时间：2023-09-18 17:33:57
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篇关于机械原理的知识，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。
Abstract： In order to improve teaching quality of Mechanical Principle， aimed at the characteristics of this course， this paper abstracts the generic knowledge of Mechanical Principle， grasps the continuity of the precursor and follow-up courses to apply the teaching methods in the teaching of Mechanical Principle， make classroom teaching and online education complement each other， put forward the direction and method of improving the teaching of Mechanical Principle and provide some new ideas for improving the teaching quality of Mechanical Principle.
关键词： 机械原理；教学质量；共性知识；项目教学；在线教育
Key words： Mechanical Principle；teaching quality；common knowledge；project teaching；online education
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0135-03
0 引言
《机械原理》课程是机械类各专业必修的一门重要的技术基础课程，其不仅担负着为学生学习后续相关技术基础课程和专业课程奠定良好基础的重要作用，而且负有培养机械类高级工程技术人才的机械技术工作能力和开发创新能力的重要任务，为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础。
通过这门课程的学习，要求学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会常用基本机构的分析和综合方法，初步具有进行机械系统运动方案分析和机构设计的能力，为学生学习后续课程和新的科学技术，打下坚实的基础。
这门课程通常在本科二年级时开设，机械原理课程一方面较物理、理论力学等理论课程更结合工程实际，另一方面，它又与讲授专业机械的课程有所不同，它不具体研究某种机械，而只是对各种机械中的一些共性问题和常用机构进行探讨。[1]目前的教材一般理论分析多，实践应用较少，学生在初学时普遍感到抽象难懂，难以入门，在课程设计环节往往难以将所学理论知识付诸实际。因此，如何提高机械原理教学质量一直是教研组研究的重要内容，根据多年的教学检验并结合机械原理教研成果，本文探讨了提高机械原理教学质量的几点思考。
1 课程共性知识的提炼
机械原理教材中的一些基本的研究方法和知识点通常贯穿于各章节内容中，在授课过程中将这些方法总结、归纳融会贯通形成讲授体系，帮助学生找到这些章节的内在联系，建立完整的理论体系，从而更好地掌握机械原理的基本的研究思路和方法。
例如贯穿机械原理课程始终的“反转法”，在平面连杆机构设计中，无论是刚体导引机构还是函数生成机构的设计，都可以采用“机构倒置的方法”来设计，即通过选取不同的构件为“机架”，把问题转化为求解“机架”的固定铰链点进行解决。又如在凸轮轮廓曲线的设计中，通过给整个机构加上一个与凸轮角速度大小相等，方向相反的公共角速度，将凸轮反转固定，假想为“机架”，然后按照从动件与凸轮的相对运动关系求出凸轮轮廓曲线。而在推导周转轮系传动比时，也是通过给整个机构加上一个与行星架角速度大小相等，方向相反的公共角速度，将行星架反转固定为“机架”，把周转轮系转化为定轴轮系进行求解。[2]上述的转换机架法、运动倒置法从根本原理讲是一致的，都是相对运动原理在机构分析与综合中的应用。在学生第一次碰到这个概念时，就将这个原理讲透彻，以后在应用“反转法”时又适当重复，以加深学生对这一方法的理解应用。
又例如在机械原理中压力角的概念，压力角的本质是从动件所受的力和受力点速度方向的夹角，在连杆机构、凸轮机构和齿轮机构中均是机构传力性能的一个重要指标，[3]在每一章讲到压力角时，应把连杆机构、凸轮机构和齿轮机构中的定义联系起来讲，比较它们的共性和表述的不同，从而加深学生的理解。
此外还有机械原理课程中常用到的“当量分析法”以及运动分析和动力分析中的“矢量多边形”方法等等[4]。在讲解相关的内容时，用共性知识将不同的内容贯穿起来，使学生触类旁通，逐渐理清思路，加深理解。
2 课程内容之间的联系性
机械原理与前驱课程如理论力学等的内容关系密切，前驱课程的思维方法对机械原理课程也很有帮助，授课时把前驱课程中所学过的理论与机械原理要讲述的问题和内容联系起来，有助于引导学生积极思考。例如在平面机构的运动分析一章中，采用矢量方程图解法进行机构的运动分析时，所采用的基本原理是理论力学中的刚体平面运动和点的复合运动原理；而在平面机构力分析一章中，确定运动副中的摩擦和反力，采用的是理论力学中的机构静力学模型，等等。[5]在这部分内容学习时，学生往往对“矢量方程图解法”感到困惑，可以在授课之前，布置学生将理论力学的相关内容复习一下，课上再分别帮助学生复习一下，加深学生对于这部分知识的理解，从而更好地开展机械原理部分的学习。
此外，机械原理也是后续课程机械设计的基础。例如，机构力分析确定的运动副中的反力，是机械设计中构件结构设计的依据，也是确定轴承强度、刚度的理论依据。再如机械设计课程中关于蜗杆蜗轮和螺旋传动设计时提及自锁概念也和机械原理课程中的摩擦密切相关。另外，机械原理课程中介绍的关于斜齿轮、锥齿轮等的当量齿轮也是后续齿轮强度设计的设计依据。[6]在授课时，将这些联系与应用总结、展示给学生，使学生了解各门课程之间的联系，在应用机械原理课程所学知识时注意融会贯通，培养自己运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力。
3 基于项目实践的教学
普通高等学校机械类各专业的《机械原理》课程，内容通常包括三部分：机构的结构分析、机构运动学和机器动力学，从课程间的关系来看，《机械原理》课程是以《理论力学》为基础的。而在《机械原理》的教学中，也较易出现工科教学理科化的现象，传统的机械原理教学方法容易导致知识僵化，很多同学在学习之后不知道这个知识点在何种情况下使用。为了提高基础知识解决实际问题的可应用性，同时为了激发学生主动学习的兴趣，在课程理论教学的基础上增加项目教学内容，是提高课程教学质量的有效途径。项目教学是通过完成一个整体的项目而实施的教学活动，它可以是围绕一个大项目，展开一个个小项目，而每个小项目都是大项目中一个个内容的分解，最后在小项目都完成的情况下，保证大项目目标的完成。项目教学可以充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。
在机械原理授课过程中，以某一项目为主线精心设计教学，项目选择时应当尽量涵盖课程中涉及的多种典型机构和知识点，从而有利于学生通过运用所学知识完成学习内容。[7]授课伊始即将设计任务布置下去。通过教师对教学内容的分析，先将教学任务进行分解，把要讲授的知识蕴含于学生所需完成的任务之中，让学生通过项目设计从而掌握所学知识。这样，学生在学习完机械原理这门课程后，也完成了一个大的项目，在学习的过程中将各知识点联系在一起，形成了一个较完整的知识体系。
教师在授课过程中，也可引入一个项目案例进行讲解。例如：在机械原理的学习过程中，可选择内燃机作为主项目，内燃机中囊括了机械原理常用的三大机构：连杆机构、凸轮机构和齿轮机构，所以该项目又可细分为连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等多个子项目。在讲解平面机构的动力分析时，可以内燃机中的曲柄连杆机构的受力分析和配气机构的动力学分析为案例，在讲解机械的平衡时，可以单缸和多缸内燃机的曲轴的平衡为案例，等等。这样，通过一个实际的项目案例，帮助学生掌握了基础知识和技能，还可以通过案例举一反三，拓展知识，培养学生自主学习和知识应用的能力。
此外，授课教师在课程讲解时要紧扣实例，例如：在讲解连杆机构时，可结合日常生活中的雨伞，餐桌椅的折合装置，汽车上的雨刮器和转向机构、车门启闭机构、风扇摇头装置等进行讲解，讲解齿轮系的时候，可结合钟表讲解时针、分针、秒针的设计原理，还可介绍汽车变速器的工作过程等等，这些案例贴近生活，学生容易接受和理解，也能激发学生的学习兴趣和求知欲。
4 两种教学模式的交互
目前的机械原理课程授课形式大部分还停留在教师灌输、学生被动接受的模式，提不起学生学习的兴趣和动力，而且在提倡素质教育的形势下，机械原理的课时不断被压缩，这些都对基于课堂的传统教学模式提出了挑战。国家精品开放课程共享系统中心网站（即爱课程网）将在线课堂与面对面教学模式相结合，把学习效率低下的教师单向灌输的传输知识方式转变为激发学生学习兴趣，引导学生主动学习的教学模式，对提高机械原理教学质量，深化课程改革起到了积极的促进作用。
国家精品开放课程共享系统中心网站具有友好的用户界面，为师生用户提供了较完整的学习支持系统。任课教师可通过在线咨询、QQ群、个人邮箱等将教学信息及时、准确地传达给学生，包括课前要求学生观看视频和相应知识点预习，布置一些简单练习，课后布置学生完成在学习平台上每一个知识点配备的对应在线的自测题和离线作业，另外，学生在观看视频、完成练习时如果遇到问题，可以在系统中实时咨询老师或与同学进行讨论。[8]利用在线教学中灵活组合的丰富的功能模块，将课堂深度教学与在线自主学习结合。一方面，学生的学习不再局限于有限的课堂教学时间，可自由支配学习时间，完成基础内容的自学和自测；另一方面，与传统的教学模式相比，完成一个知识点的学习，学生要付出更多的自主学习的时间。在线教育使学生成为教学过程的参与者，使学生从被动接受变为主动学习。
部分学生缺乏较强的自我约束能力，常常会在网络学习中出现拖延症。为了促进学生自主学习，规定学生需要完成一系列学习活动，才可获得相应的学分，比如，学生需要在截至时间之前完成系统中相关的预习、自测和练习，及时提交，否则当次练习为0分，累计一定次数，则无法取得本课程的学分，同时系统对学生的学习过程进行实时记录。
作为任课教师，在机械原理共享课程建设时，首先要保证教学资源的完整性，教学资源应包括教学录像、PPT讲义，课程教案、备课笔记、教学设计及知识点汇总、思考题、作业参考答案、题库或卷库、学科前沿研究的热点等。其次是教学资源的丰富性，丰富性是指尽可能增加不同种类的教学资源，不仅有文本资源、图片和动画、还有视频资源等，丰富的教学资源有助于开阔学生视野，激发学习的热情和兴趣。
现代机械工业对创造型人才的需求与日俱增，机械原理课程在培养创造型人才的过程中起着不可或缺的重要作用。提高机械原理课程教学质量的关键是激发学生的学习主动学习的能力。教师的教学应当重视培养学生的创造性思维以及知识应用的能力，调动学生的主观能动性，使教与学融为一体。从多年的教学实践中，笔者体会到教师一定要深入理解教学内容，提炼出教材的共性知识，重视课程之间的联系性，同时授课时要紧密联系实际案例，科学地混合运用不同的教学媒介，多方面、多渠道地激发学生主动学习的热情，真正做到有的放矢，从而提高机械原理的教学质量。
参考文献：
[1]孙桓，陈作模，等.机械原理[M].八版.北京：高等教育出版社，2013.
