1机械设计基础双语教学的必要性
随着我国由机械制造大国向机械制造强国的迈进，如何扩大和深化中国制造在世界范围的影响，快速吸收国外机械行业的先进知识与理念，成为我国面临的一大难题。为适应国际化与全球化的趋势，教育部明确提出各高校需开设5%～10%的双语课程，以提升学生跨文化交流、合作与参与国际竞争的能力，为我国机械行业培养具有较强工程实践能力、优秀创新能力和良好综合素质的优秀工程应用型人才[1]。为实现这一目标，把英语教学和学科专业课程的教学结合起来，实施双语教学，成为有效方法之一。此外，实施双语教学对解决目前就业难的问题也是十分有效的，尤其是精通一门或多门外语的“双语专业人才”供不应求[2]。
“机械设计基础”作为一门培养大学生的设计能力、创新思维的机械类课程[3]，是工科生由公共课转入专业课学习的基础课程。对机械设计基础采用双语教学，其首要目标是课程的国际化学习，使学生掌握常用机构和通用零件的工作原理、结构、设计理论及其在外文文献中的规范化表达。学生通过原版教材能够深入了解国外先进的工程理念和应用成果，大量接触本专业词汇及特定表达，在学习专业知识的同时，提高专业知识的外语表达能力[4-5]。
2做好机械设计基础双语教学的对策
“机械设计基础”不同于一般公共课，它涉及知识面广，理论性强，与实践结合紧密[6]。简单的将中文教学内容转变为英文教学的传统双语教学方法，并不能获得理想的教学效果。所以，研究“机械设计基础”双语教学的方法与技巧，改革传统双语教学模式，成为摆在“机械设计基础”授课教师面前的一个重要课题。
2.1提高重视程度
“机械设计基础”双语课程是一门文理兼备的课程，既具有机械原理与机械设计等实践性较强的学习内容，又具有较强的外语学习内容。在教学过程中，既需要理论联系实践，不断提高学生设计与创新技能，又需要学生重视外语知识的学习与掌握。所以，教师首先要从思想上正确认识这门课开设的意义及所面临的困难，提高对该门课程教学实践的重视程度。
2.2双语教材建设
好教材是教学进展顺利的前提，是提高教学质量的保证。目前的双语教材主要有两类，一类是根据国内优秀机械设计基础教材翻译而成，侧重基本概念及定理的演绎推理，方便外语基础薄弱的学生对照中文版教材学习。另一类为国外优秀原版教材，以国外知识体系为基础，侧重学生提出问题、分析问题及解决问题能力的养成，内容涵盖较广，适合外语水平较好的学生学习。
在选择机械设计基础双语教材时，一方面需要考虑学生对机械专业知识的掌握程度，为后续专业课学习奠定基础，教材应该保证基础理论与实践应用等相关内容；另一方面，考虑学生对专业术语的外语表达能力，教材应该突出学生需要掌握的机械外文词汇、术语与表达方式，以提高学生的文献阅读与学术论文撰写能力。高校应鼓励教师根据学生实际情况及教学要求，参照国内外优秀教材自行编写双语教材。
2.3双语教学内容探索
在机械设计基础双语课程教案设计及课堂讲授过程中，教师应根据所授专业与班级学生的实际状况，将机械知识与专业外语学习结合，合理调整与安排教学内容。
（1）教学内容重点突出
机械设计基础双语课程内容多且课时有限，应改变传统的“填鸭式”教学方法，重视学生在课堂学习过程中的主体地位，精简讲授内容，突出机械知识难点与外语掌握重点，将部分内容改为辅导内容，这既有利于学生课外掌握外语知识，又有利于课堂上理解重点内容，提高学生学习过程中的主动性，培养学生提出问题、分析与解决问题的能力。
（2）中英文比例灵活调整
机械设计基础双语教学的目的在于学生在掌握机械知识的基础上，能够灵活应用外语开展学习与交流。授课重点在于机械知识的讲授，并非纯粹的纯英文授课，学生接受专业知识能力受其外语水平制约严重。教学过程中应平衡好专业教学与外语教学之间的矛盾，不能过分追求英文教学比例，推荐采用60%～70%的外语授课比例。具体授课过程中，开始阶段用中文解释内容重点与难点，避免学生因畏难心里而丧失学习兴趣和信心；随课程内容深入而逐步提高英文比例，到教学中期英文授课内容提高到80%比例[6]；后期课堂可采用全英文授课，让学生循序渐进适应英文授课。
2.4不断创新双语教学手段
适宜的教学手段能使师生协作，达到良好的授课效果。考虑到学生对英文讲授的理解速度慢，课堂教学应减少理论推导，灵活运用模型展示、多媒体技术、课堂讨论等多种教学手段，吸引学生兴趣，持续保持课堂专注度，提高教学质量和效率。
（1）模型演示
模型演示有利于学生对机械原理的直观认识，深化对英文描述的理解，生动形象的教具演示来阐述抽象的机构理论知识，更便于专业知识理解与英文记忆。
（2）多媒体技术
在描述机构死点问题时，教师利用含有英文讲解的飞机起落架视频演示，不仅具有了模型演示的形象直观性，也非常有利于学生课后温习与掌握。
（3）学生讲课
大部分机械理论体现在生活实际中，应鼓励学生观察并用英文描述与机械有关的常识。每堂课前五分钟由学生英文讲解与机械相关的生活现象，将会极大地提高学生学习主动性。
2.5改革考核方式
目前仅有的期中与期末两次考试成绩并不能准确反映学生对课程的掌握程度。由于机械设计基础双语课程知识量大，需要学生课外花费较多精力来消化课堂内容，容易引起学生平时不学习而最后突击考试。所以，加大平时成绩比重，将课后作业、课堂讨论、实验报告、课外论文等纳入考核范围，采用多样化的考核方式，通过对学习过程与应用能力的综合权衡，公正考核出学生对专业知识掌握的真实水平。
2.6双语教师队伍的建立
双语教学一方面要求授课教师具有扎实的专业理论与实践知识，另一方面要具有较高的英语授课水平。双语教师队伍的建立有两种方式，一种是聘请国外优秀教师前来授课，但国内外教学模式的差异导致教学效果并不理想；一种是组织年轻教师进入国外高校观摩学习，提高教师双语教学水平，并吸收国外优秀教学模式。在此基础上，通过与国外院校合作办学，为教师提供双语教学学术交流活动。
机械创新设计是指发挥设计者的创造力，结合现有科技成果，设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动，涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距，这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展，社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此，加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务[1-7]。
二、存在问题探讨与分析
在指导机械设计制造及其自动化专业大学生机械创新设计过程中总结出存在以下几个方面的问题。
1.基础理论知识相对薄弱，创新思维不足。该专业在二年级、三年级主修与机械创新设计相关的基础理论知识，包括机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、工程材料学、机械制造技术基础、机械控制工程基础、液压与气压传动、机电一体化技术、自动控制原理等。扎实掌握并灵活运用这些基础理论知识是大学生创新设计必备的基本条件。但是在实际教学过程中由于课时压缩、实践机会较少以及学生学习主动性较差等多种原因，造成学生掌握的基础理论知识相对薄弱。多数学生学习这些课程主要是应付考试，对这些基础理论进行深入思考并启发自己的创新思维的较少。
2.过度依赖计算机辅助软件，物理样机设计经验欠缺。随着计算机技术的飞速发展，在机械创新设计方面，出现了一系列新技术，主要表现在基于CAD软件的创新设计、虚拟设计[8]。机制专业的学生主要掌握的CAD软件有两类：一类是二维设计软件，如AutoCAD，另一类是以三维建模为基础的大型CAD/CAM软件主要有Pro/E，UG，Solidworks等。一般学生在二年级的时候通过自学和课堂学习等方式基本上掌握了这些软件。但是大部分学生主要精力放在学习虚拟样机相关绘图和建模技巧上，以绘出漂亮的图形为目的。由于对机械设计的理论掌握不够加上没有足够的实践机会去了解物理样机设计过程，在开始接触机械创新设计时，会过度依赖这些软件进行三维建模，不能将虚拟设计与物理样机设计有机结合起来。实际上机械创新设计的本质还应归结到机械本身，以计算机技术为基础的虚拟样机技术只是辅助设计的一个手段，不能完全代替传统的物理样机机械设计。在创新设计中应该坚持虚拟样机与物理样机并重的原则。
3.缺乏实际项目锻炼。参与实际项目锻炼，参加生产实习的核心在于通过某一产品设计、制造、检测、封装入库完整等环节的实习，使学生初步熟悉机械产品生产加工全过程所涉及的知识、技能、工装[9]，是学生全面、综合掌握专业知识和技能的重要环节，也是培养学生创新能力的基础。但是现在由于课时压缩等多种原因，本科生多以理论学习为主，其创新能力的锻炼效果不尽如人意，这与创新设计所要求的能力差距还较大。由于没有接触实际的项目锻炼，学生对于机械设计的流程、要求以及机械创新设计的具体需求了解不多，导致学生学到的机械设计理论知识无法完全充分发挥出来，这也是制约机械创新能力发展的重要原因之一。
三、教学改革思考与实践
针对上述问题分析，在教学工作中对创新设计教学改革进行深入思考，结合实际情况提出了几点解决方案，并在教学实践中逐步实施。
1.加强基础理论知识培训激发创新思维。在基础理论知识教学过程中把重点放在理论联系实际方面的讲授，结合机械创新设计案例、机械创新设计新思维、新方法和新成就等多种方式将理论知识与应用技术结合起来，在吸引学生兴趣的同时也加深了学生对基础知识及其应用的理解，并积极引导他们在此基础上进行再思考再创新，为下一步机械创新设计打好坚实的基础。另一方面，开设文献查阅课程，培养学生文献综述能力，通过查阅专业书籍、学术期刊、专利、企业产品手册和网络查询等多种方式，了解国内外对相关技术的研究进展和市场需求。
