机械工程的认识篇1
（浙江工业大学职业教育与技术学院浙江杭州310023）
摘要：机械工程及自动化（师范）专业的人才培养有别于机械工程及自动化专业的人才培养，机械制造技术模块在该专业的人才培养中起着举足轻重的作用。机械制造技术模块由多门理论课程和多个实践教学环节所组成，应正确处理好理论教学与实践教学之间的关系，使它们相互支撑、互为促进，形成一个有机的整体，才能保证机械制造技术模块的教学质量和教学效果。
关键词：机械工程及自动化（师范）专业；机械制造技术模块；教学方法；教学改革
中图分类号：G712文献标识码：a文章编号：1672-5727(2014)02-0152-03
机械工程及自动化（师范）专业（简称机械师范专业）以培养中等机械职业学校教师为目标，所培养出来的学生除应具有机械工程及自动化专业所需的专业知识和能力外，还应具备理论课程教学和实践课程教学的能力。机械师范专业的知识和能力培养体系可分为五大模块：素质教育模块、机械设计模块、机械制造技术模块、机电检测与控制技术模块和教育学模块。由于中等机械职业学校人才培养目标是机械类操作型、技能型人才，所培养的毕业生主要从事机械加工、设备维护与维修等技能性工作，机械制造过程中的机械加工（包括冷、热加工）要求岗位从业人员具备较好的理论基础和操作技能。这样一来，对中等职业学校教师的专业知识和能力就提出了特殊要求，要求在五大知识和技能模块中对机械制造技术模块应有所侧重．所以．机械制造技术模块在机械师范人才培养中有着举足轻重的作用，必须十分重视这一模块。但目前机械师范专业人才的培养基本采用机械工程及自动化专业的培养模式，无非是多加了几门教育学课程和教学实践项目，机械加工操作技能培养没有得到应有的重视．另外，机械制造技术模块是一门实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难在理论学习时达到完全理解和掌握，这已成为机械制造技术模块课程任课教师及机械专业学生的共识。虽然机械制造技术模块里也安排了金工实习、生产实习，但其质量和效果尚未得到有效保证。具体表现为理论教学时学生显得实践知识不够，不容易理解：实习时又觉得没有较好的理论指导，不知所以然。为此，我们对机械师范专业的机械制造技术模块课程进行系统改革，提出了金工实习、生产实习和理论教学的综合改革措施。
金工实习教学方式改革
金工实习改革的总体思路是：改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，做到操作训练与机械制造工艺知识的初步认识有机结合：改变过去金工实习仅仅是对机械加工的初步认识和对机械加工操作技能的初步掌握的较低要求，而是通过初级金工实习——理论学习——高级金工实习的三个教学环节，特别是高级金工实习环节，既可验证和巩固学生对机械制造技术模块知识的掌握，又可使学生获得较高的操作技能，从而实现机械加工工艺知识掌握和操作技能提高双丰收，也避免了只懂理论而不会操作或会操作而不懂工艺的现象出现。因此，机械师范专业的金工实习应做如下具体改革。
将金工实习分为两个阶段：第一阶段时间为3周，主要是传统的车工、铣工、刨工、磨工、铸工、锻工和焊工等实习，安排在第一学年进行，放在“工程材料及热处理”及“机械制造基础”课程之前。通过金工实习使学生初步认识机械加工，初步掌握机械加工操作技能，为后续机械专业课的学习，特别是“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程的学习提供认识和实践支撑。为此，理论课教师可以根据以往在“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程教学过程中的体会，对现行的金工实习提出配合理论教学的要求。特别是对“机械制造工艺学”课程的教学，需要金工实习的有力帮助。例如，金工实习训练应帮助学生了解工件的三种装夹方式，即直接找正法、画线找正法和夹具装夹法：通过金工实习训练，使学生对车刀的具体结构及五个几何角度的概念、作用及合理选择有初步的了解。
第二阶段时间为3周，安排在第三学年学完机械制造技术模块理论课程之后。任务是对车、铣、刨、磨、钳工种的操作技能进一步提高和强化，验证工艺设计的正确性。方法是：第一周先对第一阶段进行复习，第二周开始根据所学知识，结合指导教师给出的具体要求，让学生自己设计出机械加工工艺规程，交指导教师检查认可后加工出实际零件．通过实际零件加工和检验，验证工艺的正确性和操作的正确性。安排这一阶段的目的是：一方面，检验和巩固学生所学工艺理论知识的掌握程度：另一方面，提高学生的操作技能，而且是高级操作技能。
理论课程教学方式改革
机械制造技术模块理论课程主要有“工程材料及热处理”、“机械制造基础”和“机械制造工艺学”。有些学校将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”合为“机械制造基础”。目前，笔者所在学院机械师范专业仍然将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”分成两门课来组织教学。“工程材料及热处理”的内容特点是以叙述为主，所以仍以传统教学方法为主。由于“机械制造基础”的内容均与实际操作紧密相联，传统教学方法很难取得较好的教学效果，为此专门购买了中央农业广播电视学校录制出版的“机械制造基础”课程声像光盘，光盘中的某些教学内容是现场录制或专门制作的Cai课件，内容很生动，讲解也很清楚。
机械制造技术模块理论课程改革的重点是“机械制造工艺学”课程。“机械制造工艺学”课程实践性非常强，给学生的感觉是抽象、难以理解。虽然机械制造模块里也安排了金工实习、生产实习等实践环节，但其质量和效果尚未得到足够的保证，使得理论教学非常困难，效果大打折扣。总体印象是理论教学时学生实践知识不够，听得云里雾里：实习时又觉得没有理论支持、不知所以然。理论与实践结合的紧密性和针对性不够，做不到互为支撑、互为促进。另外，根据认知理论，智力技能的获得必须通过“做”来实现。所以，学生要真正掌握机械加工工艺的设计能力，必须通过诸如课程设计等实践环节来保证。为此，我们对“机械制造工艺学”课程的理论教学提出如下几项改革措施。
金工实习为理论教学提供认识支撑改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，将实习中的操作训练与机械制造工艺知识掌握结合起来，使金工实习为“机械制造工艺学”课程的学习提供一定的感性认识基础。
生产实习与理论教学合一，实施现场教学、理实一体化教学生产实习不单独设立环节，与理论教学合为理实一体化教学，可由主讲教师负责统一实施。其目的是使生产实习更具目的性、针对性、指导性。生产实习为理论学习服务，理论学习指导生产实习，这既有助于理论知识的理解和掌握，也有助于提高生产实习的有效性和目的性．根据学生实践经验少而课程实践性强的特点，采用理论教学与现场教学并行的方式进行。课程中理论性强的部分在课堂上讲．实践性强的内容放在现场教学中讲。根据教学内容和教学进程，实施理论教学与现场教学穿插进行。具体各阶段的划分和要求如下：(1)第一阶段是机械制造过程认识实习，以现场教学为主。先粗略介绍机械产品的生产过程和机械加工工艺过程的基本概念，然后带领学生参观机械制造工厂，了解生产的整个过程、工艺过程和各种加工方法，感受企业生产气氛和企业文化。(2)第二阶段是机械制造工艺规程制定，以理论教学为主。在实习基础上总结概述生产过程、工艺过程的基本概念，然后学习机械加工工艺规程的制定。(3)第三阶段为机床夹具设计，以现场教学为主。现场介绍各类工件的装夹、各类夹的结构，然后回到课堂介绍定位原理、定位误差计算及机床夹具的设计过程、设计准则等理论知识。
以课程设计为载体，实施“教学做”一体化．确保培养学生的能力认知科学认为，智力技能的学习一般分为三个阶段：第一阶段，信息进入，与学生头脑中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义构建：第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性知识向程序性知识转化：第三阶段，程序性知识发展到高级阶段，规则完全支配人的行为，智力技能达到相对自动化。所以，机械加工工艺规程的制定、夹具的设计等知识的巩固和能力培养必须通过“做”来实现，如通过诸如课程设计等实践环节，使规则的陈述性知识向程序性知识转化．学生学完了工艺规程制定和夹具设计等理论教学内容后就可以安排课程设计。课程设计的题目可以来自于工厂实际，以便学生所设计的结果与企业实际进行比较，以验证学生设计的正确性或与实际应用的距离：也可以采用教师自拟的典型零件为实例，学生完成其工艺规程或夹具的设计，但必须通过金工实习后一阶段的实习，加工出实际零件或夹具，以验证设计的有效性和差距。
