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時間：2023-03-02 15:07:43
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機械原理是機械類課程中的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)理論知識、綜合分析能力、解決工程實際問題能力的重要課程，是學(xué)生獲取工程技術(shù)訓(xùn)練的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。機械原理課程設(shè)計通過實踐訓(xùn)練使學(xué)生更好的掌握理論知道，進一步提高收集技術(shù)資料和繪圖、設(shè)計的能力，特別是對提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決工程實際問題具有非常重要的作用。
一、課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題
傳統(tǒng)的《機械原理課程設(shè)計》在設(shè)計過程中，設(shè)計的題目各類過于單一，而且實踐過程較為死板枯燥，缺少對學(xué)生創(chuàng)新性、綜合能力進行培養(yǎng)的問題。比如題目往局限于機床刀架傳動系統(tǒng)、牛頭刨床等幾個題目，訓(xùn)練內(nèi)容大體上都是圍繞系統(tǒng)方案的設(shè)計、繪制機構(gòu)運動簡圖、設(shè)計運動循環(huán)圖、對凸輪或連桿機構(gòu)進行設(shè)計等。方案設(shè)計完成后，缺少驗證環(huán)節(jié)，學(xué)生無論方案正確與否，只要完成任務(wù)就可以了，學(xué)生的積極性不僅沒有得到調(diào)動。由于課程設(shè)計題目種類單一，往往出現(xiàn)全班或者半個班級的學(xué)生同時做同一個課程設(shè)計，這樣導(dǎo)致部分同學(xué)自己并沒有擬定機構(gòu)或系統(tǒng)的運動方案，甚至有部分學(xué)生自己根本沒有動腦而是直接抄襲，缺少主動參與的熱情，更不用說通過機械原理的課程設(shè)計能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
二、課程設(shè)計教學(xué)的改革思路
針對傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點和不足，擬從機械原理課程設(shè)計的選題、設(shè)計過程以及鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新等方面探討教學(xué)改革，引導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法及設(shè)計手段去解決實際問題，逐漸形成以創(chuàng)新意識和實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的開放式機械原理課程設(shè)計模式及方法。
(一)選題的多樣化與生活化
選題是課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的核心部分，不僅需要滿足教學(xué)的基本要求，而且要在有限的時間內(nèi)使設(shè)計得以順利完成。在《機械原理課程設(shè)計》的教學(xué)改革中，我們需要改變以往學(xué)生的設(shè)計題目均由教師給定的方式，采取教師引導(dǎo)部分能力較強的學(xué)生自主選題，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和積極創(chuàng)新的能力。另外，教師可以根據(jù)指導(dǎo)書上的一般方法，規(guī)定幾個大的方向，引導(dǎo)學(xué)生如何來進行選題。學(xué)生最熟悉的就是日常生活中的一些機械裝置，可以適當(dāng)?shù)呐e些例子如來源于生活又能使生活更便捷的一些小的機械裝置。比如為了解決城市或小區(qū)中家用車停車難的問題，設(shè)計一套節(jié)約場地、低投入、免維護等小型停車機械裝置，達到空間利用率高、安全、便捷的目的?？紤]農(nóng)產(chǎn)品或水果采摘過程中存在勞動工作量大、作業(yè)范圍廣、觸碰的力度控制要求高等一系列問題，可以展開輔助人工采摘草莓、菠蘿、桔子等水果的小型機械裝置的創(chuàng)新設(shè)計。這樣不僅能提高水果的采摘效率而且可以降低作業(yè)人員的勞動強度與采摘的投入成本。教師拋磚引玉，提高學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。當(dāng)然教師需要規(guī)定機構(gòu)選型需要涉及幾類機構(gòu)。限制一定的時間，如一天內(nèi)需要選好題目并制定初級運動方案，經(jīng)過學(xué)生分組討論后交由老師修改確認。對于沒有選好題的學(xué)生不能打消學(xué)生的積極性，而且由指導(dǎo)老師為其給定一個題目，確保每位學(xué)生都可以積極參與到課程設(shè)計，課程教學(xué)中的基本技能能得到一定的訓(xùn)練與進一步鞏固一些基本專業(yè)知識。
(二)以小組或團隊形式共同完成課題
要完成《機械原理課程設(shè)計》的全部目標(biāo)與要求，總的工作量是非常大的，如果規(guī)定某位學(xué)生在一周內(nèi)獨立完成，這挑戰(zhàn)無疑是非常嚴峻的。此外，現(xiàn)代制造企業(yè)對員工的團隊協(xié)作能力日益看重，一個項目的完成住往是一個大團隊全體員工的共同努力，所以鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力也迎合了現(xiàn)在制造企業(yè)的需求。因此，在課程設(shè)計的過程管理中，不再強調(diào)獨立完成任務(wù)。我們的設(shè)計方式為:根據(jù)自愿原則將學(xué)生分為4-5人一組的設(shè)計團隊，每組確定一個設(shè)計題目。選題結(jié)束后，每一個組員都必須獨立完成幾項任務(wù)，各自完成的任務(wù)最終作為學(xué)生成績考核的主要依據(jù)。指導(dǎo)老師對其題目、方案以及任務(wù)分配的合理性進行審核。從資料收集、選題、運用創(chuàng)新方法設(shè)計以及報告提交和電子版設(shè)計、計算機繪制圖紙、PPT答辯每位學(xué)生需要各自發(fā)揮自己的長處。
(三)鼓勵學(xué)生積極創(chuàng)新
為了更好的的發(fā)揚學(xué)生的創(chuàng)新積極性，肯定其創(chuàng)新成果，對創(chuàng)新較好的課程設(shè)計進一步進行跟蹤指導(dǎo)與完善，逐步引導(dǎo)學(xué)生形成作品并可以參加比賽。對創(chuàng)新較好的方案可以申報實用或發(fā)明專利，學(xué)校或?qū)W院可以進行適當(dāng)?shù)莫剟?，如果?jīng)費充足可以將實物制作出來參賽或展覽等。學(xué)生的創(chuàng)新性想法或思維老師要大力支持，引導(dǎo)學(xué)生注意平時積累，學(xué)以致用，如此將理論與實踐相結(jié)合，學(xué)生的收獲更大。此外，通過課程設(shè)計的訓(xùn)練也將為我院參加一年一度的“機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”、“無碳小車比賽”或其它類型的比賽奠定一定的基礎(chǔ)。
三、總結(jié)
《機械原理課程設(shè)計》一改以往設(shè)計統(tǒng)一題目的模式，鼓勵學(xué)生從日常生活中廣泛搜集合適的課程設(shè)計題目，將實際生活中的問題引入到課程設(shè)計中，既迎合學(xué)生的好奇心理又有利于引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計思維解決實際問題。倡導(dǎo)學(xué)生自主選題，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題全面培養(yǎng)學(xué)生的主動實踐能力。以小組為單位的分工合作、共同完成方式培養(yǎng)了學(xué)生的“團隊合作”精神，滿足現(xiàn)在企業(yè)需求。對創(chuàng)新好的方案鼓勵學(xué)生動手加工出實物，使學(xué)生對機械制圖、機械加工、互換性公差與配合有更深入的認識，書本上的知識得以鞏固，學(xué)生收獲巨大。
參考文獻:
［1］孫桓，陳作模，葛文杰．機械原理［M］．第八版．北京:高等教育出版社，2013．
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0133-02
《機械原理課程設(shè)計》是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械原理課程所學(xué)理論知識，系統(tǒng)地完成一個大型機構(gòu)設(shè)計課題，使學(xué)生獲得工程技術(shù)訓(xùn)練的必不可少的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)[1-8]。本課程的時間一般安排在大二，它是機械類學(xué)生首次接觸的專業(yè)基礎(chǔ)知識，其重要性不言而喻。《機械原理課程設(shè)計》的教學(xué)改革，作為教學(xué)的重點和熱點，一直在各高校中進行，研究課程設(shè)計的目的、內(nèi)容、方法、題目、組織形式，探索如何培養(yǎng)學(xué)生的機械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計和解決工程實際問題能力，但是，迄今未有廣泛認同的一體模式，基本上是各高校根據(jù)自身的特點，各自拿出一套解決方案。鑒于以前課程設(shè)計方法已經(jīng)沿用多年，這與時代的發(fā)展和要求有了不小的距離，迫切需要進行適當(dāng)?shù)母母铮沟媒Y(jié)合本校實際情況，任課老師群策群力、多次討論和反復(fù)修改，得出了系統(tǒng)的改革方案，并在近三年里加以實施，獲得了良好的效果。
一、改革主要任務(wù)與方法
改革主要涉及課程設(shè)計題目和時間安排。以前，本?！稒C械原理課程設(shè)計》源于傳統(tǒng)的幾個題目，如牛頭刨床機構(gòu)設(shè)計，凸輪、齒輪機構(gòu)設(shè)計，主要以基礎(chǔ)訓(xùn)練為住，是對理論課內(nèi)容的加深鞏固，基本等同于一個大作業(yè)，雖然能起到理論教學(xué)內(nèi)容的目的，畢竟與時代的要求有一定的距離，因此必須做出改進。
機械原理課程改革主要體現(xiàn)在課程設(shè)計題目的改變。本課程設(shè)計提供了A、B、C三類題目。A為指定性設(shè)計題目，B為創(chuàng)新性題目，C為機構(gòu)仿真類題目，要求每個學(xué)生選擇其中的一個題目。下面是部分題目名稱：A.指定性設(shè)計題目，題目1：洗瓶機設(shè)計；題目2：醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計；題目3：步進輸送機設(shè)計。B.創(chuàng)新性設(shè)計題目，題目1：設(shè)計適合老、中、青不同年齡段使用并針對不同職業(yè)活動性質(zhì)（如坐辦公室人員運動少的特點）的健身機械；題目2：汽車夏天露天停車，設(shè)計一傘狀機械裝置，為汽車遮擋陽光；題目3：多功能擔(dān)架。設(shè)計一種可用于崎嶇路上手抬、平路上手推、靜止時可作休息的小床或座椅的多功能擔(dān)架。C.機構(gòu)仿真題目，題目1：鉸鏈?zhǔn)筋€式破碎機方案分析；題目2：一種夾緊機構(gòu)模擬與分析；題目3：汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)模擬。每年給出的題目可以有所變化。例如，對于B類創(chuàng)新性題目，可以結(jié)合每兩年一次的全國機械創(chuàng)新大賽給出的題目，給出類似的題目，可以從中篩選出具有潛力的學(xué)生，參加大賽。改革的另一項體現(xiàn)在課程設(shè)計時間的安排上。由于新設(shè)計題目難度較大，一周的課程設(shè)計時間，很難完成，因此做了如下安排：①第18周一課程考試完后，老師就可提前布置設(shè)計任務(wù)。學(xué)生即日起可根據(jù)本任務(wù)選擇自己的題目，查閱資料，構(gòu)思設(shè)計。②課程設(shè)計周第1天～第3天，老師到新校區(qū)授課教室答疑式輔導(dǎo)，有問題的學(xué)生可以來問。③課程設(shè)計周第4～5天，小答辯方式，老師在教室檢查設(shè)計。每個學(xué)生展示自己的設(shè)計結(jié)果，并做說明。④課程設(shè)計周第5天，學(xué)生上交課程設(shè)計結(jié)果。
二、實施效果
此次課程設(shè)計，學(xué)生總體經(jīng)歷和感受可以概括為“困惑—討論—實做—成就感”。從選擇三類題目的數(shù)量來看，指定性設(shè)計題目和創(chuàng)新性題目選擇的人較多，且數(shù)量相當(dāng)，自己選定題目后，馬上發(fā)現(xiàn)題目很難；對創(chuàng)新性題目，一時想不起具有創(chuàng)新點的設(shè)計，對指定性設(shè)計題目，發(fā)現(xiàn)自己理論基礎(chǔ)欠缺的有很多；對機構(gòu)仿真類題目，發(fā)現(xiàn)自己軟件應(yīng)用能力很差?？傊?，學(xué)生的自信受到嚴峻的考驗。課程設(shè)計周的前幾天，也是最艱難的幾天，同學(xué)們在受到暫短的挫折之后，會積極地查閱資料，與同類型題目同學(xué)相互探討，相互學(xué)習(xí)，遇到不能解決的問題，輔導(dǎo)教師給出詳細的解釋，大多數(shù)同學(xué)能在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成主體設(shè)計。從完成的情況來看，對指定性設(shè)計題目，學(xué)生能給出完整的設(shè)計方案，基礎(chǔ)知識應(yīng)用較全面；對創(chuàng)新性題目，不少同學(xué)提出了很好的選題，在與老師和同學(xué)討論后，圖文并茂地描述出自己的設(shè)想；對機構(gòu)仿真類題目，這些同學(xué)一般是對軟件有較大愛好，有一定基礎(chǔ)，也有的是在短短幾天內(nèi)突擊學(xué)習(xí)，也有不俗的表現(xiàn)，對設(shè)計、分析軟件的應(yīng)用有了良好的開端。絕大多數(shù)學(xué)生獨立地完成了設(shè)計，其中不乏具有創(chuàng)意的高水平作品，有的已經(jīng)上報申請專利，總體成績和往屆相比較好。不少同學(xué)用“非常好的訓(xùn)練”、“艱難的過程”、“成就感”等來總結(jié)自己的課程設(shè)計。
三、存在的問題
此次課程設(shè)計的改革嘗試，也暴露出不少問題：課程設(shè)計時間緊迫，不足以最好地供學(xué)生完成任務(wù)。目前課程設(shè)計時間為一周，但是，在前面的1～2天常被拖延到后面的考試科目占據(jù)，后面又面臨回家，如果沒有充分的時間保證，任何完美的改革嘗試均不能收到實效。學(xué)生機械相關(guān)基礎(chǔ)知識有缺陷，不足以完整表達自己的設(shè)計思想。《機械原理課程設(shè)計》的主要重點在方案設(shè)計，這是目前的共識，但是，即使僅僅表達設(shè)計方案，學(xué)生表現(xiàn)也力有不逮。反映在制圖能力、計算能力，甚至文字表達能力，均很欠缺。這點有待整個機械類課程體系的全面改革，才能從根本上解決。設(shè)計題目有待進一步完善。此次改革，設(shè)計題目是在短期內(nèi)集思廣益收集得到的，難度參差不齊，總體來說較有新意，但是結(jié)合以后的專業(yè)發(fā)展，應(yīng)該多納入一些實際類型的題目。
四、進一步設(shè)想
