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機械課程設計體會范文1
[關鍵詞]精度設計 培養方案 教學實踐 改革
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A
引言
機械產品往往由于喪失精度而報廢，周期性檢修的實質就是對其精度的檢定和修復，沒有足夠的幾何精度，機械產品就失去了使用價值。因此，從理論上講，無論何種生產類型、何種功能要求，都應該對零件的幾何要素提出精度要求。精度設計用以確定機械各零件幾何要素的公差。機械產品的精度設計是聯系產品使用性能和生產制造過程的橋梁[1]，精度設計給定的公差等級、采用的公差原則對生產設備的選擇、工裝夾具的設計和制造、檢驗方法的制定等方面有著決定作用，它直接影響著生產成本的高低，進而影響著產品的市場競爭能力。
《互換性與測量技術基礎》是高等院校機械類、儀器儀表類和機電相結合類各專業必需的主干技術基礎課程[2]，涵蓋了幾何精度設計與檢測兩方面的內容。在幾年的教學實踐中發現以下問題：
（1）學生沒有充分意識到幾何精度對機械產品使用性能的重要性。在課程設計和畢業設計時，只做完系統設計與參數設計，精度設計基本就沒做或者很少做。
（2）學生不具備相應的精度設計能力，不能靈活運用所學的相關知識進行機械產品設計。在課程設計和畢業設計時，精度的確定并沒有考慮產品的性能要求和生產成本之間的關系，所做的設計在目前生產條件下無法制造生產，或者造成生產成本的增加。
（3）學生不能正確運用設計標準和規范。比如，在齒輪的設計中，圖紙表達不完善，參數表只有結構參數的內容，而沒有精度參數的內容，甚至沒有參數表；標準件并沒有按照國家標準選用規格；已廢除的國標仍在使用。
鑒于此，作者對課程教學進行研究，并進行大膽嘗試與改革。
一、建設課程群，確立精度設計地位
課程群是為完善同一施教對象的認知結構，而將本專業或跨專業培養方案中若干門在知識、方法、問題等方面有邏輯聯系的課程加以整合而成的課程體系[3]。以實現學生綜合設計能力、創新能力為培養目標，把“機械制圖”、“機械原理”、“機械設計”、“互換性與測量技術”4門課程的各教學環節進行優化重組融合，形成機械類專業基礎課群。機械產品的設計過程通常可分為三個階段：系統設計、參數設計和精度設計[4]。如果說系統設計為機械產品的一次設計，那么精度設計就是系統的三次設計。系統設計以整機的功能為目標而進行的機械基本工作原理和總體布局設計，是運動學的設計，主要由機械原理課程承擔；參數設計以保證系統的能量轉換和工作壽命來確定機構各零件幾何要素的公稱值，由機械設計課程承擔；精度設計以保證機械產品的性能要求同時考慮制造的經濟性來確定機械各零件幾何要素的允許誤差，由互換性與測量技術課程承擔。
通過分析，互換性與技術測量課程的教學內容應該以精度設計為主線，以提高精度設計能力為目標，和機械原理課程及機械設計課程共同研究機械產品的設計。
二、設計性能檢測實驗，增強精度設計意識
在幾年的教學實踐中發現，學生能夠理解機械結構參數對機械性能的重要性，卻認識不到幾何精度對機械性能的重要影響，甚至錯誤的認為機械設計就是做系統設計和參數設計，認為精度無關緊要。
為了更好的幫助學生理解幾何精度設計在生產實際中的應用，體會幾何精度對機械產品性能的重要影響，增強學生綜合運用知識能力，強化機械設計、幾何精度和機械制造之間的相關性，指導畢業生研制出機械性能檢測實驗臺，使學生通過實驗，切身體驗幾何精度對機械產品性能的影響，增強精度設計意識。
本實驗臺的整體結構系統圖如圖1所示：
圖1：機械性能檢測實驗臺整體結構系統圖
直流電機作為動力通過一個一級傳動機構驅動發電機工作，并設計的檢測系統（傳感器、采集卡、PC機自行開發的測試系統）對其性能指標進行檢測，如傳動效率、振動、噪聲、溫度等。傳動機構的主要零件是可以拆裝的，同時，主要零部件配備有多套（結構參數相同，僅精度不同）。實驗時，學生組裝不同精度的傳動機構，進行整機運行，通過測試性能指標比較來反映整機的運行性能。
通過本實驗可以加強學生對幾何精度影響產品使用性能的主要認識，增強工程意識，并通過此綜合實驗培養學生綜合運用所學相關知識的能力。
三、進行綜合設計，提高精度設計能力
