時間：2022-10-31 13:23:40
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械設(shè)計技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
課程對學(xué)生機械專業(yè)課的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，起著承上啟下的作用；同時該課程的綜合性和實踐性都很強，課程許多內(nèi)容可直接用于生產(chǎn)實踐的設(shè)計與應(yīng)用。故此課程的學(xué)習(xí)可培養(yǎng)學(xué)生具有一定的機械基礎(chǔ)知識和初步的機械設(shè)計能力，同時理解從工程實踐中得來的知識經(jīng)驗，還要具備將所學(xué)應(yīng)用到行業(yè)工程實踐中的實際工作能力，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力，為今后從事機械技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。若有學(xué)生前期知識基礎(chǔ)不牢或自學(xué)能力不夠，會使學(xué)生普遍感覺這門課程難學(xué)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。鑒于以上情況，認(rèn)為根據(jù)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)以“學(xué)生為中心、職業(yè)為導(dǎo)向、能力為本位”為基本教學(xué)思路的特點，對《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、對教學(xué)方法與考核方式進(jìn)行改善十分重要。
二、教學(xué)內(nèi)容特點
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容主要包括三大部分：機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識，如平面機構(gòu)的運動簡圖和自由度；常見機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計，如凸輪機構(gòu)、齒輪傳動和蝸輪傳動、聯(lián)接與螺紋傳動、帶傳動和鏈傳動；機構(gòu)的裝配與設(shè)計，如輪系和減速器；軸和軸承等。在課程初期或教學(xué)進(jìn)入到某一個大部分時，可向?qū)W生介紹將要學(xué)習(xí)內(nèi)容的總體框架，使學(xué)生可以初步從機械系統(tǒng)的總體去認(rèn)識機構(gòu)。使學(xué)生對各機構(gòu)間的關(guān)系有初步了解后，可進(jìn)入具體教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中讓學(xué)生具體了解各種機構(gòu)的構(gòu)成、工作原理、特點和功能，可使學(xué)生不再孤立地了解和設(shè)計某一種機構(gòu)，而是以機械系統(tǒng)為主線，依次掌握各種機構(gòu)分析、設(shè)計的基本理論和方法，理清各種機構(gòu)間的關(guān)系及異同點。教學(xué)內(nèi)容要以技能和應(yīng)用作為準(zhǔn)繩，故本課程的主要教學(xué)方向是以項目為導(dǎo)向、以工程問題為驅(qū)動。教學(xué)內(nèi)容的重點應(yīng)突出技能的掌握和工程實際的應(yīng)用，故在教學(xué)過程中先以實際工程例子作為引導(dǎo)引入新的課程內(nèi)容，可提高學(xué)生主動思考、主動學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的思維。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)舉一反三，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行引申到工程問題，使學(xué)生保持學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同學(xué)，也加深或拓展學(xué)生的視野。在某一部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和行業(yè)實際情況提出一個或多個項目任務(wù)，教師進(jìn)行問題的引導(dǎo)與學(xué)生一起討論，最后指導(dǎo)學(xué)生完成項目的設(shè)計方案并實施方案。課程中齒輪設(shè)計、傳動設(shè)計、軸設(shè)計、軸承及聯(lián)軸器等零件的設(shè)計都可作為項目計劃內(nèi)容。學(xué)生完成項目計劃后可體驗到產(chǎn)品設(shè)計的真實過程，可增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信感。課程設(shè)計是本課程的重要教學(xué)內(nèi)容之一。課程設(shè)計題目應(yīng)該盡可能接近實際生產(chǎn)且題目形式應(yīng)多樣化。為了使學(xué)生不至于對課程設(shè)計有突兀感，可在課程之初將課程設(shè)計題目列表發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中，根據(jù)自己的興趣及能力選擇相應(yīng)的題目。這種方式可調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也可使課程設(shè)計過程更具開拓性和應(yīng)用性。教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)計題目，要根據(jù)不同專業(yè)、不同學(xué)習(xí)水平進(jìn)行調(diào)整。兩方面內(nèi)容均要體現(xiàn)專業(yè)的特點，也要與社會應(yīng)用和工程創(chuàng)新相結(jié)合。只要在教學(xué)過程中調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，使其主動地開展學(xué)習(xí)和思考，才能提高教學(xué)成效和促進(jìn)學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)的提高。
三、教學(xué)手段
1.利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)。
課程中涉及到許多對初學(xué)者較難理解的動態(tài)過程，如齒輪的傳動過程、齒輪的范成加工過程、帶傳動的打滑現(xiàn)象等。可采用多媒體教學(xué)的方法，將靜態(tài)的二維圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)的三維模型，使教學(xué)內(nèi)容變得直觀和生動，從而幫助學(xué)生快速理解和掌握機構(gòu)的運行原理及過程，也可彌補部分學(xué)生的理解能力不足或教師表達(dá)不充分的傳統(tǒng)教學(xué)不足之處。再者，教材所體現(xiàn)的是課程的經(jīng)典知識，可利用網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生了解教材上沒有體現(xiàn)而又能呈現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的前沿知識點或科技信息，可拓寬學(xué)生的眼界，并有助于學(xué)生對課程內(nèi)容興趣的提高。
2.實例教學(xué)。
應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)的教學(xué)以職業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位。可讓學(xué)生進(jìn)入機械加工中心，對典型實例機械設(shè)備進(jìn)行拆卸，讓學(xué)生直觀地了解各種機構(gòu)和零件在機械裝備中的工況，甚至可讓學(xué)生親自動手運轉(zhuǎn)機械，使學(xué)生將理論教學(xué)課學(xué)習(xí)的知識與實際機械的構(gòu)造進(jìn)行聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.討論式教學(xué)。
針對某一特定問題，如某一機構(gòu)的設(shè)計思路或某一工程問題，由教師進(jìn)行問題的引入，而教學(xué)過程以學(xué)生進(jìn)行分組討論為主體，各組分別由一人論述本組的解決思路或方案，其他組同學(xué)對提出的方案進(jìn)行評述其優(yōu)點或缺點以及改進(jìn)思路。最后由教師進(jìn)行點評各組方案的可行性及改進(jìn)思路。討論式教學(xué)是以學(xué)生為解決問題或提出設(shè)計思路方案的教學(xué)主體，教師充當(dāng)裁判員角色，這可提早歷練學(xué)生在實際工程中解決問題的發(fā)散性思維。
4.案例教學(xué)。
案例教學(xué)與討論類教學(xué)類似，不同點是案例教學(xué)以教師為主導(dǎo)。針對某一有典型特點的機械設(shè)計實例，由教師進(jìn)行循序漸進(jìn)地提出引導(dǎo)性問題，與學(xué)生進(jìn)行討論，并隨時對學(xué)生提出的觀點進(jìn)行評述。某一問題討論結(jié)束后，教師即刻提出下一引導(dǎo)問題，直至此機械設(shè)計的過程藍(lán)圖完全呈現(xiàn)。案例式教學(xué)也是歷練學(xué)生解決實際問題發(fā)散性思維，但教學(xué)過程要以工程上解決機械設(shè)計問題的思路為軸線，以讓學(xué)生了解實際工程問題的解決思路。
5.對比法教學(xué)。
本課程中涉及多種齒輪，如直齒輪、斜齒輪和錐齒輪；多種間歇運動機構(gòu)，如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)和不完全齒機構(gòu)等；多種傳動形式，如齒輪傳動與蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動等。這些機構(gòu)在結(jié)構(gòu)形式、受力分析和應(yīng)力分析等方面都具有相似性，可針對此種情況，為學(xué)生建立學(xué)習(xí)對比學(xué)習(xí)卡片，將類似機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、受力分析和應(yīng)力分析等進(jìn)行比較，并列出各自的不同點。學(xué)生利于此學(xué)習(xí)卡片，可清晰地對比相似機構(gòu)的異同點，從而有助學(xué)生對知識點的掌握。
四、考核手段
本課程一般采用閉卷考試對學(xué)生進(jìn)行考核，在此考核方式下，學(xué)生通常要記憶大量復(fù)雜公式而倍感厭煩，故閉卷考試并非最佳的考核方式。在閉卷考試不能完全改革的情況下，可增加其他考核方式的權(quán)重，以“應(yīng)用”作為考核學(xué)生的主要依據(jù)。
1.口頭考核：
教師結(jié)合教材內(nèi)容，提煉出多個理論知識點與工程應(yīng)用細(xì)節(jié)相結(jié)合的問題，針對學(xué)生的回答考核學(xué)生對理論知識的掌握和對實際問題的解決思路。此考核方式是針對討論式教學(xué)和案例教學(xué)的檢驗。
2.課程設(shè)計式考核：
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1、機械設(shè)計與制造就業(yè)方向：可從事計算機輔助設(shè)計與制造方面的產(chǎn)品設(shè)計、制造與開發(fā)、機械系統(tǒng)自動控制等方面的設(shè)計工程師、工藝師、CAD/CAM技術(shù)員、檢測維修、管理及銷售人員。
2、機械設(shè)計與制造主干學(xué)科主學(xué)力學(xué)、機械工程。 主要課程：工程力學(xué)、機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)、微型計算機原理及應(yīng)用、機械工程材料、制造技術(shù)基礎(chǔ)。 主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)，金工、電工、電子實習(xí)，認(rèn)識實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)，社會實踐，課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計（論文）等，一般應(yīng)安排40周以上。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計制造；工業(yè)設(shè)計；
應(yīng)用工業(yè)設(shè)計是人們?yōu)檫_(dá)到特定目標(biāo)開展的系列創(chuàng)造性設(shè)計，在設(shè)計過程中對美學(xué)以及工學(xué)進(jìn)行了有機的結(jié)合，對工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行實施的設(shè)計。面對當(dāng)前多元化的發(fā)展時期，對工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造的技術(shù)應(yīng)用發(fā)展愈來愈重要，通過從理論上加強工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造的研究分析，就能為實際技術(shù)應(yīng)用提供理論支持。
1工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)的聯(lián)系及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)的聯(lián)系分析
工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)之間存在著緊密的聯(lián)系，兩者的發(fā)展都能夠?qū)I(yè)化進(jìn)程產(chǎn)生促進(jìn)作用，為社會創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。在機械化設(shè)計制造技術(shù)的發(fā)展方面，能為工業(yè)設(shè)計提供技術(shù)層面的支持，這樣就能保障工業(yè)技術(shù)的規(guī)律性發(fā)展，成為工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中比較重要的元素。工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品要和實際的發(fā)展需求緊密結(jié)合，對大眾媒體的審美標(biāo)準(zhǔn)要相符合，對工業(yè)產(chǎn)品的實用性能得以保障，這樣就能為企業(yè)發(fā)展帶來經(jīng)濟(jì)效益[1]。工業(yè)設(shè)計的發(fā)展也能為機械設(shè)計制造技術(shù)的發(fā)展提供新的理念，從而促進(jìn)兩者共同的進(jìn)步。在當(dāng)前的社會進(jìn)一步發(fā)展背景下，人們在對工業(yè)設(shè)計的要求上也在發(fā)生著變化，對以人為本的理念愈來愈重視，通過對人們生活元素的研究，并在實際中加以應(yīng)用，對工業(yè)設(shè)計的優(yōu)化就有著積極促進(jìn)作用。工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)之間的聯(lián)系比較緊密，相互的支持，從而創(chuàng)造出更大的社會經(jīng)濟(jì)效益。