目前，機械類學(xué)生的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)大致有《機械原理課程設(shè)計》、《機械設(shè)計課程設(shè)計》、《金工實習(xí)》、《專業(yè)課程設(shè)計》和《畢業(yè)設(shè)計》等，這是數(shù)十年來一直沿用的模式，隨著現(xiàn)代制造加工的更深、更廣的要求，這種各種為戰(zhàn)的教學(xué)模式，已經(jīng)暴露出很多問題，難以分別解決，這里設(shè)想對這些課程加以整合，在不增加總體課時的基礎(chǔ)上，用一門大的課程，姑且稱為創(chuàng)新設(shè)計課程，來取而代之，時間安排在大三以后。這門課程的特點在于：教師給出一個大的題目范圍，學(xué)生自己用三維設(shè)計軟件進行產(chǎn)品設(shè)計，在計算機上制造出虛擬機械，并對此進行運動和動力學(xué)分析、有限元分析和優(yōu)化等，最大限度地減少設(shè)計失誤。學(xué)生自己動手，加工出自己設(shè)計的產(chǎn)品，進行產(chǎn)品答辯、。如此，學(xué)生對整個產(chǎn)品的開發(fā)有一個全面的認識，由于加工產(chǎn)品需要原料成本，學(xué)生將更具有對自己產(chǎn)品的責(zé)任意識，一個大的題目，是以小組的形式完成，在設(shè)計、制作過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神，對優(yōu)秀的設(shè)計作品，完成后組織上報專利申請，并推薦參加各種大學(xué)生競賽，如挑戰(zhàn)杯、機械創(chuàng)新大賽等，激勵學(xué)生創(chuàng)新。這也是對學(xué)生將來在企業(yè)工作的一次逼真的預(yù)演。
參考文獻：
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機械原理課程設(shè)計的主要目的是為學(xué)生在完成課堂教學(xué)基本內(nèi)容后提供一個較完整的從事機械設(shè)計初步實踐的機會?！稒C械原理課程設(shè)計》的編寫宗旨就是指導(dǎo)學(xué)生能在短時間內(nèi)，將所學(xué)的機械基礎(chǔ)理論運用于一個簡單的機械系統(tǒng)，通過機械傳動方案總體設(shè)計，機構(gòu)分析和綜合，進一步鞏固掌握課堂教學(xué)知識，并結(jié)合實際得到工程設(shè)計方面的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用技術(shù)資料，提高繪圖、運算的能力。同時，注重學(xué)生創(chuàng)新意識的開發(fā)。
1 目前在機械原理教學(xué)中存在的一些普遍問題
1.1教學(xué)內(nèi)容乏味
就現(xiàn)階段的機械原理教育課程來看，教學(xué)的內(nèi)容非常乏味，主要原因就是因為部分老師在教學(xué)時只針對書本上的內(nèi)容進行講解，從不去擴展，這樣就限制了學(xué)生的思維，使他們的思維發(fā)散不出來，限制了其想象力。但是機械原理是機械專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程，對于學(xué)生日后的關(guān)于機械方面學(xué)習(xí)很重要，如果只是講解書本上面的知識，涉及的內(nèi)容就十分有限，這樣學(xué)生對于這一方面的理解就會被限制在了書本上，根本拓展不開。
1.2需要做的修改
長期以來，各校在“機械原理課程設(shè)計” 中嘗試了不同的教學(xué)改革。進入21世紀后，我國高校機械原理課程設(shè)計的教學(xué)改革更是進入新一輪。各校對“機械原理課程設(shè)計”的目的、內(nèi)容、方法、題目、組織形式作了深入研究，探索機械原理課程設(shè)計中如何培養(yǎng)學(xué)生的機械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計和解決工程實際問題能力，提出適合創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的機械原理課程設(shè)計實施方案。這些教學(xué)實踐為“機械原理課程設(shè)計”課程教學(xué)改革提供了理論準(zhǔn)備。本文旨在總結(jié)各校近年“機械原理課程設(shè)計”課程教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上，探索機械原理課程設(shè)計進一步改革的方向。
1.3機械原理的重要性
在機械原理的理論教學(xué)中，盡管可以安排一些實物、模型、甚至錄相，增加學(xué)生的感性認識和實踐知識，但是光有這些是遠遠不夠的。在機械原理實踐環(huán)節(jié)教學(xué)中加強學(xué)生對機構(gòu)、零件結(jié)構(gòu)和機械設(shè)計等工程實踐知識的認識和對儀器設(shè)備的動手操作、機械結(jié)構(gòu)的裝拆等實際動手能力的培養(yǎng)，是對理論課程教學(xué)不足很好的補充和完善。其次可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和綜合設(shè)計能力。
2機械原理課程設(shè)計的教學(xué)改革與實踐
機械原理課程設(shè)計主要側(cè)重于機械運動方案設(shè)計而機械方案設(shè)計是機械設(shè)計乃至以后的制造和使用最關(guān)鍵的階段是決定機械產(chǎn)品質(zhì)量好壞、性能優(yōu)劣和經(jīng)濟效益高低的關(guān)鍵步驟其創(chuàng)新特性效果如何直接影響機械產(chǎn)品的功能質(zhì)量和使用效果。因此我院的機械原理課程設(shè)計也經(jīng)歷了“機構(gòu)的圖解法分析機構(gòu)的解析法上機分析機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計”三個發(fā)展階段。我們把培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計思維能力和創(chuàng)新設(shè)計能力同時兼顧培養(yǎng)學(xué)生基本設(shè)計能力和應(yīng)用計算機進行工程設(shè)計能力作為機械原理課程設(shè)計教學(xué)改革的宗旨。
2.1選題
傳統(tǒng)機械原理課程設(shè)計教學(xué)模式中僅僅以指導(dǎo)書為藍本教師的程序化指導(dǎo)貫穿始終。其題目一般是由教師指定幾個具有代表性的題目如半自動平壓模切機。為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動性如今的選題原則是在不脫離機械原理課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上學(xué)生根據(jù)其興趣、愛好和能力自由選擇這樣就大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。有很多學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計題目極具研究和應(yīng)用價值。創(chuàng)新需要基礎(chǔ)素材沒有豐富的基礎(chǔ)知識就不會有創(chuàng)新成果出現(xiàn)。因此我們將課程設(shè)計提前布置使學(xué)生在學(xué)習(xí)機械原理課程時能有的放矢的認真學(xué)習(xí)、研究相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。因為他們知道這些知識對他們學(xué)期末進行課程設(shè)計大有幫助這樣又反過來促進了學(xué)生學(xué)習(xí)機械原理課程的積極性和主動性。
2.2設(shè)計過程的控制與要求
在進行機械原理課程教學(xué)的同時，就讓學(xué)生對課程設(shè)計進行選題并說明整個設(shè)計過程的要求。這一階段為分散教學(xué)，要求學(xué)生選題并提出多個運動方案。在集中設(shè)計階段，第一天完成多個運動方案的評價與優(yōu)選，確定本課程設(shè)計的運動方案；第二天，確定機械的總體尺寸，給出各執(zhí)行機構(gòu)與傳動機構(gòu)的初選尺寸，繪制機械系統(tǒng)運動簡圖，編制機器運動循環(huán)圖；第三天，對所選機構(gòu)進行運動分析，繪制運動線圖；第四、五天，編寫設(shè)計說明書，進行答辯。由于嚴格要求按給定的時間進度設(shè)計，所以，絕大多數(shù)學(xué)生都能按時完成任務(wù)。在機構(gòu)的評價與優(yōu)選過程中，采用個人、教師及學(xué)生小組的多層次的機構(gòu)評價和優(yōu)選方式，既發(fā)揮了學(xué)生的主動性，又加深了學(xué)生對各種運動方案的認識，同時還加強了學(xué)生的團隊協(xié)作意識。課程設(shè)計說明書作為一種技術(shù)說明書，強化其編寫工作，可以提高學(xué)生在以后的實際技術(shù)工作中，編寫技術(shù)報告、可行性論證報告和產(chǎn)品說明書等技術(shù)文件的基本技能。所以在課程設(shè)計過程中，對如何編寫課程設(shè)計說明書，給出了詳細的寫作要求并提供了寫作樣本。我們運用公開、透明及自評、互評及教師評分相結(jié)合的評價方式，對學(xué)生的課程設(shè)計進行評分。首先，學(xué)生對自己的設(shè)計進行說明及展示設(shè)計說明書，并對自己這的課程設(shè)計進行自我評價；然后由同學(xué)對其進行質(zhì)詢與評價；最后，由老師進行講評并給出成績。這樣，使學(xué)生體驗主動參與、自由發(fā)表個人見解，并認真聽取他人意見的學(xué)術(shù)氣氛，并學(xué)會用理性與公正的態(tài)度評價自己和他人的工作。
3結(jié)束語
機械原理課程設(shè)計教學(xué)改革是進入21世紀后，面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)，我國工科課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)改革的成功嘗試。全國高校圍繞機械原理課程設(shè)計所進行的教學(xué)實踐，無論對于機械原理精品課程建設(shè)，還是深入開展包括機械學(xué)科在內(nèi)的工科課程體系教學(xué)改革，都富有借鑒意義。機械原理課程設(shè)計的各種教改嘗試，既有鮮明的主線，又各具特色。既有成功驗，也有需要探討、摸索之處。因此有必要總結(jié)、梳理，以利進一步改革。
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0057-02
為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認，培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學(xué)會針對高等教育機構(gòu)開設(shè)了工程類專業(yè)實施專門性認證，工程教育認證強調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業(yè)認證強調(diào)的三個核心理念：產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcome based education，簡稱OBE）、學(xué)生為中心、持續(xù)改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認證體制。
《機械原理》是機械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學(xué)科，而《機械原理》課程設(shè)計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是《機械原理》課程的延伸[4]?；贠BE工程教育認證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃，《機械原理》課程設(shè)計需培養(yǎng)的主要能力包括：1）掌握工程基礎(chǔ)理論知識并能將其應(yīng)用于工程問題（畢業(yè)要求1）；2）具有分析和解釋數(shù)據(jù)，得到合理、有效結(jié)論的能力（畢業(yè)要求2）；3）具有綜合運用機械設(shè)計理論和技術(shù)手段設(shè)計復(fù)雜機械系統(tǒng)、部件和過程的能力（畢業(yè)要求3）。
本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設(shè)計課程能力的上述四條要求，結(jié)合近年實踐經(jīng)驗，闡述我?！稒C械原理》課程設(shè)計改革模式，并為其《機械原理》課程設(shè)計改革提供參考。
一、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力
《機械原理》內(nèi)容包括兩部分，其一是對現(xiàn)有機構(gòu)的學(xué)習(xí)，包括構(gòu)型分析、運動學(xué)和動力學(xué)的學(xué)習(xí)；其二是針對具體任務(wù)，利用所學(xué)機構(gòu)學(xué)知識，設(shè)計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學(xué)習(xí)的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設(shè)計正是鍛煉綜合能力的實踐教學(xué)。
遺憾的是，傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計，體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計系統(tǒng)的能力，復(fù)雜機械系統(tǒng)更無從談起，因此，改革勢在必行。
基于OBE教學(xué)理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，調(diào)動學(xué)生設(shè)計的積極性而不限制其思維，并且課程設(shè)計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成設(shè)計任務(wù)，題目不宜太深太復(fù)雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設(shè)計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內(nèi)容；題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際，是學(xué)生在日常生活、生產(chǎn)實踐中所熟悉的；題目的設(shè)計結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機構(gòu)，也允許選用其他常用機構(gòu)或組合機構(gòu)；題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性，有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。
在設(shè)計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經(jīng)反復(fù)論證，確定一種最佳運動方案進行設(shè)計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學(xué)的興趣。設(shè)計方案由學(xué)生獨立提出，經(jīng)獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力，使學(xué)生受到一次真實的設(shè)計訓(xùn)練，進而提升其機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力。
