时间：2022-03-29 17:47:41
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篇机械设计课程设计总结，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、机械设计课程设计存在的问题
目前，我国大多数高校机械类学生通常在第5学期进行机械设计课程设计，该设计是学生学完工程制图、工程力学、机械原理、机械设计课程后完成的一门较为综合的课程设计，同时，这也是为学生毕业设计和今后工作后机械设计能力培养奠定一定基础。但是长期一成不变的课程设计时间和题目，以及传统的教学模式，早已不能满足现代信息快速发展的今天。
1.传统的课程设计时间短。机械设计课程设计通常是在《机械设计》课程结束以后的3周内进行，在期末的这3周中学生考试科目较多，很难集中精力集中时间做好课程设计。由于目前招生人数的增加，而指导老师的数量并没有增加，这就造成了老师精力不足，最终导致课程设计的质量越来越低。学生没有足够的时间保证，导致学生思考问题不认真、不周全，照搬照抄，计算绘图盲目仓促，难以达到课程设计所设置的目的要求。课程设计由于时间紧张，工作量大，老师不能及时地鼓励学生的创新设计，从而限制了学生创新能力的培养。而对于学生单一的、不协作的课程设计，时间紧张，思维狭窄而受限就更难以充分发挥学生的创新才能。虽然有一些学生有好的想法，但是没有充足的时间考虑，加上老师对学生的监管不到位，没有老师的认真点拨和指导导致学生的创新能力受到限制。
2.课程设计题目陈旧、缺乏创新。机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械。通常以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。因为减速器包括了机械设计课程的大部分零件，具有典型的代表性。传统的课程设计重点是巩固和加强所学的理论知识，设计题目和给定数据多年不变，只需要按设计任务中给定的数据、方案及规定的设计方法完成一定的工作量即可，这就导致了相互抄袭的后果。学生缺乏主动性、积极性，教师缺乏新思维，师生同受其害。同时，传统课程设计题目与专业、毕业设计相关度不大，使得学生所学专业课程无用武之地，缺乏学习兴趣，设计与专业课程学习不同步达不到学以致用的目的和充分培养学生理论联系实际的能力。
3.考核方式较为传统死板，没有调动学生的积极性。教师对课程设计的考核方式也过于简单，学生最后提交的是图纸说明书等纸质材料，由于学生考试的穿插，加上期末老师的年终总结任务较多，用于集中指导的时间少，教师只凭印象批阅说明书和图纸，自行决断，确定最终得分。整个课程设计过程前期组织动员工作准备不充分，缺乏师生的交流与互动，对学生的监督与管理不严，部分学生的抄袭很难评判。考核缺乏标准性和透明度，助长了懒惰学生抄袭的不良风气，影响了勤奋好学学生的积极性，严重违背了课程设计教学的初衷。
二、改革手段和方法
针对目前课程设计学生态度不积极、时间较短、流于形式等现象，我们就本科生专业实习提出“长时间课程设计”的概念，即在机械设计课程初进行持续近一个学期的时间，以加强学生创新能力训练，锻炼学生在工作中解决实际问题的能力。这一概念通过近几年的实施取得了一定的成果，但有些方式仍需继续探讨。
1.采用“化整为零”法。通过将课程设计融入平时课程作业中，学生在进行课程学习时，有的放矢，应用所学知识完成课程设计计算工作；课程设计中先进设计方法和手段的训练，使学生在实践中应用设计软件，掌握三维建模知识，了解虚拟装配过程。在平时上课时完成课程设计的计算部分，课程设计节省的计算时间用于对学生的应用现代设计软件，开展先进设计方法训练及应用；增强实践性环节教学，建议实验室允许学生借出减速器模型，在课程设计室内使用，从而通过先进设计方法训练和增强实践能力，提高学生设计能力和综合素质。“化整为零”法推动课程设计的改革。根据教学大纲的要求，在不减少学生的设计工作量的前提下，采用“化整为零”法来完成课程设计任务，就是在开始讲述机械设计部分的时候就把课程设计任务书发给学生，将课程设计的部分计算内容（如带传动设计、齿轮传动的设计）放在机械设计课程教学时，作为课外作业布置给学生，这样可以发挥学生学习的主动性和积极性，同时老师在日常教学期间通过批改课程设计作业，及时地发现学生的计算错误或不合理的设计，督促学生及时改正。
2.在课程设计中引入现代设计软件，提高学生的兴趣。学生在机械制图课程教学中已经学习了Auto-CAD，但是没有把它与具体的工程设计结合起来。我们根据学生的具体情况，在课程设计中以不同的方式把计算机CAD技术应用到设计中，鼓励一般的学生能够进行零件的平面CAD绘图，对于基础好的学生鼓励他们对零件进行三维CAD绘图或者运用UG、Pro/E、SolidWorks软件绘图，也可以在电脑上完成装配图的绘制。机械设计基础的课程设计并不是孤立的，它不仅是与任课指导教师有关的教学活动，也是在先修的相关课程基础上的实践教学环节。因此，可在设计中聘请制图、公差、力学等相关课程的教师，从各个不同的角度加强业务指导，进一步提高学生的工程素养和素质。
3.结合机械创新设计第二课堂，提高学生创新能力。为避免设计的雷同，采用多题目、多数据，将全班分成若干小组，每组3～5人，经小组成员民主选出组长全面负责设计工作，小组各成员按照自己的学习优势进行合理分工：数据计算与整理、查阅手册资料、绘制图样、三维造型与装配等，每人各负其责，独立完成，但要数据共享，步调一致。由于学生缺乏实际经验，往往需要对某些结构不够合理的地方进行多次修改，采用软件只需修改零件某个参数的数值即可完成整体修改，方便省时，且整个设计过程符合学生的认知规律，使学生能够更加深入地理解设计的内涵，并可以直观地看到自己的设计成果，增强学生的成就感。采取灵活多样的教学方法，根据设计对象的不同和设计过程中随时出现的具体问题，针对年轻人思想活跃的特点，鼓励学生在总结前人经验的基础上有所创新，引导学生获取知识与方法。此外，在设计节点组织学生相互间互查，以提高其对技术文件的审核、鉴定的能力，以及对工作精益求精的态度和责任感。采用第二课堂和课程设计想结合的方式，设立专项基金，针对学有余力的学生，激励其进行创新性实验研究。根据所申请项目的内容及课题完成情况进行审批，给予一定额度的资金支持并配备专门教师给予指导。对于特色较为鲜明、成果比较出众的项目资助其申报发明专利、撰写论文和参与学术交流，并优先推荐评选“国家大学生创新性实验计划”。同时，积极创造条件、出台措施，鼓励学生参加教师的科研项目，给学生提供广阔的自由发展平台与空间。
4.结合科研项目提高教师的积极性。这虽然加大了教学的难度，要求教师具备扎实的工程功底，但既满足理论联系实际的要求，又可达到综合训练的目的，让学生体会到机械设计中既要参考原有样机，又要积极思考，有所创新，对提高学生的设计水平和促进教师教学水平的提高都非常有益。需要注意的是选题的适当和题目的相对稳定，并设立合适的考核节点，对课程设计的全过程进行约束和监督，以利完成课程设计的教学要求。在《机械设计基础》课程伊始，即下达设计任务，通过系统的设计任务将原教学内容中相互独立且略显繁杂的知识点联系起来，置学生于实际的工作情境之中，使其切身去解读一个机械装置的实际设计过程，并掌握由此所涉及到的原理、知识以及问题解决思路和方法。带着问题来学习课程，设计中每一步结果的取得，无论是数据还是结构，都与教学的各章节密切相关。在教学中进行实际工作的演练，是抽象知识与具体行动的有机融合，能够极大地激发学生的学习兴趣和学习潜力，锻炼学生的实战设计能力，培养全面的设计素质，为课程设计的顺利完成奠定良好基础。
三、结论
经过几轮的课程设计实践，本项目取得如下成果：
1.针对学生能力，开展分层次教学，让学有余力的同学利用课程设计的平台锻炼三维建模能力，二维绘图能力，并起到辐射带动作用；
2.以“做中学”的模式让学生自主自发学习应用先进的设计软件，一方面提高了他们软件水平，另一方面，提高了他们的自信心和主动性，促使他们掌握了一种有别于死记硬背的新的学习方法。
作者:李霞 陈建萍 魏敏 葛云 单位:石河子大学机械电气工程学院 新疆交通职业技术学院汽车与机电工程学院
参考文献：
[1]郝秀红，邱雪松，王琼，等.机械设计课程设计教学改革初探[J].教学研究，2011，（03）：51-54.
[2]易传佩.机械设计课程设计融入课堂教学的探索[J].职业技术教育，2007，（14）：20-21.
[3]成经平，林建华.提高“机械设计”课程设计教学质量的探讨[J].湖北理工学院学报，2012，（05）：59-61.
