時間：2022-07-15 04:47:54
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篇機械設計基礎論文，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。
任何課程資源都不僅僅是課堂講解這一個環節，還包括課程教學大綱、教學日歷等教學指導文件資源、課前的預習及課后的學習指導文件資源以及課程的教學課件等一系列文件資源。總體上可分為用于理論教學的課程資源和用于學生自學、檢測的輔助教學資源。課程組在進行機械學課程的資源共享建設時，將文件資源模塊化，分別建立理論教學模塊和輔助教學模塊，從而將課程的整套文件資源系統地、完整地呈現出來。
（一）建立理論教學模塊
1.課程教學大綱。
教學大綱是根據學科內容及其體系和教學計劃的要求編寫的教學指導文件，它以綱要的形式規定了課程的教學目的、任務；課程中所涵蓋的知識、技能的范圍、深度與體系結構；教學內容和教學的基本要求。它是教師進行教學工作的主要依據，也是檢查學生學業成績和評估教師教學質量的重要準則。故在建立理論教學模塊時，課程組針對不同專業不同的課程將機械基礎課程的教學大綱作為共享內容，方便教師的教學以及學生的學習。值得注意的是，學生對于所學課程的教學大綱的意義并未有深刻的認識，故相當一部分學生在自學甚至是學習時對課程內容的范圍、深度的認知很模糊，從而使學生學習效果受到嚴重的影響。因此課程組在對機械學課程教學大綱資源進行共享時，對其定義以及意義進行了強調，使廣大學生在獲取資源的同時對教學大綱有一個更深刻的認知。
2.課程內容。
機械設計基礎課程的知識點繁多，各章節間知識內容的關聯性低，學生在預習、學習以及復習的過程中容易出現“知識點遺漏、抓不住重點”等現象。根據本課程的特點，經教研組老師的反復研究，根據知識點的重要性，將教學內容模塊化，細化成若干知識模塊，并將其整理成書面文件以及媒體文件加以共享。通過這種方式，使學生對于所學的每章內容的脈絡都能得到很好地把握，同時也降低了教師講授課程的難度。
3.課程教學日歷。
為了提高機械學課程的教學質量與效果，除編排了各門課程相應的教學大綱之外，還提供了相應課程的教學日歷，作為授課教師學時安排的參考，同時也為學生的自學進度提供參考依據。通過充分調研和多年的實踐總結，并學習其他兄弟學校基礎課程的成功經驗，組織有教學經驗的教師編寫了符合我校實際、又有實用價值的機械基礎課程教學日歷，并將其作為共享內容。這對教師講授課程的學時安排以及學生自學進度把握具有重要的參考價值。
4.教學視頻。
教學視頻是將教師要傳授給學生的知識、技能等內容制作成視頻形式，以輔助現代化多媒體教學。即幫助老師能夠更加生動、形象地展現出在課堂上無法實際操作的內容，同時又真實的記錄了教學內容，方便學習者能夠隨時隨地反復學習，已經成為現代化教學中必不可少的重要輔助工具。本課程組在多年教學改革的基礎上，聘請了有經驗的教師，錄制授課視頻，以供廣大教師、學生共享參考。
（二）建立輔助教學模塊
1.學習指導與電子習題集。
機械學課程在機械類本科教學體系中占有十分重要的地位，許多學校都將其列為研究生招生的必考科目之一。隨著教學體系的改革，雖普遍采用了CAI教學，以增加課堂教學的信息量和教學效果，但教學時數少與教學內容多的矛盾仍然很突出。因此，為了提高本課程的教學效果，幫助廣大學生進行有效地學習和復習，在學習內容和方法上給予全面的指導，使學生在較短的時間內掌握本課程的基本內容，在每章節中都列舉了常見類型題，供學生在課下對本章節的內容作進一步地鞏固強化，同時對學生的習題集作統一的參考答案，以便掌握解題的方法和技巧，從而提高分析問題、解決問題的能力。因此，課程組組織有實際教學經驗的老師編寫并分享機械學課程的學習指導和習題集，將其電子版作為資源加以共享。
2.CAI課件。
機械學課程CAI課件，結合教師授課、學生自學、研究生考試復習等功能于一體，重點在于對知識點的學習與考察，并結合實際工程問題的分析與解決案例，通過對應章節的工程案例，將理論知識與工程實踐相結合。通過打包整合，將CAI課件作為共享資源展示在教學網絡平臺上，為教師的授課以及學生的自學提供了幫助。
二、課程資源共享的互動
關鍵詞：知識密集型產業；可持續發展；創新能力；智能化；綠色化；就業
1 機械設計制造及其自動化的發展方向
機械設計制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體、多門技術學科相互滲透相互融合的產物，是在發展工程中逐步完善的一門新興的邊緣學科。實現機械自動化改變了工業的產品結構、技能結構并且使得機械工業的生產及管理發生了重大變化。
機械設計制造及其自動化專業培養具備機械設計制造基礎知識與應用能力，能在工業主產第一線從事機械制造領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才.
科學技術是第一生產力，隨著科學技術的發展，機械設計及其自動化已經成為一門獨特的新興學科，那未來發展的方向如何？
我國從20世紀80年代開始進行機械設計及其自動化研究，但同美歐日特別是日本相比，距離很大，我國起步晚、發展程度低是一個毋庸置疑的社會事實，我國是世界上最大的發展中國家，因此，發展機械實際制造及其自動化應該與我國基本國情相適應。立足于基本國情，實現機械設計制造及其自動化的高效穩步發展。
1.1 把機械設計制造與機電一體化進行有效結合
機電一體化是機械自動化的高級形態，是機械工業發展的延伸，也是機械工業的重要的發展方向。機電一體化改變了人類對機器的看法，機電一體化使得機器不在是冷冰冰的鋼鐵，是機器擁有了智能化的特點。改變了機器的模式。
1.2 把機械設計制造與信息技術有機結合
現代社會信息技術已經成為人類不可分離的一部分，隨著信息技術的強大，機械設計制造沒有跟上信息技術發展的腳步。信息技術日新月異，但在我國，大部分的機械制造乃至大部分的工廠都是以密集的人力勞動為主，隨著勞動力成本的上升，這些工廠面臨市場的洗禮，實時轉型成為工廠生存的關鍵。機械制造與計算機結合，可以有效的把人從繁重的體力勞動中解放出來，實現我國從勞動密集型向知識密集型轉型，增加企業抵抗市場洗牌的能力，增強抗風險能力。
1.3 在機械設計制造與信息技術結合的基礎上實現機械自動化的網絡化
同計算機一樣，網絡也成為人們生活的一部分，機械的制造、組裝、推廣都離不開網絡，特別是機械成品的使用和推廣離不開網絡的作用。
1.4 機械設計制造及其自動化同樣要走可持續發展之路
環境污染已經成為當今社會一個很重要的問題，前些年，我們一味追求經濟效益，犧牲了環境，現在我們正在品嘗環境污染的惡果，特別京津冀地區飽受霧霾的侵襲。從食品工業的機械自動化來看，我國和其他國家有著很大的差距。本身機械工業是一個污染比較強的工業類型，發展見效快的低成本自動化技術，潛力大、前景好、投資不多、見效快，是比較符合我國現階段的工業水平，但在發展過程中，要節約能源、減少耗材，走綠色化、可持續化之路，總之，經濟不應該以環境作為代價。
1.5 機械設計制造及其自動化需要較強的自學和創新能力
理論是實踐的基石，因此，在本專業的學習中，要注重對專業知識的學習，只有打下良好的專業基礎，才能在實踐中學以致用。現代社會技術日新月異，只具備良好的專業素質也是遠遠不夠的，我們要在專業知識的基礎上增強自身的創新能力。把理論和創新能力結合，才能跟上科技發展的步伐。
機械設計制造及其自動化并不是單純的機械零部件的加工，本專業涉及范圍較廣，不僅要去具備本專業必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和基本工藝操作等基本技能；還要具備本專業領域內某個專業方向內所必要的專業知識，了解其科學前沿發展趨勢。
2 機械設計制造及其自動化的發展前景
機械設計制造及其自動化涉及到很多專業，正如本論文所闡述的觀點，本專業需要的機電一體化、網絡計算機乃至環境保護有機結合，因此機械制造及其自動化專業要求學員利用一切能夠利用的時間去學習、鍛煉，到基層到工廠，在實踐中發現自己理論上的不足和欠缺，只有把理論和實際工作經驗完美結合，才能完成從理論到實踐的“蛻化”。
現代社會，競爭最激烈的是人才的競爭，機械類專業的就業，除了教學、營銷外，常見的還有生產總監、設備物流管理、開發機械產品、開發儀器乃至武器，甚至一些模具的設計制造，更有甚者CNC工程師等等， 中國加入世界貿易組織后，對機械方面的人才需求日益強烈，機械方面人才就要迎來復蘇的春天。
自己的路需要自己去行走，自己的人生需要自己去拼搏，就業也是需要個人的興趣和能力的，所謂“干一行愛一行”只有愛一行才能干好一行。
無論一個社會的文明發展到什么程度，都離不開機械制造，它是人類生活的物質基本保障，因此，在目前形勢下，我國機械設計制造及其自動化的發展現狀和前景都是非常好的行業。