2.虚拟样机与物理样机研究并重。虚拟样机技术集成和综合了可运行机械设计的环境：包括各种仿真工具、分析工具、控制工具、设备和组织协同工作的方法等[10]，可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型，进行虚拟装配，并检查零部件的装配间隙和干涉，应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误，优化结构，可以方便地更改模型，从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想，虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训，同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务，促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训，从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与，并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学，根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程，详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方差分析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数，修改样机结构，对虚拟样机的设计结果进行验证和修正，直至产品定型。
3.指导学生申请或参与相关项目。在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上，吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目，从基础设计工作做起，逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程，以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目，从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养，首先，要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标；然后，进行团队讨论，根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案；下面进行团队分工，依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计，做出三维模型并进行仿真分析和结构优化，与此同时不断对总体方案进行修正；接着，团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作；最后，完成整个机械创新过程。
4.校企联合培养引导学生理论联系实际。经过参与项目锻炼后，学生对整个设计流程有了切身体会，同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解，具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上，教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会，进行校企联合培养，让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求，并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合，也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨，有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。
关键词：机械制造技术基础课程；教学内容；教学改革；实践教学
中图分类号：G712；G423.04文献标志码：A文章编号：1008-3561（2017）04-0052-01
机械制造技术基础课程的教学目的，是让中职学生掌握机械制造技术方面最基本的理论知识和技能，对制造活动有一个总体的了解与把握，为今后专业课的学习及毕业后从事机械产品的设计、制造及生产管理等工作打下坚实的基础。本文论述机械制造技术基础课程教学内容改革和实践的思路及做法。
一、机械制造技术基础课程教学内容改革的思路
设计好机械制造技术基础课程的教学内容，是课程组必须解决的一个难点问题。在教学内容的改革中，要遵循以下三点指导思想。
（1）拓宽专业，培养通才。过去的专业划分过细，造成学生知识面比较狭窄，难以适应各项建设工作和继续深造的需要。随着新专业目录的确定，学校要对过去老专业的培养计划进行适当修改，并对它的课程体系及教学内容进行改革。机械制造技术基础课程是新制订的教学计划中所规定的机械类各专业必修的三门技术基础课程之一，因此，该课程的教学内容也应遵循“拓宽专业，培养通才”思想，应具备机械类各专业学生所必需的机械制造过程有关的基础知识。
（2）扩宽学生知识面，增强机械类各专业学生的从业能力。从过去机械类各专业的培养计划来看，只有机械制造专业开设机械制造工艺学、机床概论、切削原理等有关机械制造过程的专业课程，但教学内容过专过细，内容庞杂陈旧。而其他机械类专业如机械设计、汽车、工业工程管理等专业，只开设机械制造工艺学课程，造成这些中职生缺乏切削原理、机床及工艺装备等方面的知识，影响从业能力。从统计来看，机械类各专业中职学生毕业后大多数从事机械产品开发、设计、制造、管理和运销等工作。因此，在设置课程教学内容时，要重基础，避免原专业课程内容陈旧庞杂、太专太细等缺点，要强调基础理论知识的实际应用。
（3）提高教学质量，减轻学生负担。过去开设的专业课程较多，各门课程之间的衔接没有处理好，导致一些教学内容重复讲授，而一些教学内容又没有讲到。因此，在机械制造技术基础课程的整合过程中，要注意精选教学内容，要适当增添一些新的知识要点，使课程与现代制造技术相结合，让教学内容具有先进性，能反映出本学科领域的最新科技成果。这样，既提高教学质量，又减轻中职学生的学习负担。
二、机械制造技术基础课程内容体系的改革
机械制造技术基础课程的教学内容应该包括机械产品制造过程的基本理论和方法，它涉及公差及技术测量、金属切削原理与刀具、机床概论及设计、机械制造工艺及机床夹具等方面的知识。本课程的教学主线是：学生学习金属切削原理、金属切削机床以及零件加工表面的技术要求（即公差与配合的相关知识）、零件的定位原理等基础知识之后，再依次叙述机械零件的特征、表面加工方法与加工设备等知识，然后重点研究机械加工工艺规程和机械装配工艺规程的问题，最后，再了解自动化加工、数控加工、特种加工等方面知识。
三、实践性教学的设计思想与教学效果
机械制造技术基础是一门实践性很强的课程，它的内容很多，涉及面比较广。为了让学生真正掌握本课程的教学内容，达到学以致用的效果，除课堂上的理论教学外，教师还要重点加强实践教学环节，提高学生的实践动手能力。为达到预期教学效果，可以设计如下实践教学环节。
（1）计算机辅助课程设计。本课程在理论教学完成以后，要安排一周的计算机辅助机械加工工艺规程（CAPP）课程设计。它要求学生综合运用所学过的知识（包括本课程的基本理论和其他相关课程的知识），在计算机工艺设计软件的辅助下正确分析和合理解决一个比较简单的机械零件工艺规程的设计问题。其目的是通过课程设计，使学生学习并掌握工艺设计方法，能够学以致用。实际上，课程设计也是对学生学习情况的一次验收和巩固。实践证明：课程设计训练可使学生面对具体的工程问题时能综合应用以前所学过的知识，做到正确分析和处理；课程设计训练能够加深学生对机械加工工艺设计原则的理解；在设计过程中，不同工艺方案的分析与对比可使学生初步掌握优化工艺方案的能力；课程设计训练可使学生熟悉各种技术手册、规范、图表等技术资料的运用；课程设计训练能够进一步培养学生的工程应用能力和编写工程技术文件的文字表达能力。
（2）教学实验。为配合机械制造技术基础课程理论教学，培养中职生的动手操作能力，本实践教学环节还设置车刀角度的测量、切削力实验、切削温度实验等三个教学实验，以便学生更好地理解与掌握机械制造过程的基本规律。
四、结束语
江苏省张家港市中等专业学校开设机械制造技术基础课程以来，课程组不断总结经验，对课程教学内容进行补充和完善。从近几年学生所做的课程设计来看，中职生的知识面和实践动手能力达到预期的教学效果。
参考文献：
随作“国务院关于大力发展职业教育的决定”提出：“以服务社会主义现代化建设为宗旨，培养数以亿计的高素质劳动者和数以千万计的?{技能专门人才”；“坚持以就业为导向，深化职业教育教学改革”；“促进职业教育办学思想转变、加强学生实践能力和职业技能的培养”后，近几年来职业教育得到了快速的发展，但职业院校的专业人才培养模式和教学质量却依然无法有效满足经济社会发展和行业企业的岗位需求变化，学校与行业企业之间存在的供需矛盾日益突显，突出表现在职业院校学生专业技能素质、岗位适应能力、职业素养均达不到企业行业要求的水平。职业教育教学已迫切需要进行全面、深入进入的改革。根据职业、行业、区域、学生情况等的不同特点，职业教育的专业人才培养模式、课程体系及教学方法应体现为适应性的创新和特色。
现以机械设计与制造专业为例，探索一种具有特色教学方法。随着我国制造业的飞速发展，机械行业企业急需生产、建设、管理和服务等一线的技术人才。机械类职业教育必须围绕和针对职业岗位技能的需求组织和实施教学，以“必需、够用”为度，以实际技术技能应用为重点，确定典型岗位工作任务，并以此为导向设计理论与实践教学内容。
一、典型工作任务的挖掘
首先以企业调研、毕业生跟踪调查、第三方调查报告等形式获取各类数据，然后利用数据挖掘、统计分析等方法得到各类岗位职业能力需求情况，再细分为典型工作任务，最后提取典型工作任务。其流程：职业能力调研―综合能力分析―岗位工作任务细分―典型工作任务。
经过调研、分析，机械设计与制造专业高素质技能型专门人才根据从业过程不同，其职业能力和主要工作任务分为：初次就业岗位，典型零件分析―工艺路线拟定―工件装夹―刀具准备―零件加工―零件检验和设备计划维修―设备安装与调试―设备验收试验、故障分析―检验测试―故障排除；发展岗位，较复杂程度的零件分析―机械加工工艺规程拟定―工装（刀具、夹具）选用―现场工艺问题的分析和解决―加工质量控制和机械加工工艺规程分析与优化―专用夹具（或刀具）设计―专用夹具（或刀具）的安装、调试―工作现场问题的分析和解决―加工质量控制；拓展岗位，市场调研―产品优化设计―新产品开发与设计和生产订单―组织生产―质量管理。
