发布时间：2022-05-25 09:36:40
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的1篇机械设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1教学中存在的问题
1.1理论基础与学习习惯
“中职本科”是目前部分应用型本科招收的一类本科学生。经过两年的教学实践和大量的课外接触，该部分学生理论基础较差，大多是初中毕业，且对初中基础知识的理解也很有限，日常学习自律性不强，对于课程内容总是浅尝则止，自信心不强，由于之前的学习习惯不好，大多数学生没有独立学习的习惯，课堂氛围较活跃，对于基础理论缺少兴趣，偏爱实践操作，这与之前所受教育有很大关系。高校“普通本科”的教学方式、教学内容均不适合“中职本科”学生，造成大多同学学习一年后收获少、自信心丧失、学习兴趣减弱。学生不爱动脑思考，觉得“设计”离自己十分遥远。
1.2教学方法与教学效果
由于目前全国并没有专门的“中职本科”高校，“中职本科”只是普通高校培养的一类对象。普通高校的教师上课由于教学对象不单单是“中职本科”，同时兼有“普通本科”或“高职本科”，故很难划清界限。教学上按照经验讲述原理多，主要按照普本教材章节进行理论讲授，效果并不理想。近年来由于多媒体技术的发展，多媒体素材与教材的结合占据了课堂，相比之前的纯理论教学和课程设计在教学效果上有所改善，但对“中职本科”的学生来讲，还远远不够。
1.3培养目标与教学内容
目前而言，“中职本科”的培养目标主要被定位为职业教育，要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，尤其是工程实践能力的培养。而实际教学内容却与此完全脱节。实验实践内容并没能有效结合，验证性实验的偏多，动手操作的较少，和课程衔接不到位，显然不适合目前的“中职本科”教育。课程设计题目多为经典的带式运输机减速器的设计，只有少数同学能按照手册完成设计，但是这么算却说不清楚，学生一头雾水，并不能真正理解其中的方法。
1.4成绩考核
成绩考核仍然以主要期末测试为主，平时成绩和实验成绩为辅。形成了“高分低能”的社会现象。而“中职本科”的培养目标则要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,尤其是工程实践能力的培养。因此对于这部分的考核也该在成绩考核中占有较大的比重。我们制定的改革思路是：教学内容以行业岗位上的知识结构和能力结构以及生产实际需要为目标,以解决工程实际设计问题为指导。
2教学方法改革探索
经过对“中职本科”生源中职阶段培养方案、教学体系、及学生个人情况的调研，可以从以下几个方面改善学生的学习习惯，提高“中职本科”学生学习《机械设计基础》这门课程的教学效果：
2.1框图法教学，整合知识体系
整理总结《机械设计基础》中的优秀知识点，自编校内讲义或教材，结合一个综合实例，如蜂窝煤压制机、机床C6140主轴箱，以机构、传动、零件三大部分为主线，制作框图，帮助学生快速、直观地理解整个机械设计基础的知识体系，由此知识体系展开教学单元。围绕综合实例，进行详细的分析讲解，讲解内容时重点把握能让学生了解典型机械或结构的设计思想、理解装配要点、掌握分析故障和维修。
2.2模型演示教学法
采用玩具激励法（机构部分可以拆装模型，观察机构运动、计算实际的自由度、绘制机构运动简图），来改善教学效果，提高学生学习本门课的兴趣。慧鱼组合模型可以应用于教学课堂，让学生在验证理论知识的同时，实现理论和动手实践的统一。通过对模型的研究与分析，启发学生对《机械设计基础》的认识，并能培养学生独立分析和自己查阅学习资料的能力。既满足了学生爱玩的天性，又学到了知识。
2.3设计软件在机械设计基础教学中的应用
随着计算机技术的飞速发展，可使用Solidworks等机械设计类软件在《机械设计基础》的课堂上结合典型设备进行建模、模拟装配、指导学生做一些简单的分析，或结合实验室的试验台，教师建立虚拟实验模型库，课后学生可以利用该模型库进行学习建模、装配、分析，帮助学生更好地理解复杂的机械系统。除了大型的常用的机械设计软件CAD、solidworks，网上有大量机械设计小软件，还有一些企业应用的机械设计软件，该类软件界面简单，操作方便，可以帮助学生计算参数，不需理解繁杂的公式及理论推导，教学中，指导学生应用此类软件，相当于为学生提供了一种工具，帮助学生理解机械零件的一些参数，提高学生的学习热情，为学生日后实际工作应用打下一定的基础。
2.4项目教学代替章节学习
教学内容及顺序调整：分四大部分，均为先通过先讲整体一个实例，再拆分讲解，类似于项目教学，使学生更容易理解各部分。机构部分：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，通过参观实验室机构展台通识，以分析玩具的机构组成和原理，带动学习的积极性，拆装，分析，计算。机械传动部分：带传动、链传动、齿轮传动，通过玩具模型讲解几种传动的特点，再分别介绍具体知识点，轻参数、重结构，轻计算、重原理。机械零件部分：齿轮、轴、轴承、联轴器、弹簧等，本部分设计先以减速器原理讲解为起点，通过动画和实验拆装，逐步进入理论学习。增加机械维修工具、量具部分内容，学生应该进行系统学习。能在实践和工作中更快地进入角色。
2.5实践、设计成绩考核替代期末考核
“普通本科”的专业基础课考核多以期末测试为主，以辽宁科技学院目前而言，平时成绩占30%，期末卷面测试占70%。这种测试并不能真实地体现学生的水平，尤其是对“中职本科”的学生。因此，本文认为对于“中职本科”的《机械设计基础》，应以实践考核替代目前的期末卷面测试。
2.6建立班级学习QQ群和微信群
建立班级学习QQ群和微信群，改善师生关系，方便课后复习答疑，沟通情感，讨论问题。90后的学生几乎人人上网，网上的教学及互动不容忽视，以往的网上教学多为网上精品课或论坛，对于不爱学习的学生难以调动其积极性，因此，以学生最容易接受的方式去指导和教学不失为教改的一个重要环节。
3结语
中职本科以应用型人才培养为主要任务和目标。《机械设计基础》课程作为工科机械和近机械类人才培养计划中的主干课程之一，结合地方和各校实际情况，对其进行科学、合理的教学改革至关重要。该课程的教改研究必须采用调研、实践、分析、完善同步走的办法。深化教学改革，提高教学质量。
作者：李瑞洋 单位：辽宁科技学院应用技术学院
一、计算机辅助设计应用于机械设计教学中的意义
（一）有利于提升学生的空间想象能力
在计算机的辅助下，机械模型可以通过三维视频展现出来，成为一种更加立体而全面的建筑物展现形式。学生可以根据这种3D画面的展示，在头脑中形成良好的印象，从而形成一定的设计思维能力。
（二）有利于增强学生的比例掌握水平
在机械设计中，对机械成品比例的把握能力十分关键。计算机辅助设计应用于机械设计教学中，能够利用计算机，通过建模，将不同比例的物体搭配或者融合，从而清晰机械设计中，各个部分的比例关系和整体与部分之间的联系，通过长时间的学习，使学生形成一定的比例掌握能水平。
（三）有利于丰富学生的资料收集内容
多方面的比较的观察能够使机械设计更加的完善、全面，从而在各个细节中，展现机械设计的独到之处。计算机辅助设计应用于机械设计中，有利于丰富学生的资料收集内容，学生可以借助计算机收集更多他们所需要的各类材料和图像、数据等等，为学生机械设计的学习奠定良好的基础。
二、计算机辅助设计应用于机械设计教学中的方式
计算机辅助设计应用于机械设计教学中，可以通过计算机辅助设计和传统教学方式的融合，结合计算机软件特点引导课程教学活动等方式来开展。
（一）计算机辅助设计和传统教学方式的融合
传统的教学方式经过长时间的教学实践，已经形成了一定的模式和教学结构，对于学生机械设计知识的学习具有一定的积极影响。但是多数教师在机械设计教学的过程中，会利用草图等指导学生进行机械结构的设计和规划，这种方式对学生机械设计知识的学习和机械设计能力的培养会带来一定的阻碍性因素。新时代背景下，在机械设计教学的过程中，教师可以采用传统教学方式和计算机辅助设计相融合的方式，继承传统教学方式的优势之处，同时也利用计算机辅助设计的独特价值，深入开展机械设计教学活动。计算机辅助机械设计能够使机械设计更加的完整而全面，提升学生的机械设计知识灵活运用水平。但是在学生利用计算机辅助机械设计的过程中，教师要注意适当控制学生利用计算机辅助进行机械设计的时间，不能够使学生过分依赖于计算机，而忽视了自身设计功底的练习和学习。教师要注意将计算机辅助设计和传统的教学模式有机结合，真正展现计算机辅助设计应用于机械设计教学的价值和作用。
（二）结合计算机软件特点引导课程教学活动
计算机辅助设计应用于机械设计教学中，可以结合计算机软件的特点，引导机械设计课程教学活动，展现计算机辅助设计的价值和特点。例如在指导学生对机械设计进行构思期间，可以借助sketchUp草图设计软件，指导学生细致分析各类机械中的体量关系，打开学生的思维空间，展现学生的初步设计理念。在此基础上，学生可以利用3dmax等计算机软件进行实际的3D设计，将学生的初步想法和设计理念通过3dmax软件展现出来，明确具体的方向。接下来，在学生明确机械设计的方向和大体形式的前提下，可以借助计算机的渲染软件，对所设计机械的细节进行渲染和深入加工，形成一个明确而完整的机械设计图像，展现每一位学生的设计想法和设计后的大体形态。在学生设计完成之后，教师可以组织学生通过互动的方式，借助计算机的多媒体技术，观看每一位学生的机械设计图像，互相分享设计理念，学习他人的优点和创新理念，提升每一位学生的机械设计水平，展现机械设计教学的价值和意义。
三、结束语