1.2工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造技術(shù)的發(fā)展過程中，在不同的時期也有著不同的現(xiàn)狀。工業(yè)革命后的工業(yè)設(shè)計發(fā)展比較迅速，而我國的工業(yè)設(shè)計發(fā)展的時間相對來說比較短，但是在近些年我國的經(jīng)濟(jì)水平以及技術(shù)水平的迅速提升下，工業(yè)設(shè)計的發(fā)展速度也得到了有效提升。已經(jīng)有諸多企業(yè)在將發(fā)展的注意力向著工業(yè)設(shè)計的方向轉(zhuǎn)變，在實體的投入方面，大量的人力以及財力也都融入到了工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中，這些都是工業(yè)設(shè)計進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。面對多元化的社會發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步離不開機械技術(shù)的支持。這對機械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展也有著促進(jìn)，機械設(shè)計制造技術(shù)涵蓋的內(nèi)容比較多，在產(chǎn)品的設(shè)計以及生產(chǎn)制造和售后服務(wù)等，都是其中比較重要的內(nèi)容[2]。我國在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展過程中，還有諸多層面有待加強和完善，尤其是自主產(chǎn)品的制造技術(shù)力量上比較薄弱，這些都需要進(jìn)一步加強。
2工業(yè)設(shè)計的特征體現(xiàn)和機械設(shè)計制造技術(shù)的應(yīng)用
2.1工業(yè)設(shè)計的特征體現(xiàn)
工業(yè)設(shè)計的發(fā)展過程中，已經(jīng)形成了比較突出的特征，這些特征體現(xiàn)在綜合性比較強層面。工業(yè)設(shè)計包含的內(nèi)容比較多，不僅是包含了工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計，同時在產(chǎn)品制造中問題的處理等也是重要內(nèi)容。工業(yè)設(shè)計的綜合性比較強，是技術(shù)和藝術(shù)的結(jié)合體。在當(dāng)前的理論進(jìn)一步深化化，工業(yè)設(shè)計的綜合性內(nèi)容還涉及到心理學(xué)以及社會學(xué)等相關(guān)內(nèi)容。工業(yè)設(shè)計的特征中，實踐性強也是比較突出的，能有效為人們提供舒適生活方式，通過工業(yè)設(shè)計對人們的日常生活需求的滿足有著保障[3]。工業(yè)設(shè)計的時代感特征也比較鮮明的呈現(xiàn)，不同時代背景下，工業(yè)設(shè)計都有著不同需求，所以在時代感強的特征上就鮮明的呈現(xiàn)出來。
2.2工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)的應(yīng)用
工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)在實際生產(chǎn)當(dāng)中進(jìn)行綜合性應(yīng)用，就能發(fā)揮其積極作用。兩者的相互影響以及相互促進(jìn)，就能對工業(yè)設(shè)計的完善性和制造技術(shù)的水平提高有著促進(jìn)作用。工業(yè)設(shè)計過程中，設(shè)計人員不斷的學(xué)習(xí)以及掌握機械設(shè)計制造的基礎(chǔ)知識，然后加以靈活的運行，保障工業(yè)設(shè)計的規(guī)范化。其中在工業(yè)設(shè)計的思路以及理念和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面都能進(jìn)行優(yōu)化，對設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量符合人們的實際需求[4]。為能保障工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的整體質(zhì)量水平提高，在和機械設(shè)計制造技術(shù)的有機融合下，就能保障設(shè)計的整體質(zhì)量水平提高，對實際的操作可行性就能得到有效保障。機械設(shè)計制造技術(shù)的應(yīng)用，對工業(yè)設(shè)計中的人機工程學(xué)知識的運用，就能有效保障機械設(shè)計以及制造技術(shù)的整體水平提高。將工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)在飽和發(fā)電機組的維修當(dāng)中加以應(yīng)用，就能發(fā)揮積極的作用，在對發(fā)電機組自身的機構(gòu)上有明確認(rèn)識，然后針對性的找到故障，在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)等方面的應(yīng)用，就要保障機組故障的有效解決。工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造技術(shù)在未來的發(fā)展應(yīng)用中，必將發(fā)揮其重要作用。工業(yè)設(shè)計的進(jìn)一步發(fā)展，就要在技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化基礎(chǔ)上來實現(xiàn)，而機械設(shè)計制造技術(shù)的優(yōu)化，對工業(yè)設(shè)計的水平提高就有著保障。我國在當(dāng)前的工業(yè)技術(shù)上有著很大進(jìn)步，但是在基礎(chǔ)性方面還需要進(jìn)一步加強，在機械技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用方面，作為重要技術(shù)，能有效節(jié)約人力資源以及財力資源等，對企業(yè)的發(fā)展提供良好技術(shù)支持[5]。工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)有著不同，在兩者進(jìn)行有機結(jié)合下，就要能充分重視方法的科學(xué)性。要積極建立有助于生產(chǎn)以及銷售的最佳方案，將環(huán)保放在首要位置，這樣才能進(jìn)一步的促進(jìn)工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
3結(jié)論
綜上所述，處在當(dāng)前的發(fā)展階段，對工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，就要從實際出發(fā)，在具體的設(shè)計發(fā)展方面能夠注重方法的科學(xué)性以及理念的創(chuàng)新運用。通過從理論上對工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)計制造技術(shù)的應(yīng)用研究分析，就能為實際的發(fā)展提供理論依據(jù)，促進(jìn)工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計制造技術(shù)的多元化發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計;高職教育;教學(xué)資源;教學(xué)法
【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)10―0076―03
引言
高等職業(yè)教育是高等教育的重要組成部分,是以培養(yǎng)具有一定理論知識和較強實踐能力,面向基層、生產(chǎn)、服務(wù)和管理第一線崗位的實用型、技能型人才為目的的教育[1]。機械設(shè)計基礎(chǔ)是高職教育機械系列課程中的一門主干課程,對于培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計和解決工程實際問題的能力發(fā)揮著重要的作用[2]。同時,它也是一門綜合性很強的課程,涉及到力學(xué)、機械原理和機械設(shè)計等多門課程的知識,是這些基礎(chǔ)知識的綜合體現(xiàn)和運用。目前,機械設(shè)計教學(xué)方法的研究已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注,見參考文獻(xiàn)[3-9]。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是將工程力學(xué)、機械原理和機械設(shè)計等課程分開來講,忽視了彼此之間的聯(lián)系,學(xué)生學(xué)完后難以將所學(xué)知識融合起來應(yīng)用于機械設(shè)計。高職機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的特點是重視應(yīng)用性教學(xué),強調(diào)知識的運用,降低理論的深度,對于公式、公理等推導(dǎo)、證明的理解、認(rèn)知不重要。教學(xué)內(nèi)容以“必須夠用”為原則,在不影響知識理解連貫性的前提下可以減略,以便學(xué)生集中精力掌握實用的結(jié)論,以解決實際設(shè)計問題[10]。針對傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題,結(jié)合高職教育的特點,提出了基于知識融合的機械設(shè)計教學(xué)法。以應(yīng)用為目的,本著優(yōu)化、適用、適度的原則,將工程力學(xué)、常用機構(gòu)、通用機械等教學(xué)內(nèi)容有機的融合,并開發(fā)了相應(yīng)的教學(xué)資源,運用后取得了良好的效果。
一 教學(xué)目標(biāo)
從高等職業(yè)教育培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)型人才的總目標(biāo)出發(fā),遵循“以應(yīng)用為目的”,“以必需、夠用為度”,“以掌握概念、強化應(yīng)用、培養(yǎng)技能為教學(xué)重點”的原則,提出了基于知識融合的機械設(shè)計教學(xué)法。傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)只是針對某一課程基礎(chǔ)知識的掌握,忽視了課程之間的交叉與聯(lián)系。不同的老師擔(dān)任不同的課程,學(xué)生可能在學(xué)習(xí)某一門課程時掌握得很好,但是在機械設(shè)計真正的應(yīng)用時,會感覺很迷茫,不知從哪里入手,所學(xué)的知識不能得以應(yīng)用。原因在于學(xué)生沒有從整體上把握機械設(shè)計的過程,所學(xué)的知識沒有融合在一塊,各自是孤立的。
機械產(chǎn)品的設(shè)計一般要經(jīng)過產(chǎn)品的規(guī)劃、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計等環(huán)節(jié)。通過學(xué)習(xí),學(xué)生不僅應(yīng)掌握一般機械產(chǎn)品設(shè)計所需的基本理論知識,還應(yīng)對機械系統(tǒng)有一個整體的認(rèn)識,并應(yīng)掌握機械產(chǎn)品設(shè)計的基本過程。基于知識融合的機械設(shè)計教學(xué)法打破傳統(tǒng)的工程力學(xué)、機械原理和機械設(shè)計基礎(chǔ)等課程的界限。將理論力學(xué)、材料力學(xué)、常用機構(gòu)和通用機械的知識相互融合,使力學(xué)的內(nèi)容滲透到常用機構(gòu)和通用機械以及與之相關(guān)的內(nèi)容中,理論與實踐緊密結(jié)合。不但使學(xué)生掌握機械設(shè)計所必需的基礎(chǔ)知識,包括常用機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動特性和工程力學(xué)方面的基本理論。更為重要的是使學(xué)生將所學(xué)的知識融匯貫通,對機械設(shè)計形成一個整體的認(rèn)識。超越各門課程之間界限,隨時能夠靈活熟練地運用所學(xué)的知識進(jìn)行機械產(chǎn)品的設(shè)計,具備一般通用機械的設(shè)計能力。培養(yǎng)學(xué)生建立初步的工程概念,對機械產(chǎn)品具有整體的概念和正確的設(shè)計思想,為解決實際問題打好基礎(chǔ)。
二 基于知識融合的機械設(shè)計教學(xué)法
在有限的學(xué)時內(nèi),合理取舍課堂教學(xué)內(nèi)容,是關(guān)系到能否真正實現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。高職院校的機械設(shè)計課程應(yīng)遵循以下的原則:精選重點和難點的內(nèi)容進(jìn)行詳解與指點,避免煩瑣公式的推導(dǎo)和易于自學(xué)的內(nèi)容占用過多的學(xué)時;拓寬學(xué)生的知識面,注重工程應(yīng)用,啟發(fā)學(xué)生舉一反三;注重機械學(xué)科發(fā)展,將機械學(xué)科的科研成果融入教學(xué),讓學(xué)生了解機械學(xué)科的新技術(shù)、新方法[3]。
以機械系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)為主線,突出工程意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),并將這一思想貫穿課程始終。從整體設(shè)計思想出發(fā),精簡煩瑣的公式推導(dǎo)及過時的工程方法,刪減各門課程重復(fù)交叉的內(nèi)容,實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的整體優(yōu)化。多年來機械原理和機械設(shè)計兩門課程的教學(xué)內(nèi)容基本變化不大,課程內(nèi)容自成體系,相互之間缺少銜接,存在內(nèi)容交叉和重復(fù)的問題。如齒輪傳動設(shè)計,歷來是機械原理和機械設(shè)計課程的重點內(nèi)容,由兩門課程分別講授,不但部分內(nèi)容重復(fù),且從設(shè)計的思維過程來看,有些內(nèi)容本來是緊密聯(lián)系的,卻被兩門課程所分割?；谥R融合的機械設(shè)計教學(xué)法打破傳統(tǒng)的工程力學(xué)、機械原理和機械設(shè)計基礎(chǔ)等課程的界限,將這些課程有機地融為一體,如圖1所示。