提高“机械制造工艺学”课重点和难点内容的教学效果“机械制造工艺学”中有许多概念，学生由于缺乏实践基础，初学时很难理解透彻和掌握。这些较难理解的概念有机械加工工序．调整法加工、工件装夹、基准、定位误差、误差复映等。教师首先应自己理解透彻，同时尽可能采用有效的方法帮助学生理解这些概念。例如，介绍机械加工工序时，就可以用包饺子的过程来类比：讲解调整法加工时，可以借用砂轮切割机切割多段等长线材或角钢为例，学生就感觉很直观，也很容易理解。
讲好“典型零件加工工艺”“典型零件加工工艺”是对前述机械加工工艺理论的综合运用，在“机械制造工艺学”课程学习中具有举足轻重的作用。另外，这一章介绍的是典型零件的加工，其加工工艺具有一定的普遍性和规律性。学好了典型零件的加工工艺，对一般零件的加工就有了借鉴的例子，甚至有了模板。所以，教师应讲好这一章内容，学生应学好这一章内容。典型零件主要指轴类零件、套类零件、箱体类零件和齿轮类零件。目前，教材介绍的几种典型零件的加工工艺过程都是用静态文字以表格的形式呈现，不直观、不生动，调动不起学生的学习兴趣，教学效果不佳。为此，我们采用实际加工过程录像或Cai课件，以“动”的形式加以呈现，再加以旁白，教学效果良好。
机械工程的认识篇2
【关键词】机械加工；综合实习；能力培养；教学改革
机械加工综合实习教学是工科类院校不可或缺的实现教学目的的重要环节，是学生从理性认识到感性认识必要教学步骤。实践表明，学生经过一个阶段的实习，他们对课堂教学知识点的掌握和理解有了飞跃性的提高和认识，同时也增强了学生的综合分析能力、实习动手能力、创新意识大大提高，并对后续相关课程的教学起到启发和时半功倍的作用。
机械加工实习是工程类院校的一个传统课程设置，但传统的设置随着时代的发展我们必须与时进行创新和改革，以适应时展的需要，教与学就是为了适应社会去合理的用，教学才有生命力和价值。
那么机械加工综合实习在教学过程应该如何更有效地实施呢？
1机械加工综合实习的重要性
1）机械实习教学具有涵盖的知识面广，综合性强的特点。在进行机械加工实习的过程中，学生可以充分运用课堂所学知识，将多个工种、多门课程、多学科知识有机地结合在一起，提高了学生综合运用所学知识的能力，实现教学价值的提升。
2）通过基于项目的机械加工实习，以自主型的方式实现了学生自主操作机械装备、对典型零件能够自主编制加工制造工艺流程、制定工艺卡片、自主动手加工制作，激发了他们的创造力，提高了他们的实践能力和工程意识。
3）培养了学生的团队合作意识，为今后进行更多的社会实习（如课外科技活动）打下了良好的基础。
4）学生在完成项目中，有时会用到一些没有学习过的知识和技能，这就要求他们自觉地学习新知识、新技能，解决所遇到的新问题，因此，进行机械加工综合实习将有利于学生知识面的拓展和自学、自主能力的提高。
5）机械加工综合实习可有利于因材施教。实习能力一般的学生，可参加机械加工基础实习，达到教学大纲的基本要求。而实践能力强的学生，除进行机械加工基础实习外，还可参加机械加工综合实习，掌握更多的知识，达到更高的要求。
6）机械加工综合实习可有利于促进指导教师业务水平的提高。金工实习各工种之间分工明确，许多指导教师只熟悉本工种的业务，而对其他工种了解较少。指导机械加工综合实习，指导教师要有较强的工作能力和较宽的知识面。因此实行机械加工综合实习可促进教师业务水平的提高。
2机械加工综合实习的教学程序设置
2.1动员、宣传
金工实习的第一堂课是实习动员，实习指导教师除向学生讲明金工实习的目的、实习内容、有关规章制度、安全注意事项外，还告知学生，在实习期间部分学生可自愿参加机械加工综合实习，并介绍机械加工综合实习的内容和作用等。实习场地还应设置实习成品（工件）展柜，以激发学生的好奇性和学习渴望，增加他们对机械加工综合实习的了解和兴趣。
2.2机械加工基础实习
学生按计划到各工种进行常规的金工实习，学习各种基本的加工方法。
2.3多项目多套菜自行申报
学生通过一段阶段的机械加工基础实习后，可根据自己的认识能力和动手制作能力，学分节点需求进行自行申报实习项目。实习项目的命题方式有：学生命题（自选内容）和教师命题（必修内容）相结合。学生命题申报实习项目时，学生需提出作品方案（包括设计方案和制作方案）。教师命题则是教学大纲必需要学生掌握的实习内容和基本技能，由实习指导教师拿出实际实习产品图纸，根据教学规范程序进行工艺设计和加工。
2.4方案审查
由于机械加工综合实习，设置有学生自选及自编工艺环节，实习指导教师必须对学生自选及自编工艺进行严格审核，主要审查实习方案中作品的内容、作品在设计加工过程中所涉及到的知识面、是否适合项目的实施（包括加工的可行性、加工难度、工作量）、加工成本等。方案获得批准后，学生方进行项目实施实习。
2.5项目实施
实习项目申请被批准后，学生除要到各工种进行常规的实习外，其余时间用来完成项目。每一个项目组由一位指导教师负责管理和指导。项目实施包括：对作品的结构设计（包括必要的计算、零部件图纸的绘制，教师命题的项目除外）、工艺设计（包括工艺路线设计、工序内容设计）、零件加工、作品组装，撰写机械加工综合实训总结报告等几个部分。
2.6考核评分
课题结束后，以实习作品和机械加工综合实训总结报告作为结题材料，按照机械加工综合实训的评分标准进行评分。
3机械加工综合实习存在的问题
1）我们机械加工实习基地，现在承接的学生包括机械类、近机械类及非机械类等，一方面学生对机械加工的认识度及理论知识的掌握度差别很大；另一方面学生、学院对机械加工实习的要求差别也不一。造成部分学生认为机械制造技术实习与其专业联系不密切，实习兴趣不高，使教学实施目的难以达到理想的效果。
2）实习时间短，内容多，是一对存在多年的矛盾，使得学生对一些重要内容理解不透彻，操作不到位。
3）实习教学过程科班老化、简单：讲解、示范、指导、评分。学生则依葫芦画瓢，主动性、自创性、兴趣性有限，学生独立思考和解决问题的能力体现不足。
机械工程的认识篇3
周济在2006年国际机械工程教育大会上就曾经说过：机械很重要，没有机械就无所谓工业；创新很重要，没有创新就没有发展；设计很重要，设计决定产品的成本、功能和使用寿命。工业技术创新特别是机械创新推动了历史车轮的向前发展，因此有的专家也指出机械是一个“万能专业”。
正因为机械专业的通用性和万能性，在当前毕业生就业形势不太理想的情况下，机械类专业仍保持了较高的就业率和可观的就业旺势，因此成为了理工科考生报考的热点专业之一。几乎所有的工科院校都在招收数量不等的机械类学生，在同一学校、同一招生批次中，机械专业的学生入学分数较高，因而机械类学生具有更好的前期学习基础。
机械类专业大学生学习内容较多，既要学习基础的人文知识、数学知识、物理知识和理论力学知识，还要学习机械创新设计、机械加工制造和机械理论等专业基础知识，同时根据方向还要学习一些更加深入的专业知识，如优化设计、精密加工、机器人技术、机械电子技术等等。特别是机械类专业学生还要进行工程训练知识的学习和实践。工程训练的目的就是要使学生走出课堂走进工厂，亲自动手操作机器，生产产品，以期在实践中锻炼真知，在锻炼中磨练意志，在磨练中提升能力。
因此机械类学生具有较好的学习能力和基础，具有广泛的基础理论和扎实的专业知识，具有创新的潜质，具有开拓的精神，能够将理论和实践主动联系。
二、机械类学生工程实践与创新竞赛能力培养途径
美国麻省理工学院（mit）在教学计划中明确规定学生必须从低年级开始参加科研创新活动，努力培养学生的独立工作能力、创新能力和组织能力。虽然机械类学生有比其他专业学生更加强烈的创新意识，我们教育工作者还要积极倡导创新精神，营造创新氛围，积极探索符合机械类大学生创新竞赛能力教育的新方法、新途径，培养学生的创新思想。
笔者在从事教育教学的工作中努力结合本校实际，积极探索，认真实践，在培养大学生创新竞赛能力方面进行了深入的理论探讨，积累了一些实践经验和做法，希望能为同行提供借鉴。
1、激发学生创新兴趣，培养学生创新竞赛意识
根据认识论的观点，人的认识不是凭空产生的，正确的思想来源于大量感性材料的基础上的科学思考，人的认识是由感性认识上升到理性认识的，在认识的发展过程中，情感的因素是认识发展的催化剂和助推器。因此要激发学生的创新兴趣，就要让他们接触大量有关创新的活动，在实际教育工作中我们通过现场参观、聆听讲座和深入讨论三种途径来激发学生的创新兴趣，培养学生的创新意识：
