機械設計教學全文(5篇)

摘要：機械設計課程設計不僅是機械設計課程的重要實踐環(huán)節(jié)，而且還融合了機械設計基礎、機械制圖、機械制造基礎、極限配合與測量技術(shù)等課程的應用，對于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際有著極其重大的指導意義。因此如何正確開展機械設計課程設計的教學工作是本專科院校需謹慎重視的問題。本文將對機械設計課程設計的教學改革進行探究，并對機械設計課程設計教學過程中存在的問題進行分析，根據(jù)這些問題提出相應的策略，從而探索更為合理的教學模式。

關(guān)鍵詞：機械設計；課程設計；教學；3D；探討

一引言

我國智能制造發(fā)展需經(jīng)歷自動化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個階段，中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從過去的低端“仿造”向中高端“自主研發(fā)”方向邁進。中國建材集團董事長宋志平在“中國發(fā)展高層論壇2017”演講中指出“中國企業(yè)走向國際市場是發(fā)展的必然，中國正面對產(chǎn)業(yè)鏈高端向發(fā)達國家回流，產(chǎn)業(yè)鏈低端向成本更低國家轉(zhuǎn)移的雙重擠壓”[1]。而我國想脫離這種困境，從“中國是世界工廠”變成“世界是中國工廠”，有必要對我國高等院校高素質(zhì)人才的培養(yǎng)目標做出調(diào)整。特別是對于工科院校學生除了掌握理論知識更應注重工程實踐能力的培養(yǎng)，以滿足現(xiàn)代化企業(yè)對高技術(shù)技能型人才的需求。機械設計課程設計是機類、近機類、準機類等專業(yè)必須掌握的一門重要實踐課程[2-4]，目前，我國高等院校對機械設計課程設計的教學存在培養(yǎng)目標滯后企業(yè)、課程體系重理論輕實踐、學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力嚴重不足、教師的教與學生的學與企業(yè)人才需求嚴重脫節(jié)、教學激勵機制不完善、學生厭學等問題。因此，高等院校機械設計課程設計教師要有“與時俱進”的教學理念，具備“服務企業(yè)、服務社會”的服務意識，教學中應充分體現(xiàn)機械設計課程設計的實用性、專業(yè)性和創(chuàng)新性。

二機械設計課程設計教學模式探討

（一）機械設計人才需求調(diào)查分析的重要性

通過對機類/近機類主要專業(yè)的人才培養(yǎng)目標、就業(yè)崗位、工作任務、崗位職業(yè)能力等內(nèi)容進行調(diào)查分析，明確機械設計課程設計教學在實現(xiàn)各專業(yè)人才培養(yǎng)目標中的作用和地位。為了使不同專業(yè)的畢業(yè)生能夠與本專業(yè)工作崗位進行“零”距離對接，培養(yǎng)符合不同行業(yè)、企業(yè)需要的高素質(zhì)、高技能應用型人才，突出對專業(yè)或?qū)I(yè)群的支持服務功能，在區(qū)分共性、個性的基礎上，有必要進行人才需求調(diào)查分析，及時調(diào)整教學內(nèi)容，突出對不同專業(yè)的理論與實踐教學特色，甚至針對性的設計機械設計課程設計題目，杜絕抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。

摘要：在教學領(lǐng)域，大多數(shù)學科偏向于對理論知識的研究，但對于機械類學科來說，實驗教學的價值遠遠大于理論知識的傳授。機械原理與機械設計是機械類學科的重要組成部分，與其他專業(yè)相比，機械類專業(yè)包含豐富的實驗內(nèi)容，對學生的創(chuàng)新思維能力有一定的要求。本文在當前實驗教學形勢的基礎上，研究傳統(tǒng)機械類專業(yè)在實驗教學方面存在的問題，然后對機械原理與機械設計的實驗教學改革進行分析，希望能為學科的未來發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：機械原理與機械設計；實驗教學；改革

0引言

從我國當前機械類專業(yè)的教學形勢來看，對實驗內(nèi)容的重視程度不足，但是基于學科特點，學生對于實驗教學的需求日益強烈。機械類學科的理論知識非常復雜，學生對于理論知識的理解難度很大，在教學過程中往往需要結(jié)合實驗進行學習，這樣可以加深學生對于專業(yè)知識的理解和記憶，也可以幫助學生運用所學知識解決具體問題。實驗教學的改革不僅能夠提升機械類學科的整體教學水平，也對我國機械制造領(lǐng)域的進步和發(fā)展具有重要意義。

