机械设计主要内容范文第1篇

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3D CAD、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。

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机械设计主要内容范文第2篇

关键词：机械设计；创新理念；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.209

不同产业的不同机械，有着不同的工作原理。各产业机械的设计，特别是整体和整系统的机械设计，须依附于各有关的产业技术而难于形成独立的学科。在工业生产的领域汇中，对于现代机械设计的要求也愈来愈复杂，其所能设计的范围也愈来愈广泛，一些传统的设计理念，已经变得不再适应当下的设计环境，所以设计师们要想在设计层面上提高人们的生活水平，那么必须要运用自身的创新意识，提出更为高效的设计理念来。

1 F代机械设计的主要特点

在传统的机械设计里，多是由设计人员，根据自身以往的设计经验来进行工作，对于机械的设计思想中，存在着过多的主观判断，这也就意味着设计人员需要具备较强的设计水平。随着工业技术的不断进步，机械已经被运用到了各行各业之中，机械设计有着更为开放的表现形式。传统的设计模式已经不能满足当下的需求了，为了减少设计上的误差，提高相应的工作效率，在机械设计中，需要运用到更为新颖的设计技术；在传统的设计理念中，多是根据总目标的内容来完成设计的，在不同工作阶段，所采取的设计方案也存在着差别，这就只能完成上一个设计环节后才能进行下一项内容，降低了工作效率。新型的机械设计工作，应该将相关的设计数据和实际的方案内容导入到计算机中，先做出立体的图形，然后根据数据内容来进行修改，并进而确定出设计方案，这样能使整个设计内容更具科学性，提高工作效率。

2 现代机械设计遵循的原则

在对机械进行设计时，应该在制定方案的阶段，就确定所设计产品的相关性能，并在这个基础上对设计方案进行考量，争取能够缩短设计时间，提高设计工作的效率。在设计中，还要对那些价值较低的设计部件进行分析，找出它们和总体设计中存在的关系，这样能够减少改动的几率，降低材料的损耗程度。同时，在整个设计过程中，还要进行发散性的联想，针对相同的内容，要进行足够深入的研究和总结，判断自己的设计方案和设计理念，是否和设计目的有所关联，如果有所联系，那么应该加入怎样的创新内容，这些都是十分重要的特点。

3 现代机械设计中创新思维的体现

3.1 在机械产品外观造型上的体现

在对机械产品进行设计的过程中，除了要考虑其实用性能之外，还要对机械产品的外观进行考量。在外观设计上，设计者应该运用相关的美学基本原理，来对产品的外形、装饰、以及色彩进行合理的设计与搭配，并且在构思阶段，应该将产品的外形设计和性能设计划归到同等的地位上来，力争让机械产品的外形符合相应的审美规律。在机械产品的外观设计上，在满足功能性要求的同时，还要将创新思维融入到选材的过程之中，对外形设计的实用性与可行性进行切实的选择，并借助相关的工艺手段和使用材料，来增加机械产品的材质美和形象美，让运用在体验产品性能的同时，能够在视觉上产生良好的感官效果。例如在当下流行的简约设计等，设计人员应该在其基础上，充分发挥创新意识，优化机械产品的外观设计。

3.2 在机械产品动力能源上的体现

工业技术的进步，也使得机械设计方法更为多样化，随着能源技术的引入、制造材料的进步，以及加工技术的深化，也为设计师提供了一个更能发挥创新想法的平台。在对机械产品的动力能源进行设计时，设计师应该应该在产品的动力能源选择上，尽可能的发挥创新意识，像在当下设计界主流的太阳能、电能，亦或者是传统的石油能和天然气能，根据设计要求，对他们的节能性、环保型进行比较。设计者要寻找出相应的设计方案，发挥自主创新的意识，将那些新能源利用到机械产品的设计中来，同时还可以根据用户不同的设计需求，来对产品进行更为高效节能的改进。例如，在我国的公共交通设计中，当下适用最为广泛的就是电动公车，利用电能来保证汽车的行进。相比较传统的燃油公车，这种电能公车在能源上更为节省，同时还减轻了二氧化碳的排放量，虽然也会造成气体，但对空气并不会造成污染。设计师在设计出行工具的时候，不妨结合类似的内容，从能源上入手，构想出降低污染、节省出行成本的交通工具来，像太阳能的使用，这样既能提高民众的出行感受，同时还符合当下主流的绿色环保理念。