第一、现场参观，由感知激发创新兴趣。在新生入学之初，带领学生参观工程训练中心、机械创新实验室和历次科技创新大赛获奖作品展，用创新竞赛辅导老师、工人师傅和学长实际的生产场所、现代化的实验设备来促进大学生对机械及科技创新的情感认同，激发他们的创新兴趣。
第二、聆听讲座，由案例激发创新兴趣。大学生富有较强的思维能力，但是其思想有时又具有一定的随意性和盲目性，在接触了大量的感性材料后，要想增强其创新意识必须要进行思想上的引导。因此，要不定期地邀请专家、学者或者比较突出的获奖学生代表进行讲座，讲座内容如针对某一次科技创新大赛的赛情介绍、一般的创新思维方法介绍、获奖学生代表成功历程介绍等，从科技创新的历史发展、机械创新思维方法和创新实践过程三个维度来培养学生的创新意识。
第三、深入讨论，让学生成为主角。经过现场参观和聆听讲座，学生接触到了大量的创新元素和创新素材，这时需要我们教育工作者创造一定的空间和氛围来发挥学生的主观能动性去思考总结，只有这样才能将创新意识深入人心。在讨论中要让学生成为发言的主角，通过点拨来揭开其深层的思想火花，可以利用头脑风暴来促进学生创新观念的内化。
2、通过工程实践平台，培养学生创新竞赛能力
在《实践论》中指出：实践、认识、再实践、再认识，这种形式循环往复以至无穷，而实践和认识之每一次循环的内容，都比较地进到了高一级的程度。这是辩证唯物论的知行统一观。这一精辟的论断阐明了实践对于人的认识和思想发展的重要作用。在机械类大学生创新竞赛能力的培养过程中，同样需要发挥实践创新的教育作用。同时为了保证实践创新教育环节的顺利实施和创新教育功能的发挥要必须加强引导，将课堂理论与实践相结合。在实际教育工作中我们为学生提供了三个实践平台的锻炼机会：
机械工程的认识篇4
分析当前《机械设计》课程设计教学中存在的问题，从提高学生兴趣，课程设计前的准备、设计过程以及答辩总结等方面提出了相应对策，以切实提高课程设计教学效果。
关键词：机械设计；课程设计；问题；对策
引言
课程设计是机械类专业在完成机械设计或机械设计基础课程后进行的一项重要的实践教学环节，是学生首次接受较全面的工程设计训练。该课程要求学生综合运用已学过的多门基础课程来解决工程问题，对学生树立正确的设计思想、提高综合分析能力、培养良好的工程素质具有重要作用，学生在课程设计中的收获会直接影响到后续专业课程的学习，甚至对以后的毕业设计和实际工作都有着重要的影响。
1.当前课程设计中存在的问题
1.1对课程设计兴趣不高，不能积极地投入课程设计工作
部分学生认为课程设计就是画图，对课程设计认识不足，加之课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象，使设计内容陈旧、单一，设计过程太枯燥，学生兴趣不高。
1.2时间短，任务重；学生多，教师少
我校《机械设计》课程设计分三类：（1）一周，学生需要完成螺旋起重器设计和绘制螺旋起重器装配图一张（2号图），设计说明书计算说明书一份；（2）二周，学生需要完成减速器设计（单级）和绘制减速器装配图一张（1号图）和零件图二张，设计说明书计算说明书一份。（3）三周，学生需要完成减速器设计（双级）和绘制减速器装配图一张（0号或1号图）和零件图二至三张，设计说明书计算说明书一份。课程设计的期间，学生每天要工作十个多小时，有时个别学生还需要熬夜加班。常有学生在完成课程设计后感叹，这门课程是上大学以来学的最累的一门。由于绘图工作量较大，绘图占据了学生大部分的时间和精力，学生对设计理念、过程和方法的体会与思考相对较少，削弱了课程设计的教学效果。
另外，随着招生规模的增大，教师数量相对偏少，经常是一名教师指导一个班，甚至两到三个班，教师很难在指导课程设计时照顾到每一个学生。
1.3学生工程意识不强，对机械设计的过程和一般规律认识不足
在开始阶段，学生面对课程设计题目往往心中一片茫然，不知道从何处入手；在课设中，少数学生对教师指导过于依赖，自主性差，遇到问题，即使对一些很容易就可以从设计指导书或手册中直接查到的问题，也不能主动地通过查找手册资料和独立思考来寻求解决方案，而是一味地询问指导教师，或互相抄袭。
1.4相关课程基础不够扎实，直接影响了课程设计的效果和进度
课程设计要应用机械设计课程知识，还要用到工程图学、理论力学、材料力学、工程材料、加工工艺以及公差和互换性等多门课程的知识，这些课程中任何一门基础不牢固，都会在课程设计中表现出来，影响课程设计的教学效果。在这些先修课程中，工程图学对设计的影响尤为突出。比如，课程设计时有相当一部分学生视图投影概念不清，对螺纹连接、齿轮以及轴承等标准件的表达方法不能熟练运用，出现大量的制图错误。另外，现行机械设计或机械设计基础教材有关零件设计的内容主要是围绕零件的强度设计展开，对零件的结构设计言之甚少，造成学生的结构设计能力较弱，而实际机械设计中结构设计的工作量要远大于强度设计的。
2.提高课程设计教学效果采取的对策
2.1做好学生的思想工作，提高学生对课程设计的兴趣，充分调动其积极性
部分学生对课程设计兴趣不高，在课程设计中不能积极主动地投入，最根本的原因是对课程设计的重要性和必要性认识不足，不清楚课程设计的作用、地位，以及对后续课程的影响，这就需要教师在布置任务时进行充分的说明和正确的引导，使学生提高认识，端正态度，自觉地投入到课程设计工作中去。
在机械设计或机械设计基础课程中，介绍各种常用机构及通用零部件的设计方法，这些内容一般自成章节，具有一定的相对独立性，学生对各章节之间的联系认识不够明确。在此之前，学生已完成了基础课程一系列先修基础课程，如工程图学、理论力学、材力力学、工程材料、加工工艺学等，但由于没有进行综合性的训练，还不能熟练地应用这些知识解决工程问题。
2.2强调对机械设计过程的理解与认识，培养学生的工程意识
课程设计的过程比结果更重要。课程设计最根本的目的是培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力，使其初步掌握解决工程问题的一般过程和方法。强调机械设计过程主要有几个方面：
一是了解完成一项机械设计项目要经过哪几个阶段，每个阶段需要考虑哪些问题。学生在课程设计过程中之所以感到时间紧张，不完全是因为计算和绘图的工作量太大，而在很大程度上是因为对机械设计的工作过程和一般规律理解不够深刻，在拿到题目时一片茫然，不知道从何处着手，漫无目的的翻阅资料，或等待观望，无谓地浪费时间；再者由于设计时考虑问题不全面，导致返工而浪费时间。学生若知道了机械设计的过程，也就明确了前进的方向，知道什么时候该干什么，每一步的前后有何关联，做某项工作必须具备哪些条件，哪些是已知的，哪些是可以查到的，哪些是必须经过必要的预先计算得到，这样就可以有条不紊地展开设计工作，不会顾此失彼，避免无谓的返工，也就不会感到时间紧张。
二是要学会面对工程问题时的解决思路和方法。课程设计的一个重要目的，就是培养学生设计机械产品时对创意的实现能力，虽然课程设计一般仅设计传动系统，但其内容包含了机械设计过程的最关键部分：制定方案、工作能力设计计算、结构设计和各部分的协调等。理论课程与实际工程中所要解决的问题的区别在于，前者是要求明确、规范化了的，而后者往往是笼统、模糊的。如何将叙述模糊、概括的设计要求进行明确、细化，从而将一个复杂的工程问题分解为一系列条件明确易于求解的简单问题，然后将这些问题逐个解决，最后再综合起来，通过统一协调，得到一个系统完整的解决方案，并形成规范的图纸和计算说明书等工程文件，学生必须在课程设计过程中认真实践、体会，才能学到手，而掌握了这些思路和方法，对毕业设计和将来的实际工作都是非常有益的。
三是养成严谨细致、认真负责的工作作风。设计时要重视培养学生养成严谨细致、认真负责的良好工作作风，这也是工程技术人员的基本素质。要求学生在课程设计过程中，每一个数据，每一条线都要有所依据，不能想当然地随意定，或者盲目地照搬手册或图例中的数据和结构。要让学生意识到，在自己完成的说明书和图纸上签下自己的名字，就代表要为所提交的材料负责。
2.3进行课程设计前做好充分的技术准备工作
课程设计之前，指导教师应与学生互相配合，做好充分的准备工作，主要包括以下几个方面：
