机械设计教学全文(5篇)

摘要：机械设计课程设计不仅是机械设计课程的重要实践环节，而且还融合了机械设计基础、机械制图、机械制造基础、极限配合与测量技术等课程的应用，对于培养学生理论联系实际有着极其重大的指导意义。因此如何正确开展机械设计课程设计的教学工作是本专科院校需谨慎重视的问题。本文将对机械设计课程设计的教学改革进行探究，并对机械设计课程设计教学过程中存在的问题进行分析，根据这些问题提出相应的策略，从而探索更为合理的教学模式。

关键词：机械设计；课程设计；教学；3D；探讨

一引言

我国智能制造发展需经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段，中国产业的发展从过去的低端“仿造”向中高端“自主研发”方向迈进。中国建材集团董事长宋志平在“中国发展高层论坛2017”演讲中指出“中国企业走向国际市场是发展的必然，中国正面对产业链高端向发达国家回流，产业链低端向成本更低国家转移的双重挤压”[1]。而我国想脱离这种困境，从“中国是世界工厂”变成“世界是中国工厂”，有必要对我国高等院校高素质人才的培养目标做出调整。特别是对于工科院校学生除了掌握理论知识更应注重工程实践能力的培养，以满足现代化企业对高技术技能型人才的需求。机械设计课程设计是机类、近机类、准机类等专业必须掌握的一门重要实践课程[2-4]，目前，我国高等院校对机械设计课程设计的教学存在培养目标滞后企业、课程体系重理论轻实践、学生创新意识与创新能力严重不足、教师的教与学生的学与企业人才需求严重脱节、教学激励机制不完善、学生厌学等问题。因此，高等院校机械设计课程设计教师要有“与时俱进”的教学理念，具备“服务企业、服务社会”的服务意识，教学中应充分体现机械设计课程设计的实用性、专业性和创新性。

二机械设计课程设计教学模式探讨

（一）机械设计人才需求调查分析的重要性

通过对机类/近机类主要专业的人才培养目标、就业岗位、工作任务、岗位职业能力等内容进行调查分析，明确机械设计课程设计教学在实现各专业人才培养目标中的作用和地位。为了使不同专业的毕业生能够与本专业工作岗位进行“零”距离对接，培养符合不同行业、企业需要的高素质、高技能应用型人才，突出对专业或专业群的支持服务功能，在区分共性、个性的基础上，有必要进行人才需求调查分析，及时调整教学内容，突出对不同专业的理论与实践教学特色，甚至针对性的设计机械设计课程设计题目，杜绝抄袭现象的发生。

摘要：在教学领域，大多数学科偏向于对理论知识的研究，但对于机械类学科来说，实验教学的价值远远大于理论知识的传授。机械原理与机械设计是机械类学科的重要组成部分，与其他专业相比，机械类专业包含丰富的实验内容，对学生的创新思维能力有一定的要求。本文在当前实验教学形势的基础上，研究传统机械类专业在实验教学方面存在的问题，然后对机械原理与机械设计的实验教学改革进行分析，希望能为学科的未来发展提供帮助。

关键词：机械原理与机械设计；实验教学；改革

0引言

从我国当前机械类专业的教学形势来看，对实验内容的重视程度不足，但是基于学科特点，学生对于实验教学的需求日益强烈。机械类学科的理论知识非常复杂，学生对于理论知识的理解难度很大，在教学过程中往往需要结合实验进行学习，这样可以加深学生对于专业知识的理解和记忆，也可以帮助学生运用所学知识解决具体问题。实验教学的改革不仅能够提升机械类学科的整体教学水平，也对我国机械制造领域的进步和发展具有重要意义。

1机械原理与机械设计教学背景

各大院校中基本都设置有机械类专业，且机械类专业往往占据着很高的地位，这与市场需求有关。随着社会的发展，社会生产对于机械类人才的需求量不断增大，许多高校都侧重于培养这方面的人才。在机械类专业中，机械原理与机械设计所涉及的理论知识体系比较复杂，专业性很强，学生在学习知识的同时，也能够锻炼动手能力，培养创造性思维。机械原理与机械设计在机械类专业中属于基础性学科，也就意味着它是机械类专业大多数学生都需要掌握的一门学科，对机械原理与机械设计知识的掌握程度，决定了学生日后在机械领域所能达到的高度。机械原理与机械设计在具体的教学过程中，对教学方法有一定的要求，教师不仅需要通过教学课程向学生们传授必要的基础知识，也需要安排足够的实验课程，让学生们可以自己动手完成实验，加深对于基础理论的理解，也可以在巩固所学知识的同时，锻炼学生的实践能力。但是，当前我国的机械类专业教学中，对于实验教学的重视度远远不够，学生对于专业知识的理解只是停留在纸面上，不能达到熟练运用的效果。只有依据学生实际的学习状况，改革相应的教学方案，才能顺应时代要求，实现机械类专业教学的长远发展。