[关键词]机械设计基础； 教学改革； 任务驱动
中图分类号：H191
近几年来，随着高考生源减少和本科院校的扩招，低分生源进入高职院校已是不争的事实。他们文化基础知识薄弱、学习能力偏低，抽象的机械类专业的学科知识让他们感到很难学懂，传统的教学方法不能激发出他们的学习兴趣。机械设计基础，是各个专业中学时最多，任务最重的一门课程，在人才培养计划中起着举足轻重的作用。它既具有很强的工程应用价值，也为后续相关专业课的学习奠定了基础。因此，如何上好这门课，使学生在有限的教学时间里，既能掌握课程的基本内容，又具备一定的基本技能训练和工程实践的能力，成为教师教学方法研究的重要课题。为了客观真实反映教学现状，我们在7个高职院校进行了为期6个月的调查研究。
一 问卷调查的主要内容
我们于2012年3月至2012年9月开展调查，本次调查问卷主要涉及《机械设计》的课堂教学、实验、课程设计，考试安排，任务驱动法的学生反馈五个方面，共40个问题。调查学生包括不同职业院校，不同专业学生共计1200人左右，题型以选择为主，选作安排学生对课程讲解的建议和意见。发放试卷采用任课老师安排作业的方式，这样可以避免学生敷衍了事，反映真实的教学现状。
二 调查结果反映的问题
调查共收到有效答卷960份。问题集中反映在以下几个方面
（一） 学生学习时目的性不强。课程的教学和实践活动没有结合学生所学专业的特点，使学生感觉这门课程与今后所学专业没有太大关系。
（二） 课程设计质量下降。
（三） 学生工程意识薄弱，学习方法不适应课程要求。
（四） 考试方式陈旧单一，过程不透明，没有新颖性。
三 基于任务驱动的教改方案的实施
一、教学内容模块化，增强立体感
高等职业教育重视技能训练和综合素质培养的要求，机械设计基础课程教学应减少原理阐述，把重点放在与生产一线紧密结合的机械零件部分，在教学中将课程内容分为必修、选修和自修三种，另外，针对我校数控、模具和机电专业的特点，涉及到的机械设备都是高速回转机械，回转件的平衡和滑动轴承中的静压轴承在本专业中有很重要的地位，也作为必修内容，将教学内容分成牛头刨床刨刀驱动机构的传动分析、缝纫机踏板机构的运动分析、单缸四冲程内燃机的传动结构分析、圆柱齿轮减速器的传动分析四个情景。每个情景安排学习目标，内容，方式方法建议。根据教学内容下发若干任务，每个任务中具体化知识点、能力点、教学形式、方法、环境要求。以牛头刨床刨刀的教学情景示例如下表一。
5.材料与工具 实验实训指导书，教学模型机构
6.教学重点 自由度的概念和运动副对自由度的限制，机构具有确定相对运动的条件，机构自由度的计算。
二、突出课程的工程性和实践性，提高创新积极性
应用型高职教学不仅要重视常用机构和通用零件工作原理和设计理论，而且要将与工程实际紧密联系的部分作为教学重点，才能使理论教学与实际紧密联系起来。例如，在绪论中研究机械的组成和功用，以汽轮机和内燃机为例子讲授，这两个例子中，包括连杆机构、凸轮机构、连接件、传动件、轴系件以及弹簧等。这两个典型例子的选取，既满足了教学要求，便于学生理解，又突出了课程的实用性和我校的专业特色。课程设计题目的搜集有多种途径，例如：结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目；建立学校与企业的合作关系，了解企业的需求，将企业一线急需解决的设计问题引入到课程设计中；从往届毕业设计的题目中截选出合适的传动装置设计部分作为题目；允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟题；结合国家、省和市机械创新大赛主题寻找一些题目作为课程设计题目。在此类题目的课程设计中，由于有明确的设计目标，学生投入精力很大，兴致也很高，课程设计效果较明显。
三、使用现代工程设计方法和手段，
随着计算机科学技术的迅速发展，世界机械制造业已进入数字化设计、分析与制造的新时代，先进的三维设计及其制造方式正在全面展开。所以在"机械设计课程设计"中，将三维数字化设计代替传统的二维制图是课程改革的一个重点，并对二维设计的机械课程进行整体优化。现在领先的三维设计软件有Pro/E 和UG 等。现阶段许多学生选用传统二维设计软件AutoCAD 绘制工程图，对于缺乏感性知识的学生来说有一定困难，有碍于学生设计能力和创新意识的培养。应当鼓励学生采用三维设计软件进行三维实体设计，使设计手段与现代企业要求接轨，完成零件与系统的设计，先建立三维模型，再形成二维投影，符合一般人的思维习惯，有利于学生创新形象思维。三维图形模型可直接调入有限元软件，进行CAE 分析。这样可拓宽学生创造设计能力的培养，也是软件发展多样化的需要。随着机械制造企业信息化工程的进展，广大工程技术人员使用计算机进行数据处理和设计计算工作，对机械设计制造中通用基础信息资源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等软件工具进行产品设计制造过程中，经常涉及各种标准规范、常用基础数据、曲线图表等信息资源的查询和选用，也涉及常用机械零部件、标准件校核计算和设计分析等专业应用问题，设计手册的查询是设计时遇到的一件非常繁琐的事情。我们推荐使用《机械设计手册（软件版）》，实践表明，学生应用该软件进行传动部件相关零件计算和数据查询所花时间只有以前的一半，不但可以留下更多时间去进行传动机构的三维造型，而且也通过传动部件设计实践，掌握了有别于手工计算、人工查询手册的软件版手册用法，为今后更有效地工作，打下了坚实的基础。
四、坚持并加强课程设计的总结和答辩，培养学生团队意识
答辩是对学生设计成果的一种肯定，也是学生间、师生间相互交流的重要方式；是教师检查设计质量高低的有效手段，也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。以往的答辩方式是单个学生逐一答辩，由于时间紧，提出问题的覆盖面小，难以真正反映学生对课程设计知识的掌握程度。采用分小组答辩的方式，学生之间可以通过相互的讨论，培养学生的团队精神，这样可以获得一次学习提高的机会，提高答辩效果。同时要重视课程设计总结。学生通过认真总结，剖析自己设计中的得失、成败，有助于进一步掌握设计方法和步骤，找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真对整体设计情况有一个针对性的总结，指出设计的不足，要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩，可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题，进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题，从而取得更大的收获，圆满地达到课程设计的目的与要求。
五项目化教学的考核评价方法
基于项目驱动教学的考核强调以人为本的整体性评价观，重视对学生能力高低认定具体手段和实用方法。根据《机械设计基础》课程特点及教学目标， 结合职业岗位能力的需求， 该课程学生学习成绩由学习过程态度考核、学习过程知识技能考核、综合能力考核及理论知识考核四个部分组成。具体考核评定标准如下。
准时提交作业、实验报告且内容基本正确和符合要求可得满分；迟于规定时间上交作业者每次扣1分；不交作业者每次扣2分；作业内容有明显抄袭痕迹或完全不符合要求者每次扣1分。
实验、设计课遵守纪律。不大声喧哗。实验操作规范得满分。明显扰乱课堂秩序，影响他人的扣2分，扣完为止。
全部按时交作业准确率80%以上得15分；准确率（70-80）%得12分；（60-70）%得10分。不交作业一次扣一分，扣完为止。
客观题部分，主要用来考查学生必须掌握的基础知识； 主观题部分，考查学生对知识的应用能力。
四、结束语
教学实践表明，本次在机械设计基础课程中采用任务驱动和模块化教学模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培养模式，是对传统教育模式的颠覆性改革。其优势体现在：第一，构建以培养学生具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力，对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力为核心的教学目标。第二，将教学内容与工程实践紧密联系在一起，顺应先进制造技术发展的需求，适应日益扩大的国际经济交流，以及日益增加的工程全球化竞争环境。第三，营造有利于创新人才培养的环境，激励学生的创新精神、创新能力，以满足社会对工程人才知识结构和素质能力的要求。第四，在理论课堂教学中强化实践教学，提高学生的工程意识和工程素养。以适应信息时代对工程技术人才的需求，适应高职院校对高技能高素质人才培养的要求。但是，这种教育模式的实施，对教学环境，对教师的素质都提出了新的挑战。我们应该共同努力使中国的工科教育能够走在世界前列。
参考文献
[1] 濮良贵， 纪名刚. 机械设计[M]北京： 高等教育出版社，2001.
[2]秦剑英.项目教学法在《机械设计基础》课程中的应用[J].中国科技信息，2009，（2）：219-220.
[3]沈晓玲，平学成.机械设计课程设计的教改探索[J].华东交通大学学报，2007，（12）：132-133
[4]朱玉.CDIO工程教育模式下"机械设计课程设计"教改的探讨[J].中国电力教育，2010，（19）：98-99.
[5]唐锐，党玉春.机械设计课程设计的教改探索[J].攀枝花学院学报，2004，（12）：112-113.
