白问题解决问题为止。只有充分地对同学们进行启发引导，让同学们能够自己去完成相关的设计任务，这样才可以提高同学们独立思考和动手的能力。

2.3在同学们理论知识掌握的同时，加强实践环节。理论知识如果不及时地加以运用，慢慢就会忘却，时间越长对所学的知识的熟练程度就越差，所以要不断的加强学生们实践动手能力。在平时的教学过程中，可以留给同学们更多的时间让他们进行实践操作。比如，一节课四十分钟，老师可以在前十五分钟尽量把新知识都给同学们讲解清楚，保证每一个同学都能听懂听明白。然后剩下的三十五分钟可以让同学们进行实际操作，可以小组合作，共同来完成一项设计题目，也可以不同的人完成一样的机械工程，在规定的时间内比一比谁完成的更好更有质量。这样做无形中就调动了同学们积极动手的兴趣和能力，让他们能够在类似于比赛的设计过程中对刚才学到的知识进行熟练运用。此外，如果有条件的学校，还可以利用课余时间组织同学们到对口的机械工程单位进行参观，近距离的接触正规的机械设计，让同学们可以拓宽自己的思路，通过参观严谨系统的机械作业，可以反思自己在完成机械设计课程设计题目的时候所犯的错误，在脑子里回到自己的机械设计步骤，从而提高自己的机械设计能力和实践动手能力。综上所述，我们充分讨论了机械设计课程设计上的一些问题，对机械设计课程设计的教学改革进行了探究，提出了一些行之有效的措施。为了向社会提供有用的机械设计人才，促进我国机械工程的发展和进步，机械设计课程设计的改革应该加紧推进和完成，通过丰富机械设计课程设计题目，使这些题目可以更加多元化和多样化，从实际机械设计工作中选取题目，充分调动学生们的积极性和动手能力。通过老是耐心的启发和讲解，是没一个同学都能明白自己在理论知识上的不足和欠缺，加强学生们独立思考的能力，能够有能力解决机械设计过程中出现的实际问题。

参考文献：

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机械设计教学范文4

关键词:新工科；课程设计；教学改革；实践教学；工程设计能力

高等工程教育在我国高等教育中占有重要的地位。为应对新一轮科技革命和产业革命的挑战，主动服务国家创新驱动发展和“一带一路”、“中国制造2025”、“互联网+”等重大战略实施，加快工程教育改革创新，建设工程教育强国，对服务和支撑我国产业转型升级具有重大意义。教育部明确了“新工科”建设行动路线，高校在专业设置、人才培养模式、培养质量体系等方面都在做相应的改革[1-2]。《机械设计》课程是机械类及近机类学生必修的一门非常重要的专业基础课程，作为《机械设计》课程的实践教学环节，其主要是以机械产品的设计为载体，经过产品需求分析、方案设计、结构设计到技术文件编写，对学生进行一个产品设计全过程的训练，在学生知识、能力和综合素养的培养等方面起着重要作用。由于减速器的设计过程涵盖了《机械设计》课程的基本理论和设计方法，因此，目前大多数高校的机械设计课程设计题目仍然是一般传动用途的减速器，设计任务是要求学生能够完成总装图、零件图的绘制和说明书的编写。整个设计环节只是重复性的模仿，缺乏主观能动性的发挥，导致了学生做课程设计的过程是一个被动学习的过程。这种传统的设计题目和设计内容很难支撑以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展，很难服务于以大数据、云计算、物联网应用、人工智能、虚拟现实等新技术和智能制造、集成电路、新材料等交叉融合的新产业，也很难服务于传统煤矿机械、纺织机械及通用机械等产业转型升级。为此，针对新技术、新业态、新模式、新产业的人才培养需求，结合大数据、云计算、物联网应用、人工智能、虚拟现实等新技术，立足“新工科”建设，以培养学生的创新思维、工程思维、批判性思维和数字化思维，使学生能由被动学习转为“自主、探究及合作”的学习，提升学生的创新创业、跨学科交叉融合、自主学习、团队协作能力和工程能力为目标，进行机械设计课程设计的教学改革是非常必要的[3-5]。

1总体改革思路

基于产教融合、科教结合、校企合作和各种竞赛，将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入课程设计的教学过程，积极探索探究性和创新性的设计题目，调整和更新课程设计内容，鼓励学生采用参数化和智能化的设计方法，将机械工程技术与信息技术相融合，加强师资队伍建设，聚焦需求、发挥优势、主动实践，大力培养工程科技创新和产业创新人才，服务产业转型升级。总体思路见图1。

2课程设计题目

以往的《机械设计课程设计》题目比较单一，大多数高校多少年来都是以一般用途的减速器作为设计题目，传动系统的方案和设计需求都有指导教师给定，学生按照任务书的要求完成设计任务，以达到能够设计一般简单传动装置的教学目的。然而由于这种被动学习的方式，使得学生对传统题目缺乏新鲜感，很容易形成定势思维，不利于学生创新能力及工程素养的培养，也很难满足新业态、新技术、新产业的发展需求[6-8]。为了激发学生创新和主动设计的学习兴趣，将大学生创新性实验项目、全国大学生机械创新设计大赛、挑战杯竞赛及校企合作项目等与课程设计相结合，以学科竞赛和项目任务为驱动，将竞赛和项目内容转化为课程设计内容，丰富课程设计题目，使课程设计题目由过去单一的减速器向多样化的题目转变，从过去教师命题设计向学生自主选题及教师命题相结合的方式转变，将学生被动式转变为项目驱动的探究式学习，为学生提供更自由的选择和发展需求[9]。随着高铁、风电、机器人等新产品的发展，也可以将课程设计题目从一般用途的减速器改为高铁、机器人及风电使用的减速箱或者增速箱，使得学生对现有技术及现有产业的产品需求及设计要求有深的理解。通过这种丰富、多样化及与需求接轨的设计题目，提升学生的设计兴趣和工程技术创新能力，形成对复杂工程的系统视野。