计算机辅助设计应用于机械设计教学，能够有效提升学生的空间想象能力，增强学生的建筑比例掌握水平，丰富学生的资料收集内容，改善传统机械设计教学中，单一的教学模式和枯燥的教学氛围。教师可以通过计算机辅助设计和传统教学方式的融合，结合计算机软件特点引导课程教学活动等方式，开展机械设计教学活动，提升机械设计教学的质量和学生利用计算机辅助进行机械设计的能力，为学生未来的工作和发展奠定良好的基础。
作者：朱辉 单位：邵阳市高级技工学校
1机械设计过程中材料的选择及应用方法
1.1分析调质及其设计应用
根据目前的具体情况看，调质技术是最常用的一种热处理技术。对大多数零部件进行处理时均可以通过调质技术进行操作，且该技术的效果能够使所选的材料综合性能得到提升，即利用调质技术能够对材料强度进行拉伸，使机械设计材料的屈服度及拉伸强度得以不断提升，进而增强材料的塑性及强度。通过提升材料的冲击度、强度，能够使设计过程中零部件的使用截面减小，进而降低整个机械的重量及降低部件的消耗及所占空间。在运用调质技术的过程中，必须注意下面的三点要求：一是一定要将调质标注清楚，若只是将热处理标注出来，大部分厂家很可能会运用其他处理技术来进行操作，如利用正回火使材料的硬度达到相关标准，但正回火技术降低材料强度大大降低，致使其在具体工作中出现断裂情况；二是必须将调质硬度范围注明，进而才可以为工厂生产提供便利，如果硬度的范围较窄就不能达到具体的生产需求；三是材料硬度与所要求的实际强度必须相适应。
1.2分析表面硬化技术与选材
对机械进行设计时，应利用硬化技术对各种金属材料的表面进行相应的处理，且对其进行处理主要是为增强材料的耐蚀性、耐磨性，而氮化技术、渗碳技术则是比较常用的硬化技术。渗碳技术通常是指，在渗碳炉对钢材表面碳含量进行增加，使其达到被允许范围时再淬火，进而让钢材的表面硬度能够达到相应的技术标准，再通过低温回火技术将其应力消除，使其组织结构更加稳定。能够利用渗碳技术进行处理的材料通常是渗碳钢，进行机械设计的过程中，可参照实际要求对其进行运用。如可以根据心部强度、零部件主要的尺寸大小对材料进行选择，需要重视的一点是材料的使用不能过度，否则会导致生产成本不断增加。通常情况下，如果截面的有效面积低于50mm，可选择20Cr。但是，如果有效截面面积大小在50～150mm之间，而且其重量低于50kg，就可选择20CrMnTi。渗碳层度深度应参照实际的需求才能进行确定，若增加其层深就说明必须使渗碳时间延长。
1.3分析氮化技术及相关材料的选择
不管是何种钢材通常都可以利用氮化技术对其进行相应的处理，但比较常用的一种钢材主要是45型号的氮化钢。使用氮化技术时往往是利用氮化炉对其进行操作，因而其优势主要是变形较小，进行氮化后就不必再加工。同时，氮化硬度应参照材料质量才能确定，进行设计的过程中必须注意一定要使用整体的氮化技术，由于氮化层并不会带来不好的影响，所以不必再次进行处理。必要时可运用局部的氮化技术对局部进行相应的保护，进行氮化后再把保护层全部去掉。该技术最大的一个特点就是热处理的过程中变形较小、硬化层也相对较小，尤其是适合与调质技术共同使用，进而可以使材料耐磨性、技术强度大大提升。
2机械设计中最常用的四种材料
2.1高分子材料
在机械设计，对于高分子材料而言，其主要包括合成纤维及塑料。此类材料在相应的工业生产中存在许多优点，且材料来源非常丰富。能够从天然气中进行提取，该材料所消耗的能源较少，且其密度也比较小，其延展性同样非常好。
2.2金属材料
各种工程的材料使用中，其使用范围最广泛的主要是金属材料。据统计资料显示，金属材料在机械类产品中占了90%以上的比例。尤其是钢铁材料在机械设计中的使用最为普遍，由于钢铁的韧性、强度较好，且其价格相对较便宜，也可以达到各种性能标准，所以使用较多。金属类材料中的合金，其性能非常优良，比较适合用来制作各种机械产品中的零部件。
2.3复合材料
机械设计中所使用的复合材料主要由不同的、两种以上的材料所构成，且通过化学与物理方法有机组合而成的新型材料，此类材料的性能均可以达到各种工业生产的需求。其中，复合材料通常包含非金属材料和金属材料，而金属材料有合金、镁、铝；非金属材料则包括陶瓷、橡胶、树脂等。金属丝、碳化纤维及玻璃纤维则属于增强型的材料。
2.4陶瓷材料
对陶瓷材料来说，其主要成分是碳化硅、氮化硅，且此类材料的特点主要有密度较低、硬度较高、具有较强的抗压强度及耐腐蚀性强，其缺点是价格非常贵、比较容易发生断裂、比较脆。目前，陶瓷材料大多使用在密封零件的制作中。
3机械设计中材料的选择及使用须注意的事项
3.1对材料进行选择时必须重视其适用性及经济性
机械设计的具体工作人员应根据不同的机械设计工艺，比如锻造工艺、铸造工艺、焊接工艺根据各种需求选择适合的材料，进而才可以使材料发挥出最大的效用。如铸造工艺中所使用的材料一定要具备较好的偏折性、吸气性、收缩性；焊接工艺中的材料应有良好的敏感性及使用性；而锻造工艺使用的材料则应具有相应的锻后冷墩性、冲压性、冷却性、可锻性。只有将各种工艺制作中需要的材料性质把握好，进而才可以选择出真正合适的机械设计材料。另外，对材料进行选择、使用的过程中还要重视材料的经济性，所选材料应在满足设计需求的同时尽量保证价格为最实惠、最便宜，这样就才能够使机械设计成本得以降低。
3.2材料选择过程中一定要重视其环保性及节能性
近几年，随着科学技术、社会经济的持续发展，自然破坏现象也越来越严重，自然环境问题早已成为社会中的热点话题之一。环境与人类的生活、生存有密不可分的关系，对自然环境进行保护也是各个社会成员共同的责任及义务，想要促进社会发展，就必须对环境进行有效的保护，过度的开采往往只会产生适得其反的后果。因此，对机械设计中的材料选择一定要重视节能性及环保性；设计人员一定要坚持可持续发展观，使用污染较小、能耗较少的材料，对那些不可再生、有效的资源必须尽量节约，进而能够在完成机械设计任务的基础上，使自然环境得到相应的保护。
4结语
做好机械设计材料选择、使用工作对机械设计事业的发展有重要作用，对机械材料进行选择的过程中，必须将材料的节能性、经济性、环保性、实用性等因素考虑进去，进而才可以使机械产品的质量、性能得到保证，才可以给机械设计的持续、健康发展提供必要的条件。
作者：黄丹 单位：泰尔重工股份有限公司
一、教学体系现状
近年来，我国逐渐重视职高机械设计制造与自动化的教学，而且机械设计制造与自动化教学也取得了一定的成效，为我国社会主义建设提供了大量的新型专业人才，然而在职高机械设计制造及自动化实际教学过程中，还或多或少存在一些问题。比如，在实际的教学过程中，往往过于重视机械设计制造及自动化专业的总体格局，对于现代化建设中的各种实际需求，不能灵活地适应和配合；在实际教学中，往往重视对学生机械设计制造与自动化专业理论知识的教学，而没能注重培养学生的实践能力以及创新能力；在实践教学中，教师往往将机械设计制造与自动化的相关知识简单传递给学生，没有同学生进行很好地沟通和交流，忽视了学生在教学过程中的主体作用；在实际教学过程中，往往偏重学生的专业技能培养，没有重视学生的综合素质及能力培养。
二、教学体系创新思考
（一）创新教学方法
（1）培养大工程观。
在职高机械设计制造与自动化创新教学过程中，应该引进并重视世界上一些先进的职业技能培养理念，注重机械设计制造与自动化理论与实践的结合，培养学生形成客观的、理性的大工程观，充分理解和重视机械设计制造理论与实践相互支撑以及相互促进的重要作用。
（2）重视实践教学。
只有通过具体实践，才能真正将书本理论知识转化成相关的职业技能，才能真正将机械设计制造与自动化知识学以致用，并在不断的实践过程中积累经验，提升自我职业技能以及创新能力，因此，在职高机械设计制造与自动化创新教学过程中，必须重视实践教学，努力培养学生的实践能力。
（3）强化实习基地。
提高职高学生机械设计制造与自动化专业技能以及实践能力的一个最重要的途径就是通过在实习基地的实践与学习。因此，在实际创新教学过程中，应该重视校外实习基地的作用，着重发展和建设一些先进的、功能性较强的现代化实习基地，让职高学生能够很好用来进行工程机械方面的训练和实践。
（4）强化设计能力。
在职高学生机械设计制造与自动化创新教学过程中，能够很好地反映出学生综合能力和设计能力的途径就是进行课程设计。在我国目前的职高机械课程设计教学过程中，往往不利于学生的个性化发展和需求，应该重视课程设计的内容和目标设计，突出对实践过程中的应用，选择综合质量较高的设计课题，减少学生之间雷同设计的可能性，最大化地提升职高学生的设计能力、综合能力以及个性化发展能力。（5）提高新型教师。教师在职高机械设计制造及自动化教学中发挥着巨大的作用，直接影响着学生的学习效果和各项技能的提高，在创新教学体系中，应该重视和培养一批高素质新型教师，除了具备熟练的专业技术技能外，还应该能全面培养学生的综合素质，重视学生在教学过程中的主体地位，积极培养学生的实践能力、综合能力以及创新思维及创新能力。
（二）创新教学体系
（1）在职高机械设计制造及自动化创新教学中
应该建立和健全专业的知识教育体系，强化学生的专业技术和技能的培养，优化专业知识的教学环节和教学内容，提高专业知识的教学效率。
（2）在职高机械设计制造及自动化创新教学中
应该建立和健全学生能力培养体系，通过参加实习以及参加各种课外技能活动的形式等，培养和提升学生的实践能力。
（3）在职高机械设计制造及自动化创新教学中
应该建立和健全培养学生综合素质的教育体系。现代化建设和现代教育改革不断重视综合素质较高的新型人才，在实际创新教学过程中，应该通过各种实践活动、专业学术报告等形式，提高职高学生的综合素质，培养职高学生的创新思维以及创新能力。
（三）创新教学方式
（1）启发式教学。
