時間：2023-09-15 17:31:38
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械原理設計總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、前言
培養創新性人才是高校的基本使命，采用參與式教學的方式，能夠使學生融入教學氛圍中，激發學生的學習興趣，推動教學改革的不斷發展。機械原理應用競賽是機械原理課外活動之一，通過機械原理應用競賽，能夠讓學生將基礎知識與實踐能力相結合，激發學生的求知欲望與創造欲望，完成機械機械原理課程目標。構建基于參與式教學的機械原理應用競賽教學，能夠在競賽之中吸引更多的同學參與，從而讓學生的創新性得到激發，推動學生素質的全面提升。本校積極開展機械原理應用競賽，采用參與式教學，使更多的學生參與其中、樂在其中，學生的實踐能力與創新能力得到了有效的鍛煉。
二、參與式教學模式
（一）參與式教學基本原理
參與式教學是以學生為主導的教學方法，通過內在激勵與外在激勵相結合，明確教學目標，創建平等、民主的教學氛圍，積極與學生進行溝通，從而激發學生參與的熱情，提升學生運用知識的能力。工科專業的學生具有關注學習的實用性、注重學習的時效性與實踐動手能力較強的特點，采用參與式教學方法，使學生在相對舒適的環境中學習，能夠提升教學效果。
（二）參與式教學設計
機械原理具有較強的實踐性與綜合性，采用參與式的教學模式，能夠使學生在實踐中參與教學，從而掌握教學內容，達到教學目標。機械原理教學中采用參與式教學模式，可以進行以下的規劃：（1）采用分組方式進行教學，在教學過程中，以小組的方式完成特定運動的分析、設計與完成，了解零件的加工方法，通過小組討論，協作完成任務，提升學生對機械原理的理解；（2）設計選題與認識設置，選擇具有代表性的應用布置任務，要求學生完成特定機構的原理分析、完成原理草圖的繪制、優缺點討論、歸納合理的解決方案、有條件的可以加工成產品等任務，使學生了解機構設計與加工的全流程；（3）成果演示與討論，經過設計與加工之后，采用成果演示的方式闡述機構的原理與設計思路，采用答辯、自評與他評的方式對成果進行評價，讓學生了解設計的不足，提升學習效果。
三、基于參與式教學的機械原理應用競賽教學
本校2014年以“休閑娛樂機械和家庭用機械的設計與制作”作為機械原理應用競賽的主體。競賽中筆者以升降課桌的設計進行講解，結合實際生活中的典型案例提升學生的參與積極性，從而獲得較好的教學效果。
（一）理論學習
參與式教學的主要內容包括理論學習、分組討論以及機械原理分析，運動實現要點設計、歸納合理的解決方案、總結等過程，為了使學生掌握升降課桌的設計原理，筆者以當前市面上已出現的學生升降課桌作為案例進行講解，讓學生能夠了解升降課桌的機械裝置工作原理，并分析討論這種課桌的特點，指出這種課桌最大的缺陷是需要借用工具才能調節高度，不能實現隨手調節高度，從而為升降課桌的設計打下基礎。
（二）工藝分析與設計
經過理論學習，學生已經掌握到四桿機構的設計原理與工作原理。在理論學習的基礎上，引入機械創新大賽，讓學生能夠以小組的方式設計出升降課桌。小組設計中不同小組的運用的原理并不相同，有的小組采用分別設計然后對比選擇最優設計的方法、有的小組采用成員積極參與討論并匯總的方法，而且小組討論中都會遇到一些問題。這一階段教師需要做好引導，授課過程中對學生的設計情況進行分析，引導學生仔細研究升降課桌的運動原理，給予學生必要的理論技術指導，而且采用小組的方式進行設計，討論出最優化的設計方法。這一階段的實踐，獲得一些技術性、可行性等均有較好表現的方案。在這一階段，雖然不同小組的方法不同，但是所有學生都能夠參與討論與設計，了解機械原理應用的情況，學生對機械原理應用的理解加深，學生的機械原理學習熱情均有所提高。
（三）機械原理應用大賽評價反饋
機械原理應用競賽的培養學生創新精神、團隊合作精神的競賽，在競賽過程中，通過合理運用課堂知識、解決實際問題，能夠提升學生的綜合設計能力與工程實踐能力，提升學生的綜合素質。在競賽中，學生必須按照競賽的要求進行方案設計、文獻檢索與創新說明，能夠提升學生查閱資料與組織資料的能力。在小組討論中確定方案之后，將理論知識延伸到機械原理應用大賽，采用競賽的方式對設計成果進行評估，將設計的評價反饋到課程教學中，激發學生對機械設計的興趣與參與意識，對課程產生積極的影響。
四、結語
機械原理是機械專業的重要課程，為了滿足機械設計人才的需求，需要結合實際情況不斷革新機械原理教學方式。采用參與式的教學方式，能夠激發學生的參與意識，采用小組教學的方式進行教學，與機械原理應用競賽相結合，將理論與實踐相結合，使學生在參與機械原理應用競賽的過程中，參與機械設計的全過程，提升學生對機械原理應用的認識，提升學生的創新能力、協作能力，推動學生素質的全面提升。
基金項目：湖南省普通高校教學改革研究項目“基于機械原理課程的參與式教學研究與實踐”（湘教通〔2013〕223號）
參考文獻：
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關鍵詞：機械原理；系統化；多樣化創新性設計；實踐性
作者簡介：張莉潔（1976-），女，河南洛陽人，洛陽理工學院機械工程系，講師。（河南 洛陽 471023）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）14-0120-02
機械系統的設計是機械設計中極其重要的一環，機械系統設計的正確合理性，對提高機械的性能和質量，降低制造成本與維護費用等影響很大，決定著機器性能的好壞。機械系統方案設計是一項極富創造性的活動，要求設計者善于運用和總結已有知識和實踐經驗，深入理解，廣泛積累，收集相關技術資料，充分發揮創造性思維和想象能力，靈活運用各種設計方法和技巧，從而設計出新穎、靈巧、高效的機械系統。
作為“機械原理”課程的一個重要實踐性教學環節，機械原理課程設計的內容正是對機器進行機械系統方案設計。它是學生將所學知識轉化為實際工作能力的橋梁，使其將所學知識系統化；使理論與工程實際相結合，提高分析解決工程實際問題的能力，樹立機構分析和設計的概念，樹立正確的工程設計觀點；通過創造意識的教育，培養學生創造、實踐能力。根據近年來對課程設計實踐教學環節的深入探索及積累的經驗，本著洛陽理工學院提出的培養工程應用型創新人才的教育理念，筆者總結了學生在進行課程設計時出現的普遍問題，針對機械原理課程設計的培養目標，本文從機械系統設計過程的系統化、實踐性及創新性這三個方面對原有教學模式存在的問題加以提出、探討和論述。
一、機械原理課程設計教學內容及存在的問題
“機械原理”課程設計的核心內容是對機械系統進行方案設計。其一般設計步驟為：擬定機械工作原理，制訂總體功能，提出設計要求；執行構件和原動機的運動設計，確定執行構件的數目、運動形式、運動參數及運動協調配合關系；機構選型，選擇滿足機械運動、動力要求的機構類型，確定機械系統結構方案，繪制系統示意圖；機構的尺寸綜合，根據執行構件和原動機的運動參數，以及各執行構件運動的協調配合要求，確定各構件的運動尺寸，繪制機構運動簡圖；方案分析，進行運動學和動力學分析，對系統方案合理性進行論證，驗證其能否滿足運動要求。機械系統設計工作是一項創造性勞動，設計過程通常不會一次性完成，經常出現反復和交叉，通過不斷論證分析的過程才能達到最終的設計目的和最優的設計要求。
根據近年來“機械原理”課程的理論教學，結合課程設計實踐環節指導經驗，筆者發現學生在機械系統設計中，普遍存在如下問題：面對復雜的機械系統，學生在初始確定機械方案的工作中不能把握全局，沒有“整體規劃”的概念，竟不考慮機械系統各部分的運動協調性和機構運動實現的可行性，設計工作呈現照貓畫虎的狀況，無法發揮自身主觀能動性和創造能力，如此“參考設計”并不利于學生真正掌握機械系統設計的精髓。另外，原有課程設計所選設計題目大都集中于傳統、經典式的機床類設計，題目過于單一，創新設計性體現不強，導致學生缺乏設計興趣。
筆者認為在課程設計過程中應積極發揮學生的主觀能動性，能夠通過思考自行提出解決方案，培養創新和實踐能力，這才是該課程設計所應達到的教學目的，針對以上培養目標和所述問題，本文分別對課程設計進行中的重要環節和應注意的問題加以探討和論述。
二、系統化、實踐性及創新性教學探索
1.總體規劃，把握正確設計方向
機械系統的正常工作是依靠各部分機構的協調運動來實現的，因此機械系統方案設計的最初工作階段應是“系統工程設計”，即應在滿足機器各執行構件的協調運動關系和運動、動力要求下，高屋建瓴地進行整體規劃，該階段應包括上節所述設計步驟的前三步。“系統工程設計”階段將為之后各設計階段提供設計目標、依據和技術參數，其重要性正如房屋的架構或是汽車的運行，決定了機械系統方案設計工作成功與否及方案的可實現性與合理性。
然而，“系統工程設計”工作正是學生在設計過程中遇到的最大困難，其不愿運用邏輯思維統籌分析各部分運動協調關系和機構運動的合理性，而是莽撞地從熟知的局部機構入手開始設計，如此毫無方向性的設計方法無異于盲人摸象，而后的工作無論進行得多細致也無法保證正確的設計結果，最終導致南轅北轍的失敗。
進行“系統工程設計”的關鍵步驟是繪制各執行機構的運動工作循環圖。運動工作循環圖使各執行部分協調運動關系明晰可見，更有助于設計者理清思路。最清楚的繪制方法是在直角坐標系中分別做出各執行構件所對應原動件在一個工作循環內的運動位移曲線以及對應的阻力曲線，該曲線將為之后的機構設計、運動和受力分析提供必要的設計技術參數。
