关键词:《机械设计基础》新课引入课堂教学课后思考题
《机械设计基础》是中等职业学校机械类专业的一门重要的技术基础课,它的理论知识与实践结合得很紧密,对于教材中的内容,教师需要进行深入思考和挖掘,把理论在实践中的应用找出来,对应用中存在的问题进行揭示和分析。只有用理论解决实际问题,才能使学生深刻理解、灵活运用理论,产生学习的动力和兴趣,并进一步具有举一反三的能力。笔者现结合近年我校实际教学情况,对新课引入、课堂教学、思考题设计等方面进行探讨。
一、重视新课引入
新课引入是课堂教学的第一环节,教师对新课引入得好,能激起学生的求知欲望,活跃课堂气氛,使学生积极开动脑筋进行思考,主动地获取知识。
教师运用实践引入法引入新课需要精心设计,根据需要,可把实践中的问题先提出来,一开始就开门见山地揭示主题,立即把学生的思维和兴趣引向对问题的探讨。例如,在讲解《螺纹的种类及应用》时,笔者这样引入:“一般用手拧紧螺栓,顺时针拧就能拧紧螺栓,可液化气钢瓶要逆时针才能拧紧,这是为什么?家里安装水管接水龙头时,要在接口处裹上一层白色的密封绳,才不漏水,这又是为什么?这些问题的答案就在今天要学的章节《螺纹的种类及应用》中。”
教师运用动手引入法时要鼓励学生动手动脑,让学生参与制作简单的模型,这有利于活跃课堂气氛,促使学生轻松愉快地接受知识。例如,导入螺纹的概念时,教师可让学生剪一个直角三角形,然后以直角三角形的一条直角边为圆周,卷成一个圆柱形,则三角形的斜边所形成的曲线就是螺旋线,若沿螺旋线做成有相同剖面的沟槽和凸起,这就是螺纹了。再比如,讲授凸轮机构时,对于什么是凸轮、凸轮的形状是怎样的、凸轮的轮廓形状与从动件的运动规律之间的关系等学生不容易理解的问题,在讲解前,教师可先让学生动手用硬纸片制作几个简单的凸轮,形状如圆形、大小圆弧过渡形、三角形等,再制作一个从动件,在黑板上演示运动过程,看看凸轮的形状与从动件的运动之间的关系,得出从动件的运动规律是借助凸轮的轮廓曲线来实现的。那么,能实现从动件运动规律的具有曲线轮廓的构件就是凸轮。这时教师再出示凸轮机构的模型进行演示,学生就会更容易接受。
上述各种引入方法可以灵活运用。只有吃透教材,留心观察生活中的机械知识,特别是一些新型机械的应用,注重积累,才能更好地吸引学生的注意力,激发他们的学习积极性。
二、灵活进行课堂教学
教师采用好的教学方法,课堂教学对教学双方都是一件愉快的事情。教师不能墨守成规,必须根据教学的任务、对象和条件,大胆尝试新的教学方法,发挥学生的主体作用,培养学生独立思考和自主学习的能力。学好《机械基础》,不但可使学生在今后的工作中合理地使用、维护机械设备,而且可为学生进行技术革新提供必要的理论知识。因此,在教学中培养学生独立思考和自主学习的能力很有必要。
1.自学式教学方法。在教学过程中,对于较简单的教学内容,教师可采用自学式教学方法。自学式教学方法就是“提出问题+自学+回答问题+总结”,其操作步骤如下:第一步,教师指定学习内容,并提出相关问题。第二步,学生围绕问题进行自学,明确学习目标。第三步,提问学生,可以多问几个学生,并对学生的回答进行追问,把问题引向深入。第四步,根据学生的回答进行总结,使学生形成新的知识。
2.类比教学法。《机械设计基础》讲述了各种传动机构,如摩擦轮传动、带传动、螺旋传动、链传动、圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗杆传动、液压传动等,每种传动都是介绍结构、工作原理、分类、参数、应用特点。前面几种传动可以详细介绍以上各项内容和层层递进的分析方法,最后归纳总结出应用特点和应用场合。当学生渐渐熟悉了这种分析传动的方法后,教师可用链传动来做一次类比法教学。教师可先让学生模仿前面的方法分析链传动的结构、工作原理、分类、参数,再归纳总结出链传动的应用特点和应用场合。同样,学完直齿圆柱齿轮传动以后,也可以用类比法学习斜齿圆柱齿轮。教师在教学中有意识地强调这种层层推进、抽丝剥茧的分析问题、思考问题的方法,学生就会养成习惯,以后碰到新的设备,先看看设备的结构,再分析其工作原理和参数,归纳这种设备有哪些特点,可以运用在什么场合,从而培养分析问题和解决问题的能力。
3.记笔记教学法。针对一些学习气氛不浓的班级,在课堂教学中,除了要提高知识的趣味性、实践性来吸引学生的注意力和主动性外,教师还要有意识地培养学生做课堂笔记的习惯。教师教会学生做课堂笔记,坚持手脑并用,才能抓住他们的思维,让他们跟着自己转,使他们的思维与自己保持一致。学生做好课堂笔记的关键是教师要精心设计板书。教师的板书应分两部分:一部分为主干部分,即本次课的基本概念和基础理论,要写在黑板的醒目位置,这也是这次课的重难点内容,最好不要超过十句,并且要保持到下课前做总结用。另一部分为辅助部分,是一些有助于理解基础知识的示意图、公式推导和辅文字,这一部分要与第一部分明显区分开来,可以随写随擦,不要求学生记下来。学生一节课记笔记的时间不要超过十五分钟,这样学生在记笔记的同时也能注意听教师讲课;若笔记内容太多,学生可能就只注意抄写而不关注抄写的内容,对所学知识的理解就不充分了。
4.归纳总结法。学完一个章节,要让学生及时地进行回顾,归纳总结出本章的主要内容,重难点是什么,使知识成为一个有机的整体。这样,既有利于学生理清思路,又有利于学生记忆所学的知识。学完几个章节后,还要进行比较和总结,找出相同点与不同点。例如,讲完带传动和链传动后,学生可以进行一次比较,比较它们的传动比的计算公式、范围、准确性、工作环境等。
三、巧妙设计课后思考题
要真正学好一门课程,仅凭课堂45分钟是不够的。对机械有兴趣的学生,只有一本教材是满足不了他们的求知欲的。因此,在选择一些典型习题作为课后练习的同时,教师巧妙地安排一些课后思考题也是必要的。学生通过对思考题的思考,可以到图书馆或上网查找资料,或询问相关技术人员,或自己寻找实物来研究,这些题目对激发学生的好奇心,保持兴趣,提高动手动脑的能力是很有帮助的。
总之,提高《机械设计基础》教学效果的途径是多种多样的,只要教师平时多关注生活和生产中的机械,用心钻研,不断探索,把教学与实践紧密结合,充分调动学生的能动性,就能找出一个令教师和学生都满意的教学方法,从而提高教学效果,培养学生动手动脑的能力。
参考文献:
[1]陈海魁主编.机械基础.中国劳动社会保障出版社,2001.
