機械設計基礎課程設計大全11篇

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［中圖分類號］G712［文獻標識碼］A［文章編號］1009-5349（2010）11－0199－01

機械設計基礎課程的課程設計一直以傳統的單級圓柱齒輪減速器為核心設計課題。盡管大多數減速器可以在市場上方便地購得，不過，減速器作為與機械設計課程結合最為緊密的典型實例，仍然可以在課程設計中充當重要的角色。但是，我們也深刻地意識到，以減速器為核心設計課題，在培養學生遵循標準和規范等意識方面綽綽有余，而在培養學生的創新意識方面有所不足。一部分學生由于基礎較差等原因，對課程設計沒有給予足夠的重視。而機械設計基礎課程，恰恰是一門非常有利于激發學生創造能力的課程，應當讓學生在本課程學習過程中逐漸積累的創造性火種，在最后一個教學環節中得到充分燃燒。因此，我們認為，機械設計基礎課程設計的題目，應當是基于減速器，但不限于減速器；基于本課程，但不限于本課程。要靈活多樣，因人而宜，適當綜合，開展綜合實踐，從知識性、趣味性、實用性相結合的選題思路入手，在達到教學目的同時，激發學生創新的熱情，鼓勵學生創新的勇氣。

近幾年，我們在機械專業的綜合實踐中，在培養學生創新意識和創造性構思能力、社會調查和分析問題能力、獨立思考和協作能力、計算繪圖和運用工具書能力、審核設計說明書和圖樣能力、語言和文字表達能力等方面，進行了大膽的嘗試，收到了預期效果。

綜合實踐與傳統的課程設計相比，最大的變化體現在課題的確定上。在仍然保留減速器為核心題目的前提下，適當擴展設計課題。

首先，公布具體的課程設計題目，并由相應的指導教師對每個課題的性質、涉及的相關知識、設計工作量和對學生能力的要求等方面的情況略加闡述。為接近生活和生產實際，訓練學生發現問題、研究問題、解決問題的能力，題目中的設計參數和原始數據只有少數是完整給出的，大多數是部分給出的，個別的甚至根本沒有給出，區別度大，模糊性強，試圖為不同程度的學生留有充分的選擇余地。

然后，由學生根據自己的興趣、愛好、特長、志向、自由組合、自主選題。為充分發揮學生的積極性、體現對學生的信任和支持，也允許少部分學生自己選題。實際情況表明，自己選的題目都有一定難度，學生對課程設計很重視，對自己很負責任。

綜合實踐大致劃分為以下類型：

1.以單級圓柱齒輪減速器為核心的傳動裝置設計

這是傳統的設計題目，設計指導書和參考資料完備，教師也有一定的指導經驗，因此仍然保留，也可以同其他題目相對照。

2.教具設計制作題目

由于學生熟悉教具的工作原理，清楚教具的作用，所以積極性很高。他們克服困難，自己動手，先后制作了平面連桿機構連桿曲線演示板、含一個移動副的平面四桿機構演化規律演示板、飛機起落架機構死點位置演示模型等。其中，含一個移動副的平面四桿機構演化規律演示板的制作難度較大，學生想出了許多好辦法，保證了質量，也有很大收獲。學生還設計制作了壓桿穩定演示裝置等材料力學教具。

3.校園小機械設計

這類題目趣味性強，有實用價值，因此吸引了大多數學生。如：旗桿及附屬裝置設計；禮堂幕布自動啟閉裝置；校門啟閉裝置；多孔試卷裝訂機等。這些題目有的雖然看上去并沒什么難度，但是隨著設計的深入問題便不斷出現。有些題目本身就具有一定的難度，在有限的設計時間內無法完全解決，但是仍然可以使學生受到設計訓練。比如，申報校門啟閉裝置題目的學生，首先對自動伸縮門的結構、特性、品牌進行調查，然后，提出了對校門的改進意見，進行了相應的設計計算。

4.動態廣告牌設計

目前市場上各種動態廣告牌爭奇斗艷，許多是依靠機械傳動裝置工作的，我們要求設計多畫面翻轉式動態廣告牌，有一定的難度。有的同學選用了課堂上沒有介紹的蝸桿凸輪間歇機構實現四畫面的轉換；有的同學還對吉林市的室外廣告進行了詳細的調查和分析，并提出了建設性的建議；有些同學除了選擇正確的傳動方案外，還完成了細節設計。通過這類題目的設計，打開了學生的思路，使他們看到了機械設計基礎課的應用價值。

5.吉林市標準機械零部件市場銷售情況調查

安排這個題目，一是考慮到現場機械維修人員應當了解市場，不僅能夠設計，也要學會選用，要有經濟意識和價格概念，跑市場的同時也可以學習一些書本上學不到的知識；二是考慮到近年來機械專業畢業生有從事營銷活動的趨勢，接觸吉林市標準機械零部件銷售市場，對機械產品的價格、質量、競爭情況有所認識也是必要的，學生終究要走向社會。有些學生原來以為這一組輕松，實際情況恰恰相反，寫出一份好的調查報告也不是很容易的事。令人欣喜的是，申報市場調查題目的同學十分認真，最長的一份調查報告達2萬字，是從近百家標準件商店搜集來的數據，學生收獲很大。

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為了能有效地培養學生的機械設計能力，各高校在機械設計基礎課程結束后均設置了課程設計教學環節，它是提高學生綜合運用所學機械原理、機械設計、機械制圖、工程材料、公差與互換性等基本知識解決實際設計問題的一個綜合實踐環節，對加深學生對知識體系的理解、認知機械設計的路徑、方法與過程，尤其是提高學生對機械設計課程的學習興趣等等，都是理論教學無法做到的。機械設計基礎課程設計，各高校幾十年來延續的做法是對單級直齒圓柱齒輪減速器機械傳動裝置進行課程設計，這是因為減速器作為機器中的一個獨立部件，它所包含的零件覆蓋了機械設計課程絕大部分教學內容，對課程知識起到了復習、鞏固、工程應用的多重作用。但就目前而言，減速器設計項目已經成為非常成熟的課程設計，有關減速器設計的網絡資源、圖書、教材、工程圖、教參、音視頻資料數量眾多，來源廣泛。為改變以往單一的以減速器為課題的設計任務帶來的諸多弊端（如題目陳舊老套、思路單一、設計內容變化不大、缺乏拓展和創新的空間等），機械設計基礎課題小組對課程設計的內容和形式嘗試了教學改革、課程改革，本項目就是在此背景下產生的。

1 教學改革內容

1.1 課程設計任務的改變 一般而言，課程設計課題應具有普遍性和實踐性，所謂普遍性是指能夠充分反映課程的理論教學內容，即通過課題的完成能夠將課程大部分知識加以應用；實踐性是指課題的選擇要符合生產實際及要盡可能與專業相結合，也就是設計課題必須來源于本專業的企業真實生產產品。本次教改變化最大的就是課程設計任務的變化，課題組定的設計任務已不再延續減速器設計，而是結合溫州地域及經濟發展特色首先選擇行業方向，經課題小組第一次市場調研，入選的行業鎖定為包裝、印刷、食品、櫥衛行業，本次教改就定為包裝業。接著課題小組進行第二次市場調研，選擇機器設備，經過多方對比、咨詢、技術文獻檢索、企業實地考察，考慮到機器設計方案對學生起到的思路引導作用和創新要求，考慮到課程設計的難度、工作量及學生的水平，考慮到機器設備結構對課程知識面的覆蓋程度，課題組最終選定了手扳封罐機項目。這款設備符合溫州民營小微企業的生產特征，它來源于溫州日強機械設備有限公司，項目真實、新穎，貼近生活本源，它是易拉罐的卷邊封口包裝機械，學生對易拉罐非常熟悉，對封罐機實現的封罐功能動作有著莫大的興趣，正好用來印證興趣是最好的老師。溫州是座輕工業城市，有著包裝、印刷之都的城市名片，手扳封罐機項目無論是從封罐工作原理，還是從封罐機傳動裝置而言，都非常適合做機械設計訓練之用，機器設計難度適中，工作量適中。

本次教改另一個顯著的特征是做機器整機設計。在課程設計內容上，課題組提出以整機設計為要求的設計任務，為了在真正意義上實現學校教授內容與企業生產產品的“零距離”，課題組決定設計課題必須來源于教師科研或企業現行的真實產品，注重工程設計環節（工作原理與方案設計——運動設計——承載能力設計——結構設計）的訓練以及創新能力的培養。手扳封罐機就是一整的機器設備，不象減速器只是一個傳動部件，完整的機器設計可以讓學生更深刻地認識機械，可以對學生的機械工程觀念起到進化作用；完整的機器設計可以在任務分配上更好地細拆（拆分成部件），達到讓每位同學的工作任務不一樣（工作量相當），但全班組合起來就是一套完整的機器技術文件。

1.2 機器方案設計的多元及創新 本次教改的機器設計方案不是唯一的，學生通過頭腦風暴法、分組討論法提出了2種手扳封罐機設計方案，繪制出機器傳動系統圖，從中擇優。這種做法把學生從減速器單一的設計思路中解放出來，讓學生的思維多元化，起到實質性的創新鍛煉。