3课程设计内容

《机械设计课程设计》的内容一般包含：传动装置的总体设计、关键零部件的设计计算、总装图及零件图的绘制以及设计说明书的编写等；通过这些设计环节和内容加深对所学的基础理论知识进行巩固、加深和扩展。然而在设计的过程中，由于学生缺少工程知识训练、缺乏工程背景，导致学生在设计过程中，仅重视强度计算和结构设计，没有很好的考虑加工工艺及制造装配精度等问题，使得学生的产品设计与实际的工程应用很难衔接。因此为了培养学生的工程素养，让所学理论为工程设计更好的服务，以问题为导向，以继承与创新为主要途径，将产业和技术的最新发展，以及行业对人才培养的最新需求引入教学过程，以产品“构思、设计、实现、运行”的全生命周期为载体，更新机械设计课程设计内容，增设三维建模仿真和模型制作等内容，要求学生提交开题报告、设计报告及三维模型或者实物作品等；建立从理论学习、设计训练、动手实践再到工程探究的课程设计教学链条，实现理论教学与实践教学的交叉螺旋进行，使学生获得有意义的综合实践体验，通过主动实践，形成未来工程师的综合品质和工程能力，使学生在知识、能力和素养三方面全面发展。

4课程设计手段

目前，《机械设计课程设计》的任务为：一张装配图，两张零件图，一份计算说明书。大多数学生都是手工绘图，也有少数学生计算机绘图，还有极个别的学生三维建模，但覆盖面很少；这种传统的设计手段很难满足企业产业升级、技术更新的需求。尽管我校个别专业模块增设了《CAD/CAM原理》及《有限元分析》课程，但是现有的课程体系很难将所学工程设计方法、手段与实践课程相融合。随着计算机技术的迅速发展，各种工程设计软件已经在各类企业中广泛使用，计算机辅助设计与制造已成为现代产品设计与制造的主要技术手段；为了与企业需求相融合，与企业的新技术新设计手段相接轨，基于现有的课程体系结构，在整个《机械设计课程设计》中增设了三维建模、仿真与模型制作等内容，强制学生采用现代化的工程设计手段（UG、Solidworks和ANSYS）完成课程设计；在课程设计的准备阶段，对于没有学习过这些设计分析软件的同学，可以集中培训10-16小时，教会学生基本的操作（建模、装配及分析），并在课程设计阶段进一步学习、掌握其在工程设计中的应用。在设计阶段，也可以鼓励学生采用参数化的设计方法，建立智能数据库，将机械工程技术与信息技术相融合，培养学生既具备科学与基础理论修养，又能从多学科的视角进行产品全生命周期的设计[10-12]。

5加强师资队伍建设

新工科背景下，课程设计的改革不仅仅对设计题目、设计内容和设计手段提出了新的要求，对师资队伍也提出了新的要求。目前，很多青年教师缺乏工程背景、对企业存在的问题及需求、新技术、新业态了解甚微，在课程设计的指导过程中很难在材料选择、结构及工艺设计中启发学生创新。因此，在教师的培养过程中，应以问题和项目为导向，鼓励教师去企业进行调研或者学习，了解新材料、新工艺及新结构在高端装备中的应用，提升教师的工程实践能力。在课程设计的过程中，启发学生除了常用的材料外，可根据企业新的需求，选择新材料；在考虑产品加工工艺及结构设计时，也可以采用集成化、模块化的结构等，扩充学生的知识结构，培养学生的工程设计能力和创新能力。

6教学效果

基于产教融合、科教结合和校企合作，依托于全国大学生机械创新设计大赛、挑战杯竞赛等项目，首先在2012级学生《机械设计》课程设计教学环节中实施新的教学改革。首先在全校机械类学生中公布大赛主题，并将教师的科研项目及企业需求与传统的减速器设计题目相融合，汇总成可供学生选择的设计题目，然后由学生自主选择设计题目，极大的调动了学生的能动性和积极性。经过三周的设计训练后，学生基本掌握了产品从方案到总体设计到结构设计到技术文件编写的全过程。新的课程设计教学过程培养了学生的工程素养、创新能力和使用新技术的能力，提高了学生自主学习的能力。

7结束语

《机械设计课程设计》改革是新工科背景下培养学生工程素养和设计能力的内在组成部分。适应新技术、新业态、新模式、新产业的人才培养需求，改革课程设计题目、内容、手段，加强师资队伍建设，以产品“构思、设计、实现、运行”的全生命周期为载体，建立从理论学习、设计训练、动手实践再到工程探究的课程设计教学链条，实现理论教学与实践教学的交叉螺旋进行，建成能满足企业产业升级及行业需求的实践课程。

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机械设计教学范文5

关键词:机械设计；任务驱动式；混合教学

0前言

机械设计课程是高等工科院校机械类专业的核心专业基础课，是学习专业课程和从事机械类产品设计的必备基础，课程内容包括机械设计总论、通用零件的设计和选用、结构计算以及优化处理等设计知识，培养学生树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力，能够有效培养学生的综合设计构思能力和创新设计能力。机械设计课程集理论与实践为一体，具有很强的工程实践特点，同时课程内容多、难度大、课时少；学生学习主动性、自我管理、约束能力不强；师生、生生交流互动少；学习能力、协作能力、工程素养欠缺，针对课堂教学中存在的问题，对机械设计课堂教学进行改革，以弥补传统教学模式的不足，探索任务驱动式混合教学模式，形成基于翻转课堂而建立起来的新的教学模式，具备一定的工程应用性和思维创新性。

1教学设计

首先梳理知识点，把知识点分为基础级，理解级，应用级和拓展级。然后设计学习任务，把知识点任务化，可以提升学生学习的有效性。设计学习策略，包括学习过程、学习活动的设计。设计学习任务单，这是学生学习路径，是重要抓手。设计学习评价，是重要手段，是学生学习的驱动力，起导向、反馈、激励、调节作用。设计学习资源，这是重要基础，是学生学习支撑。

2教学实施

2.1布置学习任务

2.1.1课前学习任务

布置课前学习任务（18个），解决基础级的知识点。每次上课前，布置学习任务，学习任务单包括学习指南：学习内容、学习目标、学习方法建议、课堂学习形式预告，学习任务及要求，困惑与建议。

