序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇機械結構設計基礎知識范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞：《機械設計基礎》課程；教學過程；學科指導思想

《機械設計基礎》課程是工科類院校相關專業的一門重要的專業基礎課，課程闡述了常用機構和通用零件的設計理論。通過長期的教學實踐，我們總結出一套進行該課程教學的學科指導思想，具體內容是：在實施《機械設計基礎》課程的教學過程中，要始終圍繞培養學生設計能力這一中心，夯實學生設計計算和結構設計兩個基礎，搞好課程設計這一綜合訓練環節，做好理論授課、現場教學、動畫演示、實驗教學與制作“五位一體”的教學模式。課程組的教師在教學過程中，認真貫徹其學科指導思想，收到了滿意的結果。現將本課程的學科指導思想闡述如下。

圍繞一個中心：培養學生的設計能力

在開設本課之前，學生只學過制圖、公差、金屬材料及熱處理、工程力學等課程。本課程的目的就是向學生講授如何進行機械設計，教師要指導學生如何將前述課程的知識用于機械設計中，為后續專業課的學習奠定基礎。設計過程是一個創新的過程，即設計是為了達到預期目的改進舊機械，創造新機械的過程。機械工程上涉及的零件、構件錯綜復雜。所以《機械設計基礎》包含門類繁多的構件、機構、零件。如果沒有一條清晰的主線，極容易使學生聽得無頭緒，造成理解上的混亂。所以在講授該課程時，要緊緊圍繞培養學生設計能力這條主線。不管是什么類型的零件，都遵循著相同的基本設計程序，即按工況選擇零件類型，對零件進行受力分析，選擇材料，確定是否熱處理，分析失效形式，計算關鍵尺寸，直到進行結構設計。如果教師按這條主線講授，學生按著這條

主線學習，就可以在繁多的理論中理出一條鮮明的脈絡，使教師講授有章可循，學生學習也帶有明確的條理性。

夯實兩個基礎：設計計算與結構設計

《機械設計基礎》課程有兩大基礎知識需要夯實：其中一個基礎知識是設計計算的基礎知識，其核心是針對設計對象的主要設計形式，確定設計準則，再通過相關的理論，或對未知的設計對象進行設計性計算，或對已知的設計對象進行校核性計算。無論是設計性計算還是校核性計算，都是圍繞著設計對象的關鍵尺寸展開的。比如軸的危險剖面直徑、帶傳動中帶的根數、鏈傳動傳遞的功率、齒輪齒面接觸疲勞強度計算中的主動輪分度圓直徑、齒輪齒根彎曲疲勞強度計算中的模數等。另一個基礎知識是設計對象的結構設計，其核心是針對設計對象的定位、裝拆、加工、改善工作條件等大量的工藝以及其他諸方面的知識。在學習時，學生往往只注意（或過分注意）機械零件的設計計算，忽略（或輕視）機械零件結構方面的設計，造成的結果是零件的關鍵尺寸或參數計算能力強，而零件結構設計能力弱，錯誤頻出。比如普通螺栓聯接的過孔問題，軸上零件與軸的定位問題，軸承和軸系的定位問題，主從動帶（鏈）輪的相互位置問題，軸開卸荷槽以及減少零件的應力集中的問題等，在學生的畢業設計中全暴露了出來。以上問題，雖顯得細小繁雜，但對機械設計至關重要。

把握一個綜合訓練環節：課程設計

《機械設計基礎》課程是由基礎課向專業課過渡的橋梁課，多門課均交匯于該課程上。故講完本課程后，應對學生進行一次綜合性訓練，這個環節就是課程設計。通過課程設計，可以使學生將機械設計基礎和相關課程的知識融會在一起，利用手冊、查閱資料，使用標準、規范自行設計簡單機械。教師通過講座，將設計任務下達給學生，指導學生按機械設計步驟進行計算，畫草圖、裝配圖、零件圖，編制說明書最后完成答辯。這個過程還是圍繞培養學生設計能力這個中心開展的，也是為將來學生的畢業設計以及參加工作后的實際設計進行的首次演練。通過編寫說明書鍛煉學生的設計計算能力，通過繪制裝配圖和零件圖鍛煉學生的結構設計能力，并且要把對學生這兩種能力的鍛煉有機地結合，用以提高學生的綜合設計能力。所以課程設計是繼《機械設計基礎》課程之后對學生設計能力的再提高。我們在指導學生課程設計中做到單題單做、手繪和機繪結合、教師指導與學生自行設計結合、參考資料與創新設計結合，取得了較好的效果。

實施“五位一體”的施教模式：理論講授、

現場教學、動畫演示、實驗教學及制作

通過長期的探索改革，我們走出了一塊黑板一只粉筆式的單一課堂講課的圈子，歸納出一套“五位一體”的施教模式，提高了教學質量。

理論授課這是《機械設計基礎》課程的基本講授方式。由教師利用合適的教學方法（如比較法、歸納法、空白藝術等）在課堂上講授課程的基本概念、重點、難點。

現場教學剛剛接觸機械設計課的學生對課程中所涉及的各種機構和零件缺乏感性認識。若在理論授課的同時，安排必要的現場教學，則會起到事半功倍的效果。比如讓學生現場觀察牛頭刨床的工作過程，同時介紹曲柄搖桿機構、棘輪機構及螺旋傳動機構組成的牛頭刨床工作臺橫向進給機構的工作原理，由擺動導桿機構組成的牛頭刨床滑枕移動機構的工作原理，然后再講授這些機構相應的理論知識。如不能去現場，盡量將實物擺在學生面前進行講授。這樣的教學可使學生接受迅速、理解透徹、掌握牢固。

動畫演示現代教學已非常廣泛地融入了多媒體課件技術。在《機械設計基礎》課程的教學中，應將某些重點、難點制成Flash課件，用動畫的形式演示給學生。比如槽輪機構的工作原理、帶傳動的彈性滑動、鏈傳動的多邊形效應、齒輪嚙合過程的相對滑動等等。這些內容若只靠課堂講授，則顯得空乏費解，利用Flash技術，將其轉換成動畫演示，由此將空洞的靜態教學變為形象的動態教學，讓學生聽得自然貼切，其思路會立刻融入到教師所講授的知識中。