以牛頭刨床機構舉例分析，該機器有兩個相互協調的執行端運動，其一為刨頭的往復直線運動，通過電機、減速裝置及轉動導桿和曲柄滑塊機構的組合執行機構來實現；另一個運動是工作臺的橫向進給運動，該運動由主運動通過傳動系統，而后通過曲柄連桿、棘輪機構及絲杠螺母組成的螺旋運動來實現，兩者的運動協調關系為工作臺的橫向進給運動必須在刨頭非切削時間內進行，否則被加工工件將被損壞。繪制運動循環圖時應分別畫出刨頭、工作臺對應于原動件曲柄轉角轉動一周的位移曲線圖。另外，其工作中切削阻力曲線也應相應繪出，為之后在任意位置進行受力分析時提供相應數據。
運動循環圖將對之后各階段提出一系列設計要求，如工作臺進給的間歇運動是最終通過棘輪機構實現的。若通過曲柄搖桿機構來實現主動曲柄和棘輪的運動傳遞，則應考慮如何設計曲柄連桿機構，才能保證棘輪的工作行程（撥齒使工作臺進給）位于刨頭主運動的回程段，且工作周期一致。以上運動協調性為之后進行機構尺寸綜合提出了設計要求，通過分析可將其轉化為機構設計的三大類基本問題來解決。
2.開展實踐調查研究，鍛煉自主研究能力
由于理論學習占授課的主要部分，許多學生對實際機器缺乏感性認識，只會按既定方案進行教條設計，如此閉門造車的設計狀態使學生缺乏設計興趣，且設計出來的方案也是紙上談兵，不符合實際。
優秀的機械系統設計工作依賴于設計者的豐富經驗，針對專業知識匱乏，實踐少的問題，在進行課程設計前的準備工作中應提出以下要求：開展實踐調查研究，鍛煉學生自主收集獲取相關技術資料及深入自主研究的能力。鼓勵學生廣泛閱讀，擴展知識面，了解最先進的機械構造和設計技術，對機械系統的豐富性能窺得一斑。生活中先進機械系統實例舉不勝舉，如汽車構造中實現前車輪轉向的機構、四連桿獨立懸架直線機構等等，都是極具創意且包含先進設計思想理念的設計實例。
獲得實踐的方式很多，如實地參觀考察，聽現場工人師傅講解；圖書館、網絡技術資源也能夠感受到一個豐富精彩的機械世界。通過實踐，再與所學理論知識相結合，學生再一次經過了由感性上升到理性的認識過程，掌握了課本知識與實際機器的內在聯系，在設計時更易發揮其主觀能動性。在補充專業知識的過程中，領略前輩們的智慧和創新精神，想必也一定會激發學生自主設計的欲望與熱情。
3.擬定多樣化、創新型設計題目，啟發創新思維
目前現有傳統的經典式機械系統設計題目通常是一些僅要求滿足急回特性和一定協調運動的機床類設計，這類設計題目多數較為成熟，設計難度不小，而類型過于單一，創意思考空間并不大，無法體現機械系統的豐富性。而實際機械系統的功能和設計要求是極其多樣化的，學生在進行課程設計中卻始終沒有機會接觸到這些，無法感受到機械系統設計的豐富多樣性和創新趣味性，更無法為學生帶來創新設計成功后的成就感和喜悅感，更甚者學生直接照搬照抄，比葫蘆畫瓢。
筆者認為，針對初學的學生擬定機械系統題目不宜太過復雜，而在于有思考性和設計意義。只要有創新和分析價值，能激發起學生創新設計的欲望，這樣的題目即可獲得事半功倍的效果。隨著不斷完善的教學體系發展，多樣化、創新性設計題目應有所呈現，而這些題目能使學生充分利用所學之術，鍛煉分析判斷能力和解決實際問題的能力。
舉例來說，機械系統中執行機構通常是由一些簡單而極富創意設計的四連桿機構來實現的，如從這方面選題，就應要求學生在完成設計的過程中要使設計既不過分復雜，同時又能讓人感受到機械系統的設計理念。在此舉出以下實例加以說明。
如讓學生進行汽車前車輪轉向系統的設計。首先向學生提出以下問題：兩前輪轉向時，兩車輪的轉角是否相等；然后分析問題：汽車高速行駛時首先要保證行駛的安全性，因此車輪轉向時應保證整車純滾動，否則將會出現打滑的危險。由此得到結論：前車輪兩軸線必然與后車輪軸線交于一點，由幾何分析得到兩車輪轉角具有一定的函數關系。該機構可由等腰梯形四連桿機構來實現，其設計問題可歸納為給定兩連架桿位置的函數生成問題。該問題可分別采用圖解法和解析法來進行求解。
再有，鶴式起重機的執行機構為雙搖桿機構，其末端利用連桿的運動來實現重物的移動。問題看似簡單，但其設計卻有一定的特殊功能要求。為保證起重機在左右移動時不上下起伏，避免不必要的做功浪費，應保證連桿末端軌跡為直線，該問題正歸納為連桿機構設計的難點――軌跡生成問題。設計時可首先讓學生了解經典的直線軌跡機構，可采用圖解法先進行幾何特征分析，然后再利用優化設計來建立數學模型，以與直線軌跡誤差最小作為優化目標進行針對性設計。
通過以上所舉實例可知，實際機械系統中有很多亟待解決和優化的問題都依賴于機械系統方案設計。諸如此類具有一定不確定性的設計問題，讓學生真正感受和接觸到實際問題的存在，即使在設計過程中的思考和思維過程很艱難，解決問題時會感到困苦，但收獲成果的喜悅是無法替代的。整個設計過程是伴隨著激情和設計靈感的創造性活動，而不再是一項繁瑣枯燥的事情，使機械系統創新設計理念深入人心。
三、總結
綜上所述，通過創新性、實踐性的課程設計過程，使學生對機械系統的設計理念有所感悟，使學生更好地在創造實踐能力和分析思維方面得到大幅度的鍛煉，真正達“機械原理”課程設計實踐教學的目的。同時，也對學生今后進一步深入研究并確定其研究方向和領域大有裨益，起著導向作用。期待在今后的機械原理課程設計中將出現更多豐富的創新實踐性題目和先進的設計理念，培養出優秀的應用型創新人才，以適應我國科學技術及工程創新的發展。
參考文獻：
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1.理論知識沒有形成系統。主要有兩個方面：一是先修課程的理論知識沒有跟《機械設計基礎》聯系起來。《機械設計基礎》的課程學習，要綜合運用到《工程材料》、《工程制圖》、《工程力學》、《互換性與技術測量》及《機械原理》等課程的知識，由于這些課程學習時是分開單獨學習的，學生在獨立進行設計計算時，往往無法運用這些知識，比如不能運用力學知識去校核齒輪、軸及軸承等零件的強度；不能運用互換性原理中的公差知識去設計軸孔配合公差；不能運用工程材料的知識選擇零件材料等。二是本課程內各章節知識沒有形成有機整體。由于各章節基本上是以機器中不同類型的機構來進行劃分的，學生在碰到多機構組合的裝置時，往往不知道如何進行設計，比如不知道軸承設計的輸入參數應該從軸的設計結果中獲取。
2.缺乏查閱資料解決問題的能力。查閱資料解決問題是進行機械設計必備的技能之一。在實際教學過程中，由于教材一般不會強調這方面的知識，學生在這方面的能力相對匱乏。比如在查閱機械設計資料時，遇到圖表不能根據橫縱坐標查到所需的參數，或者遇到表格不知道表頭所指代的參數，遇到新的問題不知道從目錄中找到參考資料的位置等。
3.缺乏思考、生搬硬套。學生在進行設計計算時，生搬硬套比較多，機械地套用公式，或者完全按照例題參數進行設計，不考慮自己的設計任務與現有方案的差異，缺乏獨立的思考。比如在進行帶傳動設計時，未直接給出轉速（需要用其他參數計算得出），有的學生直接將例題中的轉速帶入計算。甚至有些學生直接照抄別人的設計結果，數據計算和結構設計都相同。
4.對設計參數缺乏宏觀把握。對設計參數缺乏宏觀把握主要表現在課程設計的過程中。由于學生缺乏工程經驗，對所設計的機構沒有在大腦中形成一個宏觀的概念，對其尺寸和參數也沒有感性的認識，因此在設計出現明顯不合理，甚至錯誤時，不能及時發現，直到設計后期，甚至繪圖時才發現問題，已經沒有足夠的時間修改，影響設計成績。比如在設計減速器時傳動比分配不合理，導致制圖時發現結構比例不協調等。
5.制圖能力弱。制圖能力弱同樣是主要表現在課程設計的過程中，課程設計的最后都要求學生把自己設計的裝置按照國家標準要求的工程制圖樣式表達出來，在這一過程中出現了很多問題。主要是因為學生對工程制圖的標準掌握不夠，比如標題欄格式、零件簡化畫法、螺紋的繪制、殼體相貫線的繪制等經常出現錯誤。綜合上述問題分析可以看出，學生在創造能力及設計思維上相對較弱，實際上通過平時作業和操作實踐，學生基本都能完全掌握單一零件的設計，比如設計帶傳動、設計齒輪機構、軸的結構設計等，但卻在需要整合運用這些知識技能時出現了問題。這實際上就是因為心智技能的匱乏，因此，培養心智技能是提高學生機械設計能力的關鍵。
二、心智技能培養在《機械設計基礎》教學中的應用
1.機械設計心智技能形成分析。根據馮忠良教授的研究，心智技能的形成是階段性的，其過程分為原型定向、原型操作和原型內化三個階段。原型定向階段以理論知識傳授為主，讓主體掌握技能操作的原理；原型操作階段通過實踐讓主體熟練掌握操作技能，為原型內化奠定基礎；原型內化階段在主體大腦中形成內化的思維模式，使主體能夠靈活運用操作技能解決實際問題。根據上述理論，結合《機械設計基礎》教學的實際情況，機械設計心智技能的形成階段如圖1所示。機械設計心智技能的形成分為三個階段：掌握基本理論、熟悉常用設計和綜合設計計算三個階段。在整個學期的教學過程整體上按照三個階段進行劃分，同時每個章節的教學同樣按照三個階段進行，甚至具體到每次課都盡可能遵循心智技能形成的過程進行，如此不斷反復強化，才能提高心智技能。在整個學期的教學過程中，掌握基本理論、熟悉常用設計和綜合設計計算三個階段的主要教學內容是：（1）講授常用機構和通用零部件的工作原理、設計、應用等知識；（2）講授常用機構和通用零部件的設計步驟，通過課內實訓，大作業等方式加以鞏固；（3）指導學生綜合運用所學知識，獨立進行機構設計，總結設計中出現的問題，形成經驗反饋。而在具體某個機構或零件設計的教學過程中也應遵循三階段原則，教師首先講授機構或零件的工作原理。然后按照設計步驟讓學生動手練習，在此過程中不斷發現和改正出現的問題，再通過針對性布置大作業及課內實訓進行鞏固。最后提出一些設計案例，組織學生進行分組討論，培養獨立設計的能力。
2.教學內容及教學模式。在前述理論研究的基礎上，《機械設計基礎》的教學內容分為理論教學內容、實訓教學內容和討論教學內容。其中，理論教學內容針對機械制造專業學生必須具有通用零部件和常用機構的初步分析能力和設計能力而設置，對教材中的內容進行簡化，重點講授平面連桿機構、凸輪機構、帶傳動、齒輪傳動、滾動軸承、軸、減速器等內容。實訓教學內容與理論教學的重點相呼應，包括平面運動簡圖的測繪、機構的結構及特性分析、漸開線直齒圓柱齒輪參數的測定、軸系結構設計、機械傳動裝置的拆除和結構分析、機械創新設計。討論教學內容則針對常用機構和零件的設計中存在不確定性的部分，例如平面連桿機構、凸輪機構、帶傳動、齒輪傳動、軸等，這些機構或零件的設計往往需要學生在一定范圍內去選取參數，經常會讓學生不知如何進行，因此進行討論和總結是有必要的。