參考文獻：
關鍵詞：研究性學習；CDIO工程教育模式；機械實踐；融合
實踐教學對于培養學生的動手能力、創新能力都有著十分重要的作用，近年來，也受到了教育界相關專家學者的重視，機械設計這門專業已經在我國各個高校中廣泛的開設，這門專業的教學也一直是教學中的重點和難點，為了提高機械設計教學的有效性，各個高校也相繼開設了關于機械設計教學的改革，并將實踐教學的改革放在重要位置，一些學校在機械設計實踐教學中融入了創新的主題，另一些學校則在教學過程中引入了TRIZ等相關理論，總之，各個學校的機械設計實踐教學改革大多圍繞創新發展來改革，均收到了良好的改革成效。CDIO工程教育模式是近年來興起的一種新型教學模式，這種教學模式可以讓學生積極主動的投入實踐過程中，從而調動起學生學習的主動性，也成為工程教育發展的新方向。下面就探討研究性學習與CDIO機械設計實踐教學的融合模式，并將其應用在機械設計教學過程中，希望可以在一定程度上促進教學水平的提高。
1.CDIO工程教育模式簡介
CDIO工程教育模式是近些年來國際工程教育改革的成果之一，該種教育模式最早由瑞典皇家學院、麻省理工學院等四所大學的教育專家提出，經過多年的探索，形成了完善的CDIO工程教育理念，該種理念不僅是對歐美20余年改革教學理念的繼承，也提出了檢驗測評的標準。CDIO即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate），該種教育理念是以產品研發到運行周期作為載體，讓學生可以積極主動的進行學習。CDIO的培養大綱是以學生的能力為基準，按照學生的能力分為工程系統能力、工程基礎知識、個人團隊能力以及個人能力四種，CDIO的培養大綱要求學生需要通過這四個能力來達到既定的目標。
2.研究性學習與CDIO的融合
CDIO教育模式能夠為學生提供一種理論與實踐課程間有機知識相關聯的教學背景，其計劃的主旨就是為學生提供真實的工作情景，并在這種情景中傳授給學生扎實的基礎理論知識。就現階段來看，已經有芬蘭、丹麥、法國、新加坡、南非、中國在內的五十余所大學加入至CDIO教育合作計劃之中，共同完善該種教學模式。
研究性學習即在教師的指導下，學生從社會、自然和生活中選擇適宜的課題進行研究，同時在研究的過程中積極的來汲取知識、應用知識的一種學習活動。通過研究性學習，學生可以在實踐過程中獲取到豐富的經驗，也可以參與到知識的創造過程中，并從中養成一種良好的科學態度和科學精神，掌握好相關的研究方法，提升自己提出問題和解決問題的能力。研究性學來已經在我國的各個高校中得到了廣泛的應用，也取得了良好的教學效果，受到教師和學生的歡迎。
3.傳統機械設計實踐教學中存在的問題
目前，我國高校機械設計實踐的主要內容是機械課程設計、減速箱拆卸、機械傳動設計等模塊，在實踐過程中主要存在以下的問題：
3.1 學生缺乏主動性
以減速箱拆卸課程為例，該項課程是一門驗證性課程，學生僅僅可以在課程中學習到減速箱的安裝方式，難以主動的投入到方案設計過程中，且由于學生在生活中很少會涉及到相似的裝置，因此，大部分學生難以對機械設計的課程產生興趣，這也是教學水平難以提升的重要因素。
3.2 學生實踐能力難以提升
由于各種因素的影響，現行的課內實驗和課程設計對學生的思想產生了一種束縛，大多數的實驗設備都是模型，學生雖然可以了解到模型的結構，但是難以動手實踐，這就在很大程度上限制了學生實踐水平的提升，加上組織形式的限制，學生的實踐能力往往難以得到本質的提升。
3.3 學生的創造能力有限
現行的實踐組織形式、教學內容和考核方式都難以帶動起學生的積極性和創造性，很多學生對于設計的對象都不熟悉，加上考核方式的限制，學生之間很容易出現抄襲的情況，更談不上創造能力的提升了。
為了提升機械設計實踐教學的有效性，可以將研究性學習模式與CDIO教育模式相結合，以便提升學生的創造能力和學習的主動性。
4.融合研究性學習與CDIO的機械設計實踐教學的融合思路
4.1 實踐教學項目的確定
機械設計實踐教學的內容的確定是將融合研究性學習與CDIO的機械設計實踐教學相融合的基礎，根據我國高校機械設計教學的現狀，具體的教學內容包括以下幾個方面：
4.1.1 自動執行機構設計
自動制定機構設計的內容以伺服電機模塊為主，學生可以自行選擇設計領域，并確定執行機構，教師可以為學生提供搭建實物和設計方案參考，在設計完成后，要求學生交出完善的分析報告，以便更好的考察學生求解和分析的能力。
4.1.2 機構創新設計
機構創新設計是實踐教學項目的重要內容，教師需要要求學生構思好機構方案，并按照結構簡圖，根據動力學和運動學的分析報告做好設計，提升學生的機構創新能力。
4.1.3 小型銑床設計
小型銑床設計包括控制方案設計、總體方案設計、進給機構設計以及傳動方案設計，在實際的教學過程中教學內容不應該僅僅局限在銑床的設計中，也可以使用其他類型的機床，這樣就可以給學生提供多個選擇。
4.1.4 工業機器人設計
工業機器人設計能夠為學生提供一定的實踐機會，教師可以要求學生提供零部件的設計方案、控制分析方案等等，讓學生能夠通過這類訓練，掌握相關的零部件設計知識。
5.機械設計實踐教學的組織方式
研究性教學模式與CDIO工程教育模式有一個共性，就是在教學過程中需要將學生放在第一位置，充分發揮出學生的主體地位，因此，在機械設計實踐教學的過程中，教師必須要采取各種方式激發出學生學習的積極性和主動性。為此，可以根據研究性教學模式與CDIO工程教育模式的要求，將學生分為不同的小組，每個小組甄選不同的課題進行單獨研究。
在實踐開始前教師要擬定好教學內容和研究目標，幫助學生明確教學的計劃，同時教師也要設計好問題，以便引導學生積極的進行思考，提升學生的創新性思維。選題也要嚴格根據研究內容和研究方案進行，并要求學生按照這些選題來尋找資料，以小組為單位開展研究，相互提出疑問，教師進行輔助解答，這樣就可以激勵學生以不同角度來看待問題，強化對課題內容的理解。在開展實踐的過程中，教師要對學生進行全程指導，防止代工偷懶行為的發生，此外，也要控制好實踐的時間，防止學生在學習過程中出現逆反心理。
6.結語
研究性學習和CDIO教育模式都是以學生實踐為主的新型教學模式，在CDIO不同階段中融入研究性學習能夠有效的提升學生學習的主動性和機械設計的教學效果，在兩者融合的過程中，教師必須要尊重學生的主體地位，尊重學生的差異，鼓勵學生進行自主探討和學習，對學生進行科學的指導，以便實現實踐教學水平的提高。
參考文獻：
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[2] 楊會霞； 楊文堤.研究性學習模式與機械設計類課程的教與學[期刊論文].武漢科技學院學報，2006，08（30）
機械設計具有自身的程序，圖1為設計的基本程序。圖1機械設計的基本程序目前，機械設計教學中主要存在以下問題。
1.1教學內容過于防范
目前，機械設計這門課程包含的內容較多，有機械原理和機械設計。機械設計包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內容，所涉及的知識層面較廣，教學內容較散，且與其他課程有著很多重復，如機械設計學科中有一項螺紋連接的相關教學內容。可見，教學范圍與機械設計這門學科的學習原則不相符合。又如，減速器的類型、樣式和設計參數要求，和機械制圖中的減速器設計相關知識存在較高重復率，不僅在學科的學習層次上造成混亂，還浪費了學生的學習精力。
1.2與時俱進能力不強
機械設計這門學科的實用性較強，同時其教學內容隨著科技的不斷發展而不斷變化。所以，傳統的教學內容如果不進行更新，很難滿足現代社會的需求。現代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求，同時也應當具備系統性。因此，現代機械設計學科緊隨時代的變化而改變，將傳統的設計技術進行時代元素的融入。如今，很多相關院校對機械設計教學中的設備結構、設備強度和運動學等技術的教學比較注重，教學力度也較大，使能源問題、環境問題的教學很少涉及。尤其是安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經濟因素，導致機械設計教學無法滿足現代人們的生產需求。
1.3教學方式落后
很多相關院校對機械設計的教學仍然采用講學通用的原則，對于教學中的重點知識，讓學生采取理論知識記憶的灌輸性傳統學習方法，而對這門學科的實際應用教學涉及較少，僅僅加深了學生的相關知識或原理的理解。同時，缺乏案例式教學、現場教學以及討論啟發式教學，在學生的學習過程中沒有充足的時間進行自主探索，嚴重阻礙學生對知識的理解與掌握，同時一定程度上阻礙了學生運用所學知識解決實際工程問題能力的發展。因此，應當對機械設計教學體系進行創新。