1.3 課程設計形式的改變 在課程設計教學形式上，學生以團隊為單位完成一個具體的設計任務，每組4～6人，學生以各種方式查找課程設計參考資料，組內討論確定設計方案，參加由指導教師主持的課程設計討論會。團隊內部各成員分工合作，各自完成一部分設計任務內容，組內合并、整理修改后，就完成了團隊設計任務。以前的課程設計，全班每位學生的工作量及工作任務完全一樣，本次教改改變了這種傳統做法，采用了錯開機制，使得每位學生的工作任務都不一樣。

方法1：裝配圖按照團隊內學生自己確定的設計方案繪制，零件設計每位同學是不一樣的，每人畫4-5張不同的零件圖，團隊就可完成（4-5）x6=24-30張零件圖，整合后重要的機器零件都繪制了零件圖，培養了學生的團隊協作精神。方法2：把機器拆分成幾個部件，每個團隊承擔一個部件的設計任務，每位同學承擔的零件設計任務也是不一樣的，團隊內整合就是一個部件，全班整合就是一整的機器設計文件。

1.4 學生工作能力的培養 本次教改在學生工作任務的分配上采用了錯開機制，使得每位學生承擔的工作任務都不一樣，但整合起來就是一整的機器設計文件，鍛煉了學生的團隊合作能力、交流溝通能力；本次教改的設計任務不象減速器設計，有關減速器設計的資料數量眾多，如網絡資源、圖書、工程圖、教材、教參、音視頻等等，來源廣泛，而封罐機資料不多，查找也不易，但可以培養學生對技術文獻、技術資料的檢索能力，培養學生的研究能力；經歷了工程設計路徑、方法與過程的鍛煉，達到了培養學生設計能力、機械制圖能力、創新能力以及對項目駕馭能力的目的；課題小組一改以往重結果的單一考核模式，采用了設計方案、設計過程、設計結果并重的考核模式，并讓學生鍛煉了如何答辯。

2 教學改革過程

課程設計前，課題小組利用課余時間給學生講解課程設計的任務、要求、內容、方案、進度，讓學生先行了解，并通過作業形式做了一些前期準備（如設計計算、零件結構設計等）。具體做法就是把課程設計和課程的講授結合在一起，即在機械設計基礎課程教學過程中就將課程設計任務下達給學生，將課程設計的部分內容放在課程教學中或者作為課后作業完成，讓學生帶著任務有針對性地學習。比如課程講授彈簧的特性及設計后，就可以安排手扳封罐機升降機構的設計；講授齒輪傳動、軸、軸承知識后，就可以布置學生進行減速裝置的設計等。

在課程設計期間，課題小組與學生共同執行了機械設計基礎課程教學整體設計、機械設計基礎課程教學案例的要求，共同執行了教學改革項目實施方案與進度，效果良好，正是因為課題小組的努力、學生的努力，使得教改工作能夠順利開展，取得了相應成果，當然也發現了不足。

3 教學改革成果與問題

課題小組按照機械設計基礎課程教學整體設計、機械設計基礎課程教學案例的要求，本著過程、結果并重的思路，從設計方案、設計計算、裝配圖、零件圖、設計說明書、答辯等環節對課程設計進行了全過程指導、考核，著力培養、打造學生的機械工程觀念，使得教改項目取得了三點創新、三項成果，當然也發現了三處不足。

3.1 三點創新 ①本教改項目是設計一整的工作機器——手扳封罐機，沒有限定設計思路，可以有不同的設計方案，讓學生有拓展和創新的空間。②本教改項目是設計易拉罐封口機器，機器有具體的封罐功能動作，容易激起學生的探索興趣，且學生非常熟悉易拉罐，新項目貼近生活本源。③本教改項目在學生工作任務分配上采用錯開方法，使學生分別承擔不同的設計任務（工作量相當）。

3.2 三項成果 ①每個學生都以文件袋的形式有了一套技術文件（設計任務書、裝配圖、零件圖、設計說明書），全班整合后就形成了手扳封罐機全套技術文件。②課題小組積累了大量教改原始數據、資料及經驗，形成了課題研究報告，使教改項目的后續改進、完善有了明確的工作方向。③課程設計使學生有了綜合實踐的平臺，有了理論聯系實際的工作，有了查找資料、檢索文獻的能力，使學生向著機械工程又邁進了一步。

3.3 三處不足 ①雖然本次教改提倡機器方案設計的多元及創新，通過頭腦風暴法、討論研究法，學生對手扳封罐機確實提出了2種設計方案，繪制出了機器傳動系統圖，但根據設計方案擇優原則，最后全班統一選擇了企業樣機的設計方案。這種做法雖然在一定程度上把學生從減速器單一的設計思路中解放出來，讓學生的思維多元化，但最終結果仍然沒有起到實質性的創新鍛煉。②雖然本次教改強調了過程考核，但收效不是很明顯，如何對學生進行過程考核還有待思考、加強。③學生完成的技術文件（裝配圖、零件圖、設計說明書）總體而言質量不是很高，如何在有限的時間內提升設計質量也是要亟待解決的一大問題。

課題組在后續的教學工作中還要持續去改進，努力去完善，最大限度地把問題的影響降到最低，讓師生均通過教改受益，課題組也會考慮擴大教改項目的使用班級，讓更多的學生參與到教學改革中來，讓更多的學生受益。教改實踐證明，機械設計基礎課程設計新的教學內容和形式，有利于培養學生的主動實踐能力和團隊合作精神，有利于培養學生的研究能力以及對實際項目的駕馭能力；使學生對所學科目如機械制圖、機械原理、機械零件有更深刻和更明確的認識，加深了學生對機械結構設計、機械傳動精度分析、公差配合選用的理解；使學生在自主實踐中熟悉產品從市場調研、方案設計、結構設計到繪制圖紙的整個設計流程，讓學生懂得工程設計的路徑、方法與過程；達到了培養學生設計能力、機械制圖能力、團隊合作能力、交流溝通能力的目的，提高了學生學習的主動性與創新意識，為今后從事機械專業工程技術工作打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]張紅.機械設計基礎實驗教學探索[J].價值工程，2011（36）.

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（1. Mechanical Engineering College， Henan Engineering College， Zhengzhou 451191， China.

2. Mechanical Engineering College， Henan Mechanical and Electrical Career College， Zhengzhou 451191， China；）

Abstract： mechanical design foundation course design is an important practice training for the students in engineering and technology institute， its position cannot be ignored. according to the present series problems existing in the course design， some teaching reform thought have been proposed， in order to improve the teaching efficiency.

Keywords：course design， engineering student， teching reform

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0168-01

一、引言

《機械設計基礎》是非機械類工科學生的必修課程，該課程之后往往還伴隨著兩周的課程設計。機械設計基礎課程設計是工科院校學生較為完整規范完成機械設計的重要實踐實訓環節，可以培養學生分析問題和解決問題的能力，提升學生的工程設計能力，因此對于非機械類工科學生具有較強的學習指導S意義，其地位不容忽視。

然而目前非機械類工科學生往往覺得該課程設計并不是自己的專業方向，得不到應有的重視。而且該課程設計題目比較老套，往往還是以單級或兩級減速器為設計對象，不能根據學生的專業特點，靈活變動?？己藰藴室栽O計說明書、圖紙和答辯質量為標準，不能體現學生設計過程的創新和協作能力，因此對該課程進行必要的教學改革勢在必行。本文針對這一系列問題，提出了一些教學改革措施，以期提高機械設計基礎課程設計對于提高學生設計能力的作用。

二、改革思路

1.課程設計題目和內容應結合本專業特點

工科院校專業分工較細，不同專業學習的側重點不同。減速器雖然應用比較廣泛，但大多數學生在專業體系上可能只是知道其作用，在專業需求上只涉及到如何選型就可以了，對于其結構并不清楚，因此非機械類專業學生，他們的機械設計優勢并不在減速器上，機械設計基礎課程設計題目和內容可以不必拘泥于減速器設計，要結合學生的專業特點，側重于專業工程機械的設計。比如紡織工程專業可以改變為織襪機傳動裝置的機械設計，采礦工程專業題目可以改變為采礦機械提升機構的設計，材料工程專業的題目可以改為曲柄壓力機的機械設計等等。通過這樣的改變，就把課程設計與專業工程掛鉤，引起學生的學習設計興趣，同時又沒有脫離機械設計基礎課程體系的要求，一舉兩得。

2.改革設計思路，引進現代設計方法

原本的課程設計內容大都有現成的設計指導書指導，很多學生都是照搬指導書中設計方法，基本上沒有什么思考設計。因此在課程設計內容改變以后，教師要先拋開課程設計指導書，鼓勵學生自己提前去查資料，翻手冊，總結歸納整理，從無到有的學會設計。當然在學生設計的過程中，教師要多引導和鼓勵，避免學生在設計中走彎路。

此外在設計中，積極引進現代設計方法，成果形式也可以不必拘泥于手工繪圖，可以利用現代先進的計算機CAD/CAM/CAE應用技術，淘汰過去那些半理論半經驗的設計方法，取而代之的是虛擬，動態的現代機械設計方法。例如運用三維設計軟件對機械機構和零件進行三維結構設計，并運用運動仿真模塊，對其進行動態演示，同時又可以使用CAE分析技術，對關鍵零部件進行力學和結構性能的分析和設計，這樣結果即保證準確，同時又比較形象生動，避免過去很多粗燥無味的經驗公式。

