时间：2023-09-15 17:31:38
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12篇机械原理设计总结，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。
一、前言
培养创新性人才是高校的基本使命，采用参与式教学的方式，能够使学生融入教学氛围中，激发学生的学习兴趣，推动教学改革的不断发展。机械原理应用竞赛是机械原理课外活动之一，通过机械原理应用竞赛，能够让学生将基础知识与实践能力相结合，激发学生的求知欲望与创造欲望，完成机械机械原理课程目标。构建基于参与式教学的机械原理应用竞赛教学，能够在竞赛之中吸引更多的同学参与，从而让学生的创新性得到激发，推动学生素质的全面提升。本校积极开展机械原理应用竞赛，采用参与式教学，使更多的学生参与其中、乐在其中，学生的实践能力与创新能力得到了有效的锻炼。
二、参与式教学模式
（一）参与式教学基本原理
参与式教学是以学生为主导的教学方法，通过内在激励与外在激励相结合，明确教学目标，创建平等、民主的教学氛围，积极与学生进行沟通，从而激发学生参与的热情，提升学生运用知识的能力。工科专业的学生具有关注学习的实用性、注重学习的时效性与实践动手能力较强的特点，采用参与式教学方法，使学生在相对舒适的环境中学习，能够提升教学效果。
（二）参与式教学设计
机械原理具有较强的实践性与综合性，采用参与式的教学模式，能够使学生在实践中参与教学，从而掌握教学内容，达到教学目标。机械原理教学中采用参与式教学模式，可以进行以下的规划：（1）采用分组方式进行教学，在教学过程中，以小组的方式完成特定运动的分析、设计与完成，了解零件的加工方法，通过小组讨论，协作完成任务，提升学生对机械原理的理解；（2）设计选题与认识设置，选择具有代表性的应用布置任务，要求学生完成特定机构的原理分析、完成原理草图的绘制、优缺点讨论、归纳合理的解决方案、有条件的可以加工成产品等任务，使学生了解机构设计与加工的全流程；（3）成果演示与讨论，经过设计与加工之后，采用成果演示的方式阐述机构的原理与设计思路，采用答辩、自评与他评的方式对成果进行评价，让学生了解设计的不足，提升学习效果。
三、基于参与式教学的机械原理应用竞赛教学
本校2014年以“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计与制作”作为机械原理应用竞赛的主体。竞赛中笔者以升降课桌的设计进行讲解，结合实际生活中的典型案例提升学生的参与积极性，从而获得较好的教学效果。
（一）理论学习
参与式教学的主要内容包括理论学习、分组讨论以及机械原理分析，运动实现要点设计、归纳合理的解决方案、总结等过程，为了使学生掌握升降课桌的设计原理，笔者以当前市面上已出现的学生升降课桌作为案例进行讲解，让学生能够了解升降课桌的机械装置工作原理，并分析讨论这种课桌的特点，指出这种课桌最大的缺陷是需要借用工具才能调节高度，不能实现随手调节高度，从而为升降课桌的设计打下基础。
（二）工艺分析与设计
经过理论学习，学生已经掌握到四杆机构的设计原理与工作原理。在理论学习的基础上，引入机械创新大赛，让学生能够以小组的方式设计出升降课桌。小组设计中不同小组的运用的原理并不相同，有的小组采用分别设计然后对比选择最优设计的方法、有的小组采用成员积极参与讨论并汇总的方法，而且小组讨论中都会遇到一些问题。这一阶段教师需要做好引导，授课过程中对学生的设计情况进行分析，引导学生仔细研究升降课桌的运动原理，给予学生必要的理论技术指导，而且采用小组的方式进行设计，讨论出最优化的设计方法。这一阶段的实践，获得一些技术性、可行性等均有较好表现的方案。在这一阶段，虽然不同小组的方法不同，但是所有学生都能够参与讨论与设计，了解机械原理应用的情况，学生对机械原理应用的理解加深，学生的机械原理学习热情均有所提高。
（三）机械原理应用大赛评价反馈
机械原理应用竞赛的培养学生创新精神、团队合作精神的竞赛，在竞赛过程中，通过合理运用课堂知识、解决实际问题，能够提升学生的综合设计能力与工程实践能力，提升学生的综合素质。在竞赛中，学生必须按照竞赛的要求进行方案设计、文献检索与创新说明，能够提升学生查阅资料与组织资料的能力。在小组讨论中确定方案之后，将理论知识延伸到机械原理应用大赛，采用竞赛的方式对设计成果进行评估，将设计的评价反馈到课程教学中，激发学生对机械设计的兴趣与参与意识，对课程产生积极的影响。
四、结语
机械原理是机械专业的重要课程，为了满足机械设计人才的需求，需要结合实际情况不断革新机械原理教学方式。采用参与式的教学方式，能够激发学生的参与意识，采用小组教学的方式进行教学，与机械原理应用竞赛相结合，将理论与实践相结合，使学生在参与机械原理应用竞赛的过程中，参与机械设计的全过程，提升学生对机械原理应用的认识，提升学生的创新能力、协作能力，推动学生素质的全面提升。
基金项目：湖南省普通高校教学改革研究项目“基于机械原理课程的参与式教学研究与实践”（湘教通〔2013〕223号）
参考文献：
[1]朱建江.机械制造工艺学课堂教学方法的探讨[J].常熟理工学院学报 （教育科学），2011，（12）.
[2]蔺永诚，刘箴.参与式教学法――高校课堂教学中值得推行的教学方法[J].长沙铁道学院学报 （社会科学版 ），2009，10（1）.
关键词：机械原理；系统化；多样化创新性设计；实践性
作者简介：张莉洁（1976-），女，河南洛阳人，洛阳理工学院机械工程系，讲师。（河南 洛阳 471023）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）14-0120-02
机械系统的设计是机械设计中极其重要的一环，机械系统设计的正确合理性，对提高机械的性能和质量，降低制造成本与维护费用等影响很大，决定着机器性能的好坏。机械系统方案设计是一项极富创造性的活动，要求设计者善于运用和总结已有知识和实践经验，深入理解，广泛积累，收集相关技术资料，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活运用各种设计方法和技巧，从而设计出新颖、灵巧、高效的机械系统。
作为“机械原理”课程的一个重要实践性教学环节，机械原理课程设计的内容正是对机器进行机械系统方案设计。它是学生将所学知识转化为实际工作能力的桥梁，使其将所学知识系统化；使理论与工程实际相结合，提高分析解决工程实际问题的能力，树立机构分析和设计的概念，树立正确的工程设计观点；通过创造意识的教育，培养学生创造、实践能力。根据近年来对课程设计实践教学环节的深入探索及积累的经验，本着洛阳理工学院提出的培养工程应用型创新人才的教育理念，笔者总结了学生在进行课程设计时出现的普遍问题，针对机械原理课程设计的培养目标，本文从机械系统设计过程的系统化、实践性及创新性这三个方面对原有教学模式存在的问题加以提出、探讨和论述。
一、机械原理课程设计教学内容及存在的问题
“机械原理”课程设计的核心内容是对机械系统进行方案设计。其一般设计步骤为：拟定机械工作原理，制订总体功能，提出设计要求；执行构件和原动机的运动设计，确定执行构件的数目、运动形式、运动参数及运动协调配合关系；机构选型，选择满足机械运动、动力要求的机构类型，确定机械系统结构方案，绘制系统示意图；机构的尺寸综合，根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合要求，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；方案分析，进行运动学和动力学分析，对系统方案合理性进行论证，验证其能否满足运动要求。机械系统设计工作是一项创造性劳动，设计过程通常不会一次性完成，经常出现反复和交叉，通过不断论证分析的过程才能达到最终的设计目的和最优的设计要求。