关键词：实践教学；自学指导；类比教学；演示教学
中图分类号：G42文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）09-0155-02
《机械设计基础》是高等职业技术院校面向机械类专业，即机械设备维修、矿山机械、建筑机械、铁路施工机械、公路施工机械、汽车维修、数控技术专业、机电一体化专业、模具设计与制造专业开设的专业技术平台课程，是基础课与专业课衔接课程。课程内容涵盖机械原理和机械零件两门学科。课程涉及计算机基础、高等数学、工程力学、机械制图和机械制造基础多门相关学科。目前在本课程的教学实践中，采取了多种多样教学方法和手段，常用的有实践教学法、自学指导教学法、类比教学法、多媒体教学法。机械设计基础课程特点是涉及内容面广量大，教学方法的方多种多样，教学方法的选择直接影响到教学效率和学生的学习效果。我通过多年承担机械设计基础的教学工作，在诸多种教学方法中，提炼了对以上提到的四种常用的教学方法，对这些教学方法如何在机械设计基础的教学中应用进行分析比较，同时结合机械设计基础教学的教学内容进行如下探讨。
一、实践教学法
实践教学法是基于学生的直接经验、密切联系学生自身生活和社会生活、体现对知识综合运用的教学方法，教师通过一定的实践活动将概念化、条理化、抽象化的书本知识转化为学生的理性认识和实践能力的一种有效方法。实践教学法是理论联系实际的桥梁，在《机械设计基础》教学过程中经常被使用。实践教学法在教学实践中注重，引入新课要精心设计，把新课涉及的内容和主题联系，学生实践过或接触过的问题提出来，这样很直接地揭示本课主题，能使学生的注意力很快引入课程主题的学习和探讨中。在探讨《螺纹连接与螺旋传动》时，可以从如下实例入手：例举生活中遇见的多种实例，这些实例都有一个共同特点，用手拧紧螺栓时候，顺时针拧就能拧紧螺栓，可家庭用来煮饭的液化气钢瓶就不一样，液化气钢瓶逆时针才能拧紧，都是螺纹拧紧工作，就有不同的操作方向，要解释这个实际生活和工作中遇见的现象，只要认真学习本章所讲的《螺纹连接与螺旋传动》教学内容，就能够比较轻松容易地理解掌握《螺纹连接与螺旋传动》的原理。又如在探讨《链传动》时，可以从人骑自行车的实例入手，人在骑自行车时，经常遇见自行车链条从链轮上脱离，这时骑自行车的人就会感到有力没法使，自行车也不能驱动，既然自行车链传动中链条容易脱离链轮，为什么自行车制造商还要采用链传动来做自行车的传动装置呢？如果一定要用链传动做自行车的传动装置，用什么方法能使自行车链条尽量少些脱离链轮。学习本章《链传动》后，这些问题都迎刃而解。在探讨《机构自由度》时，机构运动简图、机构运动示意图、平面机构自由度这些概念比较抽象学生难以理解，通过简单机构测绘实践，学生就会对机构、机构示意图，机构运动简图，有了较深的理解和认识。有了实践的引入和运动简图测绘实践活动，学生对机构的运动，机构运动自由度，计算机构自由度，判断机构能不能运动，从动件有没有确定的运动等教学内容都能够基本掌握。在机械设计基础的教学中，用实践教学法，可以启发学生学习机械设计基础的兴趣，能够事半功倍地完成本课程的教学任务，学生和老师都能较轻松地完成本课程的教学标准。
二、自学指导教学法
自学指导教学法是在教师的指导下，让学生经过自学，找出不理解的内容，然后教师再针对学生提出的问题重点讲授的一种课堂教学方法，该教学法有五个环节组成，即：布置题目-自学-练习-讨论交流-点评小结。这种教学方法体现了学生为主、自学为主、练习为主的三原则，自学指导教学法促成了教师、学生和教材之间的和谐统一。在《机械设计基础》课程，对于较简单的教学内容，可采用自学指导式教学方法。自学式教学方法教师根据本节课的内容设计几题课堂练习，学生带着问题自学，然后完成教师布置课堂练习题，老师随机挑选几名学生在讲台上，交流自己独立完成的练习的思路、步骤和展示自己完成的练习；老师概括性的点评学生完成练习中出现的问题，提出正确的解题方法，公布正确的练习答案。如机械设计基础中的，凸轮机构可以采用这种方法，本课题可以提出这些问题，你在平时的生活和生产实践中，看到过凸轮机构应用在那些机器设备上（举例説明）？