常用機構(gòu)及其傳動設(shè)計一般包括工作原理、運動設(shè)計、承載能力設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計四個方面的內(nèi)容,將這些內(nèi)容所涉及的基本理論進(jìn)行融合。首先學(xué)習(xí)工程實際中常用機構(gòu)和機械的有關(guān)力學(xué)方面的必要知識。包括力學(xué)模型的概念,對力學(xué)模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性質(zhì),平面一般力系平衡問題的解法。四種基本變形的內(nèi)力和應(yīng)力分析、強度計算,減速器軸的彎扭組合變形分析及強度計算等。在講授力學(xué)方面的知識時,將一些機械設(shè)計中的常用的機構(gòu)融匯進(jìn)來,對后面的機構(gòu)學(xué)習(xí)可以起到拋磚引玉的作用。同時,也讓學(xué)生學(xué)會了如何將力學(xué)知識應(yīng)用到機械設(shè)計中。再接著學(xué)習(xí)機械中常用機構(gòu)及通用零部件的類型、特點、工作原理、運動特性、工作能力設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、組合設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用等。在講授具體機構(gòu)及零部件設(shè)計計算時,針對具體機械的工況與技術(shù)要求,進(jìn)行力學(xué)性能的強度校核。又可以回顧以前所學(xué)的力學(xué)知識,真正做到知識的前后呼應(yīng),融會貫通。與目前的基于項目的教學(xué)法有異曲同工之妙。而原來的工程力學(xué)、機械原理和機械設(shè)計的課程是分開的,工程力學(xué)以受力分析為主,機械原理是以機構(gòu)的分析為主,機械設(shè)計是以零件的強度分析和繪制圖紙為主。各自獨立的課程配置使學(xué)生學(xué)習(xí)起來難以真正體會它們之間的聯(lián)系,相互之間的應(yīng)用就更無從談起。而機械產(chǎn)品的設(shè)計正是融合了多學(xué)科的知識,相互之間應(yīng)用起來更是融為一體,難以分割。
三 教學(xué)資源的開發(fā)
根據(jù)基于知識融合的機械設(shè)計教學(xué)法,編寫了機械設(shè)計基礎(chǔ)教材,制作了相應(yīng)的教學(xué)資源,如圖2所示。教材包括物體受力分析基礎(chǔ)、常用機構(gòu)、聯(lián)接、傳動件及傳動裝置、支承零部件五部分。物體受力分析基礎(chǔ)對物體所受力進(jìn)行了分析,介紹了平面力系和空間力系;常用機構(gòu)介紹了機構(gòu)運動簡圖和自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和其他常見機構(gòu);聯(lián)接主要介紹了聯(lián)接件的變形、螺紋連接、軸轂聯(lián)接、軸間連接和彈性聯(lián)接;傳動件及傳動裝置對齒輪傳動、蝸桿傳動、輪系、帶傳動和鏈傳動等傳動裝置的結(jié)構(gòu)、特點、應(yīng)用范圍及設(shè)計計算進(jìn)行闡述;支承零部件介紹了常用的支承零部件軸和軸承。
多媒體教學(xué)因其具有直觀性、動態(tài)性、可重復(fù)性、針對性、圖文并茂等優(yōu)點,為課堂教學(xué)打開了一幅別開生面的畫卷,日益受到廣大教師和學(xué)生的青睞。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程要求學(xué)生對機械傳動有較強的感官認(rèn)識,懂得各種機構(gòu)運動的原理和動作的順序,而這些單憑黑板上講解是掌握不了的,必須通過實物演示或?qū)嶒灢僮鞑拍塬@得。以螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受力分析為例。如圖3所示為螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受力分析,包含了預(yù)緊前、預(yù)緊和受載三個狀態(tài)。上面有正常加載、超常加載、加載和卸載四個按鈕,當(dāng)點擊其中的任一按鈕時,在右邊力的坐標(biāo)系中可以顯示力的變化情況,同時受載狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖中也可模擬結(jié)構(gòu)實際的變化情況。如圖4所示,即為點擊超常加載按鈕的模擬情況,不但在力的坐標(biāo)系中顯示了此時力的大小,而且可以在螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的實際變化情況。其圖文聲像并茂等優(yōu)勢能將教學(xué)中抽象、陌生的知識直觀化、形象化,創(chuàng)建出生動的表象,增大課堂信息量,活躍氣氛,有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性,獲得較好的教學(xué)效果。
四 結(jié)論
機械設(shè)計課程有著其他課程不能替代的作用,這是由課程的性質(zhì)、任務(wù)、地位和內(nèi)容決定的。針對傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題,結(jié)合高等職業(yè)技術(shù)教育的特點,提出了基于知識融合的機械設(shè)計教學(xué)法,以應(yīng)用為目的,本著優(yōu)化、適用、適度的原則,將多科目基礎(chǔ)課程內(nèi)容融合。完善整個機械設(shè)計過程所必要的基本知識和基本理論,增加基本設(shè)計方法和實踐性內(nèi)容。著力體現(xiàn)了高等職業(yè)教育的特色,有利于提高學(xué)生認(rèn)識問題和解決問題的能力。編寫了機械設(shè)計基礎(chǔ)教材,制作了相應(yīng)的多媒體教學(xué)資源,在教學(xué)中進(jìn)行了實際應(yīng)用,取得了良好的效果,具有重要的實際應(yīng)用和廣闊的推廣價值。
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機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程改革的迫切性，為了解決上面的問題,為社會培養(yǎng)更多的機械工程專業(yè)人才,必須對專業(yè)進(jìn)行改革。最早的機械設(shè)計制造以其自動化專業(yè)不是這個名字,是由石油礦場機械到機械設(shè)計及制造專業(yè),然后再和機械工程專業(yè)合二為一,才有了現(xiàn)在的名字。其實經(jīng)過一系列的改革,雖然課程不斷完善,但是還是不夠健全?，F(xiàn)階段,如何解決課程專業(yè)面過窄、教學(xué)模式機械化、教學(xué)內(nèi)容單一等問題,是現(xiàn)在專業(yè)改革迫切要解決的問題。
2本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)
高校教育的目的是培養(yǎng)整體高能力與高素質(zhì)的人才。高素質(zhì)人才必須身心素質(zhì)、工程素質(zhì)、科技素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)、思想品德素質(zhì)都很強?，F(xiàn)在高校機械工程教育的主要目標(biāo)是:把課程中的科學(xué)技術(shù)變成生產(chǎn)力的機械工程技術(shù)人才。專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)我國現(xiàn)階段建設(shè)需要的人才,他們必須德智體美全面發(fā)展,而且專業(yè)知識過硬,可以從事機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計制造的人才。
3技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革方案
現(xiàn)階段,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快,機械技術(shù)也不例外,從積雪產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度就可以看出。主要是因為新材料發(fā)展、新設(shè)計理論、新制造技術(shù)綜合發(fā)展造成的。所以,機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)主要教程是材料工程、設(shè)計、制造,其次是外延課程。本文主要對課程進(jìn)行分析,不僅對整體課程體系進(jìn)行了分析,還對專業(yè)課程和技術(shù)課程進(jìn)行了分析,冰箱制定了改革方案,下面講解一下。
3.1技術(shù)課程的分類
教育部針對高等學(xué)校專業(yè)教學(xué)頒發(fā)了《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》,其中對于機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)有了相關(guān)規(guī)定,并且把專業(yè)進(jìn)行分類。其實大學(xué)生的類型不一樣,培養(yǎng)的方向也是不一樣的。每一個分類的教學(xué)課程是不同的,因為不同分類的人才起到的作用與地位是不同的。還有,對自動化專業(yè)的人才進(jìn)行了分析,主要是從道德、知識、能力三方面著手分析的,然后制定相對應(yīng)的模塊。技術(shù)課程分為五大類,包括計算機應(yīng)用、測試控制技術(shù)、電、制造技術(shù)、機械設(shè)計。主要是根基整體課程、培養(yǎng)方案、培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行分類的,技術(shù)課程的分類把材料、設(shè)計、制造與外延課程結(jié)合在一起,而且每一類的學(xué)分占有的比重不同,計算機應(yīng)用和測試控制都為五點五一,電位三點七六,制造技術(shù)為三點五一,機械設(shè)計占有的比重做大,為五十三。
3.2教法與學(xué)法“一體化”體系構(gòu)建
分析自動化專業(yè)教學(xué)課程,總結(jié)概括出自動化教學(xué)課程的類型,把課程體系根據(jù)類型分為三類目標(biāo),既道德養(yǎng)成目標(biāo)、知識教授目標(biāo)、能力培養(yǎng)目標(biāo)。為老師制定教學(xué)方法體系,也就是三大類目標(biāo)各自采用的教學(xué)方法。為學(xué)生制定學(xué)習(xí)方法體系,也就是什么方法可以使自己充分理解老師教授的內(nèi)容。教法與學(xué)法結(jié)合在一些的設(shè)計依據(jù)是各種課程之間的聯(lián)系,理論和實踐的結(jié)合。教師教學(xué)方法主要有三個方面,用自己的言行影響學(xué)生、示范、講解。每一種方法運用的模塊是不同的,用自己的言行影響學(xué)生方法主要用于道德教學(xué)中。講解法只要用于知識模塊,教師用這種方法要適當(dāng),不能不管什么內(nèi)容都一一講解給學(xué)生聽,這樣學(xué)生分不清請重點,很難吸收。要少講,從全部知識中找到精華部分傳授給學(xué)生,讓學(xué)生吸取最有價值的知識。示范主要用于專業(yè)技能教學(xué)中。各大高等學(xué)校對于機械自動化專業(yè)的課程體系不同的。其實這樣是不合理的,因為我國教育部對于他們有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),高等院校制定專業(yè)課程體系要根據(jù)國家教育部制定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這樣我國高校教學(xué)目標(biāo)才能夠統(tǒng)一。
3.3專業(yè)課程的改革
專業(yè)課程分為兩大類,主要是專業(yè)任選課與專業(yè)限選課。任選課是供學(xué)生自由選擇的課程,而限選課是必須要學(xué)習(xí)的課程。主要是為了學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,可以向關(guān)聯(lián)學(xué)科拓展,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。限選課占有的比重為五點零一,任選課為三點零。
3.4改革后的系列課程特點
上面對于課程改革的內(nèi)容、學(xué)分進(jìn)行了講解,通過對比可以看出,改革后的課程特點如下A總體的學(xué)習(xí)時間減少,技術(shù)課程的學(xué)習(xí)時間占有的比例一如既往的高,而專業(yè)課程的學(xué)習(xí)時間比重卻減少很多。B很好幾類課程的重要性在學(xué)分中得到體現(xiàn),比如計算機應(yīng)用類課程的學(xué)分占有的比重為一百零三,測控類占有的比重為八十三點七,電類占有的比重為三十八點七。C為了確保教學(xué)質(zhì)量,對于一些教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革,制造類與設(shè)計類的課程為主要改革目標(biāo)。主要體現(xiàn)在教學(xué)手段與教學(xué)方法上的變化。增加了多媒體與電化教學(xué),對內(nèi)容進(jìn)行了重新組合和完善。制造類與設(shè)計類雖然占總體學(xué)分的比重還是比較高,但是比例卻下降了很多,制造類減少了二十八點二,而設(shè)計類降低了十六點八。D專業(yè)課程調(diào)整比較大,雖然原有機械專業(yè)的特色還在,但是已經(jīng)看不出原有專業(yè)的模樣,專業(yè)面越來越廣。
4改革效果