[2]黄茂林.机械原理[M].二版.北京：机械工业出版社，2013.
[3]王贤民，潘金坤.机械原理[M].广州：中山大学出版社，2014.
[4]王跃进.机械原理[M].二版.北京：北京大学出版社，2009.
[5]朱理.机械原理[M].二版.北京：高等教育出版社，2010.
[6]濮良贵，陈国定，等.机械设计[M].九版.北京：高等教育出版社，2013.
【关键词】 机电 现状 分析
为了认真完成好湖北省教育科学十二五规划课题《中职机电技术应用专业课程设置与教学内定改革研究》的调研工作，课题组成员对中职机电专业课程设置与教学内容现状进行了调研，调研结果是，中职机电专业培养目标是高素质劳动者和中初级专门人才；业务现状是：机械制造人员能熟练地进行普通机床的操作，熟悉典型数控系统机床的编程技术，能熟练进行数控机床的操作，加工中等复杂的机械零件，掌握二维和三维CAD/CAM软件如AutoCAD、UG、Pro/E等软件的应用；机电一体化设备操作维护人员能较熟练地操作维护机电一体化设备；机电一体化设备营销人员。熟悉机电一体化设备的分类、典型结构及特点，熟悉机电一体化设备的操作和调试。具备机电一体化设备的营销基本知识。职业资格证书要求现状是获得普通或数控车工或铣工中初级职业资格证书：中初级维修电工合格证书；机械制图绘图员中初级合格证书。中职机电技术应用专业课程设置与教学内容偏多偏难，改革迫在眉睫。
现以湖北职业技术学院应用技术分院机电技术应用专业为例对当前的专业课程设置与教学内容现状进行具体分析。
1 培养目标现状分析
当前的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应，德智体美等方面全面发展，具有综合职业能力，在机电生产、服务、技术和管理第一线机电技术应用岗位工作的高素质劳动者和中初级专门人才[1]。
2 业务范围现状分析
（1）机械制造人员：能熟练地进行普通机床的操作，熟悉典型数控系统机床的编程技术，能熟练进行数控机床的操作，加工中等复杂的机械零件，掌握二维和三维CAD/CAM软件如AutoCAD、UG、Pro/E等软件的应用。（2）机电一体化设备操作维护人员：掌握机电一体化设备的结构及工作原理知识，熟练掌握机械原理、电气控制原理和液压技术。能较熟练地操作维护机电一体化设备。（3）机电一体化设备营销人员。熟悉机电一体化设备的分类、典型结构及特点，熟悉机电一体化设备的操作和调试。具备机电一体化设备的营销基本知识。
3 知识结构、能力结构及要求现状分析
3.1 知识、素质和能力的描述（如图1）
图1 知识、素质和能力描述
3.2 职业资格（技能）等级要求
全国计算机等级考试一级证书；
获得国家劳动和社会保障部相关的普通或数控车工或铣工中初级职业资格证书：
中初级维修电工合格证书；
机械制图绘图员中初级合格证书。
4 主要课程、职业技能实训项目及主要实践性教学环节安排现状分析
4.1 课程设置概况
本专业共有10门公共必修课，6门职业基础课，9门职业技术与职业认证课。安排实践性教学环节11个，以确保本专业培养目标的实现。
4.2 主要课程和主干课程
4.2.1 主要课程
语文、英语、数学、政治、机械制图、公差配合与技术测量、AutoCAD应用、计算机基础及办公自动化、金属工艺学、机械原理与机械零件、电工电子技术。
4.2.2 主干课程
机床电气控制与PLC、机械制造基础、电机修理、数控应用技术、工厂供电、protel。
4.3 主要课程学时分配现状
法律基础知识30学时，职业道德与职业指导32学时，哲学基础知识30学时，经济与政治基础知识28学时，求职与创业28学时，语文88学时，英语52学时，数学104学时，体育52学时，计算机基础及办公自动化88学时，机械制图120学时，金属材料与工艺学70学时，电工电子技术90学时，机械设计84学时，公差配合与测量技术20理论，24学时实验，AutoCAD应用56学时， 机械制造基础（含机床）56学时，数控应用技术84学时，电机修理34理论学时，10学时实验，机床电气控制与PLC （总学时84，其中实验学时10个），工厂供电60学时， Protel 60学时，技能认证训练（含液压基础）180学时，企业管理30学时，市场营销60学时[2]。
4.4 实践性环节的安排项目：
金工实习三周、电机修理一周、电子装配一周、机床电气控制与PLC实训一周、机械制图零部件测绘三周、机电一体化设备联调一周、数控机床操作实训二周[3]。
5 教学环节学时分配分析
经过分析：必修课总共3054学时占97%，其中，公共课522学时占17%，专业必修课1026学时占33%，职业技能项目360学时占12%，其它实训课1020学时占35%。理论与实践课比例为43：57。
6 分析结论
根据以上调研分析，结合相前实际，我们认为，中职机电技术应用专业课程设置与教学内容偏多偏难，改革迫在眉睫。同时提出以下建议与设想。
《中职机电技术应用专业课程设置与教学内容改革研究》课题研究的基本内容是针对目前中职生的实际，如何来重新制定中等职业教育机电技术应用专业的课程设置方案以及每门课程的教学内容，重点是课程设置方案的制定，难点是专业课开设种类以及学时配比。
目前已经有很多专家学者进行了中职学生基本现状的研究，已经形成了比较统一的认识，但是在如何从专业教学的实际进行有效突破上还在探索之中。今后要在中职机电专业教学中寻求到比较实用的一套课程设置与教学内容体系。
因此，在新的时期，我们十分有必要重新研究中职课程设置与教学内容改革问题，让学生学有所获，学有所成。
参考文献：
[1]教育部关于中等职业学校德育课课程设置与教学安排的意见[Z].2008-12.
[2]教育部关于制定中等职业学校教学计划的原则意见教职成[Z].2009-1.
[3]教育部关于进一步深化中等职业教育教学改革的若干意见[Z].2008-12.
【关键词】产品设计 创新 想象力 功能 原理 结构
【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0185-02
1 引言
人类的一切文明都是设计的产物。工程产品设计就是利用科学研究得到的原理,发明现实世界里还没有的人造装置,以满足人类在生活和生产中的各种各样的需求,从而创造出更美好的新世界。文学家雨果曾说过“想象是伟大的潜水者。”[1,2]创作新的作品需要想象,同样科学技术研究也需要创新性的想象与想象力培养。中国的大学教育传统上以文学和政论为主,强调修身、齐家、治国平天下[3]。近代以来,西方的以分析精神为代表的现代科学教育进入中国,并且已成为理工农医科学教育的核心[4]。根据中国教育的长期教育历史和目前建设创新型国家的要求,当前有必要强调创新教育。前文从产品设计、想象与想象力和想象力培养三个方面着重讨论了想象力在产品创新设计中作用[5]。表1列出的是发明家所需具备的主要素质[6],由数据可见,想象力和坚持性是迈向成功的两个主要素质,因此,在科技人才的培养方面应注重这两方面能力的锻炼。只有不断地在学习和工作中,主动地学习想象的方法,积极想象新的功能、原理和结构,才能更好地设计新产品。
机械产品、机电产品的设计也需要培养设计者的想象力,可以说,没有想象,就没有创造,只会是骥尾之蝇,亦步亦趋的步人后尘。我国政府倡导建设创新型国家,在一些领域要与国际先进水平并驾齐驱,这需要科技工作者与技术工人的共同努力。在新产品的创造过程中,需要设计者创新性的构思新产品、技术工程师设计新产品和制造工艺以及技术工人加工新产品。工人从事产品制造加工,技术人员从事产品设计和加工工艺编制,科学技术工作者从事产品创新思路研究与产品原型研制。想象力与坚韧不拔是创新工作者应注重培养和训练的优秀素质。本文拟讨论从事机电产品创新所需要注意的几个问题。
2 功能设计的想象
产品是指生产出来的物品,对人类具有一定的功能。“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能。”社会上流通的产品对其生产厂商是获得经济效益的产品,而对使用者来说,他人提供的产品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾对工具论作了阐述,与机械工业化革命相对应,工具论对机械工业革命、电气化工业革命、信息化工业革命和生物技术革命都产生了显著的作用。笛卡儿提出数学描述的方法论,后来牛顿、达尔文和哥白尼等分别提出了自然科学不同学科的基本原理。机械产品设计依据机械原理,1970年德国科学界提出的功能原理的产品设计,特别注重功能原理解。功能是产品购买者购买商品的原因,因此产品的设计就是实现某些产品功能。