二、人才培养模式的确定
基于现代职业教育的理念及特点，机械设计与制造专业根据专业特点推行“职业能力导向，三层递进式工学交替，素质教育并行”的人才培养模式。
深度分析从业岗位所需的综合素质和职业技能要求，以此为导向（职业能力导向），通过专业基础课程学习、专业认识实习等环节的教学，使学生达到基本要求（第一层）；以专业技术课程学习、各项综合技能训练环节的教学，使学生具备基本职业能力（第二层）；通过专业技术、专业拓展课程学习、顶岗实习、毕业设计等环节的教学，使学生具备核心岗位职业能力（第三层）。如图：
在教学过程实施中，以典型工作任务驱动、实际生产工作过程为载体，在工作中学习，实现有效的工学结合（工学交替）。在各类教学活动中，融入对学生的思想品德、职业道德、人文教育、健康教育等的学习与养成（素质教育并行）。
三、教学方法设计
通过上述过程，确定典型机械产品（项目或任务），提取多项工作任务，围绕工作任务构建课程体系，以项目制教学使学生完成各工作任务。教学方法采用“理实一体”、“理论与实践交替”、“团队化教学”的方式实施。以机械设备操作人员岗位工作任务的轴类零件加工为例，说明课程的构建和教学方法的实施。各阶段均安排实践教学项目，与理论教学交替进行。
1.典型零件分析
融合《机械制图及计算机绘图》、《机械设计基础》、《机械工程材料及成形工艺》、《机械产品创新设计与制造》、《机械零件质量检测》、《机械加工工艺方案设计》等课程相关知识，在讲授理论的同时，完成典型轴设计，掌握轴类零件的常见加工表面、主要技术要求及相应机械加工要求和零件的工艺分析。
2.工艺路线拟定
在进行《机械加工工艺方案设计》课程教学的同时，规范的完成零件工艺规程制定。
3.工件装夹
通过《机械加工工艺方案设计》、《机床夹具设计》等课程教学，学会正确使用通用夹具对轴类零件进行装夹，全面完成至少一道工序的专用夹具设计。
4.刀具准备
在《金属切削及刀具》、《机械工程材料及成形工艺》等课程中提取相关知识，通过“零件的机械加工”的实践教学，正确选择切削刀具，完成刀具的安装与调整。
5.零件加工
学习《设备控制技术应用》、《机械设备及维修技术应用》、《机械零件数控加工》等课程，通过“典型零件的机械加工实训”、“零件数控加工实训”等实践教学，完成零件制造。
6.零件检验
融合《机械零件质量检测》、《机械设备及维修技术应用》、“机械结构及维修实训”、“机械产品设计与制造”等理论与实践教学，全面评定零件各项技术和性能要求。
教学方法的实施
1.动态调整
行业先进制造技术正快速取代传统的制造技术，教学中必须紧密联系生产实际，动态调整典型工作任务，确保培养的人才能跟随市场需求的发展变化。
2.以人为本
机械行业是不断发展进步的，先进制造技术日新月异，机械类专业人才的培养必须坚持以人为本，围绕提高学生专业技能、创业能力、实践能力、合作意识等能力的培养，教学中贯穿先进制造技术，培养分析解决问题能力，适应技术的不断更新。
3.教学过程团队化
现有的课程体系中，各教学环节基本处于相互独立的状况。在整个专业教学过程中，专业课程相互之间没有建立一种融合、衔接的关系，专业教学没有一个共同的目标，各课程教学具有较大的随意性；理论教学与实践教学绝大多数是相互独立的，很多理论课教师没有实践经验，缺乏操作技能，理论教学脱离实践，甚至落后于实践的需要，而实践教师又不具有系统化的理论知识，仅以自己的实践经验来传授，导致培养出来的学生理论水平和实践水平都不能适应现实岗位的需求。因此，教学过程必须有分工协作的专业教学团队。
4.理论实践相结合
注重将理论、专业技能、综合能力培养渗透到教学各个环节，要用理论来指导实践，用实践来检验理论，理论教师与实践教师分工协作，加强沟通与交流，强化用理论指导实践，实践充实理论的观念，建立理论与实践分工负责又高度统一的紧密合作关系。典型工作任务应该是企业真实的产品，教学中必须紧密联系实践，紧密联系行业企业，紧跟技术进步的潮流。
课程总体目标：
掌握机械通用零件的基本工作原理、特点、应用及设计计算方法。能够借助手册、资料或计算机网络的帮助，进行各种机械的设计。通过验证实验和创新训练培养学生的动手能力、工程设计能力和创新思维。初步掌握现代机械零部件设计及选用方法、设计流程，为机械类专业课程的学习打下良好的基础为成为一名优秀的机械零部件设计及选用工程师奠定坚实的工程实际和理论基础。
课程具体内容：
1.机械零部件设计及选用的基础知识从机械的整体出发，阐述机械零件设计的共性内容，介绍有关的基础知识;
2.联接件设计介绍螺纹联接、轴毂联接的设计；
3.传动零件设计介绍带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动的设计；
4.轴系零部件设计介绍轴、滑动轴承、滚动轴承和联轴器、离合器的设计；
课程的特点：
1．机械零部件设计及选用课程是机械类专业学生的第一门与机械工程实践紧密结合的专业基础课程，也是机械工程中其他专业课程和设计课程的基础；
2．机械零部件设计及选用课程具有很强的实践性，与工程实际和日常生活紧密相联系。课程内容始终坚持理论与实践紧密结合，生产与生活实践是挖掘机械零部件设计及选用问题的不尽源泉；
本文根据当下我国在机械设计实验教学中存在的问题，针对性地提出了相应的解决这些问题的方案，并实际举例这些方案该如何运用与机械设计，在此基础上真正实现学生个人技术能力的提高，希望本文能给机械设计基础实验教学改革提供一些帮助。
关键词：
机械设计；教学；改革
机械设计课程在工科类大学中是一门必修的专业基础类课程，该课程强调了培养学生的个人操作能力，并对学生在今后的工作作用极大。因此机械设计课是工科学生的一门极为重要的课程，学生的个人实践能力和创造精神均可以在该课程中得以提高。但是，在当今我国的机械课程教学当中，仍存在有不少的问题，针对性的解决这些问题，是让机械设计课程更上一层楼的关键。
1实验项目在机械设计课程中暴露的问题
1.1实验过于偏重验证性我国机械设计课程的教材中虽设计有多项实验，例如带传送实验、机械运动的图像绘画、机械的参数测量等。但是这些实验绝大部分都是作为验证性试验出现在课本之上，且具有很强的理论性。学生认为课本上的这些设计实验往往对自己今后的工作并没有什么太大的用处，因此，当前高校的机械设计教材中的实验部分很难引起学生的学习热情，学生也很难将这些知识与自己今后的工作相结合。
1.2实验内容缺乏综合性高校中的机械设计课程设计实验，往往在单个的实验中缺乏对机械设计理论知识的综合运用，每个实验设计均是围绕了单一的理论知识点，没有进行综合性的理论知识运用。单纯注重实验对理论基础知识的验证，无法有效增强学生的创新能力，只会让学生在实验当中枯燥地证实教材中的相关理论。
1.3实验类项目在机械设计课程的评定之中分数比例较低在对学生进行机械设计课程能力的综合评定时，各大高校往往都较为重视学生理论知识的掌握，但往往忽略了最为重要的学生的实践操作能力的培养。实验课程在学生成绩的评定之中，往往得分只占其中的三成左右，绝大多数得分均在于理论知识的书面表达。这样偏重记忆的教学方式，背离了机械实验课程重视实验的初衷，无法真正做到培养学生的自主创新意识，也不能起到增强学生职业技能的作用。并且受到这种“重视理论，轻视操作”的思想的影响，很多学生在实验课上往往不愿意亲自动手做实验，更加无法增强机械设计课程中学生的个人技能的使用能力。
2机械设计课程中对于实验教学的改革对策
2.1实验课程中教学方式的改革改变现有的以老师作为机械设计实验中核心的教学方法，使用开放式的机械设计实验教学，让学生作为课堂的主导。老师利用学生已经掌握的机械设计的相关理论知识，提出相应的实验设计要求，让学生自行查阅相关档案，并独立设计实验模型。老师根据学生的完成进度，进行发问，并提出相关的修改意见和评价。这样既可以杜绝学生之间验证性机械设计实验的实验报告抄袭的现象发生，同时也可以有效增强学生自主动手能力和实践能力。例如，实验课上，老师公布实验课题为“水平结构的运动数据的综合测试试验”，要求学生利用当前所学的机械设计相关理论知识，自行设计一套传动系统，如曲柄的滑块结构。在设计好这个结构之后，故意改变该结构中的一个参数，查看该参数的变化对整个实验数据会产生怎样的影响。例如改变曲柄的长短的影响，连杆长短的影响。并让学生记录于自己的实验报告之中，并浅谈在该实验中如何选择最佳的参数，并通过相关的理论验证自己的观点。这样的实验设计，既锻炼了学生的动手操作能力，又可以让学生的技能水平有所提升，增强了学生对于机械设计实验的重视程度和学习热情。
2.2考核办法的改革当下我国的机械设计课程的考核办法依旧是“重视理论而轻视实践”，造成了机械设计课程就好像高中的物理一样。只要学生会相应的计算方法，就可以取得好成绩，这往往与机械设计课程的教学初衷背道而驰。所以，需要改进当下机械设计课程的考核办法，让机械课程的教学目的回归正轨。例如，在考核标准中，应让学生在规定时间内，按照老师提供的要求，独立完成一套机械设计项目，如连杆机构等。根据老师提供的相关要求作出相应的实验实物和实验报告，并根据该实验提出相关课题，让学生通过理论知识进行有关的阐述，这个考核占学生总成绩的60%。另外，平时的课堂表现占学生总成绩的20%，期末成绩占学生总成绩的20%。这样设计的好处在于学生在掌握理论知识的同时，也要注重个人的动手操作，让机械设计课程的教学初衷得以实现。真正让学生做到重视实验的目的，也为学生今后的职业技能打下了良好的基础。
2.3补充机械实验课程在进行相关的改革之后，伴随着而来的是对教学工作者的要求提高。相关教师要对改革后的机械设计课程有更高的重视，领会新教材的创新内涵，将自己的教学重心从理论教学逐步偏向实验指导。
3结束语
当前我国的机械设计课程在教学过程当中，依旧过于保守，并且不利于学生在进入社会工作后的发展。学生无法在该课程之中培养自己的个人技能素养，针对这一些问题，有关教育工作者必须要严肃重视起来。实验的课程改革，相关的考核办法，都需要进行更详细的打磨。这一切的目的，都是为了将学生的能力培养做到最好，完成这一目的，需要所有教育工作者不懈的努力。
参考文献
[1]刘元林.大工程背景下机械设计基础实验教学改革的研究与探索[J].实验技术与管理,2010,01:14-16.
[2]陆凤仪,徐格宁,孔祥莹.机械设计基础实验教学示范中心建设与教学改革[J].实验技术与管理,2010,02:81-83+89.