改革進(jìn)行了六年,現(xiàn)在已經(jīng)形成已經(jīng)形成三大類課程方案,分別為專業(yè)課程、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程、技術(shù)課程方案,而且這三類課程方案比原來的課程更加合理,更加完善,更加系統(tǒng)。改革后的課程體系和方案與教育部對于專業(yè)的要求是相同的。而且改革方案已經(jīng)在一些學(xué)校進(jìn)行了實驗,實驗結(jié)果非常滿意,制定的教學(xué)方案與培養(yǎng)方案都大大提高了教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生的專業(yè)面,為社會培養(yǎng)了創(chuàng)新能力強、專業(yè)能力強的人才。A學(xué)生不僅理論知識和知識面得到提高,而且還了解了一些關(guān)聯(lián)學(xué)科知識。懂得多種學(xué)科之間知識結(jié)合,創(chuàng)新能力得到了提高。最近幾年,在校生研究的越來越多,考研的人數(shù)與理論知識競賽獲獎?wù)叩脑黾?都可以改革課程對于學(xué)生的影響程度。B學(xué)生計算機應(yīng)用能力越來越強。現(xiàn)在社會,計算機技術(shù)迅速發(fā)展,從而導(dǎo)致了計算機應(yīng)用的范圍越來越廣。計算機應(yīng)用能力的強弱關(guān)系工作能力的強弱。兩千年以后,機械設(shè)計畢業(yè)論文,學(xué)生都是運用計算機進(jìn)行設(shè)計的,從這一點可以看出,學(xué)生運用計算機進(jìn)行輔助設(shè)計越來越多,也表明學(xué)生的專業(yè)面越來越廣。C學(xué)生綜合能力越來越高。從各大高校的畢業(yè)論文可以看出,參加科研項目的人數(shù)增加,而且科研項目難度和水平增強,從而導(dǎo)致學(xué)生設(shè)計的畢業(yè)論文專業(yè)度越來越高。大學(xué)生畢業(yè)后從事的工作不只局限于機械行業(yè),很多相關(guān)行業(yè)都可以看到機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的身影。
5結(jié)語
機械工程專業(yè)主要課程
主要課程：主干學(xué)科：力學(xué)、機械工程主要課程：工程力學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、工程熱力學(xué)、現(xiàn)代控制理論、材料加工工藝與設(shè)備、測試技術(shù)、計算機系列課程、經(jīng)營與管理、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)理論課程。
主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)、金工、電工、電子實習(xí)、認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、社會實踐、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計(論文)等，一般應(yīng)安排40周以上。
主干學(xué)科：力學(xué)、機械工程。
機械工程專業(yè)就業(yè)方向
國家有關(guān)部門、科研院所、高等院校、企業(yè)、高新技術(shù)公司應(yīng)用CAD及分析軟件從事各種機電產(chǎn)品及機電自動控制系統(tǒng)及設(shè)備的研究、設(shè)計、制造，如：進(jìn)行工業(yè)機器人、微機電系統(tǒng)、智能裝置等高新技術(shù)產(chǎn)品與系統(tǒng)的設(shè)計、制造、開發(fā)、試驗與研究工作。
從事行業(yè)：
畢業(yè)后主要在機械、儀器儀表、新能源等行業(yè)工作，大致如下：
1、機械/設(shè)備/重工;
2、儀器儀表/工業(yè)自動化;
3、新能源;
4、電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路;
5、汽車及零配件;
6、其他行業(yè);
7、計算機軟件;
8、原材料和加工。
從事崗位：
畢業(yè)后主要從事機械工程師、高級機械工程師、結(jié)構(gòu)工程師等工作，大致如下：
1、機械工程師;
2、高級機械工程師;
3、結(jié)構(gòu)工程師;
4、自動化機械工程師;
5、電氣工程師;
6、機械設(shè)計工程師;
7、助理機械工程師;
8、模具工程師。
機械工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
論文摘 要：圍繞“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求，以提高機械專業(yè)高校畢業(yè)生的社會適應(yīng)性為培養(yǎng)目標(biāo)，針對現(xiàn)代機械設(shè)計系列課程的特點，從教學(xué)計劃的修訂、課程體系的設(shè)置、教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變以及工程素養(yǎng)的鍛煉等方面對卓越機械工程師人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了研究與探索。
隨著知識經(jīng)濟(jì)的到來和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，社會上對人才的需求產(chǎn)生了很大變化，用人單位對高校畢業(yè)生的社會適應(yīng)性提出了越來越高的要求，更加強調(diào)實踐能力和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。所以為了順應(yīng)國際發(fā)展趨勢，適應(yīng)國家工業(yè)、企業(yè)需求，增強我國核心競爭力，建設(shè)創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路，2010年6月23日，教育部在天津召開“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動會，聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)會，共同實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，主要目的就在于培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，目前教育部已經(jīng)批準(zhǔn)61所高校為第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校。
對于機械專業(yè)的畢業(yè)生而言，不僅要培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的能力，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力、思維開創(chuàng)性和創(chuàng)新性等能力。所以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”明確要求行業(yè)和企業(yè)必須要深度參與人才的培養(yǎng)過程，學(xué)校也要按照機械行業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)來培養(yǎng)工程人才，同時要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，以提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和社會適應(yīng)性。在機械工程專業(yè)的培養(yǎng)方案與計劃中，現(xiàn)代機械設(shè)計系列課程毫無疑問是與工程實際與工程應(yīng)用聯(lián)系最為緊密的課程，也是將來對機械專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力和社會適應(yīng)性影響最大的主干課程，課程包括材料力學(xué)、工程力學(xué)、有限元分析、機械振動、機械設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計與理論、機械結(jié)構(gòu)測試與分析等，這類課程不僅是機械工程專業(yè)本科生與研究生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代設(shè)計方法與工程技術(shù)的重要組成部分，更是非常重要的培養(yǎng)學(xué)生科研水平與實踐應(yīng)用能力的系列課程。課程的培養(yǎng)方案、教學(xué)計劃以及教學(xué)方式嚴(yán)重影響機械專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，也直接影響機械專業(yè)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的成敗與實施效果。
1 利用教學(xué)計劃修訂的契機完善課程體系的設(shè)置
培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃是高校根據(jù)不同層次不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格所制定的實施人才培養(yǎng)活動的具體方案，一般包括課程體系、教學(xué)計劃、課程教學(xué)大綱等，其核心是課程體系。高校在編制或修訂機械工程專業(yè)的培養(yǎng)方案時，在課程體系的設(shè)計上，要針對社會對機械專業(yè)人才的需求，面向行業(yè)、企業(yè)和現(xiàn)實社會生活，既要注重傳統(tǒng)基礎(chǔ)理論的夯實和前沿專業(yè)科技的發(fā)展，又要注重學(xué)科與課程的系統(tǒng)性和專業(yè)課程的教學(xué)實踐性，還要圍繞企業(yè)的需求和市場的變化，始終保持對市場和企業(yè)的高敏感度，強調(diào)企業(yè)對學(xué)生具備的職業(yè)能力的要求，突出社會對學(xué)生具備的基本素質(zhì)的培育。所以新的機械專業(yè)課程體系，需要對機械設(shè)計系列課程的設(shè)置與安排，作較大的調(diào)整，增加開設(shè)實驗應(yīng)力分析、有限元分析、機械振動、機械結(jié)構(gòu)的測試分析以及優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計類的重要課程，以保證學(xué)生接受到系統(tǒng)全面的現(xiàn)代機械設(shè)計方面的理論和方法，掌握最新的測試技術(shù)與分析手段，使學(xué)生在畢業(yè)后的短時間內(nèi)，就能夠獨當(dāng)一面地運用現(xiàn)代的設(shè)計方法和計算、測試手段解決企業(yè)面臨的具體工程。現(xiàn)代設(shè)計的技術(shù)和方法對學(xué)生的實踐性和動手能力要求較高，所以還要增加實踐教學(xué)所占學(xué)時的比例，安排足夠的時間或較多的機會讓學(xué)生接觸到社會或企業(yè)，以加強專業(yè)技能技巧的實際訓(xùn)練（即職業(yè)訓(xùn)練），培養(yǎng)動手能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，提高實際工作能力，以便一進(jìn)入社會就能很快上手，縮短適應(yīng)時間。
2 利用研究型教學(xué)的機會改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式
研究型教學(xué)是教師在教學(xué)過程中通過優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，建立一種基于研究探索的學(xué)習(xí)模式。研究型教學(xué)模式將學(xué)習(xí)、研究、實踐有機結(jié)合起來，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使學(xué)生能創(chuàng)造性地運用知識和能力，在主動探索、主動思考、主動實踐的研究過程中，自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的一種教學(xué)模式。在研究型教學(xué)中，教師的職能將由“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”。課堂教學(xué)方面，由傳統(tǒng)的單向灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)互動式，要引導(dǎo)學(xué)生自主探究和體驗新知識；課外教學(xué)方面，將教學(xué)與實際結(jié)合起來，通過親身實踐，擴(kuò)大知識視野，獲得科學(xué)研究的基本訓(xùn)練和研究技能。
機械設(shè)計系列課程研究型教學(xué)的關(guān)鍵是圍繞“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，培養(yǎng)具有較強的工程素養(yǎng)、工程應(yīng)用能力和實踐動手能力的機械工程師。所以在理論教學(xué)過程中，一方面保證理論體系的完整性；另一方面要提高多媒體課件的質(zhì)量，課件中要增加具體的工程實例，注重引導(dǎo)學(xué)生注意身邊的工程問題，鼓勵學(xué)生參與提煉工程主題，并將教學(xué)重點內(nèi)容提煉成具體的工程主題，引導(dǎo)學(xué)展開課堂討論，并根據(jù)所學(xué)的知識提出解決問題的方法，這樣可以將抽象的理論與具體的工程背景結(jié)合，使抽象的工程問題變得豐滿有趣，從而強化學(xué)生的工程概念與背景。在實踐教學(xué)過程中，要想方設(shè)法創(chuàng)造條件和機會讓本科生走進(jìn)企業(yè)，讓碩士生進(jìn)入研究生工作站。目前第一批參與“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的高校普遍提出校企聯(lián)合培養(yǎng)工程技術(shù)人才的模式，讓學(xué)生有半年以上的時間在企業(yè)實習(xí)或參加社會實踐，學(xué)生在企業(yè)的學(xué)習(xí)任務(wù)主要是培養(yǎng)他們的工程實踐能力，養(yǎng)成工程創(chuàng)新的意識。在企業(yè)學(xué)習(xí)階段安排的教學(xué)環(huán)節(jié)包括認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、部分基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等，甚至還可以讓學(xué)生在企業(yè)進(jìn)行1周至3個月的中短期課程學(xué)習(xí)或者工程實踐。這種校企合作培養(yǎng)的做法基本與歐洲應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的培養(yǎng)模式相似，可以使畢業(yè)生將來能夠很快的適應(yīng)社會、適應(yīng)工作崗位，從而減少畢業(yè)后重新培訓(xùn)與學(xué)習(xí)的時間，縮短適應(yīng)周期。
3 利用參與項目的機會培養(yǎng)學(xué)生的工程背景與素養(yǎng)
