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机械原理课程设计的主要目的是为学生在完成课堂教学基本内容后提供一个较完整的从事机械设计初步实践的机会。《机械原理课程设计》的编写宗旨就是指导学生能在短时间内，将所学的机械基础理论运用于一个简单的机械系统，通过机械传动方案总体设计，机构分析和综合，进一步巩固掌握课堂教学知识，并结合实际得到工程设计方面的初步训练，培养学生综合运用技术资料，提高绘图、运算的能力。同时，注重学生创新意识的开发。
1 目前在机械原理教学中存在的一些普遍问题
1.1教学内容乏味
就现阶段的机械原理教育课程来看，教学的内容非常乏味，主要原因就是因为部分老师在教学时只针对书本上的内容进行讲解，从不去扩展，这样就限制了学生的思维，使他们的思维发散不出来，限制了其想象力。但是机械原理是机械专业的一门重要的基础课程，对于学生日后的关于机械方面学习很重要，如果只是讲解书本上面的知识，涉及的内容就十分有限，这样学生对于这一方面的理解就会被限制在了书本上，根本拓展不开。
1.2需要做的修改
长期以来，各校在“机械原理课程设计” 中尝试了不同的教学改革。进入21世纪后，我国高校机械原理课程设计的教学改革更是进入新一轮。各校对“机械原理课程设计”的目的、内容、方法、题目、组织形式作了深入研究，探索机械原理课程设计中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，提出适合创新人才培养目标的机械原理课程设计实施方案。这些教学实践为“机械原理课程设计”课程教学改革提供了理论准备。本文旨在总结各校近年“机械原理课程设计”课程教学改革成果的基础上，探索机械原理课程设计进一步改革的方向。
1.3机械原理的重要性
在机械原理的理论教学中，尽管可以安排一些实物、模型、甚至录相，增加学生的感性认识和实践知识，但是光有这些是远远不够的。在机械原理实践环节教学中加强学生对机构、零件结构和机械设计等工程实践知识的认识和对仪器设备的动手操作、机械结构的装拆等实际动手能力的培养，是对理论课程教学不足很好的补充和完善。其次可以培养学生的创新和综合设计能力。
2机械原理课程设计的教学改革与实践
机械原理课程设计主要侧重于机械运动方案设计而机械方案设计是机械设计乃至以后的制造和使用最关键的阶段是决定机械产品质量好坏、性能优劣和经济效益高低的关键步骤其创新特性效果如何直接影响机械产品的功能质量和使用效果。因此我院的机械原理课程设计也经历了“机构的图解法分析机构的解析法上机分析机构创新设计”三个发展阶段。我们把培养学生设计思维能力和创新设计能力同时兼顾培养学生基本设计能力和应用计算机进行工程设计能力作为机械原理课程设计教学改革的宗旨。
2.1选题
传统机械原理课程设计教学模式中仅仅以指导书为蓝本教师的程序化指导贯穿始终。其题目一般是由教师指定几个具有代表性的题目如半自动平压模切机。为了充分发挥学生的主动性如今的选题原则是在不脱离机械原理课程内容的基础上学生根据其兴趣、爱好和能力自由选择这样就大大激发了学生的创新意识。有很多学生的创新设计题目极具研究和应用价值。创新需要基础素材没有丰富的基础知识就不会有创新成果出现。因此我们将课程设计提前布置使学生在学习机械原理课程时能有的放矢的认真学习、研究相关章节内容。因为他们知道这些知识对他们学期末进行课程设计大有帮助这样又反过来促进了学生学习机械原理课程的积极性和主动性。
2.2设计过程的控制与要求
在进行机械原理课程教学的同时，就让学生对课程设计进行选题并说明整个设计过程的要求。这一阶段为分散教学，要求学生选题并提出多个运动方案。在集中设计阶段，第一天完成多个运动方案的评价与优选，确定本课程设计的运动方案；第二天，确定机械的总体尺寸，给出各执行机构与传动机构的初选尺寸，绘制机械系统运动简图，编制机器运动循环图；第三天，对所选机构进行运动分析，绘制运动线图；第四、五天，编写设计说明书，进行答辩。由于严格要求按给定的时间进度设计，所以，绝大多数学生都能按时完成任务。在机构的评价与优选过程中，采用个人、教师及学生小组的多层次的机构评价和优选方式，既发挥了学生的主动性，又加深了学生对各种运动方案的认识，同时还加强了学生的团队协作意识。课程设计说明书作为一种技术说明书，强化其编写工作，可以提高学生在以后的实际技术工作中，编写技术报告、可行性论证报告和产品说明书等技术文件的基本技能。所以在课程设计过程中，对如何编写课程设计说明书，给出了详细的写作要求并提供了写作样本。我们运用公开、透明及自评、互评及教师评分相结合的评价方式，对学生的课程设计进行评分。首先，学生对自己的设计进行说明及展示设计说明书，并对自己这的课程设计进行自我评价；然后由同学对其进行质询与评价；最后，由老师进行讲评并给出成绩。这样，使学生体验主动参与、自由发表个人见解，并认真听取他人意见的学术气氛，并学会用理性与公正的态度评价自己和他人的工作。
3结束语
机械原理课程设计教学改革是进入21世纪后，面向创新人才培养，我国工科课程教学实践环节改革的成功尝试。全国高校围绕机械原理课程设计所进行的教学实践，无论对于机械原理精品课程建设，还是深入开展包括机械学科在内的工科课程体系教学改革，都富有借鉴意义。机械原理课程设计的各种教改尝试，既有鲜明的主线，又各具特色。既有成功验，也有需要探讨、摸索之处。因此有必要总结、梳理，以利进一步改革。
机械设计课程设计是机械类及近机械类各专业学生必修的实践性教学环节。它是学生首次综合运用所学的工程制图、工程力学、机械原理、机械设计等理论知识解决工程实际问题，培养学生基本技能的最重要实践环节之一。它在技术基础课与专业课之间起到一个承上启下的作用。在课程设计中，不仅能使学生得到基本技能的训练，还能提高他们的工程设计及创新设计的能力。
一、目前存在的问题
机械设计课程设计的传统教学题目是减速器设计。它涵盖了机械设计中所有基本通用零件的设计，而且体现了通用典型部件设计计算和机械系统设计概念和方法。课程设计是所学机械基础系列课程的总结，综合性很强，设计题目很成熟，与之配套的图册、手册和课程设计指导书也一应俱全，这对于第一次搞综合设计的学生有很大帮助。它对学生提高自身的系统学习能力，是一次很好的实践机会。在教学过程中也发现了一些问题，主要是：
1．学生对课程设计兴趣不高，学习态度不够端正，不能积极主动地投入课程设计工作。有人认为课程设计就是画图，认为课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象，内容陈旧、单一，设计过程太枯燥。