依據機械類專業教學計劃，機械原理課程和機械設計課程及互換性與測量技術課程一般都安排有相應的2～3周的課程設計。課程設計一般要求學生在相對集中的時間內運用所學的相關知識完成一個具體的小設計[5]。目前，一般教學安排都是每門課程獨立安排相應的課程設計，而這樣做的結果對學生造成一種誤導，形成“機械設計就是系統設計”，或者“機械設計就是參數設計”，“質量（使用性能）是檢驗出來的”等錯誤認識；同時也不能增強學生綜合設計能力的培養；另外，也不利于“培養學生的工程實踐能力和創新能力”教學目標的實現。以至于做畢業設計甚至在實際工作中，出現圖紙表達不清楚、不合理、不符合規范，或者設計出來的產品依據目前的生產條件根本沒法生產或者是生產成本過高等問題。
針對以上問題，把機械原理課程設計、機械設計課程設計及互換性與技術測量課程設計進行優化、整合。以培養綜合設計能力為目標，進行綜合性課課程設計。
（一）課程設計內容優化改革
目前，機械設計課程設計所做的機械產品設計基本上都是只考慮系統設計和參數設計，至于精度設計，基本就沒做或者做的很少，有的只是在圖紙上參照相關的設計做了些公差標注，至于為什么要選用這些精度項目？為什么要確定如此精度？學生基本就不知道。
曾經針對此問題，提出在互換性與測量技術課程設計調整精度設計的內容，讓學生各自找出自己所做的機械設計課程設計，對整個設計進行完善。學生在系統設計和參數設計的基礎上進行精度設計，并對前期的錯誤進行更正，形成完整的機械產品技術資料。
通過此項改革，提升了學生對精度設計在機械產品設計的重要性認識，但是，這樣就會由于工作的不連續就耽誤了很多時間。首先，對機械設計課程設計、機械原理課程設計、互換性與技術測量課程設計時間進行調整，調整為同時進行；然后，對其設計內容進行整合，取消原來的獨立課程設計，實行綜合課程設計，涵蓋系統設計、參數設計、精度設計等內容。
（二）選題來源于工程實際
目前，機械設計課程設計題目大多是“一級或二級齒輪減速器”的設計，它涵蓋了“機械設計”課程中大部分內容，有助于學生加強相關的知識的綜合運用能力，但這樣就出現題目單一化，不能充分調動學生的創新意識。通過對以往的課程設計答辯情況來看，部分學生曾出現抄襲現象?；诖?，課程設計的選題來源于工程實際，解決所在城市廠礦的實際問題。根據任務的大小對學生進行分組，使學生協同完成整個設計任務，而所做設計是否能滿足實際需要，可以直接在生產中得到檢驗，在工程實際中體會精度設計與生產性能及生產成本的關系，增強學生的工程意識。另外，設計要變為產品，圖紙是設計工作者和制造工作者之間的溝通語言，這樣，圖紙的表達必須規范。學生在實際工程中體會圖紙表達規范化的重要性，并能運用國標進行規范化設計。
四、改革考核辦法，激發學生學習動力
以往，對于課程設計的考核方法是“考勤（10%）+報告（20%）+答辯（70%）”，這種考核辦法能夠使老師對學生的知識及素質得到全面的考核。但對學生來說有種“課程到此為止”的感覺，學生只知道自己的一個綜合分數，并不知道自己掌握的相應知識到何種程度，是否滿足工程實際所需？或者對于實際工程，還需要哪此方面的知識？其它同學是個什么樣的水平？
一種理想的課程考核模式，應該能夠全面、正確、有效地實現檢查評價、教育激勵、診斷反饋和導向等多種功能[6，7]。因此，在對精度設計進行考核時，采取了以下措施：
1．學生作為評委對學生進行答辯。這時，老師只是作為場外指導，對學生解答不了，而對他們的能力提升有關鍵作用的知識點做出解釋和闡述，同時也從學生的答辯時所提的問題及回答情況對答辯學生和答辯評委的知識和能力掌握程度做出全面判斷。
2．指導老師和學生進行互動，并做總結。在答辯進行完畢，指導老師就精度設計和學生進行互動，學生在互動中調動學習的積極性，并能對知識理解的更深刻。然后通過老師的總結，使學生對精度設計的脈絡有個更清楚的知識，能夠掌握精度設計的要領，并能體會精度設計在機械產品設計中的地位。從而激發學生學習知識的積極性和動力。
五、結束語
精度設計作為機械產品設計的一個重要環節，在理論教學與實踐教學中應該加強學生精度設計能力的培養。近年的教學實踐，學生精度設計能力有了很大的提高，為以后的畢業設計和工作打下良好的基礎。
[參考文獻]
[1]王永泉，馬秋生，潘艷波.機械產品精度設計與生產成本的關系[J].機械設計與制造，2005（5）：147～148.
[2]王伯平.互換性與測量技術基礎（第3版）[M].機械工業出版社，2009.
[3]李慧仙.論高校課程群建設[J].江蘇高教，2006（6）：73～75.
[4]杜文華，鄭江.機械基礎系列課程教改中機械精度設計的實現[J].華北工學院學報（社科版），2004，20（3）：89～91.
[5]劉小康，余潔冰.工科學生課程設計與綜合素質培養[J]. 高教探索，2009，（5）：133～134.