此外，改革后的課程設(shè)計，學(xué)生們可以自由組合，每個小組自由選擇設(shè)計題目，小組成員分工協(xié)作，共同完成設(shè)計任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計到最后提交設(shè)計成果，共同討論、研究，各自發(fā)揮自己的長處，不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個人能力和人際團隊能力培養(yǎng)的要求。
二、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力
傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計中，方案確定之后，其相關(guān)運動參數(shù)也隨之給定，每個學(xué)生需要做的就是繪制機構(gòu)運動簡圖，利用圖解法和解析法對所選機構(gòu)的位移、速度、加速度及力進行分析，并繪制機構(gòu)運動線圖和作誤差分析，最后編寫課程設(shè)計說明書。從本質(zhì)上來說，這樣的設(shè)計僅能算一次作業(yè)，效果并不理想。盡管學(xué)生都能按部就班地完成設(shè)計任務(wù)，但卻調(diào)動不了學(xué)生的設(shè)計興趣，對工程基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用缺乏深刻理解，談不上對學(xué)生的畢業(yè)能力的培養(yǎng)。
基于OBE教學(xué)理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學(xué)生可以充分地利用所學(xué)的理論知識去解決實際的問題。考慮到《機械原理》課程設(shè)計時間較短，教師在《機械原理》課程教學(xué)中，需提前做出安排，如現(xiàn)代工具的使用、軟件的學(xué)習(xí)、各種方法的比較、綜合性作業(yè)安排等。
任務(wù)的不確定性導(dǎo)致解決方法的多樣性。學(xué)生需要根據(jù)所選擇任務(wù)，基于所學(xué)的機構(gòu)學(xué)知識，甚至查閱相關(guān)文獻去設(shè)計解決方案，當(dāng)多個設(shè)計方案確定后，需要比較各方案的優(yōu)缺點，必然會深入了解每個所設(shè)計的傳動方案，最終方案確定后，需對其進行結(jié)構(gòu)、運動學(xué)和動力學(xué)分析，因有了方案設(shè)計的深刻理解，設(shè)計的目的已非常清楚，在相應(yīng)分析時，對方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對所學(xué)理論知識的認識，明確了理論知識的實際應(yīng)用，從而不至感覺學(xué)無所用。
三、分析和解釋數(shù)據(jù)能力
在我國的工程教育認證中，第二條畢業(yè)要求學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論[5]。傳統(tǒng)課程設(shè)計整個傳動方案為教師所指定，分析方法固定，無需學(xué)生深入了解，只需按部就班完成畫圖和分析即可，可見，傳統(tǒng)課程設(shè)計在第二條畢業(yè)能力要求上基本沒起到培養(yǎng)作用。
改革后的課程設(shè)計，從設(shè)計任務(wù)到設(shè)計方案的確定，均需要學(xué)生根據(jù)具體情況進行分析，然后根據(jù)所學(xué)知識，自己設(shè)計傳動方案，并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細設(shè)計傳動系統(tǒng)時，需要根據(jù)實際任務(wù)確定各參數(shù)，最后對機構(gòu)進行分析，并對數(shù)據(jù)進行誤差分析。為了更真實地讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)的意義和正確性，要求學(xué)生對所設(shè)計的傳動方案進行全部或者部分的搭接實驗，通過搭接實物并測量參數(shù)，再與理論分析數(shù)據(jù)進行對比，找出誤差存在原因，從而得出相應(yīng)結(jié)論。
四、考核方式的改進
評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié)，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續(xù)改進有非常重要的作用，與課程設(shè)計所培養(yǎng)能力相對應(yīng)，《機械原理》課程設(shè)計成績分為四部分：選題成績、平時成績、設(shè)計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據(jù)如下。
選題成績占總成績的30%。主要考查設(shè)計機械傳動系統(tǒng)方案能力。每個團隊均需通過PPT形式，結(jié)合參考文獻查閱或調(diào)研情況，對自己團隊的設(shè)計任務(wù)進行說明，根據(jù)所定任務(wù)設(shè)計兩到三種機械傳動方案，每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機構(gòu)，并且必須包含四桿以上連桿機構(gòu)。根據(jù)傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創(chuàng)新點、是否實用進行綜合考核。
平時成績占總成績的10%，主要依據(jù)設(shè)計階段的出勤情況和態(tài)度評定，這是設(shè)計正常進行的基本保證，也是初步對畢業(yè)要求9中個人與團隊能力的培養(yǎng)。
設(shè)計成績占總成績的40%，主要評估工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力與分析和解釋數(shù)據(jù)能力，根據(jù)所選擇分析方法、數(shù)據(jù)分析的正確性、模型建立、運動仿真、簡圖繪制等進行評價。
答辯成績占總成績的20%，各組將集中設(shè)計階段的工作及成果以PPT形式作匯報，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評分，搭接視頻等，并回答提問，據(jù)此評判答辯成績。
通過此類考核方式，對畢業(yè)生的能力9（個人與團隊）和10（溝通，包括撰寫報告和陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令）也起到初步培養(yǎng)的效果。
此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學(xué)投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學(xué)目標(biāo)分解和教學(xué)方法選擇，要求其自身具有扎實的專業(yè)理論知識、較廣博的基礎(chǔ)知識面、較強的動手能力及計算機應(yīng)用能力。對設(shè)計中可能出現(xiàn)的各種方案及其特點要有充分認識，能夠正確引導(dǎo)學(xué)生，使他們經(jīng)過認真思考和分析比較后，可以選擇一個適當(dāng)?shù)姆桨浮＿@樣才能適應(yīng)當(dāng)前實踐教學(xué)改革和發(fā)展的需要，從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
五、結(jié)束語
經(jīng)過近兩年的實踐，發(fā)現(xiàn)根據(jù)OBE教學(xué)理念改革后的《機械原理》課程設(shè)計，為學(xué)生機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺，并確實取得了較好的效果。然而，OBE工程教學(xué)模式是一個系統(tǒng)的工程，無論是在設(shè)計內(nèi)容，還是在設(shè)計方法和評估方式上，還有很多需要完善之處，需要進一步的改革和探索，持續(xù)改進，以更好地培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的畢業(yè)能力，實現(xiàn)培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師的目標(biāo)。
參考文獻：
[1]中國工程教育專業(yè)認證委員會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學(xué)出版社，2015.
[2]余天佐，劉少雪.從外部評估轉(zhuǎn)向自我改進―美國工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)EC2000的變革及啟示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.
中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0217-02
一、引言
機械原理是機械類各專業(yè)必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，占有十分重要的地位。其課程設(shè)計是教學(xué)過程中的一個重要實踐環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計實踐，使學(xué)生更好地理解和掌握課程的基本理論和方法，進一步提高學(xué)生查閱技術(shù)資料、繪制工程圖和應(yīng)用計算機等能力，特別是加強培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和分析問題、解決工程實際問題的能力。就我校而言，機械原理課程設(shè)計是我校機械類學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段的第一門工程設(shè)計類課程設(shè)計，在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力方面具有特殊的地位和作用。[1]
二、現(xiàn)狀分析
（一）機械原理課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.我校機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容是對牛頭刨床、插床等傳統(tǒng)加工設(shè)備的傳動機構(gòu)進行運動分析和動態(tài)靜力分析，并在此基礎(chǔ)上計算其機械動力學(xué)問題。課程設(shè)計模式缺乏整體性思維，設(shè)計題目陳舊且與工程實際結(jié)合不緊密，缺少機械系統(tǒng)的方案設(shè)計和機構(gòu)的選型設(shè)計等。
2.題目相同，設(shè)計的機構(gòu)一致，只是原動件的位置不一樣。故對學(xué)生而言，缺乏創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。
3.課程設(shè)計的設(shè)計方案與內(nèi)容相同，學(xué)生缺乏查找資料、方案陳述與討論、團隊協(xié)作與溝通交流等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，與當(dāng)前企業(yè)的需求脫節(jié)。
（二）學(xué)生課外科技活動開展情況分析
目前，我校十分重視學(xué)生科技活動的開展，學(xué)生科技活動的種類繁多，面向機械類專業(yè)學(xué)生的科技活動有機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽、機械制造綜合實踐創(chuàng)新能力-數(shù)控加工大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽、機器人應(yīng)用技術(shù)大賽、汽車節(jié)能競技大賽、大學(xué)生方程式汽大賽等等，對提高機械類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力起著重要的作用。然而在實踐過程中遇到一些問題，如積極參加各種課外科技活動的學(xué)生人數(shù)有限、部分學(xué)生不知道如何開展課外科技活動、缺乏主動性等等，這些問題都是亟待解決的。
課外科技活動參與的學(xué)生人數(shù)有限，單純地為了競賽而組織的實踐活動，由于受時間和名額等因素限制，難以在學(xué)生中廣泛地組織開展，從而使受益學(xué)生的數(shù)量受到了限制。
三、教學(xué)研究思路
參與各種課外科技活動的學(xué)生有興趣和熱情，但人數(shù)有限；參與課程設(shè)計的學(xué)生人數(shù)多，但積極性不高，過程不認真，往往抄一份報告敷衍了事。因此，如何利用學(xué)校目前課外科技活動開展良好的氛圍，將科技活動融入課程設(shè)計教學(xué)中，使科技活動與課程設(shè)計相結(jié)合，是主要的研究內(nèi)容。
四、教學(xué)研究內(nèi)容
結(jié)合學(xué)校的實際情況，以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，課題從以下三個方面進行了研究。
（一）課程設(shè)計題目研究
為達到課程設(shè)計的目的，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，課程設(shè)計的題目可借鑒課外科技活動的主題，或參考具有生產(chǎn)實踐背景的工程實際項目，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合機械原理課程課題講授內(nèi)容設(shè)計課程設(shè)計的題目，使課程設(shè)計的內(nèi)容更貼近生活，從而提高學(xué)生對課程設(shè)計的興趣。
譬如，借鑒第六屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題“教室用設(shè)備和教具的設(shè)計與制作”，提煉出“多功能黑板的設(shè)計”、“便攜式可調(diào)折疊桌椅的設(shè)計”、“自動黑板擦的設(shè)計”等設(shè)計題目；借鑒第七屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題“錢幣的分類、清點、整理機械裝置；不同材質(zhì)、形狀和尺寸商品的包裝機械裝置；商品載運及助力機械裝置”，提煉出“硬幣分揀器的設(shè)計”、“硬幣包裝機的設(shè)計”、“紙幣分類與計數(shù)裝置的設(shè)計”等設(shè)計題目。
（二）課程設(shè)計內(nèi)容研究
課程設(shè)計內(nèi)容著重于機械方案的設(shè)計與選擇、機構(gòu)運動的分析與設(shè)計、機械動力學(xué)的分析與設(shè)計等三個方面，注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用ADAMS等軟件進行機構(gòu)設(shè)計與分析，完成機器總體方案設(shè)計。由于將科技活動融入課程設(shè)計教學(xué)，設(shè)計題目多樣化、生活化，[2]體現(xiàn)以學(xué)生為主的理念，擴大學(xué)生的視野，使設(shè)計內(nèi)容改為與科技活動相關(guān)的產(chǎn)品綜合設(shè)計，保證設(shè)計的完整性、系統(tǒng)性和綜合性。
此外，課程設(shè)計增加查找文獻資料、設(shè)計方案陳述與討論等環(huán)節(jié)，旨在鍛煉學(xué)生資料文獻綜述能力，提高學(xué)生表達能力，加強團隊協(xié)作交流，使學(xué)生熟悉產(chǎn)品設(shè)計流程和報告書寫格式。以往筆者在指導(dǎo)學(xué)生科技活動過程中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生開展科技活動的第一項任務(wù)往往是調(diào)研，即通過查找相關(guān)文獻資料，分析現(xiàn)有產(chǎn)品的現(xiàn)狀與技術(shù)特點，歸納出開展科技活動的技術(shù)線路、研究方法等等，這時學(xué)生往往不知所措，究其原因是目前教學(xué)模式往往忽略這一項內(nèi)容。