根据近年来“机械原理”课程的理论教学，结合课程设计实践环节指导经验，笔者发现学生在机械系统设计中，普遍存在如下问题：面对复杂的机械系统，学生在初始确定机械方案的工作中不能把握全局，没有“整体规划”的概念，竟不考虑机械系统各部分的运动协调性和机构运动实现的可行性，设计工作呈现照猫画虎的状况，无法发挥自身主观能动性和创造能力，如此“参考设计”并不利于学生真正掌握机械系统设计的精髓。另外，原有课程设计所选设计题目大都集中于传统、经典式的机床类设计，题目过于单一，创新设计性体现不强，导致学生缺乏设计兴趣。
笔者认为在课程设计过程中应积极发挥学生的主观能动性，能够通过思考自行提出解决方案，培养创新和实践能力，这才是该课程设计所应达到的教学目的，针对以上培养目标和所述问题，本文分别对课程设计进行中的重要环节和应注意的问题加以探讨和论述。
二、系统化、实践性及创新性教学探索
1.总体规划，把握正确设计方向
机械系统的正常工作是依靠各部分机构的协调运动来实现的，因此机械系统方案设计的最初工作阶段应是“系统工程设计”，即应在满足机器各执行构件的协调运动关系和运动、动力要求下，高屋建瓴地进行整体规划，该阶段应包括上节所述设计步骤的前三步。“系统工程设计”阶段将为之后各设计阶段提供设计目标、依据和技术参数，其重要性正如房屋的架构或是汽车的运行，决定了机械系统方案设计工作成功与否及方案的可实现性与合理性。
然而，“系统工程设计”工作正是学生在设计过程中遇到的最大困难，其不愿运用逻辑思维统筹分析各部分运动协调关系和机构运动的合理性，而是莽撞地从熟知的局部机构入手开始设计，如此毫无方向性的设计方法无异于盲人摸象，而后的工作无论进行得多细致也无法保证正确的设计结果，最终导致南辕北辙的失败。
进行“系统工程设计”的关键步骤是绘制各执行机构的运动工作循环图。运动工作循环图使各执行部分协调运动关系明晰可见，更有助于设计者理清思路。最清楚的绘制方法是在直角坐标系中分别做出各执行构件所对应原动件在一个工作循环内的运动位移曲线以及对应的阻力曲线，该曲线将为之后的机构设计、运动和受力分析提供必要的设计技术参数。
以牛头刨床机构举例分析，该机器有两个相互协调的执行端运动，其一为刨头的往复直线运动，通过电机、减速装置及转动导杆和曲柄滑块机构的组合执行机构来实现；另一个运动是工作台的横向进给运动，该运动由主运动通过传动系统，而后通过曲柄连杆、棘轮机构及丝杠螺母组成的螺旋运动来实现，两者的运动协调关系为工作台的横向进给运动必须在刨头非切削时间内进行，否则被加工工件将被损坏。绘制运动循环图时应分别画出刨头、工作台对应于原动件曲柄转角转动一周的位移曲线图。另外，其工作中切削阻力曲线也应相应绘出，为之后在任意位置进行受力分析时提供相应数据。
运动循环图将对之后各阶段提出一系列设计要求，如工作台进给的间歇运动是最终通过棘轮机构实现的。若通过曲柄摇杆机构来实现主动曲柄和棘轮的运动传递，则应考虑如何设计曲柄连杆机构，才能保证棘轮的工作行程（拨齿使工作台进给）位于刨头主运动的回程段，且工作周期一致。以上运动协调性为之后进行机构尺寸综合提出了设计要求，通过分析可将其转化为机构设计的三大类基本问题来解决。
2.开展实践调查研究，锻炼自主研究能力
由于理论学习占授课的主要部分，许多学生对实际机器缺乏感性认识，只会按既定方案进行教条设计，如此闭门造车的设计状态使学生缺乏设计兴趣，且设计出来的方案也是纸上谈兵，不符合实际。
优秀的机械系统设计工作依赖于设计者的丰富经验，针对专业知识匮乏，实践少的问题，在进行课程设计前的准备工作中应提出以下要求：开展实践调查研究，锻炼学生自主收集获取相关技术资料及深入自主研究的能力。鼓励学生广泛阅读，扩展知识面，了解最先进的机械构造和设计技术，对机械系统的丰富性能窥得一斑。生活中先进机械系统实例举不胜举，如汽车构造中实现前车轮转向的机构、四连杆独立悬架直线机构等等，都是极具创意且包含先进设计思想理念的设计实例。
获得实践的方式很多，如实地参观考察，听现场工人师傅讲解；图书馆、网络技术资源也能够感受到一个丰富精彩的机械世界。通过实践，再与所学理论知识相结合，学生再一次经过了由感性上升到理性的认识过程，掌握了课本知识与实际机器的内在联系，在设计时更易发挥其主观能动性。在补充专业知识的过程中，领略前辈们的智慧和创新精神，想必也一定会激发学生自主设计的欲望与热情。
3.拟定多样化、创新型设计题目，启发创新思维
目前现有传统的经典式机械系统设计题目通常是一些仅要求满足急回特性和一定协调运动的机床类设计，这类设计题目多数较为成熟，设计难度不小，而类型过于单一，创意思考空间并不大，无法体现机械系统的丰富性。而实际机械系统的功能和设计要求是极其多样化的，学生在进行课程设计中却始终没有机会接触到这些，无法感受到机械系统设计的丰富多样性和创新趣味性，更无法为学生带来创新设计成功后的成就感和喜悦感，更甚者学生直接照搬照抄，比葫芦画瓢。
笔者认为，针对初学的学生拟定机械系统题目不宜太过复杂，而在于有思考性和设计意义。只要有创新和分析价值，能激发起学生创新设计的欲望，这样的题目即可获得事半功倍的效果。随着不断完善的教学体系发展，多样化、创新性设计题目应有所呈现，而这些题目能使学生充分利用所学之术，锻炼分析判断能力和解决实际问题的能力。
举例来说，机械系统中执行机构通常是由一些简单而极富创意设计的四连杆机构来实现的，如从这方面选题，就应要求学生在完成设计的过程中要使设计既不过分复杂，同时又能让人感受到机械系统的设计理念。在此举出以下实例加以说明。
如让学生进行汽车前车轮转向系统的设计。首先向学生提出以下问题：两前轮转向时，两车轮的转角是否相等；然后分析问题：汽车高速行驶时首先要保证行驶的安全性，因此车轮转向时应保证整车纯滚动，否则将会出现打滑的危险。由此得到结论：前车轮两轴线必然与后车轮轴线交于一点，由几何分析得到两车轮转角具有一定的函数关系。该机构可由等腰梯形四连杆机构来实现，其设计问题可归纳为给定两连架杆位置的函数生成问题。该问题可分别采用图解法和解析法来进行求解。
再有，鹤式起重机的执行机构为双摇杆机构，其末端利用连杆的运动来实现重物的移动。问题看似简单，但其设计却有一定的特殊功能要求。为保证起重机在左右移动时不上下起伏，避免不必要的做功浪费，应保证连杆末端轨迹为直线，该问题正归纳为连杆机构设计的难点――轨迹生成问题。设计时可首先让学生了解经典的直线轨迹机构，可采用图解法先进行几何特征分析，然后再利用优化设计来建立数学模型，以与直线轨迹误差最小作为优化目标进行针对性设计。
通过以上所举实例可知，实际机械系统中有很多亟待解决和优化的问题都依赖于机械系统方案设计。诸如此类具有一定不确定性的设计问题，让学生真正感受和接触到实际问题的存在，即使在设计过程中的思考和思维过程很艰难，解决问题时会感到困苦，但收获成果的喜悦是无法替代的。整个设计过程是伴随着激情和设计灵感的创造性活动，而不再是一项繁琐枯燥的事情，使机械系统创新设计理念深入人心。
三、总结
综上所述，通过创新性、实践性的课程设计过程，使学生对机械系统的设计理念有所感悟，使学生更好地在创造实践能力和分析思维方面得到大幅度的锻炼，真正达“机械原理”课程设计实践教学的目的。同时，也对学生今后进一步深入研究并确定其研究方向和领域大有裨益，起着导向作用。期待在今后的机械原理课程设计中将出现更多丰富的创新实践性题目和先进的设计理念，培养出优秀的应用型创新人才，以适应我国科学技术及工程创新的发展。
参考文献：
[1]刘毅.机械原理课程设计[M].武汉:华中科技大学出版社,
2008,(1).
[2]鲍莉,赵红霞.基于CDIO理念构建机械设计基础课程一体化培养模式的研究[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011,(1):93-96.
[3]张永安.我国机械设计教学现状的思考及建议[J].中国大学教学,2013,(6):35-36.
[4]鲍莉,康红艳.《机械原理》课程教学研究与实践[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2010,(18).