2創新機械設計教學體系措施
2.1調整教學內容
機械設計的學科教學內容應從實際出發，注重教學的整體性、實踐性以及創新性。如今，很多學生對于機械設計的基礎知識掌握不明確。所以，機械設計教學中應當遵循適度夠用的理論知識學習原則，可采取重點學習、部分理解等方式。首先，教學內容要清晰精簡，要精簡機械設計這門課程的教學內容，避免學生在相關知識的學習中產生知識重復。同時，在學生的實際應用教學中，如實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學環節，不但要適度融入相關基礎知識，還要增加其課程。其次，要注重知識的整合。在機械設計的實際教學中，將其中關聯性與聯系性較大的知識急性整合學習。最后，在機械設計的教學過程中應當注重知識點的增設。不僅要注重知識的重點性，還要考慮知識的完整性，可以增設以電、液為動力的機構組合，結合實際的典型機械等新內容，使學生全面認識現代機械，以適當前生產實際需要，方便計算機輔助設計的應用和推廣。
2.2加強學生能力培養
機械設計是一門極具實踐性的課程，過程中應當注重學生設計技能和創新能力的培養，以培養學生技術應用能力為主要教學目的，同時注重學生工程意識、工程實踐能力、創新意識以及社會實踐能力的培養。實際教學過程中，教師應當徹底摒棄傳統的灌輸式教學模式，在講解相關理論知識或原理時，注重培養學生總結結論的能力。同時，在相關知識或原理的講解時，融入其在實踐中的應用，堅持產、學、研相結合，體現機械設計教學的基礎性、系統性、實踐性以及現代性。
2.3創新教學方法
目前，相關院校的招生多是面向全國，導致各種學生的機械設計學習基礎不一。因此，要不斷創新如今的機械設計教學。教學過程中，應當加強直觀教學，在學生學習相關理論知識或原理的同時，讓學生接觸各類種機械、機構、零件、部件、圖紙，提高學生相關知識或原理的實踐性。同時，教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現代教學技術，借助計算機和互聯網，利用虛擬現實技術和仿真軟件系統，開展機械設計的現代化、立體式教學。此外，教師在機械設計的實際教學中，應當盡量減少相關知識或原理的理論推導，運用例證講清思路，加深學生對相關理論知識或原理理解，提高課堂教學效率。
2.4增加教學實踐
機械設計是一門較注重實踐運用的學科，教學時教師不能僅僅注重學生的知識學習，要更加重視學生的知識運用，如繪制機構運動簡圖。圖2為機構簡圖的繪制步驟。以四桿機構為例，結合日常見到的篩東西、磨豆腐等，布置設計任務。在四桿機構的講解過程中，不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性，能轉化為什么樣的運動形式，現實生活中有哪些物品用到了這些機構，不斷啟發引導學生思考設計任務。一個機器少不了動力，因此課程中增加電動機的選用環節。學生設定自己運動機構的各種參數后，按部就班選用電動機，由此掌握效率等概念，并對整體的機器建立一個大概的認識。電動機選好后，考慮減速的問題。這時，可以引進齒輪機構（包括蝸輪蝸桿）、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用，對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的內容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。此外，學習過程中要加入查手冊選材料環節，把時間用到應用實踐上。
3結語
目前，我國機械設計教學體系仍然存在教學內容過于龐雜、無法適應時代的快速發展以及教學方式過于陳舊和落后等問題。因此，在機械設計實際教學過程中，應當調整教學內容，加強學生能力培養，同時不斷創新教學方法，以期為國家培養更多機械設計創新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學機械學院
參考文獻
[1]金京，羅聲.基于創新能力培養的機械設計類課程教學改革與實踐[J].紡織服裝教育，2012，27（6）：534-536，539.
[2]錢抗抗.創新教育模式的理論研究與改革實踐——淺談機械設計基礎的微課開發與實踐應用[J].職業，2016，（11）：45.
關鍵詞：地膜自動蓋膜機 自動化程度蝸輪軸
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
一、估算軸徑，選擇連軸器
1.初步估算軸徑選擇軸的材料為45鋼，調質處理。查機械設計手冊[ 機械設計基礎，卜祥安主編，北京師范大學出版社，2008年7月]表19.1-1，可得材料力學性能參數為：；；；；。
查機械設計手冊表19.3.-1公式，可初步計算軸徑，根據已選材料查機械設計手冊表19.3-2，可選取A=115，得
2.根據實際工作需要，應選擇50mm、允許最大轉矩為850的平鍵套筒聯軸器。
二、軸結構的初步設計
根據受力（圖1是蝸輪軸的受力分析），應選取圓錐滾子軸承，型號初選30214。
如圖a所示，按最簡單的結構設計軸，與軸承配合處取直徑，與齒輪配合處直徑也取，齒輪與軸承之間采用套筒軸向定位方式；查國家標準手冊軸承寬度T=26.24mm，端蓋寬B=25.5mm。
三、軸的力學性能分析與設計
1.軸的受力分析如圖b所示：
軸傳遞轉矩
蝸輪圓周力
蝸輪徑向力
蝸輪軸向力
根據機械設計原理，聯軸器由于制造和安裝而產生的附加軸向力：
2.軸的支反力分析
1）如圖c所示，在水平平面內的支反力：
由得
由：
2）如圖e所示，在垂直平面內的支反力：
3）如圖g所示，由于的作用，在支點A和B處的支反力：
由得
3.彎矩及彎矩圖分析
1）如圖d所示，蝸輪的作用力在水平平面的彎矩圖：
2）如圖f所示，蝸輪的作用力在垂直平面的彎矩圖：
由于蝸輪作用力在D截面上的最大合成彎矩：
3）如圖h所示，由于作用的彎矩圖：
當上述合成彎矩共面時該軸最危險，該彎矩為二者之和，截面最大合成彎矩為：
4）如圖i所示，作轉矩圖：
四、軸的強度校核
1.確定危險截面
根據軸的結構及上述彎矩圖、轉矩圖，可確定在截面B處彎矩較大，并存在與軸承配合時引起的應力集中；截面E處彎矩也比較大，直徑小，又有圓角結構引起的應力集中；截面D處彎矩最大，且有鍵槽及齒輪配合引起的應力集中，故屬危險截面。
2.安全系數校核計算由于該減速器軸轉動，彎矩引起對稱循環彎應力，轉矩引起為脈動循環切應力。
根據機械設計手冊表19.3-17查得抗彎斷面系數
彎曲應力幅為：
根據受力分析，由于是對稱循環應力，故平均應力
查機械設計手冊公式（19.3-2），可得：
切應力幅為：
根據式（19.3-3）：
軸D截面的安全系數由式（19.3-1）確定
由機械設計手冊表19.3-5可知,該軸D截面是安全的。
圖1 蝸輪軸的受力分析
五、綜上設計，可初步設計簡易的蝸輪軸，其結構設計圖如圖2所示。
圖2 蝸輪軸的結構設計圖
參考文獻：
機械設計基礎，卜祥安主編，北京師范大學出版社，2008年7月
機械設計基礎，喬峰麗主編，機械工業出版色，2011年1月
關鍵詞：應用型 機械設計 改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.032
1 引言
獨立學院作為一種新興的事物，發展初期，大部分的教學（含人才培養方案中的課程設置、教材、大綱、教學方法）都沿用的一本二本的模式。但實踐證明，一本二本的教學模式并不適應于獨立院校。
所以，對于這類學院與教學相關的都需要進行改革探討，才能適應其發展。本文就獨立院校的《機械設計》本科課程的教學模式的改革進行探討。
2 獨立院校人才培養目標的特點
獨立院校培養的學生絕大部分是應用型的人才。為達到此目標，從教學的課程設置、教學大綱、教學方法上相較于一本二本都有所不同。
3 《機械設計》相關課程的教學文件改革
3.1 理論課與實踐課的課程設置改革
因為《機械設計》是機械類本科生最為重要的一門核心課，所以大多數高校在課程設置時，都偏重于多學時，理論部分教學 64，72學時是常態。在此基礎上都都會設置3周左右的課程設計。應用型本科教學注重應用，但該有的理論知識也不能忽略。實踐只能多不能少，我學院嘗試設置56學時的理論教學+8學時的課內實驗+3周的課程設計。當然，理論學時在減少，但培養目標不能降低要求。通過什么保證培養目標――教學大綱。
3.2 《機械設計》理論課與實踐課的教學大綱改革
減少了理論學，為保證教學目標，教學大綱必須適當選取其教學內容。
應充分分析本學科的知識體系，正確選擇教學內容，合理利用教學手段，力爭用最少學時取得最好的教學效果。