[6]施軍.高?？荚囍贫雀母锏娜舾伤伎糩J].江蘇高教，2003，（5）：57～59．
機械課程設計體會范文2
我院建校前幾年由于師資力量有限，主要依賴兼職教師指導課程設計，這些兼職老師大多來自一本院校，他們時間有限，指導方法基本沿襲一本院校的指導方法，每天集中一兩個小時在教室集中指導，而三本學院的學生依耐性強，老師走后基本是放鴨子，因此抄襲現象特別嚴重。此外，在教學指導過程中也存在一系列問題，比如必須掌握的知識點、知識群、關鍵內容都沒有明確，指導過程因老師而異，隨意性較大，標準不統一。因此，進一步規范課程設計的內容、指導方法、達到的目標、必須掌握的知識點和知識群，顯然是提高實踐教學質量的重要內容和措施。后來隨著一些青年教師的引進，我們對機械設計課程設計的題目、應該完成的內容及進度要求、考核方法等進行了一系列的研究與實踐，使學生達到掌握知識點的目的。
二、針對機械設計課程設計題目、指導方法，進度安排及考核方法進行改革
（一）設計題目的改革
以前兼職老師給的課程設計題目是多樣化的，鑒于我院學生的基本條件，我們把課程設計的題目統一標準化了，傳動方案也已經給定，目的是讓學生熟悉課程設計的一般方法，掌握應該掌握的知識點，并對機械設計的理論課的知識加以鞏固，并不要求他們創新設計。其設計題目、初始條件和傳動方案如下：設計題目：帶式運輸機的傳動裝置；初始條件：帶式運輸機可運送谷物、型砂、碎礦石、煤等。兩班制工作，連續單向轉動，有輕微振動，輸送帶的速度允許誤差為±5%，使用期限為10年。卷筒與輸送帶間傳動效率96%，減速器批量生產。要求學生每人按學號順序依次選一組數據進行設計計算。
（二）指導方法改革
在課程設計之前，負責人對指導機械設計課程設計的老師集中在一起開個小會，對學生必須掌握的知識點、知識群、關鍵內容都明確要求，要求指導老師每天的上午和下午至少在教室兩個小時，這樣學生有問題就能及時找到老師解決問題。還有學生課程設計進行到第一階段，尤其是課程設計的設計計算初步完成時候，要求指導老師對學生的計算數據進行初步的檢查，并要在草稿本上簽字，才可進行下一階段的工作。這樣就避免后面學生在畫草圖時候發現錯誤，又要反過來重新計算浪費大量的時間，并且可以避免了個別學生抄襲的現象。
（三）進度安排改革
以前兼職老師指導課程設計時候，一次把課程設計要求完成的內容一個半天講完，這樣內容太多，學生根本記不清楚。我們根據三本學生的特點，將機械設計課程設計分為六個階段。每個階段集中講解一次，學生按進度要求完成該完成的任務。第一階段，主要是動員和設計計算。學生在這一階段應該完成的內容包括：選擇電動機；計算總傳動比和分配傳動比；傳動裝置的運動和動力參數計算；傳動件計算；初算軸的最細處直徑；選擇聯軸器（型號、孔徑、孔長等）；初選滾動軸承及其相關參數，軸承蓋是否干涉等。要求學生按上述步驟嚴格進行，不要顛倒。第二階段是草圖繪制。設計計算完畢后，我們會帶學生到實驗室做一個減速器拆裝實驗，主要是對減速器有個感性的認識。然后在集中講解，其內容包括：減速器的結構；減速器的；設計裝配圖的準備；減速器鑄造箱體的結構尺寸；減速器裝配草圖設計；軸和鍵的強度校核，滾動軸承的壽命計算。第三階段是正式繪制裝配圖，在完成減速器裝配草圖后，校核軸、鍵強度及滾動軸承壽命無任何問題時，在此基礎上繼續完成裝配圖。要求注意兩個方面的設計：軸系零件的結構設計；減速器箱體及附件的結構設計。第四階段是裝配圖的檢查。給學生主要講解的內容包括：檢查裝配草圖；標注主要尺寸與配合；編寫減速器的技術特性；編寫技術要求；零件編號；編制零件明細表及標題欄。第五階段是零件圖的繪制。零件工作圖是零件制造、檢驗和制定工藝規程的技術文件，應包括圖形、尺寸及其極限偏差、表面粗糙度、形位公差、技術要求等。零件圖從裝配圖上測繪下來，形狀應與裝配圖一致。第六階段是編寫說明書。說明書的編寫我們也把格式基本給學生，學生按照步驟把草稿整理成冊就可以了。機械設計課程設計總共安排了三周的時間，周末時間不計，具體的進度安排我們設計了一個表。（四）考核方法進行改革課程設計結束后，我們會現場答辯，在答辯時候，會先給個預成績，這個成績非常重要，因為通過答辯，可以看出學生對課程設計掌握的情況，是否有抄襲，一問就基本可以得到答案。最后結合學生交上來的課程設計說明書、裝配圖、零件圖給每個學生單獨評定優、良、中、及格和不及格的成績等級。
三、結束語
機械課程設計體會范文3
近年來,受多種因素的影響,普通工科院校的機械制造工藝學課程設計普遍存在著一些問題。
(1)學生不重視課程設計,缺乏興趣,存在應付了事的思想。
(2)機械制造工藝學課程設計教學時間安排不合理,在課程設計專周期間,學生還要準備其他各種考試,或者忙于求職等,無暇顧及課程設計。
(3)由于高校擴招后,生源素質有所下降,部分學生對理論知識掌握不好,課程設計自然無從下手,因而抄襲現象時有發生。
(4)學生缺乏吃苦耐勞精神,在處理課程設計這種比較復雜的問題時,不愿意積極主動地尋求解決途徑,同時不愿意反復修改課程設計成果,存在畏難情緒,學生總是希望老師告訴他們應該怎樣去做,成為“復印機”。
2機械制造工藝學課程設計的改革探索