[5]张永安.机械原理课程设计指导[M].北京:高等教育出版社,
1.理论知识没有形成系统。主要有两个方面：一是先修课程的理论知识没有跟《机械设计基础》联系起来。《机械设计基础》的课程学习，要综合运用到《工程材料》、《工程制图》、《工程力学》、《互换性与技术测量》及《机械原理》等课程的知识，由于这些课程学习时是分开单独学习的，学生在独立进行设计计算时，往往无法运用这些知识，比如不能运用力学知识去校核齿轮、轴及轴承等零件的强度；不能运用互换性原理中的公差知识去设计轴孔配合公差；不能运用工程材料的知识选择零件材料等。二是本课程内各章节知识没有形成有机整体。由于各章节基本上是以机器中不同类型的机构来进行划分的，学生在碰到多机构组合的装置时，往往不知道如何进行设计，比如不知道轴承设计的输入参数应该从轴的设计结果中获取。
2.缺乏查阅资料解决问题的能力。查阅资料解决问题是进行机械设计必备的技能之一。在实际教学过程中，由于教材一般不会强调这方面的知识，学生在这方面的能力相对匮乏。比如在查阅机械设计资料时，遇到图表不能根据横纵坐标查到所需的参数，或者遇到表格不知道表头所指代的参数，遇到新的问题不知道从目录中找到参考资料的位置等。
3.缺乏思考、生搬硬套。学生在进行设计计算时，生搬硬套比较多，机械地套用公式，或者完全按照例题参数进行设计，不考虑自己的设计任务与现有方案的差异，缺乏独立的思考。比如在进行带传动设计时，未直接给出转速（需要用其他参数计算得出），有的学生直接将例题中的转速带入计算。甚至有些学生直接照抄别人的设计结果，数据计算和结构设计都相同。
4.对设计参数缺乏宏观把握。对设计参数缺乏宏观把握主要表现在课程设计的过程中。由于学生缺乏工程经验，对所设计的机构没有在大脑中形成一个宏观的概念，对其尺寸和参数也没有感性的认识，因此在设计出现明显不合理，甚至错误时，不能及时发现，直到设计后期，甚至绘图时才发现问题，已经没有足够的时间修改，影响设计成绩。比如在设计减速器时传动比分配不合理，导致制图时发现结构比例不协调等。
5.制图能力弱。制图能力弱同样是主要表现在课程设计的过程中，课程设计的最后都要求学生把自己设计的装置按照国家标准要求的工程制图样式表达出来，在这一过程中出现了很多问题。主要是因为学生对工程制图的标准掌握不够，比如标题栏格式、零件简化画法、螺纹的绘制、壳体相贯线的绘制等经常出现错误。综合上述问题分析可以看出，学生在创造能力及设计思维上相对较弱，实际上通过平时作业和操作实践，学生基本都能完全掌握单一零件的设计，比如设计带传动、设计齿轮机构、轴的结构设计等，但却在需要整合运用这些知识技能时出现了问题。这实际上就是因为心智技能的匮乏，因此，培养心智技能是提高学生机械设计能力的关键。
二、心智技能培养在《机械设计基础》教学中的应用
1.机械设计心智技能形成分析。根据冯忠良教授的研究，心智技能的形成是阶段性的，其过程分为原型定向、原型操作和原型内化三个阶段。原型定向阶段以理论知识传授为主，让主体掌握技能操作的原理；原型操作阶段通过实践让主体熟练掌握操作技能，为原型内化奠定基础；原型内化阶段在主体大脑中形成内化的思维模式，使主体能够灵活运用操作技能解决实际问题。根据上述理论，结合《机械设计基础》教学的实际情况，机械设计心智技能的形成阶段如图1所示。机械设计心智技能的形成分为三个阶段：掌握基本理论、熟悉常用设计和综合设计计算三个阶段。在整个学期的教学过程整体上按照三个阶段进行划分，同时每个章节的教学同样按照三个阶段进行，甚至具体到每次课都尽可能遵循心智技能形成的过程进行，如此不断反复强化，才能提高心智技能。在整个学期的教学过程中，掌握基本理论、熟悉常用设计和综合设计计算三个阶段的主要教学内容是：（1）讲授常用机构和通用零部件的工作原理、设计、应用等知识；（2）讲授常用机构和通用零部件的设计步骤，通过课内实训，大作业等方式加以巩固；（3）指导学生综合运用所学知识，独立进行机构设计，总结设计中出现的问题，形成经验反馈。而在具体某个机构或零件设计的教学过程中也应遵循三阶段原则，教师首先讲授机构或零件的工作原理。然后按照设计步骤让学生动手练习，在此过程中不断发现和改正出现的问题，再通过针对性布置大作业及课内实训进行巩固。最后提出一些设计案例，组织学生进行分组讨论，培养独立设计的能力。
2.教学内容及教学模式。在前述理论研究的基础上，《机械设计基础》的教学内容分为理论教学内容、实训教学内容和讨论教学内容。其中，理论教学内容针对机械制造专业学生必须具有通用零部件和常用机构的初步分析能力和设计能力而设置，对教材中的内容进行简化，重点讲授平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、滚动轴承、轴、减速器等内容。实训教学内容与理论教学的重点相呼应，包括平面运动简图的测绘、机构的结构及特性分析、渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定、轴系结构设计、机械传动装置的拆除和结构分析、机械创新设计。讨论教学内容则针对常用机构和零件的设计中存在不确定性的部分，例如平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、轴等，这些机构或零件的设计往往需要学生在一定范围内去选取参数，经常会让学生不知如何进行，因此进行讨论和总结是有必要的。
三、小结
【关键词】机械设计 新型理论 汽车工程 研究应用
一、有关机械设计理论的概括及研究方向
（一）机械设计理论的基本概括
机械设计及理论是机械工程一级学科所属的二级学科，是研究机械科学中具有共性的基础理论和设计方法的学科，是对机械进行功能分析与综合并定量描述与控制机械性能的基础技术学科，也是定位机械工程中的各项细致工作流程及程序的归纳总结的简单理论介绍。它主要研究各种机械、机构以及其零件的工作原理、现代传动与控制技术、运动和动力学性能、摩擦物理学、关系力学、机械创新与设计等有关课题。机械学科与仿生学、信息学、生物学、电子学等许多学科相互渗透，从而促进了机械设计与理论学科的新发展。机械设计这个学科的特色与优势，它是以复合材料构件设计与制造、计算机辅助工程、轻工自动机械设计及理论研究为目标，将计算机辅助设计与现在检测技术应用于机械以及产品的设计过程中。具有工程设计和管理的综合素质极其丰厚的专业知识，适合从事工程技术，科研等工作。我国近年来在机械设计研究上取得了骄人的成绩。
（二）机械设计理论的主要研究方向
现如今，随着科技的快速发展，机械设计理论也逐渐的完善、增多起来，特别是更好地扩大了机械设计理论在各方面上的研究，主要有以下几个研究方向：现代设计理论与方法：机械创新设计与方法、机械系统动态设计与仿真、优化设计、新型传动理论设计、机器人机构及其控制与仿真技术、数学机械化在机械中的运用；机械创新设计与检测技术：机械创新设计与检测技术主要用于研究机械创新设计与有限元计算分析，机械振动与噪声测试与分析，计算机辅助设计与制造、图像处理技术；轻工自动机械设计及理论：主要研究的领域是轻工自动机械现代设计理论，轻工自动机械先进传动技术，新型传动机构研究与开发、轻工机械动力传动的节能与环保、轻工业机器人开发与应用研究、机器人新机型、仿生机械研究等；仿生机械学：仿生原理与技术；驱动与控制技术、机械运动与控制。
二、机械设计理论在汽车工程上的研究
随着工业革命的发展，人类历史上出现了第一辆汽车，近些年来，又随着汽车工业的迅速发展，汽车变成了“改变世界的机器”，它不仅仅改变了人们的生活方式，方便了人们的出行，还在一定程度上有效的提高了人们的生活质量和生活水平。虽然，在过去的几十年里汽车行业的发展有了很大的进步，可是，目前的科学技术水平依然还是有限的，对于汽车的研究在各方面还需要更进一步的提高。新型机械设计理论以及一些基本原理在汽车工程方面有着很大的研究方向，并且对其有着一定的推动作用。
（一）机械理论在汽车工程技术上的研究
汽车工业的发展代表着一个国家制造业的发展，它直接决定了该国家制造业的发展水平。在某种程度上，它不仅仅是最广泛的一种工业，还是最新技术的最大载体之一，例如，有些航空、航天领域的高新技术只有通过汽车工程工业才能够更好的转化为较为规模型的产业，这就决定了新型机械设计理论及基本原理在汽车工程、工业上有着很大的促进作用。近些年来，对于汽车工程技术的研究有着越来越高的标准，这就迫使研究工作者更全面的运用机械设计理论为汽车工业的发展做好准备。