在人类社会的前期发展过程中,工程科学一直沿用师傅带徒弟的方式传承手工技艺,有的的技艺还是家族传递下来,由于战争等灾难因素,其中有的技术已经失传。近代科学以伽利略为其开端的代表人物,将数学原理用于物理知识的表达和分析,开启了近代工程科学。另一方面,知识的传播也由学校完成,高等教育蓬勃发展,形成机械、电气、土木、化工、计算机、信息和生物组成的现代工程科学体系。机械工程的历史悠久,而且其原理知识渗透到各个工程技术领域,并没有随新型工程技术的发展而消亡,而是成为工程产品设计的基础。例:现代的航天工业、生命技术和核能工业都离不开机械工程知识的支持。机械产品与信息科学、生命科学的结合,出现了数控加工机床、机器人和靶向药物等一系列技术产品,人类的制造能力大幅度提高。近年来,随着数字化设计和协同设计技术的发展,人们设计新产品的能力也将得到显著提高,计算分析软件包的开发与使用,必将对产品设计的方式和方法产生巨大影响,新产品的设计周期将大大缩短。
要设计出新的产品,就是设计出新的功能或功能组合。要实现产品的创新设计就是要在设计初始阶段想象出新的功能或功能组合,向用户提供新的功能。一般常用的想象方式是通过市场调研或用户反馈的意见,提出产品功能的改进,新的产品功能很多是根据使用者需要而想象出来的。革命性的系列化产品都是依据新的科学原理,或变换原理或变换结构所想象出来的。例,从双卡收录机到卡式随身听,再到电子技术的MP4,前者使用相同的磁记录原理,但变换了结构与功能组合,获得了便携的功能。后者采用新的磁记录原理,利用巨磁阻效应设计出新的技术手段,实现播放声音和图像媒体的功能。
功能设计有分解和综合方法,原理设计有集成、转用和逆向等方法。产品的功能创新设计不一定是设计出前所未有的产品,随着各个领域知识的融合和技术革命,很多产品的设计采用新的知识原理来更换以前产品所采用的原理,获得更低的成本、更方便的制造或使用。
功能设计的创新过程中需要形象,例如人类想象出了飞机、电视机和收音机等,在设计这些产品前,人们就已经幻想象鸟一样飞行,千里眼和顺风耳,在古代的小说中就有这样的文学想象,后来的技术革命用技术手段实现了人们以前的想象。要实现对新功能产品的想象,就必须解决其依托的核心功能原理,例如流体力学原理、无线信号传递等原理。物理原理、化学原理和生物原理是设计新型产品的基础知识,近200年来,人们主动采用各种基本原理设计出许多种新产品,而且这一趋势仍将继续下去。
3 原理设计的想象
设计产品需要依据一定的功能原理,功能原理的创新就非常重要,机械原理知识仅仅是机械产品原理设计的基础。有时很复杂的机械产品,如果用电子控制技术来实现,其结构就非常简单。例上面所述的随身听。机械科学的原理并不多,常用的有杠杆、滑轮、啮合传动、摩擦传动、滚动支承、滑动支承、电磁支承、凸轮、连杆、螺旋等十几种。常用的电子原理有加、减、乘、除、微分、积分、反馈等。现在基本的机械元件和电子元件都已有基本的单元销售,已有专业化生产厂家生产这些标准化的元器件。复杂机电产品的设计并不是将机电单元简单的堆砌在一起,而是有机的组合、有目的的组合基本单元,来实现其使用功能。
产品的制造工艺原理也十分重要,它们决定了产品设计是否可以物化、是否可行。常用的机械产品的加工工艺有车、铣、磨、刨、镗、铸造、焊接、热处理,新的加工工艺有电子束焊接、激光表面处理、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积、腐蚀、键合等等,这些加工工艺都已在机械产品加工中得到广泛应用。利用新的物理、化学或生物原理来发明新的机械产品或电子产品的加工工艺,这是目前和今后发展的方向之一。在知识教学中,更应培养学生的触类旁通、获取知识的能力。
现代的机电产品,在构思整体设计时就要分析其功能原理形态矩阵,比较优化得到最优的技术原理方案,并且择善而从地详细分析最佳方案。设计原理的选择,不仅要考虑技术的先进性,还要分析其成本、环境的友好性和可持续发展的前景。对产品功能原理的优化软件在近20年时间内得到了很大发展,例:TRIZ等。但,产品的成本分析和环境友好性分析仍无相应的设计软件,这也是今后的发展方向之一。
随着数字化设计、虚拟加工和虚拟装配技术的发展,例:Unigraphics软件包,机械产品的设计和制造过程也发生了很大变化,运用虚拟软件设计来设计和制造产品的成本比试样产品的制造,成本大大降低。数字设计、数字制造和数字管理技术的发展,依托于信息技术,对机械工业已经产生了变革性的影响。协同设计、协同制造和协同管理技术在最近几年仍然会得到快速的发展。机电产品的原理设计有集成、转用和逆向等方法。例如汽车内燃机集成了连杆传动、轴承支承、凸轮传动等。冲压机和汽车发动机就是曲柄滑块机构的转用。鞋底防滑花纹的设计是摩擦学中理论应用的反问题。
4 结构设计的想象
要将设计原理实体化,获取设计者设计的产品功能,就必须进行产品的结构设计。常用的结构设计方法有放大、缩小、转用和变结构等。在机械系统的结构设计方面,俄罗斯的学者非常重视,而德国和日本的学者重视原理的设计和设计方法。我国的机械产品设计在1978年以前学习俄罗斯的结构设计,在80年代学习德国的功能设计理念、日本的二次设计方法。结构设计中常用的零件结构已经标准化。
从1960年来人们研究的仿生设计思路,为结构设计者提供了一条途径。基于流体力学的飞机结构设计,基于固体力学的齿轮和滚动轴承设计,基于动量守恒原理的喷气机设计,基于光学的鹰眼、蛙眼设计,基于红外原理的制导设计等等。在固体材料结构方面有仿生陶瓷、仿生的复合材料,多层涂层设计模仿竹、海螺壳等结构,今后在有机材料的设计方面人们更加依赖于对自然材料的仿生。
结构的标准化、新材料的开发与应用将对机械结构的设计产生重大影响。前人的石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代以及今后的生物材料时代,都已经对产品的设计原理、设计方法产生了巨大影响,而且产品的结构也发生了很大变化。例:古代利用细绳作为锯子,今天利用合金材料和电力驱动的电锯,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料决定了那个时代的产品的技术含量和经济效益。
现代机电系统向复杂化和微纳化两个方向发展。复杂机电产品集成了机械原理、电路原理和控制原理等。例如,盾构机械和大飞机等,复杂机电产品的结构比简单机械要复杂100～10000倍,因此其设计制造是一个国家的机电产品设计制造能力的集中体现。复杂机电产品的设计过程中一般都采用数字化协同设计的组织方式,充分发挥各个设计单位的优势,团队的协作有助于缩短设计周期、提高设计效率和优化产品的性能。我国的机械工程教学中过分强调单元课程的学习,可喜的是近来组织机械设计大奖赛的竞赛,这有助于培养设计复杂机电产品的能力。
微纳机电产品,以微纳微型、微纳传感器和芯片等技术为代表,在近10年内取得了一系列突破。化学原理和生物原理也逐渐应用到这类微纳机械产品的设计,例如生物传感器和生物芯片等。未来的机械应该是生物机械,传统的机械原理、机械设计和机械制造技术都日臻成熟,21世纪的机械是生物机械,这一点上大多数人已有共识。我们现在大学里培养的人才,今后的21世纪的机电产品创新必定依靠现在的青年人,因此有必要开设系统论、生物原理等课程,这一点仍有欠缺,也未达成共识,作者认为应从未来机械发展的高度,布局现在的机电产品设计人才的知识结构,以利于他们今后更有创造性、更好地创造出新的产品。
关于微纳机电产品的设计,目前有两种技术路线。其一,是将以前的机构、机械结构和电子元器件缩小,在微米级加工微型齿轮、连杆和轴承等。另一种思路是抛弃传统的机械原理和机械零件设计,依据生物物理和生物化学的基本原理来构造微纳系统,例如仿葵花的转动机械等。作者认为第二种思路是更好的,因为机械原理和零件的设计应该随时俱进,不应保守的依据毫米级的机械原理和零件,而应该结合生物科学的发展,将生物物理和生物化学与机械科学结合起来,创造出更多更好的微纳机械系统。
5 结语
(1)功能、原理和结构的思路是德国科学家提出的别具一格的产品设计整体框架,本文从功能、原理和结构三方面再次讨论产品创新设计中“想象力”的作用。
(2)未来机电产品的发展向复杂化和微纳化两个方向发展,今天我们在本科教育阶段应该缩减单元知识的教学,增加系统论和生物原理的知识传授。
(3)对于研究生的创新能力培养,学生的课题研究不应竭泽而渔,而应结合研究生的论文主题,在讨论课上各抒己见,培养同学的提出问题、分析问题、解决问题和总结问题的能力。
参考文献
[1] 吴国盛.科学的历程[M](上册,下册).长沙:湖南科学技术出版社,1995.
[2] 维娜 艾莉著,刘民慧等译.知识的进化[M].珠海:珠海出版社,1998.
[3] 曲士培.中国大学教育发展史[M].北京:北京大学出版社,2006.
[4] 戴本博,张法琨.外国教育史[M].(上册,中册,下册).北京:人民教育出版社,1989.
[5] 汪久根.初论想象力在产品创新设计中的作用[A].机械设计2008教学研究[M].北京:机械工业出版社,2008,1-4.