三、小結
【關鍵詞】機械設計 新型理論 汽車工程 研究應用
一、有關機械設計理論的概括及研究方向
（一）機械設計理論的基本概括
機械設計及理論是機械工程一級學科所屬的二級學科，是研究機械科學中具有共性的基礎理論和設計方法的學科，是對機械進行功能分析與綜合并定量描述與控制機械性能的基礎技術學科，也是定位機械工程中的各項細致工作流程及程序的歸納總結的簡單理論介紹。它主要研究各種機械、機構以及其零件的工作原理、現代傳動與控制技術、運動和動力學性能、摩擦物理學、關系力學、機械創新與設計等有關課題。機械學科與仿生學、信息學、生物學、電子學等許多學科相互滲透，從而促進了機械設計與理論學科的新發展。機械設計這個學科的特色與優勢，它是以復合材料構件設計與制造、計算機輔助工程、輕工自動機械設計及理論研究為目標，將計算機輔助設計與現在檢測技術應用于機械以及產品的設計過程中。具有工程設計和管理的綜合素質極其豐厚的專業知識，適合從事工程技術，科研等工作。我國近年來在機械設計研究上取得了驕人的成績。
（二）機械設計理論的主要研究方向
現如今，隨著科技的快速發展，機械設計理論也逐漸的完善、增多起來，特別是更好地擴大了機械設計理論在各方面上的研究，主要有以下幾個研究方向：現代設計理論與方法：機械創新設計與方法、機械系統動態設計與仿真、優化設計、新型傳動理論設計、機器人機構及其控制與仿真技術、數學機械化在機械中的運用；機械創新設計與檢測技術：機械創新設計與檢測技術主要用于研究機械創新設計與有限元計算分析，機械振動與噪聲測試與分析，計算機輔助設計與制造、圖像處理技術；輕工自動機械設計及理論：主要研究的領域是輕工自動機械現代設計理論，輕工自動機械先進傳動技術，新型傳動機構研究與開發、輕工機械動力傳動的節能與環保、輕工業機器人開發與應用研究、機器人新機型、仿生機械研究等；仿生機械學：仿生原理與技術；驅動與控制技術、機械運動與控制。
二、機械設計理論在汽車工程上的研究
隨著工業革命的發展，人類歷史上出現了第一輛汽車，近些年來，又隨著汽車工業的迅速發展，汽車變成了“改變世界的機器”，它不僅僅改變了人們的生活方式，方便了人們的出行，還在一定程度上有效的提高了人們的生活質量和生活水平。雖然，在過去的幾十年里汽車行業的發展有了很大的進步，可是，目前的科學技術水平依然還是有限的，對于汽車的研究在各方面還需要更進一步的提高。新型機械設計理論以及一些基本原理在汽車工程方面有著很大的研究方向，并且對其有著一定的推動作用。
（一）機械理論在汽車工程技術上的研究
汽車工業的發展代表著一個國家制造業的發展，它直接決定了該國家制造業的發展水平。在某種程度上，它不僅僅是最廣泛的一種工業，還是最新技術的最大載體之一，例如，有些航空、航天領域的高新技術只有通過汽車工程工業才能夠更好的轉化為較為規模型的產業，這就決定了新型機械設計理論及基本原理在汽車工程、工業上有著很大的促進作用。近些年來，對于汽車工程技術的研究有著越來越高的標準，這就迫使研究工作者更全面的運用機械設計理論為汽車工業的發展做好準備。
（二）機械設計理論在汽車工程實際操作方向上的研究
在實際生活當中，對于汽車工程的研究離不開技術方面上的研究，更離不開實際操作方向上的研究，這些實際操作上的研究與機械設計的基本理論有著密不可分的關系，甚至有些實際操作，例如對汽車的噪聲、振動等等有著很強的密切性，并且對于這些問題的解決有著很好的作用效果。
三、新型機械設計理論在汽車工程上的應用
（一）機械設計理論在汽車工程噪聲、振動上的應用
在評價汽車舒適性中有一項十分重要的指標，那就是NVH分析，它直接關系到了汽車產品的市場形象。NVH不僅有助于對振動頻率進行匹配，用于消除振動過程中出現的耦合現象，還有利于改善產品的振動特性，從而大大降低汽車的噪聲及振動。利用NVH分析可以預先得到新開發車型性能指標，還能對設計以及制造等各個環節進行更好的優化和完善，該分析不僅從設計成本上，還是從開發周期上考慮，都為設計新型車型提供了很好的保障。
（二）機械設計理論在汽車結構強度與模態分析及結構優化上的應用
車身是車的主要總成，因此車身必須有很好的強度來保證車的壽命，以足夠的靜剛度來保證車的裝備與使用要求。在機械創新設計與檢測技術中機械創有限元分析的方法能夠有效地滿足上述車身的設計，其主要應用體現在：一是在汽車設計中對結構件、主要機械零件的強度、剛度和穩定性進行分析：二是在汽車結構分析中通常采用有限元法來進行各構件的模態分析，同時在計算機上可以清晰地觀看各構件的振動模態，這就為結構的動態設計提供了方便。因此有限元分析的方法在汽車結構上的應用從而提高了車身設計水平。
四、結語
機械設計的基本原理以及設計理論有著很好的應用前景，特別是在汽車工程方面上發揮著良好的效果，不僅僅體現在對于汽車工程技術和實際操作上的研究，還體現在了對于汽車工程、設計上的具體應用，這些對于汽車工程的發展有著極大的推動作用。
參考文獻：
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【關鍵詞】微課；機械原理；課程改革
現代教學觀主張教學應該是在教師指導下，以學生為主體，以實現培養目標和職業技能為導向，師生共同探討交流的過程。《機械原理》作為一門培養工科學生能力的專業基礎課，兼具任務性和邏輯性。通過對學生的調查發現，許多知識點難于理解和記憶。而傳統的教學方式重共性不重個性，不能體現“做中學，學中做”的教學理念，因此學生往往是被動接受知識點，這不僅抑制了學生的學習興趣，而且教師在教學過程中也會感到“身心疲憊”。為了發揮學生主觀能動性，培養學生學習興趣，提高學生學習能力，筆者在教學中引入了微課教學法。
1 微課及其特點
2008年，美國新墨西哥州圣胡安學院高級教學設計師David Penrose首次提出“微課程”這一概念。美國一個教育信息化專業研究機構Educause于2012年11月分享關于微課（Micro- lecture）的介紹。根據Educause報告的定義，微課（Micro-Lecture）指的是單一、嚴格界定的教學主題的簡短的教學音頻（視頻）。微課常用于面對面教學或混合學習、在線學習等。目前，微課已成為各類學生學習活動的重要組成部分。
微課的主要特點包括：
（1）時間“微”：微課視頻時間較短，一般不超過10分鐘。
（2）含量“微”：微課主要是為了重點講解某個學科知識點（一般是重點、難點、疑點），或是反映某個教學策略或教學主題的教與學的活動。并不是所有知識點的羅列。
（3）資源容量“微”：微課的視頻格式一般是支持網絡在線播放的流媒體格式（如wmv、flv、rm等）。加上與教學主題相匹配的微教案、微課件及微反思等資源一共也就幾十兆。
由以上論述可知，微課便于學生進行個別化的學習探究。它具有指向明_，資源多樣，短小精悍，易于擴充，可交互性強等特點。
2 微課在機械原理教學中的作用
2.1 有利于調動學生學習《機械原理》的積極性
在農業院校《機械原理》教學過程中，存在有學生群體的特殊性。因此教學過程中經常出現的情況就是學生學得苦，教師教得累。這直接影響了良好的課堂氛圍。如果運用“微課”的方式進行教學，學生就會在好奇心的驅使下，積極、主動接受參與性、開放性、娛樂性更強的課堂形式。所以應用微課進行教學的模式，在很大程度上提升了學生的學習積極性。
2.2 有利于學生對《機械原理》知識的全面掌握
由于農業類院校學生的文化水平參差不齊，加之在開始課程的時候，又是以專業課為主。種種原因導致學生不能很好地掌握《機械原理》基本知識。微課可以在網絡、多媒體的幫助下，對一些難懂、抽象、復雜的知識點進行整合和總結，然后以短視頻的方式播放講解。這在很大程度上增加了課程的趣味性，極大調動了學生的學習積極性。通過這種教學方式，學生就可輕松、愉快地學習《機械原理》知識。
2.3 有利于提高課堂效率和課堂質量
隨著高校課程改革的展開，《機械原理》教學課時越來越少。在此形勢下，教師有可能通過降低課程難度以適應學生的學習能力；也會刪掉部分晦澀、乏味的知識點，而把更多的時間用在學生容易理解、感興趣的知識點上。其結果是教學變得相對輕松，但是往往達不到預期的教學效果。由于授課時間的缺乏，導致學生知識點不能得到及時總結；也很難熟練掌握課堂內容。為了達到教學目的，教師還需進行二次授課。而微課恰好可以彌補教師上課時間不足的缺陷。教師沒時間在課堂上講解的內容，學生可以選擇課余時間在網上進行自主學習。
3 建設《機械原理》微課平臺的方法
3.1 微課教學片段的設計
微課的課程容量較少，每小節課的內容在10分鐘左右。在短短10分鐘之內要解決《機械原理》課程中某些章節的重點和難點問題，因此微課內容中不應包含淺顯、易懂的知識點，更不是所有知識點的簡單羅列。這些重點和難點知識之間的聯系、內容之間的相互融合可以通過傳統多媒體教學方式來實現。譬如可在PPT中插入微課的一些片段等。總之在微課教學片段的設計過程中要保證內容的邏輯性、完整性。
3.2 微課資源建設