2．时间短，任务重；学生多，教师少。机械设计课程设计一般为期三周，学生需要完成二级齿轮减速器装配草图和正图，关键传动零件的零件图，以及相关的设计计算说明书，时间非常紧张。课程设计期间，学生每天要工作10个小时以上，有时个别学生还需要熬通宵加班。
3．在设计过程中照搬照抄的现象较为突出。部分学生基于完成任务的观点，设计过程中不注重自我独立设计能力的培养，出现普遍的照抄图册中的减速器的结构，而不能综合考虑零件的强度、刚度、工艺、装配、调整、和密封等问题。
4．相关课程基础不够扎实，直接影响了课程设计的效果和进度。除了机械设计基础以外，课程设计要用到工程图学、力学、工程材料、加工工艺以及互换性等多门课程的知识，这些课程中任何一门基础不牢固，都会在课程设计中表现出来，影响课程设计的教学效果。在这些先修课程中，工程图学的影响尤为突出。
二、教学内容和方法的改进
1．课程设计题目多样化和实用性。在进行理论教学时就对学生公布本学院各位老师的科研项目，让学生们主动去找他们感兴趣的内容，鼓励他们积极参与。组织学生参加大学生机械创新大赛或者由学生联系生产实践自创设计题目，老师提供课程设计指导讲义上的若干题目等,实践证明这种形式大大增强了学生学习的积极性和主动性。
2．相关课程采用以项目为线索的教学方式。机械设计课程设计属于实践性教学环节，理论与实践相结合的深度决定了本课程的教学质量。由于本课程设计与几乎所有的基础课程相关，质量保障必然要求上溯到这些课程。理论与实践相结合的教学方法方面，要加强先修课程与课程设计的联系。例如，在讲制图时，讲到零件图、装配图的表达方法、尺寸的标注、技术要求等等，要以课程设计中要涉及到的零部件为例。力学、材料、加工工艺以及互换性等也要以课程设计中涉及到的零部件的要求为例，逐个详细介绍。
3．引进先进的绘图工具，如CAD、Solidworks、ProE等。在讲解Solidworks中的三维建模时，就以课程设计中常用的箱体、轴或齿轮为例，并且让学生们在学习、设计完这些课程中相关内容后，不要把这些内容轻易丢掉，要好好保存，以便在课程设计中加以应用，这样在课程设计时就可以节省很多时间。应用相关的电脑软件，可以很方便地观察出在改变某一设计参数时，设计结果和承载能力的变化。
4.采用提前预做的办法，例如在讲授机械设计课程时，等到讲完齿轮、轴、轴承、联轴器等章节时，可以让学生们做一个大作业。大作业的内容就是轴及轴上零件的设计、定位以及安装问题，这样就可以让学生们提前熟悉课程设计的过程及方法，做完作业的资料也不要丢弃，等到真正课程设计时可以再用或参考。
5．改进以往的一位教师指导多位学生与一名学生由固定的一位老师去指导的做法。以前，一名教师指导多名学生，这有很多弊端。教师本身的精力有限，再加上专业与学识的限制， 指导多名学生会感到力不从心，效果不会太好。因此，学生做课程设计时要由与设计内容相关的科研教师的团队去指导，这样，可能一个教师指导多个学生，也可能一个学生的课程设计由多名教师去指导。老师与学生应根据他们的设计内容与擅长专业自由组合，这样设计出来的题目就更专业，更符合生产实际。
6．学院可以有计划地安排教师到相关企业、厂矿等进行调研和专业实践，了解新设备， 学习所教专业在生产实践中应用的新知识、 新技能、 新工艺和新方法，以此促使教师加快对现代化设计技术的了解和掌握，促使教师结合企业的生产实际不断完善教学内容，深入了解机械创新设计的理念，提高教师的专业水平和实践能力。
三、考核及答辩
坚持进行课程设计总结和答辩，在完成课程设计以后，要对课程设计进行总结。要求学生对所进行的设计做一个比较系统、全面的回顾和总结，把还未弄懂或尚未考虑的问题弄懂， 学生将会获得更大收获。答辩结束后，学生必须要修改课程设计里面出现的错误，尤其是结构错误。由于学生的设计成果是以电脑绘图和word文档编辑，再打印出来的形式提交,为了真实、合理地反映学生的实际设计水平,指导老师加强设计中的阶段性抽查考核,并以此作为评定学生最终设计成绩的一个重要依据。老师想检查哪个同学的图,可以随时让他发来。学生在最终提交打印图纸和文档的同时也需提交电子稿,这些都有利于督促每个学生都去认真分析研究,积极动手设计,提升实践教学效果,也有利于教师及时发现问题、解决问题。
四、结束语
机械设计课程设计是一个涉及多方面知识的重要教学环节，如何抓好这一教学环节是一个需要认真探讨的问题。企业需要的是实用型人才，因此我们的教学实践应以培养学生的工程意识，提高学生的工程素质，增强学生的工程能力为目标。因此，每一个从事机械设计课程设计教学的教师，都要抛弃传统教学方法中的不合理做法，努力探索课程设计教学改革之路，使学生的知识结构适应社会发展的需要，培养出符合时代要求的具有创新精神的机械行业的人才。实践证明，改革后的机械设计课程设计教学体系调动了学生学习的积极性，学生机械设计的水平明显提高。
参考文献：
[1]濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社,2006
[2]龚溎义.机械设计课程设计指导书.高等教育出版社,2006
[3]范恒彦.机械设计课程设计教学改革.中国教育教学杂志（高等教育版），2006(12)：6～7
[4]贾吉林.机械设计课程设计教学改革与探索. 机械管理开发,2009(8)：151～152
关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革
Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0201-02
0引言
机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。
近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。
1教学内容的改革
长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。
鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。
对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。
2教学方法和手段的改革
现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。
在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。
3设计成果的展现形式
采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。
设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。