2传统实验教学中存在的问题

摘要：针对传统教学的方式，提出了以设计和制作的项目推进方法，设计适合学生完成的项目，通过有效的课堂组织，解决学生理论知识的学习，同时培养学生的自主学习能力，提高学生的创新意识，提高教学质量和课堂效益。

关键词：机械设计基础；教学设计；项目设计与制作

一、机械设计基础课程教学现状

1.内容过于理论，学生听起来费劲，兴趣不高。在教学中虽然应用到大量的图片和动画，但内容分散，学生不易贯通联系，且教学手段单一，没有趣味性，再加上当前智能手机的发展，使得学生无论在对抗学习，还是游戏的心境中，往往对手机的爱好超过课堂学习，教学效果显然不好。

2.教学方法陈旧，不利于提高学生的实践能力。在教学中，往往是通过例题、视频或实验提高学生的理解力，学生主动思考能力几乎没有得到提高，很多学校往往为了提高学生的创新意识，单独开设一门《机械创新设计》课程，舍本逐末。项目设计与制作教学法，以项目作为引领，要求学生在理论知识的学习过程中，还必须完成项目的设计和制作，注重团队协作，以学生为中心，培养学生自主学习的能力。2014年的地平线报告认为：“世界各地大学校园教学实践的焦点正在发生转移，各个学科的学生正在通过制作和创造的方式进行学习，而不再是课程内容的单纯消费者……按照工作过程的顺序开发课程，是凸显职业教育特色课程开发的突破口。”

二、机械设计基础课程制作项目的设计

以项目设计与制作的方式来解决课堂问题，通过设计合适的项目，囊括知识和技能，按照项目的实施合理的组织教学内容；设计一些带有趣味性和理论结合的专题项目，要求学生通过理论学习，对老师提出的项目任务进行分析，设计一个合理的机构，并收集材料，使用通用的工具，将机构模型制作出来，通过课堂作品，展示团队作品。为此，机械设计基础课程将知识重新整合，将知识融入雨刮器机构、塔吊机构、起重绞车、减速器轴、仿生机器人五个制作项目中。这五个项目基本按照机械设计基础知识体系的顺序展开，很好弟兼顾了机械设计基础理论知识体系的完整和实践能力的培养，如表所示。

[摘要]机械设计基础课程是河南城建学院材料化学本科生专业开设的一门工程基础课程，该课程学习的目的在于培养学生掌握机械设计的基本知识、理论和方法。对于培养学生的抽象思维、工程认知能力和创新素养具有重要作用。根据课程特点和学生原有知识体系，并结合在教学过程中的经验和体会，初步探讨了该课程在材料化学专业的教学内容、教学方法和课程设计方面的改革与实践。

[关键词]材料化学；机械设计基础；教学方法；教学内容

1机械设计基础课程特点以及教学过程中遇到的问题

1.1机械设计基础课程特点。机械设计基础课程是以一般尺寸通用零件的设计为核心的基础设计性课程，是一门理论性、实践性很强的技术基础课程。与材料化学专业其他课程相比，该课程具有明显不同的特点。该课程知识面广，具有“关系多”、“要求多”、“门类多”、“公式(符号)多”和“图表多”等特点[1]。“关系多”指该课程与多门先修课程关系密切。在课程的学习中需要用到高等数学、机械制图、材料成型基础、理论力学等多个先修课程的内容来解决通用化的机械零部件的设计问题。然而，由于专业培养目标的特殊性，该课程的部分先修课程，如高等数学、理论力学等，同该课程安排在同一学期进行讲授学习，这就造成课程和知识体系之间不能很好的衔接。“要求多”需要学生在设计过程中从零件的强度、刚度、寿命、工艺、经济性和安全性等诸多方面统筹考虑。“门类多”则是指不同的零部件具有不同的特点，其设计方法也不尽相同。此外，“公式多”是指计算多，有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式，不同公式具有不同的应用范围。“符号多”、“图表多”则要求学生在学习过程中充分认识符号物理意义以及图表的正确识别和应用。由于材料化学专业学生在以往的知识构架中没有相关的概念，学生学习基本符号、公式和相关设计计算的难度较大。此外，针对于抽象的机械构型和物理运动方式，构思并分析其结构和运动过程也相对较为复杂，因此该课程的学习具有较大的难度[2]。1.2教学过程中遇到的问题。以往的机械设计课程教学过程中，老师多以讲授和讨论的方式进行教学，忽略了材料化学专业的知识体系与其他专业知识架构之间的差异和学生的个体差异。学生的基本读图能力、零件的精度要求、理论力学中的材料应力、应变、刚度、强度等多方面基础均较为薄弱。采用板书、多媒体课件和简单的实物教具等途径很难直观地将抽象的物理概念、机械构型和运动过程展现给学生，进而很难在课堂上引发学生共鸣，导致教学效果较差。比如在齿轮传动章节，直齿轮的啮合传动相对简单，传动过程较为容易理解；但是斜齿轮和锥齿轮的传动过程则相对复杂，理解起来较为困难。在这一部分的课程学习过程中能够明显感觉到学生学习状态的差异。相对于文字或公式较多的多媒体课件，包含flash动画、视频影像的课件内容则能够激发学生学习兴趣，在一定程度上增加学生对于复杂运动过程的理解。对于零部件的设计计算、强度校核等问题，学生学习仍然较为吃力。比如V带传动设计、螺纹连接设计和强度校核等内容，不仅要求学生从多个角度分析设计问题，同时计算过程复杂，一般需要用到多个公式并查询数个参数图表。这就导致学生在零件的设计计算和强度校核的教学过程中往往不知所云，丧失学习兴趣，难以达到人才培养大纲既定的教学目标。重新组织教学内容，设计合理的教学方法和教学过程对于提升学生的学习兴趣和学习效果显得至关重要。