目前很多機械專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)入工作單位，都需要較長時間的重新學(xué)習(xí)與適應(yīng)，才能具備基本的工程素養(yǎng)與概念，還要再經(jīng)過更長時間的鍛煉才能具有現(xiàn)代設(shè)計的科研能力與水平，才能獨立開展科學(xué)研究和解決具體的工程實際問題。這個過程往往需要2～5年的時間，使得企業(yè)既浪費人力又浪費財力。造成如此現(xiàn)狀的原因主要在于學(xué)生參與的項目或課題很少，不能真正將學(xué)到的知識應(yīng)用于解決具體的工程問題，所以在學(xué)校學(xué)習(xí)階段，需要注重讓學(xué)生參加項目或課題的鍛煉。
學(xué)生可以參與項目是廣義的、多種多樣的，可以是老師所研究縱向和橫向項目的子課題，可以是學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計與論文，可以是教學(xué)過程中提煉出來的工程實例，也可以是學(xué)生在企業(yè)實習(xí)或?qū)嵺`中發(fā)現(xiàn)的工程問題，還可以是生活中與專業(yè)知識有關(guān)的現(xiàn)象，甚至可以參與博碩士研究生的研究課題等等。很多大學(xué)正在實施的“研本1+1引領(lǐng)計劃”，就是研究生根據(jù)自己的專業(yè)知識、研究方向和經(jīng)歷對本科生進(jìn)行一對一的引領(lǐng)，實現(xiàn)對本科生在科技創(chuàng)新和社會實踐的引導(dǎo)。
針對學(xué)生的不同學(xué)習(xí)階段，通過自主選題或?qū)熋}的方式布置與工程實際相關(guān)的一系列項目，把學(xué)生分成若干小組，以組建學(xué)習(xí)小組的形式讓學(xué)生共同進(jìn)行課題的研究，每一小組承擔(dān)相關(guān)的子課題。在教師和研究生的指導(dǎo)下，各小組的學(xué)生經(jīng)過文獻(xiàn)資料的查閱、研究方案的討論、導(dǎo)師的定期輔導(dǎo)、學(xué)生做演示文稿匯報等過程后，獨立或半獨立地進(jìn)行理論分析、實驗測試、仿真計算以及優(yōu)化設(shè)計，最后撰寫課題研究報告并總結(jié)研究的方法與成果，從而系統(tǒng)全面地完成課題的研究工作并以成果的形式予以展現(xiàn)。這一培養(yǎng)過程的顯著特點是將學(xué)生的選擇項目與工程應(yīng)用、生產(chǎn)實際、日常生活緊密接軌，不但能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與解決問題的能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的“團(tuán)隊意識”與交流合作的素質(zhì)。最為重要的是，可以通過具體的工程課題，讓學(xué)生得到完整與系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，這也是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的核心。
4 利用大學(xué)生第二課堂培養(yǎng)創(chuàng)新意識和動手能力
大學(xué)生第二課堂是培養(yǎng)“卓越工程師”的主陣地，也是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識和動手能力的主課堂，對拓展學(xué)生的綜合素質(zhì)起到非常重要的作用。學(xué)生可以選擇參加科技競賽、、參加講座、申報專利、參加科研課題等多種方式來鍛煉自己。
對于機械專業(yè)學(xué)生來說，組織他們參加各種職業(yè)資格考試，例如見習(xí)工程師培訓(xùn)與考試，可以使學(xué)生掌握現(xiàn)代的設(shè)計理念和先進(jìn)的工程設(shè)計與研究方法，增加相關(guān)行業(yè)的基本知識與技能；支持他們參與各級各類的競賽活動，如“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、電子設(shè)計競賽、機械設(shè)計創(chuàng)新大賽、全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽、英語演講比賽等各級各類競賽，可以調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生潛能，展示學(xué)生的才能；鼓勵他們走進(jìn)開放的工程力學(xué)與現(xiàn)代測試分析實驗室，為學(xué)生設(shè)計若干綜合性和研究型的實驗，在實驗室中培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生使用使用測量設(shè)備與儀器的能力；吸引他們進(jìn)入研究生工作室和機械結(jié)構(gòu)分析研究中心，為學(xué)生提供有限元分析軟件、優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代的分析手段，使學(xué)生掌握先進(jìn)的機械設(shè)計與分析方法；最后，讓學(xué)生參加教師與研究生的項目與課題，提供他們走進(jìn)企業(yè)的機會，參加工程項目的測試、分析與優(yōu)化等綜合型的研究工作，從而增強學(xué)生的工程概念與意識，提高與鍛煉學(xué)生解決工程實際問題的能力，最終提高學(xué)生的社會適應(yīng)性，成為合格的卓越機械工程師。
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（龍巖學(xué)院 機電工程學(xué)院，福建 龍巖 364012）
摘 要：本文分析了機械專業(yè)實驗室建設(shè)的背景與現(xiàn)狀，然后對機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)創(chuàng)新的預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行概括，最后提出了提高實驗室建設(shè)水平的幾點對策.
關(guān)鍵詞 ：機械原理；機械設(shè)計；實驗室建設(shè)
中圖分類號：G48；G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-260X（2015）08-0215-02
在高校教學(xué)改革的背景之下，實驗室在整個教育教學(xué)活動的重要意義得到了進(jìn)一步的凸顯.甚至可以說，高校各個專業(yè)實驗室的建設(shè)情況將直接決定著本專業(yè)的教學(xué)能力以及高校綜合教育實力.加強有關(guān)機械原理以及機械設(shè)計實驗室建設(shè)工作是逐步實現(xiàn)創(chuàng)新教育目標(biāo)，培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型人才的重要內(nèi)容，也是突出當(dāng)前實驗教學(xué)工作全新要求與特點的重要手段.本文即圍繞機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析與探討.
1 機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)背景及現(xiàn)狀
以前的機械設(shè)計課程實驗大多是驗證性的試驗，只偏重于一些幾何參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)的測定和分析.這些實驗對學(xué)生掌握課堂中所學(xué)的基本概念，加深理解一些基本原理具有顯著的效果，但這些實驗作為課程教學(xué)的一部分，在培養(yǎng)學(xué)生初步具有擬定機械運動方案，分析和設(shè)計新機構(gòu)的能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與動手能力方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠.具體而言，當(dāng)前機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)方面還存在以下幾個方面的問題：
1.1 實驗設(shè)備相對缺乏，無法開展系統(tǒng)性的實驗訓(xùn)練
當(dāng)前，高校所配備的機械專業(yè)實驗室與國際一流水平高校機械專業(yè)實驗室之間的差距仍然是非常大的.由于在實驗設(shè)備的配置上存在局限性，因此導(dǎo)致機械專業(yè)的學(xué)生喪失了部分動手訓(xùn)練與實踐的機會.很多實驗都純粹以教學(xué)教材所涉及到的理論知識要求進(jìn)行配置，實驗主要內(nèi)容圍繞著課堂中所學(xué)的基本概念開展，屬于驗證性試驗，雖然能夠幫助學(xué)生認(rèn)識相關(guān)概念與理論，但在提高學(xué)生分析思考能力，啟發(fā)創(chuàng)新、發(fā)散思維能力方面缺乏促進(jìn)作用，不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng).
1.2 實驗類型過于單一，較少涉及到綜合性知識實踐
目前高校機械原理以及機械設(shè)計實驗室中雖然圍繞教學(xué)需求配置了一定數(shù)量的實驗裝置與設(shè)備，但設(shè)備配套比較局限，能夠開展的實驗內(nèi)容以及類型過于單一，無法幫助學(xué)生靈活應(yīng)用機械原理以及機械設(shè)計方面的相關(guān)知識.
2 機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)預(yù)期目標(biāo)
在機械原理以及機械設(shè)計實驗室的建設(shè)創(chuàng)新過程當(dāng)中，必須針對當(dāng)前實驗室建設(shè)中存在的問題，采取一系列有針對性的創(chuàng)新建設(shè)策略與方法，克服機械專業(yè)實驗室中存在的缺點與局限性，使機械原理、機械設(shè)計課程理論知識能夠更好的與實驗實踐相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生參與機械原理、機械設(shè)計相關(guān)知識學(xué)習(xí)的主動性，由被動的學(xué)習(xí)、實驗?zāi)Ｊ睫D(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?、?chuàng)新的實驗實踐模式.
因此，在有關(guān)機械原理以及機械設(shè)計實驗室建設(shè)創(chuàng)新的過程當(dāng)中，預(yù)期目標(biāo)應(yīng)當(dāng)設(shè)置為：從實驗室操作環(huán)節(jié)入手，以機械專業(yè)基礎(chǔ)、經(jīng)典理論為依托，促進(jìn)實踐性知識的合理應(yīng)用，展示本專業(yè)領(lǐng)域最新的設(shè)計方法，實現(xiàn)分析、綜合、轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)模型與程序.從機械原理與機械設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容的安排上來說，實驗室建設(shè)中的具體目標(biāo)如下表所示（見表1）.
3 機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)水平的提高策略
高校機械原理以及機械設(shè)計實驗室需要同時負(fù)擔(dān)各個年級段本科生的實驗教學(xué)任務(wù)，同時也需要為學(xué)生畢業(yè)論文的研究提供基礎(chǔ)支持，當(dāng)然也是高校教師進(jìn)行科研活動的主要場所.因此，實驗室建設(shè)中，設(shè)備配置必須在滿足常規(guī)教學(xué)需求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加實驗臺臺數(shù)以及實驗設(shè)備的專業(yè)性，促進(jìn)學(xué)生綜合實踐能力的提升.具體措施有：
3.1 構(gòu)建分層機械原理、機械設(shè)計實驗室體系
根據(jù)高校在機械原理以及機械設(shè)計教學(xué)開展中的實際內(nèi)容與實驗要求，構(gòu)建三層實驗室體系，不同層次實驗室滿足不同實驗需求.
第一實驗室設(shè)置機械零件、機械原理和機械創(chuàng)新展示柜，每組展示柜至少需要配備10個或以上的單體陳列柜.展柜中的模型可實現(xiàn)點動或順序控制運動演示，并配有錄音講解及運動簡圖和文字說明，具有形象直觀的特點.組建該實驗室的目的是將部分基本教學(xué)內(nèi)容利用實物模型進(jìn)行教學(xué).通過對該實驗室資源的應(yīng)用，能夠為本專業(yè)學(xué)生提供認(rèn)知依據(jù)，同時也是課外科技創(chuàng)新活動開展的知識基礎(chǔ).
第二實驗室設(shè)置機構(gòu)模型、齒輪范成儀、齒輪減速器和插齒機模型4種設(shè)備或器材，可完成機構(gòu)運動簡圖的繪制、齒輪范成、減速器的裝拆3個基礎(chǔ)性必選實驗項目和為學(xué)員演示齒輪的插齒過程.本實驗室的主要功能是為本專業(yè)學(xué)生的實操作與理論驗證、分析提供支持，使學(xué)生能夠通過實驗加深對機構(gòu)組成原理的認(rèn)識，對機構(gòu)運動特性有一個全面的把握.
第三實驗室是具有現(xiàn)代化水平的實驗室，滑動軸承、皮帶傳動、螺栓連接、動平衡和波動調(diào)速5類實驗臺均安裝測試卡，可以對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄、實驗結(jié)果進(jìn)行結(jié)算分析，在發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力方面有重要價值.
3.2 具體建設(shè)策略
第一，滿足平面機構(gòu)及其可視化實驗的創(chuàng)新建設(shè)：在有關(guān)平面機構(gòu)及其可視化的實驗過程當(dāng)中，實驗室需要配備4臺同型號的PC電腦，8套同等規(guī)格的實驗臺，每個實驗臺上需要配備1套完整的機構(gòu)模型.以上配置標(biāo)準(zhǔn)下，可以通過設(shè)計與并接的方式使平面機構(gòu)傳感系統(tǒng)實現(xiàn)不同類型以及不同方式的運動.同時，實驗臺在建設(shè)過程當(dāng)中可以于主要構(gòu)件中設(shè)置出安裝傳感器的對應(yīng)位置，同時添加與之相對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件以及數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng).通過對以上模塊的綜合應(yīng)用，分析在平面機構(gòu)運動過程當(dāng)中參數(shù)變化所對應(yīng)的系列曲線，進(jìn)而分析數(shù)據(jù)，掌握不同類別機構(gòu)在特定條件下運動所產(chǎn)生的規(guī)律.依照上述方式所建設(shè)的實驗室還能夠通過分析加速度、位移，以及速度等基本要素的方式，掌握運動構(gòu)件的主要特點，幫助學(xué)生更好的認(rèn)識機械原理，掌握機械設(shè)計要點.