2.1.2探究式学习任务

探究式学习任务包括8个一级项目、16个二级项目。学习任务单包括学习单元、学习目标、知识点、学习任务、学习形式、任务完成、学习支持。

2.2设计学习策略

进行基于问题学习、基于项目学习、基于案例学习的“三位一体”的学习策略设计。

2.3设计学习过程

课前预习，教师任务、提供资源、在线辅导，学生自主学习、小组讨论、提出问题，这一过程使学生获得知识感知，是对学生学习能力的培养。课中内化，教师解决问题、精讲点拨、成果点评，学生协作研讨、课堂抢讲、成果展示，这一过程使学生知识内化，是对学生分析、解决问题、表达能力的培养。课后拓展，教师成果检查、阶段评价、反思总结，学生探究学习、在线讨论、在线测试，这一过程使学生知识巩固，是对学生工程能力提升和研究性训练。

2.4设计学习活动

学习活动包括线上学习、翻转课堂、课堂讨论、课堂抢讲、在线讨论、学习成果展示、撰写学习报告、学习反思、在线测试等。

2.5学习资源

学习资源主要包括网络教学平台、教学QQ群、专业网站等。借助学校课程中心平台，建立网络教学平台资源，包括指导性资源、基础性资源、生成性资源和拓展性资源。指导性资源主要有课程介绍、教师信息、课程标准、教学日历、授课计划等，基础性资源包括学习指南、知识点导图、知识点课件、学习任务单、自测题等，生成性资源包括课程通知、主题讨论、在线测试、学习任务成果、优秀作品等，拓展性资源有工程规范、工程实例、工程图集、结构设计大赛等。

2.6学习评价

对学生学习评价基本思路：“考能力—多元化—全过程”，构建“五元五化”考核模式，促进学生“自主性学习、过程性学习、体验式学习”。考核内容全面化。核心知识点考核采用在线测试、终结性考核、课堂讨论、在线讨论。完成自主、协作、探究学习任务，采用过程性考核。完成学习任务的主动性、团队协作、创新性等方面，进行考查、成果展示、翻转课堂。考核方式多样化。在线讨论网络教学平台记录在线测试（课始测学、单元测试）网络教学平台记录。探究学习任务（大作业、PPT汇报、学习报告、个人反思、课程论文）。考核过程全程化。课前任务评价，采用课堂提问或在线测试；课中活动评价，利用课堂讨论、课堂抢讲；课后任务评价，采用学习任务成果、在线讨论；单元测试，利用阶段在线测试；期末采用笔试。成绩构成综合化。过程性考核（60%）与终结性考试（40%）相结合。评价主体多元化。采用教师评价和学生的自评和互评相结合的方式。

3教学效果

主要通过学生感言、学生满意度调查、考研成绩、学生竞赛等方面进行评价。学生对机械设计的知识学得扎实、用得灵活，知识、能力、素质协调发展。一些学生考取了四川大学、中国地质大学、长安大学等重点大学，机械设计科目的笔试与面试成绩均在优良以上。学生综合素质不断提高。张小龙、赵志敏、贺可涛、吕晓宇、梁细恒五位同学制作的作品“复合双轨立柜式两轮车智能停车场”在第八届全国大学生机械创新设计大赛获得二等奖，在第三届山东省大学生创客大赛中我院学生共获一等奖2项，二等奖3项，三等奖4项等。

4结束语

教育信息化为教师发展创造了新的机遇，为教师提高教学质量提供了有力支撑。信息化教学改革促使教师的角色发生了变化，教师变“教学”为“导学”，学生变“听学”为“研学”，采用任务驱动教学模式，满足了个性化的学习需求，培养了学生的自主学习、团队协作的能力。教学改革需要我们每一位教师不断地探索、实践、领悟。在教学中不断反思、不断创新，一定会使学生向“学会学习”这一最高目标迈进。

参考文献

[1]袁淑华.高职院校任务驱动式混合教学模式探索[J].产业与科技论坛，2018（17）21.

[2]郑海永,任新敏,王楠,俞智斌.新工科背景下任务驱动式混合教学实践[J].中国现代教育装备，2019（03）：92-94.

[3]李春雪.基于“翻转课堂”的机械设计课程改革的研究与实践[J].黑龙江科技信息，2017（1）：13-14，17.

机械设计教学范文6

［关键词］机械设计；综合课程设计；教学改革；创新设计能力

随着经济全球化和科学技术的迅速发展，技术创新能力已成为企业生死存亡的关键。创新是一个国家的经济可持续发展的基石，拥有了大量具有创新能力的高素质人才，就具备了可持续发展的巨大潜力。为此，高等教育的一个重要职责就是要培养基础扎实、视野宽广、创新能力强、素质高的现代工程创新人才［1］。