機械制造工藝學課程設計要求學生針對一個中等復雜程度的零件編制一套機械加工工藝規程,設計一副教師指定的加工工序的專用夾具,并撰寫設計說明書。學生應該在老師的指導下,認真地、有計劃地、獨立完成設計任務,整個課程設計側重于讓學生掌握機械零件加工工藝編制的完整過程。針對機械制造工藝學課程設計所出現的問題,從多方面入手,綜合應用多種教學手段提高課程設計的教學質量。
2.1重視設計題目選擇
選題要能充分實現教學目標,針對應用型本科培養的目標,機械制造工藝學課程設計所指定的零件應有很強典型性和現實性。首先,所用零件要有典型性,課程設計用到的零件應該是軸類、盤蓋類、箱體類和異形零件中的代表性零件;其次,所選零件結構相對簡單,加工工藝要求不高,旨在讓學生能夠掌握加工工藝設計的全過程,能夠獨立完成;最后,要鼓勵學生從生產實踐中或從生活中自選零件作為設計用零件。課程設計中選定的零件復雜程度不同,所造成的零件加工和夾具設計的難度也大不一樣,學生可以根據自己的實際情況和興趣愛好自由選擇。教師在評定成績的時候應該將零件加工的難易程度等因素考慮其中。這樣就有利于不同能力學生水平的發揮,提高學生對專業課課程設計的積極性,增強學生的自信心。選題要能承接先修課程,選題要承接先修的機械測繪課程設計、金工實習及生產實習等課程。機械測繪課程設計使學生初步了解典型零部件的結構、裝配關系和零件的連接方法;金工實習和生產實習有利于在課程設計中合理的選擇加工方法和定位方案,機械零件的三維造型的學習,為學生提供了比較直觀的設計成果,有效地克服了目前學生中普遍存在空間想象力問題所導致的二維制圖錯誤百出的問題。課程所選題目能夠緊密聯系先修課程,這樣既有利于培養學生工藝設計和夾具設計等方面的能力,又能訓練計算、繪圖、查資料、執行標準等基本技能。
2.2改進教學組織模式
改變傳統的設計小組分組模式,在學生安排方面可根據零件的復雜程度確定每一個組的學生人數,但是在確定每一組學生時,指導老師往往根據學生理論課成績的高低,把成績好的和成績差的分在同一設計小組,以圖能夠完成設計任務和減少教師的指導難度。而今大學生個性心理普遍較強,這樣的分組方式會引起部分成績較差學生的誤解,認為這是教師的一種歧視,因而對設計有抵觸情緒,不利于學生的課程設計。指導教師可以根據學生名單的順序依次分組,實踐表明,學生們之間的互相幫助和討論并非一定要在同一小組內進行,所以順序分組并不會影響學生間的相互協助。改變傳統教學組織模式,一般工科院校采用兩周左右教學專周來組織課程設計,這樣雖然便于教學組織管理,但是設計任務過于集中,在此期間,學生既要完成課程設計,可能還要忙于其他考試,往往使得學生應付課程設計,缺少充足的思考時間。為了改變這一現狀,指導教師在理論課程開始時就下發課程設計任務書,這樣,學生會帶著任務或問題學習理論課程,學生有充分的課外時間查資料、定方案、改錯誤。教師也有充足的時間解答學生的疑問,更可把課程設計中具有代表性的問題作為案例教學,將課程設計的問題與難點分解到整個教學過程。經過理論教學和課程設計同步進行,學生在設計專用周里能夠很快進入狀態,有充足的時間思考和修改,提高了設計質量,同時也豐富了理論教學。
2.3計算機輔助課程設計全過程
隨著計算機技術的發展,現代工程技術人員在實際工作中廣泛采用計算機輔助設計。但在傳統的機械制造工藝學課程設計中,出于訓練學生工程設計基礎技能的需要,指導教師往往要求學生手工繪制設計圖紙,這與工廠工藝技術人員實際工作情況相背。因此,我們要求學生盡量采用計算機輔助設計方式。首先,利用成熟的CAPP軟件進行工藝設計,其次,運用三維CAD軟件設計專用機床夾具并轉化為二維圖紙用于生產制造,然后,利用有限元分析軟件進行夾具關鍵零件的強度和剛度分析,最后,利用常用辦公軟件撰寫課程設計說明書等。通過全程計算機輔助設計,培養學生的計算機應用能力,提高了設計效率,把更多的時間用于思考,同時也彌補了學生空間想象能力差和二維制圖錯誤多的狀況。
2.4提高教師的指導效果
現代教育強調以學生為主體,教師為主導。課程設計應由學生獨立完成,不能依賴教師。但是機械制造工藝學課程設計包括工藝路線制訂、定位夾緊方案設計、工藝參數選擇、夾
具結構設計等,學生往往感到已知條件太少而無從下手。實踐表明,機械制造工藝課程設計應借助教師的步步引導,不能完全放任,教師的指導是課程設計能否完成的關鍵。改善指導方式,教師應采用集體與個別相結合的指導方式。設計前一定要把任務交代清楚;中間穿插集體指導,解決共性問題;后期主要是檢查與糾正細節。針對學生能力和基礎上的差異,教師要注重因材施教。學生完成一部分設計后,送交教師批閱作為總評的依據,教師能對每個學生的設計情況進行動態檢查。建立正確的指導理念,教師應有正確的指導理念。 (1)要有參與意識,教師不能只作旁觀者,教師的參與往往起到很好的示范效果。
(2)對學生在設計中的遇到困難,指導教師不要急于給出解決方案或者過早地給問題下結論,要多引導和啟發學生,給出解決問題的思路或者需要查閱的參考資料等,不可代替學生去做。