3.加強學生協作和創新能力

以往的課程設計多是一題多人，設計形式和內容單一，課程設計本身工作量相對較重，但每位同學又要完成相同的工作量，相互之間沒有協作，這樣完成的設計質量可想而知。因此要加強學生的協作能力，由教師組織，根據學生設計選題的內容，靈活安排學生人數，由學生上下銜接，分頭完成各個機構的設計任務，這樣學生在完成課程設計任務的同時，相互合作，數據共享，既能保證課程設計的質量，又鍛煉了學生的團隊協作能力。

此外在設計中要加強創新能力的培養，鼓勵學生對機構和零件進行創新設計，對于提出創新思路和方案的同學，課程設計可以適當降低難度和簡化，但要保證課程設計創新內容的可行性。

為了保證學生加強協作和創新能力培養，在最后的成績考核上，要以學生為中心，考慮整個設計過程學生的表現，突出協作和創新在成績中的分值，來激發學生協作和創新的積極性。

4.課程設計內容可與課堂教學同步

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《機械設計基礎》是機械類、近機械類如輪機工程專業的一門必修主干課程，而課程設計則是繼《機械設計基礎》課程后的一個重要實踐教學環節。通過課程設計，使學生獲得一次完整、系統、全面的機械設計的訓練，培養學生綜合運用已學過的有關知識和理論，具備機械設計的基本能力、掌握基本設計方法和技能，并為學生今后的專業課學習、專業課設計、畢業設計以及畢業論文等奠定基礎，同時能夠對今后從事技術工作產生重要的意義和深遠的影響。

近幾年來隨著教學改革的深入，學科建設的進行和課程體系的調整，課堂教學時數不斷被壓縮，而隨著科學技術的進步，要求機械設計基礎課程適應時展的需要，這樣在教學過程中既要介紹傳統的基礎理論知識，同時還要不失時機地向學生介紹本課程與輪機專業的聯系，介紹新的理論和技術在工業發展中的應用，因而課程的面廣、內容多現象與課時短的矛盾愈發突出，課程設計的教學質量難以保證。

此外，在理論過程中許多學生反映，現在許多課程學得枯燥無味，不知道自己所學的課程將來到底有什么作用，這些情況反映了目前我們教學中存在的問題。筆者經過多年教學實踐，對機械設計課程設計教學進行了一些改革的探索和思考。

1 課程設計的題目多樣化

課程設計選題，通常大部分工科院校機械類、近機械類等專業課程設計都是帶式運輸機的傳動裝置設計，內容陳舊，且題目多年不變。不同專業的定位與培養目標各不相同，如果都是進行減速器裝置設計，就不能很好地反映專業特點。輪機工程專業的畢業生一般從事現代船機修造、監造、檢驗、修造經營及機務管理等工作，而帶式運輸機的傳動裝置的設計不能很全面地反映輪機工程的專業特點。另外，由于是幾個班多人同時進行課程設計，這樣有可能出現一些學生的題目相同或非常相近，客觀上會造成抄襲現象。

為此我們做了以下嘗試：一方面繼續保留原有的設計題目，同時，另開設一些與輪機專業有關的設計題目，如零部件或系統測繪與分析，研究對象為船舶柴油機的活塞、汽缸、曲軸等要零部件；海水、淡水、燃油、滑油等管路系統的測繪與分析，主要從運動、結構強度、工作能力、精度、材料、工藝等方面進行綜合分析，既豐富了課程設計的內容，也增加了對專業知識的了解與認識，達到了課程設計的目的。

2 鼓勵學生創新

改革原來在機械設計基礎課程設計中教師抱著學生走的被動局面，鼓勵同學主動觀察日常生活中常見的機械裝置，要求學生結合輪機專業，加強方案設計，提高學生學習興趣，調動學習主動性，破除學生對創新設計的神秘感。為鼓勵學生創新，我們向學生提供多個設計方案參考，學生也可提出自己更合理的設計方案。對于結構設計，不給學生過多的限制，而是充分發揮學生的想象力和創造性。為了解決學生對機械結構知識普遍缺乏的問題，讓學生在設計前參觀機械傳動陳列室，使學生對結構設計有所啟發。對于學生中普遍存在的工藝知識和公差知識的缺乏，結合課程設計實際進行必要的講解和補充，使學生通過設計全面掌握和鞏固機械設計的相關知識。另外，我們還積極鼓勵學生在圖版繪圖完成之后，再利用CAD軟件在計算機上進行設計，使學生通過課程設計來掌握現代化的設計手段和方法，但是不主張學生完全甩掉圖版，否則在時間緊、任務重的情況下，會有部分同學拷貝偷襲現象存在。

3 培養學生的團隊精神和協作能力

由于學生多，題目少，可對學生進行題目分組，幾個人一個小組，一套題目。這樣大家可分組坐在一起共同研究一個問題，該怎么設計這個，怎么設計那個，集思廣義，博采眾長，既優化了設計，又加深了理解，然后具體分工，確定每個人的具體零件。在制圖過程中，不是各人干各人的，而是保持聯系，保持一致。這樣做既快又準確，效率高。不但鍛煉了大家的機械設計技能，也培養了同學們的團隊精神和協作能力，多屆實踐后，同學對這種團隊協作具有較高的認可。

4 優化設計時間

按照教學計劃課程設計安排在第四學期的期末考試階段。完成課程設計的時間一般為1至2周，在這么短的時間內，學生要完成20頁左右的計算說明書、減速器裝配圖1張；軸、及齒輪工作圖2張，難度是不言而喻的。在期末考試階段學生還要應付很多課程考試，輪機工程專業還有輪機考證的理論和實操訓練課程，多方面原因造成相當一部分同學疲于應付課程設計，再加上學生對于一些先修課程的掌握程度不是很好，最終導致課程設計質量不高。

在這種課時較少的情況下，為提高課程設計質量，需采用“先分散后集中”的模式。即先把設計計算說明書的撰寫分散安排到機械設計基礎課程教學中，然后再把裝配圖及零件工作圖的繪制集中安排在最后1、2周內。同時課程設計是一項重要的理論聯系實踐的教學環節，時間安排應該固定成為一種制度，尤其不能與其他重要課程的學習相沖突。

5 課程設計與課堂教學緊密結合

在機械設計教學過程中，應把課程設計中涉及到有關問題貫穿于整個教學過程中，把有關內容靈活的穿插到相關章節，比如齒輪、軸、帶傳動、滾動軸承、聯軸器等，既是理論教學的重要內容，也是課程設計的重點，在授課過程中應講清在課程設計的應用并強化。在習題練習中除完成普通習題外，還要強化與課程設計有關的題型，使學生感到學有所用，始終對課程設計抱有一定的參與欲望，既增加了學生的學習興趣，又調動了學習主動性，加深鞏固了相關知識。

6 應將先修課程內容適時適度的穿插到機械設計基礎教學中

機械設計基礎是一門綜合性課程，必須先修了機械制圖、輪機工程材料、、金屬工藝學、工程力學、之后才能開設本課程，在課程設計的過程中，需要綜合運用前面學到的相關知識。比如選則材料的時候，需要用到輪機工程材料里的材料選型、熱處理等內容；在零件尺寸設計及強度計算中，需要運用到理論工程力學的知識進行受力分析，進行彎矩、扭矩的計算；在減速器裝配圖、零件工作圖繪制過程中，需要運用機械制圖的視圖、剖視圖、尺寸標注、技術要求等。從課程設計完成效果來看，學生對于這些先修課程遺忘的較多，靈活掌握程度不是很好，綜合運用知識能力不強，結果造成課程設計質量不高。因此指導老師應把先修課程的內容適時適度的有機穿插到機械設計基礎課程的相關部分講解，使學生在學習新知識的同時，復習、鞏固、運用已有知識，提高課程設計質量。

7 結語

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【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）09C-

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一、實踐課程的地位及重要性

在機械設計基礎的教學中，理論教學對于高職類的學生來說是比較難于接受與理解的環節。在以往的教學環節里，對于較為簡單的理論，學生還能理解，但一旦牽涉到較復雜的計算或者結構，學生立刻就表現出迷茫與排斥，教學效果不理想。學生們總在問一個問題：現在學的東西以后能干什么？這正是我們要仔細思考的問題。理論是為實踐服務的，再高深的理論，如果不能應用于實踐，也是沒有意義的。因此，如何把理論應用于實際，然后再通過實踐理解和深化理論，是我們課程改革中思考得比較多的問題。

在我們以往的課程安排中，有專門的實踐環節課程設計，但課程設計是在理論教學結束后才開始，有的學生往往在設計過程中完全忘記了曾經學過的相關知識，需要重新對知識進行梳理，效率很低。因此，我們改革了以往的教學方法，讓設計的思路和理念貫穿于教學過程，讓學生在做中學、學中做，力圖使學生學得輕松、有趣。

二、課程設計思路

我們考慮怎樣把入門的門檻做到最低，讓同學們不要對設計抱有神秘感和畏難的情緒。我們的課程切入點從學生們最常見的簡單物體入手。機械無處不在，我們要找到簡單的機械非常容易。在緒論里，我們不談要學習哪些理論知識，而是發動大家找機械，學生開始還覺得很神秘、難度大，經過引導，他們發現原來機械就在我們身邊，門上的鉸鏈、屋頂的電扇、自行車，比如說日常常見的磨豆腐、打年糕……原來這些都是依靠機械，我們想想辦法都可以實現，我們都可以對這些簡單的東西加以設計。以后要做的是怎么樣一步步把我們想要的東西用設計的語言表達出來。