关键词机械；可靠性设计内涵；现代可靠性设计
中图分类号TH12文献标识码A文章编号1674-6708（2013）96-0064-02
关于机械可靠性的研究最早出现在电子产品领域，时间可以追溯到上个世纪中叶，各国的机械可靠性研究都是从航天以及军工领域开始的。随着经济以及科技的不断进步，可靠性研究逐渐由军工转入到民用的范畴，并慢慢变成经济竞争的重点。传统的机械设计重点在于强度，而可靠性设计的重点集中在产品的材料、规格以及其在载荷情况下表现出来的随机性以及分散性上面。传统的设计可靠性主要表现为载荷与机械产品强度之间的关系，如果材料强度高于载荷则为安全，反之便是不安全，而新的可靠性设计则是关注机械安全使用的机率以及达到预定使用时间的机率，这种新的可靠性设计理念以概率为基础，是机械设计理念的重大发展。
1机械可靠性设计的概述
1.1对机械可靠性概念的理解
一般意义上的机械可靠性，是指机械类的产品和系统在规定的时间以及工作条件下能够进行功能有效实现的一种能力，是机械产品质量的一个重要衡量标准。一般来说，可靠性设计的内涵还可以从四个方面进行更深一层的阐释，第一，关于可靠性设计的对象，机械产品和系统是从广义上来说的，它的对象既可以是整套的系统设备，也可以是一个子系统甚至是一个设备或者部件；第二，可靠性设计的重点是规定的时间，可靠性作为一种衡量产品的时间质量指标，关系到产品质量能够持续的时间，通常情况下随着时间的增加可靠性会减小；第三，机械的使用条件是进行可靠性设计的前提，可靠性的设计会根据实际使用条件的变化而变化，没有了使用条件作为前提，可靠性设计就没有意义了。第四，可靠性设计的实质就是对规定的功能进行设计，使其使用功能能够延长到尽可能长的时间。
1.2机械可靠性设计的特点和基本理论
机械可靠性是一个比较笼统的概念，由于机械产品的种类非常多，所以在可靠性方面的要求也是不同的。机械产品的用途多种多样，这也决定了它们在结构和工作原理方面的差异，另外还有一些特殊的机械零件。对于使用要求、用途和结构都不同的机械来说，其可靠性也是存在差别的，相应的可靠性的计算理论和办法也不同。机械一般都处在较为复杂的使用条件之中，对于所受的载荷很难进行确定，载荷的大小和类型会因为实际工作条件的变化而改变，所以要进行准确的载荷测定需要进行多次的实验。但是实际工作中，长时间实验的测算是不容易实现的，很难进行准确的载荷谱测算，当然也会为可靠性的设计带来一定的制约。一方面可靠性设计会对机械的可靠性造成直接的影响，另一方面使用环境、制作工艺和过程也会影响到机械产品的可靠性。因为这些因素存在着很大的不确定性，所以在进行可靠性设计的时候，一定要将这些因素考虑进来，尽可能的避免设计方面的偏差。
我们知道，大部分的机械产品都是由很多不同功能的零件组织而成，通过螺栓和丁卯等将零件连接成一个整体。在进行机械可靠性设计的时候，要将连接形式看成虚拟的一个零件，这些零件能够在很大程度上影响机械的可靠性，所以也要被纳入可靠性设计的范畴之中。这些虚拟的零件会因为采用的连接方式以及工人的安装质量不同而改变，不好的连接状态也会给机械可靠性带了很坏的影响，所以在进行可靠性设计的时候也要加以注意。
设计理论的科学和准确是机械产品可靠性的前提和基础，也是可靠性实现的必要准备。在实际的设计中，一定要从机械产品的实际情况出发，选用最佳的设计理论和办法，其中，应力-强度相干的理论是基本理论之一，它明确了机械可靠性与所受载荷之间的基本关系，针对应力-强度相干理论，逐渐产生了以矩和矩方法为基础和以可靠性概率理论为基础的可靠性理论，对于可靠性设计的方法进行了扩充，在内容方面延伸到了有限寿命、疲劳程度等方面，还针对不同的机械功能系统进行了分别的可靠性设计研究。
2现代可靠性设计方法
近年来，由于机械建造以及科学技术的不断前进，越来越多的新知识、新理论被应用到机械产品的设计中来，机械产品的更新变得越来越快。在计算机技术以及数学理论的基础上，机械可靠性的设计方法也有了很大的进步，为复杂环境下的机械可靠性设计问题找到了解决的途径。
现代的可靠性设计中，灵敏度以及重分析的加入是一种很有效的方式。通常所说的灵敏度，是指在对复杂的机械进行可靠性设计时，由于存在很多几何以及物理因素的影响，如果改动设计方案的话，我们希望找到能给产品特性带来对多变化的参数，也就是说机械产品的性能对哪些参数的变化感应最灵敏，针对这些参数对机械产品进行灵敏度方面的测试，就称为灵敏度的分析。如果灵敏度分析的过程中，发现了对产品的可靠性有较大影响的因素，那么在进行设计的时候就要进行重点的控制，使产品保持充分的可靠性，相反的，如果发现对可靠性影响较小的因素，在进行设计时就可以降低机械分析的难度，直接将其按照可靠值来计算。这种设计方法，在弄清产品性能变化与参数之间的关系基础上，进行有针对性的可靠性设计，可以使机械产品的可靠性增强，同时在性能和使用寿命上都得到提高。
在通过灵敏度进行机械可靠性设计的基础上，我们还可以发展出一个使灵敏度因素达到极小化进而使机械性能达到稳健性的设计方式。这种方法的设计理念就是尽量减少灵敏度大的因素的使用，设计出容差更大的产品，这种稳健性的设计方法能够有效减少资金和人员的重复投入，降低设计中的盲目性，不仅具有成本低的特点，而且具有很强的稳定性。
3结论
综上所述，机械的可靠性设计是一个不断发展的过程，随着科技的不断进步，相关人员应该在实际经验的基础上，不断吸收新的理论和观念，对于机械产品的可靠性设计进行不断的研究，使机械产品能够在更长的时间内提供更加高质和安全的功能服务。
参考文献
[1]潘爽.浅谈机械产品可靠性设计[J].电子机械工程，2010（1）.
关键词：机械设计教学改革实践教学
机械设计是指设计开发新的机器设备或改进现有的机器设备，机械设计是一项极富创造性的工作，学好本课程，掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法[1]。机械设计是影响机械产品性能、质量、成本和企业经济效益的一项重要工作，机械产品能不能满足用户要求，很大程度上取决于设计工作，随着科学技术的进步和生产的发展，市场竞争日益激烈，企业为了获得自身的生存和发展，必须不断推出具有市场竞争能力的新产品。因此，机械产品更新换代的周期将日益缩短，对机械产品在质量和品种上的要求，将不断提高，这就对机械设计人员提出了更高要求[2]。
1.多种教学方法结合使用
改革传统理论课教学方法，除板书结合多媒体授课外，采用项目式教学法、案例教学法、讨论答疑授课等多种教学手段，从而丰富课堂教学形式，强调学生互动参与，强化教学效果。
1.1教学难点运用项目式教学法。
教学难点如机器与机构的相互关系，教师通过课件讲解的方式很难口述清楚，学生理解起来较为费力。因为本院所开专业均为汽车类专业，则可采用实验室现场教学的方式，以内燃机为例，教师可对照实物讲解内燃机所涉及机构、工作原理及设计方法；结合多媒体授课，通过实物、声音、图形、文字、三维动画等多种刺激有机融合，使学生形成清晰的感官认识：曲柄滑块机构将活塞的往复移动转化为曲轴的连续转动，齿轮机构和带传动机构实现转动的传递，凸轮机构将凸轮的转动变换为摇杆的往复摆动；通过上述五个机构的协调工作便能将燃气的热能转换为曲柄转动的机械能。增进学生对各构件的相互运动情况、结构设计原理的理解。
1.2部分重点章节采用案例分析法组织教学。
齿轮传动通过轮齿的啮合传递两轴之间的运动和动力，是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动[3]。在学习齿轮传动这一章时，可结合汽车变速器实例，学会从分析齿轮的失效形式和产生原因入手，确定齿轮强度的计算准则，以及相府的承载能力计算方法，选择合理的几何参数，最终完成齿轮零件的结构设计。在整个设计过程中，能进行齿轮材料的选取，齿轮参数的确定，齿轮结构的设计，齿轮精度的设计，并对其进行强度校核，最后学习如何根据设计结果绘制二维、三维图，有助于加深学生对整个设计过程的认识和理解。
2.强化实践教学环节
2.1充分利用课程设计，引入三维设计方法补充课堂教学。
实施学分制后的新版教学计划中，机械设计课程仅56个学时的理论课堂教学，课时有限，教学内容难度大，因此很难使学生在短期内真正掌握机械设计方法和完整的设计流程。为补充课堂教学，并联系实际提高学生的设计能力，设置了为期两周的机械设计课程设计环节。通过“带式运输机传动系统中的二级圆柱齿轮减速器”等题目，变换多组初始参数，可保证学生每人一题，独立进行设计计算。在完成参数选择、计算校核的基础上，要求学生根据设计草图用计算机绘制出装配图和主要零件的零件图，同时要求学生应用CAD（如Pro-E、UG）三维设计软件，进行三维实体建模，强化学生的三维设计能力，开拓学生就业渠道，课程设计需提交设计说明书，二维、三维图纸，并进行课程设计答辩，综合评定最终成绩。通过机械设计课程设计的指导，进一步加深学生对机械机构设计、零部件设计方法等理论知识的理解，更好地与企业生产实际结合，学生的设计水平有了显著提高，为学生增强就业竞争力服务。
2.2利用师生创新项目等实践环节，强化学生动手能力。
教师根据自己主持参与的《机械设计课程设计》课程建设的探索与实践研究、《基于卓越汽车工程师培养的机械设计课程教学改革探索》等课题，对课程进行建设和改革，研究出了适合我校学生及相关专业课程设计培养模式和方法，并将有利于提高学生的工程实践能力，提高教学质量，形成地方高校教育特色。指导学生参与科研，定期为学生举办学术活动，学院单独设有学生科技创新项目，给予经费支持，为学生创新活动提供更大平台，着力对学生综合设计能力、团队协作能力及创新能力的培养。科研项目逐步提高学生机械设计的能力，培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用《机械设计》和其他有关先修课程的理论及结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，并巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。机械设计课程设计将为后续课程的学习、毕业设计，乃至今后的工作提供重要平台。
3.结语
通过改革传统理论教学方法，采用多种教学方法结合使用，丰富项目式教学法、案例教学法、讨论答疑授课等授课形式，增强了机械设计课堂教学效果，同时强化了实践教学环节，充分利用机械设计课程设计，引入三维设计方法补充课堂教学，充分利用实验室开放日、学生科技创新协会活动、师生创新项目、毕业设计、生产实习等实践环节，调动学生互动参与，对比传统教学模式，学生的学习积极性得到较大提高，这种新教学模式有利于学生综合素质的提高，从而强化学生的动手能力和创新意识。以上教学改革和实践探索，注重激发学生自主学习、科研创新的兴趣，强调学生实践技能的培养，拓宽了学生的就业渠道，取得了较好的教学效果。新教学模式对授课教师提出更高要求，促进了教师教学能力的提高。
参考文献：
[1]徐锦康.机械设计[M].高等教育出版社，2004.
[2]钟毅芳.机械设计[M].华中科技大学出版社，2002.