一、基于系统观的机械设计综合课程设计与学生能力培养

机械原理与机械设计是机械类专业的两门重要的技术基础课，相应的课程设计是机械类系列基础课程重要的实践环节，是在学生学习专业课之前的一次重要综合性实践。在这个环节中，学生需要根据设计任务，在理论和教师的指导下，自行分析问题和查阅资料，找到解决方法。课程设计是学生充分发挥自身主观能动性、进行问题解决方案再创造的过程，实现了从以教师为中心向以学生为中心的转变，不仅有助于培养学生的知识获取能力、分析和解决问题的能力，还有助于提高学生的创新能力。设计是人们的一种有目的的活动，是将人的需求和意图转变为一个具体的物理对象的过程。产品设计起始于人类的需求，然后经过一系列的映射（用户需求域、功能域、原理域、行为域和物理结构域等），得到产品的物理实体对象，即产品系统。产品系统将从外界接收到的一定类型、形式和大小的输入量（通常是能量流、物料流和信息流），在系统中进行处理和转换，输出满足任务需求的另一种类型、形式和大小的输出量（变化后的能量流、物料流和信息流）。要完成这种转换，产品系统要包含一系列的子系统，一般是原动机、传动装置和执行系统等三个基本子系统。所以，产品设计应从系统的观点出发，将机器的原动机、传动装置和执行系统三个基本部分融合为一个整体来考虑。目前，机械类专业的课程设计包含了机械原理课程设计和机械设计课程设计等。机械原理课程设计在机械原理课程结束后进行，主要是进行机构的方案设计与分析；机械设计课程设计在机械设计课程结束后进行，主要是进行简单机械传动装置（减速器）的设计。两门课程设计分开进行，前者完成的机构与后者完成的原动机、传动装置关联性弱，机构设计与零部件结构设计脱节，这就导致学生对机器的完整设计过程缺乏系统的了解，从而不利于其综合设计能力、系统设计能力的锻炼和提高［2－4］。鉴于此，我们基于系统的观点，将机械原理、机械设计两门课程设计整合为综合课程设计，将机器的原动机、传动装置和执行系统三个基本部分关联起来，使产品的原理方案与执行机构设计、传动方案设计、结构设计和计算机辅助设计与分析等有机结合起来，融合为一个整体。整合后的综合课程设计依托一个实际课题，以设计为主线，让学生完成包含原理方案设计、执行机构的设计、传动方案设计和结构设计的完整的机械设计过程，并加强计算机辅助设计与分析软件的应用。这样更符合实际情况，可以使学生从整机和系统的角度掌握机械产品设计的基本理论、方法和步骤，有助于发挥学生的创新潜能，提高学生的系统综合设计能力、创新设计能力、计算机运用能力和解决工程设计问题的能力。

二、机械设计综合课程设计的选题

为了实现上述目标，合适的选题必不可少。设计题目应源于工程实际，且具有较强的综合性和系统性。教师要对实际工程问题进行适当简化，提取出多组设计参数供学生选择。经过多年的探索，我们从晶体管管脚自动上锡机、酱类食品灌装机、冲压式蜂窝煤成型机、糕点切片机、玻璃瓶印花机、麦秸打包机、干粉压片机、简易刨床、抽油机和印刷机等实际的机械产品中凝练出一系列综合课程设计题目。另外，教师可以从往届毕业设计的题目中节选出合适的机构及传动装置部分作为综合课程设计题目，同时结合自己的科研工作和横向开发项目，对综合课程设计题目进行不断地丰富和完善，设计题目每几年就更新一次，以避免学生模仿和抄袭往届学生设计的情况发生［5］。教学中也鼓励学生自主选题，变以往的“要我做”为“我要做”，以调动学生的积极性和主动性，培养他们的创新意识和创新能力。在此过程中，教师积极参与指导，以保证题目和设计内容的合理性。综合课程设计是在机械设计课程结束后集中4周时间来进行，教师可以尽早布置，让学生提早收集资料和构思方案，这就将课程学习和课程设计自然地联系起来，保证了课程的连续性和系统性，效果也更好。

三、机械设计综合课程设计的内容和实施

从系统的观点来看，满足设计要求的解决方案均应包含原动机、传动装置和执行系统三个基本部分，覆盖完整的设计过程，同时突出各部分的方案构思和设计。

（一）系统总体方案拟定

以往学生一般用类比的方法拟订方案，创新性不足，创新设计和综合设计能力无法得到有效培养。为此，我们用系统设计理论和方法指导学生进行方案设计，以系统要实现的功能为出发点，让学生根据系统工作要求或执行构件的运动和动力要求，考虑原动机、传动装置和执行系统间的连接关系，空间位置、运动参数和动力参数间的协调，以及执行机构系统中多个机构间的协调配合，以系统的观点进行整机系统方案设计。学生要建立系统的功能结构，通过功能—原理—行为—结构（机构）的迭代映射和形态学矩阵，拟定系统方案。学生要提出至少3种方案，然后组织方案研讨会，分析比较各方案的优劣，进行方案的评价与决策，择优确定最终方案，并画出系统总体方案简图。机械系统方案设计中的建立功能结构、寻求工作原理及构思原理方案等环节都是富有创造性的工作，因此机械系统方案设计是产品设计中最具创新性的阶段，是决定产品开发成败与否的关键阶段，非常有利于学生综合分析问题能力和创新能力的培养，有助于促进学生积极主动地思考。比如冲压式蜂窝煤成型机的设计要求学生完成上料、煤饼冲压成型、成型煤饼脱模、冲头和脱模杆的底部扫屑、工作盘间歇运动和成型煤饼的输送等六个工艺动作，其中，加料和输送的动作比较简单，而脱模和冲压动作可以一起完成，因此学生要重点考虑冲压和脱模、扫屑和工作盘间歇转动。学生先要根据蜂窝煤生产率选择原动机（电机），按照工艺动作要求，建立冲压式蜂窝煤成型机的功能结构（包含减速、连续转动变往复移动、连续转动变间歇转动和往复移动变平面运动等功能）；然后通过形态学矩阵构思各功能实现方案，即将电机转速转换为蜂窝煤生产率要求的传动系统方案（包含带传动、齿轮传动和链传动等的多级传动等），实现各工艺动作要求的执行机构方案（如曲柄滑块机构、六杆机构、移动从动件凸轮机构、滑块摇杆机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等）及多个机构间的协调配合方案；进而组合出诸如“电机—带传动—齿轮传动—对心曲柄滑块机构—固定凸轮移动从动件机构—槽轮机构”“电机—齿轮减速器—开式齿轮传动—对心曲柄滑块机构—滑块摇杆机构—不完全齿轮机构”“电机—齿轮传动—链传动—偏置曲柄滑块机构—棘轮机构”等多种系统总体方案；最后通过分析比较各种方案的优劣，选择最终方案。