一個機器的構成，分成原動機等五個部分（圖1）。對于學生來說，最直接感受到的，就是執行部件，我們的思路就是從易到難，環環相扣，先從執行部件開始設計，然后就生產要求選用原動機，再就原動機和執行部件的傳動比來設計和選用傳動裝置，最后是輔助系統和控制系統。設計思路就如同是一根主線，把機械設計基礎的內容有機集合起來，學生的學習過程就是設計過程，機構的學習就是為了設計和選用，每一步目的明確，任務清晰。

三、思路的實踐過程

緒論時我們重點介紹了這門課程的特點及用途，且加入了零件、構件等概念，并且拆解簡單機器，讓同學們有個初步認識。接著是繪制機構運動簡圖。然后我們先從四桿機構出發，結合日常見到的篩東西、磨豆腐等，布置設計任務，在四桿機構的講解過程中，不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性，能轉化為什么樣的運動形式，現實生活中有哪些物品是用到了這些機構的，啟發引導學生往設計任務上思考，學完四桿機構，學生也能就自己的任務作出簡單的設計和構想。

一個機器少不了動力，因此我們在課程中增加了電動機的選用環節。學生設定了自己的運動機構的各種參數后，按部就班選用電動機，由此掌握了效率等概念，并且對整體的機器有了一個大概的認識，見到了軸承、聯軸器、變速箱等詞匯，雖然了解不深，但因為拆解了一個機器，學生們基本還是能接受。

電動機選擇好了以后，就牽涉到減速的問題，這時我們就可以引進齒輪機構（包括蝸輪蝸桿）、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用，對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的，我們忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。在學習過程中就加入查手冊選材料環節。把時間用到應用實踐上。

齒輪有了，傳動比有了。誰可以把運動和動力傳遞給齒輪呢？于是聯軸器和聯接就出場了，齒輪是靠鍵連接與軸傳遞運動和動力，電動機的運動和動力就是由聯軸器聯接電動機軸和帶傳動的。各類聯接重點也是放在選擇應用。

各類零部件都選用設計好后，軸就上場了，軸的結構設計是重點，我們通過舉例比較分析，搞清楚什么樣的軸結構是合理的，并且通過講解和改錯，明白為什么要有細節上的處理（這些機械制造基礎已經有過講解）。

最后是軸承，支撐軸的零部件。軸承的選用、軸承壽命計算是花時間較多的環節。

每一步就是一個設計環節，做的作業就是為自己設計的執行機構選用配套的運動機構和輔助系統。大家自己設計了一個機器，一個設計過程就完成了，同時完成的還有大部分的課程學習任務。對于凸輪、間歇機構等就放在了最后，由于前面已經學習過常用零部件的設計、選用，因此同學們學起來也并不吃力。

四、新思路實行的效果

課程改革前，由于內容之間相對獨立，各機構之間的結構各有特點，相互之間聯系少，課程重點不突出。學習時沒有細化的明確任務和目標，學生接受很被動， 學生普遍反映這門課“難學”“不太理解”“聽不懂”，通過率也是各類課程里面最低的。學生上課積極性不高，課堂氣氛低沉，學習效果不好。

改革后，由于章節環環相扣，第一步就是學生為自己設計喜歡或相關的機構，后面的每一步都是為了實現機構的運動目標而實踐，學生學起來有方向、有程序，特別是小組討論方案，氣氛非?；钴S。教師在其中只是起到引導和幫助解決問題的作用，學習的主體是學生，思考的主體是學生，實踐的主體還是學生，收到了較好的學習效果。

五、不足與思考

一是實踐環節場地和師資有限。在學習過程中，我們很需要實物拆解的環節。但這些既需要各類機器，更重要的是需要較大的場地，還有就是需要有教師指導和協助，但場地和教師人手都是我們的瓶頸，這就使得拆解效果大打折扣，有人甚至只是看一眼（因為一個教師在這個環節沒辦法管理四五十個學生）。這個問題目前我們還沒有太好的解決辦法。

二是學生學習主動性不夠?；揪褪峭瓿闪巳蝿站托?，有的學生跟著小組混，學到的知識并不扎實。

三是還沒有編撰校本教程。編寫一本合適的教材，一直是我們的計劃，但這個工程工作量較大，我們計劃在近兩年完成。

【參考文獻】

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[2]陳玲.談行為導向教學法的教學設計[J].職業教育研究，2007（9）

[3]羅紅專，易傳佩.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2010

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關鍵詞： 機械設計基礎；課程改革；能力培養

Key words: mechanical design basis；curriculum reform；ability training

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）09-0199-01

0引言

機械設計基礎課程是機械類各專業的一門重要的技術基礎課程。通過該課程的學習，要求學生掌握各種常用機構及通用零部件的工作原理、特點和應用的基本知識，使學生初步學會根據具體條件及與本課程有關的標準、規范，選用機構及零件類型，并能對機構的運動、零件工作能力進行簡單的校核，從而具有設計簡單機械傳動裝置的能力。由于本課程的特點，不僅為后續的專業課程，也為課程設計、畢業設計和解決生產實際問題建立基礎。近幾年來，隨著教學改革的深入，學科建設的進行和課程體系的調整，我們圍繞培養復合型人才的培養目標，結合學校的學科建設和實驗室建設對機械設計課程建設采取了一系列改革，且取得一定成效。

在機械設計基礎課程教學改革中，我們堅持以人才培養目標為依據，不斷更新教學內容，優化課程體系，確保課程內容的前瞻性、課程結構的科學性和合理性，實現教學內容和課程體系的整體優化。

1教學內容更新

隨著教學改革的深入，我們將工程力學和以前的機械設計基礎兩門課程整合為一門機械設計基礎課程，課時大幅減少，因此必須對教學內容進行精選。課程內容的選取本著基礎知識夠用，主要從理論知識和操作技能兩個方面，選擇課程的內容，滿足職業崗位的需求。機械設計基礎課程教學任務的設計以工業產品和常用機構為載體的分析與設計為載體，將課程內容進行解構和重構，序化教學內容，設計學習模塊6個，每個模塊進一步分解為若干個任務。教學過程中以學生為主體，以實施完成工作任務為途徑，培養學生正確選擇通用零件及傳動裝置的能力，掌握重要機構、零部件的設計方法，具有使用設計手冊查閱參數的能力，重點培養分析和解決問題的綜合能力，最終達到本課程的培養目標要求。

2采用先進的教學方法和手段

在教學過程中以激發興趣、培養能力為主導，根據教學內容表現的需要，我們采用任務驅動、實例貫穿、課堂與實習地點一體化相結合的教學模式。

任務驅動教學模式：以減速器設計等典型任務為導向，將齒輪的設計、軸的設計、軸承的選擇、聯軸器的選用、V帶的設計等作為主要教學模塊，每個教學模塊由若干個教學任務組成。

“實例貫穿式”教學模式：以典型機構設計為“案例”，提出解決方法，注重教學過程，將課件、錄像和現場教學融為一體。

課堂與實習地點一體化：為了全面提高學生的綜合素質和動手能力，培養符合企業崗位技能要求的技術人才，把一部分教學的課堂搬到實訓室進行，讓學生更直觀、準確地認識機械設備工作原理，加深對理論知識的理解和掌握。在這種教學模式下，講述理論部分時，通過CAI課件、錄像、動畫等現代教育技術的運用以及現場相關機織設備的運轉演示與指導教師的動手操作，讓學生更直觀、準確地認識機械設備工作原理與操作方法，加深了對理論知識的理解和掌握。在理論部分講完后可立即安排相應的動手實驗，使學生在理論的指導下獨立動手操作，并通過實驗驗證所學的理論知識，這樣使理論教學和實驗教學的銜接更緊密，時間的安排上也較靈活。通過實踐，學生的學習興趣普遍提高，而且獨立思考和分析問題的能力提高，同時對機器設備原理與工藝調整以及操作技能都掌握得較好。這些技能對他們成為能力較強的應用型人才有很大幫助。

3實踐性教學環節的改革

培養學生的實踐和創新能力目前已經成為高職教育的一項重要教學改革內容。在實踐性教學環節的改革中，我們堅持理論教學和實踐教學并重，注意提高學生的實踐動手能力，啟迪創新思維，培養學生分析和綜合運用現代技術手段，解決工程實際問題的能力。

機械設計基礎課程實踐環節包括實驗和課程設計。我們有機械設計陳列室和機電一體化創新實訓室，每學期我們安排一定的課時在這些實訓室進行現場講解。在創新實驗室，學生可以自己動手做各種實驗，有的內容在課堂上不能完全理解，就到實驗室通過相關機構或各種零部件的組裝加深理解。

在課程設計改革中，我們改變了以往的僅單純按理論知識設計一級圓柱直齒輪，現在我們以各種類型的減速器為課題，先對減速器進行拆裝和測繪，然后設計出符合工廠實際需要的各種類型的減速器。同時為調動學生的積極性，我們允許自由選題。在教師的指導下，學生可根據自己的想法對現有機械進行改進設計。在完成本課程的學習后，我們推薦學生參加大學生創新設計比賽。

4考核方式的改革

在考核方法上，注重全面考察學生的學習狀況，通過參與課堂討論的質量、分析能力、對新知識的接受和消化能力、學習遷移能力等多方面的評價，與基礎理論知識考核結合評價學生的學習效果。形成了過程性評價70%與成果性評價30%相結合的評價體系，其中過程性評價綜合考慮小組成員互評和教師評價。這種考核方式充分關注學生的個性差異，發揮評價的啟發激勵作用，增強學生的自信心，教師還可以利用評價所提供的大量信息，適時調整和改善教學過程。

5結束語

通過改革和實踐，學生的學習積極性、主動性和學習興趣普遍有所提高。特別是在動手能力，工程實踐能力，綜合素質，創新設計能力等方面的提高更為顯著。

雖然我們在機械設計基礎教學內容、教學方法和手段等的改革方面做了一些嘗試，并取得了一定的成績，但仍存在一些問題和不足之處，有待今后的教學改革實踐中不斷地改進和完善。

參考文獻：

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[2]張曉桂.機械設計基礎課程的教學改革與探討.全國機械設計教學研討會議，2007.