1機械原理與機械設計教學背景

各大院校中基本都設置有機械類專業(yè)，且機械類專業(yè)往往占據(jù)著很高的地位，這與市場需求有關(guān)。隨著社會的發(fā)展，社會生產(chǎn)對于機械類人才的需求量不斷增大，許多高校都側(cè)重于培養(yǎng)這方面的人才。在機械類專業(yè)中，機械原理與機械設計所涉及的理論知識體系比較復雜，專業(yè)性很強，學生在學習知識的同時，也能夠鍛煉動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。機械原理與機械設計在機械類專業(yè)中屬于基礎性學科，也就意味著它是機械類專業(yè)大多數(shù)學生都需要掌握的一門學科，對機械原理與機械設計知識的掌握程度，決定了學生日后在機械領(lǐng)域所能達到的高度。機械原理與機械設計在具體的教學過程中，對教學方法有一定的要求，教師不僅需要通過教學課程向?qū)W生們傳授必要的基礎知識，也需要安排足夠的實驗課程，讓學生們可以自己動手完成實驗，加深對于基礎理論的理解，也可以在鞏固所學知識的同時，鍛煉學生的實踐能力。但是，當前我國的機械類專業(yè)教學中，對于實驗教學的重視度遠遠不夠，學生對于專業(yè)知識的理解只是停留在紙面上，不能達到熟練運用的效果。只有依據(jù)學生實際的學習狀況，改革相應的教學方案，才能順應時代要求，實現(xiàn)機械類專業(yè)教學的長遠發(fā)展。

2傳統(tǒng)實驗教學中存在的問題

摘要：針對傳統(tǒng)教學的方式，提出了以設計和制作的項目推進方法，設計適合學生完成的項目，通過有效的課堂組織，解決學生理論知識的學習，同時培養(yǎng)學生的自主學習能力，提高學生的創(chuàng)新意識，提高教學質(zhì)量和課堂效益。

關(guān)鍵詞：機械設計基礎；教學設計；項目設計與制作

一、機械設計基礎課程教學現(xiàn)狀

1.內(nèi)容過于理論，學生聽起來費勁，興趣不高。在教學中雖然應用到大量的圖片和動畫，但內(nèi)容分散，學生不易貫通聯(lián)系，且教學手段單一，沒有趣味性，再加上當前智能手機的發(fā)展，使得學生無論在對抗學習，還是游戲的心境中，往往對手機的愛好超過課堂學習，教學效果顯然不好。

2.教學方法陳舊，不利于提高學生的實踐能力。在教學中，往往是通過例題、視頻或?qū)嶒炋岣邔W生的理解力，學生主動思考能力幾乎沒有得到提高，很多學校往往為了提高學生的創(chuàng)新意識，單獨開設一門《機械創(chuàng)新設計》課程，舍本逐末。項目設計與制作教學法，以項目作為引領(lǐng)，要求學生在理論知識的學習過程中，還必須完成項目的設計和制作，注重團隊協(xié)作，以學生為中心，培養(yǎng)學生自主學習的能力。2014年的地平線報告認為：“世界各地大學校園教學實踐的焦點正在發(fā)生轉(zhuǎn)移，各個學科的學生正在通過制作和創(chuàng)造的方式進行學習，而不再是課程內(nèi)容的單純消費者……按照工作過程的順序開發(fā)課程，是凸顯職業(yè)教育特色課程開發(fā)的突破口。”

二、機械設計基礎課程制作項目的設計

以項目設計與制作的方式來解決課堂問題，通過設計合適的項目，囊括知識和技能，按照項目的實施合理的組織教學內(nèi)容；設計一些帶有趣味性和理論結(jié)合的專題項目，要求學生通過理論學習，對老師提出的項目任務進行分析，設計一個合理的機構(gòu)，并收集材料，使用通用的工具，將機構(gòu)模型制作出來，通過課堂作品，展示團隊作品。為此，機械設計基礎課程將知識重新整合，將知識融入雨刮器機構(gòu)、塔吊機構(gòu)、起重絞車、減速器軸、仿生機器人五個制作項目中。這五個項目基本按照機械設計基礎知識體系的順序展開，很好弟兼顧了機械設計基礎理論知識體系的完整和實踐能力的培養(yǎng)，如表所示。

[摘要]機械設計基礎課程是河南城建學院材料化學本科生專業(yè)開設的一門工程基礎課程，該課程學習的目的在于培養(yǎng)學生掌握機械設計的基本知識、理論和方法。對于培養(yǎng)學生的抽象思維、工程認知能力和創(chuàng)新素養(yǎng)具有重要作用。根據(jù)課程特點和學生原有知識體系，并結(jié)合在教學過程中的經(jīng)驗和體會，初步探討了該課程在材料化學專業(yè)的教學內(nèi)容、教學方法和課程設計方面的改革與實踐。