機械設計課程內容繁多，涉及機械制圖、工程力學、金屬材料與熱處理等多門學科，這一龐大的知識體系，要想在幾十個學時內由老師全部講完，學生全部接受是不可能的。這就存在對知識內容的取舍問題，選取必不可少的知識，舍棄不必要的知識。
而課內實驗，盡量較少驗證性實驗，開設設計型、綜合型實驗。如搭建機械設計創新實驗平臺、軸系結構拆裝等實驗。
課程設計的要求與一本二本也應區分開來，除了要求學生會用手工進行設計外，引入機械設計軟件，在課程設計中，一部分采用人工算，保證學生自己會分析計算，強化學生的理論知識。另一相似部分用設計軟件，這樣學生學會了一種軟件的使用，其應用能力得到提高。
4 《機械設計》相關課程的教學方法改革
4.1 教學中深入淺出，運用類比方法
獨立院校的學生相比一本二本，基礎稍差，講課中碰到抽象復雜的概念很難理解。可以多運用類比方法。例如，滑動軸承中動壓形成原理可以比喻為飛機起飛的情況。飛機在跑道上高速前行，相對來說即以一定速度從大端向小端形成氣流；也可比喻快艇在高速前進，水流從大端流向小端從而形成托力把飛機或飛艇托起。
4.2 減少不必要的公式推導和論證、注重參數分析
機械設計中的公式，反映了各參數和性能之間的關系，如齒輪傳動中齒根彎曲疲勞強度計算公式清楚地說明了齒輪彎曲疲勞強度和模數之間存在的確定關系，明確反映出“模數增大，齒根彎曲疲勞強度提高”，這符合人們客觀思想認識的基本原理，也是實踐證明的事實。課堂上，教師往往花費大量的時間對公式進行論證，試圖使初學者確信公式的正確性，不僅浪費了時間，而且使學習的內容過窄。那些嚴密的推導和論證對于應用型本科生來說沒有起到多大作用。他們的主要工作是：將自然科學及其技術理論應用到工程實踐中，用以解決實際問題。所以，教師應將講授重點放在公式、手冊、參考資料及規范的應用上。
4.3 重視實踐教學、注意知識運用
《機械設計》的實踐教學包含課內實驗、集中實踐《機械設計課程設計》。
課內實驗盡量開設設計型的實驗，例如帶傳動實驗，學生就可以在計算機中組裝各種類型的實驗臺，組裝后進行加載實驗，其實驗結果又可以由打印機輸出。
對于《機械設計課程設計》改掉“減速器”的傳統項目，采取方案多樣化，實現一人一題。讓學生充分發揮自己的獨立工作能力，避免了過去常有少數人互相抄襲的現象。在指導過程中，充分發揮學生主觀能動作用，不讓學生直接從老師那里索取答案，而是注重引導學生應用所學知識，分析解決問題，培養實際的設計工作能力。引入機械設計軟件，要求學生的一部分內容人工設計，一部分軟件設計，在答辯中要求學生現場操作設計，保證教學目標。
5 結語
從2010年開始，我校機械學院就開始試行《機械設計》課程的改革方案。相比較于2010級之前的畢業生，該級學生的整天動手能力、計算機軟件應用能力，甚至理論分析能力都有著明顯的優越性。當然，在試行過程中，也呈現出一些問題，將在后續的改革中繼續改進。
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關鍵詞 :工程實踐能力；專業課；教學模式
一、國內外相關研究現狀分析
目前國內機械設計制造及其自動化專業的大學教育模式基本上是“2+1+1”模式，即兩年的通識課和基礎課，一年的專業基礎課和一年的專業課，中間有部分實習內容，如生產實習、金工實習、機械制圖測繪實訓及課程設計等。從實踐來看該模式的主要問題有三方面：一是從學習內容看知識點是各自獨立的，沒有系統化，二是專業課內容基本以理論為主，缺乏對學生工程實踐能力的培養，理論知識與生產實際相脫離，三是學生缺乏嚴格的專業訓練。比如作為機械專業的學生，機械制圖能力是最基本的要求之一，雖然學生也學習了機械制圖的相關知識，但學生在獨立完成一個完整圖樣時仍然感到無從下手，從畢業設計學生所交的圖紙來看，經常出現一些不應有的錯誤，如視圖表達、尺寸標注、形位公差標注、零件明細欄表達、技術要求的編寫等不規范。
國外機械專業工程實踐能力培養模式主要有三種：1）德國模式：強調專業課程實踐性，在大學完成工程師的訓練；2）前蘇聯模式：重視理論及實踐，強調人才培養的針對性；3）美國模式：重視在學校打好基礎，畢業后在工廠實訓，強調人才培養的適應性。
與普通本科教育相比，我院作為應用型本科教育應突出學生應用能力的培養。應用能力具體體現在獲取信息的能力、實踐能力以及創新能力三個方面。而對于機械設計制造及其自動化專業的學生而言，工程實踐能力是應用能力的集中體現。根據對以往畢業生的調查，工科學生如果缺乏工程能力的培養，導致實際工作中所設計的產品看起來似乎很“完美”，但在實際生產中要么由于精度不必要的過高導致生產成本無謂增加，要么工藝結構不合理根本無法生產出來，我們的教材內容都是按標準化的設計方法展開，但實際生產中碰到有很多非標的產品不知道如何設計等等。
二、本研究項目對促進教學工作、提高教學質量的理論意義和現實意義
從專業基礎課及專業課就注重開始工科學生工程實踐能力的培養，通過生產實際中的案例分析及學生實驗動手能力的培養使他們養成善于理論與實際相結合，防止陷于閉門造車的泥潭，而目前企業比較看重而學生欠缺的主要是這種能力。
本文的研究對象為我院機械設計制造及其自動化專業的學生。他們在培養層次上既不同于一本院校的研究型人才，也不同于職業學院培養的單一的技能型人才。從就業方向來看，絕大部分應該是在公司和企業，我們主要培養的是未來的工程師，因此，學生培養的重點應該是強化工程實踐能力的訓練。
主要研究內容是針對“機械制造裝備設計”這門課程的教學內容，以及教學過程中的一些教學方法兩方面進行分析研究，在教學內容上突出實用性原則，把重點放在機床典型零部件設計方面，如主軸、導軌的設計，機床夾具設計方面，如組合夾具、可調夾具的設計，金屬切削機床設計上。在教學過程及實驗設置中突出專業知識的應用。
三、研究方法和思路
3.1 通過專業課程實驗最大限度地培養學生的工程實踐能力，在大四的專業課程“機械制造裝備設計”開設貼近生產實際的實驗，如組合夾具的拆裝實驗、數控車床的拆裝實驗，對于由于條件所限無法開設的實驗，如大連理工大學開設的工業機器人實驗則通過視頻方式進行演示。讓學生了解遇到各種零件怎樣來設計夾具，數控車床的結構與普通車床的區別等等。
3.2 在教材內容安排上把與企業生產實際結合緊密的內容作為重點，如機床典型零部件設計，機床夾具設計，金屬切削機床設計上，將這門專業課中的有關內容與上學期同學們在十堰東風汽車有限公司車間實習所見過的設備工裝結合起來，并盡可能把近幾年出現的新工藝新技術新材料介紹給學生。
3.3 把專業課的內容與畢業設計課題相結合，如布置有關機床夾具設計，發動機缸體的機加工工藝設計作為畢業論文題目并指導完成，培養學生的工程實踐能力，真正做到學以致用。
3.4 調查其它獨立學院機械設計制造及其自動化專業的專業課程設置及其模式，吸收比較成功的經驗進行完善。四、達到的目標
通過對“機械制造裝備設計”專業課的研究改革和畢業設計的訓練使機械設計制造及其自動化專業的學生具有一定的理論知識和工程實踐能力，走上工作崗位后能順利完成由大學生向工程技術人員的轉換。
機械設計制造及其自動化專業大三和大四學生的主要課程是學習專業基礎課和專業課，提高其工程實踐能力是工科類學生必不可少的基本技能，不管他們到企業后從事產品開發、生產管理還是工藝設計都離不開工程實踐能力。有針對性的在學生的畢業設計課題中安排貼近生產實際的論文題目，使他們帶著問題進行畢業實習并在企業的生產實際過程中將理論與實踐相結合，縮短由學校到企業過渡期間的不適應期，使我校為湖北省乃至全國培養有較高工程實踐能力的高素質人才。
參考文獻：
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【關鍵詞】人才培養模式 實踐教學改革 創新能力
【中圖分類號】C961【文獻標識碼】A【文章編號】1006－9682（2009）03－0023－02
【Abstract】Considering characteristic of machine design, manufacture and automation speciality, a new teaching reforming project according to both market demand and learners’ needs was proposed, which benifits to cultivate innovative talents with strong adaptability. Practice for three years proved that the new talent-training plan was effective to encourage students to participate practical activities and foster students’ innovation ability.