（二）机械设计理论在汽车工程实际操作方向上的研究
在实际生活当中，对于汽车工程的研究离不开技术方面上的研究，更离不开实际操作方向上的研究，这些实际操作上的研究与机械设计的基本理论有着密不可分的关系，甚至有些实际操作，例如对汽车的噪声、振动等等有着很强的密切性，并且对于这些问题的解决有着很好的作用效果。
三、新型机械设计理论在汽车工程上的应用
（一）机械设计理论在汽车工程噪声、振动上的应用
在评价汽车舒适性中有一项十分重要的指标，那就是NVH分析，它直接关系到了汽车产品的市场形象。NVH不仅有助于对振动频率进行匹配，用于消除振动过程中出现的耦合现象，还有利于改善产品的振动特性，从而大大降低汽车的噪声及振动。利用NVH分析可以预先得到新开发车型性能指标，还能对设计以及制造等各个环节进行更好的优化和完善，该分析不仅从设计成本上，还是从开发周期上考虑，都为设计新型车型提供了很好的保障。
（二）机械设计理论在汽车结构强度与模态分析及结构优化上的应用
车身是车的主要总成，因此车身必须有很好的强度来保证车的寿命，以足够的静刚度来保证车的装备与使用要求。在机械创新设计与检测技术中机械创有限元分析的方法能够有效地满足上述车身的设计，其主要应用体现在：一是在汽车设计中对结构件、主要机械零件的强度、刚度和稳定性进行分析：二是在汽车结构分析中通常采用有限元法来进行各构件的模态分析，同时在计算机上可以清晰地观看各构件的振动模态，这就为结构的动态设计提供了方便。因此有限元分析的方法在汽车结构上的应用从而提高了车身设计水平。
四、结语
机械设计的基本原理以及设计理论有着很好的应用前景，特别是在汽车工程方面上发挥着良好的效果，不仅仅体现在对于汽车工程技术和实际操作上的研究，还体现在了对于汽车工程、设计上的具体应用，这些对于汽车工程的发展有着极大的推动作用。
参考文献：
[1]温文源.客车车身结构的有限元分析及优化设计研究[D]. 2011年
[2]陈吉清.承载式车身结构的强度刚度及模态的有限元分析[J].2010年
【关键词】微课；机械原理；课程改革
现代教学观主张教学应该是在教师指导下，以学生为主体，以实现培养目标和职业技能为导向，师生共同探讨交流的过程。《机械原理》作为一门培养工科学生能力的专业基础课，兼具任务性和逻辑性。通过对学生的调查发现，许多知识点难于理解和记忆。而传统的教学方式重共性不重个性，不能体现“做中学，学中做”的教学理念，因此学生往往是被动接受知识点，这不仅抑制了学生的学习兴趣，而且教师在教学过程中也会感到“身心疲惫”。为了发挥学生主观能动性，培养学生学习兴趣，提高学生学习能力，笔者在教学中引入了微课教学法。
1 微课及其特点
2008年，美国新墨西哥州圣胡安学院高级教学设计师David Penrose首次提出“微课程”这一概念。美国一个教育信息化专业研究机构Educause于2012年11月分享关于微课（Micro- lecture）的介绍。根据Educause报告的定义，微课（Micro-Lecture）指的是单一、严格界定的教学主题的简短的教学音频（视频）。微课常用于面对面教学或混合学习、在线学习等。目前，微课已成为各类学生学习活动的重要组成部分。
微课的主要特点包括：
（1）时间“微”：微课视频时间较短，一般不超过10分钟。
（2）含量“微”：微课主要是为了重点讲解某个学科知识点（一般是重点、难点、疑点），或是反映某个教学策略或教学主题的教与学的活动。并不是所有知识点的罗列。
（3）资源容量“微”：微课的视频格式一般是支持网络在线播放的流媒体格式（如wmv、flv、rm等）。加上与教学主题相匹配的微教案、微课件及微反思等资源一共也就几十兆。
由以上论述可知，微课便于学生进行个别化的学习探究。它具有指向明_，资源多样，短小精悍，易于扩充，可交互性强等特点。
2 微课在机械原理教学中的作用
2.1 有利于调动学生学习《机械原理》的积极性
在农业院校《机械原理》教学过程中，存在有学生群体的特殊性。因此教学过程中经常出现的情况就是学生学得苦，教师教得累。这直接影响了良好的课堂氛围。如果运用“微课”的方式进行教学，学生就会在好奇心的驱使下，积极、主动接受参与性、开放性、娱乐性更强的课堂形式。所以应用微课进行教学的模式，在很大程度上提升了学生的学习积极性。
2.2 有利于学生对《机械原理》知识的全面掌握
由于农业类院校学生的文化水平参差不齐，加之在开始课程的时候，又是以专业课为主。种种原因导致学生不能很好地掌握《机械原理》基本知识。微课可以在网络、多媒体的帮助下，对一些难懂、抽象、复杂的知识点进行整合和总结，然后以短视频的方式播放讲解。这在很大程度上增加了课程的趣味性，极大调动了学生的学习积极性。通过这种教学方式，学生就可轻松、愉快地学习《机械原理》知识。
2.3 有利于提高课堂效率和课堂质量
随着高校课程改革的展开，《机械原理》教学课时越来越少。在此形势下，教师有可能通过降低课程难度以适应学生的学习能力；也会删掉部分晦涩、乏味的知识点，而把更多的时间用在学生容易理解、感兴趣的知识点上。其结果是教学变得相对轻松，但是往往达不到预期的教学效果。由于授课时间的缺乏，导致学生知识点不能得到及时总结；也很难熟练掌握课堂内容。为了达到教学目的，教师还需进行二次授课。而微课恰好可以弥补教师上课时间不足的缺陷。教师没时间在课堂上讲解的内容，学生可以选择课余时间在网上进行自主学习。
3 建设《机械原理》微课平台的方法
3.1 微课教学片段的设计
微课的课程容量较少，每小节课的内容在10分钟左右。在短短10分钟之内要解决《机械原理》课程中某些章节的重点和难点问题，因此微课内容中不应包含浅显、易懂的知识点，更不是所有知识点的简单罗列。这些重点和难点知识之间的联系、内容之间的相互融合可以通过传统多媒体教学方式来实现。譬如可在PPT中插入微课的一些片段等。总之在微课教学片段的设计过程中要保证内容的逻辑性、完整性。
3.2 微课资源建设
微课建设的关键是资源建设。以农科院校《机械原理》课程为例，首先要以教学大纲为依据，结合本专业特点，确定课程重点和难点。其次要确定微课资源建设的方式。微课实现的方式有多种，但无论那种方式都要体现出学生的主动性及课堂上教师和学生之间的互动性。譬如在介绍不同机构应用时，可采用视频的方式。形象、生动的视频有可能引起学生巨大的学习兴趣；对于“四杆机构设计”，可运用“flash”进行讲解。用此方法可以把复杂的运动分解成几个简单的运动，从而使得一些晦涩的问题变得简单明了。为了解学生对本小节重点内容的掌握情况，可在微课附注中添加测试题。学生在做题过程中可以相互探讨，也可和老师交流。在探讨和交流中就掌握了知识。如在机构自由度计算、轮系传动比计算等知识点后面，可进行小测试，以便了解学生的知识掌握情况。最后，使用Camtasia Studio和PPT等多种设备和软件进行教学过程配录制，具体操作过程如下：（1）针对所选定教学主题，搜集教学材料和媒体素材，制作PPT课件；（2）通过中控台，同时打开视频录像和教学PPT，教师戴好扩音器后，调整好话筒音量和位置、PPT界面和录屏界面的位置后，单击“录制桌面”按钮，开始录制。教师一边讲解一边演示，可以配合标记工具或其他多媒体软件或素材，尽量使教学过程生动有趣；（3）对已录制的教学视频进行必要的处理、美化；（4）将《机械原理》课程的微课学习材料放到学校搭建的课程学习平台上。
3.3 微课课堂实践研究。
微课开展不能只停留在形式上，更重要的要注重微课开设后的效果。形式再好的微课如果起不到好的教学效果只能说是人、才、物的浪费。对微课效果的评价方式有以下几种：（1）问卷调查。可向参加微课学习的学生发放问卷，提问一些问题，还可让学生主动提出一些微课建设的好建议，得到反馈后老师可以迅速改进课程内容和形式。（2）网络反馈。随着信息技术的发展，老师和学生的交流越来越多地借助于网络，而非面对面的交流。可以通过网络和相关软件统计一门微课的点击率，从而使老师知道微课的实际效果，以便做进一步改进。
【参考文献】
[1]田文娟.浅析微课在《机械设计》课程改革中的应用[J].经营管理者，2015（10）：407.