[關(guān)鍵詞]材料化學；機械設計基礎；教學方法；教學內(nèi)容

1機械設計基礎課程特點以及教學過程中遇到的問題

1.1機械設計基礎課程特點。機械設計基礎課程是以一般尺寸通用零件的設計為核心的基礎設計性課程，是一門理論性、實踐性很強的技術(shù)基礎課程。與材料化學專業(yè)其他課程相比，該課程具有明顯不同的特點。該課程知識面廣，具有“關(guān)系多”、“要求多”、“門類多”、“公式(符號)多”和“圖表多”等特點[1]。“關(guān)系多”指該課程與多門先修課程關(guān)系密切。在課程的學習中需要用到高等數(shù)學、機械制圖、材料成型基礎、理論力學等多個先修課程的內(nèi)容來解決通用化的機械零部件的設計問題。然而，由于專業(yè)培養(yǎng)目標的特殊性，該課程的部分先修課程，如高等數(shù)學、理論力學等，同該課程安排在同一學期進行講授學習，這就造成課程和知識體系之間不能很好的銜接。“要求多”需要學生在設計過程中從零件的強度、剛度、壽命、工藝、經(jīng)濟性和安全性等諸多方面統(tǒng)籌考慮。“門類多”則是指不同的零部件具有不同的特點，其設計方法也不盡相同。此外，“公式多”是指計算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗的、半經(jīng)驗的及定義式，不同公式具有不同的應用范圍。“符號多”、“圖表多”則要求學生在學習過程中充分認識符號物理意義以及圖表的正確識別和應用。由于材料化學專業(yè)學生在以往的知識構(gòu)架中沒有相關(guān)的概念，學生學習基本符號、公式和相關(guān)設計計算的難度較大。此外，針對于抽象的機械構(gòu)型和物理運動方式，構(gòu)思并分析其結(jié)構(gòu)和運動過程也相對較為復雜，因此該課程的學習具有較大的難度[2]。1.2教學過程中遇到的問題。以往的機械設計課程教學過程中，老師多以講授和討論的方式進行教學，忽略了材料化學專業(yè)的知識體系與其他專業(yè)知識架構(gòu)之間的差異和學生的個體差異。學生的基本讀圖能力、零件的精度要求、理論力學中的材料應力、應變、剛度、強度等多方面基礎均較為薄弱。采用板書、多媒體課件和簡單的實物教具等途徑很難直觀地將抽象的物理概念、機械構(gòu)型和運動過程展現(xiàn)給學生，進而很難在課堂上引發(fā)學生共鳴，導致教學效果較差。比如在齒輪傳動章節(jié)，直齒輪的嚙合傳動相對簡單，傳動過程較為容易理解；但是斜齒輪和錐齒輪的傳動過程則相對復雜，理解起來較為困難。在這一部分的課程學習過程中能夠明顯感覺到學生學習狀態(tài)的差異。相對于文字或公式較多的多媒體課件，包含flash動畫、視頻影像的課件內(nèi)容則能夠激發(fā)學生學習興趣，在一定程度上增加學生對于復雜運動過程的理解。對于零部件的設計計算、強度校核等問題，學生學習仍然較為吃力。比如V帶傳動設計、螺紋連接設計和強度校核等內(nèi)容，不僅要求學生從多個角度分析設計問題，同時計算過程復雜，一般需要用到多個公式并查詢數(shù)個參數(shù)圖表。這就導致學生在零件的設計計算和強度校核的教學過程中往往不知所云，喪失學習興趣，難以達到人才培養(yǎng)大綱既定的教學目標。重新組織教學內(nèi)容，設計合理的教學方法和教學過程對于提升學生的學習興趣和學習效果顯得至關(guān)重要。