【关键词】人性化设计理论；机械设计；体现
0.引言
人类社会的不断演变和进步推动了生产力的高度发展，科学技术作为第一生产力在工业革命的带动下彻底地改变了人们的生活和工作状况。机械工业技术的出现与发展标志着大量手工劳动力将被节省，并且提高了国民经济各部门的生产效率。21世纪的到来将人性化设计理论带入到了更多的机械生产领域，尤其是其在现代电器的机械设计中产生了大量的具有现代化特色的产品。由于现代人性化设计理论在电器的机械设计中具有不可替代的重要意义，因此人性化设计的理念将会在机械设计的工作与内容当中受到越来越多的机械设计师的的关注。如何将人性化设计理论更好地应用与电器行业的机械产品设计中，从而更好地利用现代人性化设计理论为电器行业发展做贡献，成为了我国今后发展和研究的重点。
1.人性化设计理论概述
1.1人性化设计理论的定义
人性化设计是指在设计过程中结合人的操作习惯、人体的生理构造、人们的心理状况和思维方法等，在原有的设计上，对所设计产品的基本作用和职能方面加以改造和完善，使产品的使用更符合人体结构的特点及人们的操作习惯，从而使产品在使用时更简单、方便以及顺手。
1.2人性化设计理论的重要性
由于现代机械设计的复杂性，很多的步骤和程序都必须借助于计算机来完成，机械设计行业工作者在对机械产品进行设计时，往往忽略了人性化设计的因素，通常为了加快设计进度而直接利用相关计算机设计软件进行图样生成等操作，而使得人性化设计理念在机械产品设计中的应用不全面。然而，随着人们生活水平的提高，人们对产品设计的精神与情感方面的要求也随之提高，而人性化理论正是融合了现代设计手段与人性理念的一种以人为本的设计理论，真正意义上体现了对人的尊重，确立了“人”在机械设计中的主导地位。人性化设计理论是对人类心理和生理结构的需求的尊重与满足，体现了产品设计中的人性化特点，将科学技术、艺术手段与人性化思维完美融合，不仅使所设计的产品更具美感，还使得产品更具人文特色。
如今，人们在选购电器时，不仅只注重功能的选择，人们还将人性化设计的应用纳入考虑范围。受当今市场商品多样性的影响，电器产品在机械设计中若不加入人性化设计理论的应用，将无法满足人们日益增高的使用习惯需要以及审美需求。在电器行业竞争日益激烈的情况下，如何吸引消费者的注意，如何使留住固定的消费者群体，是各企业的工作重点，这从某种程度上就促进了人性化设计理念在机械产品中的应用和推广，从而体现了人性化设计理论的重要性。
2.人性化设计理论在机械产品设计中的应用
人们对于机械产品的描绘通常是用“现代化”、“高科技”等词汇来描述，然而现代人们对于审美的需求以及人性化的要求逐渐提高，这一观念也波及到了机械产品设计领域，因此，我国机械产品设计师将人性化设计理论逐渐运用到机械产品的设计中，现从以下三个方面进行阐述。
2.1色彩的应用
色彩能够丰富人们的视觉，满足人们的审美需求，甚至能够对人们的心理变化造成影响。在机械产品的设计中合理的运用色彩，能够使机械产品在市场中备受瞩目。实验表明，人们看物体时，最初20秒内色彩的成分占80%，2分钟后色彩占60而形体占40%，5分钟后色彩和形体所占的比例均为50%，并将这种状态持续下去[1]。由此不难看出色彩在人们审美过程中的重要性。
过去，机械类产品大多色彩较单一、线条较硬朗，对色彩的掌握水平不高，在人们对这些产品的长时间的使用过程中，对人们的审美和心理状态造成一定程度的负面影响。然而随着人性化设计理论在机械产品设计中的应用和逐渐普及，设计师更加注重色彩的把握，更多具有活力、亲和力的色彩如红色、蓝色、绿色等在电器产品中已较为普遍，例如电风扇的设计，在外壳、扇片以及在细节处运用合理的颜色，并达到自然的过渡，使整个电器产品更具人性化。见图一所示。
图1电风扇设计中人性化色彩的应用
2.2形态的改造
形态主要是指形状和神态等，在我国古代对形态就有了一定的论述，“形者神之质，神者形之用”，指出“形”与“神”之间相辅相成的辩证关系，形态要获得美感，除了要有美的外形之外，还需要一个与之相适应的“精神势态”，即“形神兼备”[2]。从电器产品的形态来看，要实现机械产品设计的人性化，必须结合点、线、面、体、空间、肌理等特点，将其具体化，在线条的构造方面要尽量柔和，色彩的运用方面尽量协调，并对细节进行处理，从而实现产品的人性化设计。
2.3产品的操作说明
机械产品的操作说明是对该产品的使用方法和注意事项用简单的词汇进行概括，以达到引导使用者正确操作、避免使用者发生意外事故的目的，这也是体现现代机械产品设计的人性化的重要内容之一。通常，机械产品的操作说明通过功能标识以及警示标识两个方面来体现。在电器产品中，功能标识通常是机械设计者对机器的使用方法的简单示意，通过简单的按钮或标识进行说明，如电风扇的选档调节开关，而警示标识通常是对机械产品使用时的注意事项进行警告和提醒，通常较为醒目。上述两点都增强了人机互动和交流，从而体现了机械产品设计中的人性化思想。
3.人性化设计理论应用的改进方法
目前，人性化设计理论已经受到广大机械设计行业工作者的高度关注，然而这一理论在应用中仍存在着一定程度的局限，因此，为将人性化理论更广发的普及到机械设计领域当中，应从设计原理和设计风格两方面进行改善，从而使人性化理论充分应用于机械产品的设计当中。
对设计原理的改进可以通过关注机械产品使用者（下转第207页）（上接第69页）的心理需求、满足使用者的生理需求两方面进行改进，不断改进设计方法和理论，将人性化理念充分融入到机械产品的设计中。另一方面，通过对机械产品功能设计的简化、机械产品形态的简单化处理等对设计风格进行改进，从而使人性化设计理论更好地为机械产品设计服务。
4.结束语
人性化的设计理念在现代机械设计中引发了一场深刻的变革，现代机械设计工作者只有充分地认识并积极地在机械产品的设计中应用人性化设计理论，才能使设计和生产出来的机械产品在各行各业得到广泛的认可，从而为机械设计及生产行业创造更多的经济效益。综上所述，通过对电器机械设计中的人性化设计理论进行阐述并对其在电器产品的机械设计中的应用进行探讨，对进一步提高我国的现代机械设计水平有着重要的意义。
【参考文献】
关键词机械原理实例教学课程改革
中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/ki.kjdks.2016.03.047
Abstract"PrincipleofMechanical"isanimportantprofessionalbasiccourseinteachingplanofmechanicalprofessionalinhigherindustrialschool，occupyingthetrunkstatusintheentiremechanicalprofessionalcurriculumsystem，playinganimportantroleincultivatingstudents'abilitytoanalyzeandsolveproblemsandimprovetheirinnovation.Inthispaper，wecombineandsummarythepreliminaryworkwehavedoneinthecontentofthemechanicalprinciplecoursereformandteachingmethodsintheNorthChinaUniversityofTechnologyinrecentyears，mainlyintroducing"drivenbyinstanceteaching"，whichaimstoarousethestudents'learningpositivityandcloselycombinestheprinciplewithengineeringpracticetomakestudentshaveabetterunderstandingofthecourse，exercisingtheabilitytoapplythetheorytosolvepracticalengineeringproblems.