（1）讲课时复习和补充必要的相关知识，如机械制图、公差与互换性、工程材料与机械加工工艺等。学生所提交的设计说明书和图纸存在的问题主要包括两类，一类是纯粹的绘图错误，另一类是由于对公差与互换性、加工工艺等课程相关知识理解不够而导致的制图错误，主要是标注错误，比如形位公差、精度等级、粗糙度的选择与标注错误以及尺寸链闭合等。有的课程，比如机械制图，一般在大一完成，由于在后续课程中应用较少，到课程设计时很多知识已经淡忘，致使课程设计中出现过多的绘图问题，即使一些最基本的标准件画法（例如螺纹连接、齿轮、轴承等），都有不少同学画错。在机械设计课程中讲到相关章节时，附带将一些课程设计中容易出现错误的问题回顾一下，这样可以使学生加深印象，从而在课程设计中少犯绘图错误，以便将主要精力放在设计上。比如讲到螺纹联接的类型时，结合每种联接型式的特点回顾螺纹联接的画法，指出容易出现的错误；介绍齿轮结构设计时，复习齿轮啮合位置的表达方法和齿轮零件工作图的内容及常见问题；讲解轴承类型时，结合轴承结构特点，回顾各种轴承的规定画法以及特征画法等。
（2）对课程设计中的关键问题，通过作业和讨论课的形式，加深学生的理解和认识。比如轴系结构设计，是课设中学生感到的难点，教学中，可通过分析减速器各种轴系结构设计，比较轴上零件的布置，固定与定位、装拆、轴承的类型和安装，与密封形式等，分析比较轴系结构设计的正误，引导学生通过讨论来纠正设计中存在的问题，帮助其加深理解，提高认识，增进学生结构设计的能力。
（3）熟练运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，是机械设计人员的一项基本技能。在平时的作业中应该注意加入这方面的训练内容，以提高学生查找设计资料的能力。
2.4重视答辩与总结
答辩与总结是课程设计的最后一个重要环节。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指正，答辩方式可以是单个学生或分小组答辩，由于教师时间紧，指导的人数多，采用小组答辩学生之间可以通过相互讨论，培养学生的团队精神，提高答辩效果。答辩时通过提问和质疑可以引发学生思考，帮助学生提高对机械设计过程的理解和认识水平。
总结包括学生在完成设计后的个人总结和指导教师在答辩后所作的集体总结与点评。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。教师也要认真地对学生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，从而使学生有更大的收获，圆满地达到课程设计的目的与要求。需要特别说明的是，答辩之后教师的总结点评非常必要，学生经过课程设计的实践之后，对教师的点评会有更深的体会。对机械设计中有些问题的认识，学生在课程设计过程中感觉到了，但限于实践经验和知识面，不能很清楚地归纳表达出来，这时教师进行总结和点评，常使学生有醍醐灌顶之感。
3.结束语
课程设计在工科课程体系中承上启下的特殊地位，决定了该课程对培养学生的工程意识、创新意识、使其形成初步机械设计能力和独立处理工程问题的能力方面具有不可代替的作用。培养学生对机械设计的兴趣是课程设计顺利开展的前提，对机械设计过程的深刻理解与认识是学会解决工程问题的思路和方法的关键，充分的准备工作是基础。只有这些工作都做好了，才能保证课程设计的教学效果。
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机械工程的认识篇5
【关键词】机械设计；教学手段；多媒体
0引言
《机械设计》是高等工科院校普遍开设的一门技术基础课，也是机械类专业的主干课程之一。目的在于逐步提高学生的机械工程学科的基础理论水平、创新能力，尤其是增强提出问题、分析问题以及解决问题的能力，并为顺利过渡到机械工程学科专业课程的学习及进行产品和设备设计打下宽广而坚实的基础。《机械设计》是一门与工程实际联系非常紧密的课程，如何利用有限的教学课时激发学生的创造性思维、增强对机械学科的兴趣，并能灵活应用所学知识解决一些工程实际问题，一直是该课程教学中需要认真思考和探讨的重要问题。我们通过在教学中不断的实践，在以下几个方面对《机械设计》课程教学方法做了探索。
1多媒体教学
《机械设计》课程教学中涉及到大量的机械零件、产品及装备，对于学生而言，大部分都很陌生。如果利用传统的授课手段，在有限的教学课时中，需要花费大量时间在文字、机械图形的板书上，而学生对在黑板上板书的平面机械图形又缺乏基本的感性认识。在实践教学中，充分利用多媒体技术的优势，可以有效解决传统授课手段的弊端。我们通过多媒体课件演示，可以大大增加课堂授课的信息量，并且让学生对枯燥无味的理论知识产生感性认识；另外还可以通过动画视频的方式给学生展示一些国内外机械领域最新的研究成果，激发学生对机械学科的学习兴趣。当然，我们所提倡的多媒体教学，并不是完全摆脱传统的板书授课手段，而是以多媒体教学为主，适当结合课堂板书。例如，在讲授轴系结构时，可以在黑板上指引学生一块画一次，以防学生出现眼高手低的现象，感觉在课堂上听讲时很简单，做作业时又经常性画错。
2课程实验教学
《机械设计》是实践性很强的一门课程。杨叔子院士在谈论机械工程教学改革的总体思路时说：“降低重心，注重交叉，扩大专业面向；提高起点，重视基础，加强通识教育；创造条件，建设基地，强化实践环节”。因此，在《机械设计》课程教学中要注重实验环节，适当提高实验教学占总教学时的比例。通过课程实验教学，可以有效提高学生的动手能力，增强学生对机械零部件的理解和认识。例如，在讲授减速器时，部分学生在听课时，对减速器的结构、工作原理以及实现功能似懂非懂，理解不深。通过减速器拆装实验，可以让学生全面、深入认识减速器整体结构，快速理解减速器的工作原理，这也为后续的减速器课程设计打下良好的基础。
3工程实例教学
机械是一门历史悠久的学科，而《机械设计》是机械学科中重要的技术基础课。我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡、河南裴李岗等遗址中发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等，到最近的2013年6月11日我国神舟十号载人飞船成功发射、升天，并于13日和目标飞行器天宫一号成功实现自动交会对接。在整个机械装备设计和制造的历史中，有一些伟大的设计，当然也有一些失败的案例。在《机械设计》教学过程中，将这些伟大的设计和失败的案例融入到课程中，会使原本枯燥的理论知识变得生动起来，聚集学生们的注意力，加深学生们对知识的理解，认识到机械设计的重要性。例如，某部组织训练的直升机，在准备着陆时，突然尾桨传动失效，直升机失去平衡，坠落后起火；事故原因是尾桨主减速器和尾减速器对接处的花键套和花键轴的的连接处发生非正常磨损，导致健齿啮合面过小，飞行中套轴脱开，致使传动失效，飞机坠落。
4以竞赛促教学
机械装备及零部件设计具有极强的创新性。目前，全国性的机械创新相关的比赛很多，如挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生机器人大赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生机械产品数字化设计大赛等，河南省内也有很多诸如此类的比赛。在教学过程中鼓励学生自由结合成立团队，参加一些机械相关的竞技比赛，可以有效的激发学生的主观能动性，提高学生的实践能力，培养学生的创新性思维。很多学生在课堂教学过程中属于被动性接受者，但在成立参赛团队后，基于学生自身极强的竞争意识和集体荣誉感，往往会积极主动地参与比赛作品的设计。学生一切从零开始，自己动手查阅各类参考资料，补充各方面知识，准备参赛作品设计方案。待参赛作品设计方案成型时，学生内心会有一种极强的自信心和成就感，这是纯粹课堂教学无法产生的效果。
5以科研促教学
目前，高校教师不仅仅从事教学工作，还要承担科研任务，如果能够将两者有机结合，以科研促教学，会产生非常积极的教学效果。教师已经完成的或正在实施的科研项目，一般都是本学科最新的知识信息，将这些科研成果融入到教学中，可以促使学生理论联系实际，更好地理解课本中的知识，并且能够充分掌握学科发展前沿。另外，教师在科研工作中积累的大量经验，是学生无法从课本中获取的，这对学生就业进入实际工作后的帮助是巨大的。例如，笔者所在的教学团队在2010年设计发明了“一种自动行走的烟草收获机”，解决了人工采收烟叶效率低和少数半机械化收获机结构复杂、造价较高、易堵塞等问题，提供了一种简单的自动行走烟草收获机。在整个项目研究过程中，涉及到了《机械设计》课程内容的各个方面，将项目所涉及的烟草收获机的研究现状、存在问题以及项目研究过程中攻克技术难题的曲折性等融入到整个课程教学过程中，可以大幅度提高课程教学效果。