實驗教學機械設計基礎本身就是一門實踐性很強的課程。教師一定不要僅局限于課堂教學，還應該重視課堂外的實踐教學環節。除前面已陳述的現場教學外，實驗教學亦是一種重要的實踐教學方式。通過實驗教學，一方面使學生印證課堂上所講的理論知識，比如減速器裝拆及性能實驗、彈簧的示性線測試實驗等。另一方面也是更重要的是教會學生掌握一套完整的機械設計的實驗方法，即掌握一套機械設計領域的基本的科學研究的手段，比如通過摩擦、磨損性能實驗，由學生自行設計實驗程序，制作試件，調整實驗設備，采集相關參數的數據。像這種綜合性、設計性實驗將為學生的今后提供可持續發展的動力。

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引言

模具是一種技術密集、資金密集型產品，在我國國民經濟巾的地位也非常重要。模具工業已被我國正式確定為基礎產業，并在“十五”中列為重點扶持產業。由于新技術、新材料、新工藝的不斷發展，促使模具技術不斷進步，對人才的知識、能力、素質的要求也在不斷提高。

根據社會發展對模具專業學生的新要求以教學生的實際情況，探圳大學工程技術學院對99級模具設計方向學生的畢業設計的進行了較大的改節，并取得了較好的效果。

2模具專業學生培養目標

深圳大學模具設計專業隸屬于深圳大學工程技術學院機械制造及其自動化專業，主要是從事注射模的設計與制造。為了明確本方向的培養目標，我們對珠江三角洲，特別是深圳周邊地區模具企業進行了比較廣泛的社會調查，調查結果表明，用人單位要求畢業生有較高的思想品質和道德修養，愛崗敬業和較好的與人協調共事能力，要求畢業生基礎理論扎實，著重基本技能的掌握和再學習能力，要求畢業生熟練掌握外語，有一定的計算機軟件應用和開發能力。

根據調查結果分析，我們把模具專業人才培養的規格定位于：面向各類型企業，培養愛崗敬業，具備機械及各類模具設計與制造基礎知識，具有較強的再學習能力和創造能力，能在模具生產第一線從事模具設計制造、技術開發、應用研究和經營銷售的應用型工程技術和管理人才。據此把拓寬專業口徑，課程體系合理，教學內容優化、實驗研究能力強，社會適應面寬，作為本方向教學的基本指導思想，將模具設計理論、實踐與及計算機應用融合為一體。

3計算機技術在注射模中的應用領域

塑料產品從設計到成型生產是一個十分復雜的過程，它包括塑料制品設計、模具結構設計、模具加工制造和塑件生產等幾個工要方面。它需要產品設計師．模具設計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協同努力來完成，它是一個設計、修改、再設計的反復迭代、不斷優化的過程。傳統的手工設計已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要。計算機技術的運用，正在各方面取代傳統的手工設計方式，并取得了顯著的經濟效益。計算機技術在注射模中的應用主要表現在以下幾個方面：

(1)塑料制品的設計：基于特征的三維造型軟件為設計者提供了方便的設計平臺，而且制品的質量、體積等各種物理參數為后續的模具設計和分析打下了良妤的基礎。

(2)結構分析：利用有限元分析軟件可以對制品的強度、應力等進行分析，改善制品的結構設計。

(3)模具結構設計：根據塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產批量，模具設計軟件會提供相應的設計步驟、參數選擇．計算公式以及標準模架等，最后給出全套模幾結構設計圖。

(4)模具開合模運動仿真：運用CAD技術可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進行仿真，從而檢查出模具結構設計的不合理處，并及時更正，以減少修模時間。

(5)注射過程數值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程，其結果對改進模具澆注系統及調整注塑工藝參數有著重要的指導意義，同時還可檢驗模具的剛度和強度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過程等。

(6)數控加工：利用數控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實時加工過程并顯示有關曲面的形狀數據，同時還可自動生成數控線切割指令、曲面的三軸，五軸數控銑削刀具軌跡等。

目前，國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、SolidWorks等；結構分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數值分析軟件有MoldFlow等；數控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。

4模具專業畢業設計模式

模具專業的學生要求綜合知識和實踐能力較強，它既是學生大學四年所學的機械制圖、工程材料、公差配合與技術測量、塑料成型工藝與設備等技術基礎課、專業課的綜合應用，又需要學生了解大量的實踐經驗。

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關鍵詞: 《數控加工技術》 總體建設思路 網絡課程 層次性設計

1.引言

隨著現代教學手段的普及與推廣,網絡課程教學越來越受到重視,并且各學校都建設了一批網絡課程用于教學實踐。網絡課程是通過網絡表現的某門學科的教學內容及實施的教學活動的總和,它包括按一定的教學目標、教學策略組織起來的教學內容和網絡教學支撐環境兩個組成部分。深刻理解教學目標和采用適合網絡教學特點的教學策略對教學內容的設計尤其重要。教師在設計網絡課程教學時,要特別把握網絡教學中教與學分離特點,通過對教學內容的合理設計,充分利用多媒體的交互作用,實現在多媒體交互下的教與學的有機結合。教學活動中信息接受的層次性也是認識論所提出的認識反復性和認識的無限性的實踐過程。所以教師在網絡課程結構設計中要注重層次性設計。

2.《數控加工技術》網絡課程的總體建設思路

《數控加工技術》是工科機械類專業中機械設計制造及自動化、模具設計與制造、機電一體化、數控等專業的一門主要專業課程之一,是一門實踐性很強的、面向生產現場的應用型專業課程。根據實踐中相關網絡課程的建設應用情況發現,在這類應用型專業課程網絡課程建設中,相對于一些理論性或基礎性課程的網絡課程建設,多媒體素材準備較為困難(如一些設備結構展示、現場操作視頻等),往往造成建設的網絡課程與書本內容相差不大,知識容量有限,進而在應用中學生感到乏味,不能夠達到促使學生主動性和探究性學習的目的。根據這些經驗和該課程的性質,我們制定了《數控加工技術》網絡課程的總體建設思路:在課程教學大綱的規定教學目標指導下,充分發揮網絡課程媒體承載豐富的特點,在教學內容、學生自主學習策略、學習環境等方面充分考慮層次性設計。