3.3 在机械产品结构设计上的体现

在机械产品的设计中，总体结构、外形的设计，还有各个设计部位合理配置的内容都是设计的重点。不同的用户群，对于机械产品的设计有着不同的需求，所以设计师应该根据不同的结构形态，来对设计方案进行考量。随着人们生活水平的不断提升，民众对于机械产品的结构设计，以及相应的功能性也有着更为多样化的要求，这就需要设计者在有限的设计空间里，利用创新思想，添加合理的功能，尽可能的满足大家的使用需求。例如在办公室内容的设计中，经常会看到各种工作机械，像扫描仪器、打印机、复印机等，这些机械不仅占据了大量的使用空间，还对员工的工作环境造成了一定的负面影响。针对这个问题，设计师不妨研发出一体化的办公机械，将复印、打印、扫描等内容集中到一个机器上，并且给予一定智能化的支持，让办公区域，每个员工都可以利用手持设备来对文件进行处理，这样不仅提高了工作效率，还大大简化了工作空间，有助于改善办公室环境。

4 结语

总而言之，随着科技的进步和发展，在创设设计理念的同时，设计师也应该将智能化的因素引入到设计中来。通过建立模型的方法，来描述机械产品的各种工况行为进行了解，对设计产品的性能、设计进行合理性和最优性的考量，力争让用户获得更为优越的使用体验。

参考文献：

[1]丁舒园.创新思维在现代机械设计中的体现[J].通讯世界，2016（19）：278-279.

机械设计主要内容范文第3篇

关键词：机械原理；机械设计；立体化教材；机械教学；多媒体信息技术 文献标识码：A

中图分类号：G642 文章编号：1009-2374（2015）25-0195-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.25.095

机械原理和机械设计是机械专业的两门主干课程，因此这两门课的教学工作就显得比较重要。机械类课程的特点就是机械零部件种类比较多，相对比较复杂。在机械原理和机械设计课程的教学过程中，运用立体化教材可以对教学进行辅助，使教学更加形象、生动，从而提高课堂教学的效果。

1 立体化教材简介

立体化教材主要是指通过现代教育技术，将多种具有相互作用的媒体和资源有效整合，从而形成的更加直观形象的教材。立体化教材就外在形式来讲可以分为纸质教材、电子资料、音像制品和网络出版物等种类。立体化教材不仅能够满足教育市场的需求和教学的需要，而且可以促进教学改革，改变教学方式，提升教学能力。立体化教材主要由主教材、学习指导书、参考书和试题库等内容组成，这几种教材相互配合、共同作用，促进课堂教学的实施。以下我们就重点介绍机械原理、机械设计课程立体化教材的几种形式。

2 机械原理、机械设计课程立体化教材的主要形式

2.1 CAI课件

CAI课件是一种教学系统，它主要通过三维动画和仿真等技术对教学内容进行呈现，最终达到教学的目的。同时CAI课件还是一种计算机软件，它是相关专业人员专门开发的、用于教学的单独运行软件，该软件主要包括图形、图像、动画、声音和文本等媒体素材，对于提高课堂的教学效果和提高授课效率都有很大的帮助。机械原理和机械设计等课程由于包含许多复杂的机械结构和机械运动，传统的教学方法不能很好展示，因此运用CAI课件可以把这些机械零部件的结构和运动过程更好地展示出来，更加有利于教学。CAI课件还可以在教师、同学之间相互传阅，方便快捷，避免了频繁更换光盘等麻烦。

2.2 电子教案

电子教案在现代的教学活动中得到了广泛的应用，它不仅能够供教师在课堂上教学使用，而且能够方便学生在复习的时候使用。教学内容通过电子教案展现出来，更加生动形象，不仅能够激发学生的学习兴趣，拓展学生的思维，而且能够改变教师传统的教学方式，控制教学节奏，优化教学效果。此外，幻灯片等电子教案在实际应用的过程中，教师可以根据实际情况和需要进行修改，可操作性强，能够满足不同层次的学生和学校教师的需要。在机械原理和机械设计等课程的教学过程中，电子教案的应用比较广泛，但是要想能够发挥更好的教学效果，电子教案的制作应该具有更高的要求。比如在教学的过程中，教师应该合理地控制好教学的进度，这就要求电子教案能够过程放慢或者过程加快，以适应教师教学的节奏。因此，要想使电子教案更好地发挥作用，我们就应该对电子教案的制作更加合理、更加完善。