我院建校前几年由于师资力量有限，主要依赖兼职教师指导课程设计，这些兼职老师大多来自一本院校，他们时间有限，指导方法基本沿袭一本院校的指导方法，每天集中一两个小时在教室集中指导，而三本学院的学生依耐性强，老师走后基本是放鸭子，因此抄袭现象特别严重。此外，在教学指导过程中也存在一系列问题，比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确，指导过程因老师而异，随意性较大，标准不统一。因此，进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群，显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进，我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践，使学生达到掌握知识点的目的。
二、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革
（一）设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
（二）指导方法改革
在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
（三）进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表。（四）考核方法进行改革课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
三、结束语
关键词： Solidworks 课程设计 工程图
1.概述
课程设计是非常重要的教学实践环节，通过课程设计的锻炼，学生可以综合运用专业课知识。通过课程设计培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识，是启迪学生创新思维、开发学生创新潜能的重要手段，并为以后专业课程设计和毕业设计奠定基础，在教学计划中具有承上启下的作用[1]。
根据学校机械专业的培养方案，可将专业课课程设计分为机械类课程设计和电类课程设计，机械类包括：机械原理课程设计，机械设计课程设计，夹具设计课程设计等；电类的包括：PLC原理与应用课程设计，控制工程基础课程设计等。然而，对于机械类课程设计来讲，主要是对机构的原理设计、结构设计和工艺卡片设计等。然而不管是哪一个机械类的课程设计，都离不开三维模型的建立。本文主要针对机械类课程设计中的三维软件的应用做探讨和研究。
2.目前课程设计中存在的问题
目前几个机械类课程设计都还是在采用传统手工绘图或者二维CAD绘图的方式进行设计[2]，老师在前期讲解的时候，也是用一些已经做好的设计的动画和基本原理讲解的方式给学生讲解。具体问题如下：
（1）《机械原理课程设计》基本都是采用手工原理图的形式进行设计，学生从手册或课本中了解每种机构的工作原理，然后根据老师布置的课题要求进行原理设计，通过手工绘图方式，绘出机构原理图。
（2）对于《机械设计课程设计》来讲，我们的题目还是使用传统课题，设计一级或者二级减速器。设计步骤基本跟传统设计步骤一样，学生先观察实际减速器模型的结构，然后进行拆装，详细了解减速器的结构。在了解了减速器结构后，学生再一步步进行轴的设计、齿轮设计、轴肩、箱体等零件的设计。这种设计步骤看似非常合理，但是学生是观察成品减速器，很难理解每个零件在整个产品中的作用。如果能将减速器是如何设计出来的，让学生直接参与设计过程中，学生就会更有兴趣，理解更容易。
（3）《机械设计课程设计》是已知产品的结构，然后进行设计，然而《夹具设计课程设计》只知道功能和设计要求，需要学生将所学《夹具设计》知识进行综合运用，设计一套完整的夹具。传统设计步骤是学生通过实习，参观实际的夹具结构，然后老师给出跟参观相似的课题，学生进行设计。在设计过程中，主要采用手工或者二维CAD软件进行结构设计。
以上几种设计都采用二维设计，学生直观上不便于掌握和理解。而且二维设计的后期修改工作非常繁琐。
3.三维软件Solidworks在课程设计中的应用
（1）三维造型技术的优点
三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。三维CAD系统有较好的造型工具，能应用“自顶向下”和“自底向上”等设计方法，实现装配等复杂设计的难度远比用二维图形系统增加得快。
（2）三维软件Solidworks在课程设计中的应用实例
为了适应现代工业4.0人才培养需要，学生应该首先能使用现代化技术手段进行产品设计，然后具备能出一套标准的符合机械设计规范的工程图的能力。学生需要掌握至少一款三维软件的使用，并能熟练使用三维软件进行产品设计和出工程图。然而，将三维软件应用于课程设计中，一方面使学生充分理解所做课题的具体情况，另一方面学生的三维设计过程是对软件使用的锻炼。
2014年在修订机械设计制造及自动化培养方案中，考虑到三维软件在机械专业课中的重要地位，将三维软件课程设置在第三学期，也就是在所有课程设计开设之前就已经开设了三维软件课程。
下面以Solidworks软件在《夹具设计课程设计》中的使用为例，在基本确定定位元件和夹紧机构以后，结构设计步骤如下：
（1）夹具的三维结构设计
夹具由定位元件、夹紧机构和夹具体等一些辅助元件组成。Solidworks在装配体设计中有一种自上而下的设计方法，这种方法可以在设计过程中，一边设计一边建模。只需要画好第一个基础零件，其他零件可以根据需要直接在装配体中建模，可以非常方便地确定设计的零件的位置和大小。本实例就是采用这种自上而下的方式进行装配体的设计。现将拨叉零件钻孔专用夹具体三维结构设计出来，然后设计心轴并将被加工零件拨叉装配进来，依此方法，将需要的零件都一一设计出来，最后成为一个完整的夹具。
老师在讲解完理论知识以后，再以一个实例为例，一边设计一边绘图，这样学生对整个设计步骤就非常清楚，也容易理解。
（2）由三维结构图出工程图
对于机械专业学生来讲，出一套标准的工程图是最基本的要求。很多学生做设计时更重视方案设计，不重视出图。而且课程设计老师进行课程设计指导时，主要对学生的设计方案进行指导。然而，课程设计一方面是对专业课知识的综合运用，设计正确的方案，另一方面是对学生出图能力的加强和锻炼。
三维Solidworks软件具备零件和装配体出工程图的功能，学生可以利用Solidworks软件进行三维结构设计，在结构设计方案最终确定以后，先用Solidworks软件输出工程图，再到CAD中进行修改。
4.总结和展望
课程设计是使学生具备综合运用专业知识能力，学生通过课程设计，了解实际产品的设计过程，达到理论联系实际的效果。
参考文献：
[1]李可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）.高等教育出版社，2011.
化工机械基础课程设计是化工专业重要的实践教学环节，对于提高学生的装置设计水平，增强工程意识具有重要的意义。随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端逐渐显现，课程设计急需改革。本文分析了课程设计面临的问题，以课程的教学目的为依据，提出在设计时间、设计题型、学科交叉、设计规范、成绩考核等方面的改革方案。通过教学改革，激发了学生的学习兴趣，提高了机械设计水平，起到了良好的教学效果。
关键词：
化工机械基础；课程设计；教学改革；工程意识
化工机械基础课程是化学工程与工艺专业的必修课程，涉及化学、化工、机械、材料、物理、力学、数学等学科知识[1]，具有学科交叉复杂、内容丰富、理论联系实际紧密、工程实践性强等特点[2]。通过课程学习，学生可以掌握基础的工程力学知识，熟悉材料特性，学会常用化工装置的设计方法，了解化工机械安全使用的检验原理[3-5]，对于提高化工专业学生设计水平，增强工程意识，培养分析问题、解决问题的能力具有重要的意义[6]。化工机械基础课程设计是继该理论课程之后的一次集中实践教学环节[7]，能够起到将机械设计知识融会贯通，发挥理论与工程实际、基础知识与专业技术之间的桥梁作用[8]。学生在设计化工装置时，既要基于学科理论，又要遵循国家标准和行业规定；既要装置结构合理，又要保证安全经济，是多门学科知识综合运用，多种专业技能强化锻炼的重要过程，为化工类学生更好地服务化工行业奠定良好的专业基础，因此，应予以足够的重视。
一、课程设计面临的问题
针对化工专业学生开设的化工机械基础课程设计开课于大三，这个阶段，学生刚接触专业课学习，对本专业知识体系还不熟悉，对专业设计更是知之甚少，急需专业教师悉心指导，同时，一直沿用的课程设计内容、课程安排及考核形式等都无法与高等教育改革的新形势相适应，课程设计急需改革。1.课程设计时间短，与理论课衔接不合理一般化工机械基础课程设计安排在理论课结束后一周内完成。要做好课程设计，学生要查阅相关装置的设计资料，熟悉涉及物料的性质，了解国家设计规范，选择合适的设备材料，合理设计装置内部结构，完成设计尺寸计算及强度、刚度、稳定性校核，绘制装置设备条件图，编制设计说明书[9]，设计工作量大，专业知识要求高，学生很难在一周时间内完成。而此时段，学生已完成理论课的学习，对于设计中用到的知识已经淡忘，需要重新查找复习，不利于理论知识的学以致用。同时课程设计处于期末考试阶段，考试压力较大，学生忙于准备考试，很容易出现应付或抄袭现象，无法真正起到增强学生工程意识、提高装置设计水平的作用。
2.课程设计题型少，装置结构简单以往的化工设备设计题型比较单一，只做一些压力容器设计，课本中有该类装置的设计例题，学生只需将设计条件带入，参考例题，按部就班地计算就可以完成，学生学习兴趣不大，完成质量也不高。设备一般不进行内部结构设计，只进行外部壳体计算，设计难度较小，无法激发学生的探索欲望，学习主动性较差[10]。
3.不同学科间知识交叉少，装置设计不完整化工装置的设计包括工艺设计和机械设计两部分[11]。工艺设计是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求确定设备的主要尺寸；机械设计是根据工艺尺寸设计设备的结构、选择结构材料及进行强度、刚度和稳定性计算，给出设备与零部件的条件图。对于化工专业的学生来说，化工原理课程设计做的是工艺设计，化工机械基础课程设计做的是机械设计。教改之前，这两个设计没有交叉点，学生每门课程只做一部分设计，而没有化工装置设计的完整训练，不利于学生设计能力的提高[12]。学生提交的设备条件图，大多采用手画的形式，而不采用现行各设计院普遍采用的AutoCAD绘图软件，无法锻炼学生机械制图的能力。设备条件图绘制简单，各物料进出管口、自动控制方案都无法体现，化工设计及化工自动控制课程所学知识不能应用到化工机械基础课程设计中，学生综合运用所学知识的能力无法得到锻炼。