3.層次性設計的思路與實現

網絡課程的教學是通過以多媒體素材的教學內容網頁展示和作為教學對象的學生主動學習的過程來實現的。所以在該課程中教師應充分考慮教學對象和教學內容的層次性,從而達到較好的教學效果。

3.1教學對象的層次性

從傳播學的角度來看,網絡課程教學就是通過網絡進行信息傳播的過程。在該過程中,為了保證信息傳播效果,教師必須對信息接受者進行分析,了解其對信息的初步認識、基礎知識、學習準備等,為網絡課程設計中進行教學內容選擇和組織、教學策略設計與教學評價的設計提供參考依據。教學對象不同,其學習態度、起始能力和個性特征也不同,這些能力和特征影響著教學效果。

數控加工技術課程教學對象包括多個專業方向多個層次類型的學生,比如已經初步學習過部分專業知識的專升本學生和普通本科類學生等,這些學生在前期課程設置、基礎知識掌握程度等方面都存在一定的差別。即使是同一個專業方向的學生也存在基礎知識掌握、獨立主動學習能力等各方面的層次性差異,所以在網絡課程設計中教師要充分圍繞適應各個層次的教學對象進行考慮,達到網絡課程的內容具有面向各專業教學對象的適用性,使不同層次的學生在課程中能夠充分發揮學習的主動性,對本專業需要掌握的課程知識內容進行學習。

3.2教學內容的層次性

結合教學對象的層次性,合理制定和設計教學內容是保證教學效果的前提。在網絡課程中,教學內容主要通過多媒體介質的信息傳遞來實現,不具有課堂教學中由老師進行靈活調整教學內容的優點。所以在網絡課程設計中教師必須在充分分析學生通過網絡學習的心理基礎上更加細致地對教學內容進行設計。

數控加工技術是一門建立在傳統機械加工基礎上的現代制造技術形式,所以掌握好該門技術要具備較為廣泛的知識儲備,比如工程材料基礎、機械制造技術基礎、金屬加工工藝學、公差與配合等個方面的基礎知識。除此之外還要具有計算機應用、機械工程檢測技術等方面的專業知識。所以在對該網絡課程教學內容進行設計時,教師應根據教學對象的層次性要求,對教學內容進行分析整理,充分體現各個層次教學對象的知識需求,相應設置各個教學內容模塊,使不同的學生在通過網絡課程的學習過程中都能夠得到適合自己需要的知識。

3.3網絡課程中層次性設計實現

在建設《數控加工技術》網絡課程的過程中,根據教學對象和教學內容的特點要求,教師應充分利用網絡教學的特點,利用不同的模塊設置和模塊內的知識延伸網絡鏈接設計,使學生在學習過程中能夠根據自己的需要和興趣找到自己要學的內容,并且能夠通過網絡鏈接方便地從網絡上得到需要補充的基礎知識和希望了解的延伸知識。在這個思想指導下,教師應設計具有知識難度和知識廣度的層次性網絡課程的結構組成,主要包括:自主學習功能模塊、輔導答疑功能模塊、作業功能模塊、討論學習功能模塊、自測與練習功能模塊、虛擬仿真操作模塊等。通過這些模塊,學生能從基礎知識準備、基本知識點掌握、理論應用與實踐等方面進行學習。其中自主學習模塊是“數控加工技術”網絡課程的核心部分。自主學習模塊體現了教學對象在網絡課程中的自主學習的思想。在這方面我們通過以下子模塊實現:①網絡課程知識體系的導航。②學習指南。③相關資源子模塊。如圖1所示為課程學習首頁。

4.結語

充分考慮課程中的層次性結構設計,我們所建設的《數控加工技術》網絡課程,經過省教育廳組織的驗收,結論為:通過,良好(豫教高2005618號)。并經過多年的應用與改進,受到了學生的歡迎,作為本門課程主要的輔助教學手段,對提高教學效果起到了重要的促進作用。

參考文獻:

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[2]伍新春編.高等教育心理學[M].北京:高等教育出版社,1998.8.

[3]李力.教學活動中信息接受的層次性與體態信息反饋的功能性[J].長春大學學報,2000.6,VOL10,(3).

項目基金:河南省網絡課程工程建設首批資助建設項目

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關鍵詞 金屬結構；課程建設；理論教學；實踐教學

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）06-0057-02

Creation and Construction National Quality Curriculum to Achieve Combination of Theory and Practice//XU Gening

Abstract The purpose of the curriculum construction is to improve the quality of teaching quality by providing students with the high quality teaching resources. Exploration and practice are carried out from curriculum， teaching theory， practice teaching， teaching team construction and textbook building to other aspects combining with “metal structure” curriculum construction， and a landmark achievement is made.