凸轮机构中，常用的从动件运动规律有哪几种？各有什么特点？基园半径过大，过小会出现什么问题？滚子从动件的滚子半径应如何选取？通过50分钟时间的自学后，学生之间相互交流探讨，大多数学生基本能完成以上老师布置的练习；老师随机挑选几名学生上讲台交流自己解题的思路并演示自己解题的过程和结果，经学老师点评，绝大多数学生能掌握凸轮机构的工作原理和应用。自学指导教学法在机械设计基础课程的教学中，能够帮助学生锻炼自己，提高自学的能力，自学能力的培养也是大学教育一个重要的目标。培养学生终身学习能力，这种教学法起到了事倍功半的效果。
三、类比教学法
类比教学法是类比推理在教学中的具体运用。类比教学法对于引发学生的学习动机，帮助学生理解抽象的事物和概念，发展学生的求异性思维以及培养学生学习的主动性具有重要意义。类比教学法用在《机械设计基础》课程中，如摩擦轮传动、带传动、螺旋传动、链传动等，每种传动教学过程都是介绍结构、工作原理、分类、参数、应用特点。前面几种传动可以详细介绍以及层层递进分析这些传动机构，当学生掌握前面几种传动机构的工作原理、机构特点及在机械设备中的应用当学生渐渐熟悉了这种分析传动的方法后，用链传动来做一次类比法教学，先让学生模仿前面的方法来分析链传动的结构、工作原理、分类、参数，再归纳总结出链传动的机构特点及在机械设备中的应用。在机械设计基础中齿轮传动，蜗轮蜗杆传动，齿轮系的教学中，用类比教学法也比较有教学效率，在详细讲授圆柱齿轮的几何尺寸，基本参数，正确啮合条件，连续传动条件等内容后，可以用类比法学习斜齿圆柱齿轮，锥齿圆柱齿轮和涡轮蜗杆。采用类比法教学中教师有意识地运用这种层层推进、抽丝剥茧的分析问题、思考问题的方法学生们能较轻松地完成学习内容。学生也在潜移默化中学会了用类比法学习新知识，新技能。学生今后在工作岗位上碰到新的设备，也会运用类比法分析问题。类比教学法在机械设计基础课程教学中，可以训练学生应用类比法分析问题的能力，同时在一定程度上能够提高本课程的教学效率和学生的学习效果。
四、多媒体教学法
多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过课程教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。在机械设计基础的教学中，所有的运动机构都可以制作成动画，如概述部分中有关机械、机构和机器等概念，做成动画后学生就能在最短的时间里，接受机器、机构、机械、零件和构件的含义；齿轮机构、蜗杆机构、带传动和链传动做成动画，学生就能在最短的时间里，弄懂这些机构的工作原理；如齿轮机构做成动画，渐开线的啮合特点，渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特点，渐开线齿轮的根切现象，变位齿轮和变位齿轮传动的教学内容，都能在较短的时间里让学生接受这些知识和初步理解齿轮机构的工作原理。多媒体教学法用在机械设计基础的课程教学中，能够提高教学效率和教学质量。如果要制作这些机械传动机构的动画，比较消耗人力，财力。目前机械设计基础的动画教学资源基本上能够共享，机械设计基础多媒体课件可以再网上下载，根据本学校专业的特点加以修改，就可以应用。这样多媒体在机械设计基础的教学中就应用更方便，更广泛。
总之，在机械设计基础的教学过程中，以上四种教学方法的选用应参考学生以前的所学课程的掌握程度，学生的学习兴趣，学校现有的教学条件和教学资源，任课教师的特长等因数因材施教。在应用这些教学方法时，同一章节也可以采用一种或几种教学方法。实际上在机械设计基础的教学中，还有很多的教学方法。无论在教学中选取哪一种教学方法，突出高职教育的特点，尽量在教学中，联系生产实际，避开在今后很难遇到的机械设计基础课程里较深的理论问题。在整个课程的教学中体现培养技能型人才的目标，提高本课程的教学效率，达到高职机械设计基础课程的教学标准。
参考文献：
［1］李正峰,蒋利强.机械设计基础［M］.化学工业出版社,2011,(10).