4结束语
机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。
参考文献:
由于每届或每班的指导教师不同，设计题目、内容、要求、难易程度偏离太大。如有数控机床改造设计、伺服系统控制设计、交通灯控制设计等，要求、工作量也不相同。有的设计任务偏难，有的设计任务又太简单。
（2）设计资料缺乏。
由于机电一体化是一门新兴的技术和专业，这方面的知识内容都在相关的杂志刊物登载，书籍相对少一些。要进行课程设计，收集这方面的资料较困难。没有现成的资料汇编及设计手册，学生要花费较多的时间找资料，往往是教师帮助寻找资料。而且没有像机械零件设计那样的系统完整的课程设计指导书。在设计中盲目性较大。
（3）师资不足。
最早几年机电专业方向只有一个班或两个班，指导教师有2~4人即可。一般由主讲或熟悉机电一体化控制系统课程的教师指导。近几年随着学生的扩招，机电专业扩展到4~5个班，指导教师需要8~10人，明显不够，因此有必要进行培养。
2机电一体化课程设计改进措施
（1）编写合适的机电一体化课程设计指导书，配齐设计资料。
到目前为止未见过公开出版的机电一体化课程设计指导书，所以有必要编写合适的机电一体化课程设计指导书，并收集较全的资料进行汇编，与指导书汇编成册。
（2）规范设计题目，统一要求。
规范设计题目不是整个设计都用同一个题目，而是在一个范围内选择题目，教师根据所选的题目按统一的要求下达任务书。设计题目一般以简易数控机床设计、数控机床改造设计、机器人及控制设计较为合适。在市场上可见的机电产品多得很，不是所有的机电产品都适合做题目，因其难易程度是不同的。机电专业的课程设置是以机床设计、机器人设计控制为典型产品的，在机电一体化课程设计中要反映课程设置的内容。机电专业方向课程有机电一体化系统设计、计算机控制技术、机械制造装备设计、机器人导论等课程。这些课程的内容在电的方面主要介绍了以计算机为核心的控制系统；机械方面介绍了机械运动、机械传动、机械结构及相关的标准部件，如滚动导轨、滚珠丝杠等。在选题及设计中要反映上述的内容。因此规范化的题目主要为数控车床（或铣床、钻床等）设计、车床（或铣床、钻床等）数控化改造设计、或是工业机器人及控制设计。这些都具有一定的机械部分内容，如数控机床进给轴传动部件，机器人的腰身、手臂运动部件及滚珠丝杠、导轨的应用等。电的方面包含数控系统电路设计，计算机控制系统设计及对机械部分的控制；从而实现了机电结合。对规范化的题目、要求及上述设计内容都已编入指导书中。
（3）指导教师的培养。
首先被培训的教师可以跟班听课，熟悉掌握相关的课程内容，然后在机电一体化课程设计进行中跟班辅导，以培养出合格的指导教师。
（4）加强督察。
当指导教师接到指导课程设计任务后，首先拿到机电一体化课程设计指导书，根据要求写出课程设计任务书；并由教研室主任或院教学指导委员会审查，合格才可向学生下达任务。指导中，教师要填写指导日志，随时记录指导中的难点、及出现的问题和解决方法，并进行小结，以便下一次指导时提高设计水平。
3机电一体化课程设计指导书主要内容
3.1设计题目确定及要求
3.2总体方案确定
（1）总体方案设计；
（2）绘制总体方案图。
3.3伺服系统机械传动部件设计
（1）切削力计算；
（2）滚动丝杠螺母副的计算与选型；
（3）伺服系统传动设计；
（4）步进电机当量扭矩计算及选型；
（5）机械传动结构设计（绘制一个轴的机械装配图）。
3.4控制系统硬件电路设计
（1）确定控制系统方案及绘制系统框图；
（2）单片机的选用；
（3）存储器的选用与扩展；
（4）译码电路设计；
（5）接口电路设计；
（6）绘制控制系统硬件电路原理图。
3.5基本的参考图表汇编。
4近一届学生机电一体化课程设计进行情况
4.1教师配备
近一届机电专业学生，每届有四个班进行机电一体化课程设计，共配备6名教师；其中有四名为独立指导教师，两名为辅导教师，为培养新的指导教师储备力量。
4.2指导书的使用及设计过程
设计学生和指导教师每人一份机电一体化课程设计指导书。教师按照要求写出机电一体化课程设计任务书，并经研究所长审查后发给学生。设计题目主要有CA6140普通车床数控化改造设计、C6132普通车床数控化改造设计。在同一个题目的学生中，要求设计进给轴部件时，一部分学生设计X轴进给部件，另一部分学生设计Z轴进给部件。整个过程根据设计任务书的题目、要求和机电一体化课程设计指导书给出的设计步骤、方法，先进行总体方案设计，再进行机械传动部件设计，最后进行CNC硬件电路设计。整个过程经过了机械、电子两方面的训练，实现了机电结合，达到预期效果。
4.3填写指导日志
教师在指导设计的过程中，及时填写指导日志，记录设计中的难点、问题，并进行小结。
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A
引言
机械产品往往由于丧失精度而报废，周期性检修的实质就是对其精度的检定和修复，没有足够的几何精度，机械产品就失去了使用价值。因此，从理论上讲，无论何种生产类型、何种功能要求，都应该对零件的几何要素提出精度要求。精度设计用以确定机械各零件几何要素的公差。机械产品的精度设计是联系产品使用性能和生产制造过程的桥梁[1]，精度设计给定的公差等级、采用的公差原则对生产设备的选择、工装夹具的设计和制造、检验方法的制定等方面有着决定作用，它直接影响着生产成本的高低，进而影响着产品的市场竞争能力。
《互换性与测量技术基础》是高等院校机械类、仪器仪表类和机电相结合类各专业必需的主干技术基础课程[2]，涵盖了几何精度设计与检测两方面的内容。在几年的教学实践中发现以下问题：
（1）学生没有充分意识到几何精度对机械产品使用性能的重要性。在课程设计和毕业设计时，只做完系统设计与参数设计，精度设计基本就没做或者很少做。
（2）学生不具备相应的精度设计能力，不能灵活运用所学的相关知识进行机械产品设计。在课程设计和毕业设计时，精度的确定并没有考虑产品的性能要求和生产成本之间的关系，所做的设计在目前生产条件下无法制造生产，或者造成生产成本的增加。
（3）学生不能正确运用设计标准和规范。比如，在齿轮的设计中，图纸表达不完善，参数表只有结构参数的内容，而没有精度参数的内容，甚至没有参数表；标准件并没有按照国家标准选用规格；已废除的国标仍在使用。
鉴于此，作者对课程教学进行研究，并进行大胆尝试与改革。
一、建设课程群，确立精度设计地位