Keywordsprincipleofmechanical；instanceteaching；curriculumreform
0引言
“机械原理”是一门专业基础课，主要研究内容包括机器与机构的分析与设计的原理，机构与机器的运动与动力学分析，对机械系统运动方案给出初步的设计。通过“机械原理”的学习，使学生掌握、了解机器与机构分析与设计的基本原理与方法，锻炼学生运用所学基本原理与方法分析、解决工程实际问题的初步能力。①
机械原理以往的课程体系主要体现的是一种学科体系，该体系对系统掌握机械原理的理论与方法是有益的，但这对初学者是有一定学习要求的，具体来说只对部分学习能力强的学生适用，而对部分学习能力较弱的学生将存在一定的难度，对该部分学生来说若不付出较大的努力，则机械原理课程的内容难以完全掌握。这种情况对于普通高校的机械专业学生具有一定的普遍性，针对这种情况需要在教学内容的安排与教学方法进行改变；而实例教学就是针对工程中的设计问题与工程案例而组织的一种教学方法，这种教学方法的实施也可以达到机械原理课程教学的基本要求。
1目前机械原理教学存在的主要问题
1.1学生的课堂参与度不高
机械原理的知识体系是建立在高等数学、普通物理、机械制图和理论力学等先修课程的理论基础之上，而且本课程的许多理论知识又直接为学习机械设计及相关专业课等后续课程建立理论基础，②虽然本课程的教学具有专业基础课的性质，但同时在一定程度上又具有专业课的性质。
对于普通高等院校而言，部分学生的理论学习能力相对下降，再加上总体课业存在较重的情况，学生很难预先进行课程内容的预习，随着课程内容的增加与深入，与要达到的课程教学目标也渐远，造成进一步的学习困难，主动参与课程学习的积极性更低，如若授课人数过多，客观上也不利于学生主动参与课堂教学，再加上移动网络的广泛应用，吸引了部分同学的注意力。课堂教学如何最大程度地吸引学生，提高学生的参与度与积极性是一个现实的问题。
1.2工程背景薄弱
一般机械基础研究除了具备基础性、科学性和创新性以外，也应具有应用型的本质特征，③而对于本科学生来讲，由于大多数学生缺乏工程实践知识和经验，对所讲的机构结构学、运动学和机器动力学等内容缺乏必要的感性认识，在一定程度上感到抽象、难学，实际机器与表达其运动特征的机构运动简图之间存在较大差距，很难将两者有机地联系起来，对于现实生活的机械产品也难有较好的感性认识，这就致使学生在机械系统运动方案创新设计环节中和完成习题时经常出现和所学理论脱节，甚至感到无从下手的状况。所提出的运动机构设计方案过于简单，或者作业完成耗时过长，教学效果不够理想。
因此，在讲授课程原理与方法时，应着力加强讲清相关的工程实例或工程应用背景，明确设计要求与具体的设计任务，这样有助于提高学生的注意力与兴趣。在教学过程中以学生为中心，结合工程实例与应用背景，不但可以丰富课堂教学内容，对提高学生学习的积极性，也具有积极的意义。
2实例教学在机械原理教学中应用
以实例教学为驱动的教学方法是一种将具体工程实例应用于教学，在此过程中能够提高学生理论水平和实践能力的教学方法，能够较有针对性地运用理论知识去分析问题，从而可以加深对课堂教学内容的理解。
2.1合理设计教学实例
机械原理课程不仅表现专业基础课的性质，而且会更多地表现专业课的性质，无论是概念设计还是方案设计，机械原理课程都起重要作用，对于创新设计机械原理的作用更加突出。从实际问题中提取出课程的教学实例，对于实现课程的教学目的，将起到支撑的作用。教学实例可来自工程案例、工程的设计问题、科研的实践过程中，该教学实例应尽可能涵盖机械原理课程多个教学知识点，应具有一定的综合性，不脱离现有的教学内容体系，而是将其融入其中。实际工程问题往往是复杂的，进行教学实例设计时，应在不失真的前提下，进而合理简化，形成规范的机构运动简图，明确已知条件和分析、设计任务，解决该任务所涉及的理论与方法，由于这种实际分析与设计任务的驱动，从而带动机械原理课程的教学。
在设计教学实例中应注重与其他机械基础学科的联系，要从机械系统的角度去分析机构的工作原理、特点及其在系统中的作用，确定机构设计的要求，要将整个机械课程为基础来研究机械问题。因此对工程实例的选择要尽量选择围绕本专业知识、技能与技能培养方向的实例，围绕该实例中所涉及的知识、能力、技能培养等重点；再有就是要选择贴合工程实际的实例，选择在生产生活中比较容易接受的、学生认可并容易理解的实例，最后就是工程实例的内容要对课程教学重点、难点有所侧重，利于学生快速把握关键问题，能够提出自己的见解。
2.2实例教学的实施
（1）实例1：压力机六杆运动与力分析。压力机六杆机构可用于冲裁成形、剪切成形等成形加工。该机构要求分析其滑块输出的速度、加速度，在受到成形阻力后，作用于曲柄轴上的驱动力矩的大小，为了要得到成形机的运动、受力、运转平稳及效率等性能，要对其进行图解法的运动与受力分析，为了要得到杆的合理尺寸及机械效率，要对整个成形过程进行解析法的运动与力分析，结合压力机六杆机构的设计分析要求，通过图解法与解析法进行运动与受力的分析的讲解，对压力机六杆机构再布置作业，要求学生课下完成。在这种项目驱动下，去分析讨论学习机械的运动分析，机械运动与力分析，会增强真实性与目的性，提高学习效率。
（2）实例2：牛头刨六杆机构的运动与力分析。牛头刨是一种常见的六杆机构形式，对该机构的设计包括有机构的速度、加速度、考虑摩擦与不考虑摩擦的受力分析等。从机构的结构的设计上根据六杆机构的综合方法可以设计出多种的六杆机构类型。对该六杆机构的分析可以分解为两种较简单的机构形式，导杆、连杆与滑枕组成摆杆滑块机构、曲柄、滑块与导杆组成摆动导杆机构，进行机构的运动分析时，对摆杆滑块机构的速度分析是一种典型的基点法，对摆动导杆机构的速度分析是一种典型的复合运动分析方法，这两种方法是图解速度分析的基本方法，同时设计要求给出切削全过程的速度分析，这时候可以采用矢量分析解析法，进行受力分析时，实施采用考虑摩擦的静力分析方法，不考虑摩擦的考虑惯性动态静力方法。同时还可以对机构的机械效率进行分析，对它的传力特性（压力角）进行分析。通过这个教学项目的实施把课程中的运动、力及效率的知识理论方法融在一个实际的问题当中，学生接受起来相对直观一些。
（3）实例3：成形机的动力学分析。成形机是一种由伺服电机驱动，通过减速器，滚珠丝杠带动滑台，滑台上装有辊膜，靠辊模实现对钢板的连续弯曲成形，辊模相当于数控机床的刀具。在成形过程中，辊模带载沿机床横向左右运动，其移动的位置有严格的要求，为此要对其进行运动力学分析，分析其稳态响应时间等，此项目的形成带动了机械运动方程分析的等效动力学方法教学，如何进行等效量的变换，如何建立等效动力学模型，如何对模型进行求解，理论与实践达到了较好的统一，也说明了理论对实践的指导意义。
（4）汽车雨刷器的机构设计：汽车雨刷器的机构设计可简化为根据雨刷的摆角范围进行四杆机构的设计。结合按急回特性要求设计四杆机构的方法，获得曲柄铰链中心的位置，讨论曲柄铰链中心的位置对该四杆机构的传力性能与连续性的影响，结合雨刷器无急回特性的要求，令极位夹角等于零获得曲柄铰链中心的位置。通过这个实例使学生加深了对四杆机构急回特性、传力特性及运动连续性的理解。
2.3实例教学驱动的教学方法的效果与问题
通过这种教学方法，能够使课堂上比较单一的理论、方法与工程实际有机联系起来，吸引了学生的注意力，并且提高了学生的积极性，从而提高了学生对课程教学内容的接受程度，由于工程实例的设计分析大多带有一定的综合性，对于提高学生的分析问题与解决问题的能力有较大帮助作用。实例驱动教学法的实施对工程实例设计还需要更加深入，特别是应带有一定的综合性，与其它课程内容的融合，不一定一次讲完，结合教学内容分次讲解，另外对学生布置作业完成实例的分析设计任务。
3总结
通过一些工程实例教学，提高了学生的注意力与学习兴趣，调动了学生的学习积极性，使原先课程上较单一的理论、方法有了应用背景，加深了学生对课程理论、方法的理解，同时结合工程实例讲解课程内容，通常还带有一定程度的综合性，这种综合性的教学与实际的工程设计过程更为接近。对工程实例进行更深入的设计和引入更多的工程实例，相信对机械原理课程的教学会提供更大的帮助。
注释
①孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006：2-4.
关键词：机械基础系列课程；课程体系；课程改革；课程模块化；课程综合化
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）32-0100-04
机械基础系列课程在机械类专业人才培养中占有极重要的地位，其教学内容和课程体系的建构直接关乎人才培养的质量。所谓机械基础系列课程，主要是指工程图学、机械原理、机械零件、机械设计，金属工艺实践、互换性与测量技术、力学基础等。因此，机械基础系列课程的改革“既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点。围绕机械学科的培养目标和培养模式构建新的系列课程体系，将对我国机械类人才培养乃至机械制造业发展产生重大影响。”[1]
我国大规模的机械基础系列课程体系和教学模式的改革始于20世纪90年代中期。经过了二十年的改革取得了一些可喜的成果，但在一些方面仍有改革的空间。本文通过查阅二十年来国内高校发表的机械基础系列课程教学改革的文献，试图通过陈述、分析和评论，梳理改革的成就和不足，以期今后的教学改革更加具有针对性。改革的具体目标集中于删减课程内容、建立新的课程体系、课程体系模块化以及课程高度综合化等几个方面。
一、机械基础系列课程体系改革的必然性
高校的课程体系是高等学校人才培养目标的主要载体，是高校教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁。它体现教育价值理念。如果说大学人才培养目标只是对学生知识、能力和素质方面提出的应然要求，则课程体系在很大程度上决定学生所能呈现的知识、能力和素质结构的教育实然。因此，课程体系的构建和改革问题是大学教育的关键问题，[2]科学合理的课程体系是保障和提高教学质量的重大因素。传统的机械基础系列课程体系形成和成熟于高等工科教育理念以知识传授为目标，和机械加工以机床加工为主要手段的时代。有两个原因说明改革是必然的。
1.随着信息化时代的到来，知识爆炸，任何人都无法获取如此丰富的知识。因此，必须摈弃传统的以知识获取为终结目标的培养体系，重构以培养学生的工程意识和创新设计能力为主线的新体系。
2.现代机械制造已由原来的机床加工转向数控加工。数控加工集机械、控制和计算机信息三位一体，是机、电、液和计算机技术的高度集成。因此，必须以数控加工为龙头，重构新的课程体系，拓宽机械基础，更新机械类专业的教学内容，促进系列课程体系的建设。[1]
因此改革成败的关键是能否建立科学合理的机械基础系列课程体系。
二、机械基础系列课程体系二十年改革举措与内涵
二十年来，机械基础系列课程体系的改革可谓是改革重中之重。目前构建新的体系有如下几种举措。
（一）依据培养目标与现代工程科学技术实际，优化课程体系，整合、重组重点课程。