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).
关键词:创新设计;设计方法;产品设计
创新设计是现代产品设计理论的重要内容之一｡随着知识经济时代的到来,社会的进步与经济的发展更加依赖于人类的创新实践活动｡开展创新设计的研究对于建设创新型国家有重要意义｡
1创新的内涵
20世纪初,全球社会生产力的发展中只有5%是依靠技术创新取得的,而现在发达国家中的40%是依靠技术创新取得的｡
美籍奥裔经济学家熊彼特(JosephA.Schumpeter)于1912年在其著作《经济发展理论》中将“创新”作为一个经济学概念首次提出｡
熊彼特认为创新是发明的第一次商品化,也就是说,把发明引入生产体系并为商业化生产服务的过程就是创新,它意味着建立新的生产函数或供应函数,是在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新的组合｡
而发明实际上就是一个产品创新的过程,其关键是设计的创新,设计创新是实现产品创新的根本基础｡因此,创新设计的重要性就显而易见了｡
创新设计是一种创造性的智力活动,是设计者充分发挥自己的创造力,利用人类已有的科学技术成果,进行创新构思,应用新技术､新原理､新方法进行产品分析和设计的过程｡
2创新方法的发展
创新是一个及其复杂的过程,人类对创新本质的认识与研究还远远达不到科学的层次｡但是众多创新学者,经数十年的研究发现,科学技术的发明创造有一定的规律可循,他们大多是以原则､诀窍､思路形式指导人们克服心理和思维的障碍,改善思维的灵活性的过程｡
自20世纪30年代至80年代,世界上出现了300多种创新技法,10多种创造原理｡这些创新技法,各自从不同的角度､在一定程度上突破了制约创新的相关因素的限制｡
所谓创新技法就是在创造心理､创造性思维方法和认识规律基础上的技巧｡这些创新技法不存在科学的逻辑关系,大多数目前在理论上处于“初生期”,还远远未达到纯粹的科学水平｡
从思维的角度,创新是人类驾驭形象思维与逻辑思维､发散思维与收敛思维的过程｡
经过数十年的发展,在掌握已有创新技法的基础上,结合认知科学､人工智能､设计方法学､科学技术哲学等前沿学科,创新设计方法已成为一门独立且有待于开发的新的设计技术和方法｡
创新设计方法的发展历程如图1所示｡
最初的创新研究侧重于人的创造性思维,总结出一些具有指导意义的规律,形成各种创新技法,如:头脑风暴法､联想法､类比法､侧向思考､仿生法等｡
后来,创新方法的研究开始注重以知识(专利)为基础,通过对专利的分析与研究,总结创造活动所遵循的创新原理,该阶段的典型创新方法是TRIZ理论｡
随着计算机技术的发展,创新方法的研究也出现新的趋势,在现阶段,各种成熟的创新设计方法开始集成化研究与应用,并与计算机(包括网络)技术相结合,形成计算机辅助创新(CAI:ComputerAidedInnovation)技术,如:QFD､可靠性设计､网络协同创新技术､有限元分析等各种成熟的技术和方法开始融入到创新设计过程中｡3机械产品创新设计的研究
机械产品创新设计的研究对于提高机械产品的设计水平､提高产品的竞争力有着重大的意义,受到世界各个国家的普遍重视｡
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类己有的相关科学技术成果(含理论､方法､技术原理等),进行创新构思,应用新技术､新原理､新方法进行产品的分析和设计,设计出具有新颖性､创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动｡
一般来说,创新设计包括全新设计和适应型创新设计两类｡
需要指出的是,创新设计和概念设计并不是同一个概念,概念设计的核心是进行设计创新,而创新设计并不尽限于概念设计阶段｡在产品设计的各个阶段均有创新设计的问题,但是最主要的是在概念设计阶段进行创新｡
国内外学者针对机械产品创新设计,分别从设计的本质､设计的过程以及设计的方法等不同方面,做了大量的研究工作｡
创新设计理论和方法的研究现状见表1｡
4机械产品创新设计存在的问题及展望
通过上述文献的研究可以看出,尽管人们从不同角度对创新设计进行了数十年的研究,取得了一些成果,但是产品创新设计过程中还有一些问题仍没有解决,成为今后研究的重点｡
(1)创新设计本质过程的研究这实际上也是对设计的创新本质的认识｡尽管人们从思维方法､设计手段等多方面对创新问题进行探索,现在对创新的实质过程仍没有一个统一的､深层次的认识,无法形成一个完整的理论去指导创新实践｡在这方面我们仍需要做大量的工作｡
(2)创新设计中知识的表达与应用首先,产品创新过程涉及多学科､多种技术,如何将设计知识组织管理,满足设计主体对知识的需求是今后的研究重点｡其次,为创新设计过程建立科学的产品模型,结合现代CAD技术,支持创新方案的快速表达,对于提高设计效率有重要意义｡
(3)设计理论研究与设计工具开发存在严重脱节人们对于设计理论及创新问题进行了大量研究,但是理论研究与设计工具,特别是产品的结构设计工具存在严重的脱节｡一方面某些机械结构设计理论和方法的研究较少考虑计算机实现的问题;另一方面设计工具开发时,又没有适合计算机进行的结构设计自动化和智能化理论｡需要深入研究机械产品设计中功——构映射的本质规律｡
(4)创新设计过程的集成化技术研究创新设计过程的集成化技术的重点在于概念设计的集成化实现,主要是指产品的原理方案创新与结构方案创新的集成｡现有的设计理论或设计工具多是从不同的角度,考虑某阶段的创新实现问题,如:TechOptimizer可以辅助实现产品原理方案的创新,但需要其他CAD系统完成结构的设计工作;一些大型的CAD/CAE/CAM商品化软件,如:UG､Pro/E等均开发出了支持概念设计的工业设计模块或草图设计模块,但是这些模块基本上仍是计算机辅助绘图的工具,几乎不支持原理方案的创新｡缺乏统一的创新设计理论指导创新设计过程,是造成原理方案创新与结构方案创新的集成度低的主要原因｡
参考文献
[1]孙林夫.现代产品设计技术及其发展[J].中国制造业信息化,2003,32(1):37~40.
[2]约瑟夫.熊彼特.经济发展理论[M].北京:商务印书馆.1990.
[3]沈惠平.机械创新设计及其研究[J].机械科学与技术,1997,16(5):791~795.
[4]张武城.创造创新方略[M].北京:机械工业出版社,2005.
[5]刘莹,艾红.创新设计思维与技法[M].北京:机械工业出版社,2004.
[6]高常青,黄克正,王国峰.由TRIZ理论的通用解求问题的特殊解[J].中国机械工程,2006,17(1):84~88.
[7]邹慧君,张青,郭为忠.广义概念设计的普遍性､内涵及理论基础的探索[J].机械设计与研究,2004,20(3):10~14.
[8]约翰逊PC(陆国贤等译).机械设计综合一创造性设计与最优化[M].北京:机械工业出版社,1987.
[9]檀润华.创新设计-TRIZ:发明问题解决理论[M].北京:机械工业出版社.2002年2月第1版.
[10]I.Rivin.UseoftheTheoryofInventiveProblemSolving(TRIZ)inDesignCurriculum[J].TRIZJournal,triz-,February,1998.
[11]G.S.Altshuller.Andsuddenlytheinventorappeared[M].TechnicalInnovationCenter,INC,Worcester,1996.
[12]牛占文,徐燕申,林岳.实现产品创新的关键技术—计算机辅助创新技术,机械工程学报,2000,36(l):11~14.