（二）各组成部分的详细设计

1．原动机选择与传动装置设计

学生要选择原动机类型（通常是电动机），确定原动机的具体型号和参数。之后，学生要根据选定的原动机和执行机构的运动和动力参数，确定传动装置传动比、运动参数和动力参数；根据各级传动间的协调关系，进行传动比分配和各级传动的运动参数和动力参数计算；进行各级传动的设计计算，对零部件结构尺寸进行验算和参数调整（鼓励利用计算机辅助设计和分析软件进行）；手工绘制0号装配草图一张（包括主视图和俯视图）；利用CAD软件（AutoCAD或三维CAD软件）绘制传动装置装配图（一张0号图纸，包含3个视图，利用三维CAD软件的学生主要完成传动装置的三维建模和装配）及部分零件的零件图（两张2号图纸）。手工绘图一是为了加强学生绘图能力的训练，二是在确定了结构设计的正确性后，提高CAD软件绘图的效率，同时避免抄袭。各级传动的设计计算阶段的重点是零部件的结构设计。零部件的设计不仅仅是分析计算和查阅资料，还要考虑工艺性和经济性等。如轴的结构设计强调轴上零件定位固定、装拆工艺性、加工工艺性和尺寸偏差形位公差选择的合理性；轴承组合设计强调定位固定、游动、装拆、调整、支承和密封润滑等的合理性。所以，分析计算是前提，查阅和运用资料是手段，而正确合理的结构设计图则是目标。这部分设计目的是培养学生分析计算、查阅运用资料和结构设计的综合能力。鉴于学生掌握的结构设计知识不足，教学中可以通过参观机械陈列室、进行机器拆装和测绘等方式提高学生对零部件结构的感性认识；并通过大量结构正误图的比较分析，加强学生对结构设计的认识。

2．执行机构的分析与设计

学生要进行各主执行机构协调关系设计，画出机构的工作循环图；对各主执行机构进行尺度综合，必要时建立主执行机构优化设计模型，用优化方法确定相关构件的尺寸，画出机构运动简图（一张2号或3号图纸）；用解析法通过编程对主执行机构进行运动分析（由老师提供基本杆组分析等子程序包），或者利用分析软件（如Adams、Solidworks等）建立执行机构系统的分析模型，进行机构的运动学动力学分析；根据计算机计算结果画出主执行构件的位移图、速度图和加速度线图（一张3号图纸）并进行特征分析，检验是否符合工作要求；编程实现机构动画仿真或利用三维运动学软件进行运动仿真，检验主执行机构间的协调关系是否符合工作要求。对机构运动方案进行结构化设计时，学生要构思主执行机构的各种可能的结构方案，并通过分析比较确定较优方案；之后合理选择零件材料，确定零件的质量、质心和转动惯量等，对该执行机构进行动力学分析，进行动平衡计算和速度波动及调节计算等，确定零件的受力情况；再利用有限元等软件对关键零部件进行应力分析和强度验算，画出执行机构的结构装配图及部分零件图等。由于学生缺乏机械结构设计的实践和经验，且缺少像齿轮减速器设计那样的完整系统的资料，再加上机构种类繁多、要求各异，所以设计难度较大。教师可引导学生通过查阅资料、分析、思考和讨论，对各类运动副和构件的结构特点进行分析，并通过功能结构分解及变换组合法启发学生进行结构创新设计等，进而逐渐生成结构方案。比如针对冲压式蜂窝煤成型机的“电机—齿轮减速器—开式齿轮传动—对心曲柄滑块机构—滑块摇杆机构—不完全齿轮机构”的系统方案，学生要完成对心曲柄滑块机构、滑块摇杆机构和不完全齿轮机构的结构设计，并通过实际调研、查阅和分析资料，对各类运动副和构件的结构进行分析，构思出结构方案：机架采用对称框架结构，框架的立柱作为对心曲柄滑块机构中滑块的导轨；对心曲柄滑块机构中滑块采用横梁结构，以便与框架立柱形成移动副；开式齿轮传动中的大齿轮兼作对心曲柄滑块机构中的曲柄，连杆采用双杆合并结构，以便与横梁形成转动副；冲头和脱模杆则固接在横梁上。另外，横梁也兼作滑块摇杆机构中的滑块（原动件），连杆和摇杆均采用简单的杆状结构，各构件间以转动副联接；转动副采用滑动轴承式结构，也可采用滚动轴承式结构；扫屑刷设置在连杆上。不完全齿轮机构中的大齿轮兼作工作盘，在上面加工出工作孔位；不完全齿轮与机架间以转动副联接，转动副采用推力轴承式或向心推力轴承式结构。结构方案是多样的，不同学生构思的结构方案可能存在差异，学生在确定了自己的结构方案后要绘制出装配图和几个关键零件的零件图。教师在选择设计题目时要考虑时间因素，合理安排工作量和难度，不一定要全面铺开，可以主要针对学有余力的学生。与充分利用资料进行减速器结构的模仿设计相比，学生在执行机构的结构设计中要经历从机构运动简图到结构装配图和零件图的转换过程，这对学生而言具有一定的挑战，因此对学生创新设计能力的锻炼和提高效果也就更为显著。设计完成后，学生要整理、撰写设计说明书一份（字数为8　000～10　000字），之后进行小组答辩。各小组抽出本组好的学生和差的学生参加大组的优辩和差辩，最终确定成绩优秀者与及格者。

（三）制作设计模型，设计－制造一体化，理论联系实际

机械设计的最终目的是通过制造将设计思想变成机械实体装置。在设计完成后，我们鼓励有余力的学生将自己的设计结果在创新设计模型制作室中组合装配或加工制作出来，以检验设计的可行性和合理性。创新设计模型制作室为学生提供了一个开放的、可以自己动手制作的实践性教学环境，配备了慧鱼创意组合模型和用于加工制作的各种设备、仪器、工具和原材料等。慧鱼创意组合模型是工业标准的基本构件（机械元件／电气元件／气动元件），辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，形成的模块可扩充和反复拆装。学生可以利用慧鱼创意组合模型将自己的课程设计方案实际组合装配起来，并通过机电控制实现运动要求。逼真地呈现设计方案的运动情况，有助于加深学生对设计的理解和对机电一体化流程的全面认识，也有助于培养学生的创新思维和实践能力。对于部分学有余力的学生，教师可以让他们绘制符合制造工艺规范的图纸，编制加工工艺，进而加工制作出各个零件，装配出系统方案的实物模型（缩小版的机器模型，但功能完全相同），并通过调试检验是否满足设计要求，以及时发现设计中存在的问题并加以研究解决。设计制作使学生深刻体会了制造与设计的关系，将设计、制造和装配调试有机结合起来，从而做到理论联系实际，增强创新意识和创新能力，提高分析问题和解决问题的能力，锻炼动手能力，强化工程意识。