2.3 试题库

试题库不仅包括大量的试题，还应该包括整个试题管理系统。试题库管理系统不仅能够根据不同学科和章节自定义目录，而且能够对试题进行编辑，这样我们就可以快速方便地对试题进行录入。对于学校而言，试题库软件能够快速生成一份完美的试卷，这样就可以把老师从繁琐的命题工作中解放出来，不用再为出题、命题而烦恼。利用试题库，教师可以根据大纲的要求和实际需要，给学生提供在线测试。试题库还能够很好地实现教考分离，为教学质量评估创造好的条件，因此我们应该合理地利用试题库资源。在机械原理和机械设计的教学过程中，教师可以通过试题库生成一份试卷，让学生完成，以达到检验学生的学习成果和教师的教学效果的目的。此外，教师可以把与机械原理和机械设计相关的典型例题录入试题库管理系统，学生通过试题库完成这些试题，避免以后在这些问题上出现错误。

2.4 网络课程

网络课程同样是立体化教材的主要形式之一。随着计算机网络技术的发展，网络课程在教学的过程中起到越来越重要的作用。网络课程主要是以网页的方式为使用者呈现，它是学生通过网络进行远程学习的教材，对于学生的自主学习、课外辅导等方面都有很大的作用。

完整的网络课程主要包括教学内容系统、虚拟实验系统和学生档案系统。教学内容系统主要包括教学目标、教学内容、教学计划、多媒体素材等方面，它是网络课程的主要组成部分，学生进行网上学习主要就是通过教学内容系统实现的。虚拟试验系统主要是指教学过程中的实验情景、结果呈现、数据分析等。学生档案系统主要包括学生的密码、个人账号等。大力发展网络课程不仅是教育信息化建设的需要，而且是教学模式改革的需要和创新人才培养的需要，因此大力推广网络课程具有十分重要的意义。在机械原理和机械设计的学习过程中，学生可以利用网络课程进行自主学习，对没有听懂的内容可以在网上多看几遍，这样不仅锻炼了学生的自主学习能力，而且拓宽了学生的思维，使学生对知识的学习更加有兴趣，学习效果也得到了很大提升。

3 机械原理、机械设计课程立体化教材的主要特点

3.1 利用先进教学手段充实教学内容

由于机械原理和机械设计等课程属于比较传统的课程内容，因此课程内容上面变化不大。通过立体化教材和先进的教学手段，可以使教学内容更直观、更形象、更具体，使学生对学习更有积极性，更加愿意主动学习。立体化教材还可以对机械原理和机械设计课程中的内容全新阐述，赋予课程内容新的理解，拓宽学生的思维角度。对于课程原文中一笔带过的概念和内容学生如果有不理解的地方，可以通过立体化教材进行更深入的学习，这无疑增加了学生的课外辅导，使学生的知识体系更加完善。此外，有一些高等出版社研制开发的新教材还加入了最新的科研成果，使学生随时关注科技发展的新动态，这样可以让学生更加关注各项科技成果在机械行业中的应用，增加机械专业学生的自豪感，激发他们的学习兴趣。

3.2 利用网络课程锻炼学生的自主学习能力

目前来说，我国大力开展素质教育。素质教育的实施注重学生的全面发展，随着教学改革的不断深入，部分课程的基础内容被大量削减，同时新的教育政策要求学生更加自主地学习。尤其是我国的大学教育，传统的教学方式已经不能满足社会发展的需要，现代社会要求的是更加自主的学习。网络课程能够为学生提供自主学习的平台，有效弥补教师课堂讲授内容的不足，为学生提供更为广阔的学习空间。学生可以登录相关的网站下载关于机械原理和机械设计课程的资料，这样可以为自主学习提供很好的帮助。学生还可以在网上找到机械课程方面的试题，自我在线检测答疑。网络课程可以有效地锻炼学生的自主学习能力，弥补了课堂教学中存在的不足，使很多优秀的学生变得更加优秀，没有掌握好相关专业知识的学生能够提升自己的学习效果。此外，有一些比较抽象复杂的机械原理，学生在课堂上难以理解，这时候就可以通过网上的视频、动画展示等资料来对这些难题进行逐一破解。

3.3 利用辅助教材补充主教材内容

对于机械专业的学生来讲，机械原理和机械设计这两门课程非常重要，是整个专业课的基础课程。然而，要想在机械行业有所发展，单单掌握这两门课程是远远不够的，因此需要辅助教材发挥作用。机械原理和机械设计这两门课程传授的仅仅是理论上的知识，没有与实际情况具体结合，因此远远不能满足学生专业发展的需要。