课程群是为完善同一施教对象的认知结构，而将本专业或跨专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合而成的课程体系[3]。以实现学生综合设计能力、创新能力为培养目标，把“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“互换性与测量技术”4门课程的各教学环节进行优化重组融合，形成机械类专业基础课群。机械产品的设计过程通常可分为三个阶段：系统设计、参数设计和精度设计[4]。如果说系统设计为机械产品的一次设计，那么精度设计就是系统的三次设计。系统设计以整机的功能为目标而进行的机械基本工作原理和总体布局设计，是运动学的设计，主要由机械原理课程承担；参数设计以保证系统的能量转换和工作寿命来确定机构各零件几何要素的公称值，由机械设计课程承担；精度设计以保证机械产品的性能要求同时考虑制造的经济性来确定机械各零件几何要素的允许误差，由互换性与测量技术课程承担。
通过分析，互换性与技术测量课程的教学内容应该以精度设计为主线，以提高精度设计能力为目标，和机械原理课程及机械设计课程共同研究机械产品的设计。
二、设计性能检测实验，增强精度设计意识
在几年的教学实践中发现，学生能够理解机械结构参数对机械性能的重要性，却认识不到几何精度对机械性能的重要影响，甚至错误的认为机械设计就是做系统设计和参数设计，认为精度无关紧要。
为了更好的帮助学生理解几何精度设计在生产实际中的应用，体会几何精度对机械产品性能的重要影响，增强学生综合运用知识能力，强化机械设计、几何精度和机械制造之间的相关性，指导毕业生研制出机械性能检测实验台，使学生通过实验，切身体验几何精度对机械产品性能的影响，增强精度设计意识。
本实验台的整体结构系统图如图1所示：
图1：机械性能检测实验台整体结构系统图
直流电机作为动力通过一个一级传动机构驱动发电机工作，并设计的检测系统（传感器、采集卡、PC机自行开发的测试系统）对其性能指标进行检测，如传动效率、振动、噪声、温度等。传动机构的主要零件是可以拆装的，同时，主要零部件配备有多套（结构参数相同，仅精度不同）。实验时，学生组装不同精度的传动机构，进行整机运行，通过测试性能指标比较来反映整机的运行性能。
通过本实验可以加强学生对几何精度影响产品使用性能的主要认识，增强工程意识，并通过此综合实验培养学生综合运用所学相关知识的能力。
三、进行综合设计，提高精度设计能力
依据机械类专业教学计划，机械原理课程和机械设计课程及互换性与测量技术课程一般都安排有相应的2～3周的课程设计。课程设计一般要求学生在相对集中的时间内运用所学的相关知识完成一个具体的小设计[5]。目前，一般教学安排都是每门课程独立安排相应的课程设计，而这样做的结果对学生造成一种误导，形成“机械设计就是系统设计”，或者“机械设计就是参数设计”，“质量（使用性能）是检验出来的”等错误认识；同时也不能增强学生综合设计能力的培养；另外，也不利于“培养学生的工程实践能力和创新能力”教学目标的实现。以至于做毕业设计甚至在实际工作中，出现图纸表达不清楚、不合理、不符合规范，或者设计出来的产品依据目前的生产条件根本没法生产或者是生产成本过高等问题。
针对以上问题，把机械原理课程设计、机械设计课程设计及互换性与技术测量课程设计进行优化、整合。以培养综合设计能力为目标，进行综合性课课程设计。
（一）课程设计内容优化改革
目前，机械设计课程设计所做的机械产品设计基本上都是只考虑系统设计和参数设计，至于精度设计，基本就没做或者做的很少，有的只是在图纸上参照相关的设计做了些公差标注，至于为什么要选用这些精度项目？为什么要确定如此精度？学生基本就不知道。
曾经针对此问题，提出在互换性与测量技术课程设计调整精度设计的内容，让学生各自找出自己所做的机械设计课程设计，对整个设计进行完善。学生在系统设计和参数设计的基础上进行精度设计，并对前期的错误进行更正，形成完整的机械产品技术资料。
通过此项改革，提升了学生对精度设计在机械产品设计的重要性认识，但是，这样就会由于工作的不连续就耽误了很多时间。首先，对机械设计课程设计、机械原理课程设计、互换性与技术测量课程设计时间进行调整，调整为同时进行；然后，对其设计内容进行整合，取消原来的独立课程设计，实行综合课程设计，涵盖系统设计、参数设计、精度设计等内容。
（二）选题来源于工程实际
目前，机械设计课程设计题目大多是“一级或二级齿轮减速器”的设计，它涵盖了“机械设计”课程中大部分内容，有助于学生加强相关的知识的综合运用能力，但这样就出现题目单一化，不能充分调动学生的创新意识。通过对以往的课程设计答辩情况来看，部分学生曾出现抄袭现象。基于此，课程设计的选题来源于工程实际，解决所在城市厂矿的实际问题。根据任务的大小对学生进行分组，使学生协同完成整个设计任务，而所做设计是否能满足实际需要，可以直接在生产中得到检验，在工程实际中体会精度设计与生产性能及生产成本的关系，增强学生的工程意识。另外，设计要变为产品，图纸是设计工作者和制造工作者之间的沟通语言，这样，图纸的表达必须规范。学生在实际工程中体会图纸表达规范化的重要性，并能运用国标进行规范化设计。
四、改革考核办法，激发学生学习动力
以往，对于课程设计的考核方法是“考勤（10%）+报告（20%）+答辩（70%）”，这种考核办法能够使老师对学生的知识及素质得到全面的考核。但对学生来说有种“课程到此为止”的感觉，学生只知道自己的一个综合分数，并不知道自己掌握的相应知识到何种程度，是否满足工程实际所需？或者对于实际工程，还需要哪此方面的知识？其它同学是个什么样的水平？
一种理想的课程考核模式，应该能够全面、正确、有效地实现检查评价、教育激励、诊断反馈和导向等多种功能[6，7]。因此，在对精度设计进行考核时，采取了以下措施：
1．学生作为评委对学生进行答辩。这时，老师只是作为场外指导，对学生解答不了，而对他们的能力提升有关键作用的知识点做出解释和阐述，同时也从学生的答辩时所提的问题及回答情况对答辩学生和答辩评委的知识和能力掌握程度做出全面判断。
2．指导老师和学生进行互动，并做总结。在答辩进行完毕，指导老师就精度设计和学生进行互动，学生在互动中调动学习的积极性，并能对知识理解的更深刻。然后通过老师的总结，使学生对精度设计的脉络有个更清楚的知识，能够掌握精度设计的要领，并能体会精度设计在机械产品设计中的地位。从而激发学生学习知识的积极性和动力。
五、结束语
精度设计作为机械产品设计的一个重要环节，在理论教学与实践教学中应该加强学生精度设计能力的培养。近年的教学实践，学生精度设计能力有了很大的提高，为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。
[参考文献]
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[4]杜文华，郑江.机械基础系列课程教改中机械精度设计的实现[J].华北工学院学报（社科版），2004，20（3）：89～91.