2教學內(nèi)容的再組織和教學方法的探索

2.1教學內(nèi)容的再組織。材料化學專業(yè)機械設計課程的教學目的在于培養(yǎng)材料化學專業(yè)學生工程知識能力的和創(chuàng)新素養(yǎng)，其專業(yè)目標在于培養(yǎng)應用型的技術(shù)型人才。因此，在課程教學過程中沒有必要進行復雜的理論推導過程，只需要讓學生明白如何使用公式以及公式的適用范圍和情況即可。比如，在滑動軸承章節(jié)中涉及到的“流體動力潤滑理論基本方程”和“油膜承載機理”的推導過程。這一推導計算過程中涉及到流體力學、微積分等知識，超出學生的已有知識范圍。因此在教學過程中該內(nèi)容可以酌情略去，保留液體動壓油膜形成的必要條件。即只需要讓學生明白液體動力潤滑軸承正常工作的必要條件。學生學完后能夠運用這一基本原理進行相對應的工況分析。經(jīng)過教學內(nèi)容的重新組織，不僅能夠讓學生感受到學有所用，學以致用，還能夠增強學生學習的信心、獲得感和成就感。基于以上分析和考慮，在滿足人才培養(yǎng)目標的基礎上，將教材中內(nèi)容進行適當縮減顯得十分必要[3]。在綜合考量學生學習能力和課時安排的基礎上，摒棄以往的“填鴨式”教學。以學生的接受能力為出發(fā)點，在保證知識體系完備的情況下，進行教學內(nèi)容的再組織。輕理論分析，重應用實踐，力求講授內(nèi)容少而精，深入淺出，對于提升教學效果具有重要作用。2.2教學方法探索。目前，多數(shù)機械設計課程的講授仍然采用傳統(tǒng)的教學方式，即以教師為教學活動的主體。這一教學方法存在諸多缺點。比如，“滿堂灌”式教學過程缺乏互動，學生被動接受知識，學生在課堂中的參與度較低，課堂氛圍較差。不僅如此，教師也很難把握學生的學習情況，也就不能適時調(diào)整教學內(nèi)容和教學進度。如果這些問題得不到解決，機械設計課程很難取得良好的教學效果。確保學生在教學過程中的主體地位、采用線上線下混合教學模式以及安排合理的課程設計對于提升教學效果具有重要作用。(1)強調(diào)學生主體，增加課堂互動。學生始終是教學的對象和主體，學生的有效參與是課堂良好教學效果的保證。如何增加學生的課堂參與度，將學生置于課堂的主體地位值得教師在教學過程中不斷探索和調(diào)整。隨著教學改革的深入，諸如案例教學法、問題教學法等教學方法不斷涌現(xiàn)，結(jié)合課程特點和章節(jié)內(nèi)容特點，嘗試適用的教學方法能夠增加師生互動，提升學習效果[4-5]。比如在學習滾動軸承的組合設計一節(jié)時，教師先對一個典型的軸系固定形式進行講授，拋磚引玉，然后組織學生分組討論，并分析給出其他組合設計中軸系時如何實現(xiàn)固定的，最后則由學生完成其他組合設計內(nèi)容的講解[6]。這一過程不僅能夠活躍課堂氣氛，增加師生互動，防止學生在課堂上“置身事外”。同時以學生為主體地位的課堂，顯著增加了學生在課堂的參與度，提高學生在課堂上的學習效率。(2)線上線下混合教學模式的應用。針對于課程內(nèi)容多，課時安排少的基本情況，采用線上線下混合教學模式，充分調(diào)動學生在課外時間的學習積極性。借助河南城建學院“學在城建”網(wǎng)絡教育平臺，教師課外在教學平臺上傳學習資料，供學生課外時間學習。部分簡單知識通過這一線上平臺后，作為學生預習或自學的內(nèi)容。課后，通過平臺上傳相關(guān)習題測驗，進行教學效果把控。此外，教師在平臺教師端口還可以掌握學生在課下的學習行為，而且能夠?qū)W生課下學習情況進行綜合評判。將這一評判結(jié)果與課程的平時成績進行掛鉤，進而帶動學生課下參與的積極性。此外，還可以依據(jù)平臺反饋結(jié)果適時調(diào)整后續(xù)課堂的教學內(nèi)容。(3)重視課程設計。課程設計作為機械設計基礎課程教學重要的一個環(huán)節(jié)，其目的在于培養(yǎng)學生運用基礎知識進行綜合設計的能力[7]。基于專業(yè)培養(yǎng)目標適當調(diào)整課程設計內(nèi)容，并將其與其他專業(yè)課程進行關(guān)聯(lián)，不僅有助于機械設計課程的融會貫通，也有利于學生加深對其他專業(yè)課程的理解。此外，新穎的設計題目能夠避免學生從網(wǎng)絡上直接下載課程設計結(jié)果。比如，電極材料涂布機減速器的設計，這一課程設計完成的先決條件在于學生了充分解電極材料涂布機的基本工作原理和電極材料涂布的工藝參數(shù)，在此基礎上進行相關(guān)設計參數(shù)的收集。通過參與這一課程設計，不僅能夠加深其對新能源材料相關(guān)內(nèi)容知識的掌握程度，又能夠滿足機械設計課程的綜合能力培養(yǎng)，進而達到既定的教學目標。