3.4 紧密结合课程内容和体系的改革进行立体化教材建设

机械原理和机械设计的立体化教材建设必须与课程的内容和体系的改革进行结合，才能发挥出作用，提高教学效果，提升教学效率。在进行立体化教材建设时，不能脱离了机械课程的实质，要围绕着教学内容和教学本质进行教材建设，否则不仅不能使教学效果提高，还会起到相反的作用。此外，机械原理和机械设计的立体化教材建设还应该与我国教育体系的改革相结合，适应新时代培养机械类人才的要求。立体化教材的建设还应该不断推陈出新，打破固有的教材模式，在教材的设计上讲究创新，使教材更加直观形象、容易理解。此外还应该体现立体化教材设计的人性化，使学生更喜欢这种立体化教材的方式，这样才能激发学生的学习兴趣，改变学生的学习方式，使学生更加愿意学习，更加积极地探索新的学习方法和思路，从而最终提高教师课堂的教学效果，提高教学效率。

4 结语

本文主要介绍了电子教案、网络课程、试题库和CAI课件等几种机械课程立体化教材的形式，并进一步分析了机械原理、机械设计课程立体化教材的主要特点，希望能为整个立体化教学体系的建设做出一点贡献。我们只有通过不断创新，改进教学方法，加强对立体化教材的建设才能满足当代学生的学习需求，才能有利于拓宽学生的思维方式，提高教师课堂的教学效果，提高教学效率。

参考文献

[1] 龙琳琳.机械原理、机械设计教学中的立体化教材建设[J].机械设计与研究，2013，19（2）.

[2] 邱文龙.机械原理与机械设计实验教学改革[J].实验室研究与探索，2014，23（12）.

机械设计主要内容范文第4篇

关键词 机械原理 机械设计 课程优化

机械原理与机械设计课程开设历史悠久，两门课程始终作为全国各工科院校机械类专业主干技术基础课程。近年来，随着机械学科的飞速发展、我国高等学校机械类专业人才培养实施宽口径化、21 世纪人才综合能力培养的需求，再次审视两门课程的教学体系、课程内容和教学方法，认为依旧存在问题需要探究与改革。

一、存在的问题

（一）内容有交叉与重复现象。机械原理和机械设计两门课程的教学内容基本变化不大，课程内容自成体系，相互之间缺少衔接，存在内容交叉和重复的问题。

（二）缺少系统性。两门课程缺少对机械系统的介绍，学生学完了两门课程，仍对机械没有整体的认识，对机械的设计过程缺少了解，两门课程的总体效能未能充分显现。

（三）实践环节不足。两门课程的实践环节难以适应对学生工程意识和实践能力培养的需求，缺少主动性实践的环境。

二、理论教学体系的整合与优化

机械产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计等环节，通过机械原理和机械设计课程的学习，学生不仅应掌握一般机械产品设计所需的基本理论知识，还应对机械系统有一个整体的认识，并应了解机械产品设计的基本过程。为此笔者尝试突破“机械原理”和“机械设计”两课程的界线，将教学内容和教学环节进行了重组、融合及整体优化，合并为“机械设计课程。

（一）课程目标。通过本课程理论教学、实验及课程设计等环节，实现总体教学目标：培养学生的工程意识和创新精神；使学生对机械产品具有整体的概念和正确的设计思想；掌握机械系统设计的基础知识，初步具备一般机械方案设计和分析的能力；掌握常用机构及其传动的运动学设计和工作能力设计的基本知识，掌握通用零部件设计计算和选用的基本知识，初步具备一般通用机械的设计能力；培养学生查阅和运用机械设计相关标准、手册及网络息等技术资料的能力。

（二）理论教学体系。在有限的学时内，合理取舍课堂教学内容，是关系到能否真正实现课程目标的关键。经过多年的仔细斟酌、反复探究，提出精、宽、新的授课原则：精——精选重点和难点的内容进行详解与指点，避免烦琐公式的推导和易于自学的内容占用过多的学时；宽——拓宽学生的知识面，注重工程应用，启发学生举一反三；新——注重机械学科发展、将机械学科的科研成果融入教学，让学生了解机械学科的新技术、新方法。

三、实践教学体系的构建

实践教学体系由实验教学、机械实例分析与设计（大作业）、典型机械设计（课程设计）三部分组成。三个模块均以加强自学能力、研究能力、动手能力及工程意识与创新精神为培养目标。