(3)要把握好指導的度,指導教師不要過分地強調合理性而過多或頻繁的指出學生設計中的“錯誤”,這樣會使學生“不敢”設計下去,對設計失去了信心。對于學生的某些設計成果,只要不是原則性錯誤,指導教師應該多肯定同時也要指出這樣設計的弊端,多鼓勵學生大膽獨立地設計。
(4)要引導學生樹立正確的設計思想,設計是一個反復推敲、反復修正、不斷創新的過程,引導學生從錯誤和失敗中找到問題所在,在反復地修改中體會理論知識。
2.5成績評定
在設計完成后,安排時間分組進行答辯,答辯是教師檢查設計質量高低和辨別抄襲的有效手段,也是對暴露出來的共性問題進行的一次集中答疑。同時通過答辯也鍛煉了學生的口頭表達能力。答辯既不能流于形式,也不能拘于形式,師生要認真做好答辯的準備和組織工作。答辯時,首先將本組完成的工藝卡提交給教師,由一名學生擔任主要答辯人,對該組在零件工序設計的理由和每位組員在設計過程中所做的工作描述,闡述在設計過程中出現的各種問題以及組員是如何解決這些問題的等,其他小組成員協助主答辯人回答教師的提問;然后小組的每一位同學相老師展示自己所設計的夾具圖紙,指導教師對每一位同學的設計成果的相關問題提問并對學生的回答和設計成果進行點評,當場給出課程設計成績等級。課程設計成績評定應該以圖紙、計算說明書和答辯成績為主,兼顧設計態度等表現;同時,評定成績要有一個相對固定的考核標準,但又不拘泥于該標準,要鼓勵學生大膽合理創新,創新意識在考核成績中應有所體現。課程設計的最后成績由工藝設計成績和夾具設計成績兩部分組成,工藝設計成績占40%,夾具設計成績占60%。工藝設計部分的成績根據小組提交的工序卡和答辯情況總體給分。夾具設計部分成績是根據個人的夾具設計成果、答辯表現和平時表現等綜合給分。
機械課程設計體會范文4
【關鍵詞】創新 教學改革 目標教學
【Abstract】This paper put forward some reform methods about course teaching reform in higher vocational education by example of《Basis of Mechanical Designing》，such as innovating teaching content， teaching method， strengthen the ability training of the reform of the teaching. And puts forward new way of thinking about combining multiple assessment methods for resolve some problem in exam of 《Basis of Mechanical Designing》.
【Key words】innovation; teaching reform; goal teaching
【基金項目】該課題來源于湖南省教育廳教學改革研究項目“基于對接產業的機械制造專業理實一體化教學研究與實踐”，課題編號：（ZJB2012012）。
【中圖分類號】G718.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0201-02
1.引言
《機械設計基礎》課程是高職教育中一門重要的專業基礎課，其實踐性很強、涉及面廣、具有一定的代表性。通過該課程的學習，學生應該掌握常用機構及通用零部件的基本設計理論、設計方法，具備機械設計實驗技能和設計簡單機械及傳動裝置的基本技能。學生既需要掌握較好的理論知識，又需要具有較好的實踐動手能力，傳統的教學及考試方法能否達到要求，是一個值得我們探討及思索的問題。
2.課程教學改革體系結構
圖1 教學改革體系結構
課程教學改革應從圖1所示5個模塊進行，它涵蓋了學生接觸到完全掌握該課程所需全部環節。
3.課程教學改革內容
3.1 教學目標創新
教學應當為職業服務，傳統的目標教學法太籠統，隨著職業在教學中的深入，創新式的目標教學法得到應用，如圖2所示。它在一開始就結合職業向學生提出所要達到的職業知識、能力及素質目標。這樣有利于調動學生學習積極性。
圖2 教學目標創新
3.2 課程內容優化
針對高職教育的特點，在課程內容的優化上應加強實踐性教學，在理論授課的同時可配合實踐。如每個部分講完后可安排適當的實踐性環節，最好設計出或做出實物，這樣學生有成就感，對所學知識也記得牢。
以《機械設計基礎》為例，可將內容進行優化，分成以下幾個模塊：
圖3
如圖3所示，可在每個模塊中安排設計練習，增加學生動手時間。
3.3 教學方法創新
教學方法應該有創新，如在講解平面機構自由度計算公式時，很多教師是直接給出公式：F=3n-2PL-PH，其中n為可動構件數，PL為低副個數，PH為高副個數，要學生記住，這種教學方法已經不適合現代教學的要求。此時我們可采用動態分析及與學生互動來闡述這一公式形成的過程。學生可能會更感興趣、記得更牢。下面我們以凸輪機構為例，推導一下機構自由度計算公式。
（1）如圖4（a）所示，平面內沒受任何約束的物體有3個自由度，此時平面內有兩個沒有約束的物體，分別是凸輪和從動件，故自由度為：