2教学内容的再组织和教学方法的探索

2.1教学内容的再组织。材料化学专业机械设计课程的教学目的在于培养材料化学专业学生工程知识能力的和创新素养，其专业目标在于培养应用型的技术型人才。因此，在课程教学过程中没有必要进行复杂的理论推导过程，只需要让学生明白如何使用公式以及公式的适用范围和情况即可。比如，在滑动轴承章节中涉及到的“流体动力润滑理论基本方程”和“油膜承载机理”的推导过程。这一推导计算过程中涉及到流体力学、微积分等知识，超出学生的已有知识范围。因此在教学过程中该内容可以酌情略去，保留液体动压油膜形成的必要条件。即只需要让学生明白液体动力润滑轴承正常工作的必要条件。学生学完后能够运用这一基本原理进行相对应的工况分析。经过教学内容的重新组织，不仅能够让学生感受到学有所用，学以致用，还能够增强学生学习的信心、获得感和成就感。基于以上分析和考虑，在满足人才培养目标的基础上，将教材中内容进行适当缩减显得十分必要[3]。在综合考量学生学习能力和课时安排的基础上，摒弃以往的“填鸭式”教学。以学生的接受能力为出发点，在保证知识体系完备的情况下，进行教学内容的再组织。轻理论分析，重应用实践，力求讲授内容少而精，深入浅出，对于提升教学效果具有重要作用。2.2教学方法探索。目前，多数机械设计课程的讲授仍然采用传统的教学方式，即以教师为教学活动的主体。这一教学方法存在诸多缺点。比如，“满堂灌”式教学过程缺乏互动，学生被动接受知识，学生在课堂中的参与度较低，课堂氛围较差。不仅如此，教师也很难把握学生的学习情况，也就不能适时调整教学内容和教学进度。如果这些问题得不到解决，机械设计课程很难取得良好的教学效果。确保学生在教学过程中的主体地位、采用线上线下混合教学模式以及安排合理的课程设计对于提升教学效果具有重要作用。(1)强调学生主体，增加课堂互动。学生始终是教学的对象和主体，学生的有效参与是课堂良好教学效果的保证。如何增加学生的课堂参与度，将学生置于课堂的主体地位值得教师在教学过程中不断探索和调整。随着教学改革的深入，诸如案例教学法、问题教学法等教学方法不断涌现，结合课程特点和章节内容特点，尝试适用的教学方法能够增加师生互动，提升学习效果[4-5]。比如在学习滚动轴承的组合设计一节时，教师先对一个典型的轴系固定形式进行讲授，抛砖引玉，然后组织学生分组讨论，并分析给出其他组合设计中轴系时如何实现固定的，最后则由学生完成其他组合设计内容的讲解[6]。这一过程不仅能够活跃课堂气氛，增加师生互动，防止学生在课堂上“置身事外”。同时以学生为主体地位的课堂，显著增加了学生在课堂的参与度，提高学生在课堂上的学习效率。(2)线上线下混合教学模式的应用。针对于课程内容多，课时安排少的基本情况，采用线上线下混合教学模式，充分调动学生在课外时间的学习积极性。借助河南城建学院“学在城建”网络教育平台，教师课外在教学平台上传学习资料，供学生课外时间学习。部分简单知识通过这一线上平台后，作为学生预习或自学的内容。课后，通过平台上传相关习题测验，进行教学效果把控。此外，教师在平台教师端口还可以掌握学生在课下的学习行为，而且能够对学生课下学习情况进行综合评判。将这一评判结果与课程的平时成绩进行挂钩，进而带动学生课下参与的积极性。此外，还可以依据平台反馈结果适时调整后续课堂的教学内容。(3)重视课程设计。课程设计作为机械设计基础课程教学重要的一个环节，其目的在于培养学生运用基础知识进行综合设计的能力[7]。基于专业培养目标适当调整课程设计内容，并将其与其他专业课程进行关联，不仅有助于机械设计课程的融会贯通，也有利于学生加深对其他专业课程的理解。此外，新颖的设计题目能够避免学生从网络上直接下载课程设计结果。比如，电极材料涂布机减速器的设计，这一课程设计完成的先决条件在于学生了充分解电极材料涂布机的基本工作原理和电极材料涂布的工艺参数，在此基础上进行相关设计参数的收集。通过参与这一课程设计，不仅能够加深其对新能源材料相关内容知识的掌握程度，又能够满足机械设计课程的综合能力培养，进而达到既定的教学目标。