四、机械设计综合课程设计的教学成效

机械设计综合课程设计教学改革基于系统的观点，将机械原理、机械设计两门课程设计进行整合，使机器的原动机、传动装置和执行系统三个基本部分关联起来，使产品的原理方案与执行机构设计、传动方案设计和结构设计等有机结合起来，将两个关系密切的实践环节融合为一个整体，加强了课程间的内在联系和各知识点的联系，克服了机构设计不考虑结构、而零部件结构设计又与机构设计脱节的缺点，加强了零件与零件、零件与机构、零件与系统、机构与机构、机构与系统间的联系，形成了完整的系统，使学生经历了整机设计的全过程训练。综合课程设计有利于培养学生的综合设计能力、创新设计能力和解决工程实际问题的能力。同时，引入现代设计理论和方法指导学生进行机械系统方案设计和结构设计，可以弥补学生经验不足的问题，加强计算机辅助设计与分析软件（如AutoCAD、SolidWorks、ADAMS和MATLAB等）的应用，有利于学生掌握现代设计手段和提高设计能力，也有利于与后续专业课程学习及现代企业设计要求接轨。在有条件的情况下，课程设计的时间可以向后延伸，使学生经历从设计到制造的全过程训练，实现理论联系实际，这必将大大提高学生分析问题和解决问题的综合能力。多年的实践表明，机械设计综合课程设计效果良好。由于设计题目切合工程实际，侧重系统设计和方案设计，学生做设计的积极性和兴趣大大提高，他们普遍反映收获较大。机械设计综合课程设计使学生得到了一次系统全面的训练，有助于培养学生的创新意识、综合设计能力和创新能力，为后续创新设计、专业课程学习、毕业设计及今后的工作奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］杨学义．提升大学创新能力，服务国家战略大局［J］．中国高教研究，2010（3）：60－61．

［2］秦小屿．提高机械设计课程教学效果的几点思考［J］．高等教育研究，2009，26（1），63－64．

［3］江连会．提高机械设计课程教学效果的探索与实践［J］．教育教学论坛2014，（39）：186－187．

［4］王顺，王聪慧，寇尊权．从系列课程角度考虑机械原理与机械设计课程的内容设置［J］．大学教育，2013，（2）：55－56．

机械设计教学范文7

机械设计课程，是一门专业技术非常强的课程，在实际教学中，需要计算机辅助教学。本文从机械设计教学现状出发，分析与探讨了计算机辅助设计在机械设计教学中应用意义，并为提升机械设计教学提出科学的解决措施。

关键词：

计算机；辅助设计；机械设计

一、引言

目前我国的经济发展速度位于世界前茅，国家的强势与社会的进一步发展需要更多技能型的人才。过去几十年，国家加强对高等教育的普及，如今每年上千万的大学生毕业，就业形势变得异常严峻，可是企业与社会依然难以招聘到合适的人才，尤其是技术技能型人才。中国制造业的复兴与发展，需要技术技能型人才。机械设计，是现代工业中必不可少的环节，许多制造业需要机械设计人才，目前的教育依然无法实现企业与社会的用人要求。很多学校的机械设计教学，依然采用传统的教学方式，无法激发学生对此课程的兴趣。在信息技术高速发达的年代，计算机在教学的应用也是开始普及，但是很多学校教师依然没有发挥计算机辅助设计在机械设计教学中应用，因此直接影响教学的质量与人才的培养工作。本课题，重点探讨了计算机辅助设计在机械设计教学中的应用意义，并为提升机械设计教学提出科学的建议与对策。

二、浅谈计算机辅助设计在机械设计教学中应用意义

（一）有助于激发学生对机械设计课程的兴趣

技术型专业的学习，需要不停提升自身的动手能力与实操技能，就必须激发学生对机械设计课程的兴趣。爱因斯坦说过，兴趣是最好的教师。在机械设计教学中，采用计算机辅助设计，借助PROE、CAD等软件绘制二维图，能够给学生展示更加清晰美观的图形，进一步激发学生的学习欲望。随着现代学校信息技术的普及，数字化校园建设工作也得到了推进，部分学校的机械设计课程，直接安排在计算机房，通过计算机去学习机械设计，对于学生来说是非常有意义的事情。

（二）计算机辅助设计有助于减轻机械设计教师的教学压力

经济的发展，社会的竞争非常激烈，如今房价、物价的上涨，给现代教师带来了巨大的压力。很多学校的机械设计教师十分紧缺，通常一个人带十几个班的机械设计课程，教学任务非常沉重。要消化这些教学任务，教师如果采用过去的教学方法，是非常疲惫的。例如机械设计课程，要进行二维绘图、三维设计等，通过人工的手段绘图会消耗教师太多的精力。另外，在机械设计教学中，要对图形进行编辑调整，对各种数据进行计算，通过计算机辅助设计，能够很方便地处理这些步骤，非常快速教会学生机械设计。采用计算机辅助设计教学，教师可以采用驱动任务教学方法，将学生进行分组并布置设计任务，让学生以小组方式在规定的时间完成设计任务，整个过程教师不需要直接干预，减少讲授的课程的时间。

（三）计算机辅助设计有助于组织各种机械设计大赛

人才的培养，不仅仅需要做好日常教学工作，同时要组织各种技能竞赛。例如广东某高校，每年都会举办“机械设计大赛”，吸引了许多大学生的参与，通过竞赛能够锻炼学生的胆量，加强学生的实操能力。在进行机械设计大赛，计算机辅助设计是非常必要的，参赛者通过计算机辅助设计出精美的参赛产品，在模拟重装组配零件的时候能够激发参赛者的灵感，通过计算机辅助设计，学生能够快速将理论知识与实践进行融合，有效地设计出高质量的参赛作品。