3結(jié)論

摘要：本文統(tǒng)計了近10年東北三省高考高職專科錄取最低分數(shù)情況，分析了當前高職教育教學所面臨的學情。如何針對現(xiàn)階段的高職教育生源結(jié)構(gòu)特點，組織實施好課程教學，確保教育教學質(zhì)量，是擺在高等職業(yè)教育工作者面前的一個挑戰(zhàn)。通過對兄弟院校教師咨詢調(diào)查，《CAD機械設計》課程教師普遍認為當前高職《CAD機械設計》課程教學實施較難，學生學習興趣不高，教學整體效果欠佳等。通過問卷調(diào)查顯示，學生也將《CAD機械設計》課程列為不受歡迎的課程之一。對此，筆者與兄弟院校同行組成課程建設小組，借鑒齊齊哈爾工程學院曹永安教授、吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學院王佳副教授、上海應用技術(shù)大學李國娟教授等職業(yè)教育專家學者的理念，就《CAD機械設計》課程進行了有針對性的一系列教育教學改革設計，經(jīng)過實踐，從學生及格率、平均分以及學生滿意度等方面初步驗證了教育教學改革的有效性。

關(guān)鍵詞：CAD機械設計；課改；問題；措施

一、學情背景

隨著職業(yè)教育擴大招生規(guī)模以及生源數(shù)量減少，近年來東北地區(qū)高職考生入學基礎情況整體呈現(xiàn)下降趨勢。如圖1所示，黑龍江省已經(jīng)連續(xù)8年高考高職最低錄取分數(shù)為160分，遼寧省已經(jīng)連續(xù)3年高考高職最低錄取分數(shù)為150分，吉林省2020年高考高職最低錄取分數(shù)降至130分。以長春科技學院2019年高考招生錄取情況為例，高職最低錄取分數(shù)為170；吉林省理工科高職生最低錄取分數(shù)為282；吉林省文史科高職生最低錄取分數(shù)為301。長春科技學院是民辦本科高校，本科生與高職生兼招，在省內(nèi)高職生源質(zhì)量稍好，但是高職生源入學基礎分數(shù)也不算高，理工科平均分312，文史科平均分335。以長春科技學院2020年招生錄取情況為例，高職最低錄取分數(shù)為194；吉林省理工科高職生最低錄取分數(shù)降至209；吉林省文史科高職生最低錄取分數(shù)為301；理工科平均分僅達到284，文史科平均分340。隨著單獨招生改革，除個別生源好的優(yōu)勢高職院校外，東北三省高職院校單獨招生生源入學基礎普遍也面臨著類似問題。如何針對現(xiàn)階段的高職教育生源結(jié)構(gòu)特點，組織實施好課程教學，確保教育教學質(zhì)量，是擺在高等職業(yè)教育工作者面前不得不面對的挑戰(zhàn)。

二、課改背景

《CAD機械設計》課程，是高職機械設計類專業(yè)普遍開設的專業(yè)核心課程。要求學生具備較強的邏輯思維能力、空間想象能力以及機械制圖和機械基礎常識，能夠熟練應用計算機CAD軟件。課程的地位非常重要，但是課程的教學內(nèi)容偏于枯燥、抽象，學生普遍學習興趣不高，往往容易成為高職學生學習的障礙，成為教師的教學困難。面對高考總分300多分的學生、200多分的學生，甚至100多分的學生，如何教好如此抽象、枯燥的專業(yè)課程，是當前職業(yè)教育院校《CAD機械設計》課程專業(yè)教師需要思考的問題。通過咨詢兄弟院校教師得到一致共鳴，《CAD機械設計》課程教師普遍認為當前高職《CAD機械設計》課程教學實施較難，學生掛科率高，學生上課睡覺、玩手機、頻頻去衛(wèi)生間等現(xiàn)象屢禁不止，學生學習興趣不高，教學整體效果欠佳。通過問卷調(diào)查，學生也將《CAD機械設計》課程視為與高等數(shù)學、英語一樣，屬于不受歡迎的課程之一。鑒于當前高職層次學生的學情現(xiàn)狀以及兄弟院校師生調(diào)查結(jié)果，筆者與兄弟院校同行組成課程建設小組，就《CAD機械設計》課程進行了有針對性的一系列教育教學改革設計。

三、課改措施