【Key words】Talent training mode Practice teaching reform Innovative ability
一、前 言
在新時期，如何培養創新型人才是高等院校面臨的新課題，我校以實踐教學改革為重點，開展了“機械設計制造及其自動化專業”多樣化創新型人才培養模式構建的探索與實踐。由于在傳統的教育模式下，專業培養方案（計劃）是靜態的，制定一次，使用四年。在許多應用型的學科領域，譬如機械工程學科，四年內存在較多的知識更新，社會需求也在不斷變化。作為學生知識體系的基礎，專業培養計劃四年不變將無法適應發展的要求。因此，有必要探討一種方法，基于此方法建立的專業培養計劃可使教學內容對“技術進步、區域經濟發展、社會需求變化”做出快速適應與調整，將專業培養計劃的相對僵化轉變為動態適應。［1］
二、改革思路
自1996年石河子大學掛牌成立以來，我校機械設計制造及其自動化專業的發展已有十余年的歷史。合校初期，以加強基礎、拓寬專業、注重素質、突出能力為指導思想制訂了人才培養方案。2002年，結合我國高等教育的改革與實踐，適應區域經濟建設的發展及對人才的需求，機械設計制造及其自動化專業對人才培養方案進行了一次大的調整。試行前期按大類培養，后期進行寬口徑專業教育的新模式，以加強基礎，拓寬專業面向，為學生跨學科專業學習奠定了基礎。運行過程中取得了一定的效果和經驗，但在實施過程中也發現一些問題。由于隨著科學技術的飛速發展及人才市場需求的不斷變化，機械類專業所培養的人才及其知識結構以及能力要求發生了很大變化。機電一體化、CAD/CAM、柔性制造等現代化機械設計方法、先進制造技術以及有關邊緣學科知識技術使傳統的機械類本科專業領域的內涵發生了根本的改變。
2006年，本專業再次對人才培養方案進行了修訂，新方案注重人才實踐能力和創新能力的培養，以我校“立足兵團，服務新疆，面向全國”的辦學指導思想為宗旨，以培養適應兵團乃至全國經濟發展的需求，服務社會，面向市場，綜合素質高、能力強、具有創新精神的先進制造業和現代服務業需要的機械設計制造及其自動化專業多樣化人才為目標，從教育理念、培養方案、課程體系、教學模式等方面全過程系統化地提出如何解決創新型人才培養的方案，構建多元化創新性人才培養模式。深入貫徹“有教無類、因材施教、厚積薄發、經世致用”的教育思想觀念，全面落實“辦學以學生為本，育人以素質為本，素質以做人為本”的人才培養根本原則和“以素質教育為基礎，以專業教育為主干，以教學質量為核心”的本科教育基本框架，致力于培養以“素質好（個人）、基礎好（專業）、上手快（業務能力）、轉型快（適應能力）的事業骨干”為基本規格的本科人才。從市場需求出發來培養學生，從學生需求出發來開展教學改革。
三、具體措施
1．改革傳統的實踐教學模式和“三段式”的課程安排
設置用于集中實踐實訓環節的小學期，構建集技能訓練和創新活動于一體的獨立的實踐教學體系，使教學組織模塊化。實踐教學可由課堂教學模塊、指導實踐學習（共性）模塊、自主實踐學習（個性）模塊、社會實踐（多樣化教學）模塊組成，如：挑戰杯、機械設計大賽等活動。開發兼具訓練、創新的實踐技能訓練教學項目，確保每學期都有至少1門課程需要進行綜合性設計性實驗；編寫項目化教學的教材，實驗（實訓）、項目設計和畢業設計指導書。在教學活動過程中，將實驗、學習、設計、制作、研究和調研活動結合起來，尤其在實驗中增加綜合實驗內容，將理論教學與各類教學實踐活動有機結合起來，對學生而言，唯有素質的提高和創新意識的增強會受用終身。［2］
2．充分利用校內外實驗實習基地，產學研合作，開展項目化教學。
在人才培養過程中，注重啟發式教學，鼓勵學生自主設計學習方向，在學科專業的范圍內自主選擇培養方向，將被動學習轉變為主動學習。把學科競賽作為培養學生創新意識和創新能力的主要手段和有效載體，鼓勵學生獨立思考、強調發揮個人才智和潛力，培養和提高學生的創新思維、創新能力、團隊合作精神、解決實際問題和實踐動手能力和社會適應能力。注重人才培養過程中的社會、企業和學校的結合，密切學生與社會的關系，將封閉式教育轉變為開放式教育，充分利用社會資源，讓學生直接了解社會和企業的需求與發展。在課堂中學習理論，在實驗室學習技術，在社會學習技能。強化國內外交流，將前沿的科學技術融入課程，創新實踐先進的教學方法。體現學生為主體，教師為主導的地位，將課堂推向社會（企業、政府、研究機構），將社會引入課堂，充分發揮學生的學習主動性、積極性、創新性和實踐性。
改革實踐教學方法和實踐教學管理方式，開展產學合作教育管理體制和運行機制的研究。對原有實踐教學管理文件進行清理、制定、修訂完善，逐步建立起了一套適應新體系運行的管理規章制度。包括：實驗、實習、課程設計、畢業設計（論文）、科技創新、社會實踐、實驗室開放等方面的管理規章制度。
3．合理配置課程結構，整合課程內容，制定多層次人才培養方案。
為使課程體系、結構和內容達到整體最優，進一步加大課程整合的力度，按照整體優化原則和厚基礎、寬知識、強能力、高素質的教學改革方向，在學校公共基礎平臺修訂的基礎上，針對專業特點，修訂專業人才培養方案，通過優化課程組合，將一些課程內容陳舊、分割過細的課程進行重組，加強計算機、外語能力培養。摒棄傳統意義上的機械設計、制造人才的窄專業培養方法，給學生們傳達一個信息，即大學本科階段教育的任務是一種通識教育，專業內容不僅包含與機械學科發展密切相關的知識，同時也要適應與機械相關的邊緣學科，為此，新一輪培養計劃在專業基礎課中，進行分流培養。在專業選修課中增設學科前沿性課程、跨學科課程、綜合性課程、理論基礎類課程、理論提高類課程、雙語教學和能力培養課程，加大選修課的比例。把最新的工程設計理念與方法教給學生，以適應制造業的發展。如將CAD/CAM內容貫穿于整個教學過程中，從繪圖基礎理論與手工繪圖到計算機繪圖形成新的課程體系；對力學、電學、機械三大課程依然保證學時，夯實基礎。在這些基礎上，增加計算機應用課程（軟件工程與應用）、現代制造技術（數控、快速成形等技術）和現代設計與制造方法等，使學生有接受新技術挑戰的能力。并且，在重視機械學科前提下，強化政治思想、人文素質和基本理論知識的教育，注重提高學生的思想品德、人文素質、專業知識等方面的綜合素質。
重視課外科技活動及實驗實習基地建設。通過校企聯合提高實習基地的質量，增加行業知名企業的數量，建立應用型實習基地和設計型實習基地。應用型基地提供條件幫助學生應用所學知識處理實際問題；設計型基地提供學生進一步學習專業技能和提高研究開發能力的條件，二者結合，按照“應用型模式”來組織教學，突出學生的專業基礎知識和綜合技能培養，并兼顧設計、分析、開發性人才的培育，走多樣化、重創新的人才培養之路，給學生更多的選擇，培養高素質、高層次、多樣化、創新性骨干人才，推動因材施教，教書育人，使學生成為一個各方面和諧發展的人。讓成績好的學生充分得到發展，成績差的學生不掉隊。嘗試分層培養模式：2＋4＋4培養方案，即20%的學生進入碩士研究生階段的學習，40%的學生成為工程技術人員（擴招前本科畢業水平），40%的學生成為現場應用工程師（應用技術型人才）。［3］［4］
4．改革現有實踐教學評價體系
課內與課外相結合，理論與實踐相結合，加強系統化學習中的過程管理，加大實踐環節的考核力度。在教學目標上強調智力的發展重于知識的獲得，在課程和專業設置上以追求知識本身的價值為本，注重基礎知識并強化實踐教育，通過培養方案、課程體系、教學模式的改革與創新，進一步確立“需求驅動、技術引領、產學研合作發展”的基本教學思想，縮小專業建設中存在的區域經濟發展需求與人才培養目標之間差距，改變以往“人才培養重理論、輕實踐，實踐教學重動手能力訓練、輕創新能力培養”的局面。學生實踐課程的成績可由各實踐教學模塊共同組成，教師評價與學生評價相結合，注重培養學生的獨立思考、團隊協作意識及自我約束意識。