三、提升计算机辅助设计在机械设计教学应用水平的措施

（一）改善机械设计教学硬件条件

国内很多学校的教学硬件条件比较落后，特别是一些职业学校，机械设计等课程经常要到别的高校借用实训场地教学，严重影响机械设计的教学质量。因此，改善机械设计教学硬件条件，尤其是学校计算机房的硬件与软件，教师使用的教学电脑都要比较先进。例如某理工大学，为了提升机械设计教学质量，引进了先进的机械设备，采用最新版的计算机辅助设计软件，大大满足了机械教学的需求。其次，计算机设备一般的学校，可以在暑假或者寒假组织学生到工厂学习一线机械设计，参观各种大型机械设备，了解最前沿的机械设计技术。

（二）加强机械设计师资队伍建设，提升教师计算机应用能力

师资队伍建设是现代教学发展的重点工作，计算机辅助设计在机械设计教学，需要有一批优秀的教师。一方面，要引进优秀的机械设计课程教师，尤其是具有丰富教学经验以及机械企业工作经验的教师，保证在实际机械教学中，不仅能够给学生传授扎实的机械设计技能，同时能够培养学生的企业素养，为提升将来职场竞争力打下基础。另外一方面，要加强现有教师的培训，尤其是提升机械设计教师的计算机应用能力，争取让每位机械设计教师都能使用计算机辅助设计进行教学。同时，要加强教师对外交流，组织教师到一些名校理工大学，例如清华大学、上海交通大学学习，吸取名师的教学经验，有条件可以输送部分机械教师到国外学习，例如可以到德国参观当地工业化建设，了解德国的机械化水平等，开阔教师的视野。

四、总结

总的来说，在信息技术高速发展的今天，计算机辅助设计在机械设计教学中发挥着非常巨大的作用。计算机辅助设计，不仅有助于激发学生学习机械设计的兴趣，同时可以减轻机械教师的教学压力，同时有助于开展机械设计大赛。要进一步提升计算机辅助设计在机械设计教学中的应用水平，就要改善机械设计教学硬件条件，进一步加强机械设计师资队伍建设，提升教师计算机应用能力。

作者：梁冬冬 单位：白城师范学院

参考文献:

[1]张超.计算机辅助设计在机械设计教学中应用的探究[J].课程教育研究,2013,14:250.

机械设计教学范文8

为了培养高水平应用型人才，对机械设计课程体系从教学方法、实践教学、课程设计、师资队伍建设等方面进行了改革和探索。教学成果表明，这种教学模式不仅能够培养学生的创新能力和提高应用能力，而且也提高了教师的教学水平。

关键词：

机械设计；教学方法；教学手段；双能型教师

《机械设计》是机械类专业非常重要的专业基础课,是机械类学生学习必不可少的重要教学环节之一。该课程主要是培养学生具有综合机械设计的能力，对我校在应用性和创新性人才培养方面起着非常重要的作用，尤其是对培养学生的创新能力起着决定性作用，同时该课程又是从理论课程与工程实际相结合的设计性课程。该课程的理论性较强，知识面广，学生普遍反映该课程难学，知识点分散，理解起来困难，听不懂学不会[1]。在实践教学过程中缺乏创新设计，不能培养学生的创新意识，使学生失去了学习兴趣，导致不能很好的培养学生的创新能力。在教学过程中,怎样提激发生的学习兴趣、提高学生学习的主动性,培养学生的创新能力,提高课堂听课效率，培养出应用型创新性人才,是《机械设计》课程教学过程中必须思考的问题[2]。为了解决上述问题，适应学校应用型本科人才的培养目标，针对教学中出现的各种问题，在教学方法、实践教学、课程设计、师资队伍建设等方面进行了改革探究。

1多种教学手段灵活应用，重点培养学生学习的能动性

《机械设计》课程是实践性和理论性相结合的一门综合性课程，教学过程中涉及到许多的机械传动过程、机器的工作原理、机械零件结构分析等相关内容，在讲授的过程中，教师很难仅靠粉笔和语言讲授清楚，例如吃齿轮传动，轴的结构设计，尤其是一些想象力差的同学，根本就无法理解其工作原理。同时在教学过程中基本没有实物图，大部分学生都是初次接触机械类专业知识，对课程了解不深，缺乏感性认识，因而即使教师备课充分，授课十分认真，仍然有很多学生听不懂，感觉这门课程很难，久而久之就对这门课失去了学习兴趣，最终导致学生产生厌学的状况。因此，我们教师在每堂课的教学过程中要多种教学手段和教学方法方法灵活并用，引起学生的兴趣。

（1）多媒体教学可使教学直观、形象、生动，传递的信息量大，对于动画易引起学生的兴趣，更容易于被学生接受，同时教学时可将工程应用的实例插入到多媒体中，使学生对所学知识有深刻的理解，同时学生对工程应用也有了解。但是教师在授课时不能将板书教学忽略，应将板书教学模式和多媒体教学相结合,授课时灵活应用。一方面能够增强教学的直观性,提高学生的自主学习能动性,增强学生的创新意识;另一方面又可以充分发挥板书的过程性强、灵活方便、与学生互动性效果好等优点[3,4]。不仅提高了学生课堂听课效率,而且也提高教师的教学水平。

（2）教师要合理的利用视频教学，对于某些加工工艺及机器的工作原理，我们在备课时就需要准备相关的视频，例如轴系结构设计、联轴器和离合器等章节的内容安排相关的视频，通过播放视频与教师的讲解，学生能够深入了解其加工生产过程，听过视频播放能加深印象，容易引起学生的兴趣。对于某些章节内容也可以采用翻转课堂教学[5]，这种教学手段不仅可以使学生养成独立思考的习惯，又能锻炼学生查资料的能力，通过查资料能够扩展学生自己的视野，便于学生对前沿信息知识的了解和掌握，增强学生对自己专业的热爱，为学生将来继续深造奠定基础。此外，慕课也是教师授课的重要教学手段，对于重要的章节，教师可以采用慕课的形式来激发学生的兴趣，并且结合多媒体所呈现的及教师的重点讲解，使学生对重点难点有深入的了解并达到掌握。同时教师可以将慕课视频拷贝给学生，让学生在课下也可以自己独立的学习。教师需要结合教学的内容与知识点的难易程度合理的利用并结合多种教学手段，使学生对《机械设计》产生兴趣，提高教学效率。