為了保證課程設(shè)計的質(zhì)量，筆者對課程設(shè)計過程進行了監(jiān)控，在相應(yīng)時間節(jié)點安排了必要的教學(xué)活動以及詳細的設(shè)計任務(wù)，如表1所示。
（三）課程設(shè)計方法研究
近幾年指導(dǎo)學(xué)生科技活動過程中發(fā)現(xiàn)，幾乎每項科技活動都需要應(yīng)用到計算機輔助設(shè)計技術(shù)。以往課程設(shè)計結(jié)果往往停留在幾份圖紙和書面報告，學(xué)生對自己設(shè)計的機構(gòu)或機器是否可行不得而知，所以積極性不是很高。隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，運用計算機進行機構(gòu)運動仿真已輕而易舉，學(xué)生學(xué)習(xí)計算機軟件的積極性普遍很高，且企業(yè)對應(yīng)聘者也有這方面的要求。因此，可在機械原理課程設(shè)計中引入計算機輔助設(shè)計方法。如引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用ADAMS軟件對機構(gòu)設(shè)計方案進行設(shè)計和運動學(xué)仿真，[3，4]使學(xué)生的創(chuàng)新積極性得到提高。
五、結(jié)論
將機械原理課程設(shè)計與學(xué)生科技活動相結(jié)合，既豐富課程設(shè)計的內(nèi)容，增加課程設(shè)計的實用性和針對性，還可以激發(fā)學(xué)生參與課程設(shè)計的興趣，吸引更多的學(xué)生積極投身于科技活動，切實提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力、工程實踐能力和溝通交際能力、以及團隊協(xié)作意識等。
經(jīng)過教學(xué)研究與實踐，機械原理課程設(shè)計教學(xué)效果得到改善，使學(xué)生能學(xué)以致用。近三年，學(xué)院學(xué)生積極參加各種課外科技活動，取得了優(yōu)異成績。
參考文獻：
[1]黃小龍，劉相權(quán).機械原理課程設(shè)計改革的研究與實踐[J].中國科技信息，2011，（24）：182.
關(guān)鍵詞：機械原理；教學(xué)；創(chuàng)新
機械原理課程作為機械類專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它具有較強的工程性、實踐應(yīng)用性、創(chuàng)新性，在整個教學(xué)體系中起著承上啟下的作用。該課程主要講述機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析、力分析和常用機構(gòu)的運動原理和應(yīng)用。學(xué)過這門課以后，學(xué)生能對現(xiàn)有機械的組成和運動情況進行分析，具有運用所學(xué)知識，組合新的機構(gòu)及創(chuàng)造出新產(chǎn)品的能力。在培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計能力和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中占有十分重要的地位。
一、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械原理課程教學(xué)體系的建立
目前，國內(nèi)外高校都十分注重培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新和實踐能力，德州學(xué)院結(jié)合機械原理的精品課程建設(shè)，以培養(yǎng)和發(fā)展機械類本科生的綜合素質(zhì)和實踐動手能力為目標(biāo)，以創(chuàng)新教育為重點，以“激發(fā)創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，引導(dǎo)自主實踐，重在創(chuàng)新過程”為原則，對機械原理課程進行了全面的建設(shè)。機械原理課程建設(shè)總體框架如圖1所示。
二、通過理論教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維
1.改革理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和思維
隨著企業(yè)對機械工程技術(shù)人員的設(shè)計、創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)能力越來越重視，機械原理教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該隨之進行改革。以機構(gòu)設(shè)計為核心構(gòu)建課程體系和組織教學(xué)內(nèi)容，加強對連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點的介紹，全面、系統(tǒng)地講授各機構(gòu)的運動、動力性能。對與理論力學(xué)重復(fù)的部分如平面機構(gòu)運動分析、力分析、剛性轉(zhuǎn)子平衡可適當(dāng)減少課時，簡單介紹。
在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)增加一些日常生活中的實例和工程機械的結(jié)構(gòu)實例。講授機構(gòu)時先以生活中的應(yīng)用實例導(dǎo)入，再以各種機加工機床的結(jié)構(gòu)作為實際工程機械實例深入學(xué)習(xí)。如講解連桿機構(gòu)時，先以常見的推拉門窗、太陽傘等生活實例應(yīng)用引入，然后進一步介紹在牛頭刨床的傳動機構(gòu)。而這些機床的結(jié)構(gòu)中如牛頭刨床中包含了機械中的連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等，使學(xué)生能夠?qū)⒏行哉J識和理論知識結(jié)合起來，提高學(xué)生對機構(gòu)有了直觀的認識。
同時在講授各個機構(gòu)時應(yīng)將其彼此聯(lián)系起來，如介紹凸輪機構(gòu)的工作原理時，可以提問學(xué)生前面所學(xué)機構(gòu)中哪些機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)主動件勻速轉(zhuǎn)動從動件移動，學(xué)生就會能夠?qū)⑦B桿機構(gòu)中的曲柄滑塊機構(gòu)聯(lián)想起來，然后可以進一步聯(lián)想起凸輪機構(gòu)高副低代后就是連桿機構(gòu)。接著讓學(xué)生將自己所知道的凸輪機構(gòu)和兩機構(gòu)聯(lián)合使用的應(yīng)用實例舉出一二。這樣將前后所學(xué)內(nèi)容連貫在一起，融合貫通起來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。
2.改革理論教學(xué)方法和手段，強化學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維
充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，增加課堂授課的信息量；在對教學(xué)內(nèi)容進行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合機械原理的教學(xué)內(nèi)容建立以圖片、動畫、錄像資料為主的素材庫。對各個機構(gòu)的運動、分析及應(yīng)用采用三維動畫演示，運用其形象、直觀、生動的特點，創(chuàng)造生動逼真的教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和素質(zhì)。而學(xué)生在學(xué)習(xí)機械原理以前已經(jīng)進行三維實體軟件的學(xué)習(xí)，大部分三維動畫是由學(xué)生獨立完成的。這樣將三維實體軟件的應(yīng)用與專業(yè)理論學(xué)習(xí)結(jié)合起來，不但使吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更培養(yǎng)了學(xué)生利用先進軟件工具解決具體工程問題的能力。學(xué)生拓寬了思路，進一步提高了創(chuàng)新意識。
同時，在德州學(xué)院的教學(xué)網(wǎng)中建設(shè)了機械原理課程教學(xué)網(wǎng)站，并被學(xué)院評為優(yōu)秀網(wǎng)站。網(wǎng)站內(nèi)容包含教學(xué)課件、習(xí)題解答、在線復(fù)習(xí)、實驗指導(dǎo)、學(xué)生創(chuàng)新實例、師生互動平臺等內(nèi)容。教師可以通過課程網(wǎng)站對學(xué)生進行答疑，增強了教師與學(xué)生學(xué)習(xí)的互動性。同時教學(xué)網(wǎng)站給學(xué)生提供一個自學(xué)的平臺，學(xué)生可根據(jù)個人興趣進行自主性學(xué)習(xí)，從而有效地化解理論課時少的矛盾。
三、通過實踐教學(xué)模塊提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力
1.設(shè)計合理的課后大作業(yè)，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新思維
在教學(xué)過程中，除了精選的理論基礎(chǔ)作業(yè)外，可以適當(dāng)有針對性地布置課后大作業(yè)，規(guī)定一段時間內(nèi)完成，利用課余時間分組進行評價。這些作業(yè)可以來源于實際生活，也可以來源于工程實際應(yīng)用。通過完成作業(yè)達到學(xué)生對《機械原理》知識的綜合應(yīng)用和提高。特別是學(xué)習(xí)到幾種常用機構(gòu)時，比如講到連桿機構(gòu)時，可以布置自動翻書架的設(shè)計、爬樓機器人機構(gòu)設(shè)計等題目讓學(xué)生任選其一進行設(shè)計，也可以讓學(xué)生自己設(shè)計題目進行設(shè)計。既提高了學(xué)生設(shè)計自主性和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使不同程度的學(xué)生都能有所收獲。
2.積極進行實驗教學(xué)改革，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
2010年的人才培養(yǎng)改革中，提高了機械原理實驗課時量，增加到了12學(xué)時。近幾年，學(xué)院加大了對機械專業(yè)實驗室的投入，增加了創(chuàng)新實驗設(shè)備的購進。目前可做機械原理課程實驗的有機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗室和機械創(chuàng)新實驗室。目前機械課程實驗教學(xué)中已由原來的以演示性、驗證性實驗為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃C合性和設(shè)計性實驗為主。現(xiàn)在的實驗教學(xué)中除保留了機械原理的認知實驗、機構(gòu)運動簡圖的繪制、齒輪齒廓范成原理實驗等基本實驗外，增加了平面機構(gòu)創(chuàng)意組合實驗、機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計實驗、輪系創(chuàng)意組合實驗、慧魚創(chuàng)意組合實驗等實驗。規(guī)定了必修實驗的個數(shù)為5個，除此之外為選修實驗項目和學(xué)生自行設(shè)計實驗。為了提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，我們將機械創(chuàng)新實驗室對外開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的實驗設(shè)想和具體方案，用現(xiàn)有的儀器設(shè)備，利用業(yè)余時間去實驗室將自己的實驗設(shè)計構(gòu)思進行驗證。整個過程都是由學(xué)生親力親為，不但提高了學(xué)生對各種儀器的綜合操作技能，同時也加強了他們獨立思考、分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神。
3.積極進行課程設(shè)計改革，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新
為了體現(xiàn)專業(yè)特色，同時又兼顧課程教學(xué)理論知識，我們對機械原理課程設(shè)計的題目、內(nèi)容和考核方法進行了改革。課程設(shè)計題目避免重復(fù)，設(shè)計內(nèi)容不光要有圖紙和設(shè)計說明書，還鼓勵學(xué)生要采用計算機軟件對自己所設(shè)計的方案進行三維虛擬造型，進行運動學(xué)仿真及可行性驗證。學(xué)生們對三維虛擬造型都很感興趣，學(xué)習(xí)Pro/E等三維設(shè)計軟件的積極性也較高。通過這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，不僅提高了學(xué)生對三維設(shè)計軟件的熟悉程度，而且還調(diào)動了他們的創(chuàng)新積極性，擴大了他們的思考空間，激勵他們改進設(shè)計，大膽創(chuàng)新。課程設(shè)計的考核還鼓勵學(xué)生做出所設(shè)計機構(gòu)的實物，若方案可行并有實物模型做出的則課程設(shè)計成績評定為優(yōu)秀，鼓勵學(xué)生動手實踐，提高自身的實踐能力。
4.科技創(chuàng)新模塊以科技設(shè)計競賽為載體，促進學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)提高
德州學(xué)院大力支持廣大學(xué)生參與各類科技文化競賽活動，制訂了《德州學(xué)院大學(xué)生科技文化競賽管理辦法》、《德州學(xué)院創(chuàng)新學(xué)分和技能學(xué)分認定辦法》等，對學(xué)生在第一課堂外實施的一系列創(chuàng)新和技能活動中取得的創(chuàng)新或技能成果給予一定的學(xué)分和物質(zhì)獎勵，大大提高了學(xué)習(xí)的創(chuàng)新意識。而競賽都要求在符合大賽主體與內(nèi)容的前提下，學(xué)生自行選擇設(shè)計題目。設(shè)計大賽一般要求提交模型或樣機，因此參賽學(xué)生不僅要構(gòu)思，還要設(shè)計、制作和調(diào)試。將創(chuàng)新構(gòu)思和實踐能力緊密結(jié)合起來。所以在競賽的具體實施過程中，從查資料、繪制圖紙、撰寫說明書到自己親手制作，以及作品的調(diào)試以及最后的競賽答辯，學(xué)生們經(jīng)歷了各個環(huán)節(jié)，對創(chuàng)新所需的實踐能力進行了全方位的訓(xùn)練。
四、結(jié)論
經(jīng)過幾年的機械原理課程的建設(shè)，取得了較好的效果。機械原理課程被評為德州學(xué)院優(yōu)秀課程。通過機械原理課程的學(xué)習(xí)，一方面，培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考問題、分析問題的主動性；另一方面，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了他們的工程意識和創(chuàng)新設(shè)計能力。
參考文獻：
［1］ 管鋒.機械原理課程實踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)改革與實踐［J］.