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[4]劉碧俊.高職《機械設計基礎》課程改革與實踐.《教育研究》2010年1月.

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2機械設計基礎課程教學現狀

機械設計基礎課程具有涉及知識面廣、理論聯系實踐的特點，主要由理論教學、實驗教學和課程設計三個環節組成。以我校機械設計基礎課程教學為例，理論教學依然以教師多媒體講授為主，主要原因：①多媒體圖文并茂，動畫、視頻豐富；②教師備課相對容易，但這也忽視了多媒體重難點不突出的弊端，學生短時無法接受大量的信息。在教學方法上忽視案例教學、問題導向式教學等方式的運用，影響教學質量和學生能力培養。機械設計基礎課程設計以帶式輸送機傳動裝置設計為任務，其設計對象仍為一級圓柱齒輪減速器，概因減速器設計理論成熟，可以做到有章可循，而且減速器中齒輪、軸、軸承等零件的設計恰是機械設計基礎課程研究的主要內容之一。但從課程設計教學效果看，還存在以下不足：①學生缺乏工程實踐，對減速器認識也僅是“聽說”，特別是結構設計時完全依靠指導書中例圖，沒有自己設計思路；②學生對力學、圖學等先修課程知識綜合運用能力較差，特別是繪圖質量不高；③教學模式單一，設計任務相同僅設計數據不同。學生在設計過程中缺少交流與協作，個別學生抄襲別人資料，學生分析問題和解決問題的能力得不到鍛煉。

3機械設計基礎課程教學改革思路

3.1融合實驗實踐內容于理論教學、引入工程實例

機械設計基礎課程主要內容包括兩部分：①研究常用機構的機構組成、運動特點、設計方法等；②研究一般條件下通用零部件的類型、作用、設計計算方法。實際教學中對第一部分內容注重于機構結構分析內容、圖解法內容和單個機構而不是機械系統的介紹；對第二部分內容仍將機械零件分成：常用傳動（齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動）、機械連接（螺紋連接、鍵連接、銷連接）、機械支承（軸、軸承）、其它零部件（機座、箱體）幾部分，部分和部分之間缺少一定的聯系，知識點比較零散。為此，應融合實驗、實踐內容于理論教學，在課程教學之初就提出機械設計的最終目的是“設計機械”，以兩種典型的機器——四沖程內燃機和機械傳動裝置——減速器為例，介紹內燃機的結構組成、工作原理、運動特點，從而提出內燃機的機構組成包括三大機構：連桿機構、齒輪機構、凸輪機構，它們是機械設計基礎課程的重點內容；從機械制造的角度介紹減速器的零件組成：齒輪、軸、軸承、螺栓、箱體等，從而引出課程的另一部分重要內容——機械零部件的設計計算。對教材的內容根據授課專業的不同進行適當取舍，由于我校的一些近機類專業如材料、安全工程等專業力學、金工實習等先修課程開設的不足，在帶傳動設計、齒輪傳動設計中若一味地講解受力分析，學生勢必難以接受，應拋開推導過程而重點強調應用。將案例作為課堂教學的基本素材，把學生引到工程問題的現場，借助于多媒體的情景再現，首先讓學生用工程語言描述工作過程，其次讓學生提出工程問題并構思解決問題的方案。這不僅有助于學生提高感性認識，更重要的是讓學生體會知識應用的成就感。

3.2重點改革實踐教學環節

基于減速器應用的廣泛性、教學示范效果的典型性、設計方法的成熟性，減速器設計仍是檢驗學生理論知識掌握和運用熟練程度的最好的載體。但應該改變以往在給學生布置設計任務時就給出設計方案的作法，而是僅給出工作機的工作要求和工作參數，對原動機、傳動裝置由學生自己選定。由于學生對機械的感性認識和工程實踐知識十分缺乏，不能將所學的知識與實際聯系起來，更不會應用于工程實際，因此將減速器拆裝測繪綜合實驗安排在課程設計任務下達之后進行。通過實驗讓學生對減速的功用、結構組成有一個直觀的認識，對提高課程設計質量有直接的幫助。實驗結束之后，在組織學生討論之前提出的幾種不同設計方案，比較各方案中各傳動裝置的形式及布置的先后順序并確定出最優方案。這樣每一位同學都有提出自己設計思路的機會，通過交流發言使每一位學生認識到自身學習的主體地位，在課程設計之初就積極參與到解決工程實際問題的過程中來。在以往指導教師分配給學生的數據不同，可以避免學生抄襲。但由于現代信息的發達，網絡上只要提供數據就可以提供設計過程，這就造成了部分學生的“信手拈來”?？梢愿鶕嗉墝W生數量將其分成5～6個設計小組，每個小組一組數據所算得的傳動裝置運動和動力參數應該是一致的，而在傳動比分配時各級傳動比又可以是不同的。學生一邊計算一邊交流，不僅了解了其他人的設計思路，發現自身問題也可隨時解決。

3.3機械設計基礎課程考核方式改革

學生最關心的必然是課程考核成績，因此機械設計基礎課程的改革與探索必須得到學生的配合與支持。如果課程考核方式不能客觀地反映出學生的學習狀態，優秀學生的學習積極性必將受挫。隨著社會對人才能力需求的提升，機械設計基礎課程內容的廣泛性、能力要求的全面性與有限的學時之間的矛盾就日漸顯現出來，一方面教師教學中要保證課程內容的系統性、全面性；另一方面學生學習時又感到時間緊、任務重，因此傳統的教學模式及考核評價方法與機械類卓越工程師能力要求已不相適應。在我校，機械設計基礎的總評成績由兩部分組成，其中考試成績占70%，平時成績（包括出勤和課堂表現、作業、實驗）占30%。近年來針對課程考核方式也進行了改革。但平時成績在總評成績中占的比重仍較小，且平時成績的組成仍比較簡單，缺少行之有效的評價內容體系。應以機械類卓越工程師培養對機械設計基礎課程教學的能力培養目標為依據，適當增大平時成績的比例，并尋求可以定量化考核的評價內容。因此可以提高平時成績的比例到40%，增加課堂討論發言、創新機構設計、大作業等環節，其占總成績比例為10%，通過這種形式提高學生學習的主動性和參與性，提高學生的動手創新設計能力，達到課程教學目的。

4結束語

機械設計基礎課程教學是培養具有創新意識和實踐能力的機械類卓越工程師的重要環節。隨著社會對機械類人才綜合素質要求的逐步提高，各高校對機械設計基礎課程相繼進行了改革，但無論如何都是基于創新能力培養的核心。在機械設計基礎課程教學中對課程內容體系、課程設計和課程考核評價方法等方面都進行了積極的探索，這些措施的實施收到了大量有益的效果。將繼續按照制定的基于卓越工程師培養對機械設計基礎課程教學的知識和能力目標要求，完善機械設計基礎課程的教學方法和體系。

作者:陳國輝 楊松華 宋勝偉 單位:黑龍江科技大學機械工程學院

參考文獻：

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關鍵詞：

機械設計基礎；資源優化與共享；機械創新設計；網絡平臺

機械設計基礎課程包括機械原理、機械設計、實驗及課程設計，機械設計基礎是工科院校中機械類、近機類專業的重要技術基礎課，在本科教學工作中占據相當重要的地位。通過學習這些課程，培養學生的“工程綜合”和“工程應用實踐”能力［1，2］。近年來，隨著普通高校的擴招，學生的個性差異較大，許多高校本科生為多批次錄取，雖為本科，但學生的學習水平參差不齊。在社會培養應用型人才的方針指導下，以學生為本，進一步推進教學改革，把教學資源進行整合優化，借助多媒體網絡平臺的實用性和時效性等特點實現資源共享。