微課建設的關鍵是資源建設。以農科院校《機械原理》課程為例，首先要以教學大綱為依據，結合本專業特點，確定課程重點和難點。其次要確定微課資源建設的方式。微課實現的方式有多種，但無論那種方式都要體現出學生的主動性及課堂上教師和學生之間的互動性。譬如在介紹不同機構應用時，可采用視頻的方式。形象、生動的視頻有可能引起學生巨大的學習興趣；對于“四桿機構設計”，可運用“flash”進行講解。用此方法可以把復雜的運動分解成幾個簡單的運動，從而使得一些晦澀的問題變得簡單明了。為了解學生對本小節重點內容的掌握情況，可在微課附注中添加測試題。學生在做題過程中可以相互探討，也可和老師交流。在探討和交流中就掌握了知識。如在機構自由度計算、輪系傳動比計算等知識點后面，可進行小測試，以便了解學生的知識掌握情況。最后，使用Camtasia Studio和PPT等多種設備和軟件進行教學過程配錄制，具體操作過程如下：（1）針對所選定教學主題，搜集教學材料和媒體素材，制作PPT課件；（2）通過中控臺，同時打開視頻錄像和教學PPT，教師戴好擴音器后，調整好話筒音量和位置、PPT界面和錄屏界面的位置后，單擊“錄制桌面”按鈕，開始錄制。教師一邊講解一邊演示，可以配合標記工具或其他多媒體軟件或素材，盡量使教學過程生動有趣；（3）對已錄制的教學視頻進行必要的處理、美化；（4）將《機械原理》課程的微課學習材料放到學校搭建的課程學習平臺上。
3.3 微課課堂實踐研究。
微課開展不能只停留在形式上，更重要的要注重微課開設后的效果。形式再好的微課如果起不到好的教學效果只能說是人、才、物的浪費。對微課效果的評價方式有以下幾種：（1）問卷調查。可向參加微課學習的學生發放問卷，提問一些問題，還可讓學生主動提出一些微課建設的好建議，得到反饋后老師可以迅速改進課程內容和形式。（2）網絡反饋。隨著信息技術的發展，老師和學生的交流越來越多地借助于網絡，而非面對面的交流。可以通過網絡和相關軟件統計一門微課的點擊率，從而使老師知道微課的實際效果，以便做進一步改進。
【參考文獻】
[1]田文娟.淺析微課在《機械設計》課程改革中的應用[J].經營管理者，2015（10）：407.
關鍵詞：實踐教學；自學指導；類比教學；演示教學
中圖分類號：G42 文獻標識碼：A
文章編號：1009-0118（2012）09-0155-02
《機械設計基礎》是高等職業技術院校面向機械類專業，即機械設備維修、礦山機械、建筑機械、鐵路施工機械、公路施工機械、汽車維修、數控技術專業、機電一體化專業、模具設計與制造專業開設的專業技術平臺課程，是基礎課與專業課銜接課程。課程內容涵蓋機械原理和機械零件兩門學科。課程涉及計算機基礎、高等數學、工程力學、機械制圖和機械制造基礎多門相關學科。目前在本課程的教學實踐中，采取了多種多樣教學方法和手段，常用的有實踐教學法、自學指導教學法、類比教學法、多媒體教學法。機械設計基礎課程特點是涉及內容面廣量大，教學方法的方多種多樣，教學方法的選擇直接影響到教學效率和學生的學習效果。我通過多年承擔機械設計基礎的教學工作，在諸多種教學方法中，提煉了對以上提到的四種常用的教學方法，對這些教學方法如何在機械設計基礎的教學中應用進行分析比較，同時結合機械設計基礎教學的教學內容進行如下探討。
一、實踐教學法
實踐教學法是基于學生的直接經驗、密切聯系學生自身生活和社會生活、體現對知識綜合運用的教學方法，教師通過一定的實踐活動將概念化、條理化、抽象化的書本知識轉化為學生的理性認識和實踐能力的一種有效方法。實踐教學法是理論聯系實際的橋梁，在《機械設計基礎》教學過程中經常被使用。實踐教學法在教學實踐中注重，引入新課要精心設計，把新課涉及的內容和主題聯系，學生實踐過或接觸過的問題提出來，這樣很直接地揭示本課主題，能使學生的注意力很快引入課程主題的學習和探討中。在探討《螺紋連接與螺旋傳動》時，可以從如下實例入手：例舉生活中遇見的多種實例，這些實例都有一個共同特點，用手擰緊螺栓時候，順時針擰就能擰緊螺栓，可家庭用來煮飯的液化氣鋼瓶就不一樣，液化氣鋼瓶逆時針才能擰緊，都是螺紋擰緊工作，就有不同的操作方向，要解釋這個實際生活和工作中遇見的現象，只要認真學習本章所講的《螺紋連接與螺旋傳動》教學內容，就能夠比較輕松容易地理解掌握《螺紋連接與螺旋傳動》的原理。又如在探討《鏈傳動》時，可以從人騎自行車的實例入手，人在騎自行車時，經常遇見自行車鏈條從鏈輪上脫離，這時騎自行車的人就會感到有力沒法使，自行車也不能驅動，既然自行車鏈傳動中鏈條容易脫離鏈輪，為什么自行車制造商還要采用鏈傳動來做自行車的傳動裝置呢？如果一定要用鏈傳動做自行車的傳動裝置，用什么方法能使自行車鏈條盡量少些脫離鏈輪。學習本章《鏈傳動》后，這些問題都迎刃而解。在探討《機構自由度》時，機構運動簡圖、機構運動示意圖、平面機構自由度這些概念比較抽象學生難以理解，通過簡單機構測繪實踐，學生就會對機構、機構示意圖，機構運動簡圖，有了較深的理解和認識。有了實踐的引入和運動簡圖測繪實踐活動，學生對機構的運動，機構運動自由度，計算機構自由度，判斷機構能不能運動，從動件有沒有確定的運動等教學內容都能夠基本掌握。在機械設計基礎的教學中，用實踐教學法，可以啟發學生學習機械設計基礎的興趣，能夠事半功倍地完成本課程的教學任務，學生和老師都能較輕松地完成本課程的教學標準。
二、自學指導教學法
自學指導教學法是在教師的指導下，讓學生經過自學，找出不理解的內容，然后教師再針對學生提出的問題重點講授的一種課堂教學方法，該教學法有五個環節組成，即：布置題目-自學-練習-討論交流-點評小結。這種教學方法體現了學生為主、自學為主、練習為主的三原則，自學指導教學法促成了教師、學生和教材之間的和諧統一。在《機械設計基礎》課程，對于較簡單的教學內容，可采用自學指導式教學方法。自學式教學方法教師根據本節課的內容設計幾題課堂練習，學生帶著問題自學，然后完成教師布置課堂練習題，老師隨機挑選幾名學生在講臺上，交流自己獨立完成的練習的思路、步驟和展示自己完成的練習；老師概括性的點評學生完成練習中出現的問題，提出正確的解題方法，公布正確的練習答案。如機械設計基礎中的，凸輪機構可以采用這種方法，本課題可以提出這些問題，你在平時的生活和生產實踐中，看到過凸輪機構應用在那些機器設備上（舉例説明）？凸輪機構中，常用的從動件運動規律有哪幾種？各有什么特點？基園半徑過大，過小會出現什么問題？滾子從動件的滾子半徑應如何選取？通過50分鐘時間的自學后，學生之間相互交流探討，大多數學生基本能完成以上老師布置的練習；老師隨機挑選幾名學生上講臺交流自己解題的思路并演示自己解題的過程和結果，經學老師點評，絕大多數學生能掌握凸輪機構的工作原理和應用。自學指導教學法在機械設計基礎課程的教學中，能夠幫助學生鍛煉自己，提高自學的能力，自學能力的培養也是大學教育一個重要的目標。培養學生終身學習能力，這種教學法起到了事倍功半的效果。
三、類比教學法
類比教學法是類比推理在教學中的具體運用。類比教學法對于引發學生的學習動機，幫助學生理解抽象的事物和概念，發展學生的求異性思維以及培養學生學習的主動性具有重要意義。類比教學法用在《機械設計基礎》課程中，如摩擦輪傳動、帶傳動、螺旋傳動、鏈傳動等，每種傳動教學過程都是介紹結構、工作原理、分類、參數、應用特點。前面幾種傳動可以詳細介紹以及層層遞進分析這些傳動機構，當學生掌握前面幾種傳動機構的工作原理、機構特點及在機械設備中的應用當學生漸漸熟悉了這種分析傳動的方法后，用鏈傳動來做一次類比法教學，先讓學生模仿前面的方法來分析鏈傳動的結構、工作原理、分類、參數，再歸納總結出鏈傳動的機構特點及在機械設備中的應用。在機械設計基礎中齒輪傳動，蝸輪蝸桿傳動，齒輪系的教學中，用類比教學法也比較有教學效率，在詳細講授圓柱齒輪的幾何尺寸，基本參數，正確嚙合條件，連續傳動條件等內容后，可以用類比法學習斜齒圓柱齒輪，錐齒圓柱齒輪和渦輪蝸桿。采用類比法教學中教師有意識地運用這種層層推進、抽絲剝繭的分析問題、思考問題的方法學生們能較輕松地完成學習內容。學生也在潛移默化中學會了用類比法學習新知識，新技能。學生今后在工作崗位上碰到新的設備，也會運用類比法分析問題。類比教學法在機械設計基礎課程教學中，可以訓練學生應用類比法分析問題的能力，同時在一定程度上能夠提高本課程的教學效率和學生的學習效果。
四、多媒體教學法
多媒體教學是指在教學過程中，根據教學目標和教學對象的特點，通過課程教學設計，合理選擇和運用現代教學媒體，并與傳統教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種媒體信息作用于學生，形成合理的教學過程結構，達到最優化的教學效果。在機械設計基礎的教學中，所有的運動機構都可以制作成動畫，如概述部分中有關機械、機構和機器等概念，做成動畫后學生就能在最短的時間里，接受機器、機構、機械、零件和構件的含義；齒輪機構、蝸桿機構、帶傳動和鏈傳動做成動畫，學生就能在最短的時間里，弄懂這些機構的工作原理；如齒輪機構做成動畫，漸開線的嚙合特點，漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合特點，漸開線齒輪的根切現象，變位齒輪和變位齒輪傳動的教學內容，都能在較短的時間里讓學生接受這些知識和初步理解齒輪機構的工作原理。多媒體教學法用在機械設計基礎的課程教學中，能夠提高教學效率和教學質量。如果要制作這些機械傳動機構的動畫，比較消耗人力，財力。目前機械設計基礎的動畫教學資源基本上能夠共享，機械設計基礎多媒體課件可以再網上下載，根據本學校專業的特點加以修改，就可以應用。這樣多媒體在機械設計基礎的教學中就應用更方便，更廣泛。
總之，在機械設計基礎的教學過程中，以上四種教學方法的選用應參考學生以前的所學課程的掌握程度，學生的學習興趣，學校現有的教學條件和教學資源，任課教師的特長等因數因材施教。在應用這些教學方法時，同一章節也可以采用一種或幾種教學方法。實際上在機械設計基礎的教學中，還有很多的教學方法。無論在教學中選取哪一種教學方法，突出高職教育的特點，盡量在教學中，聯系生產實際，避開在今后很難遇到的機械設計基礎課程里較深的理論問題。在整個課程的教學中體現培養技能型人才的目標，提高本課程的教學效率，達到高職機械設計基礎課程的教學標準。
參考文獻：
［1］李正峰,蔣利強.機械設計基礎［M］.化學工業出版社,2011,(10).