二、機械類本科生《微型計算機原理及應(yīng)用》課程現(xiàn)狀
本課程包括微型計算機硬件知識、匯編語言及編程知識、接口芯片與接口芯片的應(yīng)用等。結(jié)合機械制造及自動化專業(yè)特點，及目前業(yè)界機電相結(jié)合的發(fā)展趨勢，我們應(yīng)該培養(yǎng)機電復(fù)合型人才。針對人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程體系和教學(xué)內(nèi)容緊緊圍繞厚基礎(chǔ)，重能力的培養(yǎng)目標(biāo)，強調(diào)理論與實踐并重，注重培養(yǎng)學(xué)生知識應(yīng)用能力和適應(yīng)課程特點的學(xué)習(xí)方法。通過課程學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生掌握微機的基本組成結(jié)構(gòu)和工作原理，更重要的是通過實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，加深對理論知識理解，著重掌握計算機接口軟硬件設(shè)計能力，為相關(guān)專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。目前圍繞該課程的教學(xué)工作設(shè)置56學(xué)時課堂授課、10學(xué)時實驗，以及為期兩周的課程設(shè)計。課堂授課側(cè)重微型計算機基本結(jié)構(gòu)、工作原理、匯編語言編程以及接口芯片基礎(chǔ)知識，實驗教學(xué)和課程設(shè)計進一步加強接口芯片方面的知識，讓學(xué)生在具有一定微型計算機硬件基礎(chǔ)知識和初步掌握匯編語言編程基礎(chǔ)上加深對微型計算機的認識和接口芯片的應(yīng)用。
通過多年的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)機械類本科生由于前期電類課程開設(shè)有限，且首次接觸微型計算機硬件層面知識，在學(xué)習(xí)過程存在以下現(xiàn)象：（1）對微處理器的工作過程理解有難度；（2）對微型計算機的主要組成部件存儲器的工作特性理解不透徹，尤其是不容易理解存儲器地址的概念；（3）普遍對匯編語言理解、掌握較好；（4）對接口芯片使用，特別是微處理器對接口芯片的控制、訪問以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸控制有一定難度。
三、機械類本科生《微型計算機原理及應(yīng)用》課程教學(xué)改革探討
經(jīng)過多年的教學(xué)實踐摸索，以及長期和同學(xué)們討論交流，結(jié)合課程教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計中存在的現(xiàn)象，茲提出以下改善措施和建議。
1.課堂教學(xué)的改革。目前以多媒體課堂教學(xué)為主。雖然能夠重點突出并且增加課堂信息量，但是，由于學(xué)生初步接觸計算機硬件知識，對一些概念理解不夠深入，PPT幻燈片翻頁之后學(xué)生不能及時做好筆記、跟進講課進度。因此，我們在準(zhǔn)備課件時將一些重點難點知識通過動畫的方式展示給學(xué)生。通過詳細動畫演示，學(xué)生們對微處理器內(nèi)部邏輯功能有了形象的認識，加深理解。結(jié)合課堂講解，如果輔以教學(xué)網(wǎng)站以及相應(yīng)的師生交流互動平臺，能夠給學(xué)生提供信息量更大的輔導(dǎo)資料；并能及時解答學(xué)生的問題。該教學(xué)網(wǎng)站可以提供如下信息：在線學(xué)習(xí)、在線答疑、問題征解、動畫演示、在線自測、網(wǎng)絡(luò)考場等功能，進一步改進完善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)方法。
2.實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的改進。該課程實驗最初包括基本實驗、設(shè)計實驗；實驗?zāi)Ｊ椒矫妫饕则炞C型實驗為主，這不能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生動手能力和解決問題能力。通過多年實驗教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生滿足于簡單完成實驗要求內(nèi)容，對接口芯片應(yīng)用部分內(nèi)容沒有深入探討和理解。結(jié)合機械類本科生知識結(jié)構(gòu)特點，我們提出實驗環(huán)節(jié)內(nèi)容可以分三個層次，即基本實驗、設(shè)計實驗和綜合實驗，既考慮學(xué)生對基本知識的掌握，又兼顧了學(xué)生自身能力的培養(yǎng)。使實驗由驗證型變?yōu)樵O(shè)計型，使學(xué)生的動手能力得到了很大的提高。此外，我們還提供實驗室開放，使學(xué)生有更多的機會鍛煉動手能力和計算機應(yīng)用能力。雖然目前實驗課時為12課時，但是為了達到上述實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，實際執(zhí)行實驗教學(xué)課時遠遠超出計劃課時。
3.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改進。本課程實踐教學(xué)主要包括課程設(shè)計和大學(xué)生創(chuàng)新活動。該課程設(shè)計初期以軟件設(shè)計為主，主要是編寫匯編語言程序，學(xué)生在這一過程中，沒能充分地體會到《微型計算機原理及應(yīng)用》課程的特點，有的同學(xué)甚至提出可以采用C語言或C++等高級語言更容易實現(xiàn)其軟件設(shè)計題目。特別是，沒有結(jié)合我機械制造及自動化專業(yè)的特點，應(yīng)該以硬件（接口芯片）應(yīng)用為主。經(jīng)過幾年的積累，我們準(zhǔn)備了部分涉及硬件知識的課程設(shè)計題目，學(xué)生在從事硬件課程設(shè)計過程能有更強的主動性和興趣，最終也能有更多的收獲。通過接口芯片課程設(shè)計題目，學(xué)生們甚至可以自學(xué)探索接口芯片的使用，極大地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。比如，我們提供了模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）的課程設(shè)計題目，該題目中涉及ADC0809芯片的應(yīng)用以及數(shù)據(jù)的顯示，數(shù)據(jù)顯示通過可編程芯片8255來實現(xiàn)。同學(xué)們通過該課程設(shè)計題目自學(xué)了模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換與ADC0809芯片的基礎(chǔ)應(yīng)用。進一步，我們又安排了多路模擬量的采集與顯示題目，同學(xué)們通過這一題目深刻理解了微機接口資源的分時復(fù)用。不過，限于目前實驗室的條件，我們能提供給學(xué)生的硬件課程設(shè)計機會是在現(xiàn)有的實驗平臺上從事該課程設(shè)計，學(xué)生在此過程中的自我發(fā)揮也受到限制。下一步，我們考慮提供幾個統(tǒng)一的綜合性設(shè)計題目，讓學(xué)生自己動手通過面包版或簡單的PCB板連接自己設(shè)計的電路，進一步對控制電路方面知識達到訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生硬件開發(fā)能力及綜合應(yīng)用能力，對微機控制有一定的接觸和理解。
我院本科生積極參與大學(xué)生創(chuàng)新活動，結(jié)合這一契機我們積極輔導(dǎo)學(xué)生提供充分的實訓(xùn)機會。首先讓學(xué)生們通過熟悉的實驗平臺實現(xiàn)擴展應(yīng)用，然后移植到單片機控制板上。學(xué)生通過這一訓(xùn)練，對微機的應(yīng)用有了具體深入的認識，也激發(fā)了學(xué)生探索微機控制電路設(shè)計與編程的興趣。以《微型計算機原理及應(yīng)用》課程為基礎(chǔ)，可以進一步開設(shè)單片機系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、DSP系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計課程，這些后續(xù)知識更為接近實際應(yīng)用，相信會得到學(xué)生的青睞。
四、機械類本科生《微型計算機原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)實踐分析
通過多年的教學(xué)實踐與逐步改善，我們逐漸摸索出一套適合機械類本科生《微型計算機原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)方法，整體效果逐步改善。從課程理解、實驗效果、課程考試以及課程設(shè)計方面都有了極大提高。課程考試和課程設(shè)計方面的提高尤為明顯。圖1所示為2009級近341人的考試成績分布，其基本呈正態(tài)分布，不過考試中仍然反映出個別問題較為明顯，比如學(xué)生對硬件部分理解不夠好，導(dǎo)致高分段比例較小。
[中圖分類號] G642 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）10-0077-03
近年來，隨著我國高等教育由精英教育向大眾化教育的發(fā)展，人才培養(yǎng)質(zhì)量與經(jīng)濟社會發(fā)展不相適應(yīng)的矛盾引起全社會的高度關(guān)注。以提高教學(xué)質(zhì)量為核心的教學(xué)改革工程正全面展開，高等教育已逐步從數(shù)量滿足型向質(zhì)量提高型轉(zhuǎn)變，專業(yè)人才培養(yǎng)也由原來的“趨同”向“特色”轉(zhuǎn)變。高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)是優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，辦出專業(yè)水平和特色的重要措施。[1]國內(nèi)許多高校都在把特色專業(yè)建設(shè)作為求生存、求發(fā)展、提升競爭力的一項重要教學(xué)改革內(nèi)容。[2]作為機械類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，機械原理課程對本專業(yè)人才的培養(yǎng)具有重要的意義，國內(nèi)部分高校已逐步開展機械原理雙語教學(xué)，并就教材建設(shè)、教學(xué)方法等做了有益的探討。[3-6]由于我國相當(dāng)一部分高等院校的機械類專業(yè)具有特定的行業(yè)背景，所建設(shè)的機械類特色專業(yè)也具有鮮明的行業(yè)特色，在此背景下開設(shè)的機械原理雙語課程如何適應(yīng)特色專業(yè)建設(shè)的要求是值得探討的課題。
長江大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)2010年獲批教育部高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點，并于2012年入選卓越工程師教育培養(yǎng)計劃。該專業(yè)的前身是江漢石油學(xué)院石油礦場機械專業(yè)，具有濃厚的石油行業(yè)背景。近年來，石油工業(yè)國際化合作越來越深入，為了促進學(xué)科發(fā)展， 辦出專業(yè)特色，本專業(yè)就機械原理雙語課程的教學(xué)進行了積極有效的改革。
一、教材及教學(xué)內(nèi)容選取
從學(xué)習(xí)英文專業(yè)術(shù)語和表達方法的角度出發(fā)，機械原理雙語課程最好選用國外原版教材，目前較好的原版教材有《Design of Machinery》（Fifth Edition）、《Mechanism and Machine Theory》、《Mechanical Engineering Design》等。但上述教材的覆蓋面太寬，知識體系龐雜，不但囊括了國內(nèi)機械原理教材的所有知識點，而且包含人機工程學(xué)、引擎動力學(xué)等內(nèi)容，大大超過了國內(nèi)普通高校對機械原理的教學(xué)要求，不符合國內(nèi)機械原理的教學(xué)實際。因此在本專業(yè)開設(shè)機械原理雙語課程時，根據(jù)專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，選用了福州大學(xué)葉仲和等編寫的《Mechanism and Machine Theory》作為教材，該教材主要教學(xué)內(nèi)容與國內(nèi)普遍使用的《機械原理》（西北工業(yè)大學(xué)）相近，部分章節(jié)順序作了適當(dāng)調(diào)整。該教材難易適中，學(xué)生在預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)時困難不大，同時其結(jié)構(gòu)體系與西工大的機械原理接近，便于教師從漢語教學(xué)向雙語教學(xué)過渡。