整合、重组重点课程，即对原来的课程体系进行削枝强干和有机重组的改革措施，重构一门或两门综合性较强的核心课程。精简传统课程的门类，对一些陈旧过时、实用性较差的内容进行删减，对内容重复出现较多的课程进行合并，形成新的课程体系。典型案例如兰州工业高等专科学校，其新的课程体系以工程应用为主线，将理论力学、材料力学、机械原理与机械零件四门课程教学内容有机整合、融揉一体，形成机械力学与机械设计这样一门综合性的技术基础新课程。该新课程体系特点体现为：①将力学中相关摩擦、机构的运动分析等原理渗透到机械设计的全过程，涉及设计环节中的力学问题合并至同一课题中，避免重复。②将动力学部分内容重点置于惯性力、达朗伯原理、刚性转子平衡、机械运动速度波动调节等上。将理论力学中基础理论部分分散至机构运动分析与力分析中，相关机构则突出运动分析与设计，零件设计则注重其失效分析、计算准则及工作能力设计。并简化理论推导与论证，突出“学以致用”，立足基础理论以够用为度。③围绕工程应用实例，跨越原有学科体系，按通用机械的设计过程组织教学内容，梯次引出各种必需概念，重点突出各种概念和公式的物理意义和应用场合，使之相互揉合，有机地融为一体，增强工程氛围。④在保证原课程基本要求条件下，教学课时得以大幅度缩减。将省出的学时用于实践教学和新知识、新技术、新工艺的学习，增强实践能力。⑤强调在机械零件课程设计中采用AutoCAD、KMCAD等软件进行绘图，将计算机技术贯穿于图学教学全过程，增强培养计算机技术应用能力。[3]
重庆大学从工程应用原则出发，取消公差与技术测量课程，将尺寸公差的定义与标注、标准融入机械制图的零件图、装配图中；将表面粗糙度、形位公差的定义及作用融入机械制造基础，结合相应的加工过程与实现方法及成本等内容进行授受。而将公差与配合的正确选用融入机械设计中，结合零件与传动系统的功能结构设计进行授受，以帮助学生进一步理解公差配合的实质和正确选用的原则。[4]
此外，还有如北京科技大学将机械原理、机械零件和机械制图并为机械设计制图[5]；佳木斯大学将机械原理和机械零件并为机械设计，机械制图与计算机辅助制图并为现代机械制图[6]；天津科技大学将机床概论、金属切削原理和机械制造工艺学合并精简为机械制造技术基础[7]；番禺职业技术学院和顺德职业技术学院将原机械制图、机械设计基础和机械制造技术基础三门课整合为机械分析制造技术基础。[8]国防科学技术大学并机械制图与互换性与技术测量为机械制图[9]等，都是通过整合内容达到减少课程名类的。
（二）以设计为主线，理顺、协调、优化组合教学内容，对课程体系进行模块化设计
机械基础系列课程设置模块化是许多高校进行课程体系改革的又一尝试热点。其典型案例如北京理工大学、中南大学、中北大学、山西农业大学、北京工业职业技术学院等院校。
北京理工大学从整体优化的角度对课程内容进行整合，将原来的工程图学、机械原理、机械设计、互换性及测量技术四门机械基础系列课的重组为机械概论、制图设计、精度设计、机构设计、机械设计和综合设计六个模块，体现以综合设计能力培养为主线，创新设计能力培养为核心，现代设计能力培养为关键，把各门课群的各教学环节融入系列课的整体规划中，并进行优化重组，形成了一个完整的新体系。[10]
中南大学则是根据能力培养层次，将课程体系划为机械构形与表达能力、机械设计基础能力、机械制造工艺基础能力和创新能力四大模块。分别以工程制图课程和计算机辅助绘图课程教学为主，培养学生空间构思能力和将设计意图用工程图的表达能力；以机械原理和机械零件课程教学为主，培养学生进行总体方案设计、分析、择优和零件结构设计的能力；以常用制造方法及设备的确定、公差、零件加工工艺规程的编制、质检方法与技术为主，由金工实习完成，培养学生的工程实践能力；以机械产品创新的基本原则、创新思维方式与方法、创新设计实例分析为主，培养学生的创新意识、创新思维和创造设计能力。[11]
河北农业大学将机械基础系列课程划分成绘图、力学、机械制造、气液传动四大模块。其中，绘图模块作为机械设计制造的表达方式，为后续课程学习和设计提供有利的工具；力学模块中，并理论力学和材料力学为工程力学，以建立动、静两者之间的有机联系，便于联合解决工程力学问题；并机械原理和机械设计为机械工程设计原理，简化强度校核，增加利用软件进行强度校核试验内容，用综合实验完成机械原理和机械设计部分实验；机械制造模块由材料成型技术基础、工程材料和机械制造技术基础三部分构成。材料成型技术基础重点介绍后续课程中不涉及的内容。工程材料中，纳米技术及精密加工、超精密加工技术、材料的微观结构、不锈钢材料及热处理作为重点内容。机械制造技术基础部分进行了较大幅度整合。机床、刀具、切削原理部分加入数控机床及刀具；互换性与技术测量部分的尺寸链内容调整到机械制造工艺学部分，配合及项目标注调到绘图模块，只介绍测量及特征，适当增加误差理论与数据处理内容；机械制造工艺学部分加大成组技术内容量；为后续CAD/CAM课程中CAPP内容打下基础。气液传动模块中，把流体力学从力学模块调至气液传动模块，使理论与应用紧密结合。加大电液伺服内容，以便掌握模糊控制和智能控制技术。[12]
此外，山西农业大学则是按照零件的种类划分模块，以“齿轮传动设计”、“轴系结构设计”、“标准件选型设计”等进行模块化教学的设计和实践，形成跨课程甚至跨多学科的课程体系。[13]北京工业职业技术学院则是将课程体系分为总论、机械设计计算、机械常用金属材料及热处理、机械加工及精度、机械设计基础和计算机辅助设计六个模块。其目的是有利于在各专业在制订教学计划时，保证必要的学时数，从而保证正常教学顺序和教学质量，满足不同专业的需求，达到有的放矢、因材施教的目的。[14]
（三）借鉴国外先进经验，推进课程体系高度综合化
20世纪60年代以来，科学知识激增。为解决科学知识的急剧增长与学校教育时间的相对有限这一矛盾，课程综合化是世界各国课程改革的重要发展趋势。目前，美国的著名大学中，课程的综合化程度非常高，例如，MIT的机械系列课程“设计和制造Ⅰ、Ⅱ”就包括设计过程、机械设计、制造过程和系统、质量和过程控制等内容，包含了我国现阶段的若干门课程，甚至是跨学科的交叉的课程[15]；密歇根大学的机械工程课程体系是ME250、ME350、ME450课程。其中ME250即固体力学与材料系列，是我国目前理论力学、材料力学和工程材料三门课的综合；ME350即热与流体系列课程，包含工程热力学、传热学和流体力学等课程；而ME450即设计与制造系列课程，包括机械制图、机械原理、机械设计以及有关机械制造的一些知识等[16]。加州大学圣地亚哥分校工程制图与设计引论课程融合了制图、设计、制造、2D和3DCAD、加工知识等内容[17]。
目前，国内率先实施机械基础系列课程高度综合化的高校是上海交通大学。该校的改革始于2000年，依据打破原有课程设置的界限，建立新型的机械基础系列课程体系，实现两个转变，即传统设计向现代设计转变、传授设计知识向培养设计能力转变，为培养具有开拓精神的高级设计人才打下扎实基础的指导思想与目标，借鉴美国密歇根大学的设计与制造系列课程体系，对其原来的机械工程专业课程做出整合和调整，实现课程综合化[16]。改革取得了一定成效，但也遇到一些具体的困难。
（四）紧贴时展需求，依据少而精的原则，精选和适时更新教学内容
知识的爆炸与发展，学科的不断分化与细化，使课程门类不断增多。而学生的学习时间和精力总是有限度，这就要求构成课程体系的课程内容必须去粗取精，却旧迎新。课程体系改革还应考虑如何使课程链中内容的整体优化，追求教学的最佳效果。
清华大学于20世纪90年代初就以优化知识结构，向学生传授有用知识为出发点，对工程制图、机械原理、机械设计基础等课程内容和体系进行了大调整。将机械制图教学重点放在零部件的表达、视图选择及徒手绘制草图的能力上，同时增加创造性构形设计思维的内容；机械原理由过去以机构分析为主的教学体系改为以机构设计为主的教学体系，增加机械方案创造性设计等环节。机械设计基础则按设计过程建立包括机械运动方案设计、机械零部件工作能力设计和机械零部件结构设计三部分内容的新教学体系。教学内容进行精选优化，各门课内容体现传授最有用知识，改革成效明显[18]。
西北工业大学以机械设计为主线，侧重学生工程素质、综合应用和创新设计能力培养建立系列课程新体系，根据新体系进行课程之间教学内容的整合、协调和优化。精选课程内容。工程制图课程加强学生徒手绘草图、仪器绘图及计算机绘图能力的训练；工程材料及机械制造基础课程精选典型材料毛坯成型工艺和传统机械制造工艺等基本内容，充实现代工程新材料、新工艺和现代先进制造技术有关的内容，以加强学生对选材、零件与毛坯形成工艺和机械加工工艺设计能力的培养；机械原理课程加强学生机构综合应用和机械运动方案创新设计能力的培养；机械设计加强机械系统总体设计和结构创新设计能力的培养。[19]
天津科技大学在机械原理、机械设计、材料成型工艺基础和机械制造技术基础等课程中增加计算机应用方面的内容。[20]
三、机械基础系列课程体系改革20年综合评析
我国机械基础系列课程体系的改革起步晚，时间不长，但是有了一个良好的开端，同时还有国外的一些成功经验可资借鉴，可以期望能有一个美好的未来。笔者在以上分析的基础上，梳理我国高校机械基础系列课程体系20年改革的得失，有如下几个特点。
1.改革在全国范围内各高校展开。本研究虽然只是参阅了公开发表的近100所高校的有关机械基础系列课程体系改革的情况，但它们涉及到我国工科高等教育各个层次的方方面面，具有广泛的代表性。一些院校虽没有公开发表有关的举措的文章，但改革已经有了实际的行动。
2.改革在稳妥中进行。教学改革是一项关乎人才培养成功与否、需要极其严肃和认真对待的大事。因此，改革，只能“改良”、“改好”，不能“改劣”、“改坏”。课程的实施最少是5年为一个周期，如果改好，固然收益，如果改坏，则至少影响5届学生，可谓贻害无穷。文献资料显示了大部分院校采取了稳妥的步骤，先提出一些方案，再经过认真讨论和论证，最后稳妥逐步实施。
3.改革总体尚处于初始阶段。我国绝大多数工科高校建校时间不长，而且机械专业均脱胎于苏联模式或深受其影响。改革开放后，几乎都经过了一个较长时期的痛苦抉择和改革设想的酝酿阶段。目前，清华大学、上海交通大学、华中科技大学等名校起步较早，在改革的道路上行进较远，步子也较大。一些高校进行了初步尝试，并取得了一定的成效。但也还有相当多的高校仅仅只是提出了初步的设想。
4.重视学生创新设计能力的培养。各校都把培养学生的机械创新设计能力、创新思维、动手能力、综合设计能力和激发学生创新设计积极性摆在重要的位置。
5.课程门类和课时数略有减少。改革试图减少改革试图减少课程门类，减少课时数，提高教学效率，课程体系的综合化和交叉性有所提高。
6.课程内涵体现了先进性和时代性。随着科学技术的不断向前发展，机械工程的内涵和外延都在不断扩充。主题在变，问题在变，活动在变，要求机械基础系列课程体系内涵紧跟时展的步伐，实时引入了新内容。
然而，正如特点3所说，改革还只停留在初步阶段，其成效非常有限，这种局限性与不足通过国家精品课程建设结果可以得到证实。笔者从国家精品课程建设网上得知，始于2000年前后的国家精品课程建设，固然对提高机械基础系列课程教学质量起到了非常积极的作用。教育部共批准机械工程部级精品课程603门，其中大多数为机械基础系列课程。较多的如“机械设计”课程被评为部级精品课的有46所高校，“机械原理”有51所，“机械设计基础”有28所，“工程制图”或“工程图学”共有60多所，“机械制图”有14所，“画法几何及机械制图”有10所，“画法几何及工程制图”有8所，“机械制造基础”或“机械制造技术基础”共有36所，“工程训练”有9所，“互换性与技术测量”有9所。[21]这些数据一方面说明，我国工科大学的机械基础系列课程的教学条件和质量得到了较大幅度的提升。但从另一个角度来看问题，也可表明，虽然课程的高度综合化和交叉性成为全球大学的共识，但在我国现阶段，真正具有综合性和交叉性的课程和高校还极其少，像清华大学的“设计系列课”综合性精品课程成为凤毛麟角。各校的机械基础系列课程仍是以沿袭传统的课程体系为主的形式，各课程之间的分化和自守，使已形成的自身独立的学科系统难以打破藩篱。二十年来大部分改革仅在本课程系统内进行，始终围绕自成系统、自我完善与发展，追求各自的系统性和完整性而做着不懈努力。课程的综合性和交叉性还远远不够，一些改革仍然还停留在研究和纸上谈兵阶段，离现代大机械背景下的时代需求还有相当的距离。机械基础系列课程体系改革空间仍然很大，任重而道远。
参考文献：
[1]周济，戴同.构建面向21世纪的机械基础系列课程体系[J].高等工程教育研究，1999，（2）：7-10.