4.学生工程意识不强，设计不规范生产中使用的任何机器或设备的构件都应满足适用、安全和经济三个基本要求，其中，安全是核心。为了保证装置安全可靠运行，降低生产成本，提高劳动生产率，便于构件互换，国家和有关部门制定了各类化工装置设计的标准和规范[13]。学生对相关的标准与规范不熟悉，容易造成其无法将标准和规范应用到化工装置的设计中，与生产实践脱离。比如，计算容器的物料接口尺寸，很多学生计算出结果后没有规整，即使规整了，也没有查阅国家制定的各种钢管公称直径的规范，采用标准尺寸。在选择设备材料时，一般选择适用范围广，性能优异的材料，没有考虑会使设备成本大大提高的风险。在设计压力容器时，计算出的容器壳体壁厚与封头壁厚不一致，很多学生本着经济的原则，没有设计为相同尺寸，影响容器的焊接和安全。这些都是理论设计与生产实际偏离、工程意识不强的体现，没有达到强化工程概念的教学目的[14]。5.考核方式不合理，无法体现设计水平以往的课程设计是根据学生提交的设计报告给成绩，对学生的平时表现，设计的合理性、规范性及严谨程度没有体现[15]。设计报告抄袭或模仿现象严重，单纯凭借设计报告无法反映学生真实的设计水平，不能体现公平、公正、合理的考核原则。针对化工机械基础课程设计存在的这些问题，按照高等教育改革的要求，我们对课程设计进行了改革。
二、课程设计改革措施
1.提早布置课题，合理衔接理论教学针对课程设计时间短，与理论教学脱钩的问题，我们对课程设计时间安排进行改革。在完成第一章工程力学和第二章化工设备材料教学之后，我们便将每位学生的设计课题布置下去，理论课程结束后两周上交相关设计文件，进行考核。在布置课题时，利用两节课的时间，介绍各类装置设计的流程，每个环节用到的理论知识也事先向学生明确，使学生对课程设计有大致的了解，并对今后会对用到的知识引起重视。同时，理论课授课教师在今后介绍各类化工装置机械设计时也要对重点知识的应用加以说明，并结合课程设计详细讲解。学生了解设计课题之后即可随着理论课的讲解开始设计，学到的设计知识即刻能够应用到设计中，真正起到了学以致用的效果。在设计过程中，遇到困难，学生可以在理论课堂上提出，经过老师讲解得到解决，提高了设计效率，也方便指导教师掌握学生设计情况。由于设计时间由原来的一周延长为多半个学期，学生在理论课结束时便完成了大部分的设计计算及校核，利用两周时间整理数据，绘制装置图，撰写说明书，不会耽误期末考试复习，避免了应付抄袭现象的发生，真正锻炼了学生的机械设计能力，达到了课程设计的教学目的。2.增加设计题型，重视设备内件设计课程设计题型的选择关系着化工实践教学的效果。为了使学生熟悉各类化工装置，激发学生学习的主动性，锻炼化工设计能力，我们编制了多种化工装置的设计题型，包括压力容器设计、板式塔设计、填料塔设计、管壳式换热器设计和搅拌反应釜设计，共计五个设计题型。这些装置是化工生产中最常用的，体现了理论设计与生产实践的结合，同时，理论教学讲授的设计知识在这些装置的设计中能得到充分的应用，加深了学生对理论知识的理解，保障了装置设计的质量。对于装置的主要部件，比如板式塔的塔板、填料塔的填料层、反应釜的搅拌器等，也要求学生详细设计，并且给出部件的条件图。通过内部构件的选择、设计和校核，加深学生对化工装置的认识。
将每个班的学生分成5组，每组负责一类装置的设计，并且同组学生的设计条件各不相同。学生要完成自己装置的设计，要查阅大量的文献资料，搜集各种物料性质，学会各类装置的机械设计方法，参考化工容器设计的国家标准，这种形式彻底改变了课程设计形同虚设的尴尬局面，锻炼了学生查找科研资料，积极探索未知领域，不断补充新知识，独立完成科研任务的能力，激发了学生的创新意识，真正提高了化工装置的设计水平。3.加强学科交叉训练，完善装置设计流程化工装置的工艺设计与机械设计是互相影响、密不可分的，工艺设计为机械设计提供工艺条件及设备主要尺寸，而机械设计的结果又反过来影响工艺设计。为了使学生对化工装置设计有完整的设计体验，我们联合化工原理课程设计，将这两个设计有机结合，学生在做完化工装置的工艺设计之后，根据工艺条件及计算出的装置尺寸，接着进行化工装置的机械设计，使学生知道装置的设计流程，为学生将来从事化工设计工作奠定了良好的基础。对于学生提交的设备条件图及主要内件结构图，严格要求用AutoCAD绘制，并且标出各接管及自动控制仪表的安装方位，在设备条件图的右侧表明工艺要求、安装要求、各接管尺寸、材质、采用的国家标准等。
通过这些方式，学生熟悉了化工装置的设计流程，将化工原理、化工机械基础、化工制图、化工设计、化工自动控制等专业课所学知识融会贯通，综合运用，提高了学生学习的积极性和主动性，有利于设计能力的提升。4.严格规范设计，强化工程意识作为一名合格的化工专业学生，必须了解国家制定的有关化工设计的各种行业规范和国家标准。在做任何装置设计之前，都要先查找有关规范和标准，绝不能闭门造车，无据可依。与化工机械基础课程设计相关的标准有《钢制压力容器》《管壳式换热器》《钢制塔式容器》《塔器设计技术规定》《石油化工钢制压力容器》《石油化工自动化仪表选型设计规范》等。学生在做课程设计时，遇到有关尺寸的确定、内件的选择等有疑问的地方，一定要查阅相关标准，养成良好的设计习惯和严谨的工程态度，做一个敢于担当、认真负责的设计者。同时，要注意适用、安全、经济相协调的原则，密切联系工程实际，强化工程意识。5.完善考核体系，激发设计热情考核对于课程设计的质量有着重要的导向作用，公平、公正、合理地对课程设计做出考核，对学生有着监督、鼓励和引导作用。实践类课程的成绩考核不同于理论课，决不能单纯依据提交的设计报告定成绩。化工机械基础课程设计的考核分为平时成绩、设计报告质量和答辩三部分，分别占总成绩的10%、70%和20%比例。其中，平时成绩包括出勤率、学习态度及团队协作能力。设计报告质量包括报告的完整性、设计的合理性、计算的准确性、图纸绘制的规范性等。答辩环节要求每位学生将设计内容做成幻灯片，利用3分钟的时间陈述工作内容，然后由考核教师提问有关问题，学生作答。这种考核形式督促学生实实在在地做设计，认认真真地抓质量，只有付出努力，才能取得好成绩，激发了学生的设计热情，杜绝了抄袭应付现象，达到了教学目的。
三、总结
化工机械基础课程设计是化工专业学生重要的实践教学环节，随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端日趋显现，课程设计急需改革。针对设计时间短的问题，我们提早布置课题，与理论教学合理衔接，避免了抄袭应付现象。增加设计题型，由原来的单一装置设计增加为五种装置设计题型，并且对装置的主要部件也要进行设计。加强与化工原理、机械制图、化工设计等交叉学科的联系，完善装置设计流程。装置设计要严格遵守国家规范和行业规定，注重适用、安全、经济相协调的原则，增强学生的工程意识。完善考核体系，公平、公正、合理的对课程设计进行评价。通过教学改革，激发了学生学习的积极性，课程设计质量得到提高，杜绝了抄袭应付现象。学生在课程设计过程中，自觉依据国家设计标准，将理论设计与生产实际相结合，增强了工程意识，提高了机械设计水平，起到良好的教学效果。
参考文献：
[1]张允，路有昌，赵凌.《化工设备机械基础》课程教学改革的探索[J].广州化工，2012，40（4）：122-123.
[2]王元文，陈连.化工设备机械基础课程教学改革探讨[J].广州化工，2006，33（153）：69-70.
[3]刘理华，刘书群.化工设备机械基础课程教学改革研究[J].广州化工，2012，40（19）：145-146.
[4]谭蔚.化工设备设计基础[M].天津：天津大学出版社，2007.
[5]董大勤，高炳军，董俊华.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2011.
[6]徐想娥.化工设备机械基础教学改革的探索[J].襄樊学院学报，2007，28（8）：83-85.
[7]江华生，陈树大.基于CDIO模式的《化工设备机械基础》课程设计教学改革[J].化工时刊，2013，27（3）：56-58.
[8]李红，孙虹雁，刘利国，等.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育，2008（10）：41-42.
[9]董俊华，张及瑞，高炳军.“化工设备机械基础”课程设计教学改革的研究与实践[J].广州化工，2011，39（14）：152-156.
[10]董俊华，赵斌，张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育，2011（3）：17-19.
[11]张琳.化工设备机械基础课程设计的改革[J].化工高等教育，2002（2）：54-55.
[12]孙保帅，朱春山，李东光.化工专业课程设计教学环节的改革与探索[J].广东化工，2010，37（8）：218-225.
[13]陈连.化工设备机械基础教学改革的若干尝试与实践[J].化工高等教育，2007（1）：19-21.
[14]李政辉，李庆生，姚忠.化工设备机械基础课程设计教学中存在的问题与改革[J].化工高等教育，2012（1）：47-49.
关键词：工程机械设计；教学；方法；实践；创新
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0089-02
随着我国铁路、公路等重大建设项目的不断展开，大型工程专用机械的市场需求急剧增加，亟须大量专业的设计人才。“工程机械设计”课程作为我校工程机械专业的核心课程之一，目的通过对工程机械系统的深入学习和研究，让学生理解并初步掌握常见工程机械的设计思路和方法，培养学生的设计能力。它的课程教学成功与否，从个体层次来讲涉及到学生个人设计能力和工程素质的培养，从社会层次来讲可能会影响工程机械设计人才后备力量。但是由于本课程复杂广泛的课程内容与有限的课时之间存在的矛盾，限制了学生掌握深层次的有关工程机械设计知识，再者传统的教学模式单一，缺乏必备的实践经验，因此对于这门理论性和实践性兼顾的课程，学生普遍认为学习这门课程感觉吃力，从而影响了学习效果和工程素质的培养质量。
本文针对“工程机械设计”教学中遇到的问题，并结合多年的“工程机械设计”课程教学经验，从教学内容、教学方法等方面进行了深入探讨与研究，以期培养具有工程意识、设计能力及创新精神的合格人才。
一、教学内容注重系统性、实践性、拓展性、创新性
在教学内容的选择上，突出表现在系统性、实践性、拓展性、创新性等几个方面，不仅内容选择合理，难度程度适中，重点突出基本理论和分析设计方法，密切联系实际应用，还注重对教学内容的取舍和更新，根据最新科研成果，补充一些教材中未包括的新技术。[1]
1.系统性。“工程机械设计”课程内容多而杂，各个章节相对独立，相互联系疏松，重点不突出。各个部件的知识和设计方法缺乏共性介绍和系统阐述，缺少工程应用实例和应用背景。为了解决这一问题，在组织教学活动中逐步归纳总结，在授课之初强调系统性，不仅是对课程内容进行优化组合，还要促使学生具备系统性思维以理解掌握工程机械设计知识。首先简要但系统地介绍其总体设计和计算原理，让学生仅需在头脑中建立一个工程机械设计的相对完整概念。可以这么认为，学生在这个阶段学习可“不求甚解”，但是肯定会促使学生产生“知识空白”，自然会激发学生将后期学到的各个章节的知识自动“填空”。这种改变，彻底颠覆了以往教学中首先介绍相关概念，然后讲述主要零部件的设计方法，最后才进行整机设计的教学内容，避免了在学生在听课过程中将学到的知识视为“无的之矢”，逐步就失去了继续学习的兴趣和愿望。近年来的教学实践表明，这种“本末倒置”的教学内容确实激发了学生的学习兴趣，促进了学生工程机械设计能力的提高。