1.課程教學資源的優化與共享

機械原理、機械設計為技術基礎課程，屬于本科生的必修課程，該課程與工程應用聯系緊密，具有公式多、圖表多、圖形多等特點，由于學生學習能力差異的存在，過去單一的教學方法已無法滿足培養需求［3］，因此，機械基礎課程教學方式應由過去以教師和教材為中心向以教師為主導、學生為主體，課堂為主導、學生自主學習為中心，教材為主導、課程資源為中心轉變。新時期的大學生應在教師的指導下，充分利用課程資源實現自主、自助學習。為此，課程組充分利用網絡資源及兄弟院校的優良經驗，從教學方法、教材建設、課件設計等方面進行資源的優化整合。隨著多媒體技術的深入發展，教學方法要改革，要綜合分析運用。傳統教學中教師與學生心與心的碰撞與情感交流，是任何媒體不及的；借助多媒體，可以節省時間，信息量大，利用動畫功能，形象、直觀地反映機構的運動關系，較靜態圖片易于理解，使不便于描述的難點有所突破。為此，課程組進行大量調研，借助課程研討會與兄弟院校交流經驗，合理制定教學大綱，編寫教學要求，制作多媒體課件，為適應不同專業、不同層次學生的要求，同時考慮不同教師的教學特點，教學課件以求大同存小異為原則。同時，在課件的制作過程中，讓不同層次的學生參與，使學生在學習中便于理解和掌握，制作滿足不同層次和不同教學需要的教學課件，提高資源共享率。多媒體技術的運用可以刺激學生的感官，動畫部分可以激發學生的好奇心，進一步調動學生學習的積極性，尤其突出的是連桿機構和凸輪機構和輪系等。如果整個授課過程全部采用多媒體課件，時間長了，學生容易產生視覺疲勞，產生教學形式過于單一的感覺，可采取例題用黑板講述，或講課過程中增加實例討論，實踐證明多種教學方法的綜合應用會產生良好的效果?？傊谡n堂教學過程中，教師將多媒體課件與板書有機的結合運用，將增進師生間的情感交流和良好互動，使得學習氣氛和諧，達到比較理想的教學效果。大學生的學習不僅僅局限于課堂學習，尤其是每年有許多學生要參加研究生入學考試，機械基礎課程作為專業技術基礎課是所考科目之一，學生需要課下學習和鞏固所學知識。為此，課程組編寫了相應的教材，有《機械原理》、《機械設計》和《機械設計基礎》，教材中增加了實踐環節的內容，即在每章后附加實踐環節練習，此練習通過學生動手、動腦熟悉和應用所學知識的一個過程練習，比如在學完“鏈傳動”一章之后，設計的一個實踐環節為：“觀察一輛變速自行車的滾子鏈傳動，分析有幾種傳動比，松緊邊的位置，鏈接頭形式，并觀察張緊輪的位置，如何調整鏈條的松緊程度。”這個環節可以由老師帶著做，也可以由學生課下自己做。同時，為方便學生自學，課程組專門為學生制作多媒體課件，該課件模擬教師課堂教學流程，深入淺出地詳細講解，例題量大且題型多，并附加基礎知識測試，重點、難點明確，放置于我校網絡平臺上“機械原理”、“機械設計”精品課中，學生可以借助網絡平臺的輔助學習功用實現自主、自助學習。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，通過教學資源的優化與共享，學生方便靈活地廣泛涉獵知識，提高能力，激發學習興趣，為應用型人才的培養打下良好的理論基礎，以便更好地服務社會。

2.改革工程實踐教學體系，實現資源的優化與共享

實踐教學是高等學校實現培養人才目標的重要環節，知識來源于實踐，能力來自于實踐，各種實踐教學環節對培養學生的實踐能力和創新能力尤其重要。我國的某些理工科重點高等院校如清華大學、華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學，針對“重實踐”提出的教學理念、教學方式和方法及教學內容的改革已經全面展開。因此，應針對我校特點對實踐教學資源進行優化整合，實現共享，為應用型人才的培養打下良好的基礎。

2.1對實驗資源整合優化，加快實驗室建設。

我校是由幾所學校合并而成的，許多實驗資源重復，如機構動態演示臺就有多套、同類減速器若干臺、動平衡機多臺、齒輪范成儀多臺等，并且多而雜的教學模型占據大量的實驗室空間，為此，對實驗室進行整合，淘汰落后和多余的模型和儀器，改進現有設備，對“機器與機構陳列柜”研發配置聲控裝置，并與機構的測繪實驗實現互補，使實驗內容更翔實、有趣。為豐富實驗內容，加強實踐訓練，購置一些新型的實踐教學設備，更新實驗教學內容，完善實踐教學體系，開設出能夠培養工程意識和綜合能力的實驗。購置了QM-ZXI型組合式軸系結構設計與分析實驗箱，通過此套設備學生可以自主設計拆裝軸系。通過購進HK2B-Ⅱ型機構組合創新實驗臺，開設了“機構系統創新綜合實驗”，利用此平臺，學生可以進行創新設計，再到實驗平臺上搭接組裝，然后對機構進行分析改進，加深對所學理論知識的理解和運用。實驗課程增強了自選性、綜合性、設計性實驗，增強了學生的想象力、創造力，充分調動了學生學習的積極性和創造性，提高了學生獨立開展科學研究工作的素質。實驗室向全校師生開放，鼓勵學生學而優則創，在教師的指導下由學生自主研發設計的“高壓電線除冰裝置”獲得2010年河北省首屆大學生機械創新設計大賽河北省一等獎，“火災逃生地震避險多用桌”、“救援千金頂”獲得2010年河北省首屆大學生機械創新設計大賽河北省三等獎，“社區太陽能路燈電池板清潔裝置”獲得2012年河北省大學生機械設計創新大賽三等獎；“自行車一體化鏈式充氣筒”獲得2012年河北省大學生機械設計創新大賽二等獎。

2.2建立網絡實踐教學系統。

多媒體技術的發展，為網絡實踐教學提供了便利條件。利用計算機技術、三維造型技術，虛擬現實技術、仿真技術等創建虛擬實驗室，進一步豐富精品課網絡實踐教學的內容。如“桿機構動態分析”可以改變構件尺寸觀察運動軌跡變化，“軸系裝配工藝”可以清楚說明零件間的相互位置關系、零件裝配工藝等，“軸系結構改錯”指出尺寸的合理性及如何修正錯誤結構。將大量的實例分門別類，不但在不增加教學設備的情況下加大了實踐教學比重，而且實現了學習環境的靈活性，激發了學生的學習興趣。

2.3完善課程設計實踐教學內容。

課程設計是非常重要的實踐環節，能夠培養學生的工程意識。以往課程設計安排在課程教學結束后進行，現在將課程設計任務安排在相應課程的教學過程中，將任務書下發給每一位學生，教師以課程設計為主線組織教學，讓學生在學習的同時利用課外時間收集資料和考慮各種復雜問題，充分發揮學生的主觀能動性進行創新思維。學生在學習的過程中設計方案，利用實驗室資源，不斷完善自己的設計方案，通過課程設計主線，使學生感受到本課程各部分內容的有機聯系。同時，將學生合理的設計方案補充到實踐教學中，使課堂教學不再停留在課本上。根據我校的實踐教學特點，結合國內外高校應用型人才培養戰略，編寫《機械原理課程設計》、《機械設計課程設計》、《機械設計基礎課程設計》教材，并將有關內容置于網絡平臺上，方便學生自主學習，也為畢業設計提供有益的幫助，深受學生的好評。

3.結語

通過對機械設計基礎課程資源優化與共享的研究，提高教學信息資源收藏質量,對現有資源進行整合和深加工，豐富教學內容，完成網絡平臺建設，多手段、多方法地調動學生的學習積極性和創造性，最終達到實現教學信息資源的共建、共知與共享的目的。今后將不斷地總結經驗，對教學內容進行補充和完善，為人才的培養提供更優質的資源，進行交流與共享。

作者：張君彩 陳青果 單位：河北科技大學機械工程學院

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淮陰工學院是一所培養應用型人才的普通高等學校，“機械設計制造及其自動化”本科專業被江蘇省教育廳授予“江蘇省品牌專業”，被教育部遴選為“第二批高等學校特色專業建設點”。機械設計基礎類課程包括《工程制圖》、《機械原理》、《機械設計》及其課程設計等，是該專業主要的專業基礎課。本文根據專業人才培養目標和課程的特點，從教學內容、教學方法、教學手段方面進行了探索，引入三維設計軟件在機械設計基礎課程教學中應用，提高學生工程設計能力，培養適應企業需要的應用型人才。

一、機械設計基礎課程傳統教學方法的弊端

機械設計基礎類課程主要研究機械中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本設計原理和計算方法，是學習進程上從理論性課程過渡到結合工程實際的設計性課程。本課程在教學方法和教學手段上常利用多媒體、教學模型和掛圖，再輔以教具在黑板上繪制結構圖形。而多數學生沒有太多的工程實踐經驗，且零部件設計都是二維圖設計，多以設計計算為主，因而學生學習感到比較枯燥，設計零部件時缺乏全面考慮，繪制工程圖錯誤較多且自己很難查出問題。

二、機械設計基礎課教學實踐

隨著機械CAD技術的成熟，眾多三維設計軟件廣泛應用于社會各個領域，極大地提高了設計、繪圖的質量與效率。為此，高校的機械設計基礎課程急需進行教學體系改革，建立以三維設計為主線的機械設計模式。

1.整合教學內容，制定教學計劃

要使學生具備較強的三維設計能力，根據本院教學條件和學生情況，必須整合課程的教學內容、修改教學計劃、提高師資質量，建立符合本院實際情況的應用型機械類本科人才的培養體系。在學生接觸機械設計初期引入三維設計的概念，在機械設計基礎課程的教學各環節應用，并在四年學習過程中，不斷地應用，提高學生的工程設計能力。三維設計能力培養體系如圖1所示。