机械原理课既有很强的理论性，又有较强的实践性。对于没有实践经验、基础知识薄弱且空间想象能力相对较差的三本院校学生来说，极易感觉学习内容枯燥乏味且不易理解，从而失去学习兴趣，进而导致学生在课堂上精神不能集中，甚至萎靡不振或“开小差”，教学效果难以保证。纠其原因除了基础差、学习起来有困难以外，更重要的是他们缺乏学习动机。主要体现在以下几个方面：1.对人生定位缺乏认识。2.对专业缺乏认识。因此，在机械原理课程教学中如何激发学生的学习兴趣，使学生既想学，又能学、会学且乐于学，是新时期三本学院机械原理课程教师面临的首要任务。
针对以上特点，本文特在教学内容及教学方法与手段上提出如下改革思路：
一、夯实基础，拓宽知识，进行教学内容的改革
机械原理是一个比较传统、成熟的课程。教学内容的改革上赋予了它更多的现代气息，在加强基础的同时，处理好“少而精”与“广而新”的关系。实际工程中使用较普遍的常规理论、方法仍然作为教学的基本内容，本着“少而精”的原则，加强基础，使学生必须掌握；本学科和相近学科的新知识、新发展作为新的教学内容让学生了解为主，体现“广而新”的原则，达到拓展学生的知识面，开阔思路和眼界的目的。因此，在经典的基本知识以外，我们保留了图解法的精华，同时鉴于计算机技术的广泛应用和学生的兴趣爱好，适当增加解析法的应用，加强了计算机辅助设计的内容，使学生把传统、古老的机械与日新月异的现代化技术联系起来。为了培养学生初步具有确定机械运动方案和合理选用机构的能力，教学内容上又增加了“机械运动方案的拟定”、“分析和设计机构”方面的内容介绍，并安排了对某一机械的改进或新机械的方案设计，使学生对所学知识融会贯通，达到应用知识解决实际问题的初步能力，将理论和实际结合得更紧密。在讲授必要的传统、经典知识、“三基”内容以外，积极吸收国内外有关科学研究成果，注重介绍本学科的研究前沿以及新知识、新材料、新工艺、新理论和新方法，以开阔学生的思路和眼界。
二、遵循“知识传授与创新及实践能力培养并重”的原则，不断地改革教学方法与教学手段
1.启发式教学模式。理论授课时，注重充分与学生进行交流：学生跟着老师的思路走，老师跟着学生的表情走（察言观色，掌握学生接受的程度）。引入项目研究、课内课外相结合等；在课堂教学中，通过教师的讲授来传授知识，采用教师启发、引导的方式，循序渐进地诱导、启发、鼓励学生对问题和现象进行思考、讨论，再由教师总结、答疑。尽可能结合工程实际，激发学生学习兴趣，有效缩小书本知识与生产、科研实际的距离。对于一些容易混淆的概念、知识点在个案中的运用分析、通过分析而进行归纳的基本理论和原则等方面的问题，都可以采用启发式的教学方法，既有利于提高学生学习的积极性、主动性，又有利于培养学生分析、解决问题的能力。通过这种讨论式、互动式的教学方法，可有效提高学生学习的积极性、主动性，也有利于学生分析问题、解决问题能力的培养和表达能力、团队合作能力的提高。
课程实验教学注重实验方法、实验过程，重视实验仪器的使用。在保证基本实验内容完成的基础上，鼓励学生自己拟订实验方案、实验方法，使学生能够独立实验，独立分析实验结果，这样就培养了学生独立工作的能力和创新意识。
2.多媒体教学手段。引入CAI课件、视频、动画等。2001年后，课程的教学手段从传统的挂图讲解、胶片投影教学，转变为课堂利用多媒体教学、实验室采用投影为主，挂图为辅的方式进行教学。由于应用先进的设备和仪器教学，改变了学生上课埋头记笔记、课后背笔记、老师考笔记的现象。课堂中增加了更多的师生互动环节，师生在课堂上共同讨论问题的时间多了，学生的兴趣也增加了。多媒体技术的运用，使许多理论知识变得“可视化”，直观而容易理解，加强了师生教与学的交互性。
3.网络教学。机械原理精品课程网及时更新最新研究进展，并将教学大纲、日历、习题、试卷、电子教案、动画素材、授课视频等上网，通过文字、声音、图片、视频等手段加强了教学感观性、时效性和现代教育技术气氛的感染力。利用教室的网络环境，可以引导学生了解最新研究进展与资讯，注意将最新的学术研究成果转化到教学中，培养学生的创新能力。
4.及时答疑。答疑方式多样，既有课间个别答疑，也有课外集体辅导答疑；既有实时的电话答疑，也有非实时的邮件答疑，还有留言答疑、QQ群答疑等。
关键词 机械设备；能源消耗；新技术；改造
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）81-0065-02
对于机械设备改造的理论和方法涉及机械、材料、物理、化学等很多领域。在我国经济高速发展新形势下，工业技术机械设备都还比较落后陈旧，更不上时代的发展，对于每个企业来说，更新机械设备和对原有的机械进行改造注入新的技术，使企业的发展能够更上时代的需求，还能在激烈的竞争中崭露头角。本文将主要归纳介绍了在机械设备改造过程中所涉及的一些机械改造理论知识，并，并对机械设备改造的出现常见方法进行论述。
1 机械设备的改造原理
对于机械设备的改造是把新的科学技术的研究成果应用在一些企业的现有机械设备，再通过对机械设备的部分结构进行革新和改造，来是机械设备具有新的生产水平并提高机械的生产效率。首先我们要通过了解机械原理，研究机械设备的结构、受力情况、机械质量和运动过程等。机械设备是由一个或一个以上的机构构件通过活动传动来实现整个机械运动的组合结构。对于机构学是来研究机器中常见的各种各样的机构，一般是来研究机械结构的组成原理和运动的确定性，并对该机构的运动特性和过程进行分析和总结。机构学一般不是研究力对运动的某些影响，现在对机构的分析主要是采用图解法，或者通过计算机的辅助设计来深入的研究和技术革新。
机械设备的技术改造是将现代科学技术成就和先进经验应用在原有的机械设备上，通过改造来改变现有设备的部分结构，采取装上和更换新部件、新装置、新附件，来替换机械设备的一些磨损部位。同时通过机械设备的技术改造，能够改变原有设备的一些技术性能，增加机械设备的某些特殊功能，使机械设备的局部或整个设备能够达到新设备的技术水平，拥有高效的生产能力和性能。例如，将一些旧的机床改造为程控、数控的机床，或者在旧的机床上增加精密的检测装置、更换新的技术部件等。通过机械技术改造可提高产品的质量和生产效率，也能降低机械的能源消耗。这些都需要研究机械的动力学，通过研究机械在力的作用下地运动规律、产生的摩擦力和机械工作效率等问题，将有关数据利用计算机进行分析研究，来改善一些陈旧的机械工作原理，科学的解决现有设备的部分构件的运作中产生的不符合有关技术要求的问题。
在进行机械设备的改造原理时，也需要对机械的材料进行有效的分析研究，在现有的基础上，找出符合现代社会发展的方向的高科技材料。首先需要研究材料的成分、材料的化学结构和材料的性能等在机械设备上的有关应用。同时还要研究材料的物理特性，从微观和宏观的角度对不同材料的详细参数进行有效的实验分析，观察材料的导热性、导电性、材料的密度和水工性质能多方面的物理特性在不同环境下产生的不同物理反应。还要研究材料结构的稳定性，并在热力学条件下发生不稳定的变化情况，观察分析在此状态下材料的组成结构相关变化，在哪种条件下材料能够恢复稳定或达到物质的平衡状态。通过研究材料在这些变化进行相变现象，可以利用该物理特性来有效的控制材料的性能制造出一些机械设备需要的机械器件，是原有的机械拥有新的特性，达到有关技术要求。对于材料的热力学研究室为了清晰的了解材料在热现象中物质系统达到平衡时的有关性质和物质的能量平衡关系。热力学的理论主要是由热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律组成，主要是来研究热能和机械能等一些其他形式的能量转换规律。但我们不仅要对材料进行单一的物理性质研究，还要对材料进行化学性质的研究，通过一些化学实验来检测该材料的化学特性，研究出材料在哪些特定的条件下发生化学反应，导致材料的组成发生变化。同时我们还需要通过利用量子力学和统计力学等对材料进行实验研究、探索和归纳总结出来材料的基本规律和理论。通过对机械设备原理的掌握，在各方面对机械设备进行创新的研究设计，是机械设备达到所需的设计要求。
2 机械设备的改造方法
对于机械设备的改造方法一般是设备的改装和机械设备的技术改造，机械设备进行改装一般是通过对机械设备的容量、体积和功率等改大来满足机械的产品生产量和产品的加工要求，而对机械设备进行技术改造是利用新的科学研究成果对原有机械设备进行革新和改造，来改变原有的落后技术，使原有的机械设备能够拥有新的生产技术。在机械设备的技术改造中一般采用的方法有很多，例如一种改造方法是用微机来作为机械的控制元件， 通过对机械设备的进给系统进 行技术性的改造，选用步进电动机的方式来控制机械系统，是机电控制系统中常用的驱动元件及其控制方法，主要是微机和嵌入式计算机及其接口技术在机械控制系统中的相关应用，还有一种方法是用可编程控制器作为控元件，主要是替代机械设备的继电器镰接触器组成的电气控制的部分元件，这样可以提高机械设备的电气控制系统的可靠性能，而且这个方法早已突破纯粹开关量控制的局限性而进入到过程控制、位置控制、通信网络、图形工作站等方面，成为机电控制及过程控制不可缺少的核心控制部件。还有一种方法是采用的数控设备来控制机械的进给系统，这样有利于企业的生产管理的现代化，数控机械设备使用数字信息与标准代码处理、传递信息，采用计算机控制的方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化的工作方式创造了有利条件。
在对机械设备的技术改造中一般是采用相应的方法来提高机械设备自动化程度，实现数控化、联动化新技术特性，也能提高机械设备的工作功率、速度和扩大设备的生产量和改变设备的生产工艺，并能将机械设备改造成高效能，以实现加工对象的自动控制，同时改进机械设备的冷却系统、安全和保护装置及环境污染系统，在新的能源形势下还需要降低设备原材料及能源消耗。通过特殊的改造使机械设备拥有符合现代生产要求的特点。对于机械设备的改造需要先对机械进行需求分析、技术分析、生产实验等来解决机械设备怎样进行改造才能达到我们所要求的效果，并通过有关理论对机械设备进行强度、刚度和使用年限，同时还要考虑到改造后的机械设备对能源消耗和环境与人的影响。
3 机械设备的改造的意义
对于机械设备的改造是利用先进的科学技术和经验，根据机械设备的需要对机械设备原有的结构、局部部件和装置进行有效的改善和改进，是旧的机械设备达到新的机械的水平。经过改造后的机械设备能节约能源和原材料，来降低生产成本，并能提高机械设备的加工生产精度和产品的质量。还能适应企业对新产品开发，适应产品升级换代和市场需求，大大的改善工艺性能，提高了设备的生产效率，同时能够促进企业的安全生产，并改善环境保护和减轻劳动强度。这样能够在不增加资金的大量投入下，提高企业的竞争力。
4结论
近几年，在经济的高速发展的新形势下，一些企业对产品质量和出产效率的要求越来越高，这些都需要对原有的机械设备进行相关技术改造，这可以根据现有的机械资源，减少更换新设备的资金消耗，同时通过技术改造后的设备有效的提高了产品的质量和生产效率，并且直接提高了企业的经济效益。因此作为新时代的技术人员应该掌握扎实的专业知识和提高自身素质，结合新的技术和对新的机械设备的实验和研究，科学合理的对一些不符合要求的机械设备进行有效的技术改造，使原有的机械设备能够拥有新的活力。
参考文献
[1]史芷芳，贾汝民.对机械原理及机械零件课程教材的理解和看法[J].兰州石化职业技术学院学报，1986.
[2]刘扬，唐芬南，贺兵.基于学生创新素质培养的机械原理课程案例教学研究[J].湖南冶金职业技术学院学报，2009（4）.
[3]侯丽君.C616车床数控化改造.中国科学院上海冶金研究所材料物理与化学（专业）博士论文，2000.
一、教师应从培养合格劳动者的目标出发，选取合适的教学内容进行教学