第二，有關(guān)運動方案組合實驗的創(chuàng)新建設(shè)：在有關(guān)運動方案的組合實驗過程當(dāng)中，實驗室可以嘗試引入已經(jīng)獲得國家專利的產(chǎn)品，如創(chuàng)新機構(gòu)組合實驗臺等，至少配置2臺，實驗臺中包括低副桿組以及高副桿組，同時也包括組成以上桿組的各種機架、構(gòu)件等.通過這些設(shè)置，能夠使曲柄滑塊機構(gòu)與連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、以及間歇運動機構(gòu)等相互拼接，除此以外還能夠使由渦輪蝸桿、帶傳動、以及鏈傳動所形成的傳統(tǒng)平面有機、交叉組合，構(gòu)成一個完整的機械傳動系統(tǒng)以及組織結(jié)構(gòu)，在與齒輪齒條傳動箱結(jié)合的基礎(chǔ)之上，通過連接電機以及帶傳統(tǒng)的方式使拼接機構(gòu)能夠有效、且及時的響應(yīng)動作指令，執(zhí)行可靠動作.在這種配置方案下，學(xué)生能夠更好清楚的掌握運動機構(gòu)組成這一部分知識的了解程度，通過對實際的機構(gòu)組成方案的觀察，進(jìn)行學(xué)習(xí)與標(biāo)識，同時通過實驗的方式培養(yǎng)學(xué)生在工程實訓(xùn)方面的動手能力，促進(jìn)學(xué)生設(shè)計思維的提高以及綜合實踐設(shè)計能力的提升.教師也可以按照以上操作方法完成拼接實驗，并對實驗臺整個運動機構(gòu)的運動情況進(jìn)行觀察，從而對運動機構(gòu)方案的科學(xué)性以及可行性進(jìn)行及時檢驗.
第三，針對軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗的創(chuàng)新建設(shè)：在實驗室建設(shè)過程當(dāng)中可以配置具有創(chuàng)意組合特點的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計試驗箱，通過引入軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計試驗箱的方式，使學(xué)生能夠更加直觀與準(zhǔn)確的掌握軸系方面的知識結(jié)構(gòu).一般來說，一套完整的軸系結(jié)構(gòu)試驗箱包含八類，百余個零件.若能夠在實驗室建設(shè)過程當(dāng)中滿足以上標(biāo)準(zhǔn)，則能夠使實驗室的配置完全滿足機械原理以及機械設(shè)計教學(xué)的具體要求.教師可以根據(jù)教學(xué)需求，利用不同類型的零件進(jìn)行自由組合，形成多種軸系結(jié)構(gòu)，利用這些軸系結(jié)構(gòu)解決在教學(xué)過程當(dāng)中存在的回轉(zhuǎn)零件軸向固定，受傷零件拆卸安裝，以及軸承軸向位置固定等內(nèi)容，為學(xué)生機械原理以及機械創(chuàng)新設(shè)計相關(guān)知識的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ).
4 結(jié)束語
有關(guān)研究中認(rèn)為，機械原理以及機械設(shè)計專業(yè)覆蓋面占到了工科專業(yè)的4/5左右，在提高學(xué)生對機械技術(shù)工作適應(yīng)能力方面發(fā)揮著非常重要的作用.機械設(shè)計課程實驗課是機械設(shè)計課中重要的實踐環(huán)節(jié).針對當(dāng)前機械專業(yè)實驗室在建設(shè)、應(yīng)用過程中存在的各類問題，盡全力提高機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)水平，已成為本專業(yè)教研人員最為關(guān)注的問題之一.本文在認(rèn)識機械專業(yè)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，對機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)的基本面進(jìn)行分析，最后重點從滿足平面機構(gòu)及其可視化實驗的創(chuàng)新建設(shè)、有關(guān)運動方案組合實驗的創(chuàng)新建設(shè)、對機械設(shè)計創(chuàng)新陳列實驗展示的建設(shè)、針對軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗的創(chuàng)新建設(shè)、圍繞常用構(gòu)件制作加工的實驗建設(shè)等方面入手，探討了提高機械原理、機械設(shè)計實驗室建設(shè)水平的主要策略.
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關(guān)鍵詞： 高職教育 《機械設(shè)計》 課程改革 項目引領(lǐng) 任務(wù)驅(qū)動
高職《機械設(shè)計》是機械基礎(chǔ)系列課程中與實踐結(jié)合最緊密的技術(shù)基礎(chǔ)課，擔(dān)負(fù)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要任務(wù)。在教學(xué)中開展創(chuàng)新教育是應(yīng)該的也是必需的。對高職院校而言，僅僅做幾個實驗和一次課程設(shè)計是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。結(jié)合工作經(jīng)驗，我在《機械設(shè)計》課程教學(xué)中進(jìn)行了試探性的創(chuàng)新教學(xué)改革，取得了一些經(jīng)驗，現(xiàn)總結(jié)如下。
一、理論教學(xué)環(huán)節(jié)
理論教學(xué)環(huán)節(jié)是機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改革的一個重要方面，我們主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段三方面進(jìn)行新的嘗試。
1.教學(xué)內(nèi)容
《機械設(shè)計》由于融合了《機械原理》和《機械設(shè)計》兩門課程，涉及的內(nèi)容多，理論性、實踐性都比較強，如果面面俱到，老師講解起來就感覺力不從心，學(xué)生如聽天書。因此，為了適應(yīng)新的人才培養(yǎng)模式，必須對教學(xué)內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整：以能力為本位，項目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動。在分析了機械類學(xué)生將來從事的職業(yè)活動應(yīng)具備的專業(yè)能力要求的基礎(chǔ)上，選擇了“牛頭刨床機械傳動系統(tǒng)分析”和“帶式輸送機機械傳動裝置設(shè)計”兩個項目及24個項目任務(wù)。學(xué)生通過對真實機床傳動機構(gòu)和傳動裝置的觀測與分析，基于撰寫機構(gòu)分析報告和設(shè)計計算減速器各零部件的工作過程展開學(xué)習(xí)，改變過去與任務(wù)相脫離、單純學(xué)習(xí)知識的課堂模式，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生掌握日后從事機械類工作應(yīng)具備的與崗位工作相適應(yīng)的綜合知識和技能，達(dá)到強化學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的目的。
2.教學(xué)方法
《機械設(shè)計》課程主要研究常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論和計算方法，由于大多數(shù)學(xué)生缺乏實踐知識，在學(xué)習(xí)過程中普遍感到抽象、枯燥、難學(xué)，尤其是機械原理這部分知識，認(rèn)為機構(gòu)運動簡圖與實際機器相差甚遠(yuǎn)，很難將兩者統(tǒng)一起來，因此有必要對教學(xué)方法進(jìn)行改革。
（1）采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高教學(xué)質(zhì)量。如在講授“鉸鏈四桿機構(gòu)的演化”內(nèi)容時，我們就地取材，以雨傘作為教具。采用學(xué)生熟悉的生活工具模擬學(xué)習(xí)內(nèi)容，不僅取材簡單，而且生動形象，容易與實際的機器相結(jié)合，克服結(jié)構(gòu)運動、簡圖抽象。
（2）采用師生互動、類比等教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。教師可介紹自己的工作實踐及創(chuàng)新經(jīng)歷，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高綜合素質(zhì)有很大作用。鼓勵學(xué)生自由選題開展小發(fā)明制作、軟件開發(fā)和教學(xué)論文撰寫等多種形式的創(chuàng)新活動。這種創(chuàng)新環(huán)境和氛圍幾乎能夠適應(yīng)每一名同學(xué)，因而有利于學(xué)生脫穎而出，做出較好的創(chuàng)新業(yè)績。
（3）誘導(dǎo)激勵教學(xué)法。在課堂教學(xué)中要注重啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生積極思考，敢于提出問題、回答問題，營造活躍的課堂氛圍，使學(xué)生養(yǎng)成積極主動思維的習(xí)慣。
3.教學(xué)手段
傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)是由老師、學(xué)生和教材這三個要素構(gòu)成的，以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，它隨著機械原理教學(xué)改革的深入，教學(xué)手段必須改革，否則難以完成相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，也達(dá)不到相應(yīng)的教學(xué)效果。教學(xué)手段的改革是以學(xué)生為主體，邊做邊學(xué)，工學(xué)結(jié)合。學(xué)習(xí)任務(wù)以工作任務(wù)單的形式下達(dá)，學(xué)生在“學(xué)習(xí)工作頁”的引導(dǎo)和教師指導(dǎo)下，自學(xué)、思考、查閱資料、搜集信息、調(diào)研分析、制訂計劃，借助計算機軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺等，小組協(xié)同工作，完成工作任務(wù)，提交工作成果。學(xué)生在完成項目工作任務(wù)的行動過程中，主動構(gòu)建機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識和技能。
二、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
《機械設(shè)計》教學(xué)的另一重要部分是實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它包括實驗教學(xué)和課程設(shè)計。
1.實驗教學(xué)
實驗教學(xué)也是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和工程意識、檢驗知識的重要手段。以前機械設(shè)計基礎(chǔ)所開設(shè)的實驗多以驗證性的實驗為主，學(xué)生只需按照實驗指導(dǎo)書所列步驟進(jìn)行，缺乏主動參與意識，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)的改革，應(yīng)從以下方面進(jìn)行：一是將某些驗證性的實驗通過電教片播放，為學(xué)生增加一些感性認(rèn)識。二是新增設(shè)設(shè)計型機構(gòu)方案構(gòu)思組裝實驗，要求學(xué)生自己設(shè)計實驗，自己動手完成，不再依賴于教師。三是設(shè)計綜合性的實驗，通過對實際機器的綜合研究，培養(yǎng)學(xué)生的整體意識和工程意識。
2.課程設(shè)計
機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論知識的能力、工程分析能力和運用資料等基本設(shè)計能力。
高職《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的實踐教學(xué)一般實驗為6學(xué)時左右，課程設(shè)計是進(jìn)行減速器的設(shè)計，為期兩周，這些已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上高職創(chuàng)新教學(xué)的要求，在嘗試教學(xué)中按照下表進(jìn)行。
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；課程設(shè)計；教學(xué)改革
一、機械設(shè)計課程設(shè)計存在的問題
目前，我國大多數(shù)高校機械類學(xué)生通常在第5學(xué)期進(jìn)行機械設(shè)計課程設(shè)計，該設(shè)計是學(xué)生學(xué)完工程制圖、工程力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計課程后完成的一門較為綜合的課程設(shè)計，同時，這也是為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計和今后工作后機械設(shè)計能力培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。但是長期一成不變的課程設(shè)計時間和題目，以及傳統(tǒng)的教學(xué)模式，早已不能滿足現(xiàn)代信息快速發(fā)展的今天。
1.傳統(tǒng)的課程設(shè)計時間短。機械設(shè)計課程設(shè)計通常是在《機械設(shè)計》課程結(jié)束以后的3周內(nèi)進(jìn)行，在期末的這3周中學(xué)生考試科目較多，很難集中精力集中時間做好課程設(shè)計。由于目前招生人數(shù)的增加，而指導(dǎo)老師的數(shù)量并沒有增加，這就造成了老師精力不足，最終導(dǎo)致課程設(shè)計的質(zhì)量越來越低。學(xué)生沒有足夠的時間保證，導(dǎo)致學(xué)生思考問題不認(rèn)真、不周全，照搬照抄，計算繪圖盲目倉促，難以達(dá)到課程設(shè)計所設(shè)置的目的要求。課程設(shè)計由于時間緊張，工作量大，老師不能及時地鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計，從而限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而對于學(xué)生單一的、不協(xié)作的課程設(shè)計，時間緊張，思維狹窄而受限就更難以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新才能。雖然有一些學(xué)生有好的想法，但是沒有充足的時間考慮，加上老師對學(xué)生的監(jiān)管不到位，沒有老師的認(rèn)真點撥和指導(dǎo)導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力受到限制。