机械制图是机械类本科教育中非常重要的一门课[1]。工程图纸是生产制造作业中不可或缺的重要信息依据，也是交流设计思想的信息载体，因此，机械制图是每个机械专业学生必须熟练掌握的实用性技能。随着科技发展，机械制图手段的数字化程度也在不断提高。由于机械制图是一门传统的专业课程，因此，很多学校一直沿用原有的教材与教学方法，没有充分利用数字化教学手段改善教学效果，也没有根据行业需求及时调整教学内容改革教学方式，致使学生所学的知识技能落后于企业不断提高的技术需求，与应用型本科教育的人才培养目标相去甚远。
本文详细分析机械制图课程目前存在的关键问题，结合企业在该领域的技术人才需求，充分考虑课程内容的特点，提出了基于三维图样技术的机械制图课程在教学内容、教学手段、考核方式等方面的具体改革方案，旨在帮助学生更容易的理解复杂实体模型的几何投影原理，提高空间想象能力，建立更加完整的知识应用体系。
1 机械制图课程现阶段存在的主要问题
（1）教材?热莼?础陈旧与企业实际应用需求脱节。大多数教材中使用的实例有较高程度的重复，而零件图及装配图绘制部分的实例并无与制造业中常见的机床、机器人等相关的实例。教材的内容主要面向二维工程图的绘制。而在企业中，三维图样正在逐步替代二维工程图，在航空航天等领域已有很多企业实现了全三维无纸化生产。因此，仅培养学生二维工程图的绘制与读图能力已经无法满足企业快速发展的技术需求。
（2）缺少生动形象的教学手段。机械制图是一门讲解投影原理，通过绘制二维图表达三维实体的课程。目前教师主要通过课件中的图片结合教学模型进行投影原理的讲解，但图片无法生动、形象、全面的表达空间立体，教学模型由于尺寸较小在课堂上无法将模型的结构形态按照具体的投影方向展示给所有的学生，由于缺少直观清晰的投影效果展示，学生难以理解投影原理，难以借助空间想象力绘制投影视图，教学内容枯燥乏味，多数学生对该课程缺乏兴趣。
（3）实践训练形式单调乏味效果不佳。机械制图课程往往通过大量的作业练习来帮助学生巩固基础知识提高绘图能力，增加了学生与教师双方的压力，且效果往往不理想。而对于实物测绘的训练，常安排在机械设计课程结束之后，与机械制图课程教学脱节，因此，无法及时结合教学内容训练学生动手能力，体现教学内容的工程实用性，难以及时通过实际操作增加学生对课程的学习兴趣。
（4）考核方式单调缺乏相关能力的检验。机械制图是机械专业的专业基础课，涉及到几何投影相关的理论知识，因此，多数学校依然采用传统的试卷考核学生对机械制图基础知识的掌握。这种考核方式没有充分考虑到该项技术在行业应用中的变化，考核内容及方式并不能全面检验学生对企业所需相关技术是否已熟练掌握。
2 基于三维图样的教学方式改革
（1）教材内容的改进。由于越来越多的企业正在逐渐实现全三维的无纸化生产，因此，机械制图的教材中也应增加一到两章的关于三维图样技术的相关内容。同时应结合“中国制造2025”面向自动化、智能化制造业的实际应用需求，介绍三维图样技术的发展现状、工业背景、基本概念、相关国际国家标准、三维图样的模型表达方式、三维图样标注方法、支持三维图样设计的软件及基本操作，对接行业发展需求，增加学生在后续工作中的竞争力。
（2）教学方式的改进。为改变机械制图教学内容枯燥，增加实物投影效果的可视性，加深学生对投影原理的直观认识与深入理解，在理论教学中结合CAD技术[2-4]，于UG软件环境下结合教学内容建立典型的三维模型，通过对三维模型的旋转等操作展示不同角度的模型显示效果，模拟实物几何投影视图的形成过程，帮助学生理解投影的原理，培养学生的三维空间想象能力，增加课程的趣味性，降低课程的学习难度。同时，可以使学生提前熟悉后续CAD/CAM课程的软件环境，了解不同课程间的关联性。
（3）实践训练方案的改进。实践训练以巩固教学内容，将理论应用于实践与企业需求对接为目标。因此，可将实践训练环节分为三个部分：手绘二维工程图、计算机绘制二维图以及三维图样设计。手绘二维工程图帮助学生巩固基础理论，计算机绘制二维图以及三维图样设计则面向应用，训练学生熟练掌握数字化的计算机辅助设计技术，满足企业对应用型本科人才的技术需求。各环节采用分组的方式，完成典型机械产品的测绘。教师应多以目前工程中常见的机床、机器人等机械产品的零件与装配体为例，及时引进与行业发展最新动向相关的工程实例，建立教学与工程应用之间的紧密联系。增加测绘实践训练，减少传统作业练习。
（4）考核方式的改进。考核是对学生对知识技能掌握情况的最直观有效的检验方式。为全面考察学生的制图基础以及对先进制图技术的掌握程度，将机械制图的考核方式由传统的试卷考试改为模块化的考试。考试具体包括笔试模块、机试模块与课程研究模块。笔试模块考察学生对制图标准、基本知识原理的掌握程度；机试模块考察学生在规定时间内熟练使用企业广泛应用的CAD软件完成工程图绘制的能力；课程研究模块以报告的方式考察学生对当前工业中采用的制图手段与技术的了解以及对先进制图技术未来发展方向的把握程度，提前了解企业未来发展的技术需求。
关键词：机械制图 教材编写 零件图 中职学生
近年来，在国家的大力扶持下，中等职业教育正快速地向前发展，中等职业学校的教材改革已纳入到人才培养模式的改革创新之中。机械制图教材也正在试图打破标准过时、内容陈旧、贪大求全的编写模式，进而探索教材编写的创新之路。笔者结合自己多年的教学实践，谈谈几点看法，希望和同行共同探讨。
一、教材的编写要立足于课程的服务对象
中等职业学校机械制图课程的任务应该是：掌握绘制机械图形的规则（即国家标准）；培养学生的空间想象能力、分析能力和表达能力；培养学生识读和绘制零件图的能力。教材编写要紧紧围绕这些任务进行。
教材内容的安排要打破传统陈旧编排模式，以三视图作为入门知识，以徒手绘图作为知识引导，充分满足中职学生对机械制图的幻想和希望，激发他们的学习兴趣。将学生领进机械制图知识的大门后，再以国家标准规范其作图，加强学生对机械制图的认识。
二、教材的编写要以识读零件图为中心
教育部《关于全面推进素质教育、深化中等职业教育教学改革的意见》中提出，中等职业教育培养目标是“在第一线工作的高素质劳动者和中、初级专门人才”。作为在第一线工作的操作人员，识读零件图是其必备的基本技能，教材的编写必须要以零件图为核心安排教学内容。
规范的零件图应包含四项基本内容：一组图形、全部尺寸、技术要求以及标题栏。这四项基本内容涵盖了机械制图的大部分知识点。
1.一组图形确定了教材的基本内容
对机械加工的操作者来说，零件图的这四项基本内容没有轻重之分，它们都是制造和检验工件的重要依据。但对于正在求知的学生来说，若要能看懂零件图，则必须要从绘制图形开始学习。
零件图中的一组图形是指能够完整、清晰地表达零件各部分内外结构形状的图形。若要完成这样的图形，教材的编写必须在《机械制图》《技术制图》国家标准的基础上，按照投影作图原理、视图、剖视图、断面图、常见工艺结构画法以及标准件常用件的规定画法等等的递进秩序，编排必要、够用的内容。其中投影作图原理既是入门知识也是后面各种绘图方法的基础，它的引入直接关系到初学者对本课程的关注度及持久学习的热情，要加大它在教材中的篇幅。
2.尺寸标注要出现教材的重要知识点
尺寸是零件加工的直接依据，是零件图中指令性最强的部分。全部尺寸确定了零件各个部分之间的形状、大小和位置。尺寸标注是机械制图中的难点内容，它的编排要由浅入深地出现在知识点的递进处，并逐步被后面的知识所利用，以达到贯穿整篇教材、使学生能随时识读的目的。通常在五个知识点处安排尺寸标注：在投影作图原理之后编排尺寸标注初步知识；在平面图形画法和基本几何体画法之后安排简单图形的尺寸标注；在组合体部分开始介绍国家标准中有关尺寸标注的规定；到了零件图部分再按照国家标准中的规定标注法去规范零件图中的尺寸标注。
3.技术要求要作为独立课题出现在教材中
技术要求是零件质量的保证。影响零件质量的因素有尺寸公差、表面结构、几何公差、热处理方式等等。国家标准对这些因素都有专门规定，有的用符号表示、有的使用数字范围表示。教材中对每个因素都要设置独立的课题，强调这些技术指标符号的画法、含义和标注，以便使学生对此足够重视。
4.标题栏是零件各种信息的落脚点
标题栏是零件图中必不可少的内容，它记录了零件的名称、材料、比例、制图时间，以及制图单位和相关责任人等信息，以表格图线形式出现。它可放置在教材中图线的画法部分作介绍，最后在零件图中再作强调。
三、教材的编写要学以致用
中等职业教育的指导思想是“以就业为目标”“学以致用”。教材的编写要贯彻这一宗旨，以识读零件图为主线，合理有序地安排课程的知识点。基础部分强调投影作图，打下看懂零件图的良好基础；应用部分强化零件图的概念，每个知识点都以机械图样为引入，使学生明白自己要学的是什么、用在何处。
总之，教材是为学生服务的，教材的编写要渗透“培养”的理念，机械制图教材的编写要围绕零件图进行。
参考文献：
关键词：机械零部件性能试验；工程实践能力；创新意识
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
机械原理和机械设计的实验教学是课程教学的一个重要环节，对实现课程教学的目标起着不可或缺的作用。它是学生学习机械原理和机械设计、进行工程实践的重要途径，是培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力以及启迪学生创新思维、开拓创新潜能的重要手段。然而随着科学技术的发展和社会的进步，传统实验教学模式已不再适应高等学校培养高素质人才的需要。针对传统实验教学多以验证性为主、实验学时设置不合理等弊端，我院针对机械原理、机械设计课程的内容、特点及要求单独设置了机械零部件性能试验实验课程，相比以前的课程实验增加了学时数，为48学时，实验内容也做了很大的调整。
1 编写机械零部件性能试验教学大纲，合理设置实验项目及内容
根据机械原理、机械设计课程内容及以往的实验设置情况，我们主要开设1个认知实验、3个大实验项目。每一大项中再设置验证性、综合性、设计性、创新性的实验内容，以达到巩固专业基础知识的目的，从而进一步培养学生综合设计及工程实践能力，同时也激发学生的创新意识。
1.1 机械认知
这个实验主要是让学生参观机械原理、机械设计、机械创新设计陈列柜，通过观察分析各类机构、零部件及创新方法等，使学生对所学课程有更进一步的感性认知，同时激发对所学专业的学习兴趣。
1.2 机构分析实验及创意设计
实验主要内容为：（1）机构运动简图的测绘与分析： 要求学生分析机构，画出机构运动简图并计算自由度。主要目的是使学生掌握正确绘制机构运动简图的方法及机构自由度的计算方法，理解机构自由度的概念。（2）机构创新设计及模拟：要求学生自行设计机构运动方案，并进行机构组装、调试、运行及改进，最终确定方案。目的在于通过实验使学生灵活运用机构组合、机构演化与变异，创造性地设计、拼接机构。同时也提高了学生的实际动手能力，通过对方案进行结构分析、运动分析、动力分析及实际测定，检验设计的方案是否满足工作要求，培养学生对各种常见机构的综合运用能力及创新设计能力。通过机构的方案设计、机构的组装调试及模拟运行等使学生实际动手能力、团结协调能力得到较好培养，同时也培养了学生的创新意识和创新能力，激发和调动了学生的学习积极性和自主性，以及参加各类机械创新设计大赛的热情。