Key words metal structure； curriculum construction； theory teaching； practice teaching

太原科技大學是以工科為主的多科性大學，以機械類和近機械類專業為主導，自1965年成立起重運輸機械、工程機械、礦山機械專業以來，將金屬結構課程定為機械類專業方向必修的主干專業基礎課（起重機械、工程機械、礦山機械、物流工程、安全工程）。在校、院和系領導的高度重視和課程教學團隊的共同努力下，本門課程已經成為學校水平高、影響大、覆蓋寬、教師和學生高度重視、教學質量穩定、教學效果好的課程之一。金屬結構課程建設以培養高等工程技術應用型人才為目標，堅持“注重理論研究，強調工程概念，加強實踐環節，激發創新意識，重視能力培養”教改思路；經過多年探索和建設，發揮該校機械設計制造與自動化專業創建、發展過程中的優勢，突出課程體系、教學內容、教學手段和教材建設等幾方面改革實踐，已形成一套科學、系統、有效的教學新模式，具有鮮明的特色。2009年金屬結構課程被評為省級精品課程，2010年金屬結構課程被評為國家級精品課程，2013年擴展為山西省精品資源共享課。

1 金屬結構課程體系改革

理論教學體系改革 建立以現代機械結構有關的理論及方法為基礎，側重學生工程素質、綜合應用和創新設計能力培養的課程體系。根據這一新體系，注重加強與拓寬基礎、加強工程背景、有利于學生自主學習的原則，進行教學內容的整合、協調和優化。

實踐教學體系改革 通過“基本實驗能力的形成——分析（設計）與綜合能力的訓練——創新精神的培養”構建實踐教學體系。課程新體系注重理論教學與實踐教學并重、各教學環節有機銜接和整體優化，形成了課堂教學、實驗教學、課程設計一體化的教學體系。

2 理論教學改革與實踐

改革以教師、課堂、書本為中心的知識灌輸傳授方法，采用以教師為主導、學生為主體的多種形式，注意教學互動與交流，促進學生積極思考，激發學生的創造性思維 具體做法：加強課程聯動環節——將專業基礎課中的基本模型、基本理論、基本方法、基本規律與專業課中的典型機型的典型構件、典型工況的典型載荷、典型模型的典型分析及典型步驟聯動對應，打通課程的內在聯系，承上啟下地解決課程的重點、難點問題；加強課堂互動環節——提問、回答、討論、報告——解決課程的重點、難點問題；加強課程內外結合環節——問題、例題、習題、解題——解決課程的重點、難點問題。

堅持課堂教學和案例教學相結合 以工程問題為背景，將行業標準、規范、案例分析融入相關教學內容中進行講授，培養學生工程能力，拓寬學生知識面。

堅持課程教學與專業、科研有機結合 金屬結構課程覆蓋的專業和方向寬泛。教學過程中，在嚴格按照教學大綱進行授課的基礎上，針對不同專業和方向，調整教學內容。將本課程的基本概念、基本理論和相關專業方向后續專業課程有效銜接并有機聯合。對于起重機械、工程機械專業方向的學生，強化機械系統中的動力學部分以及零部件疲勞強度計算等內容，使學生認識到如何運用所學知識來解決系統中動力學及零部件疲勞強度問題，從而提高系統的安全性和可靠性。對于特種設備安全工程、物流工程等專業的學生，除了講解金屬結構的基礎知識以外，注重講解一些現代設計理論、零部件維修性能等，使學生能夠將現代設計理論和本專業知識有機結合，如將通過可靠性設計以確定設備壽命和維修周期，保證設備安全性等有關知識溶入教學中。通過上述方式，實現了該課程和后續專業課的有機結合，充分發揮了該課程的作用，讓學生看得見、摸得著、用得上，將課堂知識真正落到實處，為后續專業課程提供了堅實的基礎。

3 實踐教學改革與實踐

實踐教學環境建設 與金屬結構課程相關實驗室屬機械實驗教學中心。機械實驗教學中心是國家實驗教學示范中心、山西省虛擬仿真實驗教學示范中心。金屬結構課程相關實驗室建設緊密跟蹤行業和制造業的發展，適時將科研成果轉化為教學資源，如自主設計具有工程背景的實驗系統（設備）：機械傳動、力學行為、調度管理試驗系統及大型結構疲勞綜合實驗臺等。實驗系統（設備）集結構、光電、機械、控制、仿真、調度、管理于一體，體現多學科知識融合的系統集成；可開設虛實結合的設計創新性實驗項目，實現工程教育回歸工程的目標。

實驗教學改革與實踐 以國家示范實驗教學中心，構建以綜合、設計、創新能力培養為中心的“分層次+開放式”的實驗教學新模式。“分層次”是將實驗分為三個層次（基礎型、分析與綜合型、創新與設計型），不同層次實驗采用不同的教學方法和手段。“開放式”是將實驗項目、內容、時間面向學生全面開放，為學生個性化培養提供自由發展的平臺和空間，真正體現以學生為主體、教師為主導，實現了由驗證性實驗向設計實驗、單一性實驗向綜合實驗及具有工程背景實驗的轉變。

合理設置相關的實驗項目，引導學生在實踐中掌握課程的重點和難點。在教學中緊密聯系工程實際，逐步形成獨有的實驗和實踐教學特色，將教學、工程和科研緊密結合，以科研支撐教學，以教學促進科研。如將國家重大技術裝備科技攻關項目——“橋式起重機主梁疲勞設計與實驗研究”的成果列入本科生的“金屬結構疲勞實驗”內容。

課程設計改革與實踐 在課程設計中著重解決如何提高學生的綜合設計能力、創新能力和工程實踐能力，開展創新設計活動，調動學生設計思維。充分利用創新實驗室的儀器、設備及虛擬仿真示范實驗教學中心中面向工程實際的實用軟件，使學生能將現代設計理論及方法應用于設計中，實現了課程設計與工程實際有機結合。鼓勵學生直接參加教師的科研課題，并作為本課程的課程設計題目，將所學的基本知識直接應用于工程實際中。

4 課程教學團隊建設

高水平的師資隊伍建設是精品課程建設的根本保證。課程負責人為全國優秀教師、省級教學名師，在國內本領域具有較高的知名度。課程教學團隊由7位教師和1位專職實驗師構成，其中，博士生導師1人，碩士生導師3人，教授3人，副教授2人，講師2人，高級實驗師1人；7位教師中，博士研究生學歷3人，在讀博士研究生2人。為提高青年教師的教學水平，實行培養導師制、聽課制度和學位提升制，保證持續穩定提高教學團隊的整體教學和學術水平。

近年來，承擔國家、省部級教改項目7項，獲山西省教學成果獎3項，承擔國家、省部級科研項目7項，獲省部科技進步獎3項，在本領域具有較高的教學水平、學術水平和行業知名度。