[5]刘小康，余洁冰.工科学生课程设计与综合素质培养[J]. 高教探索，2009，（5）：133～134.
在机械设计制造及其自动化专业的授课过程中，有许多课程都具有很强的实践性，对这些课程进行学习及课程设计是学生进行实践的有利途径，其中最典型的课程就是《机械制造技术基础》，在对这门课程进行学习的过程中，经常需要学生根据课程安排，借助计算机进行相关零件的课程设计。具体来说学生在课程设计中应做到以下几个方面：
（1）了解具体的任务安排，熟练掌握运用计算机。要想有效的进行实践活动做好课程设计，学生在进行课程设计之前应对具体的任务进行全面的了解，对任务的类型，工艺的流程，细节的要求，进行了解，为课程设计的准确进行提供保障。同时，《机械制造技术基础》课程的课程设计需要借助计算机进行辅助，因此学生应熟练的运用计算机，掌握工程设计必须的计算机操作技能，确保工程设计的顺利进行。
（2）按照标准独立完成，提高知识的综合运用能力。工程设计对于学生能力的提高有很大的帮助，因此学生在工程设计中应尽可能的独立完成。同时端正课程设计的态度，严格按照工程设计具体任务的规范进行设计，掌握工程设计的流程，规则等内容，将课堂所学知识综合的运用到课程设计中去，提高自身的知识的综合运用能力。
1.2针对数控加工的综合实践
数控加工技术综合实践，是高职院校学生进行实践活动的重要途径。在机械设计制造及其自动化专业的学生掌握了一定的专业知识后，学校将抽出一周的时间安排学生进行数控加工的综合实践，帮助学生加深对知识的掌握，提高学生的综合能力。具体的来说数控加工综合实践包括几方面的内容：
（1）进行计算机辅助设计训练。随着现在科技的发展，计算机已经成为了机械设计制造不可缺少的辅助工具，因此在数控加工综合实践中进行计算机辅助设计训练是其主要内容之一。
（2）完整的进行零件设计的操作。学生在日常的课程设计中对于零件的设计仅停留在某一阶段，没有完整的进行过零件设计的操作，因此在数控加工技术综合实践中，高职院校为学生提供了一次完整的操作机会，从零件的设计，图纸的敲定，到零件的成型，学生全程予以参与。使学生对机械设计制造及其自动化有了更深层次的认识，有效的提升了学生学习的热情。
1.3机电综合课程设计
机电综合课程设计是在数控加工等课程的基础上进行的又一次综合性的实践活动，其与其他实践活动一样，在实践过程中着重提升学生对知识的综合运用能力，顺应现在社会对人才的要求。相较于前两种实践，机电综合课程设计其对学生专业知识的要求更进了一步，对学生计算机的应用也提出了新的要求，具体的来说机电综合课程设计包含以下几方面的内容：
（1）总方案的制度。在机电综合课程的设计过程中，总方案的制定是关键，其左右着课程设计的成败，因此学生在进行机电综合课程设计中首先要根据具体的课程设计内容，从任务实际出发，对制定的方案反复分析论证，制定出切实可行的总方案，指导课程设计的进行
（2）重视机械设计中的重点部分。机械设计是一个复杂的过程，其中包括各个部分，在这些部分中有些重点部分学生应给予注意，确保重点部位的设计。例如传动机构的结构设计等。
（3）数控系统方面的设计。数控系统的设计对于机电综合课程设计至关重要，其包含了多方面的内容。学生在进行这方面的设计时应，认真仔细的进行设计，全面的考虑课程设计的需要，保证课程设计的质量。
（4）课程设计说明书的编写。课程设计说明书的编写是机电综合课程设计的最后一个环节，其对整个课程设计的主旨，内容等方面进行了有效的说明，是对课程设计的概况。
中图分类号： G642.0 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0155-01
《机械设计》课程是汽车维修工程教育专业的专业技术基础课程。高等学校的课程建设是专业建设的基础，当前《机械设计》课程的教学重理论、轻实践，前沿技术更新不足；没有根据社会、经济和科技的发展，及时改进教学方式、方法，满足社会对一专多能专业人才的需求及学生就业需要，因此课程改革势在必行。本文从理论教学环节和实践教学环节等方面进行一些探讨。
1 理论教学环节
1.1教学内容
根据本课程的任务，在教学内容组织安排上，根据本专业的特点，加强知识的针对性和实用性，克服原课程内容结构固化、偏重自身完整性和教学内容组织缺乏弹性等问题。提到《机械设计》课程，人们素有“内容多、难掌握；零件类型多、设计方法难于统一；参数、公式、图表多，难于记忆”的“三多、三难”之感，教师认为不好教，学生认为不好学。我们认为教学内容应该以“够用”为原则，对过深的理论推导和公式、公理等的推导、证明，可在有选择的、不影响知识理解连贯性的前提下略减或删除，以便学生集中精力掌握实用的结论，以解决实际设计问题。例如在齿轮传动中，齿而接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度设计计算（或校核公式）的推导过程等都可删除不讲，只介绍结论。公式只要求会选用，理解公式中每个参数的含义，会计算就可以了。再比如，流体动力的基本方程的推导过程我们也可以选择不讲，只需要了解形成流体动力的必要条件。总之，要对本课程的教学内容的深度和广度根据汽车维修工程教育专业特点进行调整。
1.2教学过程
在教学过程中，要合理设计备课――课堂讲授――课后总结这一主线中的各个环节。
（1）认真备课，使课堂内容少而精且与专业最贴切。在课程教学学时不断减少的大趋势下，课堂教学必须做到少而精。但是要做到这点并不容易，因为少而精并非简单地减少教学内容，而是要恰当地精选内容，科学地组织教学内容。而要精选和科学地组织教学内容，首先必须明确教学要求，吃透教学内容。因为只有这样才能有明确的日的性和针对性，才能主次分明、逻辑严密，使教材由“厚”变“薄”。在教师认真备课的同时，也要求学生认真预习，带着问题来上课。
（2）课堂讲授过程中，重视互动，注意教学方法的合理运用。传统的以教师为中心的填鸭式的教学模式，教师教什么，学生就学什么，使学生完全处于被动地位，课堂气氛不活跃，往往影响了教学效果。另外教学设计缺乏对岗位技能需求的分析，没有充分体现“以服务为宗旨，以就业为导向”的指导思想，教学的主观能动性得不到充分发挥。