1.3 机械传动性能测试分析及创新组合
实验主要内容为：（1）各种典型机械传动装置并测试参数曲线及分析比较：要求学生分别组装带传动、链传动、万向节传动、蜗杆传动、齿轮传动等测试装置，并测试在传递运动与动力过程中的参数曲线，分析比较运动特点及优缺点。目的是使学生通过组装各种典型机械传动装置，并测试在传递运动与动力过程中的参数曲线，进一步分析比较各类传动的运动特点、优缺点及使用场合。（2）优化创新设计组合传动系统：要求学生创新设计组合传动系统，进行组装调试并测试各类参数，分析比较各类组合的优缺点，最终确定最佳组合传动系统。主要目的在于通过优化创新设计组合传动系统，进一步加强学生对传动系统的合理布置及优化、传动效率的提高等的创新设计意识，巩固学生的机械设计能力与工程实践能力。
1.4 机械零部件性能试验
实验主要内容为：（1）减速器拆装及轴系结构分析：要求学生正确拆装各类减速器，画出轴系结构图；了解减速器整体结构以及零部件结构特点和作用；测定减速器主要参数，如中心距、齿轮齿数、传动比、传动方式、判定输入、输出轴；确定斜齿轮或蜗杆的旋向及轴向力；观察轴承代号及安装方式；等等。目的在于通过对减速器的拆装、结构分析和对轴系结构测绘的过程，全面细致地观察齿轮减速器的整体结构以及零部件的结构特点，并了解它们是如何综合考虑满足功能要求、强度刚度要求、加工工艺要求、装配调整定位要求、密封要求以及经济性要求的，以达到理论联系实际，加深关于结构方面的感性认识，为能设计出较为合理的减速器打下良好基础。（2）渐开线齿轮范成及齿轮参数测定：要求学生用范成法原理加工变位齿轮与标准齿轮；用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数。通过实验使学生掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理；了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；巩固并熟悉齿轮的各部分尺寸与参数的关系和渐开线的性质。（3）刚性回转件的动平衡测试：要求对刚性转子进行动平衡测试。通过实验使学生巩固动平衡知识，熟悉刚性转子动平衡的方法。（4）滑动轴承性能测试与分析：要求学生测试动轴承的特性曲线、径向油膜压力分布曲线与承载量曲线等。目的在于使学生了解滑动轴承的动压油膜形成过程与现象；了解滚动轴承、滑动轴承的特性、使用场合及各自的优缺点。（5）轴系结构创新设计：要求学生设计一轴系结构并组装，分析轴系结构设计是否合理，若发现错误或是不合理之处，应修改轴系结构设计方案，并重新组装轴系结构；绘制轴系结构装配图。目的在于使学生熟悉和掌握轴的结构与其设计，弄懂轴及轴上零件的结构形状及功能、工艺要求和装配关系；掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构；了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及和密封方式等。
2 充足的实验课时，促使学生能深入到每个实验中去
传统的课程实验都是依附于课程的，实验学时往往都很少。如机械原理、机械设计课程实验总学时为14学时，分两个学期完成。由于课时少，只能安排一些最基础的验证性、综合性的实验。在实验中多以教师讲解为主，学生按照教师的指导完成实验，给学生思考摸索的机会很少。现在的机械零部件性能试验课程有48学时，一学年内完成。在设置上增加了一些创新性、设计性的实验。学生对每个实验都能充分投入，对实验仪器、实验原理等都能充分地熟悉了解，实际动手能力得到提高。在设计性、创新性实验上也给予充分的思考时间，以激发学生的创新思维。
3 采取以学生为主体、教师启发指导的实验教学形式，并以多媒体辅助教学
实验教学方法采用以学生为主体、教师启发指导的实验教学形式。要求学生做好实验预习，对实验中一些零部件的作用以及较为复杂零部件搭接方法采用多媒体进行讲解演示，使学生快速了解零部件功能，同时增加了学生设计方案的时间。每个实验都要求学生自己设计实验方案，经教师检查认可后确定方案的可行性和安全性。在实验中教师给予学生最大的自由度，放开手脚，使学生成为实验的主人。当学生遇到困难时，教师给以帮助或提示，并引导学生主动查找相关资料，从多角度、多渠道去观察和思考问题，不断进行探索和创新。
4 教学实践效果
两年机械零部件性能试验实验课程教学，已取得了良好的效果：
4.1 充分提高学生学习的积极性和自主性，同时也深化对本专业的感情
传统实验以教师讲解为主，学生多是在教师的指导下完成实验，造成许多知识点学生未能完全理解。通过机械零部件性能试验实验课程，学生在实验室的时间大大增加，能充分将理论知识与实际相结合，理论知识得到了巩固，并促使学生进一步思考与探索。同时对所学专业有了更深的了解，提高了对本专业的学习兴趣。
4.2 提高学生综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力，同时也激发了学生的创新意识
实验的设置由简单到设计性、创新性的过渡，促使每个学生都能投入到实验中去。通过方案选择设计、传动系统优化设计、综合性能测试等，使学生将多门课程（机械原理、机械设计、控制理论、计算机语言等）的知识或多项单独开设的实验合成一项综合实验，所学理论知识得到全面系统的复习，同时提高了学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。通过对所设计的方案进行创新优化，能较好激发学生的创新设计意识，充分调动学生的学习创造性。
4.3 大大提高了实验设备的利用率及实验室的使用率
实验学时和实验项目的增加，让以前闲置的实验设备都得到充分利用。同时实验室也为学生提供了良好的创新实践活动条件，促使学生积极报名参加各类工程技术创新大赛，并充分利用实验室的资源进行方案的模拟运行。
4.4 培养学生认真、严谨、科学的工作作风和团队协作精神
由于大部分实验的实验条件和方法都由学生自己拟订，实验过程中往往会出现理论上可行，但实际做起来困难的情况，有的学生会出现急躁、心灰意冷的状态，指导教师应给予正确的引导和鼓励，使其及时调整心态，正确对待挫折，并积极思考。同时也要求学生能分工明确、互相协作，达到事半功倍的效果。通过实验学生的综合素质得到提高。
5 结束语
机械零部件性能试验课程实验已取得了一定的效果，但也存在着一些问题和困难，如教师的工作量加大、实验设备的维护与保养等问题。今后我们将不断进行探索和改革，进一步完善实验学时设置及教学方法的改革。
参考文献
[1] 胡宏佳，王世刚.机械原理与机械设计实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2010，7（29）：233-234.
[2] 吕宏，刘大力，杨春梅.谈“机械设计基础”实践教学中学生创新能力的培养[J].森林工程，2012，1（28）：87-88.
[3] 郭淑芳，吴健，刘红俊，尹中伟，徐斌.机械原理及机械设计实验教学中心开放实验教学实践[J].中国现代教学装备，2009（13）：84-85.
关键词：机械设计;方法原理
中图分类号：TU74文章标识码：A
1、设计方法
1.1经验设计
机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
1.2理论设计
机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。
1.3模块化和组合化设计
一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。
1.4复合化设计
复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。
1.5分级结构设计
复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。
1.6载荷均布性设计
由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。
1.7变结构设计
机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
1.8模型试验设计
相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
2、设计原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。
2.1理论力学原理
理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的刚度设计。
2.2材料力学原理
机械零件的强度和刚度设计是基于材料力学理论的，强度或刚度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。
2.3弹性力学原理
弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。
2.4疲劳力学原理
机械零件上的机械载荷在工作过程中常常是变动的，例如汽车中的轴、轴承和齿轮上的载荷都是变化的，这种变化的载荷具有一定的统计特征。变载荷下轴和滚动轴承的疲劳寿命设计等工程内容，已经发展成机械零件的概率设计。为了更精确地设计机械零部件，疲劳力学在机械结构设计中会得到越来越多的应用。
2.5流体力学原理
流体传动和动静压轴承等的设计是依据流体力学原理的，流体力学也是机械结构创新的基本原理之一。例如静压导轨的设计、动压滑动轴承的设计，要依据流体的质量守恒定律、平衡原理等，优化设计的结果要求修改导轨或轴承的结构型式和尺寸参数。
2.6热学原理
热力学和传热学在机械零部件的设计中有很广泛的应用，导轨的热精度设计、齿轮和滚动轴承的胶合分析、隔热结构设计等等。
2.7摩擦学原理
耐磨或加快磨损是摩擦学设计的核心，例如圆锥销的设计、组合螺母的设计，就是为了补偿零件的磨损，使得零件在磨损后仍能实现其设计的功能。磨削和抛光制造工艺是利用零件磨损的加工方法。
2.8声学原理
在机械系统的噪声分析和研究中，依据物理声学的原理及其分析方法，得到噪声的频谱和功率谱等分析结果，以指导机械结构的设计，例如低噪声滚动轴承的设计。今后，可以考虑利用机械噪声来进行产品设计，例如声爆弹的设计、信号中噪声信息干扰的设计等。
3、结语
综合上述，机械结构的设计涉及的方面比较广，在设计过程当中需要考虑的地方有很多。需要设计者从实际情况出发，按照设计的基本准则，采用适用设计要求的一些设计方法。
参考文献：
[1]朱林,陈发,浅谈机械结构设计的新思想[J].新疆农机化.2002
【关键词】机械基础；教学方法；探索