5 《金屬結構》教材建設

教材建設特色優勢顯著，起步最早，歷史悠久，注重傳承，不斷創新。國內第一部教材是學校老專家徐克晉教授主編的《起重運輸機金屬結構》1962版，奠定了我國金屬結構課程的基礎。之后陸續主編再版《金屬結構》1982版、1993版，1987年獲機械工業部全國高等學校優秀教材一等獎，1988年獲全國高等學校優秀教材獎。1997年由徐格寧教授主編《起重運輸機金屬結構設計》，精練了前續教材內容，突出了實用性，在全國本領域高校、研究所、生產企業使用了12年，有上百家企業和部分國家重點工程（如三峽工程的1200噸橋式起重機、西氣東輸工程的DG70吊管機、SD8高驅動架推土機研制）以及本學科領域的學者、論文、教材所引用。2006年，《起重運輸機金屬結構設計》的第2版更名為《機械裝備金屬結構設計》。2009年，徐格寧教授主編出版國家“十一五”規劃教材《機械裝備金屬結構設計》，既傳承老教材的精華，又吸納多年科研成果及主持修訂的最新國家標準（2008年出版）的內容，實現了教學內容、科研成果和實際工程的有機結合。

6 結束語

通過課程建設，全面提高了教師的自身素質和教學質量。但課程建設是一項長期的工作，還需在實踐中不斷地探索和完善。

參考文獻

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[3]陸鳳儀，徐格寧，朱建儒，等.機械設計基礎實驗教學示范中心建設與教學改革[J].實驗技術與管理，2006（2）：

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根據“重點高等工科院校系列課程改革指南”，機械制造專業的教學改革，必須緊跟機械制造行業的發展，突出工程技術教育的特點，同時要面向市場需求，力求培養出具有良好綜合素質、體現行業特色、具有創新能力的復合型、應用型專業人才。而傳統的機械制造專業課程體系的課程設置單一，知識面和專業面窄，課程難以形成完整的體系，教學內容陳舊，教學方法和教學手段落后等。為了改變這種狀況，適應當今社會對機械工程專業人才的需求，培養出基礎扎實、知識面寬、創造能力強、素質高的機械工程人才，調整教學內容及改革課程體系勢在必行。“課程教學”是最基本的教學建設。學生掌握專業知識和實踐能力，是通過嚴格學習一系列課程實現的。課程是決定教學質量的最基本的因素，課程的選擇和課程的質量直接影響培養目標的實現。“工程實踐”是高等工程教育的基石，只有通過大量的實踐課程，強化實踐訓練，課程教學才能有的放矢。“課程教學+實踐平臺”的課程體系的實質：圍繞著“厚基礎、寬知識、重個性、強能力、高素質”的人才培養目標，學生在制造模塊機械加工過程的整體知識，通過“課堂教學”拓寬知識，通過“實踐平臺”包括實驗、實習、設計及工廠調研來更好地體會并加深理解，提高動手能力，使學生了解產品從設計、分析、制造、裝配的全過程并從中得到鍛煉，有效提高了學生實際應用能力、分析和解決工程問題的能力。適應社會經濟環境的變化，培養在機械工程領域從事實際工作所需的具有知識、能力和素質的工程應用型人才及技術型人才。

1《.機械制造工程學》、《數控技術》課程群的構建

機械制造模塊課程包括《機械制造工程學》、《機械制造工程學課程設計》、《生產實習》、《數控技術》、《專業方向課程設計》、《專業方向實踐課》、《先進制造技術》等專業技術基礎課及實踐環節。“課程群”突破了過去單個教學過程的限制，內容上要擴展《機械制造工程學》的基礎知識，根據需要重新規劃、融合、調整，難點部分增加現場教學，增設必修和綜合性創新實驗，注重幾門課程的有效銜接和消化吸收，彌補與后續課程的斷層。

2.解決的關鍵問題

①《機械制造工程學》、《數控技術》課程群的建設。以《機械制造工程學》及《數控技術》課堂講解為主線，扎實制造基礎知識，《機械制造工程學課程設計》、《生產實習》使學生更好地理解和應用課本知識，具體分為以下幾個方面：第一，協調各門課程知識體系，增補相關知識。金屬切削過程知識比較抽象，難于理解，增加可視切屑形成過程與切削力測量實驗。在原來只講機床概論中傳動分析的基礎上增加機床結構與設計基礎知識，拓寬機床部分的知識面，彌補與后續課程的銜接缺陷。第二，充分利用實驗室資源，增加對各類機床傳動及結構分析的現場教學，及柔性夾具創新性實驗。第三，開展保定向陽精密機械廠與機械系共建實驗室活動。（廠家生產的組合夾具、柔性夾具、精密平口鉗等產品遠銷北美、西歐等地區。）把現代的夾具設計思想及產品引入到課堂中來。第四，培養“工藝型”應用人才。以課本中工藝學及夾具的基礎知識為重點，整合本課程內容和課程設計所需知識，在生產實習之前布置課程設計的任務，提出課程設計所需知識及實習時到哪個廠家應該了解哪些東西，使學生在實習時有所看，回到課堂有所設計。

②制造模塊實踐平臺的運用，培養應用型本三人才。第一，以“《數控技術》課程群”為基礎，以《專業方向課程設計》、《專業方向實踐課》為平臺，培養“數控型”人才。提高學生綜合分析能力及解決工程實際問題能力，培養在機械工程領域從事實際工作所需的具有知識、能力和素質的工程應用型人才及技術型人才。《專業方向課程設計》以機床主傳動結構設計為導向，培養具有一定功能的完整結構部件設計嚴謹的思維方式。《專業方向實踐課》主要以現代設計、造型、制造等軟件的學習、應用為主線，鍛煉學生運用在課堂所學加工制造及數控編程知識親手加工、實體操作的能力。第二，鼓勵部分學生在學習《生產實習》和《專業方向實踐課》的時間或課余時間參與國家勞動部組織的各種取證工作，以獲得證書換取兩門課程的優秀成績，提高各種加工實踐操作能力。