在职高机械设计制造及自动化创新教学过程中，学生应该作为教学过程的主体，教师对学生起着引导作用，应该善于启发学生对相关知识的思考和讨论，引导学生自动地进行设计及相关的学习，提高学生自己解决问题的能力，充分发挥学生的主体作用。
（2）信息网络教学。
在信息科学技术迅猛发展的时代，信息网络技术在教学过程中的运用越来越重要。在职高机械实际制造及自动化创新教学过程中，可以充分利用多媒体教学方式，给学生的视觉和听觉造成新的冲击，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。
（3）企业内部教学。
应该将传统的课堂教学与企业教学结合起来，将机械设计制造及自动化教学中的理论和实践有机地整合在一起，使学生对所学专业有深刻和全面的了解。
三、结语
机械设计制造及自动化是一门专业性较强、涉及内容较广泛的专业课程。为了使职高学生更好地掌握这门课程，提高其加工制造以及机械设计的能力，有必要对职高机械设计制造及自动化教学体系进行一定的思考和探讨，研究一套有效的、创新的教学体系。
作者：吴志会 付宝光 单位：吉林省辉南县第一高级职业中学
一、传统的教学模式存在的主要问题
1.教师按章节授课，把每章知识孤立分割教学，学生知其然而不知其所以然，所学的知识在学生脑海里是杂乱无章的，无法提起学生的学习兴趣。
2.教学手段和方法仍存在不足。虽然CAI等教学课件的引入提高了课堂容量和课堂效率，但从培养学生能力尤其是创新能力上看，效果不显著。
3.重视理论，重视知识的培养，重视教师的主导作用，因而对综合分析能力、实际应用能力、创新能力的培养不足，学生主动学习精神较差。
二、机械设计系统教学法研究
系统教学法是以具体机械设备（项目）为背景；以学生、项目和实际经验为中心，而不是传统的教师、教材和课程。把整个课程内容在一台具体机械设备上得到有机的整合，使机械设计各章节内容与课程体系衔接地更加紧凑、顺畅。学生开始接触课程就了解了科 学、严谨的设计思想。教师在授课过程中根据相关章节的零部件在机械设备中的作用，通过结合具体实物讲述，使学生对相关内容零部件的作用产生较高认识，对每一个零部件的理解与选择，必然会达到“学有所用”的要求。系统教学法课堂理论教学以改变过去传统单独各章节的分散学习，知识体系杂乱无章，使学生出现“知其然不知其所以然”的现象。通过对这些基本内容的学习去掌握有关的设计规律和技术措施，从而使学生具有设计其他通用零部件和某些专有零部件的能力。系统教学法特点：①系统性。整个课程内容作为一个系统，每个章节内容作为要素。②典型性。具体机械设备包含大多数机械设计课程的知识。③目的性。学习通用机械零件的设计与选型。④科学性。根据学生理解具体情况，灵活掌握、实施教学。⑤直观性。设备结构和各个零部件的作用一目了然。⑥应用性。应用书本理论直接解决设备失效的问题。⑦关联性。充分体现各个零部件相互关联关系。
三、机械设计系统教学法实践
“系统教学法”的优秀是一台具体机械设备，具体如何实施教学，可以根据具体情况灵活掌握。设备应具有形象化、具体化的特点，与传统教学中的举例有本质的区别，是把整个课程知识作为一个系统，而系统又是以一台具体设备而体现的，各章节的知识通过设备零部件的设计和选型来学习。设备零部件具有形象化、具体化的特点，以提升绞车作为一台具体设备实例教学。课程教学前，学生首先通过视频了解这台设备的用途，然后到实验室参观，让学生确实感受到设备的外形。教师上课根据视频首先介绍其工作原理以及各个部件的功能和作用，让学生清楚认识到学习这门课程的目的就是要学会这台机器的设计。在教学中要始终贯穿“使用场合—失效形式—受力分析—强度计算—结构设计”这一主线，本课程的学习分成三个单元进行，机械零件的疲劳强度设计和主要零部件，诸如齿轮传动的强度计算、轴的设计、滚动轴承的选择及组合设计、螺纹连接的强度计算及螺栓组连接的受力分析等内容列为重点内容作为减速器的重要组成部分，作为第一单元知识，在课堂上重点讲授；而把比较易于理解的某些章节，如机械零件常用材料和选择原则、过盈连接、摩擦轮传动等列为一般性内容，安排学生自学。第一单元———减速器。①减速器原理。强调是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，是一种相对精密的机械，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。设计减速器时，应根据工作机的选用条件、技术参数、动力机的性能、经济性等因素。②齿轮。通过视频和图片，让学生理解齿轮的失效形式，然后讲解制造齿轮需要材料和热处理、齿轮的受力和强度计算、齿轮的加工精度和效率、齿轮的润滑和齿轮的设计、材料、加工热处理。③轴。根据减速器中轴具体结构进行教学，还要结合齿轮的结构和受力分析讲授轴的结构，对轴的设计、材料、加工工艺、热处理和精度公差要结合实际详细讲解，并对轴的失效形式和国内外最新维修方法进行介绍。④键连接。结合减速器的齿轮和轴进行教学，解释键的作用，重点学习平键和花键的选型计算和实效形式，其他类型的键作为扩展知识进行介绍。⑤轴承。结合减速器的轴系，解释轴承的作用，介绍轴承的种类，重点学习轴承的选型计算；结合减速器的工作特点学习轴承的润滑和实效失效形式。⑥螺栓连接。以减速器箱体的各种螺栓为例，学习螺栓连接的种类、应用特点和使用场合、预紧力的作用、防松的措施、引伸学习螺栓的强度计算和提高强度的措施。第二单元———提升绞车其他部件。①联轴器。首先根据提升绞车介绍各个联轴器的作用，重点学习联轴器的选型设计，联轴器的种类以自学和课堂讨论为主。②刹车器。教师简单介绍提升绞车中刹车器的作用和类型。第三单元———机械其他知识。①带、链和蜗轮蜗杆传动。学习这部分知识时，要把这三章内容进行整合，改变过去按章节分别教学的方式。首先采用对比法进行教学，就是以齿轮传动为参照物，重点介绍三种传动的特点、应用场合，然后再分开单独学习。②摩擦、磨损及润滑。学习时以减速器为例，讲解摩擦和磨损的危害以及润滑的作用。重点学习润滑剂的选用和润滑方式。③机械零件强度。结合齿轮、轴和轴承的失效形式，学习材料的疲劳特性；结合齿轮、轴和轴承的工作中的受力形式，学习交变应力特性。要通过具体减速器齿轮、轴和轴承的失效案例，使学生掌握零件疲劳破坏的危害。
四、结语
“卓越工程师培养计划”人才培养模式是“重实践、强能力”。为此，更新教育思想和观念，加强机械设计课程的改革和建设。改进教学方法，采用先进的教学手段，树立崇高的敬业精神，只有三者结合起来，才是搞好《机械设计》课程教学工作的根本途径。
作者：刘利国 李静娟 卢学玉 钱善华 单位：江南大学
1钢包加盖技术简述
在转炉和连铸工艺中，钢水会在钢包内停留，随着炉外精炼的技术普及，钢水停留在钢包的时间逐渐变长，从而导致钢水在钢包内会发生一系列的温度波动和热损失。影响钢水的因素有两个方面，一方面是由于钢包本身材料决定，钢包本身在钢水转运过程中会与外界环境进行热交换，同时由于材料本身的比热容决定，会产生一定的温度内蓄现象，另一方面，钢水表面会与外界环境产生热交换，造成一定的热损失。为了缓解这两个问题为炼钢生产带来的能量损失，一般采用钢包加盖的方式解决钢水表面的热损失，采用利用新型材料来提升钢包本身的保温能力。钢包加盖后，钢水表面的散热则会被包盖吸收，并且最终使得包盖与钢水表面形成空间上的热平衡，从而起到一定的保温作用。如何缩短钢包加盖后空间内热平衡达成时间，是目前许多炼钢企业对钢包加盖设计中考虑的问题。时间缩短的越明显，炼钢生产效率就越高。而影响热平衡达成时间的主要因素为钢包加盖的工艺流程。由此可见，钢包加盖的机械设计与应用对于炼钢生产有着重要的意义，深入研究钢包加盖工艺，对于提高炼钢质量、产率是有必要的。
2钢包加盖的机械设计
钢包加盖的机械设计主要包括有钢包盖的设计和钢包回转台设计、加盖工艺设计三个方面。
2．1钢包盖设计
钢包盖的设计主要包含对钢结构和耐火材料的敷设设计。钢包盖设计吊耳很重要，方便吊车取盖，在盖的周围需要有翻转包盖的穿孔，钢包盖结构设计过程中需要考虑到包盖的机械膨胀性能和热膨胀性能。为了进一步提高钢包盖的保温性能，柳钢钢包内侧均有耐火材料的敷设设计，一般采用耐高温的耐火纤维进行包盖的内部敷设，加强钢盖的接受热辐射的能力。
2．2钢包回转台设计
钢包回转台设计是钢包加盖机械设计中的重点部分，主要是针对钢包加盖过程中的升降、回转等功能进行设计。为了达成这些功能，一般会利用一些电动设备来进行构建。常用的辅助设备包括电动机、离合器、液压系统、气动系统等。钢包回转台是实现钢包自动加工的平台，它能够完成钢包周转过程中的加盖、揭盖操作，能够保证这些操作过程中钢包以及包盖处于安全位置。钢包加盖装置包括有加揭盖机（柳钢钢包揭盖机），型号有插齿式、移动插齿式、液压升降／伸缩式、回转式、悬挂移动式等。根据炼钢厂的炼钢工艺布置采取不同的设备组合。还有一系列的辅助设备，如包盖存放台、吊具、工装、铰链座等。
2．3钢包加盖工艺设计
钢包加盖的一般性工艺设计为以下几个步骤：
1）准备工作。确保钢包与炉次之间的准备服务后，将钢包放回钢包车，钢盖一直盖在钢包上，这样可以省略下一炉的钢包预热工作，保证钢包的温度。但如果下一炉的时间相距几个小时，则需要考虑钢包的预热准备。钢包进入炼钢炉前，需要将钢包内的铸余渣，并且需要清洗水口滑板和完成填砂过程。炼钢炉出钢时，钢包经过出钢线，利用自动揭盖装置完成揭盖，包盖则放置在存放台，钢包进入炼钢炉下盛接钢水。
2）出钢后加盖。出钢完成后，钢包加盖机自动完成对钢包的加盖操作，这个过程中无需人为操作。
3）精炼揭盖、加盖。钢包经过运转进入LF精炼炉位，此时包盖被自动揭去，钢水在精炼炉中完成精炼过程，待这一过程结束后，钢包回转台将包盖带回，进行自动加盖操作。加盖后，钢包连盖一起被吊上连铸台。在这一过程中，首先要确保钢水的精炼达到标准，钢水的各项指标达到指标，钢水的温度达到要求，其次采取对钢包进行钙处理或者微合金处理，进一步提高钢水的洁净程度。