（一）实验教学。在实验教学中将计算机技术和网络技术与现代实技术相结合，加强实验内容的综合性与设计性，如增开了典型机器与机构分析、机构系统创意组合、机械系统创意组合等综合性实验，对启迪学生的创新意识和培养学生的设计能力起到非常积极的作用。

（二）机械实例分析与设计。本课程传统的课外作业内容虽然对一些基本概念、定义的理解起到一定的作用，但是由于各章相对独立、就题论题、解题方法千人一面等问题，让学生感到枯燥无味，抄袭现象严重。为了解决此问题，将“书本习题”大大减少，增加数个综合性、实践性很强的机械实例分析大作业。

（三）课程设计。课程设计是很重要的一个教学环节，课程设计的性质决定了它在对学生进行素质教育，培养学生工程意识和设计能力等方面具有独特的优势。原来的机械原理和机械设计的课程设计是分开的，相互之间没有联系，机械原理的课程设计是以机构的分析为主，机械设计是以零件的强度分析和绘制图纸为主，教师不仅限定了设计题目和方案，还给学生提供了非常齐全的参考资料，学生的创新意识得不到发挥。将两门课程的课程设计进行了优化整合，从题目的选择到实施过程，更加符合现代机械的设计思路，即把过去仅进行机构和零部件的尺度综合、运动分析和动力分析，改变为进行机械系统的综合设计。使学生的创新潜能得到了发挥，提高了设计的能力、计算机运用能力、形象思维的能力。

四、教学方法与手段的改革

近年来，随着两门课程体系的改革和深化，课程内容不断更新和增加，但教学学时相对减少，学时与内容成了突出矛盾。如何激发学生兴趣、启迪学生的潜能, 提高学习的自主性和能动性,使学生在较短的时间内掌握机械设计的基本理论与方法；如何培养学生的工程意识、创新精神和设计能力，是教学方法和教学手段研究的重要课题。

（一）从培养兴趣入手。兴趣是成才的起点，是成就事业的沃土。学习兴趣能激励学生充分发挥学习潜能，提高学习效率和质量。

（二）开放式教学。开放式的教学方法，一是要打破传统的“一本书”，大力提倡课外阅读，让学生了解教科书之外相关领域的知识，更要让学生了解新理论、新方法和新技术。二是打破“一言堂”，给学生适当的“自由”，鼓励学生向老师提出问题，帮助学生树立“不唯书、不唯师、只唯实”的实事求是精神；三是教师不要把所有的知识点得“完美无缺”，要给学生的自学留有余地和空间。

（三）倡导主动实践。被动实践是指实践的对象、方法、程序等关键要素都是由老师制定的, 学生在老师规定的框架中, 沿着老师制定的路线去完成实践任务。

参考文献：

[1]濮良贵,纪明刚.机械设计（第八版）[M].高等教育出版社TH122.2006.5.

机械设计主要内容范文第5篇

机械设计课程设计是机械类专业的一门主要基础课程，也是非常重要的实践教学环节.结合我校应用型本科人才的培养目标，指出目前机械设计课程设计存在的问题，并提出改革的具体措施，对提高教学效果具有重要意义.

关键词：

应用型本科；机械设计课程设计；改革

1引言

机械设计课程设计是机械类专业的主要基础课程之一，也是非常重要的实践教学环节.机械设计的课程设计环节将《机械制图》、《工程力学》、《机械原理》、《机械零件》、《工程材料》、《互换性与技术测量》等课程的知识进行综合运用，同时在进行课程设计过程中需要查阅机械设计手册等相关资料.因此，机械设计的课程设计使学生能够掌握对通用机械零部件、机械传动及一般机械设计的基本方法与步骤，并能培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识［1］［2］.对于机械设计课程设计的实践教学，需要进一步探索改革方法，以适应我校应用型本科人才培养目标的要求.

2机械设计课程设计的内容及存在的问题

我校机电工程学院开设机械设计课程设计的对象为机械设计制造及其自动化专业的学生，时间安排一般为两周，目前仍然采用传统设计模式.

2.1机械设计课程设计的内容

目前，国内大多数高校机械相关专业的机械设计课程设计题目都是以齿轮减速器为主的机械传动装置设计，主要包括传动件（如齿轮、带轮）的设计，零部件（如轴、键）的设计以及箱体的结构设计.而我校机电工程学院机械设计制造及其自动化专业的机械设计课程设计内容是对一个二级齿轮减速箱进行结构设计，具体主要内容一般包括以下几个方面［3］：

（1）拟定、分析传动装置的设计方案；

（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；

（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器等；

（4）绘制减速器装配图；

（5）绘制零件工作图；

（6）编写设计计算说明书.