二、機械制造模塊課程體系

本三的機械制造模塊以《機械制造工程學》課程群、《數控技術》課程為課程主線；以《生產實習》、《專業方向課程設計》、《專業方向實踐課》為實踐平臺，構建“課程教學+實踐平臺”的課程體系，培育學生在制造模塊機械加工過程的整體知識，通過課堂教學拓寬知識，通過實踐平臺包括實驗、實習、設計及工廠調研來更好地體會并其加深理解，提高動手能力，使學生了解產品從設計、分析、制造、裝配的全過程并從中得到鍛煉，這便有效提高了學生的實際動手能力，使其適應社會經濟環境的變化，培養在機械工程領域從事實際工作所需的具有知識、能力和素質的工程應用型人才及技術型人才。

1.課程體系的目標。完成各課程群的內容規劃調整和有機融合，出版符合課程群體系的教材及開發教學輔助資源，注重幾門課程的有效銜接和消化吸收，彌補與后續課程的斷層。通過課堂教學拓寬知識，通過實踐平臺包括實驗、實習、設計及工廠調研來更好地體會、加深理解，提高動手能力，使學生了解產品從設計、分析、制造、裝配的全過程并從中得到鍛煉，有效提高了學生實際動手能力、分析和解決工程問題的能力。

2.主要特色。第一，機械制造模塊以《機械制造工程學》、《數控技術》課程群為主線；以《生產實習》、《專業方向課程設計》、《專業方向實踐課》作為實踐平臺，構建“課程教學+實踐平臺”的課程結構體系。第二，以建構主義教育理論為指導，大力改革教學方法與教學手段。采用課堂講授、討論、自學、動手創新實驗等多種教學形式并與多環節考評方法相結合，恰當運用現代化教學手段，激發學生的學習主動性。第三，嘗試一種新的課堂講解、生產實習和課程設計互補的課程群模式。通過課上講解有目的地將生產實習和課程設計兩部分銜接起來，學生通過實習了解行業的前沿知識，真實了解實際加工過程。打破生產實習、課程設計時間上固定順序的限制，做到理解課本知識需要到實習地實習，按課程設計所需到實習地實習的新的課堂講解、生產實習和課程設計互補的課程群模式。這樣學生在生產實習時有的放矢，改變了原來走馬觀花、漫無目的的現象。

三、結論

篇(6)

關鍵詞：機械零部件性能試驗；工程實踐能力；創新意識

Practice and exploration of mechanical components performance test experimental course

Gao Liangfeng

Zhejiang university of science and technology， Hangzhou， 310023， China

Abstract： According to the mechanical components performance test of experimental teaching and practice， make some experience and later improvement and tentative idea， to cultivate the students' mechanical design concepts and innovative design consciousness， so as to improve the students' practical application ability of teaching objective.

Key words： machinery parts and components performance test； engineering practice ability； innovation consciousness

機械原理和機械設計的實驗教學是課程教學的一個重要環節，對實現課程教學的目標起著不可或缺的作用。它是學生學習機械原理和機械設計、進行工程實踐的重要途徑，是培養學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力以及啟迪學生創新思維、開拓創新潛能的重要手段。然而隨著科學技術的發展和社會的進步，傳統實驗教學模式已不再適應高等學校培養高素質人才的需要。針對傳統實驗教學多以驗證性為主、實驗學時設置不合理等弊端，我院針對機械原理、機械設計課程的內容、特點及要求單獨設置了機械零部件性能試驗實驗課程，相比以前的課程實驗增加了學時數，為48學時，實驗內容也做了很大的調整。

1 編寫機械零部件性能試驗教學大綱，合理設置實驗項目及內容

根據機械原理、機械設計課程內容及以往的實驗設置情況，我們主要開設1個認知實驗、3個大實驗項目。每一大項中再設置驗證性、綜合性、設計性、創新性的實驗內容，以達到鞏固專業基礎知識的目的，從而進一步培養學生綜合設計及工程實踐能力，同時也激發學生的創新意識。

1.1 機械認知

這個實驗主要是讓學生參觀機械原理、機械設計、機械創新設計陳列柜，通過觀察分析各類機構、零部件及創新方法等，使學生對所學課程有更進一步的感性認知，同時激發對所學專業的學習興趣。

1.2 機構分析實驗及創意設計

實驗主要內容為：（1）機構運動簡圖的測繪與分析： 要求學生分析機構，畫出機構運動簡圖并計算自由度。主要目的是使學生掌握正確繪制機構運動簡圖的方法及機構自由度的計算方法，理解機構自由度的概念。（2）機構創新設計及模擬：要求學生自行設計機構運動方案，并進行機構組裝、調試、運行及改進，最終確定方案。目的在于通過實驗使學生靈活運用機構組合、機構演化與變異，創造性地設計、拼接機構。同時也提高了學生的實際動手能力，通過對方案進行結構分析、運動分析、動力分析及實際測定，檢驗設計的方案是否滿足工作要求，培養學生對各種常見機構的綜合運用能力及創新設計能力。通過機構的方案設計、機構的組裝調試及模擬運行等使學生實際動手能力、團結協調能力得到較好培養，同時也培養了學生的創新意識和創新能力，激發和調動了學生的學習積極性和自主性，以及參加各類機械創新設計大賽的熱情。

1.3 機械傳動性能測試分析及創新組合

實驗主要內容為：（1）各種典型機械傳動裝置并測試參數曲線及分析比較：要求學生分別組裝帶傳動、鏈傳動、萬向節傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動等測試裝置，并測試在傳遞運動與動力過程中的參數曲線，分析比較運動特點及優缺點。目的是使學生通過組裝各種典型機械傳動裝置，并測試在傳遞運動與動力過程中的參數曲線，進一步分析比較各類傳動的運動特點、優缺點及使用場合。（2）優化創新設計組合傳動系統：要求學生創新設計組合傳動系統，進行組裝調試并測試各類參數，分析比較各類組合的優缺點，最終確定最佳組合傳動系統。主要目的在于通過優化創新設計組合傳動系統，進一步加強學生對傳動系統的合理布置及優化、傳動效率的提高等的創新設計意識，鞏固學生的機械設計能力與工程實踐能力。