關鍵詞:創新設計;設計方法;產品設計
創新設計是現代產品設計理論的重要內容之一｡隨著知識經濟時代的到來,社會的進步與經濟的發展更加依賴于人類的創新實踐活動｡開展創新設計的研究對于建設創新型國家有重要意義｡
1創新的內涵
20世紀初,全球社會生產力的發展中只有5%是依靠技術創新取得的,而現在發達國家中的40%是依靠技術創新取得的｡
美籍奧裔經濟學家熊彼特(JosephA.Schumpeter)于1912年在其著作《經濟發展理論》中將“創新”作為一個經濟學概念首次提出｡
熊彼特認為創新是發明的第一次商品化,也就是說,把發明引入生產體系并為商業化生產服務的過程就是創新,它意味著建立新的生產函數或供應函數,是在生產體系中引進一種生產要素和生產條件的新的組合｡
而發明實際上就是一個產品創新的過程,其關鍵是設計的創新,設計創新是實現產品創新的根本基礎｡因此,創新設計的重要性就顯而易見了｡
創新設計是一種創造性的智力活動,是設計者充分發揮自己的創造力,利用人類已有的科學技術成果,進行創新構思,應用新技術､新原理､新方法進行產品分析和設計的過程｡
2創新方法的發展
創新是一個及其復雜的過程,人類對創新本質的認識與研究還遠遠達不到科學的層次｡但是眾多創新學者,經數十年的研究發現,科學技術的發明創造有一定的規律可循,他們大多是以原則､訣竅､思路形式指導人們克服心理和思維的障礙,改善思維的靈活性的過程｡
自20世紀30年代至80年代,世界上出現了300多種創新技法,10多種創造原理｡這些創新技法,各自從不同的角度､在一定程度上突破了制約創新的相關因素的限制｡
所謂創新技法就是在創造心理､創造性思維方法和認識規律基礎上的技巧｡這些創新技法不存在科學的邏輯關系,大多數目前在理論上處于“初生期”,還遠遠未達到純粹的科學水平｡
從思維的角度,創新是人類駕馭形象思維與邏輯思維､發散思維與收斂思維的過程｡
經過數十年的發展,在掌握已有創新技法的基礎上,結合認知科學､人工智能､設計方法學､科學技術哲學等前沿學科,創新設計方法已成為一門獨立且有待于開發的新的設計技術和方法｡
創新設計方法的發展歷程如圖1所示｡
最初的創新研究側重于人的創造性思維,總結出一些具有指導意義的規律,形成各種創新技法,如:頭腦風暴法､聯想法､類比法､側向思考､仿生法等｡
后來,創新方法的研究開始注重以知識(專利)為基礎,通過對專利的分析與研究,總結創造活動所遵循的創新原理,該階段的典型創新方法是TRIZ理論｡
隨著計算機技術的發展,創新方法的研究也出現新的趨勢,在現階段,各種成熟的創新設計方法開始集成化研究與應用,并與計算機(包括網絡)技術相結合,形成計算機輔助創新(CAI:ComputerAidedInnovation)技術,如:QFD､可靠性設計､網絡協同創新技術､有限元分析等各種成熟的技術和方法開始融入到創新設計過程中｡3機械產品創新設計的研究
機械產品創新設計的研究對于提高機械產品的設計水平､提高產品的競爭力有著重大的意義,受到世界各個國家的普遍重視｡
機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力,利用人類己有的相關科學技術成果(含理論､方法､技術原理等),進行創新構思,應用新技術､新原理､新方法進行產品的分析和設計,設計出具有新穎性､創造性及實用性的機構或機械產品(裝置)的一種實踐活動｡
一般來說,創新設計包括全新設計和適應型創新設計兩類｡
需要指出的是,創新設計和概念設計并不是同一個概念,概念設計的核心是進行設計創新,而創新設計并不盡限于概念設計階段｡在產品設計的各個階段均有創新設計的問題,但是最主要的是在概念設計階段進行創新｡
國內外學者針對機械產品創新設計,分別從設計的本質､設計的過程以及設計的方法等不同方面,做了大量的研究工作｡
創新設計理論和方法的研究現狀見表1｡
4機械產品創新設計存在的問題及展望
通過上述文獻的研究可以看出,盡管人們從不同角度對創新設計進行了數十年的研究,取得了一些成果,但是產品創新設計過程中還有一些問題仍沒有解決,成為今后研究的重點｡
(1)創新設計本質過程的研究這實際上也是對設計的創新本質的認識｡盡管人們從思維方法､設計手段等多方面對創新問題進行探索,現在對創新的實質過程仍沒有一個統一的､深層次的認識,無法形成一個完整的理論去指導創新實踐｡在這方面我們仍需要做大量的工作｡
(2)創新設計中知識的表達與應用首先,產品創新過程涉及多學科､多種技術,如何將設計知識組織管理,滿足設計主體對知識的需求是今后的研究重點｡其次,為創新設計過程建立科學的產品模型,結合現代CAD技術,支持創新方案的快速表達,對于提高設計效率有重要意義｡
(3)設計理論研究與設計工具開發存在嚴重脫節人們對于設計理論及創新問題進行了大量研究,但是理論研究與設計工具,特別是產品的結構設計工具存在嚴重的脫節｡一方面某些機械結構設計理論和方法的研究較少考慮計算機實現的問題;另一方面設計工具開發時,又沒有適合計算機進行的結構設計自動化和智能化理論｡需要深入研究機械產品設計中功——構映射的本質規律｡
(4)創新設計過程的集成化技術研究創新設計過程的集成化技術的重點在于概念設計的集成化實現,主要是指產品的原理方案創新與結構方案創新的集成｡現有的設計理論或設計工具多是從不同的角度,考慮某階段的創新實現問題,如:TechOptimizer可以輔助實現產品原理方案的創新,但需要其他CAD系統完成結構的設計工作;一些大型的CAD/CAE/CAM商品化軟件,如:UG､Pro/E等均開發出了支持概念設計的工業設計模塊或草圖設計模塊,但是這些模塊基本上仍是計算機輔助繪圖的工具,幾乎不支持原理方案的創新｡缺乏統一的創新設計理論指導創新設計過程,是造成原理方案創新與結構方案創新的集成度低的主要原因｡
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機械原理課既有很強的理論性，又有較強的實踐性。對于沒有實踐經驗、基礎知識薄弱且空間想象能力相對較差的三本院校學生來說，極易感覺學習內容枯燥乏味且不易理解，從而失去學習興趣，進而導致學生在課堂上精神不能集中，甚至萎靡不振或“開小差”，教學效果難以保證。糾其原因除了基礎差、學習起來有困難以外，更重要的是他們缺乏學習動機。主要體現在以下幾個方面：1.對人生定位缺乏認識。2.對專業缺乏認識。因此，在機械原理課程教學中如何激發學生的學習興趣，使學生既想學，又能學、會學且樂于學，是新時期三本學院機械原理課程教師面臨的首要任務。
針對以上特點，本文特在教學內容及教學方法與手段上提出如下改革思路：
一、夯實基礎，拓寬知識，進行教學內容的改革
機械原理是一個比較傳統、成熟的課程。教學內容的改革上賦予了它更多的現代氣息，在加強基礎的同時，處理好“少而精”與“廣而新”的關系。實際工程中使用較普遍的常規理論、方法仍然作為教學的基本內容，本著“少而精”的原則，加強基礎，使學生必須掌握；本學科和相近學科的新知識、新發展作為新的教學內容讓學生了解為主，體現“廣而新”的原則，達到拓展學生的知識面，開闊思路和眼界的目的。因此，在經典的基本知識以外，我們保留了圖解法的精華，同時鑒于計算機技術的廣泛應用和學生的興趣愛好，適當增加解析法的應用，加強了計算機輔助設計的內容，使學生把傳統、古老的機械與日新月異的現代化技術聯系起來。為了培養學生初步具有確定機械運動方案和合理選用機構的能力，教學內容上又增加了“機械運動方案的擬定”、“分析和設計機構”方面的內容介紹，并安排了對某一機械的改進或新機械的方案設計，使學生對所學知識融會貫通，達到應用知識解決實際問題的初步能力，將理論和實際結合得更緊密。在講授必要的傳統、經典知識、“三基”內容以外，積極吸收國內外有關科學研究成果，注重介紹本學科的研究前沿以及新知識、新材料、新工藝、新理論和新方法，以開闊學生的思路和眼界。
二、遵循“知識傳授與創新及實踐能力培養并重”的原則，不斷地改革教學方法與教學手段
1.啟發式教學模式。理論授課時，注重充分與學生進行交流：學生跟著老師的思路走，老師跟著學生的表情走（察言觀色，掌握學生接受的程度）。引入項目研究、課內課外相結合等；在課堂教學中，通過教師的講授來傳授知識，采用教師啟發、引導的方式，循序漸進地誘導、啟發、鼓勵學生對問題和現象進行思考、討論，再由教師總結、答疑。盡可能結合工程實際，激發學生學習興趣，有效縮小書本知識與生產、科研實際的距離。對于一些容易混淆的概念、知識點在個案中的運用分析、通過分析而進行歸納的基本理論和原則等方面的問題，都可以采用啟發式的教學方法，既有利于提高學生學習的積極性、主動性，又有利于培養學生分析、解決問題的能力。通過這種討論式、互動式的教學方法，可有效提高學生學習的積極性、主動性，也有利于學生分析問題、解決問題能力的培養和表達能力、團隊合作能力的提高。