2.三維設計軟件應用于教學

機械設計基礎類課程大多在低年級開設，學生剛接觸機械專業知識，缺乏實踐經驗，對實際生產中的一些零件及結構不太了解，因此對教學內容難以掌握。用SolidWorks軟件進行輔助教學，改變傳統的教學方法和手段，提高學生的學習興趣，提高教學質量。

《工程制圖》課程難點和重點就是正確繪制工程圖，以往教學要用許多學時使學生掌握機件的投影關系，學生要有很強的空間想象力，而用SolidWorks軟件的零件模塊可以方便直觀地進行零件的三維造型，在工程圖模塊中自動生成二維工程圖，并隨三維模型的尺寸變化而變化，這樣能使教學的重點放到工程圖的表達和零件的技術要求標注，提高繪圖質量?！稒C械原理》主要講解各種常用機構，運用SolidWorks軟件的運動仿真功能，可以把各種復雜的機構以三維的形式，通過形象、生動、逼真的動畫演示直觀地展示給學生；利用其參數化設計，將修改自動反映到所有的相關對象。例如講解平面四連桿機構時，利用模型仿真不僅可以驗證所設計的機構是否滿足要求，同時還可以改變相應的參數，或以不同的構件為機架或調用不同長度的連桿進行裝配，讓學生參與設計并對設計結果進行現場演示加以驗證?！稒C械設計》中在講軸的結構設計時，對軸上零件的定位和固定，可預先繪制出各類軸上零件固定件，利用SolidWorks軟件裝配模塊對軸系各個零件進行裝配，演示如何進行齒輪的周向和軸向固定，軸的支承與固定，軸承如何裝配如何調整間隙，各零件之間的相互位置關系、零件的裝拆順序及零件的結構工藝性應注意的問題等，使學生掌握軸結構和軸上零件的固定結構，改變了以往單純的教學方式，在課堂上真正實現教學的互動。

3.三維設計軟件應用于課程設計

齒輪減速器是最常見的一種典型傳動裝置，由許多零件組成，如軸上傳動零件、軸承、聯軸器、軸承蓋和箱體等。機械設計基礎課程的課程設計主要內容是根據減速器的主參數（如輸入功率與轉速、輸出功率與轉速等）對每個零件進行設計、繪圖。首先根據設計數據，利用零件模塊繪制減速器各個零件的三維建模，對于標準件和齒輪，可以利用Solidworks中的插件直接生成。利用裝配模塊對繪制好的零件進行裝配，裝配過程中可以直觀地發現零件的尺寸是否有誤，各部分的結構是否合理，各零件的固定是否準確，裝配好的結構可以進行干涉檢查，發現問題可適時修改零件模型，在裝配結構中重新生成即可。裝配正確的裝配結構可以進行運動仿真，檢查減速器的運動狀況，對重要的零件進行受力分析等等。利用三維軟件設計，有限的在2周時間內，使學生將重點放在減速器的結構設計上，可以較全面地考慮整體結構（包括油溝結構，油杯的選擇等），使設計貼近實際的工程設計，掌握正確的工程設計基本理念，而不是把時間用在繪制圖紙上，從而提高機械設計效率和質量，提高學生的工程設計能力。

三、結 論

通過以三維設計為主線的機械基礎課程教學，使學生初步具有用三維設計軟件設計機械產品的能力。在后續的機械加工等專業課學習中，可以利用三維設計軟件的加工模塊生成NC程序進行模擬或機床加工，可對三維軟件開發產品的全過程有較深刻的了解；在大學生課外創新設計或畢業設計中可以靈活利用三維設計軟件進行設計，做到大學四年不間斷，提高學生的工程設計能力，適應企業對人才的需求。

參考文獻：

［1］　曹巖，趙汝嘉.Solidworks2007基礎篇［M］.北京：化學工

篇（10）

【Abstract】This paper,"Mechanical Design" course teaching reform,the "Machine Design"course design from the choice of topics, teaching organizations how to design integrated into the curriculum and other aspects of teaching the theory among some reform measures to improve the training segment Teaching effectiveness.

【Key words】Curriculum design; "Mechanical Design "; management real integration; reform measures

【中圖分類號】G718.5【文章標識碼】A【文章編號】1326-3587（2011）04-0003-02

《機械設計基礎》課程設計是高職機械類、近機類專業的一項重要的實訓環節，是學生首次運用《機械設計基礎》和其它先修課程的知識解決實際工程問題的實踐。通過課程設計，學生可以了解機械設計的一般程序，熟悉和掌握常用機械零件、傳動裝置等機械設計的基本方法及步驟，學會查找資料和運用有關技術信息，培養創造性思維，增強自身科學的工程設計能力。

一、《機械設計基礎》課程設計教學改革的必要性

1、高職《機械設計基礎》課程理實一體化教學改革的需要。

高職院校教學改革的一個重要方面就是要加強實踐教學環節，我校實行2加1教學模式改革，即前兩年在學校學習，第三年進行頂崗實習。在校學習時間被大幅壓縮。為了解決在《機械設計基礎》課教學中內容的廣泛性與授課學時的有限性之間的矛盾，我們按照以技術應用能力培養為主線，專業課以“應用為目的”，基礎課以“必須夠用為度”的教學改革思想，對《機械設計基礎》課程進行了全面的改革，壓縮總學時，實施理實一體化教學，把課堂理論教學與實驗、實訓、實習等教學環節有機的結合起來。課程設計作為針對《機械設計基礎》所學專業內容進行的一項綜合實訓環節，設計內容、要求只能提升不能降低，而集中設計時間卻從傳統的2周壓縮到1周，為了保證教學質量，改革勢在必行。

2、高職學生主體情況的要求。

高校擴招后，高職學生整體基礎下降，尤其是綜合應用所學知識解決問題的能力普遍較差，同時還面臨水平參差不齊，對理論知識理解掌握的差異較大，鉆研精神不夠，主動性差的問題。

二、改革措施

(一)提前布置設計任務，把課程設計融合到理論教學之中，明確設計目的。

如果按照傳統的做法：在《機械設計基礎》課程教學結束后才進行課程設計，并在課程設計開始時才布置設計任務，就會產生不少學生對設計時所要用到的《機械設計基礎》課程理論教學中已經學過的理論知識和基本方法不會應用。況且一周時間內根本無法完成課程設計。因此必須提前布置設計任務，把課程設計融合到《機械設計基礎》課程的理論教學之中。在開學初把課程設計的任務書發給學生，讓學生從學習《機械設計基礎》開始就接觸課程設計課題，在學習理論知識的過程中理解課程設計。把設計分解成帶傳動、齒輪傳動、軸傳動和軸承等設計模塊，融入到有關章節的理論教學中去，讓教學中帶傳動設計、齒輪傳動設計、軸的設計、軸承的選擇等與相應的課程設計課題中的理論計算、結構設計結合起來。由于學習目的明確，學生重視，積極性很高。到進行集中課程設計時，課程設計的理論計算部分已經經過了一次演練，只需將所作過的資料按實際數據進行修改、整理，完

成設計說明書的編寫，而把主要精力和時間用于方案優化和計算機繪圖，使學生能按時保質保量完成設計任務。

(二)根據學生不同基礎水平，讓設計課題多樣化，層次化。

1、設計題目應多樣化，具有靈活性。

課程設計經久不衰的經典選題是各類減速器設計，“齒輪減速器”由于是機械傳動中常用的傳動裝置，與課程性質相一致，能夠使學生得到較全面的訓練，較好地達到課程設計教學目的，同時在難易程度和設計工作量方面應變性較強，便于根據需要靈活掌握而作為典型課題長期采用。但從培養學生綜合職業能力出發，課程設計以工程應用機械裝置為設計任務，應強調實用性。教師在課程設計任務書中只需給出工作機的工作要求．而如何實現工作機功能的方案則由學生自己優化確定。教師只起引導作用。題目、方案應多樣化，如讓學生嘗試混凝土攪拌機改良設計，帶式運輸機卷筒設計等項目。開拓設計思路，強調優化過程。

2、設計題目難易程度與學生基礎相適應。

考慮到學生水平參差不齊，為了使設計課題的難易程度和工作量大小與學生的水平和能力相匹配，我們確定了內容不同、復雜程度不同、工作量不同的設計課題，供不同層次的學生完成。以“齒輪減速器”設計課題為例：學習成績一般或較差的學生，需要完成的設計課題是“一級直齒圓柱齒輪減速器”，其難度不大，設計工作量適中；難度和設計工作量都較大的“一級斜齒圓柱齒輪減速器”或 “二級直齒圓柱齒輪減速器”設計課題，供學習成績好、能力強、肯鉆研的優秀學生選擇。

(三)充分利用理實一體化教室，開展課程設計教學模式改革。

高職教學模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業性，實驗、實訓、實習是三個關鍵環節。為了配合《機械設計基礎》，《機械設計基礎》課程設計教學，我們組建了滿足一體化教學的多功能理實一體化教室，配置有多媒體，可以對全班進行授課；擁有連接Internet的通用計算機8臺，既可以查詢資料，還可以進行計算機輔助設計；裝備有鉆床等小型機床4臺，創意組合式鋼軸系結構30套，機構組合創新實驗臺10套，各種兩級減速器5臺，單級減速器10臺，軸系拆裝部件12套，常用傳動機構實物及其模型50余套，提供學生拆裝、認識設備和機構；同時還配備有常用手冊、圖冊、計算工具、作圖工具等進行常規的設計，滿足《機械設計基礎》課程設計的要求。