1机械设计基础课程设计的现状
从教学过程和教学效果分析，机械设计基础课程设计还存在以下一些问题和不足：
（1）部分学生对课程的重要性及意义认识不足，存在应付“差事”的错误态度，缺乏积极性，而且对设计中出现的问题，不能积极主动思考解决方法，反而敷衍了事，导致问题越积越多，设计无法进行。
（2）实验课时少，学生实践动手能力缺乏锻炼所需的时间上的安排和支持。实践教学条件和内容不完善，学生缺乏参与感，学习兴趣不高。受学科发展和实验室建设经费制约，学校机械类的实验室一直缺乏，这也造成了学生实践条件比较匮乏。实践教学内容也表现单一，实践方面没有包含学生应掌握的基本内容。这导致了学生在听理论讲解的时候，只能凭借抽象概念去理解，尤其对于学生来说理解起来就显得特别困难，学生学了一段时间后就对课程失去兴趣。
（3）学生自身基础较差，对先修课程的综合应用能力也较差，前后知识孤立，无法活学活用，进行创新设计，特别是机械制图课程，由于间隔时间较长，许多学生在看图、读图、绘图等方面都存在一定困难，绘制的图纸不规范、质量不高。
2机械设计基础课程教学模式
2.1转变课程教育理念
为适应应用型本科创新人才培养的需要，我们在本课程的教学过程中进行了如下指导思想上的转变：首先，转变教学观念，树立以学生为中心的思想，正确认识学生为主体，教师为主导的内涵，充分调动学生的学习主动性、积极性。其次，在课堂教学中，坚持理论联系实际的学风，把基础理论与生产实际、设计实践紧密结合，根据应用性技术人才培养的实际需要，对基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，不断将新技术、新成果引入课堂，开阔学生设计视野。
2.2做好课程内容设计
人们常常以为机械设计基础课程只是涉及一些机械常识，其实机械设计基础课程主要是让学生学会设计，掌握创造性设计思维和设计方法。现在设计的理念已经渗透到各行各业的领域，学会了机械设计，必然可以举一反三，将设计理念和思维迁移到各个生产和生活领域，启发人的创造性思维和创造性活动。比如，服装造型设计，也采用衣片组合方式或各种变异法进行。各种产品设计的设计理念和方法是相通的。联系起来，就可以调动学生的学习兴趣，提高学习效果。
2.3课程设计题目多样化
在编写课程设计教材时，可设计多种典型设计题目，明确设计任务及设计步骤，明确设计思路；此外，还可以只给出设计功能要求，让学生根据自己的兴趣选题并拟定结构设计方案在老师的指导下完成设计任务。在学生设计过程中，强化学生设计的思维的锻炼，如何一步步合理安排好自己的设计以达到机械结构设计的要求；要求学生经常自我总结。
2.4优化课程教学方法
针对常用机构类型多、运动特点复杂和通用零部件类型多、结构复杂，我们常常将教学安排在“机构、机械零件陈列室”中进行，使学生能面对面观察实物与结构，直接体会有关机构的组成及其运动特点、有关零部件的组成及结构特点，并可进行实际操作，使学生与教师、学生与学习对象之间进行交互式的教学方式，使得学生的学习变得直观、易懂、高效。此外，应开发课程CAI多媒体课件，制作了课程教学图片库、常用机构和通用零部件的三维动画插播片、录像片和课程测试题库等。
2.5加强理论与实践结合
由于其本身是一门与实践结合非常紧密的课程，所以教学上也要求采用理论教学和工程实践相结合的授课方式，在课堂讲授中要淡化繁琐的、过深的、不必要的理论推导和证明，本课程的教学目的就是使学生能够运用机械设计理论中最基础的知识和实际经验来分析工程中问题，并且还要比较熟练地运用这些公式、定理、方法等来解决现实中的具体设计问题。因此，在教学内容上的重点是要真正教会学生完全掌握分析问题和解决问题的思路和方法，不强调公式定理的死记硬背，而是注重如何针对具体问题，找到并运用这些公式、定理、方法等来完成一个实际模型的设计以及零部件选用、分析。通过以上的措施，使教学更符合培养目标的要求，也相应取得了更好的教学效果、学生通过本门课程的学习，尽可能地让掌握较多的有关机械设计实践方面的知识。
《机械设计基础课程设计》是机械设计基础课程实践环节的一个必不可少的环节，旨在通过学生自主设计，培养工程类人才的分析能力、实践能力、动手能力、应变能力、语言表达能力和团队合作精神。针对现在课程设计中存在的一些问题，提出几点改进的建议，以期学生能从课程设计环节取得更大的收获，培养出更适应社会发展的工程应用人才。
关键词：
机械设计基础；实践环节；工程应用
《机械设计基础课程设计》作为《机械设计基础》课程的延续，机械设计基础课程的一个重要实践教学环节，是工科院校机械类学生第一次独立自主设计，主要考核学生分析查表、分析实际问题、绘图和语言表达等方面的综合能力。也是一次对理论与实践相结合的新教学模式的探索。随着社会和企业对人才需求的变化，要求机械类工程应用人才具有扎实的理论知识基础、良好的动手操作能力、独立思考能力，具有发现、分析和创新性的解决实际工程问题的能力。这也对我国大中专院校的教学质量提出了新的要求和目标。与此同时，机械设计基础课程设计作为一个重要的实践环节也凸显出了更大的意义。本文围绕培养与企业需求相符合的工程应用型人才这一目标，从机械设计基础课程设计的教学内容、教学方法和考核制度等方面进行改进和实践。
1机械设计基础课程设计”现阶段存在的问题