6结语
《机械设计》是一门与工程实际紧密联系的专业基础课程，必须在教学实践中对教学方法不断优化和创新。多媒体教学增强了学生对课本知识的感性认识；课程实验提高了学生的动手能力；工程实例使学生能够深入了解生产实际；以竞赛促教学能够激发学生的自信心和成就感；以科研促教学使学生能够了解机械装备的研制全过程。这些教学方法都极大地提高了课程教学效果。
【参考文献】
机械工程的认识篇6
机械制造技术基础是理论与实践紧密相结合的一门机械类基础课程,是机械类专业、车辆工程和材料加工工程专业的必开课程。目前西华大学的《机械制造技术基础》课程由原来的公差与配合、金属切削原理、金属切削机床概论、机械制造工艺等课程内容精简组合而成，课程综合了公差与配合、典型机床传动与结构、加工工艺和制造技术等综合技术，知识面宽，内容丰富，是实践性很强的机械类专业学科[5-6]。机械制造基础包涵知识点多，内容比较丰富，它具有以下特点：1.知识点多。课程章节多，每个章节都是独立的专题，前后章节联系不紧密。每个章节的新知识点在前面所学的课程中很少涉及，必须一次性建立。2.实践性强。机械制造技术基础是一门实践性非常强的专业基础课，学生如果对所学内容没有感性认识和实践知识，仅仅是在课堂学习，往往感到难学。3.综合性强。从这门课程内容上看，课程包括了机械专业多门专业课知识。每一部分内容既有基础理论知识，又有理论的综合应用。
教学改革实施方案
针对机械制造技术基础的课程特点以及学生的具体情况，基于CDio模式对机械制造基础进行了一系列教改探索。由于这门课程知识点多，所以在教学中要注意讲与练相结合。讲授的方面，应当在教学过程中贯穿相关录像，这样可以把教学内容化抽象为具体。每当讲解到一个新的加工方式时，教室如果用相关机床的加工录像导入，让学生首先通过有动感、有色彩、形象逼真的录像接受信息。这样的方式能给学生以鲜明的感性认识，从而降低学生的认识难度[7]。例如，讲“磨床”时，笔者首先以磨床机构的实际加工录像引入，说明这就是我们今天要学的内容，然后边看磨床的实际加工方式边讲解，使学生的多种感官被调动起来，参与教学。要做到这一点就需要把多媒体教学手段落到实处，收集大量教学资源，建立图片和影像资源库。机械制造基础课程中各种机床、量具、刀具、夹具实物照片和影像的应用可以使学生对所学知识有个较好的感性认识。所以教室在平时的教学过程中要注意收集图片和影像资料、整理并对其进行分类。
在机械制造技术基础教学过程中，多媒体技术的应用突破了传统的教学手段，它使得教学生动形象，化抽象为具体，增强学生的理解。当然多媒体课件只起辅助作用，在课堂教学中，教师的讲解依然起到主导作用，多媒体只是一种教学工具。教师要认真钻研教育学、教育心理学知识，充分运用科学的教育观去教书育人，努力提高教学水平。为了加深学生对一些难点内容的理解，可以利用实物模型辅助教学。实物教学法可把生涩的理论通过直观的形式展现出来，增强学生的理解和学习兴趣。如在讲解刀具的时候，教室如果使用刀具模型来演示，可使学生很直观地掌握课程知识点，清楚地了解车刀的基本结构，即三面、两刃、一刀尖；以及相关的几何角度：前角、后角、副偏角、刃倾角及主偏角。课内课外的练习在教学中非常重要，这些练习是通过做少量具有代表性的典型习题用以巩固所学知识，这就要求教师在选择具有代表性的习题方面多下工夫。所选习题要注意三个特点：1）思考性要强；2）具有合适的梯度；3）具备一定广度和灵活性。习题的选择要使学生在练习的过程中，掌握解题的技能和技巧，从而能够在运用所学知识的过程中巩固课堂内容。习题要防止学生一味地生搬硬套，要让学生能够充分发挥独立思考能力。如在复习传动时,巧妙设计一道综合性的作业题,有齿轮传动、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动、离合器控制等，在讲授时可采用遮盖法逐步展开，由浅入深，步步推进，既能使学生掌握知识点，又能够培养学生分析问题和解决问题的能力。机械制造技术基础的课堂教学与实践密切相关，机械类专业大多数都设有金工实习和参观实习。
在我校机械类专业,第一学期有两周的金工实习；第六学期有三周机械制造综合实习。金工实习不仅能培养学生最基本的操作技能,还能让学生多接触一些机床种类,并且初步了解这些机床的结构和工艺范围等。而综合实习则应结合某一零部件深入探讨生产全过程,这样可以加深学生对工艺部分学习的理解。例如，在企业参观实习时，对学生看到某个机床，针对性地讲解该机床结构的工作原理，告诉学生这个设备采用了哪些机构，这样学生上课时就有了一定的感性认识，抽象的内容就变得形象、生动起来，教学效果也会得到提高。在教学中也要注重实践性环节，只有通过实践，将理论与实践良好地结合起来，才能使学生对所学知识有一个感性认识，使他们在此基础上巩固课堂知识，积极思考、深入理解。由过去的“以教师为主体”的教学方式，转变为“以学生为主体”的教学方式。所以在教学中，要认真完成大纲中规定的实验。如通过做公差试验，可使学生进一步理解尺寸公差和形位公差的配合原则；通过机床调整实验，可以使学生对金属切削加工和机床结构级传动基础知识的理解上升到一个新的高度。
机械制造技术基础是一门综合性很强的实践性学科，尤其是工艺设计部分的教学目的在于使同学能够通过学习真正解决生产中的技术问题。在这部分的教学中，如果采用项目引领，任务驱动的课程教学模式，会增强学生的实际应用能力[8]。教学所用的项目应该技术含量比较高,并且贴近企业生产实际,并能够包容课程教学知识[9]。由于汽车的变速箱外壳的加工工艺设计这个项目来构建课程的理论和实践教学内容,选择这样的一个题目，可以促使学生充分调动这门课程所学的大部分知识，并将这些知识综合运用，并且同实践经验相结合，培养自觉查手册，设计遵循行业标准的习惯，以及生产不仅要考虑质量还要考虑经济性等等，这些都是一个技术人员必须具备的素质，有利于加快学生适应生产岗位的步伐，也有利于高等教育和企业人才需求的衔接。通过这种项目引领、任务驱动的教学模式能使学生更好地掌握和巩固所学的书本知识，同时能够加强读图、熟悉图纸、分析图纸的能力，这是从理论到实际的一个过渡，也为毕业后走上工作岗位适应具体工作要求做准备。
机械工程的认识篇7
关键词工程教育；专业认证；机电一体化系统设计；教学改革
中图分类号：G642.3文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）03-0080-02
1前言
为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程，进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野，促进本科毕业生的国际交流，为工程师执业资格认证奠定基础[1]，从2013年下半年开始，贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证，于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标，不断促进教学改革的过程中，全院教师始终坚持以能力为导向，重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2]；同时以学生为中心，以不断优化和改进的培养目标和毕业要求，建立、建设优质的课程体系和师资队伍，配备必要的教研设备。
在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题，以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表，主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展，课程教学方法有待拓宽，特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课，亟待相关教学改革，以适应工程教育认证的要求。
2现状与问题
基本现状机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等，可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程，机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程，学生普遍反映教学枯燥，工程实践性不强，部分知识无法理解。