四、主要成效
新一輪人才培養方案和模式已在機械設計制造及自動化本科專業05級、06級、07級學生中實施，在新舊人才培養方案的銜接上有個別課程做了調整，運行情況正常，受益學生人數達300余人。2006年在機制、農機專業的教學中，我們首次采用機械系統方案設計取代以往的機械原理中的凸輪設計，學生的工程意識、創新意識加強，提高了他們的獨立工作能力和工程實踐能力。同期并成立了“機構創新小組”和“惠魚機器人小組”，教師利用課外時間指導學生進行機構創新實踐訓練，以培養學生綜合運用所學機械、電子、計算機等知識進行機電系統總體方案設計的能力。在親自動手搭接的過程中，將理論與實踐融會貫通，增加知識覆蓋面。促使學生從科目分科學習向工程實際綜合、從知識積累向能力生成轉化。其中機構創新小組設計制作的2件作品獲得2008年新疆兵團賽區全國大學生機械創新大賽三等獎2項，“惠魚機器人小組”獲得2007年石河子大學SRP立項，并通過驗收，效果反映良好，04級2名學生畢業設計由于選題新穎，設計獨到，被評為校級優秀。3年來，機械設計制造及其自動化專業畢業生以“專業理論扎實，實踐本領過硬，適應能力強，具有創新精神”深受社會及用人單位歡迎，普遍認為我院畢業生崗位適應能力強，有良好的工作態度和敬業精神，04級一次就業率達到了98%。
五、結 語
培養創新型人才必須牢固樹立人文精神、科學素養和創新能力相統一的教育觀，堅持教育中知識、能力和素質培養的協調一致，堅持人文素質教育、科學素質培養和實踐能力訓練的協調一致，堅持教育學生做學問、做事與做人的協調一致。通過產學研結合，培養大學生的創新精神和實踐能力，改變“以教師為中心”為“以學生為中心”，把“傳授教材”為主要目標變為“以增長經驗、發展能力”為主要教學目標。在教師引導下，讓學生大膽想象，積極思維，主動探索，在學習中發揮內在的潛力，不斷提高創新能力。
參考文獻
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Abstract： Mechanical Design course is one of the important professional courses for electrical major. Aiming at the common problems in the teaching process of Mechanical Design， this paper proposed the reform in teaching content， teaching methods and assessment methods to stimulate student's interest in learning and improve teaching quality.
關鍵詞： 機械設計；教學；改革
Key words： Mechanical Design；teaching；reform
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）20-0284-02
0 引言
《機械設計》是一門理論性和實踐性都很強的課程，是高等學校機械類專業開設的一門主干專業技術基礎課，是對學生進行設計能力、創新能力、工程意識訓練的主要課程[1]。通過本課程的學習，不僅要求學生掌握畢業后從事機械行業工作的基本知識和基本技能，也為本專業學生學習后續課程打下堅實的基礎。目前，在實際的教學過程中主要存在以下問題：一是機械設計的教學內容覆蓋面廣，而學時相對較少；二是教材使用不科學，有些內容對培養學生的應用能力方面作用不大，但仍占用一定的課時；三是教學手段不夠靈活多樣，現代教育手段得不到正確使用，學生學習積極性不高，影響了教學效果；四是學生對實驗教學重視不夠，獨立性不強，缺乏創新性；五是考核方式單一，容易造成高分低能現象。
針對上述問題，本文在教學內容、教學方法、考核方式三個環節上進行了課程教學改革，以期使學生不僅具備機械設計的理論知識，善于發現、分析和解決問題，同時具備一定的實踐創新能力，為日后的學習深造和就業上崗打下堅實基礎。
1 教學內容改革
教學內容的改革首要任務是課程體系以及教材的改革。既不能遺漏知識點，又要避免重復。在內容的處理和編排上要以“需要”為準繩，以“夠用”為尺度，以“會用“為目標[2]。因此，機械設計的教材內容應圍繞“掌握概念、突出技能、重在應用”展開。但目前的教材中，教學內容多而課時相對少，這就要求在教材的選擇上既要有內容上的先進性，又要注意理論知識的深度把握；既要注意理論知識的學習，又要強調實際能力的培養，內容應“少而精”，制定合理的教學計劃，做到有的放矢、學以致用，對于一些過深的、不必要的理論推導和證明應該刪掉。例如齒輪傳動中按齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度設計公式的推導過程；帶傳動中帶即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間關系式的推導等內容應該刪去。同時，在科學地使用教材的同時，應與時俱進，跟蹤科學技術發展在工農業生產領域中產生的新成果、新方法、新成果并及時補充到教材中去，開闊學生視野，啟發學生學習的積極性和創造性。
2 教學方法和教學手段改革
傳統的教學方法仍然是以課堂講授為主，老師在教學中滿堂灌，教與學的互動較少，不能很好的調動學生的學習積極性，更談不上創造性。
新型的教學模式要求“以學生為主體，教師為主導，以能力培養為主線，以素質培養為目標”，因此要求我們豐富教學方法和教學手段。首先，應該將教學方式由以教師為中心轉變為以學生為中心，實行課堂講授討論、學生獨立思考的雙向模式教學，加強師生之間的互動，師生可以共同的設問思考、問題延伸、知識拓展，從而激發學生學習的積極性和創造性。第二，采用啟發式、類比式等多種教學方法來激發學生學習興趣，加深知識點的理解與應用。比如，在軸的結構設計中，引導學生分析多種布置方案，從而找到最佳的方案，使學生運用發散性思維來考慮問題，強調學生的主動參與。第三，理論教學與實踐教學相結合。在教學的過程中可以打破先理論后實驗驗證的陳舊模式，課堂教學也可從實驗入手，再從實驗中引入問題，這樣具體而真實。比如講解機構的機構運動簡圖畫法時，可以讓學生走入實驗室，對著模型來學習機構運動簡圖的畫法。這樣的模式可以激發了學生的學習熱情，增加學生學習的成就感。在課堂理論教學時，也可有選擇性地將一些元器件帶到課堂上去。第四，要將多媒體課件與黑板教學相結合。多媒體教學作為現代化教育手段應加以充分的運用。對于關鍵的理論推導、重要例題，教師可以在黑板上進行，而對于大量的概念以及圖形，使用多媒體課件就可以省下很多時間。總之，多媒體課件以大量的視聽信息、高科技的表現形式以及圖形、圖像的三維動畫效果沖擊了學生的思維興奮點，使情景學習理論在教學中得到充分體現，激發了學生的學習興趣，提高了教學質量。第五，可以經常聘請工程技術人員開設講座，他們會給教學帶來最新、最直接的知識以及人才需求，便于我們把生產第一線的科技信息帶到課堂上去，使我們的教學真正能夠與時俱進，符合社會發展需求。
3 重視實踐教學
適用性和實踐性是機械設計課程的特點，所以實踐教學環節是本課程的重要環節[3]，應該予以重視。實踐教學主要包括實驗和課程設計。