3应用效果
在炼钢生产全程中实现钢包自动加盖有效地减少了钢包周转过程的热损失，同时保证了钢包中钢水的温度趋于稳定，有助于炼钢生产提高质量并且降低生产成本，钢包全程加盖后的应用效果主要体现在以下几个方面：
1）钢包全程加盖能够起到对钢水的保温作用；并且能够降低钢水出炉温度。柳钢转炉加盖出炉钢温度较之不加盖降低了15℃左右，柳钢转炉加盖后，出钢过程中的温度损失降低4℃，钢包运输过程中温度损失减少15℃左右，全程温度损失减少19℃左右。钢包加盖后起到的保温作用还有效的减少了包内钢水的冷却作用，免除了连铸过程中对钢包的预热过程，可实现低过热度浇注，有效提高合金收得率，降低钢包废钢率和保温剂的使用率，节约了经济成本。
2）钢包全程加盖有助于延长钢包的使用寿命。连铸浇注完毕后，包盖悬挂在铰链上，钢包可实现带盖倒渣和回浇余。减少了对钢包的清理需求，同时翻铸余更加干净，降低了残渣量。钢包自动加盖降低了对包内耐火材料的机械损伤，因此提高了钢包的使用寿命。柳钢实现钢包全程加盖后，转炉出钢口寿命提高了5炉以上，钢包寿命延长至95炉。
3）钢包全程技改有助于减少LF炉的升温时间，减少RH、CAS的OB频率及时间，同时降低了废钢的产生率，有效提高了炼钢效率和质量。除此之外，采用钢包全程自动加盖可以节省钢包服务区的空间，减少人力劳动，降低人力成本。
4）钢包全程加盖有助于炼钢厂的节能减排，一定程度降低生产成本，增加收益。钢包全程加盖后，转炉出钢温度升高，降低吹氧升温的吹氧量，降低了氧气能源的使用。若采用焦炉煤气升温模式，则可降低炼钢厂眼气排放，起到节能减排的效益，有助于炼钢厂的可持续发展。除此之外，柳钢实现钢包全程加盖后，降低吨钢成本10元左右。同时由于炼钢质量的提升，进一步提高了吨钢实际收益，能够有效提高炼钢厂的经济利益，实现企业的经营目标。
4结语
钢包全程加盖对于炼钢生产中的稳定钢水温度，降低热损失是十分有效的，除此之外，它还对炼钢厂的节能减排、降低成本有着重要作用。但随着信息技术和电子技术的深入发展，相信在不久的将来，钢包的各项性能将会更加优秀，炼钢生产中的钢包周转也将更智能化、电子化和自动化。
作者：邱杰松 单位：柳州钢铁集团公司
一、对教学内容进行适当整合，以适应教学目标要求
教学内容的整合要按照应用型人才培养目标要求，对现用教材进行适当的删减和重组。整合的结果既不能遗漏知识点，又要避免重复，还要保证知识的衔接。在内容的处理和编排上要以“需要”为准绳，以“够用”为尺度，以“会用”为目标。因此，机械设计的教材内容应围绕“掌握概念、突出技能、重在应用”展开。首先，为提高教学效率和效果，对教材内容进行适当的删减以满足教学及课时要求。内容上既要具有工程现实意义，又要注意理论知识的深度把握；既要注意基础理论知识的学习，又要强调实际能力的培养，因此教学内容应“少而精”，制订有效的教学方案，做到重点突出、难点突破、学以致用。删掉一些过深的、不必要的理论推导和证明内容，取而代之的是公式和结论的背景和运用的说明。要求能够正确使用设计公式，根据实际工况能够合理和规范选择设计参数，设计计算结果要与结构设计相协调。例如，齿轮传动中按齿面接触疲劳强度设计公式的推导过程，带传动中带即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间关系式的推导等内容应该删去；掌握齿轮传动强度计算公式的正确使用和参数的合理选择，图表的正确查取等内容。另外，对相对简单的内容作为课后作业由学生自学完成，例如对各种零件设计中材料的选择和热处理方法、润滑油的类型及选择等内容。其次，合理组合教学内容和调整教学顺序，以保证知识的衔接和掌握。例如将教材前面的概念性较强、比较抽象的“摩擦、磨损及润滑”内容调整到教材后面的“滑动轴承设计”之前讲授，这样既可以保证知识的合理衔接，增加理论知识理解和运用，又可以避免内容的重复讲授。再次，为了提高教学效果，提高课程设计效率，将“连接”内容调至课程的最后，这样可以使与教学内容并行的课程设计内容顺利展开，并具有充分答疑解惑的时间。
二、教学中合理选用多种有效的教学方法和手段，以提高教学效果
多年教学实践表明，课程教学的效果很大程度取决于教学方法和手段的合理选用。目前大多采用多媒体教学方式进行教学。尽管这一方式对本课程不失为比较有效的手段之一，但是要达到预期的教学效果还需要借助于多媒体这个载体来融进多种有效的教学方法。
1.采用启发式、互动式教学方法，激发学生学习兴趣。
为了激发学生的学习兴趣，培养其主动思维的能力，课程教学中要采用启发式和互动式教学。针对教学内容设计好适当的设问来引导学生思维方向，从而启发学生积极思考、主动探究真相的兴趣，与此同时，鼓励学生敢于提出问题、积极回答问题，实现教师与学生间的良好互动效果。例如在讲授齿轮传动设计中，教师通过一个工程案例，给出工程应用中齿轮失效的应用实例，让学生分析出现这种现象的原因是什么？怎样避免失效现象发生？设计中应该如何保证不发生类似的问题？学生通过对所提问题进行有针对性的思考及短暂的课堂讨论，随后与老师进行互动。通过这一环节之后，学生已进入教学内容的情境中，虽然不能准确回答，但是这时学生是带着疑问听老师再剖析上述问题时，注意力格外集中，对知识探究的渴望被充分调动起来，获取知识的效果更好。实践证明采用启发式、互动式教学法，极大地激发了学生的主动思维及学习兴趣，学生的逻辑推理能力、分析判断能力、解决问题能力、想象力、总结归纳力，都得到了锻炼和提高。由于思维能力的提高，无形中对基础知识、基础理论的学习也起到推动作用，这一切为学生创新思维的形成奠定了坚实的基础。采用启发式和互动式教学，由于符合教学规律，教学效果显著，因此现已将此方法贯穿整个教学过程当中。
2.采用并行教学方法，提高学习效果。
并行教学方法是一种提高教学效果和提高课程设计效率的可行方法之一，经过多年的实施，较好地达到了预期的目的。所谓“并行教学方法”是指授课内容与课程设计实践环节部分内容同步进行，这样不仅可以加快课程设计进度，在设计周期内把更多精力用于结构设计和创新，而且还能提高教学效果。例如在讲授机械传动这一篇开始，就将课程设计任务布置下去，随着课程的进行，按照课程设计任务要求把传动方案设计、传动零件设计及有关轴系零部件的装配草图设计这三部分内容与课程相关内容并行，即一边学习理论知识一边应用实践。通过并行教学的实施，学生学习主动性和积极性有很大提高，学习目的更加明确，做到学以致用，加深了对教学内容的理解。
3.采用案例教学方法，培养工程意识。
培养应用型创新人才，有必要将一些合适的工程实例引人课堂教学之中，通过对具体工程案例的分析探讨，学生在理论学习的同时置身于实际工程背景之中，消化抽象的理论知识，同时也有助于培养学生的创新思维、主动探索工程实际意识。案例教学通过工程案例引出问题，以学生为主体解决问题，强调培养学生分析、解决工程问题的能力。案例不等同于传统课堂教学中的举例、课堂讨论。在案例教学中强调启发式教学方法，以学生为主体，教师为主导，主要采取讨论、分析等方法，学生之间、师生之间形成知识传授沟通的多向流动。好案例是提高案例教学效果的基础和前提。案例选择要围绕课程教学目标和专业培养方向，并考虑学生的现状和特点，一定注意案例的内容要与授课内容紧密相关，且原理和结构简单，学生容易理解，最好是能使学生感兴趣并且符合专业特色的案例，这样能激发学生的探究兴趣。例如将具有海洋特色的水产加工机械的“剥鱼皮机”引入到链传动设计和轴系零部件设计的教学中。首先利用多媒体播放“剥鱼皮机”的整机结构和工作实况录像，观看鱼皮是如何被剥掉的，此时学生的兴趣已经被激发出来，这时教师开始有针对性地提出有关问题：该机器的是由哪些结构和机构组成的？它们是如何实现“剥鱼皮”功能的？那么这些机构是如何传递运动的？传动机构当中为什么采取链传动机构？带着这些实际问题学生开始观察分析、思考和讨论，然后老师与学生进行实时教学互动，循序渐进展开教学内容，这样以来学生会非常关注老师之前提出的问题，渴望得到问题的最终答案，在接下来的教学内容进行中，学生获得了满意的解答。因此在教学中，不断针对不同教学内容结合实际案例进行教学，学生学习兴趣浓厚，主动参与教学，大大提高了教学效果。
4.重视实践教学环节，提高工程实践能力和应用能力。
实验是该课程教学中重要环节之一，以前开设的实验主要是认知性、验证性实验，这些实验不利于学生培养全面思考问题的能力和创新能力，更不利于学生应用能力的形成，因此对实验内容进行了改革。首先，加强应用性的基础实验，例如组织学生装拆与专业相关的机器，如常用机构减速器、通用机床等通用机械。拆装实验使学生具体形象地了解机械的结构组成，典型轴系零部件的组成、各零部件的装配定位固定方式。通过拆装和简单测绘不同级别减速器，加深对滚动轴承，轴上传动零件的定位固定方法的理解，也可以锻炼学生的动手操作能力，为后续的课程设计打下一个良好的基础。其次，械性能实验室增加了各种传动性能综合实验设备、连接的机械性能综合实验、轴系零部件和传动机构的机械性能综合实验设备，加强了学生对机械零件性能的理解，深化了课堂教学效果，培养了学生的分析问题和动手能力。课程设计又是该课程的另一个重要实践环节，通过此环节的实训，可以综合运用所学专业基础知识解决工程实际问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。该实践环节主要注重实训题目类型的选择、方案的设计、设计内容及完成效果。针对学生能力不同，题目选择不同，采取不同手段进行规范设计，在规定的时间内独立完成设计任务，这种实训方式给予学生充分发挥主动性和创新能力的空间。此外，鼓励学生参与教师科研项目和参加大学生机械创新设计活动中，从而拓宽专业知识领域，在教师的指导下，使学生更好地将所学理论知识与工程实际相结合，能够很大程度提升学生的应用能力和创新能力。