1．1题目单一，束缚学生创新力
机械设计基础课程设计设计题目多为以减速器为主体的传动机械装置。主要包括对传动参数计算、齿轮传动设计、带传动设计、轴的设计、轴承和键等常用零部件的选用。该装置比较全面地反映了机械设计基础课程教学内容，成为各大高校常用的典型课程设计题目。采用教师随机辅导，学生自主作业”的教学模式，主要考核学生分析查表、分析实际问题、绘图和语言表达等方面的综合能力。题目单一带来的后果就是网上参考资料泛滥，或者往届学生设计资料外流等各种原因造成的学生抄袭情况严重的现象。导致与学校开设这门课程的目的有所偏离，更重要的是这种现象严重束缚了学生的创新力。
1．2设计任务大，时间紧
机械设计课程设计实践周期大多为三周，通常在理论课程后进行，根据学生专业基础知识差异，可分为单级齿轮减速器和二级齿轮减速器。课程设计设计大量的参数计算，需要学生在掌握理论知识的基础上能够熟练使用设计手册，而且在设计过程中还需要全面考虑强度、刚度、密封、以及加工工艺等方面的问题，学生在缺乏实际设计经验的情况下很难顺利完成设计计算。同时在整个设计过程中还融合了工程力学和几何公差与测量方面的知识。这些课程开始时间与课程设计间隔过长，很多学生无法快速学会将这些知识运用到课程设计当中。初次之外，绘图工作量较大，一般要求学生手工绘制一张A1的装配图和两张A3的零件图，书写一本课程设计说明书。种种原因都导致学生时间紧迫，无法在有限的时间里面完成优秀的设计。
1．3管理方式存在差异
理论教学主要在课堂进行，有教师主导，严格按照教学计划进度教学。而课程设计一般指定一个固定教室，以班级为单位。在课程设计期间，要求学生按照教学时间集中在教室进行学习，在此期间，教室随机进教师对学生进行辅导和考勤。这种管理模式对学生的自律性要求极高，事实证明，大部分学生并不能严格按照要求时间节点完成设计任务，导致整个设计过程延后，设计质量下滑。
1．4学生态度不端正
课程设计考核以答辩形式为主，很多学生认为不管过程如何，都不会出现不及格的情况。这种心理使得大部分学生态度不端正，缺乏对该课程的重视。导致的后果就是最终的设计成果质量较差，甚至为学生抄袭提供的正当的借口。这与机械设计基础课程设计开设的目的是相背离的。
1．5缺乏团队合作精神
机械设计基础课程题目大多为减速器传动装置，要求学生独立完成。为了保证每位学生数据不会重复，一般可根据结构和数据不同划分，这样也可以减少抄袭现象。然而，机械设计基础课程设计时间长，工作量大；涉及的理论知识相对宽泛，且学生又都缺乏实践经验。这样问题都会影响设计进度和质量。一般课程设计都会安排教师进行指导，为培养学生独立思考和分析问题的能力，教师一般都其监督和引导作用。一旦遇到疑难问题，而指导教师又不能及时出现并予以解答，学生只能束手无策。作者通过对学生观察，发现大部分学生在设计过程中独自为营，遇到问题只会埋头思考，反复琢磨却无处求解，对很多设计过程要么不求甚解，要么抄袭其他人。最终在这个环节的收获也是寥寥无几。
1．6考核标准存在差异
机械设计基础课程设计的最后成绩主要由课堂考勤、进度检查、数据计算准确与否、作图质量和答辩等几部分组成，分为优、良、中、及格和不及格五个档次。与笔试形式的考核不同，这种考核方式没有一个明确的评分标准。由于每位指导老师评估成绩时的侧重点不一样，导致考核时上述各部分所占的比重也不尽相同。为此而产生的影响就是经常有学生对自己获得的成绩与预期有所偏差。这种现象也极大地打击了部分学生的积极性，对该课程环节在全校的印象产生消极作用，不利于对下一届学生课程的开设和管理。
2提高机械设计基础课程设计”水平的方法
2．1从题目改革入手，培养学生创新力
国外高校注重实践创新能力的培养，建立创新激励机制和多渠道、多层次开展实践创新活动。培养学生创新能力是世界上许多科技强国高等教育改革的目标。日本把科学技术中创造力作为一个重要的发展战略。德国将学生开拓创新能力作为新世纪教育的重要部分之一。我国的高等教育也提出深化教育改革，加强素质教育，开展提升创新的教育。提高学生的实践能力，培养求异思维；注重个性发展，是培养他们的创新精神和创新能力的必要途径。传统的机械设计基础课程目的是巩固所学理论知识，重在引导学生将课堂所学融入到设计当中。因此，减速器设计基本满足这一要求，这也是课程设计题目常年不变的原因所在。题目和数据不变导致的后果就是学生思维受限，缺少对新事物的好奇心以及解决问题的新方法的探索。最终完成的作品大都中规中矩，缺少创新点。21世纪的人才培养模式是：低重心、宽口径、重实践、强能力”。为此我们必须更新教育思想和观念，加强机械设计课程设计的改革和建设，着重培养学生的协同创新能力。为达到这样一个目标，我们可率先从课程设计题目改革开始。减速器传动装置所包含的设计内容确实能全面的概括机械设计基础这门课的是知识点，不需要刻意回避对改题目的选用，但参与课程设计的学生专业各有不同，包括机械设计制造及其自动化、车辆工程、工业工程和材料专业的学生。我们可以从学生的专业不同入手，结合各专业的学习重点对题目适当调整，例如车辆工程专业主要培养的是与汽车工程有关的设计人才，学生对汽车的认识和兴趣也相对较大。为此我们刻意将减速器设计改为变速器的设计，这样既能与学生所学专业联系起来，也能考核学生对机械设计基础课程理论知识掌握情况，以此类推，对材料专业可在考核机械传动零件的设计同时侧重考核对减速器的材料选择和结构优化。这些细微的改动既符合课程设计开始的目的，又能结合学生专业的特点。除此之外，教师还可以自主拟题，或者将一些适合学生的大学生创新比赛的题目引入课程设计当中去，让学生又更多的选择空间。同时，这些新题目参考资料较少，更能激发一部分学生对未知的挑战，激励学生发散思维，提出更多有创新的想法，最终设计出具有创新力的优秀作品。