1.4 機械零部件性能試驗

實驗主要內容為：（1）減速器拆裝及軸系結構分析：要求學生正確拆裝各類減速器，畫出軸系結構圖；了解減速器整體結構以及零部件結構特點和作用；測定減速器主要參數，如中心距、齒輪齒數、傳動比、傳動方式、判定輸入、輸出軸；確定斜齒輪或蝸桿的旋向及軸向力；觀察軸承代號及安裝方式；等等。目的在于通過對減速器的拆裝、結構分析和對軸系結構測繪的過程，全面細致地觀察齒輪減速器的整體結構以及零部件的結構特點，并了解它們是如何綜合考慮滿足功能要求、強度剛度要求、加工工藝要求、裝配調整定位要求、密封要求以及經濟性要求的，以達到理論聯系實際，加深關于結構方面的感性認識，為能設計出較為合理的減速器打下良好基礎。（2）漸開線齒輪范成及齒輪參數測定：要求學生用范成法原理加工變位齒輪與標準齒輪；用游標卡尺測定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數。通過實驗使學生掌握用范成法制造漸開線齒輪的基本原理；了解漸開線齒輪產生根切現象的原因和避免根切的方法；鞏固并熟悉齒輪的各部分尺寸與參數的關系和漸開線的性質。（3）剛性回轉件的動平衡測試：要求對剛性轉子進行動平衡測試。通過實驗使學生鞏固動平衡知識，熟悉剛性轉子動平衡的方法。（4）滑動軸承性能測試與分析：要求學生測試動軸承的特性曲線、徑向油膜壓力分布曲線與承載量曲線等。目的在于使學生了解滑動軸承的動壓油膜形成過程與現象；了解滾動軸承、滑動軸承的特性、使用場合及各自的優缺點。（5）軸系結構創新設計：要求學生設計一軸系結構并組裝，分析軸系結構設計是否合理，若發現錯誤或是不合理之處，應修改軸系結構設計方案，并重新組裝軸系結構；繪制軸系結構裝配圖。目的在于使學生熟悉和掌握軸的結構與其設計，弄懂軸及軸上零件的結構形狀及功能、工藝要求和裝配關系；掌握軸及軸上零件的定位與固定方法；掌握軸系結構設計的要求與常用軸系結構；了解軸承的類型、布置、安裝及調整方法，以及和密封方式等。

2 充足的實驗課時，促使學生能深入到每個實驗中去

傳統的課程實驗都是依附于課程的，實驗學時往往都很少。如機械原理、機械設計課程實驗總學時為14學時，分兩個學期完成。由于課時少，只能安排一些最基礎的驗證性、綜合性的實驗。在實驗中多以教師講解為主，學生按照教師的指導完成實驗，給學生思考摸索的機會很少。現在的機械零部件性能試驗課程有48學時，一學年內完成。在設置上增加了一些創新性、設計性的實驗。學生對每個實驗都能充分投入，對實驗儀器、實驗原理等都能充分地熟悉了解，實際動手能力得到提高。在設計性、創新性實驗上也給予充分的思考時間，以激發學生的創新思維。

3 采取以學生為主體、教師啟發指導的實驗教學形式，并以多媒體輔助教學

實驗教學方法采用以學生為主體、教師啟發指導的實驗教學形式。要求學生做好實驗預習，對實驗中一些零部件的作用以及較為復雜零部件搭接方法采用多媒體進行講解演示，使學生快速了解零部件功能，同時增加了學生設計方案的時間。每個實驗都要求學生自己設計實驗方案，經教師檢查認可后確定方案的可行性和安全性。在實驗中教師給予學生最大的自由度，放開手腳，使學生成為實驗的主人。當學生遇到困難時，教師給以幫助或提示，并引導學生主動查找相關資料，從多角度、多渠道去觀察和思考問題，不斷進行探索和創新。

4 教學實踐效果

兩年機械零部件性能試驗實驗課程教學，已取得了良好的效果：

4.1 充分提高學生學習的積極性和自主性，同時也深化對本專業的感情

傳統實驗以教師講解為主，學生多是在教師的指導下完成實驗，造成許多知識點學生未能完全理解。通過機械零部件性能試驗實驗課程，學生在實驗室的時間大大增加，能充分將理論知識與實際相結合，理論知識得到了鞏固，并促使學生進一步思考與探索。同時對所學專業有了更深的了解，提高了對本專業的學習興趣。

4.2 提高學生綜合運用所學理論知識分析和解決實際問題的能力，同時也激發了學生的創新意識

實驗的設置由簡單到設計性、創新性的過渡，促使每個學生都能投入到實驗中去。通過方案選擇設計、傳動系統優化設計、綜合性能測試等，使學生將多門課程（機械原理、機械設計、控制理論、計算機語言等）的知識或多項單獨開設的實驗合成一項綜合實驗，所學理論知識得到全面系統的復習，同時提高了學生綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力。通過對所設計的方案進行創新優化，能較好激發學生的創新設計意識，充分調動學生的學習創造性。

4.3 大大提高了實驗設備的利用率及實驗室的使用率

實驗學時和實驗項目的增加，讓以前閑置的實驗設備都得到充分利用。同時實驗室也為學生提供了良好的創新實踐活動條件，促使學生積極報名參加各類工程技術創新大賽，并充分利用實驗室的資源進行方案的模擬運行。

4.4 培養學生認真、嚴謹、科學的工作作風和團隊協作精神

由于大部分實驗的實驗條件和方法都由學生自己擬訂，實驗過程中往往會出現理論上可行，但實際做起來困難的情況，有的學生會出現急躁、心灰意冷的狀態，指導教師應給予正確的引導和鼓勵，使其及時調整心態，正確對待挫折，并積極思考。同時也要求學生能分工明確、互相協作，達到事半功倍的效果。通過實驗學生的綜合素質得到提高。

5 結束語

機械零部件性能試驗課程實驗已取得了一定的效果，但也存在著一些問題和困難，如教師的工作量加大、實驗設備的維護與保養等問題。今后我們將不斷進行探索和改革，進一步完善實驗學時設置及教學方法的改革。

參考文獻

[1] 胡宏佳，王世剛.機械原理與機械設計實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，7（29）：233-234.