《机械基础》是中等职业学校机械类专业一门主要的技术基础课，具有涵盖面广、知识量大、章节联系松散、与生产实际结合紧密、理解和记忆的内容多等特点。学生在学习中容易出现对工作原理理解不清、对应用特点产生混淆，分析问题、解决问题的能力较弱等现象。所以，怎样优化《机械基础》课教学方法，提高其教学效果便成了课堂教学研究的一个重要内容。笔者在《机械基础》教学中通过积极探索，大胆实践，取得了一定的成效。
一、合理设置问题，激发学生思维的积极性
古人云：“学起于思，思起于疑”。恰当的课堂提问会引起学生对某一问题的悬疑，使其思维处于高度自觉和主动状态，从而吸引学生去探索这一问题。教学实践证明，教师授课前应认真钻研教材，针对学生的实际，精心设计问题，使之富有启发性，切合学生接受能力；更为重要的是问题的设置必须紧扣课文，要有利于实现教学目标要求，并有助于培养思维和分析问题的能力。如在讲解螺纹种类及应用时，可有针对性地提出以下问题：（1）台虎钳中螺纹是什么形状？（2）自行车轴上螺纹是什么形状？（3）车床上丝杠螺纹是什么形状？（4）三种螺纹截面形状是否相同？为什么？再想一想，生产生活中，哪些场合用到螺纹？虽然螺纹在日常生活中学生比较经常接触到，但需要经过仔细观察比较后才能正确回答出。学生回答问题后，教师自然引导他们得出结论：自行车轴上螺纹采用三角形螺纹，因而联接强度高，自锁性能好；而台虎钳和车床中传动螺纹采用梯形螺纹，因而其强度高，螺纹对中性好，传动效率高。通过合理设疑，然后举例验证，既激发了同学们的学习动机，活跃了课堂气氛，又培养了学生的探索精神。
教师在设置问题时，要善于引导学生应用所学知识去分析问题、解决问题。如在讲完“铰链四杆机构”这个章节时，可以根据日常人骑自行车现象，设计问题：人骑自行车包含哪几种传动机构？学生往往会认为只有一种链传动机构，其实还包含铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构，即车身为机架，脚踏板为曲柄，小腿相当于连杆，大腿相当于摇杆，是以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构。这样设置问题既紧扣大纲要求，又联系实际，使学生对所学的知识融会贯通，提高了教学效果。
教师还应为学生创设一些提问讨论的机会，鼓励学生敢于发表不同的见解，创设一种宽松的教学氛围，让学生学会自己去发现问题，解决问题。如在分析液压系统的基本回路时应从工作循环着手。要完成下列“快进—工进—快退—卸载”工作循环，系统必定具备以下几种基本回路：因其可进可退，故一定具有方向回路；可实现快进、工进，说明速度可调节，所以具有速度控制回路；能完成卸载，故还有压力控制回路。但是为什么能完成工作循环？各回路中液压元件是什么？作用如何？由学生自已发现问题，解决问题。这样他们对各回路中各元件的作用就比较清楚了。
二、理论教学与实践教学相结合，增强学生的感性认识
《机械基础》作为一门机械类专业基础课，其所有知识都是建立在生产实践基础之上并和现代机械工业密切联系的，所以教学中要进行理论与实践的结合，以增强学生的感性认识。课堂中可采用实物直观演示教学、现场参观教学、电化教学等形式，让传动系统运动起来，使学生在动手实践中领悟系统的工作原理和运动特点。如在讲到铰链四杆机构时，为了让学生理解该机构的类型和不同类型的铰链四杆机构的工作性质，可先利用学校自制的模型进行现场演示，再分别取不同的构件作机架便可发现三种类型：曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构，接着引导学生观察不同类型的铰链四杆机构工作有什么差异，学生会发现在曲柄摇杆机构中曲柄的转动和摇杆的摆动是可以转换的，但当以摇杆为主动件时，要实现运动的顺利进行，需要一定的方法，否则会卡死。最后再结合实际例子进行讲解，如家用缝纫机的脚踏板机构是采用以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构，而且是利用飞轮的惯性作用通过死点位置；公共汽车车门的启闭机构是采用反向平行双曲柄机构等。再如可以组织学生到实训车间参观学习，让学生身临其境，增强学生的感性认识，加深对教材中理论知识的理解。可带领学生参观各种车床，将车床的主轴箱箱盖打开，让每一个学生都能更直观地观察到齿轮传动与变速的过程，观察轴上零件（齿轮、带轮、轴承）的轴向固定和周向固定方法。通过人工移动大溜板，观看齿轮齿条传动过程；挂自动走刀，观看刀架纵向和横向自动进给与变速过程。现场总结齿轮机构的主要类型（平面与空间齿轮传动、直齿、斜齿、外啮合、内啮合、齿轮齿条；低速、中速、高速等）及其在机械传动中的应用（传递运动及动力，改变速度大小和方向）。上完“曲柄摇杆机构”和“导杆机构”后，可组织学生到工厂去观察牛头刨床设备。在工厂师傅加工零件的过程中，学生通过仔细观察牛头刨床机构的运行情况，就能够较快理解“曲柄摇杆机构”和“导杆机构”这两种机构的运动规律；通过观察牛头刨床进刀时慢、退刀时快这一现象，就容易明白曲柄摇杆机构具有急回特性等特点。教师此时还可向学生简要介绍即将要学习的间歇运动机构中的“棘轮机构”—牛头刨床进给机构的组成及运动特点。通过理论教学与实践教学的有机结合，可以不断增强学生的感性认识，使他们能够对教材中的知识点作很好地“消化”。
三、确定教学主线，化繁为简，以利于学生对知识的灵活运用
任何一门知识都具有系统性，《机械基础》亦如此，因此课堂教学应围绕一定的主线展开，这样学生在学习时就会对所学内容有一个整体认识，而不会产生错乱的感觉，有助于他们对知识的灵活运用。
《机械基础》内容共分为四大部分：机械传动、常用机构、轴系零件、液压传动，其中各类机械传动、常用机构又可分为很多种，由于种类众多，容易使学生感到内容繁杂，造成在学习中产生畏难情绪。为了使学生能够从总体上把握好各类传动机构的知识内容，教师在讲解时可以常见的往复式四冲程内燃机作为这一部分的教学主线，让学生在学习到某种机构时，联想到其它机构，并进一步引导他们主动分析各种机构的异同点。
往复式四冲程内燃机是利用平面连杆机构变换运动形式（移动形式与转动形式之间的变换），实现可燃气体的进气、压缩及排气；利用齿轮机构变换运动速度；利用凸轮机构变换运动形式（将转动形式变换为移动形式），实现进气阀与排气阀的开关。内燃机工作过程所涉及的内容包含了传动中各类主要机构，在绪论课“机器与机构”内容的教学中应较详细地介绍内燃机的工作原理，并要在以后各章节的教学中加以引用。如在讲解曲柄滑块机构类型时，我们知道该机构有两种类型，即对心曲柄滑块机构及偏心曲柄滑块机构。这时可以先提问：在内燃机中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型？接下来讲解这两种类型的区别，即对心曲柄滑块机构没有急回运动，而偏心曲柄滑块机构存在急回运动。然后解释：对内燃机的输出要求是尽可能匀速输出，故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例分析对心曲柄滑块机构及偏心曲柄滑块机构的特点，能使学生印象深刻。又如在讲解“凸轮机构”这一章节时，也可以内燃机为例，介绍内燃机利用凸轮机构将轴的转动转换为阀门的直线运动，但主轴转动与活塞直线运动之间的转换是利用曲柄滑块机构实现的。接着提问：为什么不能应用凸轮机构来实现主轴转动与活塞直线运动之间的转换？这时，应先引导学生回顾前一章节的内容：平面连杆机构（包括曲柄滑块机构）由低副组成，能够传递较大功率；再引出凸轮机构的特点，即凸轮机构能实现较复杂的运动输出，但凸轮与从动杆间为高幅接触，易磨损，不能传递较大的力，故常用于控制装置。由于这些差别，所以内燃机中是利用凸轮机构实现阀门开关的控制，而利用曲柄滑块机构实现功率的传递。在同一个实际工程机械中，对比讲解不同机构的工作特点，使学生既对所学各种传动机构有一个整体认识，也加深了对机构间异同点的认识，达到围绕教学主线、举一反三、灵活运用的目的。
四、加强学科间联系，提高学生分析和解决实际问题的能力
《机械基础》作为一门机械类专业基础课，它和《工程力学》、《机械制图》、《金属材料与热处理》、《机械制造工艺基础》等课程有着密切的联系。在教学时要和这些课程的内容进行有机结合。如在讲到“轴”时，可以车床主轴箱为例并结合上述几门学科中的知识进行讲解。一个车床主轴箱就涵盖了以上几门学科的内容：从轮系——主轴，这中间涉及齿轮、轴等零件的尺寸确定，涉及齿轮、轴等零件的材料和热处理方式的选择，涉及齿轮、轴等零件的结构图，涉及齿轮、轴等零件的加工工艺，涉及轴上零件装拆、轴承选择，涉及轮系传动比、末轮转速计算等。通过对各学科知识间的综合，将原本孤立的知识重新整合起来，形成系统，有利于进一步提高学生分析问题和解决实际问题的能力。
以上是笔者对《机械基础》课教学方法的一些看法和思考。在教学实践中，笔者应用这些教学方法，化繁为简，有效地突破了教学难点，使学生较好地理解并掌握了各传动机构的基本知识、工作原理和应用特点，掌握了分析机械工作原理的基本方法。
参考文献：
[1]陈峰.对中职《机械基础》课教学的几点看法[J].神州，2011（17）.
[2]康亚珊.关于“对口升学”班《机械制图》教学的思考[J].大家，2010（17）.
[3]王广权.浅论《机械制图》的教学方法[J].青春岁月，2011（08）.
[4]叶敏.尝试和碰撞——关于设计基础的材料教学[J].苏州工艺美术职业技术学院学报，2010（03）.
[5]李冠文.浅析高职院校机械专业课课堂教学评价[J].群文天地，2011（14）.
机械原理课程设计的内容主要分为两个阶段:第一阶段为机械系统的运动方案设计，要求学生通过对常用机构的组合或创新设计，实现简单机械系统的功能需求;第二阶段为机构尺度综合，以及对机械系统中指定机构进行运动分析和动态静力分析。目前在机械原理课程设计的教学过程中主要存在问题:
(1)设计题目类型单一，实践过程枯燥。设计任务主要以典型加工设备为对象，拟定机械传动方案，对其主传动机构进行运动分析和动态静力分析，并在此基础上通过限定执行构件的速度波动以确定飞轮的转动惯量，最后设计其中的齿轮机构或凸轮机构。这样的设计题目单一且缺乏新颖性，与学生的实际生活脱节。设计过程的枯燥使得学生无法正确认识课程设计的重要性，设计兴趣不强，参与积极性不高，难以达到实践目的。另外，由于设计题目比较成熟，与之配套的设计手册和指导书等资料较多，其设计思路和模式比较程式化，因而学生不需太多思考，仅仅只是按照指导书的要求翻书查表，按部就班地进行模仿设计，这样的题目不利于学生创新思维和工程实践能力的培养和训练。
(2)设计方法陈旧，实践重点偏移。目前，在机构运动尺寸确定、机构运动分析及力分析等基本知识和基本技能的训练中，学生主要采用图解法或解析法。图解法概念清晰，形象直观，便于学生理解与分析，但设计精度差，效率低，当学生需要分析多个瞬时的运动情况时，需要花费大量时间作图，工作量大。解析法能获得精确的计算结果，学生通过模型建立和程序设计可以分析任意点位置的运动情况。解析法的求解过程要求学生具备较好的数学功底和编程设计能力，但实践证明多数学生欠缺独立完成编程求解的能力，他们不得不把大部分精力放在程序实现上，这样机械原理课程设计就演变成了计算机语言的训练］，偏离了机构综合设计与分析的实践目的。同时，繁琐的程序编写，也会影响学生创新设计的积极性。