（3）教学过程中适当的将分析软件与教学相结合，在《机械设计》教材中有很多的传动装置，比如带传动、齿轮传动、蜗杆传动。可以利用三维建模软件UG建立这些传动机构的模型，然后运用ADAMS或ABAQUS软件模拟运动学仿真分析和有限元仿真分析。或者直接利用仿真软件建立相关模型，施加约束和边界条件，进行仿真分析，最终查看各个部分的速度、位移和曲线，或者应力应变、变形云图。通过建模仿真分析的过程，学生可以加强对课本讲的知识点的进一步理解，同时让学生学习仿真软件的应用。

（4）习题讲解是《机械设计》教学过程中必不可缺少重要的环节之一。《机械设计》课程课后习题的难度较大，篇幅长，涉及其他学科的知识点多，例如高等数学、机械原理、材料力学，理论力学等，其题目分析计算难度大，如果学生仅仅依靠上课的时间听课，很难把作业完成的很好，也很难掌握重点和难点知识。因而，在一些重点难点知识点讲解结束后，进行相关的习题讲解。主要讲解讲解课本中的经典例题和难度较大的作业题，同时也安排讲解经典考研习题［6］，使学生深入理解教材中的知识点。

2加强实践教学和课程设计教学，培养学生的创新意识

《机械设计》课程设计是每个机械类学生必须要做的任务，在课程设计之前，教师通过选择有生产背景的实践课题为依据，给出需要设计的题目，并给出学生相关的提示，并列出需要查询的才能考书及相关的参考文献，鼓励学生自己动手去查资料，重点培养学生对材料及数据的整理能力。每一个题目由3个学生来完成，3个学生一起探讨原理方案设计、传动方案设计、执行机构设计，最终确定设计方案，然后老师给每个学生不同的设计参数，学生再进行强度分析计算，根据学生自己所计算的数据，进行手工绘制运动方案图、零件图和总体装配图，锻炼手工绘图能力，同时要求学生的设计图纸必须用CAD软件绘制相关的图纸，然后在使用CAD软件进行电脑绘图，最终完成该产品的设计。通过这样的设计过程，使学生对设计有了更深刻的认识，同时可以把CAD知识加以巩固，提高CAD画图能力。完成设计内容之后，鼓励学生采用相关分析软件，对所设计的零部件建立模型进行优化设计，例如采用ANSYS有限元软件、ADAMS等软件建立模型。通过查看各个部分的仿真结果，然后合理修改设计参数进行优化设计。这不仅增强了学生对学习机械设计的兴趣，而且使学生的自身能力和创新意识得到全面的提高。学校或者学院出资举办一些机械类比赛，例如车辆技能大赛、机械产品设计大赛、大学生创新大赛、机械制图大赛等。鼓励学生积极参加这些竞赛，主要是为了提高学生的自己动手能力和创新能力。学生都会的精心准备竞赛的内容，设计出自己的产品。完成设计之后，学院会组织老师对所有参赛的的作品进行评比验收，同时还需要进行参赛组进行答辩，讲解自己所设计的作品的设计思路及功能，最后由老师评出优秀的作品，参加省级、部级的大型比赛。如笔者鼓励学生参加大学生创新课题，学生自己查资料，然后写申请书，找到创新点，最后由学院学校的专家及外校专家进行审批，通过审批后，学生自己用三维软件进行画图设计。学生通过这种竞赛的形式，可以把所学的理论知识与实践结合起来，增强学生创新意识和提高解决实际问题的能力。

3建立双能型教师队伍

在地方性、应用型高水平大学建设的过程中，培养双能型教师至关重要，要求教师具有扎实的理论教学素质，也要有丰富的实践教学素质。应用型大学主要以培养服务于地方经济发展的人才为目标。《机械设计》课程的双能型教师要求教师必须具备相关的机械类理论知识，同时具有实践的经验，这就要求青年教师利用假期去企业实践锻炼，学习企业的技术[7]，管理模式，及机器的工作原理及设计思路，提高教师的实践能力，扩展教师的知识面，还可以对典型机械产品拍照，为以后的教学提供工程实例。积极鼓励教师带领学生参加各种竞赛和课题，可以培养学生的创新意识，同时也可以增强教师的实践能力和科研水平。同时学校可以组织讲课比赛，通过讲课比赛，来提高教师的讲课技能，将实践和理论结合起来培养出双能型教师。

4结束语

为了建设地方性、应用型、高水平大学，近几年以来讲课教师在教学方法、实践教学、课程设计、教师队伍建设等多个方面不断的进行了探索与研究。将机械设计的理论教学与实践结合起来，让学生了解整个产品的设计过程，培养学生的创新思维。教师通过自身理论知识的学习和外出锻炼不断提高教师水平，以达到双能型教师的要求，从而达到教学相长的目的。

作者：曹波 高尚 姚智华 陈洪军 陈丰 单位：安徽科技学院

参考文献：

[1]姚智华,易勇,陈丰,等.《机械原理》课程教学改革与实践[J].安徽科技学院学报,2013,27(5):74-76.

[2]师素娟.《机械设计》课程教学方法改革与探索[J].华北水利水电学报，2006,22(1):55-57.

[3]田静云,张国海,贾吉林,等.机械设计课程的教学改革与建设[J].中国科技信息,2009(9):252-253.

[4]师素娟《机械设计》课程教学方法改革与探索[J].华北水利水电学报，2006,22(1):55-57

[5]李聚波,贾新杰,邱明.《机械优化设计》课程教学研究与实践[J].机械管理开发,2009,24(2):148-149.