F=3n=3×2=6
（2）如圖4（b）所示，此時從動件與機架形成了一個移動低副，凸輪與機架形成了一個轉動低副，即機構共有兩個低副，我們知道每個低副限制兩個自由度，故現在該機構自由度為：
F=3n-2PL=3×2-2×2=2
（a） （b） （c）
圖4 平面機構自由度計算公式推導
（3）如圖4（c）所示，從動件與凸輪接觸在一起，形成一個高副，而高副限制1個自由度，故該機構的最后自由度計算公式為：
F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1×1=1
這樣推導出來的公式便于學生的理解與記憶，并應用于實際解題中。
3.4能力訓練創新
傳統教學追求全而廣，希望學生全面掌握所有零部件的設計，但實際上是很難做到。所以，應該改革能力訓練，除了在授課的同時對所有模塊進行設計訓練外，還應對重點內容進行重點能力訓練，力求學生掌握重點知識點。如表1所示。
表1 能力訓練項目
表1為《機械設計基礎》應該重點加強的訓練內容。通過以上內容的訓練，學生將掌握常用機構及通用零部件的基本設計理論、設計方法，具備設計簡單機械及傳動裝置的基本技能。
3.5考試改革思路
改革思路：“閉卷考試”+ 課程設計”+“開卷考試”
（1）閉卷考試能反映學生掌握理論知識的情況，具有較強的真實性，建議保留，但比例應當縮小，縮小為60%。
（2）改革課程設計。老師可采取隨時抽查，不定時監督、用學生相互監督等措施，減少或杜絕抄襲現象。采用多樣化設計形式，如減速器設計中，既可以采用圖5所示直接以電動機帶動減速器的方案設計，也可以采用圖6所示通過帶傳動帶動的減速器設計方案，這樣學生可以自由選擇，調動了他們的學習積極性。將課程設計比例增大到30%。因為學生能不能設計真實機械零部件是檢驗他們機械設計學得好不好的關鍵。
圖5 電動機驅動的減速器 圖6 電動機經帶傳動驅動的減速器
（3）增加開卷考試。具體方法是：將課程設計中兩張零件圖繪制去掉，因為齒輪及軸的尺寸、形狀在減速器裝配圖及設計說明書上都有體現，屬重復工作。將節省出來的時間組織一場開卷考試檢驗學生的動手設計能力?？荚嚂r間必須安排在課程設計的最后，等學生交完設計說明書之后，以避免學生抄襲，考試內容就以減速器為題，考核成績算入課程設計成績，占10%。
開卷考試的考試題目可從學生的課程設計中抽取。如某班人數較多，設計時6人為一小組，開卷考試時將同一組設計的5～6名同學分開，并布置不同的試題，可按如下方式命題：
表2 試題分配
4.結束語
《機械設計基礎》教學改革可在一定程度提高教學效果及教學質量，激發學生的學習積極性。經過課程考核改革，學生的理論知識、動手設計能力及團結協作能力都將得到一次綜合的檢驗。能在一定程度上杜絕以前那種課程設計就是抄作業的不良作風，使學生真正體會到知識的可貴之處。
參考文獻：
[1]郭諄欽.機械設計基礎[M].北京：中國鐵道出版社，2014.
[2]戴士弘， 畢蓉.高職教改課程教學設計案例集[M].北京： 清華大學出版社， 2007.
[3]戴士弘.職業教育課程教學改革[M].北京： 清華大學出版社， 2007.
機械課程設計體會范文5
強化機械設計教學效果的措施
(一)強化實踐,延長機械設計訓練周期
通常在新生入校之后都會進行專業教育。然而新生剛進入大學,對有些概念和專業方向以及教學培養計劃中相關課程之間的關系,并不能很好理解,到第六學期開始機械設計課程的教學時,忙于應付各單科,而無暇總結和體會課程之間的關系,達不到好的效果。課程組先后增設了入學專業教育、新生研討課、課外科技活動小組以及跨年級的專家學科前沿課程等環節,通過這些環節使學生增強了對學習對象的認識,明確了設計訓練長周期的實際意義。例如:課程組教師利用班導師的便利條件,從大學二年級開始組織課外科技活動小組,取得了一系列的成果?！胺氯税茨C器人手臂”分獲吉林省大學生課外學術科技作品競賽一等獎和“挑戰杯”長春工業大學大學生課外學術科技作品競賽一等獎?！俺暡ㄏ龖ρb備”獲得“挑戰杯”長春工業大學大學生課外學術科技作品競賽三等獎?！皺C電創意之星”的3D烤地瓜機、“星星之火”團隊的多功能炭火烤箱、“三維之旅”團隊的Q版高達等作品分獲3D大賽全國三維數字化創新設計大賽吉林省賽區一等獎、二等獎?！皹鋲ψ詣有藜魴C”、“健身洗衣機”、“雙座健身儲能自行車”分獲“全國大學生機械創新設計大賽”東北賽區一等獎、二等獎。在實驗方面,加強了機械專業基礎實驗項目和實驗室的開放。機械設計是一門實踐性很強的課程,要培養學生的設計技能和創新技能,就必須注重實踐教學,課程組重新構建了機械設計實驗教學體系,機械設計實驗包括:基本實驗、綜合設計性實驗、研究型實驗。在增設的綜合設計性實驗基礎上,新開設了機械基礎虛擬實驗,利用ADAMS、ANSYS軟件培訓學生機械運動學、動力學仿真能力。學生在完成必做的基本實驗、綜合設計性實驗基礎上,開放實驗室為學生提供了研究型實驗條件,供學有余力的學生進行研究。使學生深化和鞏固了所學的理論知識,淡化了教室與實訓室的界限,充分發揮了工程環境的教學優勢,激發了學生的學習興趣。
(二)調整重點,增設機械設計討論內容