2.实践性。实践教学是高等教育人才培养系统工程中不可缺少的组成部分，是非常重要的教学环节之一，是实现高等工程院校培养人才目标的重要途径和手段。由于课程的教学环节实践性较强，在教学内容安排上，要求在实践教学基础上完成理论教学，并以实践来验证理论。因为学生此前对于工程机械的作业特点、工作原理、施工工艺技术等并不十分了解，必须适当补充一些必要的背景知识。授课前组织学生通过对校内实训基地的铲土机、挖掘机等常规工程机械进行课前实习，使学生真实地了解工程机械的用途、结构组成、工作原理等，这样可保证学生在对各章节的设计理论学习中，能够将所学知识“对号入座”，便于知识的消化和吸收。并且在授课期间，该实训基地及其他相关实训室全程开放，学生可动手进行发动机、变速箱、离合器、泵、阀等主要部件的拆装，以此锻炼学生实践能力与创造能力，提高分析问题与解决实际工程问题能力，促进学生知识、能力、素质的协调发展。
3.拓展性。笔者在课程设计和毕业设计中发现，很多学生对于工程机械的整机和部件设计中有关强度和刚度的理解并不是很深入。为了弥补该缺陷，在授课意加入部分“钢结构”设计知识，尽管这部分知识没有纳入工程机械设计专业的教学计划，但是从学生整体把握和设计工程机械的角度来说显然是必要的。并且引导学生应用三维设计软件进行相关绘图和仿真计算，例如，学生们前期课程学过SolidWorks软件，在工程机械设计的相关课程设计和毕业设计中，鼓励学生应用该软件进行产品“样品设计”和“虚拟设计”，进行模拟装配和运动仿真，这将大大减少设计错误。并且应用专业软件对零件的三维模型进行有限元分析。此外，还向学生们讲授了MIDAS软件进行简单的钢结构计算。经多次课程设计和毕业设计实践表明，学生们对于此类扩展性的知识很感兴趣，收到很好的教学和应用效果。
4.创新性。从工程机械发展趋势来看，全球工程机械将向着环保、智能、大型化方向发展，谁掌握核心技术，谁就掌握工程机械的生命线。在“工程机械设计”授课中，引领学生坚持从实际出发，从生产需要出发，尊重前人的知识和经验，不“闭门造车”，创造性地学、创造性地用，在理论研究和创新取得良好成果的基础上争取技术研发和创新。课上以徐工集团设计制造的“钢铁蜘蛛侠”ET110步履式挖掘机为例，讲解其步履、轮式驱动结合的符合式结构，能全轮驱动、全轮转向、轮腿复合，以实现跋山涉水如履平地，灵活机动操控自如的目的，并强调自主创新是工程机械设计的生命力。
二、教学方法突出范例教学、实例讲解、案例实践
为了保障在“工程机械设计”课程的教学过程中，将教学内容的系统性、实践性、实用性、拓展性、创新性一一体现出来，并且能够让学生们轻松接受，需采用突破常规的教学方法，突出范例教学、实例讲解、案例实践这三种授课方法，它们并非相互独立，而是环环相扣构成一个完整的教学方法体系。
1.剔除冗杂臃肿，讲求范例教学。由于“工程机械设计”课程课时有限，而内容繁多冗杂，教学内容中着重提出了系统性的概念。采用范例教学的方法，对轮式工程机械和履带式工程机械各个系统设计的共性介绍和阐述，例如：对轮式工程机械的传动系计算传动比时，包括总传动比的计算，传动比的分配，以及变速箱档位数和中间传动比的确定，这些是经过精选的基本性的基础性的知识，以起到示范窗口作用，从这个窗口可以看到全室。通过范例教学，首先达到“个”的认识，进而达到“类”的认识，再者达到规律性的认识，最后还要达到通过自己的体验，提高对各个系统及整体结构的完整认识。
2.现场理论教学，实现实例讲解。“工程机械设计”这门课程本身内容具有很强的实践性特征，因此，很有必要带领学生到学校实验室、训练中心，或距离学校较近的工程施工现场，进行部分课时的现场理论教学，对典型工程机械的种类、特点、工作原理及运用进行集中合理的直观教学。例如，对铲土机、挖掘机等工程机械的类别、组成构造、现场布置、运用等内容，可以按照课程大纲要求，结合教学进度，合理安排施工现场理论教学，让学生更直观地学习工程机械的有关内容，能够对课堂教学中学生理解困难或吃力的内容起到弥补的作用。
此外，还提出引入科研成果以提高学生的学习兴趣。近十多年来，我校在大吨位架桥机、造桥机、全断面隧道硬岩掘进机、大断面隧道盾构机等设备的研制与施工领域承担了一批重大科研项目，取得了多项国际先进和国内领先的科研成果。我们通过筛选、整理，将这些最新的研究成果引入到教学中，不但丰富了课堂教学内容，使枯燥知识变得生动具体，而且同学们感到学习“工程机械设计”课程的实用性，增加了学习兴趣，调动了学习积极性。
3.改革实践环节，倡导案例实践。本课程理论性较强，实践性也较强，本科生学习的目的是：将所学的工程机械设计方法和理论应用到实际问题中去。在授课结束后安排为期一周的“工程机械课程设计”，使用案例法进行实践教学，突出“学生为主，教师为辅”的教学指导思想，以达到以下目的[2-3]：（1）通过设置工程需求，将学生置身于真实复杂的工作环境中；（2）让学生练习使用在课堂所学及其拓展的知识和技能来进行设计决策；（3）帮助学生获得解决工程机械领域内实际问题的能力，并培养学生创新意识。
根据我校专业特点，近几年开设的工程机械设计范畴的课程设计题目主要有：有轨平板运输车设计、起重机主结构设计、挖掘机工作装置设计等，课程设计内容既与课堂教学内容衔接，又有所扩充。
三、改革的效果
在“工程机械设计”课程的改革和实践中，为实现从“知识传授”转向“能力培养”的教育目的，对课程教学内容、教学方法进行一系列改革，深入探索提高学生学习积极性、培养学生创新能力的新型教学模式。
多年的教学实践表明，本次改革不仅有助于学生深入理解课堂所学的基本理论和方法，掌握工程机械设计中的关键技术，而且激发了学生的学习热情和积极性，明显提高了教学质量，是培养知识面宽、动手能力强、能很快适应社会需求的高素质学生的有效途径，近几届学生的专业知识及能力都有显著的提高，深受用人单位的欢迎。
参考文献：
[1]靳玉乐.理解教学[M].四川教育出版社，2006.
关键词：机械设计基础，教学，改革
《机械设计基础》是机械类专业学生的一门重要的专业技术基础课，而且也是一门能直接用于生产的设计性课程。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法，更重要的是培养学生的实际机械设计能力。高等职业教育以培养高等技术应用性人才为目标，所以更应注重于本课程的设计性、实用性，即学生实际机械设计能力的培养。为此，必须以全面机械设计素质培养为中心、实际机械设计能力培养为主线，对传统的《机械设计基础》教学内容体系、教学方法、教学手段和考试方法上进行改革。
一、在教学内容上以“必须够用”为原则，最大限度的整合教学资源
高等职业教育《机械设计基础》教学内容改革，一方面要贯彻“必须够用”的原则，即为学生学习专业课程（在校后续学习）和终身学习（发展和创业）奠定坚实基础；另一方面要突出机械设计主题，即培养学生的从业（从事实际设计）能力，实现高等技术应用性人才培养目标。为此，应从以下几个方面入手对教学内容进行改革。
1．淡化过细的理论内容，删减不必要的理论推导和证明
高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性，其毕业生所从业的岗位，决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉象高等学历教育培养研究型人才那样搞得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际设计问题。因此，对一些过深的、不必要的理论推导、证明都应予以删除，以便学生集中精力掌握这些公式、定理、方法的实际应用，解决实际设计问题。这样更符合培养目标的要求，也势必取得更好的效果。例如：带传动即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间的关系式的推导过程；齿轮传动中按轮齿齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计计算（或校核计算）公式的推导过程等等都应删除。与其它先修课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。以机械传动、机械零件的设计为重点，保证实用性和先进性。
2．完善设计所必要的基本知识和基本理论，增加基本设计方法和实践性内容
机械设计所需的基本知识和基本理论、紧密结合工程实际且多样化的设计方法，是培养机械设计能力的根本保证，也是实施终身教育、发展和创造的基础，而以往的教材对此注意不够。具体表现为：（1）对设计方法和步骤缺少分析、总结和归纳，不利于学生整体设计思想方法的形成。（2）实用性、实践性内容少，不利于学生应用所学理论知识和方法解决工程实际问题能力的培养。改革后的课程内容体系应克服以上不足，以设计为线索，以解决工程实际设计问题为目标，构建起设计基本知识和基本理论比较完备，设计方法实用、多样的基本内容体系。因此，我们自编了机械设计基础教材，特别增加了实用性、实践性内容和习题，增加了应用性的设计方法、经验数据和公式、图表，增加零、部件结构设计内容。突出应用性，将学生引向实际设计。
3．根据各专业人材培养方案整合教学内容
由于各个专业的培养目标不同，所安排的课时和教学要求也不同，因此《机械设计基础》课应根据本专业专业课的学习要求，将与其相关的工程力学、金属材料与热处理等教学内容与本课程进行整合。根据这一要求，编写了《机械设计基础》教材，使用效果很好。
二、在教学方法上以有利于培养学生的实际机械设计能力为原则
高等职业教育的培养目标和本课程的性质都决定了《机械设计基础》教学应以培养学生的实际机械设计能力为总出发点和总归宿。为了有效地实现教学目标，应不断改进教学方法，做到以下几点。
1．讲清基本知识、基本理论和基本方法
常用机构和通用零件的类型、结构、功能、材料、标准、制造方法、特点、适用场合、工作原理、载荷分析、应力状态分析、失效形式分析、计算准则分析、参数选择原则、结构设计等，不但是形成实际机械设计技能必不可少的基本知识和基本理论，其中也包含了分析和解决工程实际问题的思路和方法，对培养学生的自学能力、分析和推理能力、观察和想象能力、理解和记忆能力至关重要，同时也是学生发展和创新知识的基础，甚至终身受用。所以，在教学中要遵循由简到难，由表及里，循循善诱，层层剥皮的方法，讲解清楚，力求切实掌握。
2．加强技能训练，培养机械设计能力
教学中可以通过以下几个方面的技能训练，达到掌握机械设计方法的目的。（1）综合运用工程力学、金属材料及热处理、公差配合与测量技术，以及机械制图等相关课程所学的基础理论和技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件，解决机械设计问题；（2）根据实际工作条件进行工作原理分析、设计，抽象和构建物理模型，进行载荷的性质及大小分析计算，进行应力状态和性质分析、失效形式分析、计算准则分析、工作能力计算公式分析、材料及热处理选择分析；（3）正确理解公式、系数的使用条件和应用范围，运用各种经验数据、经验公式、半经验公式和理论计算公式进行设计计算；（4）使用各种标准、规范和图表；（5）设计构思；（6）结构设计；（7）绘图表达。在教学过程中，除了必要的例题和习题练习外，教师要注意结合实际，注意对设计方法的归纳、总结和对比，启发学生的联想，调动学生的积极性，以达到举一反三、触类旁通的效果。教学中要把主要精力集中在实际技能的培养和如何运用方面，不要在理论上过多地纠缠。