三、结语
多年教学实践表明，教学中只有对教学内容和教学方法进行不断改进和创新，才能充分调动学生主动探究工程实际的积极性，提高课程教学效果，并且能够培养学生运用所学理论知识分析问题和解决工程实际问题的能力。
作者：马先英 蔡卫国 谢忠东 武立波 单位：大连海洋大学机械与动力工程学院
一、绿色设计内涵
绿色设计主要就是一种以产品资源为优秀，并贯穿于整个产品的设计方法。通过这种设计方法，所考虑的不仅仅是产品的性能和成本，还包括产品的整个使用过程，绿色设计的内涵主要包括这样几个方面：第一方面，产品设计制作过程中，最为重要的就是对它的环境进行考虑，尤其是产品设计阶段，更是应该对它的使用并回收充分考虑；第二方面，就目前而言，环境不断遭到破坏，绿色设计法主要就是对传统方法的创新，在一定程度上对环境保护引起高度重视。
二、绿色设计内容
机械设计与制造过程中，要想更好地使用绿色设计法，就应该对设计内容进行研究，只有这样才能在设计制造过程中保护资源环境，主要表现为以下几点。
（一）材料选择
所谓的绿色设计，也就是在设计过程中使用绿色材料，绿色材料即可回收、可再生，且对环境污染较小、低能耗的材料，特别要注意避免辐射性能较强的材料，这种才能从源头与“绿色设计”的理念保持一致，从而实使机械制造业在资源利用率方面得以提升。同时，在机械设计与制造中，还应当尽量减少所选用材料的种类，从而降低产品在废弃后的回收成本。例如：模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响，可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法，而改用物理方法实现防腐与脱模；选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬；用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。
（二）设计方法
1）拆卸设计。
传统的机械设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性，而较少考虑到产品的可拆卸性。而本文所涉及的绿色设计中则着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中，产品结构设计评价的一个重要准则，从而使产品在报废以后，能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸，以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生，进而达到保护环境和节省资源的目的。在拆卸过程中应该遵守这样几个原则：首先，所用材料应该具有多功能性，这样可以有效降低拆卸数量；其次，设计制造过程中，针对某些有着相互影响的材料避免将其组合，以便间接的导致零件的损坏；再次，拆卸过程中减少零件的多样化，这样可以减少设计制作过程中时间差。
2）可回收设计。
所谓的可回收也就是在设计过程中，对零件的重复利用充分考虑，同时，还应对相应的回收处理方法和回收费用等问题进行考虑等。可回收性设计一般是零部件的再利用和原材料的再循环，当前由于材料再循环仍存在技术困难，而且再循环成本较高，因此较为合理的可回收性设计应将重点放在零部件的再利用上。使用该方法进行设计时，应该采用这样的措施：在设计制造过程中，应该尽量使用那些可以重复利用的材料，并且，还应该确保所使用的材料具有较小的污染力，对于已经报废的零件，可以采取相应的措施进行再加工等。例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等；对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。
（三）设计成本
在对绿色设计的成本进行相应的分析时，与传统成本分析法大有不同，绿色设计过程中，还应该对产品的回收和利用进行考虑。因此，在整个产品设计制造成本分析过程中，必须在一定程度上对产品的环境成本、回收成本等进行考虑，只有这样才能确保使用最小成本，获得最大的经济效益。从另一方面来说，在对产品进行包装时，也应该着重突出这样几个原则：材料应该尽可能的降低到最小程度的使用量，也就是在满足相应包装条件的前提下，将包装材料降到最低。同时，还应该选择那些具有较小危害的包装材料进行产品的包装，这样可以适度的减少环境污染。与此同时，所选用的包装材料最好能够回收利用，这种可以重复利用的材料，可以有效降低包装过程中所产生的废弃物数量。
三、结束语
总而言之，伴随着国民经济的发展，环境破坏越来越严重，在这种新时期的背景下，在对机械产品进行设计和制造过程中，应该以绿色设计为重点，对环境和能源进行充分考虑，同时，还应该在设计制造过程中体现出绿色设计相应的功能，从而在保证可以生产出较好产品的同时，确保环境得到有效改善，进而促进国民经济的进一步发展。
作者：朱耀武 单位：无锡职业技术学院
1机械设计基础课程改革内容及目标
1.1具体改革内容
（1）改革课程教学模式，设置有利于学生自由发展的教学环节。引导学生“主动参与”的教学模式，教师在课程教学初期提出目标，如以往届“机械创新设计竞赛”为主题，并明确目标完成质量，将纳入期末考核并给定所占总成绩的比例，一般不应大于50%；学生自行提出任务，3人一组自由组队，寻找方法，教师在目标提出约两周后组织学生对任务进行答辩，对任务进行客观、准确评价，指出下一步学习的重点；在学期中组织“机构创意搭接”活动，在学期末组织“机构设计及动力学仿真”活动，激发学生热情。课程教学模式不局限于教师课堂讲授，可以是学生任务汇报、教师指导答疑、活动演示等多种形式并存。教师引导：提出目标、不规定任务；不规定方法；督促实施、解答疑问。学生主动参与：明确目标，提出任务；寻找方法；边学边干，完成实践。
（2）改革课程教学方法，营造学生自主探究的环境。引导学生“主动参与”的教学方法，教师在课程讲授过程中取材以教材为线索，又不局限于教材，在学生自行寻找的任务中，找到具有共性的问题，引入课堂；在各章节围绕技术的发展，增加新的内容；不拘泥于程式方法的符合度，看重对方法（路径）的找寻过程，看重结果的创新度。
（3）改革课程考核方式，重点以考核学生能力为主，多种考核形式并存，客观准确评价学生成绩。打破传统的以考核学生对书本知识掌握程度的限时书面考试方式，传统考试方式会使学生临时抱佛脚，放松平时的学习。加强对平时任务完成情况考核、对组织活动参与情况考核、对实验室开放参与程度考核，加大平时考核在综合成绩中所占的比重，在一定程度上促使学生重视平时各个教学环节，使学生的学习过程变成循序渐进的过程，防止学生考前的突击应付，提高平时学习的自觉性和主动性，考试题目增加一定量的设计型题目，强调工程背景，克服传统考试中题目的限时性、定向性、唯一性、单纯性的弊端，着意考察学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。
（4）改革课程对应集中性实践环节教学内容，将任务从课内延伸至课外。多数作品可作为课程设计继续研究，丰富课程设计内容；部分作品可作为毕业设计题目深入分析；优秀作品可参加辽宁省机械创新设计大赛。
1.2改革目标
通过课堂讲授与学生自主实践，培养学生具有：
（1）根据目标范围找寻社会需求提炼课题的能力；
（2）对于机械工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力；
（3）独立创新设计机械系统与零部件的能力；
（4）在团队中工作、与他人合作的能力。
2机械设计基础课程改革实施方案
学生的学习分别通过若干个学习任务来完成，每个任务均要求学生通过小组动手实践直接掌握实践知识。在实践中遇到了问题，又使学生对理论的学习变成内在需要。学生在学习专业理论之时，又通过实践巩固理论知识，从而使理论知识学习与实践知识学习有机地结合在一起。以学生“主动参与”为中心，进行各方面能力的培养与锻炼，每个任务都是一个完整的工作过程，是一个获取信息—制定计划—做出决定—实施计划—检查控制—评定反馈的过程。
3机械设计基础课程改革成效
3.1组织与课程密切相关的教学活动
在2013/2014学年第二学期，对机械设计基础课程进行了改革的尝试，涉及三个班级。在课程前半部分常用机构理论内容讲解完，组织学生开展“首届机构创意搭接竞赛”活动。
3.2机械设计基础课程改革取得成果
共收集作品32件，分别是：颚式破碎机、飞机起落架、活塞泵、压盖机、蛋糕切片机、汽车雨刷器、印花机、台式电风扇摇头机构、带式输送机、鹤式起重机、摄影升降台、机器人腿部机构、车载起重机、多连杆式独立悬挂机构、机械手手指机构、精压机机构、缝纫机踏板机构、机械手手臂机构、筛料机机构、内燃机、活塞泵、插床插削机构、带传动传送机构、飞剪机构、后备箱开启闭合机构、单缸四冲程内燃机、牛头刨床机构、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括：设计任务书、答辩PPT、机构搭接视频、活动总结。评选出特等奖1项，一等奖3项，二等奖6项，三等奖6项。其中，单缸四冲程内燃机获特等奖；颚式破碎机、后备箱开启闭合机构、牛头刨床机构获一等奖；飞机起落架、汽车雨刷器、摄影升降台、精压机机构、插床插削机构、飞剪机构获二等奖；活塞泵、压盖机、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器获三等奖。