學習是溫故知新的過程,只有在前面基礎之上的不斷積累,才能夠有所超越。在有限課時內,必須調整講授內容,增設習題討論環節。對于邏輯性強、有明確清晰傳承關系的理論推導內容,借助于參考教材比較容易掌握,應該簡明扼要,主要安排在課后學生自學。對于經驗性公式和具有模糊性設計參數的學習內容,尤其是相互制約影響的參數之間關系的理解和取值趨勢,應該重點講解,將教師豐富的經驗知識傳達給學生。
利用網絡等多種教學平臺,將學生常見問題以及討論過程和結論,提供給更多學生學習與思考。課程組積極為上課教師提供討論素材,以科研成果作為教學案例,大大地充實了機械設計討論內容,提高了學生學習興趣。例如在“大型焊接件殘余應力消除裝備的研制與開發”項目的研究上,教師和學生通力合作、勇于創新,取得了重大經濟效益和研究成果,將研究情況引入課堂,作為教學案例,在機械設計課程討論中予以體現,使學生通過實實在在的項目、研究內容、研究方法,加深對概念的理解及實際應用。
(三)在不斷培養的過程中強化創新意識
機械設計在重視基礎理論學習之上,還要重點培養學生發散性創新思維能力和思維習慣。提高設計效率是未來設計工作者需要不斷努力的方向。因此,必須適當增加培養創新意識的途徑。在課程設計中,課程組嚴格執行學校的相關規定,保證教師投入的精力。每年更新課程設計內容,鼓勵教師在指導課程設計的選題上圍繞科研項目的具體內容提出,使課程設計更多地反映新成果和新技術。
多年來此項制度一直得到了較好的貫徹,在一些項目中本科生甚至作為項目完成的主力隊員,在此方面,課程組教師已積累了豐富的指導經驗。由學生為主體,教師指導完成的項目達十余項。在機電工程學院06級機械設計課程設計中,學生自主提出了設計題目“園林樹干養護溶液噴施機”、“塔式分層獨立旋轉餐盤的創新設計”、“渦流式黑板擦”并進行了相關設計,效果良好。實踐表明,此方法極大地調動了學生的學習積極性,使得其對本專業有了更深的認識,了解了科研與生產實踐相互促進的作用。
課題訓練,提高學生設計適應能力
注重科研與教學的緊密結合既是我們的一貫思路,也是我們的一貫做法,并且在長期的實踐中形成了一系列的規范要求,取得了眾多的成果。在實踐中我們將科研成果及時、有效地轉化在教學活動之中,主要在三個層面展開:展示學科學術前沿、提升課程教學水平、擴展研究性學習空間。即以科研成果展示幫助學生了解學科前沿發展動態,跟蹤國際先進水平,激發學生的專業學習興趣;以科研成果提升課程教學水平,強化實驗課程的工程背景,提高學生的工程意識;以科研項目帶動和支撐研究性學習的開展,實現學生研究能力和創新能力的培養,促進其早出成果,出好成果。
機械課程設計體會范文6
關鍵詞：有限元分析技術；機械專業；工程實踐能力；教學改革
作者簡介：黃霞（1977-），女，四川射洪人，重慶理工大學機械工程學院，講師；丁軍（1978-），男，重慶人，重慶理工大學機械工程學院，副教授。（重慶 400054）
基金項目：本文系重慶理工大學2013年高等教育教學改革研究課題（課題編號：2013YB04）的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0179-01
工科學生特別是機械專業學生工程實踐能力的培養是當今工科院校人才培養的重點和核心，為培養出能快速適應企業產品研發設計和加工制造等生產實際環節的應用型人才，必須在四年大學本科教育過程中塑造和提高學生的工程實際能力?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》、《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》（教高[2012]4號）和《教育部等部門關于進一步加強高校實踐育人的若干意見》（教思政[2012]1號）等國家和教育部文件都明確強調高等工科院校要十分重視學生工程實踐能力的培養。[1，2]在當今世界產業結構重新調整，世界重要工業發達國家重新回歸高新技術制造業時代，先進設計、分析和制造技術在我國加快培育戰略性新興產業、推進產業結構升級和調整過程中顯得尤為重要。
有限元分析技術是一種數值分析技術，經過數十年的發展，其在現代工業特別是裝備制造業、高端裝備制造業、智能制造、汽車、國防和軍工等行業中的使用越來越廣泛，目前已經成為現代產品設計過程中不可或缺的工具。特別是近年來，隨著計算機技術的不斷發展，硬件技術已經不再是制約數值分析的主要技術瓶頸，有限元的發展十分迅猛，其已經成為機械專業方向研究生以上層次人才的必備工具。以重慶理工大學機械工程學院為例，為了使畢業生能快速適應企業的生產實際活動，以及滿足畢業讀研的同學在高層次學習活動中快速開展科學研究活動的需要，有必要在大學四年本科學習中通過專業認知教育、課程設計、畢業設計和實驗教學等實踐教學改革教會學生熟練掌握有限元分析技術的能力，培養和提高學生的工程實踐能力，增強學生的核心就業競爭力。[3，4]
一、面向產業需求，開展專業認知教育