在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)該教材在機構(gòu)的組成原理、運動分析及機構(gòu)綜合方面的內(nèi)容基本滿足教學(xué)需要，但對機器動力學(xué)及機構(gòu)現(xiàn)代分析和綜合方法講解不夠深入，難以有效指導(dǎo)學(xué)生利用計算機技術(shù)解決工程問題；同時由于該教材面向通用機械專業(yè)，書中實例偏少且缺乏針對性，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和將來面向石油行業(yè)就業(yè)的作用不大。為解決上述矛盾，我們在教學(xué)內(nèi)容上做了適當(dāng)調(diào)整，增加了國外原版教材《Design of Machinery》中第11章“Dynamic Force Analysis”的部分內(nèi)容，并將該書中“Oil field pump”等與石油機械相關(guān)的實例引入課堂教學(xué)。此外我們還將教學(xué)與科研實際相結(jié)合，如以新研制的鉆機用多級行星變速器為例說明行星傳動的組成及設(shè)計要點，既做到理論聯(lián)系實際，又豐富了教學(xué)內(nèi)容，還突出了本課程的石油機械特色。
二、教學(xué)方法改革
教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo)，完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中運用的方式與手段的總稱。我校機械原理雙語課程的教學(xué)目的是，使學(xué)生掌握機構(gòu)學(xué)和機器動力學(xué)的基本理論，學(xué)會常用機構(gòu)的分析和綜合方法，具有進行機構(gòu)系統(tǒng)運動方案設(shè)計的初步能力，同時通過讀、聽、寫、說等方式，培養(yǎng)利用英語學(xué)習(xí)新知識和進行學(xué)術(shù)交流的基本能力。
為達到上述教學(xué)目的，在教學(xué)方法上應(yīng)做到以下幾點：首先，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性。在教學(xué)中將以“教”為主轉(zhuǎn)變成“教”與“學(xué)”并重，在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時又充分體現(xiàn)學(xué)生的認知主體作用。在課堂上，我們注重給學(xué)生安排適當(dāng)時間，讓學(xué)生提問題、進行小組討論、完成課堂作業(yè)等，使每個學(xué)生都參與到聽說讀寫環(huán)節(jié)，鞏固課堂教學(xué)成果。其次，注重將傳統(tǒng)的板書教學(xué)與現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段相結(jié)合。我們充分利用本特色專業(yè)的校外實習(xí)基地資源，通過拍攝照片、視頻和制作動畫等方式，積累了大量機構(gòu)原理和應(yīng)用方面的多媒體素材，并適當(dāng)配以英文說明，將靜態(tài)的、抽象的機構(gòu)模型轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蟮?、動態(tài)的機構(gòu)實例，不但能夠充分發(fā)揚多媒體教學(xué)形象直觀的優(yōu)點，而且為將來到上述企業(yè)就業(yè)的同學(xué)預(yù)先提供了熟悉相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備的機會。同時，在授課過程中，將重要知識點和結(jié)論書寫在黑板上，可彌補多媒體教學(xué)呈現(xiàn)較快、不利于學(xué)生思考、記筆記和聽課不能同步的缺點。最后，在雙語教學(xué)中遵循循序漸進的原則。我校開設(shè)雙語課程的要求之一是課堂上英文比例不少于50%，但執(zhí)行過程中我們發(fā)現(xiàn)，如果從第一節(jié)課起就嚴格執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)，不少學(xué)生會因不適應(yīng)雙語教學(xué)環(huán)境、英語聽力不足等原因產(chǎn)生抵觸情緒。因此，我們采用由雙語交叉滲透教學(xué)到完全滲透教學(xué)的方式，前15-20個學(xué)時課程中，英語比例逐步由30%上升到50%，易于理解的部分用英文講解，重難點部分用漢語講解，允許學(xué)生提問和回答問題時兼用英語和漢語，逐步培養(yǎng)學(xué)生主動適應(yīng)英語授課的意識。在后50-55個學(xué)時的課程中，則進一步增大英語的比重，力爭達到授課、討論、練習(xí)和考試的全英語化，只對少數(shù)難以理解的內(nèi)容適當(dāng)用漢語引導(dǎo)。
三、考核手段改進
在機械原理課程雙語教學(xué)中，科學(xué)合理的考核方式對檢驗教學(xué)質(zhì)量起著重要作用。傳統(tǒng)考核方式主要依據(jù)考試成績和平時成績進行，其中考試成績占80%，平時成績（包括作業(yè)、考勤、課堂提問等）占20%，這種考核方式在一定程度上反映了學(xué)生對重要知識點的理解和掌握，但存在以下缺點：（1）考試題目以基本概念和公式為主，題型呆板，不能體現(xiàn)特色專業(yè)建設(shè)中對學(xué)生解決實際問題能力的培養(yǎng)要求。（2）考試成績所占比重太大，存在嚴重的“一卷定乾坤”現(xiàn)象。（3）考試內(nèi)容單一，短時間內(nèi)死記硬背也可應(yīng)付，助長了部分學(xué)生的投機心理。因此，傳統(tǒng)的以考試為主的考核手段，難以全面反映機械原理雙語課程的教學(xué)效果，不利于雙語教學(xué)的發(fā)展。
鑒于此，對機械原理雙語課程的考核方法作了如下改進：（1）增加平時成績在考核結(jié)果中的比重，相應(yīng)降低考試成績的比重，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，強化了持續(xù)學(xué)習(xí)的動力，提高了課堂互動效果，消除了期末突擊復(fù)習(xí)的種種弊端。（2）實行半開卷考試，增加應(yīng)用型題目的比重。在半開卷考試中，學(xué)生可攜帶一頁書寫有與本課程相關(guān)內(nèi)容的A4紙張進入考場。這樣可減少大量機械背誦的負擔(dān)，但一頁紙所記載的信息量是有限的。學(xué)生要想取得好成績，就必須認真理解課本內(nèi)容，用心領(lǐng)會教師在課堂上加入的新知識，將重要知識點進行篩選、綜合和整理，濃縮于一張A4紙上。整個過程有利于提高學(xué)生的獨立思考能力和對知識進行分析、歸納、綜合的能力。增加應(yīng)用型題目的比重則進一步側(cè)重于考核學(xué)生運用機構(gòu)分析和綜合的理論知識解決實際工程問題的能力，有利于學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中認真觀察、思考，做到學(xué)以致用。（3）將機械原理實驗成績列入考核范圍。在以往機械原理教學(xué)中，實驗作為教學(xué)環(huán)節(jié)的一部分，但未納入考核范圍，致使少數(shù)學(xué)生敷衍應(yīng)對。為此，我們將實驗成績以10%的權(quán)重納入考核范疇，使學(xué)生產(chǎn)生一定的壓力和動力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。
四、課程設(shè)計改革
機械原理雙語理論課結(jié)束以后，學(xué)生將接受為期兩周的機械原理課程設(shè)計訓(xùn)練。機械原理課程設(shè)計是使學(xué)生較全面系統(tǒng)地掌握和深化本課程的基本理論的方法，是培養(yǎng)學(xué)生初步具有機械運動方案設(shè)計和分析能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計，特別是機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計能力的重要實踐環(huán)節(jié)。在我校機械設(shè)計制造及其自動化特色專業(yè)建設(shè)中，提高學(xué)生的綜合設(shè)計與創(chuàng)新能力是基本建設(shè)任務(wù)之一。為此提出如下改革方法：（1）課程設(shè)計題目圍繞石油機械主線，彰顯石油特色。我們擬定了“游梁式抽油機連桿機構(gòu)的分析與綜合”及“往復(fù)泵動力端傳動機構(gòu)設(shè)計和分析”這兩大類題目，并根據(jù)實際設(shè)備給定不同的已知參數(shù)，做到了同班學(xué)生之間不重題，既有利于學(xué)生之間互相討論學(xué)習(xí)，又有效避免了抄襲現(xiàn)象。（2）鼓勵學(xué)生自報題目，培養(yǎng)創(chuàng)新氛圍。對于平時學(xué)習(xí)表現(xiàn)良好、有明確意愿參加機械創(chuàng)新設(shè)計大賽且已確定題目的學(xué)生，鼓勵其以創(chuàng)新設(shè)計大賽題目進行課程設(shè)計。（3）鼓勵學(xué)生采用英文撰寫課程設(shè)計報告，鞏固雙語教學(xué)效果。由于機械原理課程設(shè)計報告中大篇幅的文字論述較少，以公式推導(dǎo)和結(jié)論性敘述較多，所以對學(xué)生而言，難度并不大，在2周的時間內(nèi)能夠完成。對于采用英文撰寫報告的學(xué)生，適當(dāng)拔高其報告成績。這樣可有效激發(fā)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和鞏固機械原理課程中相關(guān)英文專業(yè)術(shù)語和表達方法的熱情。
五、教學(xué)效果
近年來我校機械原理雙語課程的教學(xué)改革收到了良好的效果。從歷年對學(xué)生發(fā)放的調(diào)查問卷來看，77.8%的學(xué)生表示完全接受全英文課件，92.6%的學(xué)生認可機械原理雙語課程的教學(xué)安排，93.5%的學(xué)生認為本課程緊密聯(lián)系實際，體現(xiàn)了石油特色。本課程的主講教師在學(xué)生的評教中得分均在90分（優(yōu)秀）以上，說明絕大部分學(xué)生對機械原理雙語課程的改革持肯定態(tài)度。從近5年來我校學(xué)生課外科技活動成果來看，“后置三角擺架式長沖程抽油機”獲得“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎，“基于反饋原理的高樓緩降器”獲全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽二等獎，“含油污水分離器”等20余項作品在省級競賽中獲獎，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了“一種雙驢頭前置式異相曲柄長沖程節(jié)能抽油機”等11項國家專利，30余篇，不但其中大部分成果涉及石油裝備及設(shè)備，而且是學(xué)生在學(xué)習(xí)機械原理雙語課程之后創(chuàng)作產(chǎn)生的，充分體現(xiàn)了機械原理雙語課程在我校機械設(shè)計制造及其自動化特色專業(yè)中所起的重要作用。
六、結(jié)束語
通過機械原理雙語課程的教學(xué)改革，我校總體上摸索出了一套適應(yīng)機械設(shè)計制造及其自動化特色專業(yè)建設(shè)要求、培養(yǎng)既懂專業(yè)又通英語、在石油機械方面具有明顯優(yōu)勢的機械類高級工程技術(shù)人才的教改方案。由于目前雙語課程本身在國內(nèi)存在的時間并不長，在理論和實踐方面尚存在一定爭議，所以給特色專業(yè)建設(shè)環(huán)境下的機械原理雙語課程提出三點建議：（1）大力培養(yǎng)具有良好專業(yè)素質(zhì)和外語素質(zhì)的教師，尤其要加強青年骨干教師的培養(yǎng)力度。（2）在教學(xué)中應(yīng)始終將傳授專業(yè)知識放在第一位，外語知識放在第二位，不可本末倒置。（3）無論何時都不應(yīng)忽視對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 張婕.高校特色專業(yè)建設(shè)：現(xiàn)實與前瞻[J].教育研究，2011，（5）.
[2] 楊治立，朱光俊，呂俊杰.冶金工程特色專業(yè)的建設(shè)與實踐[J].教育與職業(yè)，2009，（18）.
[3] 李琳，張鐵，李杞儀.機械原理雙語教學(xué)方法的探討[J].北京大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2007，（5）.