[2] 呂宏，劉大力，楊春梅.談“機械設計基礎”實踐教學中學生創新能力的培養[J].森林工程，2012，1（28）：87-88.

[3] 郭淑芳，吳健，劉紅俊，尹中偉，徐斌.機械原理及機械設計實驗教學中心開放實驗教學實踐[J].中國現代教學裝備，2009（13）：84-85.

篇(7)

機械創新設計課程是機械類專業的一門重要專業課程。機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的相關科學技術知識，進行創新構思[1]、設計出具有新穎性、創造性及實用性機械產品的一種實踐活動。培養學生的機械創新能力和工程意識，拓寬學生的知識面，開闊技術視野，積累機械創新經驗和實用性新結構的技術資料通過對機械創新設計課程教學的改革,取得了一定成效。

1、采用多媒體教學

通過制作電子課件，介紹機械創新設計的基礎知識、基本理論和基本方法，使學生了解創新設計的概念及過程，了解創新與人類進步的關系，明確實現技術進步的途徑，了解本課程的學習目的[1]、研究內容。提高了教學質量。

2．把全國機械創新設計比賽獲獎作品

介紹給學生通過對機械學科的“原理創新”、“機構創新”、“結構創新”和“產品外觀創新”等四大創新的介紹與實例展示，使學生掌握機械創新設計基本內容，增強機械創新設計意識和創新能力[2]。還通過介紹全國機械創新設計比賽獲獎作品，大大地激發了學生的學習興趣。這是2010年全國機械創新設計比賽廣西區一等獎作品，危急現場無人探測小車。

3．抓住關鍵點

機械的創新過程要經歷功能——機構——結構的思維過程[3]。機械結構設計就是將機構系統轉化為機械實體系統。是機械創新設計成敗關鍵之一。在講述機械結構創新設計這一章時，抓住重點難點。重點是機械結構設計的概念與基本要求，構件的結構與創新設計。難點是機械結構的組合創新設計。通過實例突破難點。

4．通過講解剖析目前的創造成果等具體實例，開闊同學的設計思路，擴大技術視野實例：可升降省力便攜式輪椅設計

4.1設計思想及基本內容基于人性化設計思想，力求克服市面上產品的一些缺陷，對驅動方式進行了創新設計，同時設計出具有能夠自我調節高度的輪椅座位。驅動方式從人機工程方面考慮，采用推桿形式使用戶用力比較舒適、方便，同時利用杠桿原理，具有省力的功能。對于升降機構，其目的主要在于提高殘疾人的自理能力，使其坐在輪椅上的上升后的高度約等于人正常站立的高度。同時要求輪椅盡可能的簡單、方便、成本低廉，更具人性化。使殘疾人的生活自理能力加強，同時享受到更加舒服，更具人性化的助殘機械，也滿足性能、成本方面的要求，使他們使用方便，攜帶方便，購買便宜。

4.2升降機構的設計

4.2.1升降機構的類型及比較(1)液壓或氣壓驅動機構——通過液壓缸或氣缸來實現升降。(2)螺桿副機構——通過旋轉螺母或螺桿來調節高度[4]。(3)叉桿機構——通過改變叉桿之間的角度來實現高度的調節。

4.2.2升降機構的方案確定通過對前三種方案的綜合比較，在第三種方案的基礎上，綜合所需達到的簡單、輕便、成本低的目標，設計了下述升降機構的方案，如圖3所示。該機構中滑輪能夠在滑道上滑動，使叉桿之間的角度可自由改變，通過轉動搖臂2，使絲桿轉動，從而調節a、b兩點之間的距離以改變叉桿角度，實現高度調節。

4.3驅動方式的設計

4.3.1省力機構的方案比較與選擇(1)曲柄滑塊機構——結構較簡單，但沒有省力功能，效率較低，且不可實現前后運動的自由切換[5]。(2)棘輪機構——可實現將間歇往復運動轉換為轉動，但無法實現前后運動的自由調節。(3)摩擦棘輪機構——結構簡單，可實現將間歇的往復運動轉化為轉動，但間歇運動機構運動時只有一個行程做功，另一個行程為無用功，即為間歇驅動，效率低。本設計采用兩套摩擦棘輪機構，一套機構能夠實現輪椅前進、后退、空擋、制動的切換；另一套機構實現間歇運動的連續驅動。

4.4本例設計特點：（1)升降機構可實現預定的升程，驅動搖臂所需力較小，驅動方式簡單，舒適。（2)驅動搖桿使驅動輪前進的力很小，用力方式非常方便、舒適，采用棘輪機構可圓滿實現前進、后退、空擋、制動，并且操作方便，可滿足使用要求。同時主輔棘輪能夠協調工作，使驅動搖桿能夠連續驅動，達到提高效率與速度的目的。（3)輪椅可達到預期折疊功能，攜帶、儲存方便。（4)輪椅制造成本低，可滿足廣大客戶的需求。

5．創新實踐實例：電動大門的設計

5.1電動大門的功能目標：實現大門的自動啟閉

5.2設計要求：門寬為4!6米，門高為1.5!2米啟閉時間為10秒左右。

5.3設計方案的構思：電動大門可分為平開門、推拉門和升降門。平開門可分為雙扇平開門和四扇平開門；腿拉門可分為整體推拉門和伸縮推拉門；升降門可分為整體升降門和卷閘門。從評分情況看，單扇推拉門和伸縮門得分較高，實際情況也是這兩種門應用最廣泛。但從美觀情況看，近期不銹鋼制作的伸縮門應用的最廣泛。