(3)设计时间紧张，实践内容缩水。学校目前将机械原理课程设计和机械设计课程设计整合为3周的“机械综合课程设计Ⅰ、Ⅱ”。由于从内容上设置为同一机械系统的不同阶段性设计，因而从时间上两者并没有严格区分开。统计表明历届学生完成机械原理课程设计所需的时间约为1－1．5周，相对而言学时紧张。为了追赶进度，学生避重就轻甚至是掩盖问题。比如在机械系统运动方案设计阶段，学生普遍采用仿型设计和改型设计的方法，照搬相近的设计案例，或是仅改变某些结构和尺寸，更有甚者忽略创新构思的环节设计直接进入常规设计，整个设计过程中，机械系统的方案设计和机构的选型设计等相关内容体现不足乃至缺失，无法锻炼学生的系统设计能力和创新设计能力。
2机械原理课程设计的教学改革与实践
教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员机械原理课指组2009年制定了《关于深化机械原理课程实践教学改革的建议》，明确提出了新形势下机械原理课程设计教学改革应关注的重点问题。近年来，学校针对相关内容也开展了一系列的改革，主要集中在设计内容、设计方法及组织管理等方面。
2．1设计内容强调“理实一体”，避免纸上谈兵
考虑到实践教学环节是对前期所学知识综合应用的阶段性检查，机械原理课程设计的内容应尽量包含各种运动形式和传动机构的基本技能训练，同时为了提高学生应用所学知识解决实际问题的能力，在题目的选择上强调了“理实一体”的原则。结合专业方向，突出特色，如包装工程专业选用石蜡叠摞包装机构设计，机制方向选用冲床和插床的传动机构设计，机设方向选用往复式物料运输机构设计，模具方向选用造型机翻箱机构设计等。这样将题目与专业有机结合起来，使设计过程充满现实感，可以有效激发学生设计兴趣，端正其设计态度;借鉴学科竞赛主题，推动学赛融合，学科竞赛的特点在于规定竞赛主题的前提下为学生提供更大的创作空间，更符合工程设计的实际情况。因而在题目选择时，也借鉴了学科竞赛中有关无碳小车、家居机械、环保机械以及康复机械等方面的设计主题，一方面能让更多的学生了解和参与到学科竞赛中，加强其在自主设计方面的锻炼，激发其创造力，另一方面也能发掘和培育优秀的学生和作品，为后续的学科竞赛做准备;贴近实际生产生活，倡导学生自主选题，鼓励学生个人或小组结合学习和生活中遇到的问题，自主拟定课程设计题目，通过发现问题、分析问题和解决问题这一较为系统的实践过程，全面培养学生主动实践能力。
2．2围绕机械系统的运动方案设计和机构综合，注重“虚实结合”的设计方法
对机械类学生而言，当通过机械原理学习了常用机械的工作原理、组成原理和设计原理后，为满足工程实际需要或功能需求，首先面临的是如何构想出一些新的机械系统，或是如何对熟知机构构造出新的集成。因此，机械原理课程设计应注重机械系统的运动方案设计和机构综合，再辅以对主体机构的运动分析和动态静力分析。但是由于设计方法和学时等问题，现有课程设计过程中对运动方案进行优化比较以及对运动学和动力学的变参数分析存在诸多局限性，因而将CAD/CAE技术引入课程设计中，通过“虚实结合”的方式提升学生运动方案设计能力，加强其对机构的分析和综合训练。当经过初步分析拟定传动方案后，要求学生利用UG、Pro/e等软件对传动机构进行三维建模，并借助ADAMS等仿真软件对主体机构进行运动或力分析，学生通过对理论分析结果和仿真分析结果进行比较，检验其传动方案的合理性。接下来学生可以利用实验平台，自己动手对主体机构进行实际搭接并测试主要运动参数，通过分析实际测试结果进一步证明传动方案的正确性，从而辅助机构设计。通过这样的实践过程，学生可以直观地体会设计的各个环节，而CAD/CAE技术的应用也让学生可以及时发现设计过程中的错误和问题，使其可以将更多地精力投入到改良设计和创新设计中去，更有利于学生设计能力和创新能力的培养。
2．3加强课程设计的组织和过程管理，强调互助学习和团队协作
为了克服学时短、任务重的矛盾，在理论课程开始阶段，就将课程设计任务书在课程网站上，使学生有充分时间熟悉设计题目，思考设计内容。同时在授课过程中，将设计内容与知识点讲解结合起来，既用实例引导加强了学生对基础知识的学习，又能让学生提前开展方案的构思。考虑到学生学习能力存在差异，在设计过程中不能一味强调独立完成，应引导学生互助学习，强调团队合作。要求学生以小组的形式选定设计题目，然后根据学生的学习能力和兴趣特点将设计内容任务化。在设计过程中，指导老师把控该小组的总体任务框架，负责解决团队所遇到的共性问题，具体任务则由学生通过交流讨论，利用合作与他人共同完成。而设计结束时，小组须采取答辩的形式来汇报其设计成果，老师则通过面对面的问答来检验学生的设计能力，了解学生对课程设计中相关问题的掌握程度。最后在成绩评定环节，老师根据小组的任务难度、设计结果和水平给定该团队成绩范围，然后各小组根据组员的工作量大小、团队参与程度等进行自评，两者相结合客观地评定每个学生的课程设计成绩。
3结论
教学内容不能突出其“工程实践性”、“创新性”和“应用性”。教学中严重存在“重理论轻实践、重传授轻应用”现象，难以实现应用型本科学生“学以致用、学用结合”的教学要求，学生缺乏利用所学知识解决工程实际问题的能力。2.实验教学实验课程完全依附于理论教学，是理论教学的辅助。实验教学的目的只是用于加深学生对理论知识的理解或对理论教学的验证。验证性实验多，而综合性、设计性及开放性实验少，无法真正提高学生的动手能力和创新能力。实验条件欠缺，实验设备陈旧，实验教学缺乏实用性、先进性及创新性。实验往往都是孤立的，所涉及的知识面比较单一。各个实验之间缺少系统性，缺乏知识学科的关联，实验内容缺少内在联系和逻辑性，没能形成一个比较完整的实验教学体系。
课程设计课程设计的选题单一、内容陈旧，设计过程缺少关于工艺、成本、环保、质量、使用及维护等相关知识应用的锻炼，无法提高学生进行工程实际应用的能力。课程设计的图纸采用手工或CAD二维绘图的设计手段已明显落后于企业产品设计对应用型人才的要求。4.教学方法目前教学方法存在以下问题：授课内容多，教学课时安排少；讲述原理多，结合实际偏少；纵向论述多，横向比较少；讲述常规原理多，介绍行业最新技术成果少；课堂讲授多，课堂课外讨论少。[3]
“机械设计基础”教学改革
对应用型机制本科学生教学的主要目标是在基本教学的基础上加强对学生综合运用知识进行机械设计的能力和创新能力的培养。“机械设计基础”主要分为理论教学、实践教学和课程设计三个教学环节。教学改革也应该在基本教学基础上在教学的三个阶段都进行学生创新能力和综合运用能力的培养。主要改革措施详述如下：
1.精简理论教学环节为了与应用型人才的培养模式相适应，“机械设计基础”教学课时安排上，根据本课程应用性和实践性较强的特点，适当减少理论教学课时。因此授课内容就要有所侧重、有所删减。课程讲授内容遵循“基本、实用”原则，主要培养学生机构的分析能力，使学生掌握机械的基本设计方法。最后使学生从根本上掌握各种常用机构的基本运行原理以及机械中常用的一般通用零件的设计要领。并注重在教学过程中将一些机械发展的最新成果和最新技术介绍给学生，开阔学生们的眼界，提高学习的积极性。
2.加强实验教学实验教学是“机械设计基础”教学体系中不可缺少的一部分，主要培养学生理论联系实际、分析及解决问题的能力，对学生的创新能力和综合素质的培养起着非常重要的作用。实验教学在教学内容安排上，为了提高学生综合认识机械设计及创新能力，应该加强一些综合性和创新性的实验。教学改革后开设的实验主要有：机械零件认知实验、机构运动简图测绘实验、渐开线齿轮参数测量实验、渐开线齿轮范成实验、带传动性能实验、机构创新试验、轴系测绘实验、减速器拆装实验、机构运动方案创新组合实验、平面机构创意组合测试分析实验、机械速度波动调节实验、机械传动综合实验等。通过这些实验可以使学生的机械设计和创新能力得到提高。机械创新设计类实验使学生的学习变被动为主动。通过自主设计实验方式、方法及实验步骤，学生的创新思维和创新技能得到了锻炼，增加了学习的趣味性。
3.提高课程设计质量“机械设计基础”课程最后进行的是课程设计，主要在理论教学中所学的机械零件基本设计知识基础上，综合考虑工程实际，进行实际传动方案设计训练。基于目前课程设计存在的问题，应用型机制本科课程设计的教学过程主要从以下几个方面入手进行改革：
（1）拓宽课程设计题目。目前，各院校课程设计的题目都是减速器，每级学生都做着重复的设计内容。另外，机械制图课程中也选择减速器进行测绘，因此就使得课程设计题目重复。因此，必须要拓宽课程设计选题范围，增加题目的层次。题目的选择应更灵活，更接近于实际，实现设计题目的多样化。鼓励学生自选题目，充分调动学生的积极主动性，更大程度上锻炼学生们的设计及创新能力。
（2）案例设计。结合工程实际，给定功能要求，让学生拟订传动方案。让学生从功能分析出发，自己拟订结构及机械传动方案，进行方案比较优化，确定参数，完成从定性问题转化为定量的设计工作，而后进行相应的计算、校核及完成相当数量的工作图设计。
（3）引入三维软件。为鼓励学生在课程设计中应用3D技术，在开课之初就明确告诉学生，课程结束后要进行为期两周的课程设计。设计内容是机械的传动装置，要求学生必须采用三维软件将所设计的传动装置表达出来，将课程设计提前布置，化整为零，并结合机械设计教学，引导学生应用三维技术。
（4）强化指导过程。在课程设计过程中，教师的指导非常关键。指导教师在课程设计中应该具有强烈的责任心，要对学生的整个设计过程进行检查并及时纠正错误，尤其注意设计理念及三维图形绘制的指导，使学生能真正从设计过程中受益。
（5）重视答辩。课程设计的最后一个环节是答辩，也是对两周课程设计工作的考核。即使设计题目或者设计数据不同，每个学生都在教师的指导下参考手册、教材进行设计。通过答辩可以使学生对设计有进一步的认识并认识设计的不足之处。因此，答辩也是一个答疑、总结提高的过程。
借助“创新大赛”进行知识综合
基于目前企业对应用型人才创新能力的培养要求。在“机械设计基础”理论教学、实验教学以及课程设计中都要注重对学生创新能力的培养。但是这些对于学生创新思维、工程实践能力的培养还远远不能达到要求。因此可以将“机械设计基础”的教学扩展至第二课堂。通过参加各种各类的机械创新设计大赛、机电大赛以及3D大赛，让学生真正地将所学的各种机械的、电气的基本理论知识、专业知识以及一些三维软件类的知识进行综合利用，能很好地锻炼学生的综合运用能力、创新能力、团队合作能力以及竞争能力。
关键词：ERP原理及应用、教学改革、本科
中图分类号：H191 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0084-02
一、机械类本科《ERP原理及应用》课程特点及现状