1、利用《機械設計基礎》理實一體化教室，把課程設計融合到《機械設計基礎》課程教學中。

開放理實一體化教室，使學生有更多的自主時間來安排學習，通過對減速器為代表的設備進行拆裝，使學生實際了解減速器的結構以及各零件的作用，結構特點及裝配關系；了解減速器的和密封；加深對軸系部件結構的認識。便于學生在設計中結合實際，選擇合適的結構和尺寸，提高設計能力。

2、注重計算機輔助設計，加強計算機技術應用。

當下計算機輔助設計已經十分普及．企業對這方面的人才需求也與日俱增，目前在機械領域經常用到的繪圖軟件有AUTOCAD、CAXA、PRO／E、UG等。我?！稒C械設計基礎》課程設計推薦使用AUTOCAD和UG軟件，平面的圖形可以用AUTOCAD繪制，立體的圖形可以用UG繪制。學生通過零件圖和裝配圖繪制，強化AUTOCAD和UG的使用能力，增強識圖能力。

（四）、重視答辯環節，強調師生交流，提升實訓效果。

充分重視答辯環節，促進學生反思和提高。學生在完成設計后，如果僅僅把設計資料交給教師評閱，往往只關心成績，而忽略自己的設計存在的問題，不知如何改進。為了避免盲目抄襲，考查學生的設計思想和對設計的各個環節的認識程度，最大限度地提升課程設計的效果，我們在評閱設計時強化了答辯環節，答辯時請相關教師和企業人員參與，在答辯過程中對每位學生作有針對性的提問和討論，了解學生的想法和對相關知識的掌握程度，對不正確的予以糾正，令其及時修改。因此答辯也是一個質疑和答疑的過程。

實踐表明，上述改革措施較好地適應了當前高職學生的實際情況，使課程設計的整體質量有了明顯的提高。充分利用一體化教室，把課程設計貫穿到《機械設計基礎》課程教學中，體現了“教中學，學中做”原則，有利于提高《機械設計基礎》課程整體教學質量，提高學生的職業能力。

【參考文獻】

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0 引言

高等職業技術教育是為社會培養高等應用性實用型技能綜合式人才，讓學生充分就業。而《機械設計基礎》是高職機械類專業一門很重要的主干基礎課，主要內容包括機械傳動知識、常用機構、軸系零件等，但它同時也是一門能直接用于生產的設計性課程，旨在培養學生綜合運用選修課程中所學知識和技能，解決機械工程實際問題的能力，為后繼專業課程教學和學生日后從事設計工作打下堅實基礎。因此，它的教學直接影響到學生后續課程的學習，對培養學生具有機械設計知識、設計技能和創新設計的能力尤為重要。因此，如何教好這門課，是當前高職院校機械類專業需要認真研究探討和解決的問題。

1 機械設計基礎教學中存在的問題

隨著教學改革的深入和課程體系的調整，《機械設計基礎》課程的知識不斷更新，需要學生掌握的東西越來越多，既要學生掌握必要的理論知識，又要能對知識點進行運用，由于該課程涉及知識點多、難度大，并具有一定的實踐性，高職學生自身基礎知識的薄弱使他們對各章節之間的教學聯系缺乏清晰的認識，學習效果差。如果只滿足于給學生講道理，這樣的教學過程完成后，學生僅僅簡單地記住了一些名詞術語或要點，對知識點的理解和運用仍然沒有質的提高。傳統的教學經常把理論與實踐相分離來進行教學，這樣的結果是學生到上設計課的時候已經忘記了前面學習的理論知識，不能很好地突破該課程的重點、難點，學生大多只是為了一時完成任務，勉強交上一份設計，但對于機械設計的實踐運用能并沒得到真正的提高。為了更好地幫助學生解決就業，培養社會需要的技能型人才，對教學方法的改進迫在眉睫。

2 整合課程內容，調整課程結構

2.1 對于教材中過深的、不必要的理論知識，予以大膽刪除

高等職業教育培養目標強調的是人才的應用性，其畢業生所從業的崗位，決定了他們沒有必掌握計算公式、定理、方法等的推導過程，而更應注重于如何運用這些公式、方法等來解決實際設計問題。因此，對教材中一些過深的、不必要的理論推導、證明都應予以刪除，以便學生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實際應用，解決實際設計問題。這樣更符合培養目標的要求。例如：平面四桿機構的設計方法中的解析法；齒輪傳動中按輪齒齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度設計計算公式的推導過程；凸輪機構常用的從動件運動規律的推導過程等等都應刪除。而以機械傳動、機械零件的設計為重點，保證實用性。

2.2 落實課程設計所必要的基本知識和基本理論，側重基本設計方法和實踐性內容

機械設計所需的基本知識和基本理論、緊密結合工程實際且多樣化的設計方法，是培養機械設計能力的根本保證，教學時應以設計為線索，以解決實際問題為目標，構建起設計基本知識和基本理論比較完備，設計方法實用、多樣的基本內容體系。精講“帶傳動設計”“齒輪傳動設計”“軸的設計”等這些關乎減速器設計質量的課程內容，特別要增加實用性、實踐性內容和習題，增加應用性的設計方法、經驗數據和公式的使用、查圖表等內容。突出應用性，將學生引向實際設計。

3 改革教學方法，提高教學效率

《機械設計基礎》課程主要研究常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法，由于大多數學生缺乏實踐知識，他們在學習過程中普遍感到抽象、難學，尤其是機械原理這部分知識，認為機構運動簡圖與實際機器相差甚遠，很難將兩者統一起來。因此有必要對教學方法進行改革。

3.1 注重理論聯系實際

在講解機構時，列舉了實際機器和日常生活中的應用實例，又特別介紹了與專業有關的金屬切削機床等應用實例，因而增強了基礎課與專業課之間的聯系。在講授“鉸鏈四桿機構的演化”內容時，我們就地取材，用雨傘作教具。采用學生熟悉的生活工具模擬學習內容，不僅取材簡單，而且生動形象，容易與實際的機器相結合，克服結構運動簡圖抽象的特點。還可以組織學生到生產現場或學院實訓基地進行現場教學時，事先布置一些思考題，讓學生帶著問題一邊參觀一邊討論，把課堂理論知識和實踐知識有機地結合起來。

3.2 適當運用現代教學手段

機械原理部分有一些機構的原理比較抽象，無法用語言形象地表達清晰，很難在學生中形成深刻的印象。如四桿機構的演化、死點位置的應用和危害及機構通過死點的方法，各種間歇運動機構的原理等，是教學環節中不易掌握的難點，由于學生沒有太多的實際生產經歷，很難通過想象加以理解。而CAI教學和傳統的教學相比，具有直觀、形象、信息量大等優勢。運用計算機的動畫制作技術，將一些難以想象和無法用語言表達的機械運動過程和工作原理制成多媒體課件，在講授相關內容時巧妙地將現有教具與多媒體課件結合使用，使那些難以想象的機械運動過程和工作原理演示出來，可以提高學生的學習興趣，拓展延伸了實驗教學空間，也提高教學效率，改善教學效果。

3.3 以實驗教學促技能

機械設計實驗是學生職業技能培養的重要環節，因為它的實驗課題是以機械工程技術為背景的。因此，在豐富多彩的教學實驗教學過程中，我們可以從注重實驗室環境布置開始，自制一些文字、圖片和教學掛板，介紹減速器的分類、發展趨勢、加工過程及設計方法。還可以在課程設計期間全面開放實驗室，學生可在實驗室沒課的任意時間進入實驗室，針對自己選定的研究課題，進行探索性實驗。一方面極大激發了學生的學習熱情，培養了學生的實踐動手能力、設計能力及科研能力。

3.4 搞好課程設計，培養學生的綜合技能

機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程教學的最后一個環節，其目的是培養學生綜合運用基礎理論知識的能力、工程分析能力和運用資料等基本設計能力。要求學生從總體方案的布局到零部件結構設計一起完成，使設計更加系統和完整。為鼓勵學生創新，應要求學生自己設計多套方案，進行比較選擇，充分發揮學生的想象力和創造性。在設計前應先組織學生對該傳動裝置進行拆卸、安裝，使學生熟悉裝置的基本構造，整體組成結構及各部分結構、功能和調整；各個零件之間的連接關系與特點 ，然后找出標準件與非標準件，明確傳動裝置布置形式與空間位置的關系，建起一個立體的概念，避免出現閉門造車和照抄照搬式的設計，與生產實際相脫節。對于學生中普遍存在的工藝知識和公差知識的不足，應在設計中逐步給予講解和補充，使學生通過設計全面掌握和鞏固機械設計的相關知識。

4 結語

總之，《機械設計基礎》教學應與生產實踐、技術推廣、社會服務緊密結合，更好地面向社會、面向市場，適應企業需求和崗位需要，與生產實踐緊密結合。全面推進教學改革措施，才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復的教學內容，增加新發展的內容，拓寬學生的知識面；充分利用計算機的輔助教學作用，使計算機貫穿于整個教學環節，使教學方法上一個臺階，為學生學習專業課和走向工作崗位打下堅實的機械設計基礎。

【參考文獻】

[1]范林.機械設計基礎教學改革探討[J]. 天津職業院校聯合學報，2008（3）.

[2]黃立城. 對高職類《機械設計基礎》課程教學的幾點看法[J]. 職業，2011（17）.