课堂教学不应该是教师个人的独角戏，而应让学生积极参与到教学过程中。同时，讲授过程中要用贴切的词汇和术语来表达所传授的概念和内容，才能使学生对机械设计一这门课不感到枯燥无味。当学生对讲解的内容提出疑问，或者是学生提出预习过程中遇到的疑、难点后，可以先请班上其他学生试着回答，再由教师进行细致讲解，印象会深刻许多，比单一的填鸭式教育效果要好。当然，在讲课过程中，可以采取传统方式和现代方式相结合的教学方法，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。比如说，在讲解四杆机构的应用的时候，例如讲解机构的运动时，可以通过多媒体播放汽车上雨刮器的运动过程；讲解齿轮系的时候，可以播放汽车变速器的工作过程等等。此外还可以播放一些生产和生活中的实际应用录像，这样不仅形象生动，学生易接受和理解，同时也能引起学生的兴趣，激发学生的学习热情。
（3）课后总结。对教师来说，课后总结是一种对教学过程的自我反思，带有自我诊断，自我提高的作用。通过反思教学方法、手段以及达到的效果，检查和记录备课中疏漏，使以后的教学更具有合理性和针对性。
2 实践教学环节
2.1实验环节
《机械设计》是一门实践性很强的课程，因此学生要真正掌握好这门课的知识，只有理论知识是不够的，还必须要使理论与实践相结合。传统的实验教学模式有其弊端，实验大多是观摩性、验证性的，基本上是学生按照实验指导书规定的几个项目，学会一些操作，而无实际综合设计能力的训练。由于实验课不是一门独立的课程，不单独给学生评定成绩，造成学生对实验课不重视，缺少积极性，而是抱着被动、敷衍式的学习态度。我们设计了带传动实验、滑动轴承实验、减速器拆装及轴系结构分析实验等等。其中，带传动实验中，进行平带、v带和圆带的实验，可通过计算机测试分析软件自动绘制滑差率和效率曲线，并可进行传动过程的模拟。
2.2课程设计环节
课程设计是《机械设计》课程的一个重要的实践教学环节。目前，不少学校的《机械设计》课程设计的题目都还是集中在减速器的设计，这就难免招致一些偏见，认为教学落后于社会发展。其实在我看来，这样的认知有一定的误区。我们讲解某一具体零件的设计方法的真正目的并不在于要让学生去设计这一零件，而是要使学生通过学习掌握一种具体的设计方法，从而具备机械设计的一般能力。在课程设计过程中，要注意设计中的重点和难点。在课程设计之前，除了进行减速器的拆装以提高学生的感性认识，还可以带学生去机电市场调研，了解减速器的结构和产品价格，培养学生建立产品的工程实用性、成本设计思想。
对于未能集中开设课程设计的班级，我们把课程设计内容分解成若干个小设计，结合相应章节的知识点，作为课后作业来完成。这样，即使在不安排课程设计的情况下，也能熟悉一台机器的完整的设计过程，并在设计过程中学会工具书的使用，这点对于本专业的学习也非常重要。
3 考核环节
目前，汽车维修工程教育专业的《机械设计》课程的考核方法还是期末考试，通过一次性定时闭卷笔试成绩来评价学生对该课程的掌握情况。这种考核方法存在一定的弊端，只是侧重于基本理论和知识点的掌握，会造成学生在临考前死记硬背、临时突击，不利于考核学生的实践能力、创新能力和解决问题的综合能力。建议今后对学生的考核可以突破现有的模式，参考基本理论的掌握情况、实践能力、课程设计的情况等多方面进行考虑，这样的评价体系应该能更真实的反应学生对本课程的掌握程度。
4 结束语
《机械设计》是汽车维修工程教育专业的专业技术基础课程，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，有助于培养学生创造性思维和设计能力，为今后进行相关机械设计工作打下良好的基础。
关键词：
工程机械；课程设计；关联矩阵；课程体系
随着我国高等教育的改革，课程设计是工程机械体系教学的关键。高校在课程设计时大多数是局限课本上的题，虽然书本上的题是经过严格的逻辑设计的，但是由于学生本身知识量的有限和对专业的认知等因素，出现“一叶障目，不见泰山”的现象,虽然学习很认真，但是不能将课程与整个体系联系起来，使学生不知道这些知识用来干什么，怎么用。为适应科学技术的飞速发展和社会对人才的需求，我们应当进一步完善课堂教学和课程设计，更好地适应世界发展的潮流。当前教学中出现的问题主要是：教学结构单一，教学方法“僵硬”不能激发学生的学习积极性，使学生不能发掘课堂上的知识点。针对学生在教学中对知识点的认识不清，不能将整个课程体系结合起来的问题。首先应当转变教学模式，将以前的照套课本式的教学方法转变为兴趣型的教学方式，在教学中更好地调动学生的兴趣，激发学生的学习积极性。其次就是在课程设计时主要依据学生的实践课程来设定相应的题目，既不脱离教学中的知识点也联系了实践理论，最后在培养目标上我们应当重视复合型人才的培养，在教学体系中对于一些关联性课程的知识点在课堂上应当做简单地阐述，以培养贯通社会科学，技术科学、人文科学的复合型人才为目标。
一、工程机械关联性课程体系现状
工程机械关联性课程体系的类型主要是以理论为主，其中也有的是理论加实践，如表1所示。当前大多数高等院校的工程机械关联性课程没有实践训练，只是依附于课本上的理论知识。对于有实践训练的课程，这些实践缺乏创新性，内容比较简单，甚至与理论知识缺少内在的联系。同时机械类的课程设计主要是以齿轮减速箱为设计的对象，虽然设计所涉及的面广，但是内容缺乏创新性，每年的课程设计大多都是相同的，所以设计的内容老化与社会实际联系较少，从教学效果的角度看，当前的教学与设计并不能构成一个具有逻辑性的体系。不能满足现代社会对人才质量的需求。
二、关联矩阵法建立关联课程模型
目前，为了更好地使关联性课程与教学相融合，在此利用关联矩阵法的原理，建立一种简单的评价体系，使教师能够更好地确定关联性课程的重要性，在设定关联性矩阵时每一门关联性课程对整体教学的影响程度是不同的，这种影响程度可以通过学生对兴趣来确定，这样不同的关联性课程就对应了不同的影响因子，这些影响因子就组成了一个体系，如果关联性课程体系为,那么对应的影响因子就为,通过关联性矩阵原理可知，影响因子体系应当满足：通过关联矩阵的逐项比较原理选出较好的方案。
三、工程机械教学体系与课程设计的建议