3．注意培养学生的创造能力
在保证学生掌握基本知识、基本理论和基本设计方法，形成实际机械设计能力的前提下，还要注意培养学生的创造能力，只有这样才能适应学生终身学习、发展和创业的要求，也才能达到创新设计的目标，才能与时俱进。培养学生的创造能力，应从调动学生的学习积极性，启发学生的积极思维和培养自学能力入手。为此，要注意以下几个方面的问题：（1）教学内容处理 一般将每次课的内容处理为精讲内容、一般介绍内容和自学内容。其中精讲内容是每次课的重点和难点，包括基本知识、基本理论和基本方法，应详尽讲解，以多种形式重复训练，确保牢固掌握。自学内容是在掌握了精讲内容的基础上，通过自学能够掌握的知识，留给学生自学，培养自学能力，启发创造思维和思想。（2）教学方法的运用 采取灵活多样的教学方法，充分调动学生的积极性，启发学生的积极思维，培养自学能力和创造能力。如：① 讲授、启发、自学法；② 设题、自学、启讨法；③ 串联、分析比较、归纳法等等。（3）改革教学思想、鼓励多向思维 不要把学生的思想方法限定在教材的狭窄范围内，也不要用教师的思想方法统一学生。如：经常提出一些与教材上思路方法、观点不相同的问题，热情讨论研究学生不同的思想方法和观点，鼓励设计结果的多样性，支持应用新技术、新工具等，培养创新、创造意识和能力。精心处理教学内容，运用多种教学方法，改革教学思想是为了给学生创造一个积极思考、主动参与学习、提高自学能力的环境，并最终达到培养学生创造能力的目的，要根据具体情况灵活掌握，否则会适得其反。
4．培养与教学目标相适应的学习方法
本课程要实现从理论向工程实际、从基础课向专业课的过渡，教师必须认清这个“过渡”对学习方法的特殊要求，对学生的学习方法进行指导，以适应本课程培养目标的要求。要注意把精力集中于研究掌握机构、零部件的结构、选材、制造方法、标准与规范、使用范围、工作情况分析、受力分析、应力状态分析、失效形式及其原因分析、设计计算准则、参数选择、设计方法步骤以及问题处理上，而对公式的推导、定理的证明、经验数据的取得过程等只作一般了解，不必反复推敲。
三、在教学手段上，充分发挥现代多媒体教学的优势
机械设计基础课程中有很多动态的、结构的内容，传统的实物示例、黑板板书，很难做到解构零件的具体构造、展示机构的动态过程。为此，我们制作了大量课件，充分利用多媒体教学手段，展示各类机构的运动过程等，增强学生的感性认识，启发和引导学生积极思维，增强教学效果。
四、在考试方法上，利用多种考试相结合的方式。
目前采用的考试方法是“闭卷考试”模式。其中卷面成绩占70%，平时成绩占30%。这种考试方法的弊端是导致大量学生考试成绩不合格。主要原因是该课程所包含的内容涉及面太广，学生又没有养成一个平时复习的习惯，直到考试之前才去温习，所以考试结果不理想。为此，我们在考试方法上也进行了改革。
1.增加单元考试
在每一章节讲授完之后，进行单元测试，督促学生及时复习和解决遗留问题，并提高单元测试成绩比例，缩小最后一次考试成绩的比例。
2.结合课程设计，增加开卷考试
本课程的课程设计题目一般是设计减速器。减速器是一个传统的设计题材，它将学生所学的各种零件设计知识很好地结合在一起，训练学生多种零件设计的能力。但在实际操作中，大部分学生把课程设计当成抄写练习。这是因为课程设计往往把几个学生分成一组设计相同的题目，所以有些人一开始就做好抄袭其他学生的准备。在答辩的时候，教师也很难面面俱到，造成即使抄袭也能过关的现象。因此，在课程设计之后，增加开卷考试，考试的内容就以减速器为题，考试成绩计入理论考试成绩。
总之，通过改革，构成《机械设计基础》课程以实际机械设计能力培养为主线、基本知识完备、基本理论适当、基本方法多样，应用性、实践性突出，实用、先进、科学的课程内容体系。采取从基本知识、基本理论和基本方法的理解掌握入手，结合实际训练，培养设计能力和创造能力的教学方法，并注意培养与教学目标相适应的学习方法。使得《机械设计基础》课程从教学内容到教学方法以及学习方法更有利于掌握知识、发展智力、启迪创造性思维、形成设计能力，有利于专业课的学习，有利于提高从业能力，有利于人才的发展，更符合高等职业教育人才培养目标的要求。
一、从工程实例入手改进选题
在满足零件课程设计选题原则、不增加学生负担的前提下，为了提高学生对课程设计的兴趣和积极性，联系工程实际，结合校实训基地的产品选题。
校实训基地(原实习工厂)生产的“和面机”其传动系统是由电动机――带传动――一级齿轮传动――拔叉所组成。我们选择三角带传动――齿轮传动为题目，学生接触到了真实的产品，设计积极性和兴趣很高。在整个两周的设计中，自觉到工厂观察实物，查找资料，分析原动机的运动要求和存在的问题，分析要求设计的传动部分在整机工作中所起的作用以及整机对它的运动要求、位置要求、安装要求等，然后再进行设计计算和装配草图的绘制。
学生们在设计中发现，同一规格的三角带按自己设计计算要三根，而产品中却只需两根，这其中的原因就需要教师作适当的引导。笔者是这样引导学生的：教材中规范偏于保守、可靠，产品中要考虑产品的尺寸、重量及不连续工作等因素，因而采用两根带也能正常工作，但三角带的寿命要低些。
长期以来都是指导教师自己编数据编题目，而现在从生产实际中选题，对提高学生的设计水平和教师的教学水平都非常有益。但在选题中要注意选题的适当和题目的相对稳定，以利完成课程设计的教学要求。这样做，虽说肯定加大了教学的难度，要求教师有扎实的功底，设计前必须作充分准备。但这样的设计让学生体会到机械设计中既要参考原有样机，又要积极思考，有所创新，既满足了具体的理论联系实际的要求，又达到了综合训练的目的，较好地掌握了机械设计的基本方法，使学生初步展示了运用所学理论知识解决工程实际问题的能力，对自己以后的专业知识的学习和就业充满了信心。
二、通过减速器的拆装实验加强结构设计的认识
以往的课程设计中学生感到最困难的部分是减速器的结构设计。为了解决这一问题，在设计前，让学生动手拆装减速器。在教师的指导下，把学生分成若干个小组。每组一台减速器。首先引导学生观察外部结构，然后引导学生重点观察其内部结构，这是设计的核心部分，重点是掌握主要零部件间的相互配合关系。通过观察分析，学生进一步清楚了轴为什么设计咸台阶式，设计台阶式的轴主要考虑了哪些问题，学生更深地理解了轴的结构设计的主要考虑、轴上零件的轴向定位、承载能力、轴上零件的装拆、轴的各段加工方法和轴精度要求，比较全面地分析上述问题能较好地弥补了课堂上理论知识的不足。通过设计前教师指导学生的拆装实验，使抽象的问题具象化，增加了感性认识，为培养和提高了学生的实践动手能力创造了一个好的条件。教师的讲解与学生间的交流讨论，培养了学生具有一定的专业素质和设计能力，极大地调动了学生学习的主观能动性和学习热情，也能较好地发挥学生的观察力，思维想象力和创造力，并可使学生少走弯路，少出差错，较顺利地完成设计任务，又能较好地掌握产品技术设计阶段中结构设计的要点，为后续课程的专业设计打下扎实的基础。
三、课程设计的指导与成绩评定的改革
在设计中我们改革了以往的一题多用，而是采用了多题目、多数据，五人组成一个设计小组。在整个设计专用周内加强业务指导，一般集中讲授三次。第一次是拆装实验观察分析讲解，第二次下达设计任务，讲解机械设计的一般过程、设计事项，使学生不会感到盲目和无从下手。第三次在技术设计阶段，讲授结构设计的大致过程，针对年轻人思想活跃的特点，鼓励学生在总结前人经验的基础上有所创新，正确地设计零部件的结构，同时注意加工工艺，装拆的方便性、工作可靠性。在这个阶段的设计中把上一届学生设计质量差的装配图挂在教室中，并指出其中几处典型的结构不合理处，再定学生发言，逐个地把全部错误补充完整，直到基本清楚为止。启发学生根据所学的知识，查找资料，在自己的设计中充分考虑。
装配图和零件图的设计不仅培养了学生的绘图能力，更重要的是锻炼了用图纸表示设计意图和设计要求的能力。设计过程中组织学生相互间互查，以提高对技术文件的审核、鉴定的能力，同时提高了设计者对工作精益求精的态度和责任感。然后引导、启发学生编写设计说明书，具体要求为总结设计，表达设计思想，阐述设计方案，阐明设计依据，合理性、经济性及技术要求，锻炼了学生编写技术档案和文字表达的能力。
过去，设计成绩的评定是依据装配图和说明书，而现在是根据三方面来评定学生的成绩，一是组织纪律，它是设计正常进行的基本保证；二是答辨，抽取与设计内容相关的题卡回答问题，安排在第二周中进行，三是审查装配图、零件图及说明书。
我国当前的经济发展已经进入到了新的阶段，一些科学技术的应用对经济发展起到了重要促进作用，而经济建设事业当中机械设计制造技术的应用也是发挥着比较重要作用的。对机械设计制造教学中的模式进行改革以及优化建设有着比较重要的意义，处在现阶段的教育发展背景下，素质教育是教育的最终目标，在机械设计制造教学改革过程中也要能够充分认识这一点。基于此，本文主要就机械设计制造的特征以及优势进行分析，然后结合实际探究机械设计制造发展问题及优化策略探究，希望通过此次理论研究对机械设计制造的进一步发展有所裨益。
关键词：
机械设计；改革；建设
0引言
社会的发展进步也使得在对机械设计制造的实践要求上不断提升，这也对机械设计制造加工行业在产品制造的质量以及技术结构等层面都有着要求上的提升。从近些年我国在这一方面的发展情况来看，机械设计制造的发展有了进一步提升，但是在一些方面还需要进一步优化完善。从机械设计制造教学的情况来看，教学的模式还没有紧密和时展的需求相契合，这就要及时的转变教学观念，紧随时展的潮流，如此才能进一步促进机械设计制造的整体发展。
1机械设计制造的特征以及优势分析
1.1机械设计制造的主要特征分析
技术的进步对机械设计制造的发展也有了进一步推进，机械设计制造自动化的广泛应用对多个行业领域的发展都起到了促进作用。机械设计制造自动化技术主要是通过计算机技术和机械制造两者进行有机融合，从而形成了计算机协调控制的机械加工过程，这一自动化技术对这一行业的发展起到了改革作用，也是工业向着智能自动化进行转变的重要标志[1]。以往的机械设计制造技术在人工操作上比较重要，效率相对比较低，但是在智能化自动技术的加入下就能通过计算机技术的操作对机械设计制造进行优化，能够减少人工操作造成的失误以及工作效率低的弊端，在功能上也相对比较完善，保障了设计制造的质量，对产品的改进也有着积极作用。
1.2机械设计制造的优势分析
机械设计制造系统的自动化发展在当前已经有了很大的效应发挥，也对以往的机械设计制造技术有了替代，在发展前景上是广阔的。对于机械制造自动化模式能够在计算机编程方式下来对加工目标实现加工智能化，所以这就比传统的机械设计制造产品质量有保障，在相应的设计加工的时间成本上也有了相应减少，这样就在企业的经济效益上有了增加。机械设计制造的自动化模式在自动检测以及监控等功能上都有着相应具备，并在实际生产中一旦发生过载情况就能够实施自动保护在人员损伤以及设备损坏程度上能最大程度降低[2]。
2机械设计制造发展问题及优化策略探究
2.1机械设计制造发展问题分析