3结论

摘要：本文统计了近10年东北三省高考高职专科录取最低分数情况，分析了当前高职教育教学所面临的学情。如何针对现阶段的高职教育生源结构特点，组织实施好课程教学，确保教育教学质量，是摆在高等职业教育工作者面前的一个挑战。通过对兄弟院校教师咨询调查，《CAD机械设计》课程教师普遍认为当前高职《CAD机械设计》课程教学实施较难，学生学习兴趣不高，教学整体效果欠佳等。通过问卷调查显示，学生也将《CAD机械设计》课程列为不受欢迎的课程之一。对此，笔者与兄弟院校同行组成课程建设小组，借鉴齐齐哈尔工程学院曹永安教授、吉林铁道职业技术学院王佳副教授、上海应用技术大学李国娟教授等职业教育专家学者的理念，就《CAD机械设计》课程进行了有针对性的一系列教育教学改革设计，经过实践，从学生及格率、平均分以及学生满意度等方面初步验证了教育教学改革的有效性。

关键词：CAD机械设计；课改；问题；措施

一、学情背景

随着职业教育扩大招生规模以及生源数量减少，近年来东北地区高职考生入学基础情况整体呈现下降趋势。如图1所示，黑龙江省已经连续8年高考高职最低录取分数为160分，辽宁省已经连续3年高考高职最低录取分数为150分，吉林省2020年高考高职最低录取分数降至130分。以长春科技学院2019年高考招生录取情况为例，高职最低录取分数为170；吉林省理工科高职生最低录取分数为282；吉林省文史科高职生最低录取分数为301。长春科技学院是民办本科高校，本科生与高职生兼招，在省内高职生源质量稍好，但是高职生源入学基础分数也不算高，理工科平均分312，文史科平均分335。以长春科技学院2020年招生录取情况为例，高职最低录取分数为194；吉林省理工科高职生最低录取分数降至209；吉林省文史科高职生最低录取分数为301；理工科平均分仅达到284，文史科平均分340。随着单独招生改革，除个别生源好的优势高职院校外，东北三省高职院校单独招生生源入学基础普遍也面临着类似问题。如何针对现阶段的高职教育生源结构特点，组织实施好课程教学，确保教育教学质量，是摆在高等职业教育工作者面前不得不面对的挑战。

二、课改背景

《CAD机械设计》课程，是高职机械设计类专业普遍开设的专业核心课程。要求学生具备较强的逻辑思维能力、空间想象能力以及机械制图和机械基础常识，能够熟练应用计算机CAD软件。课程的地位非常重要，但是课程的教学内容偏于枯燥、抽象，学生普遍学习兴趣不高，往往容易成为高职学生学习的障碍，成为教师的教学困难。面对高考总分300多分的学生、200多分的学生，甚至100多分的学生，如何教好如此抽象、枯燥的专业课程，是当前职业教育院校《CAD机械设计》课程专业教师需要思考的问题。通过咨询兄弟院校教师得到一致共鸣，《CAD机械设计》课程教师普遍认为当前高职《CAD机械设计》课程教学实施较难，学生挂科率高，学生上课睡觉、玩手机、频频去卫生间等现象屡禁不止，学生学习兴趣不高，教学整体效果欠佳。通过问卷调查，学生也将《CAD机械设计》课程视为与高等数学、英语一样，属于不受欢迎的课程之一。鉴于当前高职层次学生的学情现状以及兄弟院校师生调查结果，笔者与兄弟院校同行组成课程建设小组，就《CAD机械设计》课程进行了有针对性的一系列教育教学改革设计。

三、课改措施