按照这一思路，我们可以对教学内容进行适当调整。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型，建立机械运动简图应该是机械设计的基础，因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机械传动和零件设计部分，应减少计算公式推导过程的介绍，增加零件细部结构的设计介绍和一些设计参数选取原则的介绍，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。可增加一些本专业最新动态的介绍，多向学生介绍一些机械的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。在过去的教学中，通常只重视设计计算，认为只要会计算就达到要求了，而轻视了结构设计以及与工程实际技术问题紧密结合的部分，使教学与实际脱节。如轴承这一节：轴承装置设计这部分内容在教学中往往不作为重点，而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计这部分内容作为重点，要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如ca614oa车床主轴支撑的例子，通过这个实例，使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合，使学生既学会了轴承的基本知识，又掌握了轴承的应用技术，同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。
二、提高学习兴趣，增强教学效果
现在职业学校面临的问题是：学生基础知识差，不少人对学习失去了兴趣。但是我们也应该看到这样一个事实：这些学生思想活跃，求新求奇思想重，对周围世界十分敏感好奇，他们喜欢观察事物，凡是觉得新鲜的就想了解，凡是自己喜欢的就会去做。因此我认为，要想让学生能够主动学习，就要使其对专业感兴趣、对课程感兴趣甚至对任课教师感兴趣，而这些兴趣的培养可以通过教学过程中实施趣味教学来实现。
因为职业学校学生文化基础较差，虽然学校所开设的课程已相对简化，但由于学生理论水平比较薄弱，《工程力学》和《机械制图》学得不够扎实，加上缺乏基本的机械常识，所以在机械基础的学习过程中，想象不出一些零件的结构，受力情况分析不透。因此教学中应首先降低难度，让学生有学习本课程的兴趣。
若照本宣科，不进行教学信息的双向交流，必然会学之无味、学之困难。为唤起并始终保持学生的学习兴趣，创造和谐的学习气氛，可根据学生活跃好动的特点，在教学中采用趣味教学法，创设情境，启迪思维，引导学生积极主动地参与教学。要做到这些，教师必须思路清晰，善于归纳和表达，能够把复杂的内容转化为纲目了然、脉络分明、易于理解和掌握的知识。《机械基础》对于刚刚初中毕业的职校生来说，无疑是有较大难度的课程，容易出现两种极端：程度高一点的学生为了取得好成绩便“死记硬背”；程度低一点的学生，一旦无法战胜困难，就会放弃学习以致产生厌学情绪。针对这些情况，我认为教学中关键要上好第一节课。俗话说“兴趣是最好的老师”，如果能让学生对本门功课产生浓厚的兴趣，可以讲在本课程的教学任务中已完成了40%。这就要求教师具有渊博的知识良好的口才，能引导学生在有趣的谈吐中学到有用的知识，与学生进行有效的交流。
三、重视理论联系实际，提高教学效果
《机械基础》是各个工种的专业基础课，与各工种专业课联系紧密。作为机械专业的教师，应当不仅具有机械方面的理论知识，而且对于在生产中使用的各种加工方法，机床及设备的有关知识，也要有一定程度的掌握和了解、也就是说我们应努力成为“双师型”教师。只有这样，才能在教学中熟练地将理论与实践结合，上课时才能得心应手。
例如在举例讲解时应尽可能使用见过或使用过的设备，如讲解四杆机构，可以结合家用缝纫机的踏板机构。如果有可能的话，理论课教师应主动与实习老师联系，组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学。现场教学前事先布置一些思考题，让学生带着问题一边参观一边讨论。在参观实习中，教师可以对学生提出的问题进行有针对性的讲解，告诉学生这台设备采用了哪些机构、某个零件采用了什么机构，把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来，使学生具体地领会各种机构在机器中的应用。这样，学生上课时就有了一定的感性认识，就不会觉得抽象，就会产生学习兴趣。我们再因势利导，使学生的感性认识上升为理论，教学效果就会大大提高。
《机械基础》是中等职业技术学校机械类专业的一门专业基础课，主要研究机械传动、常用机构及轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理、结构特点及基本的设计理论和计算方法。该课程既有一定的基础理论，又有很强实践性，是机械制图、机械制造工艺学、金工实习、工程力学等先修课程理论知识的综合运用，为学习专业技术课程和今后在工作中合理使用、维护机械设备，以及进行技术革新提供必要的理论基础知识。为了突出中等职业学校的教学特点，提高教学质量，本文拟就该课程在教学内容、教学方法和教学手段、实践环节等方面的问题，浅谈一些个人体会。
一、教师应从培养合格劳动者的目标出发，选取合适的教学内容进行教学
按照这一思路，我们可以对教学内容进行适当调整。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型，建立机械运动简图应该是机械设计的基础，因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机械传动和零件设计部分，应减少计算公式推导过程的介绍，增加零件细部结构的设计介绍和一些设计参数选取原则的介绍，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。可增加一些本专业最新动态的介绍，多向学生介绍一些机械的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。在过去的教学中，通常只重视设计计算，认为只要会计算就达到要求了，而轻视了结构设计以及与工程实际技术问题紧密结合的部分，使教学与实际脱节。如轴承这一节：轴承装置设计这部分内容在教学中往往不作为重点，而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计这部分内容作为重点，要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如CA614OA车床主轴支撑的例子，通过这个实例，使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合，使学生既学会了轴承的基本知识，又掌握了轴承的应用技术，同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。
二、提高学习兴趣，增强教学效果
现在职业学校面临的问题是：学生基础知识差，不少人对学习失去了兴趣。但是我们也应该看到这样一个事实：这些学生思想活跃，求新求奇思想重，对周围世界十分敏感好奇，他们喜欢观察事物，凡是觉得新鲜的就想了解，凡是自己喜欢的就会去做。因此我认为，要想让学生能够主动学习，就要使其对专业感兴趣、对课程感兴趣甚至对任课教师感兴趣，而这些兴趣的培养可以通过教学过程中实施趣味教学来实现。
因为职业学校学生文化基础较差，虽然学校所开设的课程已相对简化，但由于学生理论水平比较薄弱，《工程力学》和《机械制图》学得不够扎实，加上缺乏基本的机械常识，所以在机械基础的学习过程中，想象不出一些零件的结构，受力情况分析不透。因此教学中应首先降低难度，让学生有学习本课程的兴趣。 若照本宣科，不进行教学信息的双向交流，必然会学之无味、学之困难。为唤起并始终保持学生的学习兴趣，创造和谐的学习气氛，可根据学生活跃好动的特点，在教学中采用趣味教学法，创设情境，启迪思维，引导学生积极主动地参与教学。要做到这些，教师必须思路清晰，善于归纳和表达，能够把复杂的内容转化为纲目了然、脉络分明、易于理解和掌握的知识。《机械基础》对于刚刚初中毕业的职校生来说，无疑是有较大难度的课程，容易出现两种极端：程度高一点的学生为了取得好成绩便“死记硬背”；程度低一点的学生，一旦无法战胜困难，就会放弃学习以致产生厌学情绪。针对这些情况，我认为教学中关键要上好第一节课。俗话说“兴趣是最好的老师”，如果能让学生对本门功课产生浓厚的兴趣，可以讲在本课程的教学任务中已完成了40%。这就要求教师具有渊博的知识良好的口才，能引导学生在有趣的谈吐中学到有用的知识，与学生进行有效的交流。
三、重视理论联系实际，提高教学效果
《机械基础》是各个工种的专业基础课，与各工种专业课联系紧密。作为机械专业的教师，应当不仅具有机械方面的理论知识，而且对于在生产中使用的各种加工方法，机床及设备的有关知识，也要有一定程度的掌握和了解、也就是说我们应努力成为“双师型”教师。只有这样，才能在教学中熟练地将理论与实践结合，上课时才能得心应手。
例如在举例讲解时应尽可能使用见过或使用过的设备，如讲解四杆机构，可以结合家用缝纫机的踏板机构。如果有可能的话，理论课教师应主动与实习老师联系，组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学。现场教学前事先布置一些思考题，让学生带着问题一边参观一边讨论。在参观实习中，教师可以对学生提出的问题进行有针对性的讲解，告诉学生这台设备采用了哪些机构、某个零件采用了什么机构，把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来，使学生具体地领会各种机构在机器中的应用。这样，学生上课时就有了一定的感性认识，就不会觉得抽象，就会产生学习兴趣。我们再因势利导，使学生的感性认识上升为理论，教学效果就会大大提高。
四、课后总结，综合评价，及时反馈认知信息
课后总结与及时反馈可以使学生知道自己的知觉是否正确，使教师能根据反馈的信息来调节自己的教学方法。同时反馈具有激发学习动机的作用，学生受到教师的肯定后，会产生愉快的感觉，这种感觉反过来又会激发学习的进行。因此，总结与反馈不仅是帮助学生学懂学好的良好方法，同时也是师生间信息互动的良好平台，且增进了师生间的感情与友谊。
关键词：机电一体化；本科教学；人才培养；项目教学法
作者简介：王昊（1972-），男，安徽泗县人，上海电力学院能源与机械工程学院，副教授；吴懋亮（1970-），男，山东莱芜人，上海电力学院能源与机械工程学院，副教授。（上海 200090）
基金项目：本文系2011年上海市教委重点课程机电一体化原理项目（项目编号：20115301）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0075-02
为了满足电力行业对机械类专门人才的需求，各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年，该专业毕业生的就业形势喜人，但是，由于制造类相关行业广受金融危机的影响，导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势，作为专业教师，应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。
机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科，在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习，能明显提高学生素质，从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题，以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题，提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路，并辅以项目教学法的教学改革方案，以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。