課程實驗教學注重實驗方法、實驗過程，重視實驗儀器的使用。在保證基本實驗內容完成的基礎上，鼓勵學生自己擬訂實驗方案、實驗方法，使學生能夠獨立實驗，獨立分析實驗結果，這樣就培養了學生獨立工作的能力和創新意識。
2.多媒體教學手段。引入CAI課件、視頻、動畫等。2001年后，課程的教學手段從傳統的掛圖講解、膠片投影教學，轉變為課堂利用多媒體教學、實驗室采用投影為主，掛圖為輔的方式進行教學。由于應用先進的設備和儀器教學，改變了學生上課埋頭記筆記、課后背筆記、老師考筆記的現象。課堂中增加了更多的師生互動環節，師生在課堂上共同討論問題的時間多了，學生的興趣也增加了。多媒體技術的運用，使許多理論知識變得“可視化”，直觀而容易理解，加強了師生教與學的交互性。
3.網絡教學。機械原理精品課程網及時更新最新研究進展，并將教學大綱、日歷、習題、試卷、電子教案、動畫素材、授課視頻等上網，通過文字、聲音、圖片、視頻等手段加強了教學感觀性、時效性和現代教育技術氣氛的感染力。利用教室的網絡環境，可以引導學生了解最新研究進展與資訊，注意將最新的學術研究成果轉化到教學中，培養學生的創新能力。
4.及時答疑。答疑方式多樣，既有課間個別答疑，也有課外集體輔導答疑；既有實時的電話答疑，也有非實時的郵件答疑，還有留言答疑、QQ群答疑等。
關鍵詞 機械設備；能源消耗；新技術；改造
中圖分類號TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）81-0065-02
對于機械設備改造的理論和方法涉及機械、材料、物理、化學等很多領域。在我國經濟高速發展新形勢下，工業技術機械設備都還比較落后陳舊，更不上時代的發展，對于每個企業來說，更新機械設備和對原有的機械進行改造注入新的技術，使企業的發展能夠更上時代的需求，還能在激烈的競爭中嶄露頭角。本文將主要歸納介紹了在機械設備改造過程中所涉及的一些機械改造理論知識，并，并對機械設備改造的出現常見方法進行論述。
1 機械設備的改造原理
對于機械設備的改造是把新的科學技術的研究成果應用在一些企業的現有機械設備，再通過對機械設備的部分結構進行革新和改造，來是機械設備具有新的生產水平并提高機械的生產效率。首先我們要通過了解機械原理，研究機械設備的結構、受力情況、機械質量和運動過程等。機械設備是由一個或一個以上的機構構件通過活動傳動來實現整個機械運動的組合結構。對于機構學是來研究機器中常見的各種各樣的機構，一般是來研究機械結構的組成原理和運動的確定性，并對該機構的運動特性和過程進行分析和總結。機構學一般不是研究力對運動的某些影響，現在對機構的分析主要是采用圖解法，或者通過計算機的輔助設計來深入的研究和技術革新。
機械設備的技術改造是將現代科學技術成就和先進經驗應用在原有的機械設備上，通過改造來改變現有設備的部分結構，采取裝上和更換新部件、新裝置、新附件，來替換機械設備的一些磨損部位。同時通過機械設備的技術改造，能夠改變原有設備的一些技術性能，增加機械設備的某些特殊功能，使機械設備的局部或整個設備能夠達到新設備的技術水平，擁有高效的生產能力和性能。例如，將一些舊的機床改造為程控、數控的機床，或者在舊的機床上增加精密的檢測裝置、更換新的技術部件等。通過機械技術改造可提高產品的質量和生產效率，也能降低機械的能源消耗。這些都需要研究機械的動力學，通過研究機械在力的作用下地運動規律、產生的摩擦力和機械工作效率等問題，將有關數據利用計算機進行分析研究，來改善一些陳舊的機械工作原理，科學的解決現有設備的部分構件的運作中產生的不符合有關技術要求的問題。
在進行機械設備的改造原理時，也需要對機械的材料進行有效的分析研究，在現有的基礎上，找出符合現代社會發展的方向的高科技材料。首先需要研究材料的成分、材料的化學結構和材料的性能等在機械設備上的有關應用。同時還要研究材料的物理特性，從微觀和宏觀的角度對不同材料的詳細參數進行有效的實驗分析，觀察材料的導熱性、導電性、材料的密度和水工性質能多方面的物理特性在不同環境下產生的不同物理反應。還要研究材料結構的穩定性，并在熱力學條件下發生不穩定的變化情況，觀察分析在此狀態下材料的組成結構相關變化，在哪種條件下材料能夠恢復穩定或達到物質的平衡狀態。通過研究材料在這些變化進行相變現象，可以利用該物理特性來有效的控制材料的性能制造出一些機械設備需要的機械器件，是原有的機械擁有新的特性，達到有關技術要求。對于材料的熱力學研究室為了清晰的了解材料在熱現象中物質系統達到平衡時的有關性質和物質的能量平衡關系。熱力學的理論主要是由熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律組成，主要是來研究熱能和機械能等一些其他形式的能量轉換規律。但我們不僅要對材料進行單一的物理性質研究，還要對材料進行化學性質的研究，通過一些化學實驗來檢測該材料的化學特性，研究出材料在哪些特定的條件下發生化學反應，導致材料的組成發生變化。同時我們還需要通過利用量子力學和統計力學等對材料進行實驗研究、探索和歸納總結出來材料的基本規律和理論。通過對機械設備原理的掌握，在各方面對機械設備進行創新的研究設計，是機械設備達到所需的設計要求。
2 機械設備的改造方法
對于機械設備的改造方法一般是設備的改裝和機械設備的技術改造，機械設備進行改裝一般是通過對機械設備的容量、體積和功率等改大來滿足機械的產品生產量和產品的加工要求，而對機械設備進行技術改造是利用新的科學研究成果對原有機械設備進行革新和改造，來改變原有的落后技術，使原有的機械設備能夠擁有新的生產技術。在機械設備的技術改造中一般采用的方法有很多，例如一種改造方法是用微機來作為機械的控制元件， 通過對機械設備的進給系統進 行技術性的改造，選用步進電動機的方式來控制機械系統，是機電控制系統中常用的驅動元件及其控制方法，主要是微機和嵌入式計算機及其接口技術在機械控制系統中的相關應用，還有一種方法是用可編程控制器作為控元件，主要是替代機械設備的繼電器鐮接觸器組成的電氣控制的部分元件，這樣可以提高機械設備的電氣控制系統的可靠性能，而且這個方法早已突破純粹開關量控制的局限性而進入到過程控制、位置控制、通信網絡、圖形工作站等方面，成為機電控制及過程控制不可缺少的核心控制部件。還有一種方法是采用的數控設備來控制機械的進給系統，這樣有利于企業的生產管理的現代化，數控機械設備使用數字信息與標準代碼處理、傳遞信息，采用計算機控制的方法，為計算機輔助設計、制造及管理一體化的工作方式創造了有利條件。
在對機械設備的技術改造中一般是采用相應的方法來提高機械設備自動化程度，實現數控化、聯動化新技術特性，也能提高機械設備的工作功率、速度和擴大設備的生產量和改變設備的生產工藝，并能將機械設備改造成高效能，以實現加工對象的自動控制，同時改進機械設備的冷卻系統、安全和保護裝置及環境污染系統，在新的能源形勢下還需要降低設備原材料及能源消耗。通過特殊的改造使機械設備擁有符合現代生產要求的特點。對于機械設備的改造需要先對機械進行需求分析、技術分析、生產實驗等來解決機械設備怎樣進行改造才能達到我們所要求的效果，并通過有關理論對機械設備進行強度、剛度和使用年限，同時還要考慮到改造后的機械設備對能源消耗和環境與人的影響。
3 機械設備的改造的意義
對于機械設備的改造是利用先進的科學技術和經驗，根據機械設備的需要對機械設備原有的結構、局部部件和裝置進行有效的改善和改進，是舊的機械設備達到新的機械的水平。經過改造后的機械設備能節約能源和原材料，來降低生產成本，并能提高機械設備的加工生產精度和產品的質量。還能適應企業對新產品開發，適應產品升級換代和市場需求，大大的改善工藝性能，提高了設備的生產效率，同時能夠促進企業的安全生產，并改善環境保護和減輕勞動強度。這樣能夠在不增加資金的大量投入下，提高企業的競爭力。
4結論
近幾年，在經濟的高速發展的新形勢下，一些企業對產品質量和出產效率的要求越來越高，這些都需要對原有的機械設備進行相關技術改造，這可以根據現有的機械資源，減少更換新設備的資金消耗，同時通過技術改造后的設備有效的提高了產品的質量和生產效率，并且直接提高了企業的經濟效益。因此作為新時代的技術人員應該掌握扎實的專業知識和提高自身素質，結合新的技術和對新的機械設備的實驗和研究，科學合理的對一些不符合要求的機械設備進行有效的技術改造，使原有的機械設備能夠擁有新的活力。
參考文獻
[1]史芷芳，賈汝民.對機械原理及機械零件課程教材的理解和看法[J].蘭州石化職業技術學院學報，1986.