[2]崔颖.高校课程体系的构建研究[J].高教探索，2009，（3）：88-90.
[3]穆玺清，郑增铭.机械设计基础系列课程的教学研究与实践[J].兰州工业高等专科学校学报，2000，7（4）：29-31.
[4]黄茂林，何玉林，秦伟，祖业发，李俊.加强能力培养进行机械基础系列课程的改革与实践[J].重庆大学.
[5]尹常治，杨皓.机械基础系列课程教学内容体系改革探索[J].工程图学学报，2000，（4）：19-24.
[6]朱聪玲，刘向东.高校工科机械类专业技术基础课程的问题与改革[J].中国高教研究，2004，（6）：76-77.
[7]王忠祥，张付英，刘卉.机械设计基础系列课程教学内容的整合[C].全国机械设计教学研究，2005：142-144.
[8]周华，覃岭，朱敏.关于机械类专业技术基础课教学体系改革的探索[J].职业教育研究，2008，（4）：96-97.
[9]易声耀，尚建忠，张湘，徐海军.基于“做中学”教育理念的机械制图教学改革与实践[J].图学学报增刊，2013，（总34）：109-116.
[10]张彤.机械基础系列课教改的实践[J].工程图学学报，1999，（3）：69-73.
[11]夏建芳.论机械基础教学新体系的构建[J].现代大学教育，2003，（1）：66-68.
[12]弋景刚，张秀花，赵树朋，王泽河，夏玲，张世芳，李静，王凤礼.面向创新能力培养机械基础系列课程优化整合的研究[C].全国机械设计教学研讨会议，2003：233-235.
[13]贺俊林，郭玉明，张淑娟，赵美香，胡娟，冯晚平.机械基础系列课程新体系与模块化教学[J].山西农业大学学报（社会科学版），2006，5（2）：172-173，180.
[14]张守英，张小亮，牛小铁，黄宇婷.“机械技术”课程教学改革及建设[J].北京工业职业技术学院学报，2005，4（4）：66-68，80.
[15]郑大钟，陈希.MIT工学院机械工程系的本科新课程体系[J].清华大学教育研究，1997，（2）：52-55.
[16]应乐安.理工专业综合课程改革初探[D].上海交通大学硕士学位论文，2005：22，32-35.
[17]姚健，申永胜，黄纯颖，刘朝儒.机械设计系列课程体系改革的实践与思考[J].清华大学教育研究，1994，（1）：37-43.
[18]周琴，王成彪，吕建国，李伟青.美国加州大学圣地亚哥分校机械专业课程设置及教学特点与人才培养模式的研究[J].中国地质教育，2009，（1）：61-64.
[19]葛文杰.机械基础系列课程教学改革研究与实践.西北工业大学学报（社会科学版），2003，23（3）：83-85.
[20]王平，沈晓阳.机械类专业机械基础系列课程教学改革的实践[J].理工高教研究，2005，24（2）：57-58.
关键词：机械设计；自动化技术；机械设计自动化；计算机技术；自动控制
机械设计是追求快速、尖端和科学化的过程，也是推动生产发展、社会进步和经济运行的重要动力。在国外，机械设计已经成为高水平的技术行业类型，并受到人们的追捧和关注。机械设计向着科学化方向发展，就必然绕不开自动化技术，二者的结合和应用也是业界研究的焦点。尤其在现在，研讨机械设计与自动化技术的结合、应用以及未来发展趋势，其现实意义十分明显。
1.机械设计与自动化技术的紧密联系
我们都知道，机械设计的过程其实就是机械不断发展、演进和提升的过程，是一种生产力的进步需求。机械设计需要运用多种技术和技能，比如工程学的知识、设计理论、工业理论等。要看到，随着机械设计的进步和发展，更为便捷化、科学化技术的引入和应用，已经是大势所趋。自动化技术与机械设计的紧密结合，正是机械设计现代化的一种必然结果。自动化技术应用与现代机械设计，不但可以有效简化机械设计的程序、步骤和内容，而且大大提高机械设计的效率和质量，同时为机械设计工程的量产与高产提供了可能。众所周知，自动化技术融合了诸如电子技术、控制工程技术、信息技术、系统工程理论、自动控制技术等多种先进的技术、技能，是现代工业发展、科技进步所不可或缺的技术类别，并且在国民经济和社会建设中发挥着不可替代的重要作用。将自动化技术完善的应用到机械设计中，不但是可行的，而且是必然的趋势。在我国，机械设计制造及其自动化已经成为现代机械学科的重要内容，也日益引起人们的关注，成为了业界研究的热点话题。
事实充分说明，机械设计与自动化技术的结合是机械设计走向科学化、自动化、工程化和尖端化的必然选择。当然，现代机械设计自动化早已实现，而且已经在生产实践中发挥了建设性的作用，为生产效率的提升和设计工作的变革提供了巨大的技术支持。或许可以这样理解，现代机械设计与自动化技术已经须臾不可分离，二者之间的相互渗透与影响很难用量化的数字或文字进行描述。总之，自动化技术在机械设计中的应用，为现代机械设计的功能提升和品质保证提供了新的路径，是机械设计进一步发展的标志。
2.自动化技术在机械设计中的应用
前文已经讲到，机械设计制造及其自动化已经融为一体，其间的联系十分紧密，并且已经朝着更为科学化、信息化的方向发展。例如，在现代机械系统设计中，设计者需要掌握诸如基础的设计技术、机械制造技术、计算机技术、电子技术、自动化技术等多种技能和技巧。同时，我们可以看到，机械系统设计的过程其实就是运用自动化技术对机械的零部件、材料和各种组件进行有机组合与调配的过程。机械系统设计的目的就是将机械设计系统化、科学化，形成设计工程的完整体系，保证机械设计的有效性。在此期间，自动化技术可谓是无处不在。自动化技术为机械设计提供了完整的技术链条支撑，同时保证了设计工作的顺利开展，这是一张密不可分的状态和结果。所以，自动化技术在技术设计中的应用是很明显的，这种应用已经显现出巨大的功能性作用。
例如，工业自动化是自动化技术的一个重要方向，也是反映了自动化技术发展的基本趋势。在工业自动化的技术分类中，有一种计算机辅助设计的技术类型，即通常所说的CAD。计算机辅助设计真是现代机械设计中经常应用的技术，它可以大大提高机械设计的工程效率，保证设计的质量。同时，借助计算机的高效率和精密操作，机械设计能够实现量产和高产，这是人力操作所很难达到的。因此，诸如CAD这样的自动化技术能够促进机械设计的功能提升与效率提高，其积极作用是很难具体量化说明的。
3.机械设计自动化的未来发展趋势
根据机械设计及自动化应用的现状，我们可以对机械设计自动化的未来发展做出基本的判断和分析。首先，机电一体化是未来机械设计自动化的大趋势。所谓的机电一体化，即包括微机、传感器、控制系统、动力原等内容的机械电子一体化系统，这个系统是完整有效的，可以保证机械设计的高效率。其次，未来机械设计自动化将朝着更为智能化控制的方向发展。也就是说，自动化技术的进一步发展和升级将部分或完全脱离人力的干扰，而是完整借助计算机、机械仪表、控制系统来开展机械设计、制造等工作。智能化控制可以进一步提升机械设计的效率和效能，同时大大节省人力的开支。再者，未来机械设计自动化的流程将会更加简练和便捷，其工作效率会进一步提高。自动化技术的本质就是帮助工人拜托束缚，利用自动运行的机器完成既定的工作，解放被工作“捆绑”的人。未来，借助高尖端智能化技术、计算机技术和微电子技术等新型技术，机械设计的自动化也必然可以更加“自由”，设计的流程和步骤会根据有利于解放生产力和生产过程。
此外，未来机械自动化技术的发展会要求工人和技术人员必须具备相应的知识结构、理论技能和操作水平。也就是说，虽然自动化技术解放了机械设计的生产力，提升了机械设计的技能和质量，但是并不意味着工人和设计人员能够完全脱离设计流程。恰恰相反的是，未来的机械设计人员必须通过了解自动化技术的应用流程和步骤，来不断的强化技术的使用效能和效果，使自动化技术真正发挥出功能性的作用。
总之，机械设计的自动化是未来发展的大方向和大趋势，而借助自动化技术的应用谋求机械设计的进一步发展，则是本行业与从业者的真正期盼。
参考文献：
[1]阿布别克・乌拉孜.浅谈机械自动化的现状和发展趋势[J].新疆有色金属，2011（03）
[2]李秋娟，张兵.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备，2010（03）
[3]周一鸣，索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程，2011（12）
[4]聂海波.机械自动化技术的应用研究[J].科协论坛（下半月），2011（02）