工程机械教学体系与课程设计必须要以现代工程教育的实际背景为前提，根据学科的特点在结合学校现有资源，在传统的教学内容的基础上进行创新，通过现有的实验室和企业实习的经验对教学体系进行整合。（1）提高学生学习积极性：所有的实践要根据学生的兴趣来设定，在实践过程中首先需要学生对整个实践的理论知识掌握，在自己动手去做去分析，并在做完后提出自己观点和建议，培养锻炼学生发现问题，解决问题的能力。（2）培养学生的创新能力：在学生进行实验室操作的过程中，需要教师继承并更新以往的设计题目，通过学生们自主提出问题来发掘新的思路，可以通过一个实践引出多个题目，分层次的进行。这样能有效的提高学生的创新能力，更好的适应21世纪对创新人才的需求。（3）开展仿真实验：目前对于计算机的运用已经无处不在，它具有进行大量数据的运算、三维物体的动态模拟等功能，能够高效的解决实际运算中的繁琐问题，在实践教学前先通过计算机对整个实践过程进行动态模拟，对于在计算过程中出现的问题提出较好的解决方案，避免在实践过程中出现相应的问题。（4）课程设计联系工程实际:为了增强学生解决实际工程问题的能力，在选择课程设计的题目时，我们可以从在工厂参观学习的车间中选出一些覆盖面广且具有一定创新性的零件作为设计的对象。为了使学生更好地对实际工程问题有叫清晰的认识，我们可以邀请工厂里的工程师走进教室，对学生的设计提出实际性的问题及触发学生的灵感。
四、总结
课程设计与教学体系的设定是高校工程机械体系教学中的一个重要环节中，教学体系的设定直接影响人才的培养。因此，以工程机械教学体系为前提，加强教学和课程设计与工程实际相结合，探索新的教学思路，激发学生学习积极性，确保学生的创新实践能力，提高毕业人才质量。
参考文献：
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中图分类号：G712 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.130
《机械设计》是机械类专业的一门承上启下的技术基础课，该课程学习的效果，直接影响对前面所学课程的应用与理解，并为后续课程与毕业设计等环节打下基础。笔者在多年教学实践中发现职业教育中的一些问题，并进行了一些理论研究与改革。
1 机械设计课程教学在高等职业教育中的现状
虽然职业教育和普通本科的目标不完全相同，但是长期以来，许多学校在教学计划、教材选用、教学方法等方面并没有完全针对职业教育的特点，教师在课程教学中采用先讲授理论课，强调系统性，后进行课程设计等实践环节的模式，在理论和实践的衔接上不能很好完成，使学生对设计问题感到迷茫，对于大多课后设计作业和课程设计，只是简单按书上步骤进行计算，不能系统地了解设计方法。
2 机械设计教学改革的内容
2.1 整合教学环节
《机械设计》的教材虽然很多，但是一般是按照内容体系进行章节划分，或者有针对性的增加实例，可机械设计理论相对比较成熟，理论知识的论述差别不大，虽然有的教材增加了实例，但是也很难将一个系统的实际问题用一个例子来进行总结。所以，为了提高学生的实践能力，可以将实践环节引入课堂教学，尽可能地让学生将所学知识边学边用，增加理论知识活学活用能力。
2.2 引导学生掌握设计的方法、程序和应用，弱化理论与公式的推导
高职教育不同于本科教育，对普通本科学生的强调基础理论学习的目的由于目标不同也应有所差异。职业教育应突出实用性和针对性的特点，强调学用结合，强调分析和解决实际问题等能力，着重培养能生产、服务第一线需要的技能型、技术型专门人才。整个职业教育的评价标准要坚持以就业为导向。
机械设计课本身也是重应用的一门课程，为了侧重学生的实际应用技能的培养，应该将教学内容进行适当调整，强调如何进行设计，弱化公式的理论来源与推导，强调公式与资料的使用、图表及工具书的查取方法，锻炼他们的工程实际技能。
3 机械设计课程改革的实施方法
3.1 将课程设计融入到整个教学阶段
机械设计课程设计往往放在课程理论教学全部完成后进行，这是因为课程设计很多内容是相关联的，在没有全面完成课程学习时，不便于进行课程设计，但这样做也有一些缺点，诸如：课程结束时已是学期末，学生面临较多课程的考核，很难静下心完成课程设计，所以设计效果很差；另外，学期末老师也处于比较忙的阶段，也很难比较细致地照顾学生进行设计。鉴于此，我们曾做过将课程设计放在下一学期初进行的尝试，有一定积极效果，但是也存在学生有很多其他课程的作业，中间间断时间有点长的缺点。我们也尝试过，将课程内容的章节顺序打乱，提前布置课程设计，避免了上述一些问题，从结果上有一定的效果，也为教学改革提供了一定的借鉴意义。因此，建议将课程设计在学期初就布置下去，规定进度，融入到整个教学阶段，强迫学生查阅资料、提前预习，提高教学效果和实践能力。
3.2 以适宜的工程设计问题作为课程设计任务，将课程设计与实际、教学紧密结合
很多高校的机械设计课程设计大多进行齿轮减速器的设计，究其原因，减速器的设计涵盖了主要传动方式、轴、轴承、键的设计，是一个相对比较全面的设计问题，所以大多高校多年以来均将它作为课程设计的任务。但是，由于减速器已经标准化，这样的课程设计除了作为课程的基本练习之外，没有太多实际应用的价值。另外，原本希望通过课程设计使学生有基本的机械设计的方法和程序的学习，也因为这类题目目前设计资源很广，学生可以很方便地找到设计参考，而且设计资料也比较简洁，只介绍结论，对其原因往往不做说明，所以对工程实际能力的提高效果也十分有限。
高职教育不同于本科教育，与普通本科学生强调基础理论学习的目的不同，高职学生的教育目标更强调技能训练、强调动手能力。笔者认为，即使在课程设计中没有涉及到课本中的所有知识点，但如果能增加学生的实际设计能力，也是一种好的收获。为了强调学生的实际应用技能的培养，我们应对教学内容进行适当调整：首先，进行工程设计的一般步骤、要求、常用的设计理论与方法的介绍，使学生对设计的实施有基本的了解；然后，结合课程设计任务，鼓励学生进行分析，确定自己所缺少的理论知识，并进行资料的查阅。在课程讲解中，强调如何进行设计，减少公式的推导，强调公式的使用与资料、工具书的查取，锻炼他们的工程实际技能。
3.3 引入相关课程的知识，强调知识的系统性
机械设计是一门承上启下的课程，通过学习能够将前面所学的内容在设计中应用，尤其是工程制图、力学、机械原理以及金属材料等课程，使学生在设计中能将所学知识进行融会贯通，更好地理解。
另外，应力求突破传统的教学模式，以工程实践化为引导，跳出现有高职院校“模型教学”的圈子，在课程教学与实践中，增加学生对零部件的结构、制造和装配工艺的了解，使学生对机器设备、加工方法、加工与装配精度等工程技术知识的全面认识，使学生能够了解实际设计情况。
4 结语