为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应，更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养，达到学以致用的目的，需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。
主要存在的问题贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计，随着十多年教学经验的积累，已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新，社会和工作岗位对学生要求的不断提升，越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题，主要表现在以下几个方面。
1）教学内容陈旧，过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估，充分和企业沟通后，发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外，由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程，在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主，使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。
2）实验教学设施不足，实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少，有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面，对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺，这不利于学生提高感官认识。
3）教学方法单一，缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主，辅以少量实验，大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课，而且大多是纸上谈兵，课程教学与实验教学同工程实践联系甚少，与“工程教育认证”的要求存在差距。
4）学生反映学习难度大，应用能力不强。在教学过程中，一些学生反映部分知识点难以理解，不清楚这些知识能“干什么”，能解决什么问题。另外，从考试反馈来看，学生对综合应用机电技术的能力还有待提高，特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。
3教学改革
教学内容的改革
1）树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值，实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源，并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此，机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑，应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程，都要贯彻系统设计的思想[3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中，如果只是根据教材的章节顺序进行讲解，会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来，做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时，可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来，在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。
另外，教材的最后一章有很多案例，可以根据这些案例的特点，将其穿前面的章节讲解，在讲授每一部分内容时都结合案例，并将系统设计方法融于其中，不仅利于学生对知识的掌握，还可以举一反三、加深理解。
机械工程的认识篇8
卓越工程师不仅要具备上述的未来工程师的品质，而且，还应该兼具以下特质：(1)对局部或整体工程价值的科学判断力;(2)对权威工程学术或工程技术独到的批判力;(3)对历史工程文化承载现代工程文化内涵以及未来工程文化趋势的深刻洞察力;(4)优秀民族工程文化传承与世界先进工程文化吸收的责任感;(5)工程环境影响的感知与和谐意识的自觉;(6)正确理念的坚持或自我否定的勇气。只有具备了上述15种品质特征的工程师，才能称得上是真正的卓越工程师。因此，形成能够进行自我调整和更新的、面向卓越工程师培养体系的教学改革是值得研究的重要课题。
1面向卓越工程师培养目标的教学要求
卓越工程师人才培养目标是具有国际视野的行业领军人才、国际认可的高级工程技术人才和创业研发型高端人才。卓越工程师的核心是创新能力。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大的变化，更加强调实践能力和创新型人才的培养，面向卓越工程师培养计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。
2机械设计基础课程教学的现状
机械设计基础课程是一门理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是卓越工程师教育培养计划所要求的。
但是现有的机械设计基础课程教学存在一些问题亟待解决。传统的教学过程是一种填鸭式的教学，一切都是由教师决定，学生只能被动地参与。如机械系统的结构设计是机械设计基础课的重要教学内容，也是过去讲课的难点，由于受到传统教学手段的限制，电类专业学生对此方面内容的掌握比较困难。
现有课程内容体系建立在知识的系统性和完整性之上，在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念，所用教材的知识内容体系创新性不够，没有体现卓越工程师教育培养计划中所要求的能力主线，与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。另外，教师不注意采用先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。
3机械设计基础课程的教学改革
按照卓越工程师教育培养计划的目的和培养要求，以及在以往机械设计基础教学过程中所发现的问题，借鉴皮亚杰提出的建构主义理论，对机械设计基础课程教学改革提出如下建议与改革措施。
3.1确定教学目标
机械设计基础课程具有很强的工程性、实践性和实用性，其主要的教学目标是培养学生机械系统方案设计的能力。教师以自己制定的教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标与学生一起展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。
机械设计基础上半部分的核心内容是各类常用机构的设计和应用。要设计和应用机构，首先必须认识各类机构，通过一些典型的机构系统了解机构的具体结构、工作原理、特征和它在系统中的作用，从机械系统的总体去认识机构，用系统的观点将各类机构联系起来，将系统的要求贯穿于机构的设计之中。学生不应孤立地去认识和设计机构，而应以系统为主线来掌握机构分析、设计的基本理论和方法，确定机构设计的要求。
例如教师在讲授机械设计基础第一章机构自由度的内容时，首先向学生说明学习机构自由度在实际工作中的意义，并在本章最后给出关于牛头刨床的机构设计错误的例子，让学生通过计算机构自由度予以改正，以此来激发学生的学习兴趣与积极性，充分发挥学生的主观能动性，训练他们的创造性思维。