4结语
从改革实施效果看，师生交流加强，学生学习自主性有所提高；设计独立完成，无法抄袭；全体学生参与小组共同设计，加强了与人合作意识，获得了团队工作经验；部分作品可作为课程设计、毕业设计题目继续深入研究，课内成果延伸到课外。该研究使实践教学与理论教学有机结合，以技术应用能力培养为主线，按照能力本位、任务驱动的理念进行组织教学，构建以实践为主、以知识为辅、以任务为载体、理论与实践一体化的课程结构，充分体现“以学生为中心”的教学思想，充分调动学生主动获取知识和解决问题的主动性，通过小组个体之间、师生之间的沟通、交流、讨论、答辩、评价等多个环节，通过对任务实施过程中具体环节的训练，引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地学习，使学生具备对任务综合的分析能力、知识选择能力、知识应用能力、对问题的判断能力、问题分析能力、创新能力、工作质量及效率和团队合作能力、自学能力等人才培养方案中所要求必须具备的能力素质。
作者：郭维城 王琳 刘小琨 张陈 单位：沈阳工程学院
一、课程特点
课程对学生机械专业课的学习打基础，起着承上启下的作用；同时该课程的综合性和实践性都很强，课程许多内容可直接用于生产实践的设计与应用。故此课程的学习可培养学生具有一定的机械基础知识和初步的机械设计能力，同时理解从工程实践中得来的知识经验，还要具备将所学应用到行业工程实践中的实际工作能力，培养学生的发散性思维和创新能力，为今后从事机械技术工作打下基础。若有学生前期知识基础不牢或自学能力不够，会使学生普遍感觉这门课程难学而导致学习积极性不高。鉴于以上情况，认为根据应用技术型大学以“学生为中心、职业为导向、能力为本位”为基本教学思路的特点，对《机械设计基础》教学内容进行优化、对教学方法与考核方式进行改善十分重要。
二、教学内容特点
《机械设计基础》的教学内容主要包括三大部分：机械设计的基础知识，如平面机构的运动简图和自由度；常见机构的结构及设计，如凸轮机构、齿轮传动和蜗轮传动、联接与螺纹传动、带传动和链传动；机构的装配与设计，如轮系和减速器；轴和轴承等。在课程初期或教学进入到某一个大部分时，可向学生介绍将要学习内容的总体框架，使学生可以初步从机械系统的总体去认识机构。使学生对各机构间的关系有初步了解后，可进入具体教学内容的学习，在学习过程中让学生具体了解各种机构的构成、工作原理、特点和功能，可使学生不再孤立地了解和设计某一种机构，而是以机械系统为主线，依次掌握各种机构分析、设计的基本理论和方法，理清各种机构间的关系及异同点。教学内容要以技能和应用作为准绳，故本课程的主要教学方向是以项目为导向、以工程问题为驱动。教学内容的重点应突出技能的掌握和工程实际的应用，故在教学过程中先以实际工程例子作为引导引入新的课程内容，可提高学生主动思考、主动学习、激发学生探索创新的思维。在教学过程中，教师应举一反三，将教学内容进行引申到工程问题，使学生保持学生学习热情的同学，也加深或拓展学生的视野。在某一部分教学内容结束后，教师可结合教学内容和行业实际情况提出一个或多个项目任务，教师进行问题的引导与学生一起讨论，最后指导学生完成项目的设计方案并实施方案。课程中齿轮设计、传动设计、轴设计、轴承及联轴器等零件的设计都可作为项目计划内容。学生完成项目计划后可体验到产品设计的真实过程，可增强学生的学习兴趣和自信感。课程设计是本课程的重要教学内容之一。课程设计题目应该尽可能接近实际生产且题目形式应多样化。为了使学生不至于对课程设计有突兀感，可在课程之初将课程设计题目列表发给学生，让学生在课程学习的过程中，根据自己的兴趣及能力选择相应的题目。这种方式可调动学生自主学习，也可使课程设计过程更具开拓性和应用性。教学内容和课程设计题目，要根据不同专业、不同学习水平进行调整。两方面内容均要体现专业的特点，也要与社会应用和工程创新相结合。只要在教学过程中调动学生的主观能动性，使其主动地开展学习和思考，才能提高教学成效和促进学生的实践能力和综合素质的提高。
三、教学手段
1.利用现代多媒体技术。
课程中涉及到许多对初学者较难理解的动态过程，如齿轮的传动过程、齿轮的范成加工过程、带传动的打滑现象等。可采用多媒体教学的方法，将静态的二维图像转变为动态的三维模型，使教学内容变得直观和生动，从而帮助学生快速理解和掌握机构的运行原理及过程，也可弥补部分学生的理解能力不足或教师表达不充分的传统教学不足之处。再者，教材所体现的是课程的经典知识，可利用网络资源，使学生了解教材上没有体现而又能呈现学科发展的前沿知识点或科技信息，可拓宽学生的眼界，并有助于学生对课程内容兴趣的提高。
2.实例教学。
应用型技术大学的教学以职业为导向、以能力为本位。可让学生进入机械加工中心，对典型实例机械设备进行拆卸，让学生直观地了解各种机构和零件在机械装备中的工况，甚至可让学生亲自动手运转机械，使学生将理论教学课学习的知识与实际机械的构造进行联系，激发学生的学习兴趣。
3.讨论式教学。
针对某一特定问题，如某一机构的设计思路或某一工程问题，由教师进行问题的引入，而教学过程以学生进行分组讨论为主体，各组分别由一人论述本组的解决思路或方案，其他组同学对提出的方案进行评述其优点或缺点以及改进思路。最后由教师进行点评各组方案的可行性及改进思路。讨论式教学是以学生为解决问题或提出设计思路方案的教学主体，教师充当裁判员角色，这可提早历练学生在实际工程中解决问题的发散性思维。
4.案例教学。
案例教学与讨论类教学类似，不同点是案例教学以教师为主导。针对某一有典型特点的机械设计实例，由教师进行循序渐进地提出引导性问题，与学生进行讨论，并随时对学生提出的观点进行评述。某一问题讨论结束后，教师即刻提出下一引导问题，直至此机械设计的过程蓝图完全呈现。案例式教学也是历练学生解决实际问题发散性思维，但教学过程要以工程上解决机械设计问题的思路为轴线，以让学生了解实际工程问题的解决思路。
5.对比法教学。
本课程中涉及多种齿轮，如直齿轮、斜齿轮和锥齿轮；多种间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿机构等；多种传动形式，如齿轮传动与蜗杆传动、带传动和链传动等。这些机构在结构形式、受力分析和应力分析等方面都具有相似性，可针对此种情况，为学生建立学习对比学习卡片，将类似机构的结构分析、受力分析和应力分析等进行比较，并列出各自的不同点。学生利于此学习卡片，可清晰地对比相似机构的异同点，从而有助学生对知识点的掌握。
四、考核手段
本课程一般采用闭卷考试对学生进行考核，在此考核方式下，学生通常要记忆大量复杂公式而倍感厌烦，故闭卷考试并非最佳的考核方式。在闭卷考试不能完全改革的情况下，可增加其他考核方式的权重，以“应用”作为考核学生的主要依据。
1.口头考核：
教师结合教材内容，提炼出多个理论知识点与工程应用细节相结合的问题，针对学生的回答考核学生对理论知识的掌握和对实际问题的解决思路。此考核方式是针对讨论式教学和案例教学的检验。
2.课程设计式考核：
教师结合教材内容，提出数个机械设计题目，将学生分为多组，每组学生自主讨论、确定设计思路和方案。学生需提交考核报告，报告内容包括设计内容的讨论整理稿、思路的确定过程、最终的设计方案和组员的分工。根据每组的总评和组员分工的完成情况对每个学生进行考核评估。此两种考核方式应该先后进行，口头考核考察学生解决实际工程问题的思维水平，即是否掌握了技能；课程设计式考核考察学生解决实际工程问题的能力水平，即是否会应用技能解决实际技术问题。
作者：张尧成 杨莉 戴军 单位：常熟理工学院机械工程学院
1高职机械设计基础实验教学现状
实验教学是重在培养学生动手能力、实践能力以及创新能力的重要过程，是应用性强专业通常所采取的一种通用性的教育教学模式。机械设计基础专业技术课程的终极目标是培养现代化所需要的实践性人才，然而受到传统教育教学模式的影响，我国高职机械设计基础课程的教学往往过分重视理论教学，实验环节只是作为辅助手段。这种现象严重制约了高校机械专业学生的实践能力的培养和发展，不利用今后操作能力的提升。正是这种现象的存在，导致很多高职院校机械专业在资金投入上往往不能有效地向实验器械的购买增加上倾斜，使得高职机械设计基础课程的实验设施设备普遍滞后，实验项目仅仅是最基础、最普遍的常识性实验。这种单一性的实验，直接导致学生对机械设计基础专业的理解严重不足。尤其是有些实验虽然是以实验的形式出现，但是仍然具有极强的理论性认知，不能通过过程验证来激发学生的求知欲，导致学生兴趣和积极性的不足，失去作为实验教学的意义。如何加入更多的实际动手性操作实验势在必行。同时，高职学校机械设计基础课程的实验设置上过多地将视角放在了教师操作、学生观摩上，学生只能通过视觉感官来体验实验的内容，而不能通过亲身的实验操作来获得更加深刻的体会，导致学生当时明白，但是很快就遗忘，不利于学生综合能力的显著提升。此外，高职院校对机械设计基础课程的评价模式也存在弊端。实验教学环节由于实验实施设备的不足，导致学校在对实验教学进行评价时，只是将实验教学作为考察部分，不能有效地激发学生对实验的重视，如此一来，学生的能力如何提升？
2高职机械设计基础实验教学建议
2.1更新机械设计基础课程理念
任何体制创新、制度创新都取决于观念的更新。高职机械设计基础课程实验教学体系的改革首要的就是要更新观念，建立适应现代化发展的高等教育教学管理理念，彻底打破传统教育教学模式的影响，建立以实验为导向，以培养学生实践能力、创新能力为目标的课程理念，为优化高职院校的竞争力的全面发展奠定坚实的基础。机械设计基础实验教学是以培养学生的动手实践能力为目的，使学生掌握科学实验的基本方法和技能，具有创新设计能力及应用现代技术手段分析和解决工程实际问题的能力，最终实现由知识传授到技能培养，再由技能培养到综合素质提高的全面转变。这是机械设计基础实验教学改革的目标与优秀任务。一切以优化高校发展、促进优势学科建设、规范管理为基础，切实将高职机械设计基础学科建设放在重要的位置。