目前開設的實驗主要是認知性、驗證性實驗。這些實驗不利于學生培養全面思考問題的能力和創新性、發散性的思維能力，更不利于學生過硬技術應用能力的形成。因此，有必要對實驗教學作一改革。首先，加強應用性的基礎實驗，例如組織學生裝拆與專業相關的機器，這樣可以鍛煉學生的操作能力。第二，開設創新性和綜合性實驗[4]，如對常見結構進行創意組合，由學生自己設計機構用途，畫出機構簡圖，并分析其可行性。第三，開創大學生創新實踐項目，組織學生自己設計新機構或對已有的機器機構進行改進，然后自己整理成論文、申請實用新型專利等等。
課程設計環節是機械設計教學過程中必不可少的環節。改革課程設計的教學模式，加強學生創新設計能力的培養也尤為重要。可以組成興趣設計小組，讓學生在設計過程中對現有的問題提出創新性解決方案；課程設計中要以學生為主，教師只起指導作用，引導學生將所學習過的理論知識應用到課程設計中；重視答辯。這樣學生才會真正重視課程設計，才會真正獨立完成。
4 完善考核方式
傳統的考核方式就是閉卷考試，這樣容易使學生平時不好好學習、不重視實驗，考前臨時抱佛腳，造成高分低能的現象。因此，考核方式可以改革成由閉卷考試、實驗實訓成績、平時成績三部分組成。其中閉卷成績占60%，實驗成績占30%，平時成績占10%。實驗實訓成績的考核主要以實驗實訓操作及實驗實訓報告是否規范準確為主要依據。對開展探索性、綜合性實驗的學生要提交論文；對于有創見的學生，成績從優。平時成績的考核則可以從考勤、每次的作業完成情況來進行。考核方式的多樣化可以使學生平時按時認真地學習，重視每次的作業和實驗實訓，使學生累積好扎實牢固的知識基礎，從而提高教學效果和質量。
5 結論
機械設計是一門理論性和實踐性都很強的課程，而機械設計是設計，是有別于別人的東西，培養學生的創新能力和綜合素質還是需要我們教師不斷地在實踐中摸索和思考從而不斷改進理念和教法的。幾年下來，通過對課程改革的研究和探索，在黃河科技學院確實取得了較好的效果，但是我們還應該在以后的漫長教學過程中不斷完善和深化，從而不斷提高教學質量和教學效果。
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關鍵詞：創新教育；機械設計類課程；教學改革；創新思維
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）03-004-01
深化教育改革全面推行素質教育有很多方面其中最重要的是創新精神和創新能力。創新教育的目的是要培養出具有創新意識，創新精神和創新能力的人才。因此，素質教育的重點，就是要把創新教育貫徹落實帶教育教學全過程中去。實施創新教育，轉變教育觀念是關鍵。機械設計類課程是機械類和機電類專業的一門必修主干課程是一門重要的技術基礎課，是對學生進行設計能力、創新能力、工程意識訓練的主要課程對學生學習專業課程起到承上啟下的作用。在培養創新能力和素質教育方面有著其他課程不可替代的作用。近年來隨著創新教育的實施，教學改革的不斷深入，要求我們必須對原有的教學理念、教學方法和教學內容、實驗教學等進行改革探索和嘗試。
目前高等機械教育在培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才方面存在一些薄弱環節，需要在改革中不斷加強和完善。目前高等工機械教育的主要問題是：（1）教育觀念陳舊，教育模式落后。學生知識面狹窄，課程內容落后于時代，缺乏反映學科發展前沿的有關新學科、新技術和新思維的知識。不能激發學生思考新問題、探討新知識的創新欲望。（2）教學方法呆板，過于重視考試和成績。缺乏啟發式、研究式的學習氛圍。眾多企業家強調高校必須“高度重視培養學生的創新精神和創新能力”。（3）重理論、輕實踐重計算推理、輕實驗論證，理論脫離實際，不利于培養學生發現問題和解決問題的能力。企業家們一致認為“學校教育應注意理論和實際緊密結合，應注重培養學生解決實際問題的能力”。（4）受計劃經濟和傳統文化的影響，在工程教育中，缺乏基本的經濟分析和市場需求預測分析，使學生的經濟和效益意識比較淡薄。企業認為學校“應加快知識產權法律的普及教育，從而提高工程技術人員對無形資產的保護意識”。
由于我國繼續工程教育體系尚未建立，嚴重制約了機械技術人員的繼續教育和素質、能力的提高。所以我們應該采取以下改革措施：（1） 建立機械專業創新人才培養模式與相應的課程體系。 （2） 構建創新系列課程并進行教材及教學資源建設。（3） 建立創新人才基地。加強創新實驗環境和條件的建設，使機械基礎實驗課程建設成為既是基礎課程的實驗教學基地，又是創新人才培養的實踐基地。學生可以進行機械創新設計、機械制造工程實踐、現代制造技術實驗及培訓、CAD培訓、信息網絡與CG實驗、以及學生自主創新活動。（4） 開發與應用現代教育技術，建立適應創新教育的實踐性教學體系。將機械類專業實驗與實踐性環節劃分為課內及課外兩大部分。課內分為基礎課實驗實踐、專業課實驗實踐以及大型實踐環節三大類。其中基礎課實驗與實踐按機械設計基礎、機械制造基礎、其他學科基礎模塊規劃；專業課實驗與實踐按機械類專業學生不同研究方向規劃。課外部分包括課外活動與社會實踐，按社會調查、課外讀書、科技活動、學科競賽、夏令營活動、小論文以及技能培訓等進行組織規劃。 開發與應用現代教育技術，從創新能力培養的規律出發，在改造傳統實驗的基礎上增設一批新的實驗項目，形成不同實驗模塊、不同層次（基礎層次、提高層次和設計創新層次）等實驗教學體系。
以國家高職院校機械基礎課程教學改革精神為依托，在我校機械類人才培養總體框架下，建立創新人才培養體系。該體系分為創新教育課程、創新實踐環節和創新理論研究與人才培養三個部分。創新教育課程包括人文類基礎系列課程、科學類基礎系列課程、機械類系列課程和創新理論與方法系列課程。創新實踐環節由創新認識、創新實驗與實訓以及創新活動三個部分組成。創新理論研究與人才培養從創新人才培養的模式、教育方法、評價體系等方面開展理論與實踐的探討，并積極與國外有關高校交流與合作，不斷改進創新教育。
創新思維是一切創新的源泉，是創新素質的核心內容。創新思維包括形象思維、歸納思維、觀察思維和發散思維等。同志指出：“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。”在科學技術日新月異的今天，中國要想由“制造大國”轉變為“創造強國”，職業教育應走在教育的前列，而作為職業教育的核心教學——專業課教學更應該轉變教育觀念，大膽進行改革，切實培養學生的創新能力、創新精神、創新思維。 由機械類專業創新人才培養計劃、創新系列課程和創新教育實踐性教學體系、創新人才培養基地、“課外學分”機制、以及人文與科技氛圍等所構成的機械類專業創新人才培養教學體系，正在我校實施。
對于培養專業型技能人才，我們不能僅僅用學習文理科得教學方式去進行，我們需要更多的是學生的實踐能力。要真正的理論聯系實踐，要以就業，要以實際操作為教學目的，傳授社會上急需要用的技能，一些先進的領先的技能。引進專業技能高超的師傅或是老師進行手把手的教學，在上理論課的時候也要注意實體的演示，讓學生直觀的去了解所要學習的這項技能。在上完理論知識的同事應該花大量的時間進行實踐，先是在學校里面進行實戰的操作和訓練，應該設有實訓課，一周最起碼是一天的內容，讓學生充分的動手動力。最后加上去社會上實踐，去廠和企業實戰演習操作和生產。只有這樣我們的職業學校才能培養出我們社會所需的應用型人才，才不會在面臨就業的時候遇到各種的困難和問題。我相信我們職業教育在我們每個職業教育人的努力下會走的更遠更好，我們所培養的人才會在各個領域里得到充分的發揮。
參考文獻：
[1] 張春林.機械創新設計[M].北京：機械工業出版社.2007.