目前，高职教育还存在一些不适应其培养目标的问题，希望通过本课程的教学模式的改革与研究，能为高等职业教育教学内容、教学方法改革的深化起到一定作用，最终提高学生的工程实际能力，培养的学生能顺利就业，就业后能尽快适应工作岗位的要求，受到社会和用人单位的好评。
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二、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革
（一）设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
（二）指导方法改革
在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
（三）进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表。（四）考核方法进行改革课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
《机械设计技术基础》即是一门技术基础课，也是能直接用于生产设计的课程，教学目标是培养学生运用机械原理、常用机构，通用机械零部件的基本知识，掌握基本的设计计算方法，设计步骤，分析解决机械工程实际问题的能力；通过课程设计和各种实践教学手段，进行机械工程技术人员基本素质的训练，培养认真负责，严谨细致的工作态度和工作作风，为学生进入企业从事机械设计工作打下基础。
一、机械设计技术基础教学中存在的问题
1、公式多、图表多、选择系数多、标准规定多，基本概念和基本理论比较抽象，学生缺乏耐心和学习兴趣，使教学中存在着很大的难度。
2、理论性强、系统性强、实践性强、需要掌握的知识面广，学习难度大。
3、要成为一个合格的机械工程设计人员要求高。不仅要掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本设计方法和步骤，还要了解材料的选择，毛坯制造，加工设备的选择，加工工艺的确定，生产组织方式及制造成本等。
4、随着教学的改革和课程体系的调整，课时越来越少，需要讲授的内容越来越多。有的职业院校把金属工艺学、理论力学、材料力学、机械原理、机械零件都融汇到机械设计技术基础一门课，知识点太多，使学生很难联系起来融汇贯通。
5、传统的教学方法，板书加幻灯片，讲完布置作业的教学方法很难适应教学的需要，传递的信息量少，学生被动接受，达不到理想的教学效果。
为培养高素质技能型人才，满足社会不断发展的要求，对教学的模式和方法有必要改进行改革。
二、机械设计技术基础教学方法改革措施
1、调整教学内容
教学内容以适用够用为原则。重点在机械传动，常用机构，通用机械零部件的工作原理、结构特点、技术标准、加工工艺、材料选择、使用维护；掌握基本的设计原理、设计方法、设计步骤。删减那些过深、过时的理论推导和证明，高职培养的是技能型、适用型人才，没有必要把理论的推导，公式、定理的证明搞得清清楚楚，明明白白，应重点教会学生怎样实际运用这些基本理论、公式、定理、设计方法、技术标准、设计手册、技术资料来计算、查找、选择、确定所需要的参数；运用机械设计的基本原理和设计方法来进行构思和结构设计，解决工程设计的实际问题，这样即符合高职教育的培养目标，也能取得较好教学效果。
2、改革传统的课程设计教学模式
课程设计是重要的实践教学环节，通过具体的机械设计，培养学生综合运用机械设计技术基础和其他相关课程知识进行机械设计的能力，训练学生查阅标准、规范、手册和相关技术资料的能力。将原来理论教学结束后两周的课程设计溶入到理论教学的各个模块中。第一堂课就给学生下达《课程设计任务书》，使学生明白这门课学习后要完成的具体设计任务。以带式输送机减速器课程设计为主线，每一个模块给学生下达一个《学生工作任务书》，使学生知道这个模块学习后要完成减速器的哪部分的计算和设计，让学生带着工作任务去学习，把课程设计大量的设计计算工作分解到整个学期，学了就用，边学边用，提高学生学习的积极性，训练学生综合应用的能力，课程学习结束的同时完成相应的课程设计任务。
课程设计完成后，让学生把自己的设计拿来进行分组讨论，讲述自己的设计思路、设计方法、设计的特点，主要参数的确定，工程图的表达，相互之间进行分析比较、归纳总结，找出不足，进行完善，提高学生设计能力和设计水平。
3、采用模块化教学
打破教材章节的限制，把培养目标相同的相关的教学内容集中到一个模块，每一个模块都有培养的知识目标、能力目标、素质目标，使知识更加系统化，培养目标明确化。每一个模块配一个《学生工作任务书》使学生知道这个模块学习后要完成的工作任务，让学生目标明确，有的放矢的进行学习。例如在学习带传动这个模块时，把电动机的选择加入进去，因为电机的动力往往是通过皮带轮和联轴器来连接输出装置输出的，《学生工作任务书》要求学生学习这个模块后，计算带式输送机减速器需要的输入功率，分配各级传动的传动比，确定电机转速，根据功率和电机转速选择电动机，V型带型号及数量的确定，带轮的结构形状和尺寸的确定，带轮工程图的设计。
4、改革教学手段，加强实验教学
充分利用现代化的教学手段，改善教学效果。把理论和实践结合起来，进行理实一体化教学。利用各种软件进行多媒体课件开发，如利用Flash软件开发集图、文、声、像于一体的高质量课件，模拟演示四杆机构的运动过程，知识容量大，内容充实，生动形象，激发学生学习兴趣，增强教学效果；利用实物、模型进行课堂演示教学，增强学生的感性认识；利用机原机零实验室和实训车间让学生参观了解各种机构的运动形式和特点及通用机械零件的结构；在齿轮传动模块学习时，让学生进行减速器的拆装和测绘，使学生对齿轮传动的特点、标准中心距、齿轮侧隙、顶隙更充分的理解；在学习通用机械零部件的过程中，安排学生进行一周的普通机械加工实习，加深学生对机械零件结构和加工工艺的了解；把理论教学和实践教学有机结合起来，以机械设计为线索，以解决工程实际问题为目标，提高设计的科学性和实用性。
5、注重培养学生的工程意识和敬业精神
工程设计的目的是生产应用，设计时必须注重实用性和经济性，设计人员必须有高度的责任心，因此要把培养学生认真负责的敬业精神，严谨细致的工作态度和工作作风贯穿于整个教学过程中，即注重知识的学习又注重能力和素质的培养。教师要不断地创新、总结和完善教学方法，才能更好地进行教学，培养出适应社会需要和岗位需要的人才。
参考文献：