[2]劉揚，唐芬南，賀兵.基于學生創新素質培養的機械原理課程案例教學研究[J].湖南冶金職業技術學院學報，2009（4）.
[3]侯麗君.C616車床數控化改造.中國科學院上海冶金研究所材料物理與化學（專業）博士論文，2000.
一、教師應從培養合格勞動者的目標出發，選取合適的教學內容進行教學
按照這一思路，我們可以對教學內容進行適當調整。機械原理和機械零件設計都是以機構運動簡圖為研究模型，建立機械運動簡圖應該是機械設計的基礎，因此應把機構的結構分析、機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號、機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。對于機械傳動和零件設計部分，應減少計算公式推導過程的介紹，增加零件細部結構的設計介紹和一些設計參數選取原則的介紹，并加強對機械運行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等。可增加一些本專業最新動態的介紹，多向學生介紹一些機械的新發展、新思路，以開闊學生的眼界。在過去的教學中，通常只重視設計計算，認為只要會計算就達到要求了，而輕視了結構設計以及與工程實際技術問題緊密結合的部分，使教學與實際脫節。如軸承這一節：軸承裝置設計這部分內容在教學中往往不作為重點，而這部分內容是生產一線技術人員直接接觸最為廣泛的實際問題。因此，可以把這章內容進行重新整合，把軸承裝置設計這部分內容作為重點，要求學生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調節、、密封等實踐性很強的技術問題。在學習了這些基本知識的基礎上，再舉一些工程實例，如ca614oa車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學生重點掌握軸承的組合結構、軸承的調整以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。通過這樣的整合，使學生既學會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應用技術，同時使學生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
二、提高學習興趣，增強教學效果
現在職業學校面臨的問題是：學生基礎知識差，不少人對學習失去了興趣。但是我們也應該看到這樣一個事實：這些學生思想活躍，求新求奇思想重，對周圍世界十分敏感好奇，他們喜歡觀察事物，凡是覺得新鮮的就想了解，凡是自己喜歡的就會去做。因此我認為，要想讓學生能夠主動學習，就要使其對專業感興趣、對課程感興趣甚至對任課教師感興趣，而這些興趣的培養可以通過教學過程中實施趣味教學來實現。
因為職業學校學生文化基礎較差，雖然學校所開設的課程已相對簡化，但由于學生理論水平比較薄弱，《工程力學》和《機械制圖》學得不夠扎實，加上缺乏基本的機械常識，所以在機械基礎的學習過程中，想象不出一些零件的結構，受力情況分析不透。因此教學中應首先降低難度，讓學生有學習本課程的興趣。
若照本宣科，不進行教學信息的雙向交流，必然會學之無味、學之困難。為喚起并始終保持學生的學習興趣，創造和諧的學習氣氛，可根據學生活躍好動的特點，在教學中采用趣味教學法，創設情境，啟迪思維，引導學生積極主動地參與教學。要做到這些，教師必須思路清晰，善于歸納和表達，能夠把復雜的內容轉化為綱目了然、脈絡分明、易于理解和掌握的知識。《機械基礎》對于剛剛初中畢業的職校生來說，無疑是有較大難度的課程，容易出現兩種極端：程度高一點的學生為了取得好成績便“死記硬背”；程度低一點的學生，一旦無法戰勝困難，就會放棄學習以致產生厭學情緒。針對這些情況，我認為教學中關鍵要上好第一節課。俗話說“興趣是最好的老師”，如果能讓學生對本門功課產生濃厚的興趣，可以講在本課程的教學任務中已完成了40%。這就要求教師具有淵博的知識良好的口才，能引導學生在有趣的談吐中學到有用的知識，與學生進行有效的交流。
三、重視理論聯系實際，提高教學效果
《機械基礎》是各個工種的專業基礎課，與各工種專業課聯系緊密。作為機械專業的教師，應當不僅具有機械方面的理論知識，而且對于在生產中使用的各種加工方法，機床及設備的有關知識，也要有一定程度的掌握和了解、也就是說我們應努力成為“雙師型”教師。只有這樣，才能在教學中熟練地將理論與實踐結合，上課時才能得心應手。
例如在舉例講解時應盡可能使用見過或使用過的設備，如講解四桿機構，可以結合家用縫紉機的踏板機構。如果有可能的話，理論課教師應主動與實習老師聯系，組織學生到生產現場或學院實訓基地進行現場教學。現場教學前事先布置一些思考題，讓學生帶著問題一邊參觀一邊討論。在參觀實習中，教師可以對學生提出的問題進行有針對性的講解，告訴學生這臺設備采用了哪些機構、某個零件采用了什么機構，把課堂理論知識和實踐知識有機地結合起來，使學生具體地領會各種機構在機器中的應用。這樣，學生上課時就有了一定的感性認識，就不會覺得抽象，就會產生學習興趣。我們再因勢利導，使學生的感性認識上升為理論，教學效果就會大大提高。
《機械基礎》是中等職業技術學校機械類專業的一門專業基礎課，主要研究機械傳動、常用機構及軸系零件和液壓傳動的基本知識、工作原理、結構特點及基本的設計理論和計算方法。該課程既有一定的基礎理論，又有很強實踐性，是機械制圖、機械制造工藝學、金工實習、工程力學等先修課程理論知識的綜合運用，為學習專業技術課程和今后在工作中合理使用、維護機械設備，以及進行技術革新提供必要的理論基礎知識。為了突出中等職業學校的教學特點，提高教學質量，本文擬就該課程在教學內容、教學方法和教學手段、實踐環節等方面的問題，淺談一些個人體會。
一、教師應從培養合格勞動者的目標出發，選取合適的教學內容進行教學
按照這一思路，我們可以對教學內容進行適當調整。機械原理和機械零件設計都是以機構運動簡圖為研究模型，建立機械運動簡圖應該是機械設計的基礎，因此應把機構的結構分析、機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號、機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。對于機械傳動和零件設計部分，應減少計算公式推導過程的介紹，增加零件細部結構的設計介紹和一些設計參數選取原則的介紹，并加強對機械運行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等。可增加一些本專業最新動態的介紹，多向學生介紹一些機械的新發展、新思路，以開闊學生的眼界。在過去的教學中，通常只重視設計計算，認為只要會計算就達到要求了，而輕視了結構設計以及與工程實際技術問題緊密結合的部分，使教學與實際脫節。如軸承這一節：軸承裝置設計這部分內容在教學中往往不作為重點，而這部分內容是生產一線技術人員直接接觸最為廣泛的實際問題。因此，可以把這章內容進行重新整合，把軸承裝置設計這部分內容作為重點，要求學生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調節、、密封等實踐性很強的技術問題。在學習了這些基本知識的基礎上，再舉一些工程實例，如CA614OA車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學生重點掌握軸承的組合結構、軸承的調整以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。通過這樣的整合，使學生既學會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應用技術，同時使學生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
二、提高學習興趣，增強教學效果
現在職業學校面臨的問題是：學生基礎知識差，不少人對學習失去了興趣。但是我們也應該看到這樣一個事實：這些學生思想活躍，求新求奇思想重，對周圍世界十分敏感好奇，他們喜歡觀察事物，凡是覺得新鮮的就想了解，凡是自己喜歡的就會去做。因此我認為，要想讓學生能夠主動學習，就要使其對專業感興趣、對課程感興趣甚至對任課教師感興趣，而這些興趣的培養可以通過教學過程中實施趣味教學來實現。
因為職業學校學生文化基礎較差，雖然學校所開設的課程已相對簡化，但由于學生理論水平比較薄弱，《工程力學》和《機械制圖》學得不夠扎實，加上缺乏基本的機械常識，所以在機械基礎的學習過程中，想象不出一些零件的結構，受力情況分析不透。因此教學中應首先降低難度，讓學生有學習本課程的興趣。 若照本宣科，不進行教學信息的雙向交流，必然會學之無味、學之困難。為喚起并始終保持學生的學習興趣，創造和諧的學習氣氛，可根據學生活躍好動的特點，在教學中采用趣味教學法，創設情境，啟迪思維，引導學生積極主動地參與教學。要做到這些，教師必須思路清晰，善于歸納和表達，能夠把復雜的內容轉化為綱目了然、脈絡分明、易于理解和掌握的知識。《機械基礎》對于剛剛初中畢業的職校生來說，無疑是有較大難度的課程，容易出現兩種極端：程度高一點的學生為了取得好成績便“死記硬背”；程度低一點的學生，一旦無法戰勝困難，就會放棄學習以致產生厭學情緒。針對這些情況，我認為教學中關鍵要上好第一節課。俗話說“興趣是最好的老師”，如果能讓學生對本門功課產生濃厚的興趣，可以講在本課程的教學任務中已完成了40%。這就要求教師具有淵博的知識良好的口才，能引導學生在有趣的談吐中學到有用的知識，與學生進行有效的交流。
三、重視理論聯系實際，提高教學效果
《機械基礎》是各個工種的專業基礎課，與各工種專業課聯系緊密。作為機械專業的教師，應當不僅具有機械方面的理論知識，而且對于在生產中使用的各種加工方法，機床及設備的有關知識，也要有一定程度的掌握和了解、也就是說我們應努力成為“雙師型”教師。只有這樣，才能在教學中熟練地將理論與實踐結合，上課時才能得心應手。
例如在舉例講解時應盡可能使用見過或使用過的設備，如講解四桿機構，可以結合家用縫紉機的踏板機構。如果有可能的話，理論課教師應主動與實習老師聯系，組織學生到生產現場或學院實訓基地進行現場教學。現場教學前事先布置一些思考題，讓學生帶著問題一邊參觀一邊討論。在參觀實習中，教師可以對學生提出的問題進行有針對性的講解，告訴學生這臺設備采用了哪些機構、某個零件采用了什么機構，把課堂理論知識和實踐知識有機地結合起來，使學生具體地領會各種機構在機器中的應用。這樣，學生上課時就有了一定的感性認識，就不會覺得抽象，就會產生學習興趣。我們再因勢利導，使學生的感性認識上升為理論，教學效果就會大大提高。