關鍵詞： 現代機械設計 系統化 結構模塊化 產品特征 智能化
隨著近年來人類科學技術水平的加速發展，特別是計算機軟硬件性能的持續提高，以及計算機技術對各行各業全面深入的滲透，各技術領域的思維、觀念和方法不斷得以更新。機械設計作為一個具有幾百年歷史的技術領域，也在世界科技進步的大潮中獲得了新生。目前，計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效。
根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征，我們可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。
一、系統化設計方法
系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性。所有的設計要素結合后，即可實現設計系統所需完成的任務。
系統化設計思想于上世紀70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統理論為基礎，制定了設計的一般模式，倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上，制定出標準VDI2221技術系統和產品的開發設計方法。
由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同，進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。具有代表性的系統化設計方法有設計元素法、圖形建模法、“構思”―“設計”法、矩陣設計法、鍵合圖法，等等。
二、結構模塊化設計方法
從規劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解（如通用零件部件等）描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解。這樣，能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發設計過程中計劃的可調整性，由此提高設計效率和設計的可靠性，同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層：（1）產品（2）功能組成（3）主要功能組件（4）功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。
這種方法認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解，而具有新型解的專用功能只是少數。因此，在專用機械設計中采用功能化的產品結構，對于評價專用機械的設計、制造風險十分有利。
這種方法提倡在產品功能分析的基礎上，將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構，通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件，甚至是一個系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口（連接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化，具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術，將變形設計與組合設計相結合，根據分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
這種方法以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具，提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排，形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設計工程師選擇解元素。
根據機械零部件的連接特征，將其歸納成四種類型：
1）元件間直接定位，并具有自調整性的部件；
2）結構上具有共性的組合件；
3）具有嵌套式結構及嵌套式元件的連接；
4）具有模塊化結構和模塊化元件的連接，并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規則，由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。
在進行機械系統的方案設計時，用“功能建立”模塊對功能進行分解，并規定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機構型式的一一對應。“結構建立”模塊則作為功能解的選擇對象，以便于實現映射算法。
三、基于產品特征知識的設計方法
基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。
機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。
四、智能化設計方法
智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。在利用數學系統理論的同時，我們考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯系。
機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現、智能化設計和滿足異地協同設計制造需求的方向邁進，由于產品方案設計計算機實現方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設計工具軟件。我認為，綜合運用文中四種類型設計方法是達到這一目標的有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領域較多，不僅與機械設計的領域知識有關，而且涉及系統工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網絡技術等各方面的領域知識，但仍然是產品方案設計必須努力的方向。
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（一）學生對畢業設計不夠重視
畢業設計一般都安排在大學第七、八學期，這兩個學期正好是學生考研和就業的關鍵時期。這些年，隨著就業壓力的增大和考研風氣的高漲，許多學生都把主要精力放在找工作和復習考研上，沒能在畢業論文上投入足夠的精力。東抄西拼完成畢業論文，網上搜索資料后簡單拼湊的現象尤為突出，學校規定的時間為12-16周，而有的學生僅用幾周甚至幾天時間就拼湊完成，造成畢業設計質量不合格。
（二）設計選題缺乏創新性、可行性
有些學生在選擇畢業設計題目時缺乏創新意識，不能面對工程實際需要解決的問題，提出新問題、解決新問題。大部分學生是設計已有的機械裝置的結構，然后對其進行分析和校核，設計內容體現不出自己的創新。少數學生只是在網上搜索題目相似、內容相近的論文之后，將原文中大量觀點和論述幾乎原封不動地復制到自己的論文中，結果是論文缺乏分析和見解。還有少數學生設計中對已有機械結構進行改進設計，但因缺少工程實踐，所設計的方案并不一定可行。
二、校企合作指導機械專業本科畢業設計可行性分析
德州學院地處德州市，德州市新能源產業起步早、發展快，在全國處于領先地位。尤其是以皇明集團為代表的太陽能熱利用方面走在全國乃至世界的前列，相繼獲得“中國太陽城”、“國家可再生能源應用示范城市”、“國家火炬計劃德州新能源產業基地”等稱號，德州經濟開發區獲首批“山東省節能環保產業基地”，其中“太陽谷”已經成為引領太陽能和新能源產業快速發展的核心動力和強大引擎。同時，德州市依托山東景津環保設備有限公司等企業，正在打造風電新能源裝備制造業和環保節能設備等新能源產業基地，建成后將成為全國最大的太陽能產品制造基地和國內重要新能源裝備研發和制造基地。面對新能源裝備制造業的快速發展，相關機械類專業人才匱乏的問題日益凸顯，新能源裝備制造的企業迫切希望和高校合作培養機械專業的創新性應用型人才。校企合作指導學生畢業設計的條件已經成熟。目前，德州學院機電工程學院已經和山東景津環保設備有限公司等企業建立了13個實習實訓基地。與山東景津環保設備有限公司、山東通裕集團有限公司、東營光伏太陽能有限公司組建了景津壓濾班、通裕班、光伏機電班。2010年與山東景津環保設備有限公司聯合成立了“節能環保設備研究中心”。這些都為校企合作指導機械專業本科畢業設計提供了保障。
三、校企合作指導機械類專業本科畢業設計創新模式的探索
（一）校企共同參與人才培養方案的制定
德州學院的機械設計制造及其自動化專業圍繞著我國重點支持的新能源產業這一國家戰略性目標進行人才培養模式構建，從整體上提升本專業在新能源產業和區域內的高素質創新性應用型人才的培養水平和配置能力。德州學院召開“裝備制造業、新能源產業人才需要研討會”，德州市裝備制造業推進辦公室、德州市新能源產業推進辦公室負責人及12家山東省新能源相關企業代表應邀參加會議，聘請了山東普利森集團有限公司、景津壓濾機集團有限公司等企業技術負責人為校企合作專家。企業技術負責人對機械設計制造及其自動化專業的人才培養模式問題提出了寶貴的建議。根據合作企業的意見和建議，在機械設計制造及其自動化專業教學計劃中的第七學期，在11周的專業課程結束后，安排7周的專業方向實習，第八學期安排12周的畢業設計和6周的畢業實習。學生在學習了所有的專業課程后，先在企業進行專業方向實習。在實習期間對所實習企業進行了解，將自己所學的專業課程進行實踐，初步提高自身的工程實踐能力。在此基礎上第八學期進行畢業設計和實習，可以綜合提高學生的實踐能力和工程意識，畢業后能夠直接為企業所用，有效地提高了人才的培養效率和培養效果。使學生的應用能力達到工程需求，實現零距離就業。
（二）校企合作制定學生的畢業設計題目和指導學生畢業設計，保證學生的畢業設計質量
在第七學期，將機械專業學生安排到山東景津環保設備有限公司等實習實訓基地進行實習，這些企業有機械專業對口的生產環節，具有一定的生產規模、較先進的生產水平和管理水平，經濟效益較好，有接納畢業論文教學與實踐的能力。機械專業學生進入企業進行實習和畢業設計時，企業技術人員和學校教師共同指導，以企業技術人員為主，學校教師為輔，采用雙導師制。學校的指導教師負責學生的專業理論指導，企業指導教師為實踐經驗豐富的技術人員，全程參與學生實習和畢業設計的各個環節，指導學生處理畢業設計過程中出現的問題。在專業方向實習期間，由實習企業提供與實際生產和技術開發相關的畢業設計選題，由校內和企業導師在11月份商討確定指導學生的畢業設計題目，校內實習導師書寫畢業設計說明書。畢業設計題目能夠體現機械的新工藝、新技術的研究方向。這樣可以讓學生提前介入生產技術，初步了解并能解決生產中的一些實際問題。第八學期學生在實習企業里進行自己的畢業設計，校內指導教師通過網絡與學生保持常態聯系，跟蹤掌握學生畢業論文進程，并定期到企業檢查、指導學生畢業論文書寫，與學生探討、解決實習過程中遇到的技術難題，培養求真務實的科學精神，提高了教師自身科研能力。企業導師負責學生的實際設計、生產和技術開發相關的指導。在畢業設計中學生參與了企業的產品研發，學生了解了企業，企業也了解和掌握了學生各方面的情況，為日后的擇優錄用人才提供了依據，通過雙向選擇，對愿意留廠且企業看中的學生，企業優先錄用。
（三）成立有合作企業高級工程技術人員參與的答辯委員會，嚴格答辯程序、保證答辯質量
答辯是畢業設計工作的最后一個環節，是全面檢查和評估畢業設計質量的重要手段。嚴格的答辯程序有利于樹立良好的學風，促進學生認真做好畢業設計。學院聘請企業高級工程技術人員為答辯委員會成員，答辯委員會的校內教師必須由副教授以上職稱（或相當職稱的科技人員）的人員擔任。答辯委員會下設答辯小組，設組長1人（答辯委員會成員），秘書1人，各答辯小組具體負責學生的畢業設計答辯工作。答辯委員會負責審定學生畢業答辯資格，選用“中國知網”大學生論文抄襲檢測系統對參加答辯的畢業論文進行檢測，總相似比超過33%的學生不允許參加畢業論文答辯。同時還負責對指導教師的畢業設計指導工作進行審核：指導教師所帶本組學生畢業設計成果以專利、、實物、模擬仿真、模型展示的不低于50%。畢業設計答辯時采用“回避制”，即指導教師不參加對自己指導學生的答辯工作。學生答辯前提交論文由答辯小組詳細評閱，寫出評閱意見，評定成績，并根據課題所涉及的內容和要求，準備好基本概念、基本理論、試驗或設計結果分析等方面不同難度的問題，以備答辯時提問選用。答辯時學生報告時間一般為10-15分鐘，答辯提問時間一般為10-15分鐘，答辯公開進行，從而保證了答辯質量。
四、結論