2.2目前存在的主要问题

从上面描述我校机电工程学院开设的机械设计课程设计内容来看，主要存在以下几个问题［4］：

（1）设计题目成熟，与之配套的教材、指导书等相关资料都比较齐全，而且网络上有很多相关的整套资料，这些资料都已将设计过程规范化，因此，部分学生会以此作为机械设计课程设计的参照，根据设计指导书，按照样板书上的步骤进行设计计算，并根据样板书编写设计说明书.这种情况下，无法体现学生的设计理念，严重制约学生创新思维的发展.

（2）大部分学生专业课程知识不扎实，尤其是《机械制图》、《工程力学》、《机械原理》、《机械零件》、《工程材料》、《互换性与技术测量》等课程，因此，在进行机械设计课程设计过程中，学生对专业课程知识的综合应用能力比较薄弱，造成整个设计过程进度较慢，到最后大部分学生都靠加班加点，很多问题都没有考虑严谨，就匆匆忙忙完成课程设计，整体的设计质量不高.

（3）设计手段主要是手工计算和手工绘图，由于设计计算比较繁琐，在进行设计计算和手工绘图的过程中，需要修改很不方便.因此，学生在设计计算和手工绘图上浪费了大部分时间，这种模式下，与专业相关软件（如CAD、UG、ProE等）的应用脱节，也对整个设计方案和结构创新设计的考虑比较少.根据我校应用型本科人才培养目标，机械设计制造及其自动化专业的人才培养方案中，一直开设有CAD、UG两门课程，但是没有把CAD、UG与机械设计课程设计结合起来，因此，不利于学生对专业软件知识的掌握及将专业软件应用于工程设计的能力培养.

3机械设计课程设计改革的具体措施

针对目前我校机电工程学院开设的机械设计课程设计存在的三个问题，为了结合我校应用型本科人才的培养目标，提出以下几个改革举措［5］：

（1）对机械设计课程设计题目进行改革在工作量、任务要求、设计难易程度等大致相同的情况下，结合学科竞赛的设计主题，比如广东省大学生创新创业训练计划项目、广东省大学生工程训练综合能力竞赛、广东省机械创新设计大赛等，或参考具有生产实践背景的工程项目，以此扩大选题范围，增加学生自主选题的可能性.由于设计内容来源于生产实际，因此可以大大激发学生对机械设计课程设计的兴趣，更能提高学生对工程设计的创新能力.

（2）利用CAD、UG等专业软件第一，在设计计算方面，可利用数学软件（MATLAB、Mathematica和Maple），利用这些专业数值计算软件，在设计计算过程中，一旦出现修改某个参数值的情况，直接修改此参数，后续计算的结果直接更新而无需再进行逐个公式的计算.第二，在机构设计和绘图方面，由于已开设CAD、UG课程，学生对这两个专业软件有一定的了解，因此，在进行机械设计课程设计过程中，要求学生利用UG、ProE等专业软件进行三维实体建模，并通过模拟装配和干涉检查检验零部件设计的合理性，同时UG具有强大的工程制图功能，可以制作出符合国家标准的工程图.

（3）加强主要专业课程知识的学习由于机械设计课程设计综合运用多门专业课程的知识，如《机械制图》、《工程力学》、《机械原理》、《机械零件》、《工程材料》、《互换性与技术测量》等，因此，在进行这些课程的教学过程中，不管是理论教学还是实践教学，老师对学生应当更加严格要求，同时老师在教学过程中应多结合工程实际案例，使学生更容易掌握好专业课程知识，为后续进行机械设计课程设计打下坚实基础.

4结束语

我校机电工程学院机械设计课程设计的改革要从学生的实际出发，既要结合我校应用型本科人才的培养目标，又要顺应社会发展对专业技术人才的需求.因此，机械设计课程设计的改革，使机械设计课程设计与工程实际更加紧密结合，更利于培养学生的工程设计能力和创新设计能力.

作者：李俊文 陈玉莲 单位：广东技术师范学院天河学院

参考文献：

［1］董丽琴.三维CAD在机械设计课程设计中的应用［J］.煤炭技术,2009,28(9):16-18.

［2］米丽萍.三维ProE在机械设计课程设计中的应用［J］.课程教学研究,2013,19:191-192.

［3］陈立德.机械设计基础课程设计指导书（第三版）［M］.北京:高等教育出版社,2007.