高职《 机械设计基础》 实验教学改革的探讨

第一篇：高职《 机械设计基础》 实验教学改革的探讨

高职《机械设计基础》实验教学改革的探讨

陈凤光

【摘 要】本文根据高职专业人材培养的具体目标和要求，对传统机械设计基础实验教学中存在的不足进行了分析，对机械设计基础实验教学改革进行了探讨。

【关键词】高职 机械设计基础 实验教学 改革

高等职业技术教育是一种职业技术性教育。培养的人才以实用型的职业性人才为主，主要培养目标是能综合运用所学的基础理论和职业技能，观察、分析、解决生产一线中的技术问题。高等职业技术教育的中心任务是以职业技能培养为主，重点突出它的应用性、技术性和职业性特点。

机械设计基础是高职机电类专业人材培养的一门重要技术基础课，是对学生进行机械综合设计能力、创新能力和工程意识训练的主要课程。而机械设计基础的实验教学，则是学生学习机械设计基础课程进行工程实践的重要途径，是培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力以及启迪学生的创新思维、开拓其创新潜能的重要手段，是机械设计基础课程教学的一个重要的实践环节，其对实现课程教学目标起着不可或缺的关键作用。面向21世纪高职院校课程教学改革的一个重要方面就是要加强实践教学环节，改变过去课程教学中重视理论知识，而轻视实践、忽略应用的状况。因此，根据改革后对专业人材培养的具体目标和要求，结合我院的实际和专业建设情况，对机械设计基础课程实验教学目的和方法进行了反思，对实验教学从体系结构到内容、手段和方法等进行了改革和建设实践。

一、传统实验教学存在的不足

实验目标存在单一性 传统的机械设计基础实验课程教学目标大多停留于加深学生对理论知识的理解，注重的是对课堂上所教授理论知识的验证。例如，《齿轮范成原理》是为了验证“范成法加工齿轮的原理以及齿轮加工中的根切现象”；《带传动实验》是为了验证理论课教学中的“带的弹性滑动及带传动的效率变化情况”。在这种验证性实验中，学生的任务只是为了完成教师规定的学习内容，学生是被动的参与而不是积极主动地加入。这样，一方面不能充分发挥学生的主观能动性、创造性，另一方面也不能给学生自主学习提供广泛的可选择余地。

实验方式凸显陈旧性 传统的机械设计基础实验方式过于呆板、格式化，一般都是在规定的时间内先让学生看一段录像或演示，然后根据实验指导书的要求，在教师的指导下，按规定方法，在既定的条件下完成实验的全过程。例如，齿轮参数测试实验，要求学生根据实验指导书的要求，按规定的方法和步骤测出相应的数据，然后填入相应的表格，最后检验齿轮相关参数的正确性。由于实验要求学生是“严格”按照实验指导书完成的，每个学生所做的实验从实验方法、实验步骤、实验设备到实验数据和数据的处理几乎是一模一样的。学生的行为方式和思维方式规定在一个固定的模式里进行，因此实验本身留给学生思考的空间不多，难以激发学生的学习兴趣，在一定程度上制约着学生创新能力的培养。

实验内容缺乏系统性 传统的机械设计基础实验常常是孤立的，缺乏系统性，忽略了实验内容之间的内在联系，没有形成一个完整的实验体系。例如在《带传动实验》、《齿轮几何参数测试实验》和《转子动平衡实验》等实验中都涉及到机械量的测试，它们所采用的测试手段、仪器和数据处理方法均不相同，但在传统实验中，指导教师往往注重的只是如何正确使用某类设备或仪器去得到所需要的实验数据，而不注重介绍为什么要采用这样的测试方法，使各个不同的机械量的测量没有建立起一个横向比较。由于学生是被动地去操作测试仪器和记录数据，所以也就不会积极主动地去思考能不能利用其他测试手段和方法去完成同样的实验等问题。这样整个课程实验做下来，学生对机械量测试的一般方法和手段还是没有一个系统和完整的认识，学生仍然不知道机械量测试的一般理论、方法和手段。

实验内容缺乏综合性 传统的机械设计基础实验都是针对理论知识的某一章节来设计的，实验内容所涉及的知识面较窄，缺乏各学科知识的关联性和交互性，所用的实验手段也比较落后，已不能反映当代实验技术的发展，即缺少综合性和设计性的实验。而综合性和设计性的实验对于培养学生综合运用各学科的理论知识、现代技术分析和解决工程实践中的实际问题的能力，对充分发挥学生的主观能动性，培养学生综合素质和创新能力有理论教学不可替代的重要作用。