另外，在学习平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构这3大类常用机构过程中，由于该3大类机构又可划分出很多种类，学生常感到各类机构缺少联系。由于往复式四冲程内燃机涵盖了这3大类机构，所以可通过介绍往复式四冲程内燃机工作过程的4个冲程运动将这3大类机构运动作为教学背景或目标，将3大类机构联系起来。
如内燃机通过平面连杆机构中的曲柄滑块机构将活塞的直线往复运动转换为曲轴的回转运动;通过凸轮机构控制进气门、排气门开合时间的长短;通过齿轮机构协调燃气推动活塞运动时，进气门、排气门有规律的启闭。以往复式四冲程内燃机工作过程介绍3大类机构各自的优缺点和不可替代性，对增强学生的感性认识、加深对知识的理解和掌握，培养创造性思维能力都非常有益。内燃机工作过程所涉及的内容包含了机械设计基础上半部分需要讲授的所有主要内容，所以应该在第一章的授课中较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。
机械设计基础下半部分主要讲授常用连接(螺纹连接、键连接等)，机械传动(螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动)，轴系零、部件(轴、轴承)等。这部分内容相互联系较少，学生感到零散。这部分内容的教学可与课程设计结合起来，课程设计题目在课程开讲前布置到位，使学生带着任务听课。当教师讲到与设计题目中某些方面相关的章节时，学生就开始思索自己题目中相应点的方案设计、结构设计等问题，不太懂的问题可及时与教师或同学进行交流探讨。由于课程设计与专业结合，与理论课同步，学生兴趣浓，学习效果好。
3.2加强与工程实际的联系
由于学生对机械的感性认识和工程实践知识十分缺乏，不能将所学的知识与实际联系起来，更不会应用于工程实际，因此要结合工程背景来讲解各种机构的原理和应用。
例如在讲解曲柄摇杆机构时，通过对比该机构分别在游梁式抽油机和牛头刨床中的应用，来说明极位夹角的大小对急回运动的影响。这样以实际工程机械为例讲解曲柄摇杆机构的特点，能使学生印象深刻。在讲解四杆机构时，分别列举轮式抓钩机、装载机工作装置、鹤式起重机吊臂等实际工程机械的例子，对比讲解不同机构的工作特点，使学生对机械的机构既有一个整体认识，也有对不同机构异同点的认识，为以后进行机构选型、综合机械设计打下基础。
以凸轮机构实际设计为例，首要问题不是如何设计凸轮的轮廓线，而是如何根据工作要求和使用场合，合理地选择和确定从动件的运动规律、机构的配置和有关基本参数，使所设计的凸轮机构既能满足机械系统的工作要求，又具有良好的运动和动力特性。此外，广泛采用工程应用实例，充实机械设计基础教材中的例题和习题，适当增加例题和习题的工程应用背景及创造性意向说明。
3.3及时更新教学内容
将机械设计方面的新成果、新应用及时引入教学内容，扩大学生信息量。例如在讲解螺栓预紧方法时，介绍电测扳手、液压拉伸预紧方式等新工具和新方法;在讲解齿轮机构时，介绍双圆弧齿轮的优点，反映技术发展前沿成果，增加课堂信息量，调动学生学习的积极性。这样，以实际工程设计计算问题为目标，构建设计基础知识理论较完备，设计方法实用、多样的基础内容体系，提高了教学效果。
3.4改进教学方法
在课堂教学中，除了传统的教学方式外，需要采用其他一些教学方法与手段，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。
机械设计基础课程是工程机械教育的重要课程，综合性、实践性强，对培养学生工程设计能力起着重要的作用。由于机械设计基础主要面向电类专业的学生讲授，而电类专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，尤其是涉及到机构运动、齿轮啮合等动态问题或者螺纹联接、轴承等微变形问题，因内容抽象，学生理解起来比较困难，因而影响了教学效果。
机械设计基础多媒体Cai系统运用多媒体计算机技术，对机械设计基础理论知识、教学方法等进行信息化处理，利用计算机强大的多媒体表现与信息交互功能，构造了创新设计教学模式。通过现代信息技术的应用，把过去传统的、静态的书本教材形式转变为由声音、文本、视频、动画构成的动态教材。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量。机械设计基础Cai作为教学的一种重要手段，有着良好的应用和发展前景，给机械设计基础创新教学以有力支持。
在教学中，为达到良好的教学效果，教师应设法使学生处于积极思维的状态，主动、自觉地完成学习任务，逐步提高分析问题和解决问题的能力，真正成为学习的主人。例如，在讲授螺栓预紧力控制时，强调重要的螺纹连接必须控制预紧力，强调螺栓脱落产生的严重后果。可以列举台湾中华航空公司波音737飞机在日本冲绳那霸机场降落时因螺栓脱落刺穿油箱引发大火的例子，使学生印象深刻。又如在讲授螺栓强度计算前，举出某工厂在吊装床身时，吊环螺栓断裂，致人死亡的例子，借以强调螺栓强度计算的重要性，将枯燥的理论知识变得具体、形象，而且能够使学生在主动思考的同时牢记相关概念、掌握相关原理，达到事半功倍的良好效果。
机械工程的认识篇9
根据机械工程专业的特点，围绕专业人才培养目标，本着“厚基础、宽口径、高素质、富有工程实践和创新能力”的总体人才培养要求，提出了“四层十四模块”的课程体系。“四层”是指综合素质培养层、专业能力培养层、创新能力培养层和工程实践能力培养层，这4个层次的培养通过通识教育、专业知识教育、专业特色教育、创新知识教育、工程知识教育5个阶段完成。“十四模块”是指人文管法社会知识模块、质量安全环保意识模块、基本技能模块、自然科学知识模块、专业基础模块、专业应用模块、专业训练模块、工程机械模块、起重与运输机械模块、创新知识模块、创新训练模块、工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块。“四层十四模块”的课程体系如图2所示。程体系课产学研合作教育平台合素质培养综新能力培养创业能力培养专程实践能力培养工通识教育（1-4学期）专业知识教育（4-6学期）专业特色教育（5-7学期）创新知识教育（1-8学期）工程知识教育（3-8学期）人文管法社会知识质量安全环保意识自然科学知识基本技能专业基础专业应用专业训练工程机械创新知识创新训练工程认知实践工程岗位实践工程项目实践思想政治、法规政策、文体卫生、艺术修养课程群质量控制管理、可持续发展、绿色设计与制造课程群外语类、计算机类、信息检索、企业经营管理课程群数学、物理、化学、力学、电工电子学课程群机械制图、机械原理与设计、机械制造基础、液压与气动、控制理论课程群机械设计、机电系统设计、控制技术、工程测试技术、机器人、CaD/Cam课程群各门课程设计、综合实验周、毕业设计等tRiZ创新理论与方法、专利写作与申请课程群结构力学、工程机械概论、工程机械设计与制造、混凝土机械课程群起重机与运输机械、电梯设计原理、电梯控制技术课程群教授讲坛、企业家讲坛、各类工程认知实习、实验、设计等前沿知识讲座、各类工程项目训练、实践、各类竞赛等企业管理讲座、工程岗位生产实训、岗前培训、实习等起重与运输机械各类创新实践、科研项目等。
14个模块对应着不同的课程群，通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养，通过这个课程群的学习，使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养，具有较强的社会责任感和良好的职业道德，较好的表达能力和交流能力。质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准，具有环境保护和可持续发展意识。基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置，培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力，尤其是口头和书面表达能力；通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践，使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力，为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础；通过信息检索课程的学习，掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法，使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习，培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力，为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础，这是工科学生应具备的基本功底。