2.2加大投入，优化设施设备
高职机械设计专业实验教学体系的构建作为一个系统的工程，需要大量的物质基础来保障其有效运行。这种投入涵盖了大量的人力资源和物力资源来保障其有效运行。实验室的优化首当其冲，良好的实验室、合理的实验设施设备是保证高职机械设计基础实验教学顺利进行的前提。
2.3建立适合学科发展的实验体系
总体上看，高职机械设计基础专业的实验涵盖以下几种主要的类型：基础性实验、综合性实验、创新性实验以及设计性实验。目前，高职机械设计基础实验过多的注意力放在基础性实验上，如何在实验内容上进一步优化至关重要。适当地加大创新性、综合性、设计性实验的成分，将进一步提高机械设计专业的学科建设，这些才是高职实践性教学所必需的，是培养机械专业学生解决实际问题能力的关键。只有这样，才能切实提高高职机械设计专业学生的动手实践能力。首先，在内容上的优化还应以提升学生的设计能力为基础，在实验内容上鼓励学生自主设计。如四杆机构、凸轮机构和齿轮机构等的教学，应不断地鼓励学生自主设计，并自主地查阅资料来根据机械设计基础模拟相关机构的运动规律。不断地自主实践才能真正提升学生的能力，教师充当的角色也应发生变化，切实起到主导的作用。其次，在实验教学环节上也应进一步优化，建立适应相应实验项目的不同实验分组模式，如轴系结构设计与分析实验是具有较强的分析和综合性的实验，实验目的旨在提升学生的实践能力。这就要求教师在分组时切实增加学生的动手机会，分组人数不易过多。而相反在设计性的实验教学中应适当增加小组人数，通过大家的集思广益来拓展思维，优化思维，并通过小组讨论来不断地优化小组设计，提升小组成员的合作意识。再有，高职机械设计基础实验教学应不断优化实验教学的方式、方法。在教学中不断增加开放式教学模式，提高学生的设计、创新能力，在高职机械设计的实验教学中突出学生的主体地位，鼓励学生自主思考、自主查阅相关资料、自主讨论、自主构思、自主分析。教师在实验组织上更多的应该是通过集体的分析来对学生的创意进行比较，总结学生的经验。最后，在高职机械设计基础的教学评价机制中，应不断更新机械设计基础评价模式，增加动手环节比重。切实提高实验教学成绩的比重，并将学生自主动手操作能力和设计能力的提升作为评价的重要内容。
2.4加强教师梯队建设
高职机械设计基础专业教师作为教学的管理者和具体的实施者，其能力的高低将直接影响高职机械设计实验课程的效果。因此，我国高职院校应该提高专业实验教师的综合素质，适应现代机械课程建设的高速发展，通过不断的人员培训来提高专业教师的专业素质，适应现代机械高速发展对机械设计专业的高要求。这种梯队建设应重点强化高职机械设计专业师资队伍创新精神和创新能力的培养，鼓励专业教师不断进取，不断更新个人的知识结构，不断加强自身学习，吸取国内外的先进技术，全面提升个人的综合素质，为培养优秀的机械设计专业人才奠定坚实的基础。
3结论
随着社会经济的迅速发展，社会对实践性人才的需求加大。机械设计基础作为实践性强、操作性强的学科，实验教学是该学科教育教学体系的重中之重，在教育教学中注入良好的实验教学对有效提升机械专业学生的动手能力、分析能力起着至关重要的作用，将直接影响学生的发展。高职机械设计基础课程应不断优化课程理念，不断加大投入，优化实验课程建设，为课程实验开展奠定坚实的物质基础，加强师资建设。通过建立多样、实践性强、创新性强的实验，有效激发高职学生的积极性，提升专业竞争力。
作者：高鑫 单位：大连航运职业技术学院
1实验教学内容创新
1．1主要内容
新增实验以机械原理和机械设计为理论基础，目的在于加深对平面机构组成原理的认识，了解平面机构运动特点，进而培养学生机构综合设计能力、创新能力、实践动手能力以及综合应用所学知识分析、解决工程实际问题的能力。机械运动创新设计过程是一项综合性较强的实验，不但要求扎实的理论知识，具备较强的空间想象能力，同时对动手能力也有一定的要求。学生在做实验之前，先要掌握平面机构的组成原理，熟悉本实验中的实验设备，各零部件功用和安装、拆卸工具，然后自拟平面机构运动方案，行程拼接实验内容，将自拟的平面机构运动方案正确拆分成基本杆组，最后正确拼接各基本杆组，将基本杆组按运动规律顺序联接到原动件和机架上。本文以CQJP-D机构运动创新实验方案试验台为例。
1．2实验特色
机构运动创新设计实验，其运动方案可由学生构思平面机构运动简图进行创新构思并完成方案的拼接，达到开发学生创造性思维的目的，其主要特点包括以下几个方面:
(1)基础性。
实验内容主要以机械原理和机械设计的基础知识为依据，主要针对机械零件中的基本构件进行拆分和组装，从而设计出全新的机构。例如在组装实验设备时，必须准确掌握基本杆组的概念，机构具有确定运动的条件是原动件数目等于其所具有的自由度数目，如将机构的机架及与机架相连的原动件从机构中拆分开来，不能拆分的称为杆组。任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到机架和原动件上的方法而形成。因此，上述机构的组成原理是机构创新设计拼装的基本原理。
(2)综合性。
实验涉及多种构件，对了解和掌握机械设计中的各种机构均可以起到良好的效果，其中包括齿轮、凸轮、齿条、槽轮、运动副、连杆、带轮以及平键、螺栓等辅助构件。
(3)创新性。
实验打破以往观察验证和操作验证的局限，着重强调发挥学生的自主创新能力。通过实验，学生能够自己动手发现问题并解决问题，为知识的创新提供可能。
2实验教学管理模式创新
实验教学不但要有完善的教学内容，还要具备健全的实验管理模式。管理模式始终要为实验目的服务，实验教学不仅要以提高学生的全面素质为根本，更要以培养学生的创新意识和实践能力为重点，具体从以下几个方面着手:
(1)制定严格有效的实验考核制度。
以往的实验考核没有统一、严格的考核制度，致使在实验过程中出现应付、抄袭等违规现象。结合我院实际情况，将实验考核内容分为五部分，并占期末总评的。
(2)实验室实行开放式管理。
为了更好地增强学生的实践能力，必须对实验室的开放时间加以调整，根据我院自身条件，可采用固定时间段开放或不同实验室轮流开放的管理模式，更好地激发学生的求知欲，在一定程度上放手让学生自主实验。
(3)现代科技的采用。
现代实验教学中所采用的很多实验设备都配备有实验软件，在实验过程中，要尽可能地使用并采纳软件中所提供的模拟数据、动态仿真，以及数据分析曲线。通过实验软件的辅助，进一步掌握实验设备的工作原理及数据结果的计算过程，最终提出问题，分析问题并解决问题。
3结语
机械设计实验教学创新不但包括实验内容和管理模式创新，还包括实验室布置、仪器设备选购、实验教材修订等多个方面，本文未作探讨。综合性、创造性实验需要进一步探索，管理模式还有待完善。只有不断完善和创新才能使学生真正做到思考、探索、设计、操作和总结，让实验从验证型转为主动参与探索型。通过不断创新的实验教学模式，最终实现学生应用能力、分析和解决工程实际问题能力的稳步提升。
作者：敬谦 单位：陇东学院机械工程学院
一、做好学情分析，因材施教
在教学机械设计基础时，要了解所任教班级学生的兴趣爱好、性格差异及认知水平等情况，进行针对性教学。老师在教学过程中，应该深入了解学生，对学生的接受能力做到心里有数，搜集和组织机械设计基础课程中的重点与难点，把需要完成的知识点分解成基础性知识与提高性知识，运用一定的教学方法将基础性知识传授给全部学生，在此基础上，将提高性知识传授给中等以上水平的学生。
二、因需施教，优化教学内容
技工教育需要传授理论性知识，更重要的是要教会学生职业技能以及提高学生的动手实践能力。技工教育中的理论教学应以够用和必需为前提，将更多时间留给学生校内与校外实习。为此，机械设计基础课程应该根据学生的认知水平选择教学内容，对于理论性强以及实践中较少利用的内容，如静平衡、变位齿轮等知识删去不讲；对于以前学过的内容少讲；对于实践常用的知识，如带传动设计、螺纹链接、齿轮设计、轴的结构设计、轴承拆装等内容应该多讲与精讲。总之，技工教学中要以应用为目标，够用为度，以概念与应用为重点组织教学。
三、区别对待，分层教学
新学期开始，学生对新学年的激情比较高，上课比较认真。但由于学生基础知识以及接受能力的不同，在开学后3周左右学习的层次性就会表现出来，这时还用“一刀切”的教学法，就会出现有些学生吃不饱、有些学生吃不好的情况。为此，在机械设计基础课程教学中应该使用“分合相接”法：“合”指的是集中讲授与归纳，“分”指的是分类指导与练习。其中，集体讲授面向全班同学，分类指导面向学习有困难的学生或者学习一般的学生，集中归纳起着点睛作用，使学习有困难以及成绩一般的学生加强理解，分类练习指的是根据学生学习不同层次安排识记、理解、简单应用与综合应用四个层次的课外练习，让不同层次的学生都能有适合自己难易程度的练习可做，这些练习可尽量选择实践性强的题目，以培养学生解决实际问题的能力，通过练习真正使学生学以致用。
四、采用多种教学方法，加深学生的理解
采用多种教学方法，提高教学效果。机械设计基础课程中设备种类比较多、结构比较复杂，比如四杆机构以及齿轮等，仅仅依靠老师口述，学生很难理解教学内容，采用多媒体课件，特别是三维动画，能轻松地解决这个问题，从而提高学生学习的积极性，提高教学效果。
五、理论和实践相结合，提高感性认识