2.課程設(shè)計題目陳舊、缺乏創(chuàng)新。機械設(shè)計課程設(shè)計通常選擇一般用途的機械傳動裝置或簡單機械。通常以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機械傳動裝置作為設(shè)計課題。因為減速器包括了機械設(shè)計課程的大部分零件，具有典型的代表性。傳統(tǒng)的課程設(shè)計重點是鞏固和加強所學(xué)的理論知識，設(shè)計題目和給定數(shù)據(jù)多年不變，只需要按設(shè)計任務(wù)中給定的數(shù)據(jù)、方案及規(guī)定的設(shè)計方法完成一定的工作量即可，這就導(dǎo)致了相互抄襲的后果。學(xué)生缺乏主動性、積極性，教師缺乏新思維，師生同受其害。同時，傳統(tǒng)課程設(shè)計題目與專業(yè)、畢業(yè)設(shè)計相關(guān)度不大，使得學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程無用武之地，缺乏學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計與專業(yè)課程學(xué)習(xí)不同步達(dá)不到學(xué)以致用的目的和充分培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。
3.考核方式較為傳統(tǒng)死板，沒有調(diào)動學(xué)生的積極性。教師對課程設(shè)計的考核方式也過于簡單，學(xué)生最后提交的是圖紙說明書等紙質(zhì)材料，由于學(xué)生考試的穿插，加上期末老師的年終總結(jié)任務(wù)較多，用于集中指導(dǎo)的時間少，教師只憑印象批閱說明書和圖紙，自行決斷，確定最終得分。整個課程設(shè)計過程前期組織動員工作準(zhǔn)備不充分，缺乏師生的交流與互動，對學(xué)生的監(jiān)督與管理不嚴(yán)，部分學(xué)生的抄襲很難評判?？己巳狈?biāo)準(zhǔn)性和透明度，助長了懶惰學(xué)生抄襲的不良風(fēng)氣，影響了勤奮好學(xué)學(xué)生的積極性，嚴(yán)重違背了課程設(shè)計教學(xué)的初衷。
二、改革手段和方法
針對目前課程設(shè)計學(xué)生態(tài)度不積極、時間較短、流于形式等現(xiàn)象，我們就本科生專業(yè)實習(xí)提出“長時間課程設(shè)計”的概念，即在機械設(shè)計課程初進(jìn)行持續(xù)近一個學(xué)期的時間，以加強學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生在工作中解決實際問題的能力。這一概念通過近幾年的實施取得了一定的成果，但有些方式仍需繼續(xù)探討。
1.采用“化整為零”法。通過將課程設(shè)計融入平時課程作業(yè)中，學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)時，有的放矢，應(yīng)用所學(xué)知識完成課程設(shè)計計算工作；課程設(shè)計中先進(jìn)設(shè)計方法和手段的訓(xùn)練，使學(xué)生在實踐中應(yīng)用設(shè)計軟件，掌握三維建模知識，了解虛擬裝配過程。在平時上課時完成課程設(shè)計的計算部分，課程設(shè)計節(jié)省的計算時間用于對學(xué)生的應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計軟件，開展先進(jìn)設(shè)計方法訓(xùn)練及應(yīng)用；增強實踐性環(huán)節(jié)教學(xué)，建議實驗室允許學(xué)生借出減速器模型，在課程設(shè)計室內(nèi)使用，從而通過先進(jìn)設(shè)計方法訓(xùn)練和增強實踐能力，提高學(xué)生設(shè)計能力和綜合素質(zhì)?！盎麨榱恪狈ㄍ苿诱n程設(shè)計的改革。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，在不減少學(xué)生的設(shè)計工作量的前提下，采用“化整為零”法來完成課程設(shè)計任務(wù)，就是在開始講述機械設(shè)計部分的時候就把課程設(shè)計任務(wù)書發(fā)給學(xué)生，將課程設(shè)計的部分計算內(nèi)容（如帶傳動設(shè)計、齒輪傳動的設(shè)計）放在機械設(shè)計課程教學(xué)時，作為課外作業(yè)布置給學(xué)生，這樣可以發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，同時老師在日常教學(xué)期間通過批改課程設(shè)計作業(yè)，及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的計算錯誤或不合理的設(shè)計，督促學(xué)生及時改正。
2.在課程設(shè)計中引入現(xiàn)代設(shè)計軟件，提高學(xué)生的興趣。學(xué)生在機械制圖課程教學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了Auto-CAD，但是沒有把它與具體的工程設(shè)計結(jié)合起來。我們根據(jù)學(xué)生的具體情況，在課程設(shè)計中以不同的方式把計算機CAD技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中，鼓勵一般的學(xué)生能夠進(jìn)行零件的平面CAD繪圖，對于基礎(chǔ)好的學(xué)生鼓勵他們對零件進(jìn)行三維CAD繪圖或者運用UG、Pro/E、SolidWorks軟件繪圖，也可以在電腦上完成裝配圖的繪制。機械設(shè)計基礎(chǔ)的課程設(shè)計并不是孤立的，它不僅是與任課指導(dǎo)教師有關(guān)的教學(xué)活動，也是在先修的相關(guān)課程基礎(chǔ)上的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，可在設(shè)計中聘請制圖、公差、力學(xué)等相關(guān)課程的教師，從各個不同的角度加強業(yè)務(wù)指導(dǎo)，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和素質(zhì)。
3.結(jié)合機械創(chuàng)新設(shè)計第二課堂，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。為避免設(shè)計的雷同，采用多題目、多數(shù)據(jù)，將全班分成若干小組，每組3～5人，經(jīng)小組成員民主選出組長全面負(fù)責(zé)設(shè)計工作，小組各成員按照自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢進(jìn)行合理分工：數(shù)據(jù)計算與整理、查閱手冊資料、繪制圖樣、三維造型與裝配等，每人各負(fù)其責(zé)，獨立完成，但要數(shù)據(jù)共享，步調(diào)一致。由于學(xué)生缺乏實際經(jīng)驗，往往需要對某些結(jié)構(gòu)不夠合理的地方進(jìn)行多次修改，采用軟件只需修改零件某個參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改，方便省時，且整個設(shè)計過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生能夠更加深入地理解設(shè)計的內(nèi)涵，并可以直觀地看到自己的設(shè)計成果，增強學(xué)生的成就感。采取靈活多樣的教學(xué)方法，根據(jù)設(shè)計對象的不同和設(shè)計過程中隨時出現(xiàn)的具體問題，針對年輕人思想活躍的特點，鼓勵學(xué)生在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生獲取知識與方法。此外，在設(shè)計節(jié)點組織學(xué)生相互間互查，以提高其對技術(shù)文件的審核、鑒定的能力，以及對工作精益求精的態(tài)度和責(zé)任感。采用第二課堂和課程設(shè)計想結(jié)合的方式，設(shè)立專項基金，針對學(xué)有余力的學(xué)生，激勵其進(jìn)行創(chuàng)新性實驗研究。根據(jù)所申請項目的內(nèi)容及課題完成情況進(jìn)行審批，給予一定額度的資金支持并配備專門教師給予指導(dǎo)。對于特色較為鮮明、成果比較出眾的項目資助其申報發(fā)明專利、撰寫論文和參與學(xué)術(shù)交流，并優(yōu)先推薦評選“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃”。同時，積極創(chuàng)造條件、出臺措施，鼓勵學(xué)生參加教師的科研項目，給學(xué)生提供廣闊的自由發(fā)展平臺與空間。
4.結(jié)合科研項目提高教師的積極性。這雖然加大了教學(xué)的難度，要求教師具備扎實的工程功底，但既滿足理論聯(lián)系實際的要求，又可達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，讓學(xué)生體會到機械設(shè)計中既要參考原有樣機，又要積極思考，有所創(chuàng)新，對提高學(xué)生的設(shè)計水平和促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高都非常有益。需要注意的是選題的適當(dāng)和題目的相對穩(wěn)定，并設(shè)立合適的考核節(jié)點，對課程設(shè)計的全過程進(jìn)行約束和監(jiān)督，以利完成課程設(shè)計的教學(xué)要求。在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程伊始，即下達(dá)設(shè)計任務(wù)，通過系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)將原教學(xué)內(nèi)容中相互獨立且略顯繁雜的知識點聯(lián)系起來，置學(xué)生于實際的工作情境之中，使其切身去解讀一個機械裝置的實際設(shè)計過程，并掌握由此所涉及到的原理、知識以及問題解決思路和方法。帶著問題來學(xué)習(xí)課程，設(shè)計中每一步結(jié)果的取得，無論是數(shù)據(jù)還是結(jié)構(gòu)，都與教學(xué)的各章節(jié)密切相關(guān)。在教學(xué)中進(jìn)行實際工作的演練，是抽象知識與具體行動的有機融合，能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛力，鍛煉學(xué)生的實戰(zhàn)設(shè)計能力，培養(yǎng)全面的設(shè)計素質(zhì)，為課程設(shè)計的順利完成奠定良好基礎(chǔ)。
三、結(jié)論
經(jīng)過幾輪的課程設(shè)計實踐，本項目取得如下成果：
1.針對學(xué)生能力，開展分層次教學(xué)，讓學(xué)有余力的同學(xué)利用課程設(shè)計的平臺鍛煉三維建模能力，二維繪圖能力，并起到輻射帶動作用；
2.以“做中學(xué)”的模式讓學(xué)生自主自發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計軟件，一方面提高了他們軟件水平，另一方面，提高了他們的自信心和主動性，促使他們掌握了一種有別于死記硬背的新的學(xué)習(xí)方法。
作者:李霞 陳建萍 魏敏 葛云 單位:石河子大學(xué)機械電氣工程學(xué)院 新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機電工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程機械設(shè)計計算模式
一、機械設(shè)計發(fā)展概述
傳統(tǒng)設(shè)計方法是經(jīng)驗、類比式的設(shè)計方法。主要采用封閉的收斂設(shè)計思維，進(jìn)行經(jīng)驗類比設(shè)計。在計算方面只進(jìn)行靜態(tài)分析，并將載荷、應(yīng)力進(jìn)行集中處理，對于計算數(shù)據(jù)的誤差采用增加安全系數(shù)的做法。傳統(tǒng)設(shè)計方法以手工設(shè)計為主，使用簡單的工具，進(jìn)行人工計算畫圖。另外，傳統(tǒng)設(shè)計是一種串行設(shè)計，即一個零件從設(shè)計到生產(chǎn)是一個階段的工作完成之后才進(jìn)行下一個階段的工作。如：首先進(jìn)行初期的規(guī)劃設(shè)計，接著進(jìn)入總體方案設(shè)計，然后由結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)計出零件的結(jié)構(gòu)，之后完成工藝文件的編制，最后將圖紙及工藝規(guī)程交給生產(chǎn)工人，加工出零件的原型。如需改進(jìn)的話再返回零件的改進(jìn)信息。這樣，一種產(chǎn)品從設(shè)計到正式投產(chǎn)往往要花很多時間，因此開發(fā)周期長，并且串行設(shè)計過程中，各個環(huán)節(jié)之間缺乏信息溝通，常導(dǎo)致設(shè)計人員之間的合作不協(xié)調(diào)。
自二戰(zhàn)結(jié)束以來，世界各發(fā)達(dá)國家逐漸重視設(shè)計理論和設(shè)計方法的研究，先后產(chǎn)生了許多新概念、新思想、新理論和新技術(shù)。從設(shè)計方法來看，國內(nèi)外先后提出了并行設(shè)計、虛擬設(shè)計、協(xié)同設(shè)計，相似性設(shè)計、智能設(shè)計等新概念；從設(shè)計準(zhǔn)則來看，出現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元等概念，從設(shè)計的手段來看，出現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計，不僅普及了二維設(shè)計CAD軟件，而且功能全面的三維造型軟件也進(jìn)入了實用階段。