从当前的机械设计制造的教学领域的发展情况来看，还有一些方面存在着问题有待解决，在对机械设计教学的内容来看，有各种机械设计的理论方法，以及让学生对简化理论公式的实际应用来对复杂工程问题进行解决，所以在实践性特征上比较突出，但由于受到多方面影响因素的影响，还是存在着相应问题。这些问题主要体现在单科的课程设计过程中存在着单调性，机械设计教学主要是让学生对机械设计进行模仿而非对学生主动思维的培养。学生只是按部就班的来完成任务，没有操作的新鲜感以及挑战性，这就不利于学生的实际问题能力的提升，对教学质量水平的提升也有着不利[3]。再者，实际的机械设计制造教学中的教学指导思想是起着指挥作用的，而由于传统教学思想的影响，对教学的完整性以及系统性过度的强调，从而就没有重视学生的能力培养，从而出现了重视理论而忽视实践的现象。知识灌输的问题比较突出，这样对学生的全面素质培养目标的实现就存在着很大的难度。还有是在实际教学的内容没有和实际工程得到结合，只是简单的传授理论，机械设计方法没有重视在实践中的具体化应用。另外，对机械设计制造的教学过程中比较缺少创新教学的方法，教学过程中老师占据课堂的主要地位，学生在学习中就出在被动状态，在教学课堂的气氛上没有活跃，学生的学习积极性也不是很高。还有是在课程的教学评价过程中主要是通过试卷的方式进行考查，在对学生的实践能力的考评上还比较欠缺[4]。学生自身的独立学习能力相应不足，多数学生对所学的一些计算公式不能灵活运用，对实际问题的考虑也不全面等。这些方面的问题就需要得到重视并积极的进行解决完善。
2.2机械设计制造改革优化策略探究
对于机械设计制造改革建设要能够从多方面来实施，首先在课程体系建设层面要重视，要能和现代制造业的人才培养目标得到紧密结合，将技术应用能力的培养作为教学指导方向，在工作任务的引领下创建课程结构合理模块。形成职业活动为基础，工作岗位及内容等为主体的教学课程体系，要在课程的设置方面和学生的就业岗位发展需求相结合，对教学计划以及课程内容适当加以调整。教学中可将数控工艺员以及数控操作工等职业资格证书课程和当前课程体系进行有效融合和重组，将实训训练课程模块进行增加，充分提升学生实践操作能力。对教学模式实施优化改革，以往的机械设计基础课程在教学方法是以理论知识教学为主，实验课程以及课程设计为辅，这样学生的机械设计知识的掌握程度就不是很强，在培养目标的实现上也有着很大难度。所以这就需要对理论和实践相结合的教学模式进行深入探究，还需将教学体系以及内容加以改革，对于机械零件的设计内容比较丰富，学生在初学中就会觉得较为复杂化，在教学内容的选取上要结合学生的发展情况，选取比较典型又容易让学生理解的教学内容，在基本概念以及设计方法的讲解层面进一步加强，对既定公式涵义以及应用要重点强调[5]。机械设计制造的建设目标要能够明确化，在教学资源上要充分，随着网络技术在教学中的广泛应用，就要能够加强网络平台的建设，完善在线答疑系统以及网上教学的模式。然后将实验课程和教学改革实验形式内容建设进一步强化，进而来创造全面创新的实验设计，对课程设计的数据层面也要能进一步完善，努力提升课程设计的质量等。对机械设计的制造的内容改革要加强，对学生素质培养要充分重视，为能够将学生独立机械设计能力进行强化，老师要鼓励学生自主查找相关资料，将自己的总结和理解能力进一步提升。再有是要能够对计算机技术的应用能力进行强化，机械设计课程教学中要鼓励学生通过CAD技术对机械零件设计以及运动仿真进行实施，让学生能在先进的计算机技术应用下提升自己的学习效率[6]。老师要注重在实践环节的强化，对学生工程设计能力得以重视，学生可对同类产品以及结构特点等加强了解，从而来获得知识产品过程信息，这样对自己的视野也能得到有效拓宽，在发展思路上也能得到有效优化。
3结语
总而言之，对于当前的社会发展现状来说，要能积极的将科学技术进一步的优化发展，和时展需求相结合，机械设计制造专业的学生在学习中也要善于思考，加强自身的独立学习和探究的能力。此次主要就机械设计制造的特征以及发展优势进行了阐述，然后从教育角度对机械设计制造教学的问题以及策略进行了详细探究，希望能有助于实际的发展。
作者：王晨旭 单位：西京学院
参考文献：
[1]宋昭.高职院校机械类专业人才培养模式改革[J].常州信息职业技术学院学报,2014(02).
[2]曹源文,马丽英,陆兆峰,李玉玲.机械设计制造及其自动化专业教学团队运行模式研究[J].重庆交通大学学报(社会科学版),2011(02).
[3]马建,焦生杰,吕彭民,顾建国,刘丽华.行业性机械类专业人才培养模式的研究与实践[J].高教发展与评估,2014(03).
[4]吴伟中,党培.基于专业特色的机械设计制造及其自动化专业课程体系构建[J].中国电力教育,2012(01).
在以往的教学安排中，本门课程的教学一般安排在第二学年进行，课时量控制在120―150学时左右，同时在期末配有一个星期的课程设计专用周。近年来，随着企业用人需求的不断变化和教学改革的不断深入，中专学生按照教育部的要求，各专业都在第三年进行不少于一年的顶岗实习。这样，各门专业课的课时均有不同程度的压缩，《机械设计基础》课时大都压缩为90学时，课程设计专用周有些学校甚至取消，有些学校虽有安排，但时间安排在期末，容易受到复习考试的冲击，学生在时间和精力上都难以保证。“课时少、任务重、容易受冲击、质量难保证”现已成为课程设计普遍存在的问题，已引起相关部门和专家的重视，各地各校也在想尽办法解决此类问题。
一、教改思路
宝鸡职业技术学院从2002年以来，在认真调研、深入分析的基础上，在历届教学当中、采取边教学边教改的办法，逐项改革、稳步推进，进行了大胆的探索和实践。面临理论课时减少，但对学生实践能力和操作技能要求不断提高的实际情况，《机械设计基础》课程设计不但不能减少、不能削弱，而且要克服困难、积极应对、强化课程设计本领，提高实践操作技能，为顶岗实习和就业安置打下坚实的知识基础。
总结起来，我们的教改做法是：“整体提出设计思路，分步完成设计作业，前期进行‘部件’生产，后期完成‘设备’安装”。这种时间前移的思路，克服了理论教学与课程设计相互脱节的毛病，既节约了设计专用周宝贵的设计时间，同时又保证了正常的教学作业和大型课程设计的配套完成，使理论教学和课程设计互联互通、相互促进，达到了二者双赢的目的。
二、方案设置
结合三年制中专学生“年龄小、底子薄、实践知识欠缺”的特点，课程设计任务一般选择简单的单级直齿圆柱齿轮减速器设计。它的主要内容包括：齿轮传动设计、皮带传动设计、轴系部件设计、箱体设计、联接类（联轴器、键类、螺纹类）零件选择、密封选择等，基本可以涵盖机械设计课程的全部设计内容。
按照前述设计思路，在课程教学进行到学期中期时，这时常用机构已基本讲完，而通用零件刚开始讲授。此时，我们就将本门课程的课程设计任务书下发给学生，并用适当时间向学生进行整体设计思路讲解，使学生有一个概括的了解。然后结合教学课程的正常进行，在每一教学章节完后，逐项拆分设计任务并分步完成设计内容。这就像工厂生产设备一样，将零件的制造（分步设计）提前分散到各车间制造完成。
大部分设计内容可随着课程的进度进行，到学期末教学课程完成时，已基本完成分步设计。等到课程设计专用周时，学生即可按设计指导书的要求与步骤，利用3-4天时间，将分步设计内容进行整合，完成装配图绘制，同时编写设计说明书，进行答辩及后期资料整理工作，这样学生就可以轻松地完成整个课程设计任务。
三、方案分析
1.节省设计时间。按原有的方案，大量的设计内容集中在一周内完成，学生在短时间内要进行超强度的劳动，常常需要晚上进行通宵加班，才能按时完成设计任务，况且还要面临期末复习考试的压力。新方案由于大量的设计内容已预先随着教学课程而完成，设计专用周只进行整体组合，完成后期资料整理，因而，在3―4天时间内，大部分学生都可完成设计任务。既减轻了学生负担，又节约了设计时间。
2.保证设计质量。由于分步设计是随着课程进度进行的，在此过程中，学生在消化课程内容的基础上，设计思路比较清晰，设计计算时间相对较长，指导老师可以随堂进行示教讲授。同时教师可对设计结果和设计过程提前进行评审，学生改错时间也较长，因而，设计质量都可以得到保证。
3.考试与设计互不冲突。原有方案的课程设计安排在期末。此时又面临着别的课程的复习考试，学生既要进行高强度的课程设计，又要分心复习其余课程以迎接期末考试，容易引起二者的冲突，对此指导老师的意见也很大。现有方案由于设计时间的提前可以有效地解决这一矛盾，既保证了设计质量，又不影响学生期末考试，学生和教师比较满意。
4.对课堂教学有促进。如果没有课程设计和课堂教学的互联互通、相互配合，课堂教学就显得乏味且没有针对性，尤其是涉及设计内容讲得都比较空洞，学生接触不到实际的东西，等到后期再进行课程设计时，就显得无从下手。现有设计内容与课堂教学同步进行，二者可以起到互相促进、互相补充的作用。学生对课堂教学也爱学也能学得进，通过对几届学生的教学考核对比，课堂教学质量比以前有明显提高。
四、需要注意的几个问题
1.虽然课程设计内容与课堂教学同步进行，但课程设计只是对理论教学的强化，绝对替代不了课堂教学的主导地位，不能由于课程设计作业的提前布置而冲击正常的教学。尤其是课堂教学的思考题、课余作业、答疑辅导等教学过程一样都不能少，都应按照正常的教学进度执行，这一点尤为重要。
关键词：现代学徒制；机械设计；课程设计
2014年8月教育部提出在高职院校中开展“现代学徒制”的教学改革，深化产教融合、校企合作，进一步完善校企合作育人机制，创新技术技能人才培养模式。[1]“学徒制”指以师傅带徒工为主要形式，以某行业或职业的知识技能学习为内容，徒工可因劳动获得某种形式回报的职业教育形态,[2]是企业本位、基于工作进行学习的职业教育制度,它综合了学历职业教育和在职职业培训的优点,是一种理想的职业教育形式。[3]该校《机械设计》教学团队在这方面做了积极的探索，并进行了初步的应用。
1“现代学徒制”在《机械设计》课程设计的研究和探索
该校经过充分的调研提出了“岗位教学”的模式，该模式是指学生在进行课程设计阶段时，按照设计工程师的岗位职责将整个课程设计分为3个阶段：方案论证、样机设计、试制。方案论证阶段：《机械设计》教学团队聘请合作企业的设计工程师一起进行指导。在设计开始前，学校的教师和来自企业的设计工程师，一起同学生开展讨论会议，帮助学生了解目前市场对某些产品的需求，引入“头脑风暴”展开充分讨论，对其设计难度进行整体把握。引导学生自己提出合理的、可实行的设计目标，并初步确定设计方案，学生提交方案设计文稿。样机设计阶段：在上一段阶段所确定的设计方案基础上，根据校内教师和来自企业的设计工程师的特点，对指导的内容进行分工。校内教师指导学生资料准备、资料查询和理论计算方面的内容，来自企业的设计工程师因其对市场的了解和丰富的设计经验，主要指导学生在设计过程中的标准件、紧固件选型以及对设计方案中零、部件的结构工艺性优化等方面的内容。学生在校内教师和设计工程师的指导下根据实际设计情况，调整和完善设计方案并完成设计，提交三维设计模型、平面加工CAD图纸和设计计算书三项资料。试制阶段：在该阶段充分利用学校的“逆向工程实验室”的3D打印机-FDM成型机，根据三维模型在校内教师的指导下对上阶段所建立的三维模型进行打印制造，为后续装配做好准备。设计工程师在装配环节中充分指导学生对产品进行装配，并对在装配过程中出现的各种问题，指导学生进行手工修锉或者重新制造，直至完成整个产品装配。校内教师和设计工程师一起指导学生检验该设计方案是否达到预期的目标，并提出后续改进的意见和建议。完成该阶段内容后学生需提交完整的产品、产品设计图（三维模型和平面加工图）、使用说明书、后续改进方案和总结报告5项资料。