2．2合理安排设计时间，保证设计质量
课程设计题目通常都是几个学生做一个题目，只在数据上有所不同。课程设计的开设一般都在机械设计基础课程之后，理论与实践环节相对独立，而对于在设计过程中需要运用的其他相关课程的知识，也与课程设计开设的时间相距较大。这些客观原因都给学生的设计带来不便，除去设计所花费的时间，学生还要花费大量的时间来回顾以前学习的课程知识。这样造成的后果就是时间不够，最终只能敷衍了事。解决这个问题的关键在于如何安排时间。首先，传统课程设计的任务下达时间较晚，学生准备不充足，容易手忙脚，这是由理论教学和实践环节脱节而导致的。为此可将课程设计任务融入理论教学当中，分阶段的穿插在教学过程中，使学生能够明确设计要求，带着设计任务进课堂。既有利于学生掌握课程内容，又能培养学生理论联系实际的能力。同时，学生还可以利用课余时间研究课程设计任务，及时请教老师。这样既能缩短设计时间，也能减轻教师的指导任务。逐步培养学生发现问题并解决问题的能力。其次，就作者观察，大部分学生在接到设计任务开始，或是埋头思考，或是无所适从，缺乏交流和沟通。而现代企业对人才的需求上更多的是要求协同合作，在实际生产中，任何一个机械设备也不可能单靠一个人设计完成，也不可能单靠一个人的设计方法完善所有功能，必须融合团队所有人员的思想。因此，必须在学生阶段培养学生协同合作的能力。最后，课程设计任务中要求学生手工绘制装配图和零件图，工作量较大。而且与现代企业的设计模式存在差异，为避免学生与企业脱轨，可适当引入计算机辅助软件，培养学生的绘图能力。
2．3改革考核制度，启发学生创新思维
传统的课程设计考核方式主要是答辩形式，一方面考核学生对设计任务完成的情况，一方面考核学生的语言表达能力。由于指导教师不同，每个人心中的考核标准存在一定差异，导致最终学生的成绩也各有不同。解决方法之一是统一考核标准，在组织答辩之前，所有的指导教师可以集中讨论，对评分标准有一个统一认识；其二是根据学生选题难度划分不同评分标准，如：选择常规题目和自选题目的学生在创新性上存在差异，可将创新能力作为评分标准；个别学生在绘图过程中使用的计算机辅助工具，可将对软件的操作作为评分标准；或者由学生组织团对设计并参与相关赛事，可将团队合作作为评分标准。这些新型的评分标准可极大地激励学生灵活应用计算机工具，创新性的分析和解决工程实际问题。最终培养出适应企业模式的综合性机械类应用人才。
3结论
本文结合了我国经济发展和现代企业的对人才的需求，对机械设计基础课程设计这一实践课程存在的题目单一、设计任务大、时间紧、理论是实践脱节、学生态度不够端正、缺少团队合作精神、考核标准存在差异等方面的问题提出相关的解决方法，为提高机械设计基础课程设计水平提供一定借鉴。
参考文献
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［9］吴越，李晓斌．高等教育强国发展的三维模式：日本的探索［J］．中国高教研究，2013，（5）：57－61．
关键词：精讲多练；教学改革；能力培养
《机械设计基础》是一门设计性、综合性和实践性都很强的技术基础课，是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程，对学习专业课程起到承上启下的重要作用。在学习过程中，不但应重概念、原理、方法的掌握，更应注重方法、技术的实际应用。面对这样一门知识庞杂，抽象的课程，再加上学生与实际接触不多，对工程实际缺乏感性认识，学生在学习中大多只能靠死记硬背，因此感觉这门课程枯燥乏味。没有兴趣学习，实际的教学效果往往不是很理想。面对这种状况，如何搞好教学呢?我们采取了以下方法，并取得了明显的效果。
一、整合教学内容，加强典型项目应用田训练
《机械设计基础》课程的研究对象是机械中的常用机构及一般工作条件下和常用参数范围内的通用零部件，研究其工作原理、结构特点、运动和动力性能、基本设计理论、计算方法以及一些零部件的选用和维护，重点解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题，内容繁杂，如果面面俱到地照本宣科，难免枯燥乏味，学生消化吸收也感到困难。过去那种“满堂灌”的教学方式会使学生产生畏难和厌学的情绪。笔者对所涉及的内容的难度和广度做了很大的调整，遵循应知应会的原则，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，将机械产品开发设计和机械设备维修过程所涉及的工程材料知识、材料强度和刚度分析知识、机械传动的知识、机构的设计和常用零部件选用和设计的有关知识等必需知识进行深度融合，以实际机器为项目导向，以工厂典型产品开发的技术流程为中心重新组织课程内容。