近年來，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Web技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，給現(xiàn)代機械設(shè)計注入了新的生機和活力，機械設(shè)計逐漸向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)計正是在這種條件下產(chǎn)生的。它的出現(xiàn)，使得各制造企業(yè)可以充分利用Internet和Web的國際互聯(lián)性和資源共享性，組建企業(yè)間的動態(tài)聯(lián)盟或虛擬設(shè)計小組，通過組合分散在各個地域企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，發(fā)揮各個企業(yè)的局部特長，同時不同專業(yè)的技術(shù)人員可以不受地域的限制，在一個統(tǒng)一且易于訪問的平臺下進(jìn)行異地的合作與設(shè)計，實現(xiàn)信息的交流和共享，進(jìn)而快速開發(fā)出所需產(chǎn)品，提高產(chǎn)品設(shè)計的一次成功率。
作為現(xiàn)代設(shè)計的一個重要組成部分，遠(yuǎn)程機械設(shè)計是一個綜合了多學(xué)科、多技術(shù)的研究領(lǐng)域，涉及到機械工程及計算機技術(shù)等諸多知識領(lǐng)域。從機械設(shè)計的角度來說，主要研究設(shè)計過程的建模、設(shè)計優(yōu)化理論等。從計算機技術(shù)方面來說，應(yīng)研究如何對現(xiàn)有的設(shè)計資源進(jìn)行組織和，使得這些資源能方便異地的設(shè)計人員進(jìn)行查詢和調(diào)用。這些資源包括各種專業(yè)化的計算、分析程序，供設(shè)計使用的數(shù)據(jù)庫和知識庫等，所以要研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)計資源的獲取與調(diào)用，設(shè)計過程中設(shè)計人員之間信息的交流和反饋等，為遠(yuǎn)程設(shè)計中分布式資源的獲取和調(diào)用提供基礎(chǔ)和借鑒。
二、國內(nèi)外遠(yuǎn)程機械設(shè)計發(fā)展
2.1遠(yuǎn)程設(shè)計的概念和意義
遠(yuǎn)程設(shè)計即讓設(shè)計人員通過客戶端瀏覽器輸入設(shè)計參數(shù)，服務(wù)器自動進(jìn)行計算和選擇，并根據(jù)確定的參數(shù)返回產(chǎn)品的規(guī)格或設(shè)計圖形。遠(yuǎn)程設(shè)計技術(shù)是現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機械設(shè)計技術(shù)在工程設(shè)計上的應(yīng)用，它縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期和節(jié)省了設(shè)計成本，真正意義上地釋放了工程技術(shù)人員。與傳統(tǒng)的機械設(shè)計相比，遠(yuǎn)程設(shè)計具有以下優(yōu)點：
1、縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。
2、避免重復(fù)開發(fā)。目前企業(yè)或個人進(jìn)行的機械產(chǎn)品設(shè)計，大部分是自己根據(jù)需要來開發(fā)設(shè)計軟件，而不考慮是否有同類軟件在市場中存在或者將自己的研究成果在允許的情況下租賃或免費為他人使用等。這就形成了重復(fù)開發(fā)，浪費了大量的人力和物力。
3、降低了企業(yè)資金和人員的投入。特別是近年來三層B/S網(wǎng)絡(luò)計算模式的出現(xiàn)，極大地降低了客戶端軟硬件的配置要求。遠(yuǎn)程設(shè)計可以為用戶建立一個統(tǒng)一的設(shè)計平臺，所有的設(shè)計都在高性能的服務(wù)器上運行，客戶端只需完成設(shè)計任務(wù)的輸入以及設(shè)計中某些參數(shù)的選擇和結(jié)果顯示即可。
4、由于遠(yuǎn)程設(shè)計一般都有提供給用戶進(jìn)行交流和討論的平臺，這就不僅加強了各領(lǐng)域?qū)＜抑g信息的共享和交換，而且大大提高了一次產(chǎn)品設(shè)計的成功率。
2.2遠(yuǎn)程設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.2.1在國外，有關(guān)遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計的研究和應(yīng)用起步較早，主要有：
（1）早在上世紀(jì)80年代中期，麻省理工學(xué)院學(xué)者就從事了這方面的研究，并首次提出T計算機支持的協(xié)同工作的概念。
（2）20世紀(jì)90年代中期，美國伯克利加州大學(xué)的集成制造實驗室在美國國家科學(xué)基金、美國國防先進(jìn)制造計劃福特汽車公司的資助下開展了一個名為Cybercut的研究項目，建立了世界上第一個基于WWW的設(shè)計和制造系統(tǒng)。
（3）英國建立的EdinburghEngineeringVirtualLibrary網(wǎng)站，提供工程設(shè)計、制造需要的各種信息，在英國建立了基于Web的虛擬制造中心，為企業(yè)設(shè)計、分析、制造等提供服務(wù)，提高了企業(yè)特別是中小企業(yè)的市場競爭能力。
（4）美國Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司聯(lián)合研究面向產(chǎn)品全生命周期的基于知識的協(xié)同設(shè)計支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境“DesignKnowledgeNetwork"，減少了實際時間，降低了設(shè)計成本，在快速獲取全球設(shè)計知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。
（5）英國Liverpool等大學(xué)研究并應(yīng)用人工智能和Internet提供滾動軸承的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計服務(wù)。
2.2.2在國內(nèi)，有關(guān)這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：
（1）以西安交通大學(xué)理論與軸承研究所為主、國內(nèi)多家企業(yè)和研究機構(gòu)共同參與建立了國內(nèi)第一個支持產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計的網(wǎng)站-現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計與研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)（），旨在推進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計，主要提供設(shè)計知識的獲取，參加的單位還有清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、機械科學(xué)研究院、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)等國內(nèi)許多著名的高校和科研院所。
（2）清華大學(xué)精密儀器及機械系摩擦學(xué)國家重點實驗室開發(fā)出了基于Web的異地合作設(shè)計系統(tǒng)Cdesign，該系統(tǒng)采用了Client/Serveer構(gòu)架，客戶與服務(wù)器之間通過VAW來完成。
（3）上海先進(jìn)制造工程技術(shù)研究中心和上海飛機制造公司開發(fā)了一個基于Intemet/web的異地設(shè)計與制造系統(tǒng)，利用其進(jìn)行跨企業(yè)、跨地域的協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計與制造。
另外，國內(nèi)也有一些相關(guān)的網(wǎng)站，如：中國機械網(wǎng)（china-）、材料與制造綜合信息服務(wù)平臺等，它們提供機械設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)、制造工藝技術(shù)數(shù)據(jù)等，并把機械設(shè)計技術(shù)、制造工藝技術(shù)、遠(yuǎn)程設(shè)計技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、計算機輔助設(shè)計都實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。在其中的機械設(shè)計技術(shù)模塊中，用戶只須選取自己要使用的設(shè)計模塊，輸入適當(dāng)?shù)膮?shù)就可自動設(shè)計出自己所需的零部件；在遠(yuǎn)程分析模塊中，實現(xiàn)了常用機構(gòu)的參數(shù)化仿真與分析。
可是遠(yuǎn)程設(shè)計由于剛剛起步，像其它新興技術(shù)一樣還不夠完善。隨著CAD技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程設(shè)計的內(nèi)容必將越來越豐富，功能越來越強大，所提供的服務(wù)也將越來越完善。
三、遠(yuǎn)程設(shè)計系統(tǒng)的技術(shù)研究
系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模式的確定是系統(tǒng)在初步設(shè)計階段要完成的一項重要任務(wù)。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模式是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，只有確定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式之后才能進(jìn)行下一步的設(shè)計和開發(fā)。而應(yīng)用軟件的架構(gòu)是建立在計算模式基礎(chǔ)之上的，因此，有必要先對網(wǎng)絡(luò)計算模式進(jìn)行分析。
在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中，先后出現(xiàn)了以大型機為中心的計算模式、以服務(wù)器為中心的計算模式、客戶機/服務(wù)器(Client/Server)計算模式，以及隨著Web技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的瀏覽器/服務(wù)器(Browse/Server)計算模式。
（1）通過對兩種計算模式的研究和分析，B/S模式較US模式，具有以下優(yōu)點:
1、界面風(fēng)格統(tǒng)一、可移植
US模式的客戶端往往采用不同的開發(fā)工具開發(fā)，因此界面不統(tǒng)一，一般來說也互不兼容，難以移植到其它的平臺上運行，而B/S模式的客戶端使用統(tǒng)一的Web瀏覽器，根本就不存在移植性的問題，而且使用非常簡單。
2、跨平臺性
B/S模式的系統(tǒng)較US模式的系統(tǒng)有更好的跨平臺性，客戶端可位于任意的軟、硬件平臺，因此跨平臺的問題得到解決。
3、易于管理和維護(hù)。
C/S模式的系統(tǒng)針對不同的客戶端需要開發(fā)不同的應(yīng)用程序，完成的工作量較大。一旦系統(tǒng)要進(jìn)行修改或升級，則要修改所有客戶端上的應(yīng)用程序，工作重復(fù)，管理和維護(hù)成本較高。反觀B/S模式，由于應(yīng)用軟件集中在服務(wù)器端的開發(fā)和管理，因此應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行升級時，只需更新服務(wù)器端的軟件即可，無需客戶端的參與，因此大大減少了系統(tǒng)維護(hù)與升級的成本與工作量。
（2）遠(yuǎn)程設(shè)計系統(tǒng)的支撐技術(shù)
基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)計是一項涉及多學(xué)科多功能的綜合活動，其中包括現(xiàn)代機械設(shè)計技術(shù)、Web技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。
1、機械科學(xué)技術(shù)
機械科學(xué)的理論與知識是進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)計的前提。沒有這些理論知識作根基，遠(yuǎn)程設(shè)計無從談起。
2、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
遠(yuǎn)程設(shè)計是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，計算機網(wǎng)絡(luò)是遠(yuǎn)程設(shè)計系統(tǒng)的運行平臺。所有的設(shè)計過程中的信息都要通過網(wǎng)絡(luò)來傳遞，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的好壞直接影響到遠(yuǎn)程設(shè)計系統(tǒng)的質(zhì)量，是實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一。
3、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)
遠(yuǎn)程設(shè)計的過程中離不開信息的交流，交流的前提就要有一個統(tǒng)一的交流規(guī)則，即標(biāo)準(zhǔn)化工作。
4、數(shù)據(jù)庫、知識庫技術(shù)
基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)計過程中需要用到數(shù)據(jù)庫中的許多信息，如設(shè)計過程中用到的參數(shù)、圖表數(shù)據(jù)等。這些信息的存儲和管理均要數(shù)據(jù)庫作為支持。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是遠(yuǎn)程設(shè)計系統(tǒng)的核心技術(shù)。同時，知識庫可以實現(xiàn)知識復(fù)雜問題的求解評價和建議，可有效地進(jìn)行智能推理來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
5、計算機編程技術(shù)
計算機編程為遠(yuǎn)程設(shè)計系統(tǒng)提供一系列的應(yīng)用服務(wù)和平臺建設(shè)。主要是程序設(shè)計語言和存取數(shù)據(jù)庫，如、C#等編程語言和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言—結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL等。
6、多媒體技術(shù)和圖形瀏覽技術(shù)
多媒體技術(shù)和圖形瀏覽技術(shù)為在線交流、圖形瀏覽提供輔助工具。
參考文獻(xiàn)：