四、課后總結，綜合評價，及時反饋認知信息
課后總結與及時反饋可以使學生知道自己的知覺是否正確，使教師能根據反饋的信息來調節自己的教學方法。同時反饋具有激發學習動機的作用，學生受到教師的肯定后，會產生愉快的感覺，這種感覺反過來又會激發學習的進行。因此，總結與反饋不僅是幫助學生學懂學好的良好方法，同時也是師生間信息互動的良好平臺，且增進了師生間的感情與友誼。
關鍵詞：機電一體化；本科教學；人才培養；項目教學法
作者簡介：王昊（1972-），男，安徽泗縣人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授；吳懋亮（1970-），男，山東萊蕪人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授。（上海 200090）
基金項目：本文系2011年上海市教委重點課程機電一體化原理項目（項目編號：20115301）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0075-02
為了滿足電力行業對機械類專門人才的需求，各電力高校均開設了機械設計制造及其自動化本科專業。該專業的主要特色是培養能夠適應電力行業的機械類相關崗位的人才。前幾年，該專業畢業生的就業形勢喜人，但是，由于制造類相關行業廣受金融危機的影響，導致近年來畢業生的就業情況不太理想。面對無法預知的金融危機以及制造業界不太樂觀的就業形勢，作為專業教師，應該思考怎樣才能使學生更從容地面對求職擇業問題。
機電一體化作為機械、電子和信息等多科內容融合的學科，在拓寬機械類學生知識面和就業面等方面將起到重要作用。加強該課程的學習，能明顯提高學生素質，從而增加學生在機電一體化行業內的就業機會。本文認真思考了機電一體化原理在本科教學中的若干問題，以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性并指出目前存在的問題，提出以拓寬學生的就業面為目的嶄新的教學思路，并輔以項目教學法的教學改革方案，以及增設“機電一體化原理”課程設計的設想。
一、引導學生認識“機電一體化原理”的重要性
學生在學習“機電一體化原理”的時候，由于缺乏實際經驗，加上該課程牽涉面很廣，學習難度較大，因而學習熱情不足。因此，在教學過程中，教師要想方設法、千方百計地引導和吸引學生充分認識“機電一體化原理”這門課程的重要性，從而激發學生的學習熱情。
首先，應使學生明確，機電一體化是多學科交叉，相互滲透的綜合性課程，廣泛涉及機械技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術、檢測傳感技術和系統總體技術等方面的內容。機電一體化技術是給傳統機械加上“大腦”（計算機信息處理與控制），極大限度地延伸了機械的概念，使機電一體化產品幾乎無處不在。例如，“機器人”作為最重要的機電一體化產品之一，已經成為現代工業控制的三大支柱之一。[1]
其次，針對現在機械專業學生機械基礎扎實、電子基礎薄弱的特點，認真學習“機電一體化原理”這門課程，將顯著提高學生在電子方面的素養。通過課程講解、實驗教學、項目教學、課程設計等教學手段，學生深刻體會機電一體化的基本原理和設計方法。
最后，機電一體化的重要性還體現在很多產品，特別是高科技產品，難以將機械和電子部件完全分開。例如，機電設備設計及維護人員既要精通機械方面的知識，又要精通電子方面的知識。因此，掌握機電一體化原理，并將其應用到解決實際工程問題當中，已經成為機械專業的畢業生必須掌握的一項重要技能。
二、增加實驗課時、加強實驗室建設與整合
“機電一體化原理”理論學習固然重要，實驗教學也同樣重要。不少學校現有的“機電一體化原理”的教學大綱中，實驗教學所占學時明顯偏少，而且學生真正能動手完成的實驗更是少之又少。因此，現有實驗安排起不到鍛煉學生的動手和實際操作能力的目的。
此外，很多學校實驗室中的設備和科研條件并沒有充分發揮出來。應該在現有的設備的基礎上，廣泛開拓思路，整合、組合、創造出新的機電一體化實驗，以實現鍛煉學生動手能力的目的。而且，實驗室的工作條件和實驗場所還需要進一步改善。實驗設備也需要對機電一體化實驗教學或輔助教學等方面，進行廣泛市場調研，根據需要進行采購和擴充。
因此，必須在加強實驗室建設的基礎上，適當增加機電一體化的實驗課時，才能真正使學生通過實驗加深對機電一體化理論知識的掌握，體會機電一體化應用的目的。
三、激發學生在機電一體化行業內的就業思路
激發學生產生在機電一體化行業內就業的想法，是教學的重中之重。只有學生真正產生這種想法，才會產生學好“機電一體化原理”的動力。
目前，機械專業畢業生大多將自己的就業方向主觀定位在純機械領域。盡管機械制造業是非常龐大的產業，但就業機會終歸有限。由于能力的欠缺，擇業的時候，面對機電一體化行業廣泛的就業機會，學生更多的是無奈。鑒于此，任課教師必須努力激發學生在機電一體化行業內的就業興趣。
引導學生領悟，若是自己具備很強的機電一體化技術方面的素養，將會拓寬自己的就業面，從而為自己創造更多的就業契機。就算是學生畢業后選擇在機械行業就業，若是在機電一體化方面有比較扎實的基礎，也會開拓自己的視野，何況是現在科學技術、工程技術已經發展到機、電完美結合的階段，完全分開的機械和電子幾乎沒有。
因此，在教學過程中，應該結合機電一體化行業激發學生的學習動力。具體來說，可以結合機械專業學生在機電一體化行業就業的實例，引導和激發學生的學習熱情。另外，在教學過程中，也可以充分結合機電一體化產品的具體設計思路，引導學生如何跨越機械專業的局限，盡可能多地接觸機電一體化領域。通過這些方式，學生們將會自然提升對機電一體化領域的興趣，從而增加在機電一體化行業就業的主觀積極性。
四、開展項目教學法、培養學生綜合能力
為了使學生加強對機電一體化領域的認識，啟發他們在機電一體化行業內就業的熱情，“項目教學法”引入到機電一體化的本科教學工作中去。項目教學法在國外的職業教育中應用較多，目前在本科教學中還很少使用。為了讓機械專業的學生通過項目直接深入到機電一體化領域，教師提出使用項目教學法。
項目教學法是一種在“做中學”的理論基礎上發展起來的一種教和學的模式，這種教學法通過組織學生真實地參加項目設計，履行和管理項目的全過程，在項目實施的過程中完成教學任務，培養學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。這種模式突破了傳統的“以課堂為中心，以教師為中心，以教材為中心”的教學模式，強調使用的技能和知識創新，有效地交流課堂與社會生活的聯系，充分展示現代教育“素質教育”的本色。[2，3]
項目教學法主要特點是與現實生活緊密聯系，加強理論聯系實際，有助于培養學生的多方面能力，更重要的是展示學生的創造性，培養了學生解決實際問題的能力。項目教學法的整個教學過程可以分為以下幾個階段：
1.擬定題目
學生自主分組或教師分組，查閱資料、主動思考，充分發揮主觀能動性，擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預，要求學生選定的題目具有創新性或實用性，特別是要適合該小組的特長和興趣。要求項目既要體現學生的創新性、具備挑戰性，又要切實可行、經過學生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案設計
通過項目可行性分析及方案設計、確定項目進程計劃，要求該進程安排基本與課堂教學進度并行，即：按照課堂教學的進度安排項目的實施進度，即首先是機械機構、執行機構，然后是計算機、控制系統和傳感器系統等。教師必須認真檢查各小組的可行性分析及方案設計。
3.項目實施要求學生按照工作進度實施并做階段總結
這一階段，對于學生在項目研究所用到的內容，有可能在課程學習中沒有學到，要求教師指導學生進行再學習，以進一步挖掘學生的創造性思維。項目的實施過程中，學生將有大部分工作需要在實驗室中完成，因此，在第三部分對實驗室進行整合和擴建的過程中就必須要考慮這些問題。
4.項目考評
以小組為單位，認真考核學生完成項目的情況。針對機電一體化項目的各系統的設計、實現方式、功能和項目報告等進行考評。考評中要特別注意學生在完成項目的過程中發現問題和解決問題的能力。
5.項目拓展
建議學生以研究報告、學術論文的形式呈現本小組的研究成果。對于考評成績優秀的小組可以組織學生以申報專利、參加競賽的形式進一步拓展項目。
項目教學法可以極大提高學生的興趣，激發學生的學習熱情，挖掘學生的創造性思維，同時使學生以真正項目的方式接觸到機電一體化的產品設計和項目管理。這種項目管理的經驗，發現問題、解決問題和總結問題的能力和經驗對學生而言非常寶貴。項目考評優秀的學生的科研論文和專利申請都將在學生畢業求職時增加不可或缺的砝碼，將成為機電一體化行業的敲門磚。
五、增設“機電一體化原理”課程設計環節
現有的教學手段，還不足以提升學生在機電一體化行業的競爭力。作為項目教學法的補充，還可以通過增加機電一體化原理設計環節，從而更大程度上提高學生的機電一體化產品的設計能力。
課程設計時，要求學生認真回顧教師在課堂上所授要點，分析各要點對產品功能的實現及其特性的影響。希望學生在課程設計過程中，進一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項目教學法中所存在的尚未解決的問題。
課程設計課題要盡可能選擇具有產業背景的實際課題，學生通過原理方案的設計、結構設計、傳動系統的設計、執行機構的設計、控制系統的設計以及總體設計等過程，加深對機電一體化系統的總體認識。在指導過程中，注意培養學生的創新設計能力，充分發揮學生的創新潛能。此外，還要注意課程設計必須與項目教學法互補，對于項目教學法中沒有涉及的部分，要適當加強。[4]
課程設計應著重培養學生熟悉機電一體化行業標準，全面掌握機電一體化產品設計規范和過程，并培養學生扎扎實實的工作作風。
六、結論
本文以拓寬機械類學生的就業面為主要目標，針對“機電一體化原理”本科教學的若干問題，進行了深入探討和思考。以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性，以及如何引導學生對該課程的重要性進行再認識。通過加強實驗室建設，增加學生動手實踐的機會，以拓寬學生的就業面為目的，激發學生的學習動力。提出項目教學法的教學改革方案，著重培養學生在機電一體化產品設計中的發現問題和解決問題的能力；該項目教學法與“機電一體化原理”課程設計相輔相成。期待機電一體化課程在提高綜合素質、拓寬畢業生就業面等方面有所建樹。
參考文獻：
[1]張建民.機電一體化系統設計[M].北京：北京理工大學出版社，2006.
[2]曾勵.機電一體化系統設計[M].北京：高等教育出版社，2004.