机械设计基础课程与机械工业生产实践密切相关，因此在教学中应该注重理论与实践相结合，以提高感性认识。学院学生除了在机电机械专业实验室内进行动手实践操作外，还可到学院内的实习工厂进行实习，从而使学生真正领悟到“学中做”和“做中学”的真正内涵。比如，为了完成“曲柄摇杆机构”和“急回特性”原理的教学，可以组织学生到实习工厂内观看牛头刨床机构的运行情况，从而加深对“曲柄摇杆机构”运行原理的认识，在观看牛头刨床机构的运动过程中，可以看到加工过程中存在进刀慢、退刀快的情况，就能很容易理解“急回特性”原理。
六、制定合理的评价体系，激发学生学习积极性
技工院校学生在初中阶段基本上没有形成良好的学习习惯，学习信心也不高。为了调动学生学习积极性，江西省冶金技师学院建立了学期考核、平时考核与任务考核相结合的评价体系。学期考核综合学生期中考试分数与期末考试分数，平时考核内容主要是学生出勤情况、课堂纪律与课外作业的完成情况，任务考核指的是课堂练习与课堂表现等情况。其中学期考核分值占最终考核分值的60%，平时考核和任务考核分值占最终考核分值40%，因此在平时考核和任务考核中多给学困生表现的机会，增强他们的学习积极性。
作者：游永平 单位：江西省冶金技师学院
1UG软件系统的特点
UG系统是世界一流的具有综合性设计、分析和制造一体化的集成系统。系统不仅能够由CAD模块实现从产品的概念设计、结构设计、虚拟现实到静力学和动力学的强度分析，还能由CAM模块实现计算机辅助加工制造，同时在系统中还贯穿了产品的开发和制造全过程。UG技术提供的草图功能、曲线曲面建模、基于特征的实体建模、虚拟装配建模、机构运动仿真、分析等技术手段，为机构设计提供了极大的方便。通过相关技术手段的结合应用，既能快速构建出相关机构的抽象模型，也能把这种模型快速地映射于机构的装配模型，还能对机构进行快速的运动分析仿真、运动干涉检查及动力学分析等。
2UG三维模型在教学应用中的优势
传统的机械设计基础教学过程，通常采用二维工程图表达物体的结构形态，或通过实物模型来增强学生感性认识。但这种教学模式存在着一定的弊端，二维图形缺乏立体感，实物模型由于体积和重量原因会造成携带、拆卸和剖切不便,且操作较为费时。采用UG三维造型功能，对课本上的二维图形所对应的实体模型进行制作，可以很容易实现三视图和实体之间的转换，通过实体模型和动态仿真使学生能够更直观地进入真实的三维空间，从感性上理解三维实体的结构与相对位置，引导学生思考，增强学生感性认识，从而提高学生空间想象能力。另外，利用UG的局部放大、平移和翻转等工具，还能够让学生在屏幕上全方位观察零件复杂形体的外形与内腔的变化等各个侧面和局部细节特征；可以直观地显现整个零件的结构，装配体中零件之间的连接关系，使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象；也可以根据不断变化的教学内容和不同的教学对象的需求，利用UG软件方便地进行教学模型的修改与新建，满足教学中对模型种类及数量的需要，并有效降低教学成本。
3UG三维建模在教学中的运用
3.1模型和教材相适应
《机械设计基础》课程很多内容都涉及三维零件，根据需要确定具体的零部件，如：带轮、齿轮、凸轮、轴、轴承、箱体等等。在建模的形式上要注重提高三维模型的视觉效果，根据教学内容的需要制作、补充或减少模型，使模型与教学内容紧密结合，贴近实际。
3.2模型与课件相结合
优秀的课件有助于提高教学效果，用UG软件制作的素材，合理运用在课程多媒体教学中，可充分发挥教师与现代教学手段的双重作用。例如，在讲解轴承的结构和各零件的位置关系时，使用UG建好的模型，一边讲解各零件的结构，一边进行现场虚拟装配，这样能够方便地为学生提供正确的示范，培养学生的几何构思能力，同时帮助学生理解结构工艺知识，有利于学生理解轴承的工作原理、装配关系、各零件的相对位置关系以及各零件的结构特点。在这种视觉效果的刺激下，学生的分析、认识和记忆能力增强，这既活跃了课堂气氛，又提高了学生的学习兴趣。在制作课件时，要注意收集和整理，注重课件在课堂教学中的实用性和使用方便性，有利于学生循序渐进地掌握教学内容。在教学过程中充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，在师生的交流学习中寻找最适合学生的方式，更好地发掘学生潜力。
3.3充分利用学生资源
学生在学习UG软件时，可以将教学模型作为练习让学生参与制作，参与式的体验教学不仅激发了学生学习UG软件的热情，而且巩固了《机械设计基础》课程所学的知识，同时，将优秀作品作为今后教学的资料。
3.4多样化制作模式
一种是将虚拟三维模型调整到最佳位置，保存为图片格式，直接插入到课件适当位置；另外在条件允许的情况下，可直接用UG软件打开已建造好的虚拟模型进行教学，在课堂的动态教学中可以达到随机应变、按需编辑、修改模型。当今社会迫切需要大力加强对人才创新意识与能力的培养，培养符合时展需求的应用型人才迫在眉睫。而人才的创新始终离不开实践环节的培养和锻炼，即“创新来源于实践”。随着3D可视化软件的“大众化”及虚拟仪器的广泛使用，使得原有以实物为主的机械设计基础课程实践教学模式面临新的挑战和机遇。尤其是有些设备或装置需要进行剖切或外壳透明化处理才能充分清楚地了解其内部结构，仅仅在实践教学中运用实物模型，较难形成模型的衍生、变型、扩展设计。这些客观现实的存在，成为机械设计基础课程实践教学在运作过程中的瓶颈。因此，实践教学过程中需要模型的多元化，即将3D数字化模型与实物两种教学模式嵌套使用，才能优势互补。3D数字化模型具有以下特点：其一，三维数字化模型具有丰富多样性的表达形式，数字化模型的表达，拆装非常便捷，且完全可逆，通过剖切、爆炸图、视频生成等功能，可以生动直观地表达实际零部件内部的结构和工作原理，全方位地展示精密部件和不可逆拆装部件的内部结构、装配和拆解过程。其二，利用数字化模型能够强化学生的工程意识，目前UG软件具有标准件库，诸如轴承、螺栓、螺母、销、键等标准零件库，这些库的使用可强化学生的标准意识、工程常识，对避免课堂教学与实际工程环境的脱节效果很好。在实践教学中我们要充分发挥实物模型和数字模型的长处，取长补短，充分协调好两者在教学过程中的关系，提高实践教学的质量。
4结语
通过UG三维模型应用于《机械设计基础》课程教学，理论和实践相结合，可以激发学生兴趣，进一步提高教师的实践教学能力和学生参与制作的能力。将虚拟模型作为素材应用于教学，学生的空间想象能力明显提高，且学生对《机械设计基础》课程零件的结构、机械工作原理的理解加深，从而提高了教学质量。
作者：冯立新 张新勇 安翠国 单位：石家庄理工职业学院
1机械设计基础实验教学现状和问题
对于以研究型的高校而言，机械设计基础课程理论与实践紧密结合，实验室开设的实验项目较多而全，其中不乏教师自主研发实验设备，增设实验项目。另一方面，教师以自己的研究课题为中心，组建研究梯队，以博士生带硕士，硕士研究生带领本科生的模式完成学生的创新能力的培养。这两种模式目前在我们学校是很难实施的。另外一种为高职类院校，其教学以工程实践为主，以“应用为目的，以必需和够用为度”，重在培养学生综合分析和解决工程实际问题的能力、动手能力、合作能力和从业能力。我校属于本科院校中的“新生代”，大多数的课程沿用传统的教学模式，强调教师传授知识的主导性，忽视学生学习的主体性，教学模式看似合理，实际上没有培养学生学习的主动性及应用知识、拓宽知识面和创新能力的机会，这对于应用型人才的培养不利。第一，实验室目前能够开设的项目有机构认知、机构运动简图绘制、机构创新、皮带传动、轴系结构、滑动轴承、齿轮范成及减速器拆装等，这些实验从内容和方法上属于“示范型”和“验证型”，比较单一，有些实验设备老套陈旧。第二，从实验授课模式上看很难调动学生的积极性，仍然是教师在课下准备很长时间，给学生讲授实验过程，课堂上学生用不到一个小时的时间重复操作一遍，撰写实验报告，实验课结束。学生整个操作过程机械缺乏思考，知道怎么做，但是不知道为什么这样做，不利于学生创新能力和解决问题能力的培养。第三，实验室场地不足，实验台机组数过少，造成同组人数较多，只有个别学生实际动手操作，其余学生处于观望状态，“等待”实验结果的现象，实验课堂稍显混乱。第四，这些实验都是孤立的没有系统性，没有层次。
2机械设计基础实验教学的改革措施
本次教学改革旨在打破原有的传统方式，以实训项目为导向，以真实的工作任务及其设计过程为依据进行教学内容的整合，把课堂讲解和实训有机结合起来，注重能力本位的培养。在实验内容和手段更新的同时，也注重实验过程的改革，为满足不同层次学生的要求，将实验分为基础实验、创新实验及自选型创新实验。基础实验就是为满足教学课程要求的常规实验，通过实验报告考核实践成绩；创新实验为提高型实验，成绩考核包括课堂动手能力及报告两部分；自选型实验属于额外加分项目，学生利用实验室现有的构件自主设计方案，选择构件进行拼搭，绘制简图，用Pro/E软件进行运动仿真分析，观察杆机构的急回特性、极位角及死点等现象并计算相应参数，给出结论。在教学方法上要适当延长实验时间，增加组数，让每个学生都能参与动手实做，在成绩评定方面应该实验课上教师逐个根据试验台前的表现及问题的回答上直接给出，避免学生课后实验报告抄袭，达不到实验课的教学效果。从教学手段上，提倡教师理论分析、实物演示、多媒体和影像资料等根据教学内容搭配选用，以达到预期教学效果。
3总结
通过实验手段、学生分组情况、实验过程及成绩评定等方面的实验教学的改革，学生在整个过程中由被动操作变成主动设计，教师由原来的主导者转变为只为学生提供技术支持和考核的作用，充分调动了学生的积极性，用新颖的实验模式激发对本门课学习的热情，为后续的课程设计实训环节甚至于毕业设计奠定基础。让学生在完成实验学习的过程中，开阔思路，增长见识，享受动手实做的乐趣，进而达到提高教学质量，锻炼学生创新能力的目的。
作者：刘春香 刘喜平 苗淑杰 宁慧燕 徐莉 付彦虹 单位：黑龙江工程学院