二、突出学生的主体作用。发挥教师的主导作用
学生是学习的主体，要对自己的学习负责，要学会自我管理、自我学习，发挥自己在学习上的主导作用。学生一旦明确了学习目标，具备了自学能力，就能收到事半功倍的效果。为了激发学生思考动因，调动学生学习的兴趣，针对高职学生的特点，我们采取如下措施：第一，在讲绪论时就强调本门课程的学习目的、学习目标、学习内容等，也就是让学生明白为什么学这门课，学什么和怎么学。第二，我们运用工厂实际的项目进行教学，学生在做项目遇到问题时，根据问题主动查阅详细的专业理论资料，接受老师讲解的理论知识，在学习过程中，学生直接面对的是具体的项目，根据项目中的问题学习理论知识，学生对理论知识的学习就不会感到枯燥和乏味。第三，在动手完成项目的过程中，以学生为主体，怎么学，怎么做，学生自己计划，老师只是引导和评价，这种方法使学生在用中学、练中学，从而激发学生的成就感。提高学习兴趣，兴趣是最好的老师，学生一旦有了兴趣，他们的潜能就会得到最大程度的发挥，学生就会积极参与教学，做学习的主人。随着项目的推进，学生的自学能力、职业能力、创造能力和动手能力在训练中得到充分发挥和培养。
三、充分利用现代教学手段和多种教学方法，提高学生学习兴趣
互联网技术和多媒体技术的日益发达，为高职教育面向现代化提供了广阔天地，也为《机械设计基础》充分利用现代化教学手段提供了极大的便利。
关键词：机械设计现代设计方法课程教学
机械原理和机械设计等课程是工科院校机械类专业必修的重要专业技术基础课程，在培养学员机械综合设计能力和创新能力所需的知识结构中占有十分重要的地位，具有很强的基础性、工程性和应用性。但是，笔者在长期的课程教学实践中发现，针对如此重要的专业技术基础课程，学员的学习兴趣在逐渐减退，教学效果不尽如人意。虽然这一现象的发生可能有多种因素，但是，其中一个重要因素无疑还是教学内容陈旧，尤其是其传统的机械理论设计计算方法的教学与实际工程实践要求相脱节，不能适应时展的要求。这使得学员在学习中感受不到专业基础课程学习的有用性，感受不到该课程对其提高设计能力有多大帮助。如何使机械设计基础课程教学适应时展要求，笔者认为，现代计算机辅助设计技术的迅速发展和普及给课程教学改革开辟了新路。通过教学实践，将现代设计方法引入机械设计基础课程，教学作用明显，对提升学员的综合设计能力、培养他们学习机械设计课程的兴趣和积极性均起到较好效果。学员在课后学习感想中写道：“机设课让我有机会体验计算机设计的魅力，使我对设计产生了兴趣，激发了我的学习热情，以及通过实践带动课本理论的应用得以体现。”
1传统设计方法在课程教学中存在的问题
（1）传统设计方法与现实应用脱节。目前大部分机械设计基础类教材中呈现的机械设计方法是一套经过长期理论研究以及经验积累形成的手工设计计算方法，该方法在特定的历史时期对机械类人才的培养起到积极的作用。但随着计算机辅助设计技术的快速发展和普及，过去要花费较长时间复杂的设计计算或绘制已被计算机轻松替代，传统的手工理论设计计算方式逐渐被现代设计方法替代。在此情况下，再花费宝贵的课堂时间让学员学习掌握过时的设计技术已与时展要求不相符。
（2）课时安排不能适应教学需要。在课堂教学中，设计方法的介绍本应需要相当比重的学时，但随着课时的不断压缩（目前机械原理和机械设计两门课加起来的学时还不到100学时，少的甚至不到60学时），用于讲授设计方法的时间比过去大幅减少。在如此少的时间里，教员通常只能泛泛地讲解一下设计思路和过程，对传统的理论设计计算方法无法进行更深更透地讲解，学员对这部分内容的学都是囫囵吞枣。因此，在实际操作中面对繁杂的理论设计计算过程，学员多数都呈现畏难情绪，对机械设计课程的学习兴趣也随着课程的不断深入而逐渐下降。
（3）传统的手工理论设计方法数据计算分析耗时，设计效率低下。例如在机械课程设计中，学员要花费大量时间在繁琐的计算和修改上。而在对设计方案创新的思考，以及对设计结果的优化和分析方面，却由于课程学时的限制不能充分实施和展开，这违背了课程为使学员综合设计能力提高的本意。
2机械设计基础课程引入现代设计方法的必要性
（1）作为新一代工科学员，学习和掌握现代设计技术和方法尤为重要，这符合时代对创新型人才的要求。而且由于计算机辅助设计技术的快速发展，以及各类仿真设计软件的普及和易用，使得现代设计方法在机械设计基础课程中的应用能得以实现。
（2）运用计算机辅助设计技术可以将机械设计信息和内容生动直观地作用于学员，拓展学员的思维和视觉的空间，使他们可以多方位、多角度地观察研究对象；同时，利用计算机快速的解决问题，调动学员的情绪，提高其注意力和兴趣，并能突出重点，有助于培养学员的综合认识和理解能力，达到较好的教学效果。
（3）对于机械设计人员而言，掌握现代设计方法是一项基础性的能力。这一能力是学员后续专业学习和发展的基础，特别是对学员在机械课程设计以及毕业设计中提高创新设计能力起到很好的帮助和推动作用，同样可以为学员今后的自我学习和研究打开视野、注入动力。
3基于现代设计方法的机械设计基础课程教学实践