一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性
学生在学习“机电一体化原理”的时候，由于缺乏实际经验，加上该课程牵涉面很广，学习难度较大，因而学习热情不足。因此，在教学过程中，教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性，从而激发学生的学习热情。
首先，应使学生明确，机电一体化是多学科交叉，相互渗透的综合性课程，广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”（计算机信息处理与控制），极大限度地延伸了机械的概念，使机电一体化产品几乎无处不在。例如，“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一，已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]
其次，针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点，认真学习“机电一体化原理”这门课程，将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段，学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。
最后，机电一体化的重要性还体现在很多产品，特别是高科技产品，难以将机械和电子部件完全分开。例如，机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识，又要精通电子方面的知识。因此，掌握机电一体化原理，并将其应用到解决实际工程问题当中，已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。
二、增加实验课时、加强实验室建设与整合
“机电一体化原理”理论学习固然重要，实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中，实验教学所占学时明显偏少，而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此，现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。
此外，很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上，广泛开拓思路，整合、组合、创造出新的机电一体化实验，以实现锻炼学生动手能力的目的。而且，实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面，进行广泛市场调研，根据需要进行采购和扩充。
因此，必须在加强实验室建设的基础上，适当增加机电一体化的实验课时，才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握，体会机电一体化应用的目的。
三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路
激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法，是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法，才会产生学好“机电一体化原理”的动力。
目前，机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业，但就业机会终归有限。由于能力的欠缺，择业的时候，面对机电一体化行业广泛的就业机会，学生更多的是无奈。鉴于此，任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。
引导学生领悟，若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养，将会拓宽自己的就业面，从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业，若是在机电一体化方面有比较扎实的基础，也会开拓自己的视野，何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段，完全分开的机械和电子几乎没有。
因此，在教学过程中，应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说，可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例，引导和激发学生的学习热情。另外，在教学过程中，也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路，引导学生如何跨越机械专业的局限，尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式，学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣，从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。
四、开展项目教学法、培养学生综合能力
为了使学生加强对机电一体化领域的认识，启发他们在机电一体化行业内就业的热情，“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多，目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域，教师提出使用项目教学法。
项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式，这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计，履行和管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务，培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心，以教师为中心，以教材为中心”的教学模式，强调使用的技能和知识创新，有效地交流课堂与社会生活的联系，充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2，3]
项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系，加强理论联系实际，有助于培养学生的多方面能力，更重要的是展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段：
1.拟定题目
学生自主分组或教师分组，查阅资料、主动思考，充分发挥主观能动性，拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目具有创新性或实用性，特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性，又要切实可行、经过学生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案设计
通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划，要求该进程安排基本与课堂教学进度并行，即：按照课堂教学的进度安排项目的实施进度，即首先是机械机构、执行机构，然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。
3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结
这一阶段，对于学生在项目研究所用到的内容，有可能在课程学习中没有学到，要求教师指导学生进行再学习，以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，因此，在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。
4.项目考评
以小组为单位，认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。
5.项目拓展
建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。
项目教学法可以极大提高学生的兴趣，激发学生的学习热情，挖掘学生的创造性思维，同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验，发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码，将成为机电一体化行业的敲门砖。
五、增设“机电一体化原理”课程设计环节
现有的教学手段，还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充，还可以通过增加机电一体化原理设计环节，从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。
课程设计时，要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点，分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中，进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。
课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题，学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程，加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中，注意培养学生的创新设计能力，充分发挥学生的创新潜能。此外，还要注意课程设计必须与项目教学法互补，对于项目教学法中没有涉及的部分，要适当加强。[4]
课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准，全面掌握机电一体化产品设计规范和过程，并培养学生扎扎实实的工作作风。
六、结论
本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标，针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题，进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性，以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设，增加学生动手实践的机会，以拓宽学生的就业面为目的，激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案，着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力；该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。
参考文献：
[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2006.
[2]曾励.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，2004.