1 前 言
中職機械專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀，主要是其專業(yè)自身存在不足，但為了促進機械專業(yè)的發(fā)展，使其教學(xué)質(zhì)量得到可靠的保障，中職機械專業(yè)在教學(xué)方法等均展開了研究。
《機械原理》課程是機械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，其任務(wù)之一就是為后續(xù)的專業(yè)課打好基礎(chǔ)，因此在教學(xué)計劃中占有重要地位。而機械運動方案設(shè)計是整個機械設(shè)計工作的第一步，它對于機械性能的優(yōu)劣及其在市場上的競爭能力都具有決定性的作用。在機械類各專業(yè)學(xué)生的整個教學(xué)計劃中，只有《機械原理》這門課講授機構(gòu)運動方案設(shè)計的內(nèi)容。因此，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生運動方案設(shè)計的能力，使學(xué)生得到這方面的鍛煉，是《機械原理》課程的一項重要任務(wù)。
在以往的《機械原理》教學(xué)過程中，機構(gòu)運動方案的設(shè)計是一個比較薄弱的環(huán)節(jié)，為了使學(xué)生及早地樹立工程設(shè)計觀點，培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力，近年來，我們在教學(xué)過程中采取了若干措施，力圖加強這一環(huán)節(jié)，取得了可喜的成果。
2 提高學(xué)生對機構(gòu)運動方案設(shè)計重要性的認識及學(xué)習(xí)興趣
課程開始，除了介紹本課程的研究對象、內(nèi)容，它在教學(xué)及國民經(jīng)濟中的地位和本課程的學(xué)習(xí)方法外，有意識地強調(diào)以下兩方面的內(nèi)容：
（1）本課程除了講解各種機構(gòu)進行分析以外，最主要的任務(wù)是設(shè)計，而分析是設(shè)計的第一步，也是設(shè)計的基礎(chǔ)。
（2）本課程是與工程密切聯(lián)系的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)本課程的過程中，對日常生活中司空見慣的東西要注意觀察，注意用所學(xué)的知識對其加以分析，不僅能達到對所學(xué)知識的加深理解，靈活運用，舉一反三的目的，而且可以啟發(fā)創(chuàng)造靈感。例如，我們通過公共汽車車門和小轎車車門開、閉方法的對比以及載重汽車和人力平板三輪車實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎方法的對比，使學(xué)生對運動方案設(shè)計和工程實際應(yīng)用背景間的密切關(guān)系以及運動方案設(shè)計的重要性有了較初步的認識，所有這些都激發(fā)了對機構(gòu)運動方案設(shè)計的興趣。
3 通過“機構(gòu)方案小設(shè)計”的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生得到運動方案設(shè)計的初步鍛煉
在本課程開始2～3周后，等學(xué)生對機械原理課程有了初步的了解后，開始這一教學(xué)環(huán)節(jié)。向?qū)W生提出幾個日常生活中司空見慣的用具，如：能自動打開而不能自動合攏的二折傘；只能用雙手打開而不能自動打開的三折傘；普通的用鏈條鏈輪傳動的自行車；只能在固定角度范圍內(nèi)搖頭的電風(fēng)扇等。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中，結(jié)合所學(xué)知識對他們的優(yōu)缺點進行分析，研究做進一步改進設(shè)計。要求學(xué)期末每個學(xué)生交一張在A4圖紙上按比例繪制的、改進了的、用具的機構(gòu)運動簡圖和一份簡單說明書，在課程進行過程中，組織適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)、討論。實踐結(jié)果表明，雖然有些改進設(shè)計還比較粗糙，存在一些缺點，但也確有一些設(shè)計構(gòu)思巧妙，有一定的獨創(chuàng)性和實用價值。
由于這個教學(xué)環(huán)節(jié)是在機械原理講課過程中進行的，教學(xué)內(nèi)容與改進設(shè)計有密切聯(lián)系，需要改進的用具既是學(xué)生們?nèi)粘Ｉ钪兴究找姂T的，又具有實用價值，因此是一次密切聯(lián)系實際的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，大大激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。課堂設(shè)計是學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為能力的重要實踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計為中心，以培養(yǎng)能力為目的，安排教學(xué)內(nèi)容，按設(shè)計的順序安排教學(xué)順序，目的是使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，提出問題和解決問題的能力得到很好的鍛煉?？梢哉f這一教學(xué)環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生運動方案設(shè)計的能力打下了一定的基礎(chǔ)。
4 開闊學(xué)生視野，幫助學(xué)生較系統(tǒng)地了解和掌握機構(gòu)運動方案設(shè)計的知識
在講述各種常用機構(gòu)的分析和設(shè)計后，安排了一章“機構(gòu)的組合及機構(gòu)總體方案設(shè)計”的教學(xué)，目的在于使學(xué)生較系統(tǒng)地了解和掌握機構(gòu)運動方案設(shè)計的知識。這一章的內(nèi)容從基本機構(gòu)固有的局限性講起，講述了機構(gòu)的組合方式，通過工程實際中的若干實例，介紹了常用組合機構(gòu)的類型及應(yīng)用，使學(xué)生們開闊了視野，明白了機構(gòu)的組合是發(fā)展新機構(gòu)的重要方法，在此基礎(chǔ)上介紹了各種常用組合機構(gòu)的設(shè)計方法。
在機構(gòu)總體方案設(shè)計一節(jié)中，我們結(jié)合具體實例從工藝動作的分解講到機械運動方案的選擇，機構(gòu)選型應(yīng)遵循的原則及注意事項。如盡量簡化和縮短運動鏈；盡可能選擇較簡單的機構(gòu)；盡量減少機構(gòu)尺寸，選擇合適的運動副形式；選擇合理的動力源形式；合理安排傳動機構(gòu)的順序；合理分配傳動比；使機械具有有利的傳力條件和良好的動力特性；使機械具有調(diào)節(jié)運動參數(shù)的能力，保證機械安全運轉(zhuǎn)，等等。此外，還介紹了機械中各執(zhí)行構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)配合和機械運動循環(huán)圖，并舉例說明了機械總體運動方案設(shè)計的步驟。
如果說“機構(gòu)方案小設(shè)計”這一教學(xué)環(huán)節(jié)還只是一個單一機構(gòu)運動方案設(shè)計的鍛煉的話，那么這一步就是為向綜合性的機械運動方案設(shè)計打基礎(chǔ)，為進一步在機械原理課程設(shè)計中進行機械總體運動方案設(shè)計作準(zhǔn)備。
1.概述
課程設(shè)計是非常重要的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計的鍛煉，學(xué)生可以綜合運用專業(yè)課知識。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生機械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程意識，是啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，并為以后專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)，在教學(xué)計劃中具有承上啟下的作用[1]。
根據(jù)學(xué)校機械專業(yè)的培養(yǎng)方案，可將專業(yè)課課程設(shè)計分為機械類課程設(shè)計和電類課程設(shè)計，機械類包括：機械原理課程設(shè)計，機械設(shè)計課程設(shè)計，夾具設(shè)計課程設(shè)計等；電類的包括：PLC原理與應(yīng)用課程設(shè)計，控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計等。然而，對于機械類課程設(shè)計來講，主要是對機構(gòu)的原理設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝卡片設(shè)計等。然而不管是哪一個機械類的課程設(shè)計，都離不開三維模型的建立。本文主要針對機械類課程設(shè)計中的三維軟件的應(yīng)用做探討和研究。
2.目前課程設(shè)計中存在的問題
目前幾個機械類課程設(shè)計都還是在采用傳統(tǒng)手工繪圖或者二維CAD繪圖的方式進行設(shè)計[2]，老師在前期講解的時候，也是用一些已經(jīng)做好的設(shè)計的動畫和基本原理講解的方式給學(xué)生講解。具體問題如下：
（1）《機械原理課程設(shè)計》基本都是采用手工原理圖的形式進行設(shè)計，學(xué)生從手冊或課本中了解每種機構(gòu)的工作原理，然后根據(jù)老師布置的課題要求進行原理設(shè)計，通過手工繪圖方式，繪出機構(gòu)原理圖。
（2）對于《機械設(shè)計課程設(shè)計》來講，我們的題目還是使用傳統(tǒng)課題，設(shè)計一級或者二級減速器。設(shè)計步驟基本跟傳統(tǒng)設(shè)計步驟一樣，學(xué)生先觀察實際減速器模型的結(jié)構(gòu)，然后進行拆裝，詳細了解減速器的結(jié)構(gòu)。在了解了減速器結(jié)構(gòu)后，學(xué)生再一步步進行軸的設(shè)計、齒輪設(shè)計、軸肩、箱體等零件的設(shè)計。這種設(shè)計步驟看似非常合理，但是學(xué)生是觀察成品減速器，很難理解每個零件在整個產(chǎn)品中的作用。如果能將減速器是如何設(shè)計出來的，讓學(xué)生直接參與設(shè)計過程中，學(xué)生就會更有興趣，理解更容易。
（3）《機械設(shè)計課程設(shè)計》是已知產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，然后進行設(shè)計，然而《夾具設(shè)計課程設(shè)計》只知道功能和設(shè)計要求，需要學(xué)生將所學(xué)《夾具設(shè)計》知識進行綜合運用，設(shè)計一套完整的夾具。傳統(tǒng)設(shè)計步驟是學(xué)生通過實習(xí)，參觀實際的夾具結(jié)構(gòu)，然后老師給出跟參觀相似的課題，學(xué)生進行設(shè)計。在設(shè)計過程中，主要采用手工或者二維CAD軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
以上幾種設(shè)計都采用二維設(shè)計，學(xué)生直觀上不便于掌握和理解。而且二維設(shè)計的后期修改工作非常繁瑣。
3.三維軟件Solidworks在課程設(shè)計中的應(yīng)用
（1）三維造型技術(shù)的優(yōu)點
三維設(shè)計是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設(shè)計平臺的基礎(chǔ)。它是建立在平面和二維設(shè)計的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計目標(biāo)更立體化、更形象化的一種新興設(shè)計方法。三維CAD系統(tǒng)有較好的造型工具，能應(yīng)用“自頂向下”和“自底向上”等設(shè)計方法，實現(xiàn)裝配等復(fù)雜設(shè)計的難度遠比用二維圖形系統(tǒng)增加得快。
（2）三維軟件Solidworks在課程設(shè)計中的應(yīng)用實例
為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)4.0人才培養(yǎng)需要，學(xué)生應(yīng)該首先能使用現(xiàn)代化技術(shù)手段進行產(chǎn)品設(shè)計，然后具備能出一套標(biāo)準(zhǔn)的符合機械設(shè)計規(guī)范的工程圖的能力。學(xué)生需要掌握至少一款三維軟件的使用，并能熟練使用三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計和出工程圖。然而，將三維軟件應(yīng)用于課程設(shè)計中，一方面使學(xué)生充分理解所做課題的具體情況，另一方面學(xué)生的三維設(shè)計過程是對軟件使用的鍛煉。
2014年在修訂機械設(shè)計制造及自動化培養(yǎng)方案中，考慮到三維軟件在機械專業(yè)課中的重要地位，將三維軟件課程設(shè)置在第三學(xué)期，也就是在所有課程設(shè)計開設(shè)之前就已經(jīng)開設(shè)了三維軟件課程。
下面以Solidworks軟件在《夾具設(shè)計課程設(shè)計》中的使用為例，在基本確定定位元件和夾緊機構(gòu)以后，結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟如下：
（1）夾具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計