专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习，使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习，掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法，通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等，使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上，通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习，加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践，使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。创新知识模块、创新训练模块是通过tRiZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习，培养学生的创新意识，使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力，能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座，使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验，初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。
根据学校自身学科特色和优势，以及人才培养目标，结合地方经济社会发展状况，在产学研合作教育背景下进行教学改革，提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系，建立与产学研合作教育相匹配的课程群，推进人才培养与企业相结合的模式，利用企业高技能人才和专家参与实践教学，从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。
本文作者：董明晓李瑞川张明勤张瑞军工作单位：山东建筑大学机电工程学院
机械工程的认识篇10
随着社会和科学技术的发展，土木工程业也越来越成为现代国民经济的支拄产业，突出表现为建筑物的规模、功能.造型再有建筑的高度等方面。而机械自动化技术的发展迅猛，它也逐渐成为建筑、铁路等工程施工的主要技术手段。对我国的工业建设的发展具有很重要的意义。
1、机械自动化技术的基本内容
在施工中，施工机械多半是在地形复杂、作业环境恶劣的施工现场从事土、石方作业，要达到自动化作业，该设备在施工现场上要有确认自已位置的能力，即识别位置机能；保证不与施工现场上其它设备、车辆发生碰撞的能力，即安全性机能；在施工时，要严格按照既定的路线移动，即为诱导机能；具有认识和评价作业对象土、砂、岩石等的位置、形状、大小以及它们特性的能力，既作业对象的认识、评价机能；具有选择最佳作业方式的能力。另外，在多台机械、车辆联合作业时，由中央控制室给各机械、车辆发出作业指令，控制各机械、车辆相互配合、进行各自的作业（机群控制）；各作业机械、车辆还应具有自身独立的判断能力等。
（1）识别位置能力是指机械设备具有自动辩认所处位置的能力，郎机械本身安装有自动识别系统。当前大多采用外部位置识别法和内部位置识别法。前者是在施工现场的几处设定基准点，借助于超声波或电磁波测定机械设备位置的方法；后者是不依赖现场设定的基准点，而是用速度测定传感器和回转式角度传感器等测定车辆行走数据，从而确认自身运动和方位变化的。
（2）位置诱导能力是在自动化施工作业中，机械设备必须按照设定路线作业，假如位置识别机能确认它在施工中已偏离了既定路线，机械设备要具有自动复位的控制机能，即称位置诱导控制机能，该机能使机械设备的位置、速度、方向始终按设定路线行走（施工）。
（3）认识和评价施工对象的能力。机械设备在施工中，要随时了解、掌握施工对象的位置、形状、大小等信息，既具有对施工对象的认识机能。一般大多采用超声波传感技术或画像处理技术来识别施工对象。应用平面超声波信号感知器在无人液压挖掘机上，通过安装在液压挖掘机铲斗上的超声波传感器来识别施工对象（土、砂石等）的形状。
（4）安全管理机能。在施工现场.多种机械和多种作业同时进行，建筑材料及其它施工设备的存放等将会给施工机械运行带来困难，成为施工机械（车辆）无人化作业的障碍物。所以，机械本身要有感知一警告一机械停止一安全域诱导等机能。障碍物感知机能有超声波感知，光、电波感知以及画像处理方法等本文由论文联盟收集
（5）机群控制机能。在多种机械设备相互配合旄工情况下.要实现自动化.就应该有一个能把各种作业机械（车辆）位置、工作状况传送到中央控制室，再由中央控制室指令各机械设备施工方式的控制系统。
2、自动化控制技术在施工机械中的应用
具有不同机能的自动化控制技术在工程施工机械中得到了广泛的应用。如摊铺机上安装的自动调平装置可实现摊铺作业的纵向、横向自动找平；有一些摊铺机还安装有混合料自动供料装置，对铺层厚度进行自动控制与管理；有的还实现了摊铺机转向自动化在推土机上安装电子监测监控系统，实现了推土机的自动监控和工作装置的微机自动控制、液压挖掘机的电子载荷传感系统、故障监控系统、自动怠速装置和工作模式电控系统等，实现了挖掘机局部功能自动化控制。近年已出现了无线遥控挖掘机和全自动液压挖掘机，压实机械的压实控制系统、随车监测系统等，平地机铲刀实现自动调平控制.清扫车上采用可编程序控制器以实现其智能化等。
3、推土机、挖掘机作业的自动化
推土机、挖掘机等土方机械作业的自动化.将会大大提高作业质量和作业生产率。最早实现推土机铲刀和挖掘机铲斗位置控制的是一种以开关系统为基础的反馈控制系统。利用激光实现推土自动化系统的研究是从70年代中期开始的。1976年开发研制了推土机铲刀的激光控制装置一激光测平装置.它由投光器、感光器、控制装置等组成，由于控制系统存在着速度响应问题，当时并未用于实际施工作业。随后，由于电子技术的发展促进了自动控制系统的开发研究。日本开发研制的激光自动掘削系统该系统由自动直线加工系统和激光系统组成。激光感光器测出加工面的激光位置，激光系统测得挖掘机车体高度，将信号传送到自动掘削系统。系统根据这些情报及各传感元件的信息，将处理后的信号传给控制控掘轨迹的各电磁比例控制阀，实现动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的自动控制。这种控制比一般的施工作业提高加工精度3倍，提高施工能力1.6倍。
4、工程施工机械自动化研究展望
一些国家在施工机械自动化方面进行了大量的研究开发工作，取得了较大的成果。日本在建筑业中实现了钢筋配置、预制水泥混凝土板、喷涂、地面磨光等自动化；在土方机械施工中实现了推土作业、挖掘作业的自动控制，11-70t自卸车的无人驾驶搬运作业；实现了隧道开挖、加固、管道铺设机械的自动化。澳大利亚也成功地开发了无人驾驶自卸车，实现了在千米以下坑道施工作业的无人化等。
在施工机械向自动化发展的道路上，具有单个或多个自动化功能的施工机械已开发成功并得到应用，单台机械无人化已进入实用阶段。今后此领域的研究将具有以下特点：
（1）研究开发高精度、高性能，具有感知性能的传感元件，如：载荷传感器、红外线传感器、激光传感器、超声波传感器、视觉传感器、行程传感器、车速传感器（具有移动功能）以及车体倾斜计、滑移控制器、扭矩计、操纵控制器、回转式编码器、地基情报采集系统等；
（2）开发具有最佳行走操纵的自动控制系统，以提高机械的作业能力、作业效率以及提高机械的操作简便化、机动化、安全化等；
（3）开发具有深水、海底施工作业功能的钻探机、管线埋设机、机器人等、以满足大型水下作业无人化施工的需要：