“众创空间”、“万众创业”等一批新的名词及概念近来在网络上及社会上引起了很强烈的反响，尤其是国家每年毕业的大学生数量逐年增加，2016年大学生毕业数量预计达到770万，再加上出国留学回来的30万学生以及目前仍未找到工作的往届毕业生，预计将有1000万大学生同时竞争相关岗位。就业压力必然导致一批学生开始需求更好的创业机会，而此时恰逢国家的政策给予了非常大的空间，这也让一批学生对于企业管理能力培训的需求增大。而机械行业作为国民经济的支柱产业，如何加强这一领域学生的创业能力也显得更加关键。本课程作为为数不多的在机械类学生中开始的企业管理类课程，具有非常好的学习需求及对象。同时，也亟需提升本科生对于《ERP原理及应用》课程的理论学习及实践。《ERP原理及应用》是机械类学生的一门重要的专业选修课，目前很多高校都在管理类课程中设定。然而，机械类学生的创业需要及对于企业管理知识的缺乏导致了开设本门课程的重要性也愈发明显。机械类大学生很少接触到如何进行企业管理、企业的组织框架设定、以及企业制造的过程，导致并没有相关的企业学习经验，对于企业创办的成功率都是极为不利的。因此，本课程作为培养工程师乃至杰出企业家的一门基础课之一，应当在课程开始的内容及实践等环节设置上展开相应的课程改革，以提高学生对于本课程的核心知识的掌握效率。为了培养机械类大学生掌握企业生产及运营环节的基本知识，提高对于先进管理理念如ERP，以及对于ERP软件的应用能力。本课程主要讲授ERP的基本知识、概念及演化、ERP系统的主要功能、生产计划及采购模块、人事工资系统等内容，并安排相关的实践环节。但在课程的教学及实践过程中发现了如下问题。
二、《ERP原理及应用》课程教学发现的问题
本课程的教学过程中，由于本课程教学团队已开展了数年的摸索，发现主要积累的问题可以归纳为以下三个方面。
（一）学生认识层面
由于机械类的学生接触的课程多与工程类课程有关，且对于管理理念、企业背景等方面的知识了解比较薄弱，导致学生在学习的过程比较吃力，理解困难。虽然学生的学习积极性还是非常高，但是，理论知识背景的匮乏直接在课堂学习的效果上打了很大的折扣。
（二）教师背景层面
本课程教学团队教师搭配新老教师，由于本门课程教学需要教师有比较多的企业背景，而现在新入职的青年教师多直接从高校毕业，缺乏一定的企业应用背景。因此，在实践课程的讲授环节会存在一定的困难，学生学习起来也很难理解。
（三）课程大纲层面
目前，本课程的学习内容从理论介绍到实践操作，但一共设置36学时，理论教学时间为24学时，实践环节为10学时，考核环节为2学时，内容的搭配上还不是最佳，实践环节过少，导致学生的实践能力没有得到提高。
三、《ERP原理及应用》课程改革优化方案
（一）课程内容精简化
《ERP原理及应用》课程的学习主要内容包括两大模块：第一是ERP的原理，包括其演化过程、基本概念、ERP系统的主要内容。第二大模块是ERP在企业的应用，这其中涉及到的是如果运用典型的ERP软件开展相关的学习及实践。本课程的学习应当将基础难度降低，以迎合目前机械类学生对于本课程需要基本知识的欠缺。
其次，将核心功能及概念作为重点集中讲授，比如目前的24学时理论教学环节，多集中在介绍ERP的主要功能（8学时），从而导致后期学习ERP软件基础知识的不足。因此，需要精简本课程的内容，压缩这一部分课时，并给出4学时的时间介绍ERP软件的主要情况及部分简单操作。此外，在本课程的实践环节，之前的教学内容上一共安排10学时，前2个学时用于查询ERP的相关标准及对比，并布置学生考虑一个企业的框架，第3～4学时则用于学生描述企业的功能，在此教学过程发现学生的效果并不是很好，因为学生对于如何查阅相关的文献能力还比较缺乏。因此，在课程的改革上，引导学生从实践环节伊始，以4～6人为一个小组，设定一位CEO为组长，其他人员为虚拟企业的不同部门负责人，增加通过小组讨论及模拟企业的运营等各个环节。精简实践部分环节，提高学生的积极性。
最后，实践环节还结合考核的要求，以小组为单位，CEO汇报各小组的企业运营功能，并由教师提出问题，各部门负责人回答，有效增强了学习效果，让每位学生深刻体验如何创办企业，如何思考自己的角色定位。通过精简本课程的理论教学内容及实践教学内容，在有限的时间让学生掌握基本的必须基础知识，并通过有限的实践课时掌握软件操作及ERP的基本功能。
（二）教学方式灵活化
本课程一开始以课堂讲授为主，但随着对实践要求的需求加大，以及学生互动要求的提高，在课程开始阶段，建立如图1所示的二维码。调查问卷以获取学生的基本信息，以便在后续的课程教学及实践环节上安排更为合理的内容。
提高自主创新能力，在传统教学中，主要以教师为主导，通过讲授的方式来传授知识。但随着计算机技术的不断发展，当代大学生的学习方式也不断的改变。因此，基于网络化的平台及学习更能吸引学生，所以本课程的教学过程中，以小组为单位，建立各个小组为虚拟企业的竞争运营团队，建立微信平台及企业功能平台，加强模拟真实感。让学习从被动接收知识到主动学习，尤其是提升个人的岗位职责，大大增加了学生的学习效果。
（三）实践环节多样化
在传统的实践环节中，学生按照软件的流程自己操作相关步骤，但在这个环节中发现与教师的沟通远远不够，学习效果没有达到。所以在本课程的改革中，通过以小组CEO为企业运营负责人实践模式，让学生积极参与到ERP过程的管理及知识获取。并以此为考核依据，激发学生的学习积极性。在课程的教学过程中，发现虽然安排讲授了很多的企业案例，但学生对于企业的运营状况仍然不是很清楚，这是因为学生缺乏实践企业的ERP操作经验，导致在后续的实践过程中，软件的操作效果并不是很好，而且缺少一定的真实企业数据，在模拟的过程中造成一定的空洞。因此，在教学方式上，可以在实践环节与ERP应用比较好的企业，建立一定的合作关系，教师也能够在课余时间去合作企业加强了解实践。让学生实地考察ERP操作环节，增强包括从订单制定、物料管理、库存车间、人事工资系统、企业决策等环节的认识及了解，真正实现并达到从理论到实践，从实践到应用的目的。
今年是“十三五”规划的开局之年，如何紧跟时展的需要，并加强当代大学生核心课程的建设是至关重要的。尤其是面对每年大批量机械类毕业生投身创业的现状，加快推进《ERP原理及应用》课程的建设及改革已势在必行。本文探讨了《ERP原理及应用》课程学习，尤其是机械类学生的学习过程中所遇到的问题及解决措施，在今后的教学过程中，加强师生互动，构建师生共同体，最大程度地将学生主动学习的潜力激发出来，同时加强实践环节的建设及安排，促进学生与ERP应用企业的直接接触，让学生真正能够学到ERP的核心知识及重要实践内容，为今后机械类学生的就业及创业铺平道路，奠定基石。
参考文献：
[1]李震.大学本科管理类专业“ERP原理及应用”课程教学改革研究[J].教育教学研究，2013，15（2）：116-121.
[2]佟喜彦，张瑾.关于《ERP原理与应用》课程教学改革的探索[J].中国管理信息化，2009，9（6）：94-95.
[3]余建国，冯梅琳，黄鹏鹏，张启忠.“ERP原理与应用”课程群实验教学研究[J].中国电力教育，2013，（7）：157-159.
[4]王欣.《ERP原理与应用》课程教学优化探索[J].新西部，2011，（30）：178，194.
[5]刘文瑛.《ERP原理与应用》课程教学设计经验总结[J].电脑知识与技术，2014，10（22）：5223-5224，5228.
关键词：职高;机械专业;就业指导;教学效率
随着《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》政策的出台，职业教育逐渐走上了健康发展的正轨。职高机械专业教学是为学生今后在机械领域的发展而奠定基础，而从当前的职高机械专业的教学来看，教学模式陈旧，教学方法单一，学生的学习兴趣不高。因此，结合职高机械专业和学生的特点，对机械专业教学进行改革大有必要。
一、立足学生实际，激发学生学习兴趣
教学改革最主要的目的是提高教学效果以及学生就业率，而要想实现这一目标，最基础的是要培养起学生的学习兴趣。机械专业的知识较为繁杂，学习起来具有一定的难度，教师必须从“兴趣”入手，让学生主动积极地参与到学习中去，这样才能帮助学生更好更快地掌握知识内容。学生兴趣的培养，要注意从多角度考虑，既要考虑到职高学生的学习特点，也要考虑现代教学资源的多样性。在教学过程中，教师要因材施教，保证上课时学生能够听得懂，课堂氛围要轻松愉快。而随着社会的发展，多媒体教学设备已经成为现代课堂里必不可少的教学工具，所以，教师要积极利用多媒体，通过生动的视频、PPT、图片等指导学生的学习。
举例来说，在学习《液压传动》这一课时，学生对“液流连续性原理”感到难以理解，提不起学习的兴趣，教师可以这样说：“液流连续性原理就像河里的水一样，只要不出现分流，在任意的时间内，流进与流出的水量是相同的。”这样，学生就能理清知识，且大大活跃了气氛。
二、改革教学模式，引导学生主动参与
在职高机械教学改革中，必须更新教学模式，引导学生主动参与到教学中去。教学模式要以市场需求、市场要求为基准，结合学生的综合能力来进行深层次的改革。传统教学模式主要分为三部分，即文化课、专业理论课、专业课。这三类的课程安排完全是根据人们对学科认知度来决定的，没有考虑学生的学习特性以及社会的要求，这就会影响人才的多样化发展，甚至导致很多学生不能实现就业。在教学模式的改革中，首先要根据学生专业的不同，科学安排课程，要综合考虑基础知识与就业这两方面的问题。
教师在教学过程中，要注意履行自己引导者的职责，引导学生主动参与，通过问题启发等让学生自主思考，获取知识。比如，在学习“点、直线、面的投影”时，教师可以先重点讲解“点”的投影，要确保彻底深刻，在学生完全掌握点的投影之后，教师再进行引导：“既然两点可以确定直线，那么直线的投影是怎样的？”有了前面的基础，学生自然能联想到直线两端的点，将其连接起来就是投影。之后，再引导学生思考平面的投影，通过学生主动思考，学生对知识的理解会更深刻，也能锻炼学生的思维能力。
三、紧密联系生活，提升学生实践技能
职高机械教学的最终目的是帮助学生就业，具有很强的“职业性”特点，所以，在教学过程中，也要注意锻炼学生的动手能力，提升学生的实践技能。一方面，学校要加大实践设备的资金投入，保证学生能够有实践的基础;另一方面，要调节实践课程的时间，逐步将实践课放到教学重点上去。校方要定期举办机械技能比赛，激发学生的学习动力，激励学生不断提升自己的实践能力。教师在教学过程中，也要注意联系实际生活，通过对身边事件的分析，让学生感受到机械教学的功能性。
实践技能的培养是非常重要的，学校可以和校外企业合作，定期举办机械技能大赛，鼓励学生积极参加，也可以实行全员参加制度，让每一位学生参加2～3个项目，并且在赛后对自己的状况进行分析，对学生实践技能的提升有积极的作用。
总的来说，职高机械教学的最终目的是保证学生就业，所以，教学改革是应时代的要求。在教学过程中，教师要从多角度考虑，从激发学生的学习兴趣入手，以就业为中心原则进行教学模式改革，引导学生积极主动地参与到教学活动中来，提高学生的实践意识和实践能力，从而将学生培养为符合社会要求的合格的技能型人才。
参考文献：