夾具由定位元件、夾緊機構(gòu)和夾具體等一些輔助元件組成。Solidworks在裝配體設(shè)計中有一種自上而下的設(shè)計方法，這種方法可以在設(shè)計過程中，一邊設(shè)計一邊建模。只需要畫好第一個基礎(chǔ)零件，其他零件可以根據(jù)需要直接在裝配體中建模，可以非常方便地確定設(shè)計的零件的位置和大小。本實例就是采用這種自上而下的方式進行裝配體的設(shè)計?，F(xiàn)將撥叉零件鉆孔專用夾具體三維結(jié)構(gòu)設(shè)計出來，然后設(shè)計心軸并將被加工零件撥叉裝配進來，依此方法，將需要的零件都一一設(shè)計出來，最后成為一個完整的夾具。
老師在講解完理論知識以后，再以一個實例為例，一邊設(shè)計一邊繪圖，這樣學(xué)生對整個設(shè)計步驟就非常清楚，也容易理解。
（2）由三維結(jié)構(gòu)圖出工程圖
對于機械專業(yè)學(xué)生來講，出一套標(biāo)準(zhǔn)的工程圖是最基本的要求。很多學(xué)生做設(shè)計時更重視方案設(shè)計，不重視出圖。而且課程設(shè)計老師進行課程設(shè)計指導(dǎo)時，主要對學(xué)生的設(shè)計方案進行指導(dǎo)。然而，課程設(shè)計一方面是對專業(yè)課知識的綜合運用，設(shè)計正確的方案，另一方面是對學(xué)生出圖能力的加強和鍛煉。
三維Solidworks軟件具備零件和裝配體出工程圖的功能，學(xué)生可以利用Solidworks軟件進行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計方案最終確定以后，先用Solidworks軟件輸出工程圖，再到CAD中進行修改。
4.總結(jié)和展望
課程設(shè)計是使學(xué)生具備綜合運用專業(yè)知識能力，學(xué)生通過課程設(shè)計，了解實際產(chǎn)品的設(shè)計過程，達到理論聯(lián)系實際的效果。
參考文獻：
[中圖分類號]G632 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）34-0179-02
機械原理和機械設(shè)計是職業(yè)學(xué)校機械專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它是溝通學(xué)生理論課和專業(yè)課的橋梁。機械基礎(chǔ)課程設(shè)計是課程學(xué)習(xí)之后進行的綜合性，實踐性很強的課程，如何搞好課程設(shè)計，如何通過課程設(shè)計使學(xué)生的設(shè)計能力，實踐能力，協(xié)作能力等綜合能力得到提高，基礎(chǔ)知識得到鞏固，是從事本課程教師值得探討的問題。筆者在從事機械基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學(xué)實踐中，為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和工程素質(zhì)，進行了一些有益的改革嘗試，使學(xué)生受益匪淺。
1 機械基礎(chǔ)課程設(shè)計的內(nèi)容改革
1.1 課程設(shè)計的目的
機械基礎(chǔ)課程設(shè)計是職業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完課程后獨立進行的一次工程實踐。該課程的最終目的是讓學(xué)生進行一次較全面的設(shè)計訓(xùn)練，培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際，提高綜合應(yīng)用理論知識和生產(chǎn)實踐知識去分析和解決有關(guān)工程實際問題的能力，為以后的專業(yè)課程設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。
1.2 課程設(shè)計的內(nèi)容改革
選題是課程設(shè)計內(nèi)容的關(guān)鍵，教師的選題應(yīng)盡可能把教學(xué)過程中涉及的知識在課程設(shè)計中得到綜合體現(xiàn)，同時要保證學(xué)生能夠按時完成。改革前，江蘇省張家港工貿(mào)職業(yè)高級中學(xué)機械原理和機械設(shè)計課程設(shè)計是分別進行的，互相之間沒有聯(lián)系。機械原理課程設(shè)計在第4學(xué)期開設(shè)，內(nèi)容以機構(gòu)的運動分析為主；而機械設(shè)計課程設(shè)計在第五學(xué)期開設(shè)，以零件的強度分析和繪制裝配圖，零件圖為主。不論是機械原理還是機械設(shè)計，課程設(shè)計的題目和設(shè)計方案都是教師給定的，而且有設(shè)計題目的樣機，機械原理題目是插齒機插刀系統(tǒng)基本運動設(shè)計，機械設(shè)計課程設(shè)計的題目是減速器的設(shè)計。這樣的選題都有一定的依據(jù)。插齒機插刀系統(tǒng)的方案設(shè)計中涉及連桿機構(gòu)，凸輪和齒輪等機構(gòu)，能夠很好地反映教學(xué)的內(nèi)容，學(xué)生通過參觀樣機基本能夠在較快的時間內(nèi)完成規(guī)定的任務(wù)，所以兩周的設(shè)計過程顯得很輕松，真正能夠設(shè)計不同方案的學(xué)生并不多見，這樣在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面得不到很好的鍛煉。而減速器作為傳統(tǒng)的設(shè)計題目，其零件的選擇包括電機、皮帶、螺栓、齒輪、軸、軸承、鍵、銷、聯(lián)軸器、、密封以及箱體等，它的設(shè)計結(jié)合書本知識最多，而且難度適中，能夠較全面地反映機械設(shè)計課程內(nèi)容的教學(xué)要求。作為學(xué)生機械設(shè)計的題目在較長時間都沒有得到改變。而且單獨進行機械原理和機械設(shè)計的課程設(shè)計，最大的弊端是學(xué)生缺乏對整體機械的認識和系統(tǒng)工程的認識。為了使學(xué)生各方面的能力得到綜合提高，我們將機械原理和機械設(shè)計課程設(shè)計整合為機械基礎(chǔ)課程設(shè)計，設(shè)計題目暫時定為包裝機械（包括液體包裝機和固體包裝機）的設(shè)計。設(shè)計時間由原來的“兩周”加“三周”改為現(xiàn)在的“四周”，設(shè)計方式也做了相應(yīng)的調(diào)整，原來不管機械原理還是機械設(shè)計均為三人一組，三人的設(shè)計題目，已知條件均相同，這樣可能會導(dǎo)致三人互相抄襲，而且多年的課設(shè)結(jié)果也反映出這樣安排的弊端；改革后仍為三人一組，但是三人是負責(zé)整機的設(shè)計，他們之間相互聯(lián)系而又互不相同。他們必須按照給出的設(shè)計任務(wù)，商定設(shè)計方案，其中一人的不合作就會影響整個小組的設(shè)計，導(dǎo)致方案失敗。這樣，學(xué)生在相互協(xié)作能力和創(chuàng)新能力方面均可得到相應(yīng)的鍛煉。從總體的工作量來看，原來機械原理課程設(shè)計包括機構(gòu)運動簡圖的繪制（1#）；插刀的位移，速度，加速度線圖的繪制；凸輪的位移線圖和對應(yīng)的凸輪工作圖；和編寫設(shè)計說明書。機械設(shè)計課程設(shè)計包括裝配圖的繪制（0#），軸和齒輪的設(shè)計，以及編寫設(shè)計說明書。改革后，機械基礎(chǔ)課程設(shè)計總體工作量基本保持不變，但同一組三人各有側(cè)重，把包裝系統(tǒng)分成三部分（輸送部分，熱封部分，裝料部分），每人負責(zé)其中一部分的設(shè)計，最后要求學(xué)生繪制出整個機械系統(tǒng)的機構(gòu)運動簡圖（1#），相應(yīng)的部件圖（0#），軸和齒輪（或凸輪）零件圖，和編寫設(shè)計說明書。經(jīng)過幾輪的嘗試后，打算每一組人數(shù)增加到6～8人，能夠在四周的課程設(shè)計過程中，相互分工，做出液體包裝機（或固體包裝機）的整機設(shè)計。
2 改善教學(xué)方法，注重能力培養(yǎng)
2.1 注重設(shè)計能力的培養(yǎng)
設(shè)計能力的培養(yǎng)是一個循序漸進的過程，要完成一個好的設(shè)計，需要各門課程之間的相互支撐，相互融合。而目前許多課程的學(xué)習(xí)是孤立的，一門課程考核完成后即告結(jié)束。而針對機械類專業(yè)的特點，在課程的教學(xué)過程中不同知識的融合給課程設(shè)計提供了一次有益的嘗試。其中設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計能力的兩個主要方面，我們將后者作為課程設(shè)計的重點。結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定零部件形體的主要階段，是一個難點。對于機械類專業(yè)的學(xué)生來說，由于機械基礎(chǔ)知識比較扎實，欠缺的是工程實踐經(jīng)驗，所以在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，思維局限在書本知識上。為此要求學(xué)生提出結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，表達清楚的設(shè)計意圖有一定的難度。所以，在實踐過程中要求學(xué)生設(shè)計產(chǎn)品時要考慮到產(chǎn)品的造型、制造、市場等生命周期，即學(xué)生的設(shè)計能夠解決工程實際問題，這樣首先可以激發(fā)學(xué)生的設(shè)計熱情。課程設(shè)計的全過程都要突出結(jié)構(gòu)設(shè)計，鼓勵設(shè)計新穎結(jié)構(gòu)，以結(jié)構(gòu)合理性和工藝合理性作為評價結(jié)構(gòu)設(shè)計部分的主要方面。同時在課程設(shè)計過程中，教師應(yīng)善于給學(xué)生創(chuàng)造一個能夠發(fā)揮最大想象力的空間，在布置任務(wù)時，只給出設(shè)備能夠最后實現(xiàn)的功能，而不規(guī)定具體是如何實現(xiàn)的，這樣有利于學(xué)生在設(shè)計過程中最大限度地發(fā)揮自己的想象空間。教師在設(shè)計過程中還應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，進而分析問題，解決問題。鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，在想象和創(chuàng)新中提高學(xué)生的自信心和設(shè)計能力。
2.2 注重實踐能力的培養(yǎng)
課程設(shè)計的題目應(yīng)能夠符合工程實際的需要，一般設(shè)計的題目盡量選用真題。在以往的課程設(shè)計中，教師給出設(shè)計參數(shù)，布置設(shè)計任務(wù)以后，學(xué)生一般參考樣圖進行繪制，這樣思維必然局限于教師的設(shè)計思路，對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)非常不利。在改革后，學(xué)生可以到機械廠和實驗室去參觀小型的裝置，這樣對機器有一個總體的印象，可以觀察機器的運動情況，同時學(xué)校還給學(xué)生提供了兩臺包裝機供學(xué)生裝拆，這樣學(xué)生可以從不同角度了解機器的結(jié)構(gòu)，整個機器的組裝過程和零部件的形狀，立體感強，層次清楚，學(xué)生基本能夠從視覺角度感知機器內(nèi)外部的情況。而且，在實際項目的設(shè)計過程中，學(xué)生必須根據(jù)實際情況，從資料收集，設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面考慮，提出合理的設(shè)計方法，這對于學(xué)生綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)有一定的促進作用。
2.3 注重協(xié)作能力的培養(yǎng)
各同學(xué)之間協(xié)作能力的培養(yǎng)在課程設(shè)計過程中占有重要的地位。改革后在機械基礎(chǔ)課程設(shè)計中，一般以3人為一組。小組成員之間在形成具體的方案時要求各成員之間相互討論，在設(shè)計方案基本確定以后，組織一次小組間的討論，提出每組方案中存在的優(yōu)缺點。這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生與他人之間的協(xié)作，又有獨立的構(gòu)思和設(shè)計，分組設(shè)計帶來的一個意外收獲是形成了小組之間的良性競爭，這種競爭增加了學(xué)生的工作熱情，體現(xiàn)了學(xué)生是教學(xué)設(shè)計主體的原則。在課程設(shè)計過程中，教師是每組的一個成員，在教學(xué)過程中和學(xué)生共同討論設(shè)計方案的可行性，在關(guān)鍵的問題上對學(xué)生進行指導(dǎo)，掌握每位學(xué)生的設(shè)計進度。
3 改革考核方式，提高課程設(shè)計質(zhì)量
最初課程設(shè)計的考核方式比較單一，一般是“師評”，即教師根據(jù)圖紙的質(zhì)量和平時的印象給學(xué)生打分，這樣存在一定的不合理性，教師可能只關(guān)注圖紙的質(zhì)量和課程設(shè)計的進度，存在一定的片面性。為了克服這種不合理性，在隨后的課程設(shè)計中作了一定的修改，但原則上還是每位同學(xué)均參加答辯，答辯的最后成績分階段給出，總共由四部分組成（平時考勤占10%，設(shè)計計算部分占20%，草圖和最后圖紙質(zhì)量占40%，答辯30%）。經(jīng)過這樣的改革后，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們在設(shè)計階段思維會更加活躍，自主性會得到更充分的發(fā)揮。而且由于答辯時面臨的是全班同學(xué)和老師，準(zhǔn)備答辯和答辯的過程對每位同學(xué)的心理承受能力和口頭表達能力都得到了鍛煉。
通過從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式和考核方式的改革，學(xué)生才能從全方位真正提高課程設(shè)計質(zhì)量，真正鍛煉同學(xué)們的能力，與課程設(shè)計目標(biāo)相一致。