（1）连杆机构的运动仿真设计。运用三维工程设计软件，快速建立四个不同长度的杆件，并装配成四连杆机构，根据曲柄存在的条件，以不同杆件做机架，演示机构的运动情况，可以迅速直观地让学员理解和认识连杆机构的特征。然后再利用软件的Motion组件，对曲柄摇杆机构进行运动仿真，通过调取仿真计算后的各种数据，显示和分析被模拟连杆机构的运动和动力特性线图。见图1。此外将连杆制成多孔的板状，运用运动仿真，显示连杆曲线的生成及其特征，见图2。实践证明，与传统的理论教学对比，经由上述的教学演示，再通过学员亲手操作，学员对连杆机构特性的理解和掌握，以及对连杆机构的设计和分析能力均有较大提高。
（2）凸轮机构的建模及运动与动力仿真设计。如设计偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构。给出凸轮转动方向、基圆半径，以及从动件运动规律等初始设计条件。由从动件运动规律写出从动件位移运动方程，进而写出凸轮廓线方程。然后在工程设计软件中，运用“方程式驱动的曲线”绘制出凸轮轮廓曲线，并通过拉伸制作成凸轮模型，见图3。接着将其装配成凸轮机构仿真模型，利用软件的Motion组件，对凸轮机构进行运动和动力仿真，图4为显示某凸轮机构的从动件位移线图和速度线图，以及凸轮接触力的方向（该方向与从动件轴线之间的夹角为凸轮机构在该处的压力角）。
（3）齿轮建模与强度分析及参数优化设计。为获得标准的渐开线齿轮齿廓，事先编制好齿轮廓线VBA程序ZGear.swp文件，利用设计软件提供的应用程序接口（API），在设计软件中调用宏-编辑，绘制齿廓曲线，经特征建模制作成需要的齿轮模型，见图5。然后再利用软件的Simulation组件，对齿轮轮齿进行弯曲疲劳强度和接触疲劳强度计算分析，见图6，通过分析仿真计算后的各种数据，再对齿轮进行参数优化设计。
（4）轴系结构建模与刚、强度设计与分析。由轴受载转矩计算出轴的最小轴径，按轴的工作要求在设计软件中由最小轴径向中间逐渐增大构建轴的各段直径和长度，形成阶梯轴的模型，再在软件的Simulation组件中，设置轴的材料，按轴的支承情况设置轴的“夹具”，针对轴上零件承载对轴的影响，按远程载荷和转矩的方式对轴进行加载设置，进行网格划分并运行分析计算，即可通过仿真运算后的结果，对轴的刚、强度进行分析评估。通过应力图解查看轴的最大应力所在位置，通过位移图解查看轴的变形情况以及最大变形量及其位置，见图7；通过疲劳检查图解查看轴在特定条件下的最低疲劳安全系数，见图8。
此外，螺栓（组）连接的强度分析、键及花键连接的强度分析、滚动轴承的动态寿命仿真设计等均可借助于工程设计软件讲授该类零部件采用现代设计的方法和思路。
4实践中出现的问题及对策
基于现代设计方法的机械设计基础课程的教学改革，给传统的机械专业基础课程教学带来新的生机，也深受学员欢迎，对促进学员认识和学习机械设计，掌握现代设计方法产生较大影响，其好的教学效果和产生的积极作用毋容置疑。但是在实践中，一些新的问题也随之出现。其一，此项改革的课程学习对学员计算机应用能力有一定要求，而学员此前在该方面的学习基础薄弱，使得学员在有限的课堂学习中疲于应付认识工程设计软件，对运用现代设计技术提高设计能力的训练却不足。其二，学员通过学习和实践感受到了运用现代设计方法高效解决工程设计问题的惊喜，但多数学员由于其他辅助知识的脱节，对采用方法的原理和其具体的计算过程还是弄不清，只是知其然，而不知其所以然。其三，新的教学模式对教员也提出了较高要求，包括必须能熟练运用工程设计软件，在课程讲授过程中要能随时通过软件辅助教学，帮助学员快速掌握和理解机械设计现代设计方法的应用等。而现阶段部分教员离这一要求还存在一定差距。其四，由于学时限制，学员在上机练习现代设计方法中为了完成作业，往往很容易出现抄袭复制，这给教员正确判断学员学习效果带来难度。
针对上述改革实践中出现的问题，笔者建议解决的方法是：一、建立与课程改革配套的课程体系，加强学员计算机应用能力的培养，使学员在课程开始前已具备相关的基本技能，从而提高学员学习运用现代设计技术解决问题的效率。二、适当开设相关选修课或增加课外辅导时间，让学有余力的学员能更进一步地了解现代设计技术及其方法，帮助学员建立自我研究和自我学习的能力。三、任课教员应积极参与工程设计实践，提高运用现代设计方法解决问题的能力，并学会善于将工程实例结合教学内容引入课堂，加强现代设计技术与机械设计课程内容结合的研究，并将研究成果应用于教学改革中。四、从学员的学习体会反映出，学员们对运用现代设计技术上机实践的自我要求是相当高的，无需教员盯促。因此可以减少学员上机成绩的比例，让学员安心上机练习，上机作业课中完不成可课后完成，此外教员应掌握和提高判改学员电子作业的技巧和能力。
5结束语
在当今信息时代，对已成定论的传统机械设计知识的学习并不像以前那么重要，重要地是教员们在教学中如何不断地启发学员掌握先进的知识和技术，提升学员分析和解决问题的能力。通过实践，机械设计基础课程引入现代设计技术和方法取得了较好效果，学员通过学习和实践感受到了运用现代设计方法高效解决工程设计问题的惊喜。这对于提升他们学习机械设计基础课程的兴趣以及尽快理解并掌握现代设计方法起到了积极作用。随着该项课程改革实践探索的不断深入，必将会对传统机械设计基础课程的教学和发展带来深刻影响。
参考文献：
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