2“现代学徒制”在《机械设计》课程设计中的应用
根据《机械设计》教学团队所提出的“岗位教学”模式，在该学期“机制专业”的《机械设计》课程设计中应用了该模式，制定出了适合于“岗位教学”模式的教学课时分配。按照上述课时分配，教学团队根据此次全国创新设计大赛的题目，提出了“手持式封口胶带装置”“多功能手机保护壳”等题目供实训学生参考，并指导学生查阅资料。分析现有类似产品的优、缺点，学生提出对该产品的理解和分析。针对学生的理解和分析，提出产品功能性想法和设计方案。学生在教师的指导下，学生手绘总体方案草图，然后利用SOLIDWORKS、CATIA或UG等三维造型软件对零件进行建模、装配和投影平面图，利用AUTOCAD软件绘制加工用平面图，并与指导教师一起进行交叉校核、图纸标准化检查和审查。学生设计过程中的零件如图1所示。通过检查的设计方案，将其三维模型导出为STL文件格式后，利用3D打印设备，打印零件，并进行装配。
3结语
通过现代学徒制的“岗位教学”模式，在整个课程设计过程中，充分借助了来自企业的人力资源和经验，调动起学生的积极性和主动性。使学生亲身经历整个设计过程，给学生留下深刻印象，并帮助学生将理论知识和实际操作进行良好的衔接。取得了较好的教学效果和学生的好评，同时对现代学徒制在实践教学环节中进行了初步的探索和应用。
作者:李庆 刘之舟 张进春 单位:重庆电子工程职业学院
参考文献：
[1]教育部关于开展现代学徒制试点工作的意见[EB/OL].教育部网站，2014.
关键词： 机械设计；教学模式；创新设计；实践
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0253-02
0引言
机械设计课程是机械专业的重要技术基础课，它在学生学好专业课程和培养实际设计能力等方面起着重要作用。其教学目标是使学生掌握常见零部件的基本知识，初步建立机械零件和简单机械系统设计的能力。近年来，我校机械设计课程经过省、校、院各级教改项目、精品课程建设，已经取得了一定的教改成果。本文结合笔者的教学实践，谈一些体会。
1针对教学内容特点，合理组织教案[1，2]
1.1 以工程设计过程为背景机械设计课程基本概念多，逻辑性差，缺乏系统性，实践性强。因此，不少学生在学习中感到比较吃力，没有头绪，抓不住重点。为解决这一问题就需要教师在组织教学活动中，充分理解教材内容的特点，合理组织教案。在教学内容的组织方面，我们追求教学内容新、课堂教学信息量大，注意将学生的能力培养和素质教育结合起来。在课堂教学以及实验教学中，设置了很多启发点，激励学生的学习积极性。具体方法：①以工程设计过程为背景，以掌握通用零部件设计能力和创新能力培养为主线，从整体和系统的角度，将课程知识体系整合为“机械设计总论”、“连接零部件的设计”、“机械传动设计”、“轴承设计”和“轴系部分设计”五大模块，体现学生设计能力培养的循序渐进性。②在强调和培养传统设计能力的基础上，结合具体章节（如齿轮传动、蜗杆传动及轴设计等）介绍现代机械设计的方法，旨在开阔学生的视野，提高学习兴趣。③对传统内容精简压缩，简化公式演绎推导，重结论、重应用。
1.2 突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程，而学生缺乏实践经验和感性认识，因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节，培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用，它的特点是观察目标明确、清晰，原理结构易懂、有针对性，可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析，并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验，目的就是验证理论知识，培养实验动手能力，同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用，是学生第一次较全面的设计训练，是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中，前一阶段教学中存在的问题会显露出来，因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。
1.3 将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中，零部件往往不是单独使用的，它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此，机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计，而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解，各个零部件之间没有很好地建立有机的联系，学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计，但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此，我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。
2合理使用教学方法与教学手段
2.1 采用多媒体教学，提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进，条件优越的多媒体教室，能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革，进行多媒体课件的研制工作，完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件，所用素材内容丰富、经典生动，学生反映良好，使用方便省时高效；使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间，为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。
2.2 多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式，采用多媒体和黑板相结合，并辅以配套电子版教材，帮助学生听课与复习；习题课通过抓住典型习题，举一反三，以点带面；讨论课以实际工程为背景，使学生在分析能力提高中理解重点；实验课充分发挥开放实验室的作用，使学生在自主动手能力提高中突破难点。
2.3 建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台, 为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源，节省了学时，提高了教学效率和教学质量，也培养了学生的自学能力。
3开放主题的小论文，培养学生主动获取知识的能力
由于学时的限制，在讲授机械发展史等内容时，只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学，并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径，要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料，对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识，并完成了诸如“机器人的发展”、“抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作，并编辑成册，培养了学生主动获取知识的能力。
4工程实践能力和创新能力的培养[3-4]
以机械设计课程体系的教学内容为背景，以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标，我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来，于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”，按五大模块体系设置了5个实验项目，其中：创新设计型实验1个，综合型实验3个，验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级，要求每位学生至少完成3个实验项目，其中包括2个必做项目和1个选做项目，便于因材施教和培养学生个性发展。
为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力，进一步激发学生的科技创新热情，依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室，我校每年都举办大学生机械创新设计大赛，学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目，也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目，学校给予经费支持，机械基础教学部配备指导教师。近几年来，学生的科技创新活动如火如荼的进行，优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。
5加强师资队伍建设
机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位，实行指导教师责任制，安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助，实行一对一的传、帮、带，并订有明确具体的培养计划，帮助他们提高教学能力，过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后，才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动；鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新，创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外，加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才，把不同经历的教师融为一个有机整体，使教师间共同磋商，相互学习，取长补短。
6结束语
经过几年的实践，我校机械设计课程的教学取得了较好的效果。机械设计作为专业技术基础课，课程内容多且实践性强，需要积极探索各种教学方法和手段，紧密结合工程实际，培养学生的工程意识和创新设计能力。
参考文献：
[1]朱维兵.加强机械基础系列课程建设的思路和构架[J].高等教育研究(成都)，2004，20(2):71-72.
[2]秦小屿.提高机械设计课程教学效果的几点思考[J].高等教育研究(成都)，2009,26(1):50-51.