以重慶理工大學機械設計制造及其自動化專業為例，該專業是機械工程學院重點發展的優勢和核心專業。按照專業現行人才培養方案，新生開學時都需要進行專業認知教育。為了培養新生的有限元分析技術意識，面向裝備產業發展需求，在機械設計制造及其自動化專業具有較強有限元分析技術水平的教師的帶領下，組織學生參觀重慶市內在有限元分析方面使用較多、較為成功的行業領頭企業，如中國汽車工程研究院、長安汽車研究院、力帆集團和建設摩托等骨干企業。通過行業企業資深CAE分析工程師的案例講解和虛擬仿真演示等教學手段，培養學生的專業意識，為后續四年大學學習奠定專業基礎。
二、學習有限元分析軟件，貫穿課程設計過程
機械專業學生初次課程設計是在大學二年級的“機械原理”和“機械設計”的學習中，以這兩次課程設計為契機，充分培養學生使用有限元分析軟件的能力，達到熟練操作有限元分析軟件的目的。目前市面上流行多種有限元分析軟件，以國外的MSC Patran& Nastran，ABAQUS和ANSYS等主流軟件為主，間或有些二次開發的國產CAE分析軟件，另外部分CAD軟件也帶有部分CAE分析功能，如CATIA等。為了培養學生畢業后在大型行業企業從事設計分析的能力，應為學生指定學習的主流CAE分析軟件，這對導師也提出了一定的要求，每一種主流軟件都有一個主要面向的領域，如機械結構靜力分析、接觸分析等領域ABAQUS較為擅長；機械運動特性如速度、加速度、振動特性等Nastran較為偏向；機構運動學仿真等ADAMS較為專業。結合學生在課程設計主要依靠的三維CAD軟件，引導和培養學生的工程設計初步思路，提高課程設計的質量（見圖1）。
三、利用有限元分析技術，搭建虛擬仿真實驗平臺
實驗教學活動為學生工程實踐能力的培養和提升提供了一個真實直觀、可以動手操作的平臺，CAE仿真分析技術在裝備產品設計過程中占有十分重要的地位，其重要性在于提高產品設計的準確度和精度，并大幅提高產品的開發效率，縮短產品的研發生產周期。CAE仿真分析平臺主要包含裝備零部件力學性能仿真、零部件運動學仿真以及裝備零部件動力學仿真等。如依托CATIA等三維設計軟件，利用精密三坐標測量機、激光掃描測量臂、機器視覺測量系統等，對零部件實物模型進行計算機逆向工程，獲取數學模型，完成裝備零部件工業造型的前期創意、詳細設計與方案評審、三維效果圖展示、工業模型制作等。如在力學性能測試實驗系列課程方面，在實驗教師的指導下，在計算機上利用通用有限元分析軟件對拉伸實驗、扭轉實驗、貼應變片等實驗做一個前期的CAE有限元分析，然后將數值模擬分析結果與實驗結果進行對比和分析，找出實驗與數值分析之間的差距，改進CAE分析模型或調整實驗方案，加深學生對力學基本性能參數和基礎力學測試技術的掌握，同時夯實學生的力學基礎，提升其力學理論水平和專業素養。
四、熟練使用有限元分析技術，提高畢業設計質量
畢業設計是機械專業學生人才培養體系中的重要組成部分；是學生進行全面專業訓練的重要實踐性教學環節；是培養學生的創新意識和基本技能，提高學生綜合運用所學機械基礎理論、機械專業知識，分析和解決實際工程問題的能力的重要步驟；是全面培養和提高工程實踐能力，提升學校人才培養質量的重要平臺。經過專業認知教育，學生可以獲得有限元分析技術意識；通過課程設計，掌握學習有限元分析軟件；通過仿真教學平臺，直觀體會有限元分析等虛擬仿真技術的使用等系列化的實踐和訓練，具備利用有限元分析軟件對簡單工程實際問題進行分析和解決的能力。因此，為了熟練使用和強化所學的有限元分析知識，根據學生畢業設計課題選題的實際情況，建議教師在學生的畢業實習實踐過程中融入有限元分析等虛擬仿真分析技術，形成系列而又系統的分析設計流程。
學生在畢業設計開始時，通過查閱相關資料，建立一個粗略的FEM模型，采用有限元分析軟件對設計結果和成型產品進行預估分析，形成初步設計方案?；诖?，通過力學計算如強度、剛度的計算等，借助如ABAQUS等CAE分析軟件來完成或者對其理論結果的正確性進行驗證。獲得設計的二次方案，對設計過程中的相關參數進行進一步的優化和核算，然后建立一個較之前更準確的有限元分析模型，采用ABAQUS、ADAMS等軟件對方案進行靜強度和剛度的靜力學分析、機構運動的運動學分析以及運動干涉性分析和接觸分析等。并基于分析結果再次優化設計參數，確定最終方案，并采用三維CAD軟件成圖，最后采用CAM技術進行虛擬加工制造等。通過這樣一個設計分析過程，較為真實的模擬了工業生產實際活動中的設計、分析和制造等過程，嚴格按照該過程執行畢業設計，可以極大地提高學生的工程實踐能力和畢業設計質量（見圖2）。
五、結束語
有限元分析技術在現代產品設計中發揮著巨大的作用，讓學生將有限元分析技術通過專業認知教育、課程設計、畢業設計和實驗教學等系列連續的實踐教學過程，使學生在學習好機械專業知識的同時，也能熟練使用CAE軟件進行工程實際分析，并注重在畢業設計過程中得到重點訓練和使用，提高了畢業設計質量，培養和提高了學生的工程實踐能力，增強了學生的就業核心競爭力。
參考文獻：
[1]劉大海.在機械設計課程設計中加強學生實踐能力的培養[J].遼寧學院學報，2007，（1）：147-148.
[2]杜靜，何玉林.機械CAD/CAE應用技術基礎[M].北京：機械工業出版社，2008.