实验成绩评价缺乏科学性 传统的机械设计基础实验成绩评价方式，只是依据学生实验报告的质量来考评，其实验成绩也仅作为平时成绩的一小部分，且在期中和期末考试中几乎不涉及实验教学的内容，因此导致一些学生不认真做实验，甚至抄袭别人实验报告的现象，使实验教学的基本目标难以达到。

二、实验教学改革的探索与实践

鉴于上述机械设计基础传统实验教学的不足，表明传统的实验教学从体系结构到内容、方法和手段上已不能保证改革后对专业人材培养目标和机械设计基础课程教学目标的实现，必须进行改革。

1）更新观念，确立机械设计基础实验教学新目标

针对目前高职教育的形式和我院的具体状况，通过认真讨论机电专业的教学改革思路，我们认为：机械类实验教学改革应紧紧围绕着提高学生创新能力及培养学生的综合素质来进行，为此我们重新确立了机械设计基础实验教学的新目标。

a、培养学生的工程实践与动手能力。机械设计基础是一门实践性很强的技术基础课。由于高职学生的基础相对薄弱，且几乎都是从学校到学校，缺乏工程实践知识和实际的动手能力。虽然在理论课程教学前可安排感性认知实践，以增强学生的感性认识。但是光有这是远远不够的。在机械设计基础实验这个重要的实践环节，加强学生对机构、零件结构和机械设计等工程实践知识和对仪器设备的动手操作、机械结构的装拆等实际动手能力的培养，是对理论课程教学不足很好的补充和完善。

b、培养学生的创新和综合应用能力。创新能力是现代社会对一个人材的基本要求。培养学生的创新和综合应用能力是教学改革对高等职业技能人材培养的一个主要目标，也是机械设计基础课程教学改革和建设的根本目标，作为教学改革的核心，它贯穿于机械设计基础课程教学的各个环节。不仅在理论教学课上要培养学生的创新意识、综合运用各学科知识进行机构和机械设计的意识，更要在实践教学环节培养创新和综合应用的实际能力，而后者对创新人材的培养往往更重要，也是我们以前在实验教学中所欠缺的。

c、培养学生进行工程实验的基本技能。通过实验，学生应了解工程实验的基本原理，不同机械量测量的不同方法、实验数据采集和处理的过程与方法，了解各种不同实验仪器的原理、使用和调试，以及实验系统构建的基本要求和方法等。所有这些基本技能的掌握不仅对提高学生用现代技术解决工程实际问题的能力，对提高学生的综合素质和创新能力具有重要的作用，而且为学生专业课程的学习和专业人材培养目标的实现打下良好的基础。

2）优化结构，构建机械设计基础实验教学新体系

在明确机械设计基础实验教学的目标的前提下，结合实验室建设，对机械设计基础课程的所有实验进行了分类和整理，对所开实验系列的体系结构进行了调整，构建了新的实验教学体系（图1）。具体而言：

1、保留传统的经典验证性实验

传统的实验课程对于学生全面的素质形成具有一定的前提性和必要性。例如，我们保留了《机构运动简图测绘实验》，因为学生通过机构运动简图的测绘实验，可以全面地认识机器及机构组成，学会如何从实物抽象出机构分析和设计的几何模型——机构运动简图，为今后研究和创新设计机构奠定良好的基础；保留了《轴系结构测绘》和《减速器结构装拆实验》，因为这两个实验均对学生进一步掌握机械结构设计知识、了解结构设计的原则，从而更好地进行课程设计、毕业设计以及毕业后从事实际的工程设计有很大的帮助，而且还对学生的动手能力进行了锻炼。

2、更新和改造相对落后的实验

对于一些实验手段、测试方法比较落后的实验进行了更新，如：渐开线齿廓范成实验，主要是了解渐开线齿轮的范成和根切的基本原理，将过去用范成仪一笔笔画包络线的方法，改用计算机仿真实验去代替，使实验内容既形象具体又省时省力，可获得事半功倍的效果。

对于一些涉及机械量测试的实验，我们对实验教学侧重点进行转移，即从以验证机械设计基础课程理论为主转变为验证理论知识和介绍测试手段和方法并重，还可通过改造原有的测试手段，引进先进的测试手段和仪器，将其改造成交叉性实验，使学生通过实验不仅验证了课程教学中所学的理论知识，而且了解和掌握了各种不同机械量测试和数据处理的方法，取得了一石二鸟的作用。

3、新增开设综合性和设计性实验

通过添置先进的仪器设备，新增开设了培养学生实践能力的综合性实验。例如，《平面机构创意组合测试分析实验》，其综合应用电动机、皮带传动装置、低副杆组、凸轮、齿轮齿条、槽轮、各种回转副、移动副等基本构件和联接件，创新性地拼装多种机构运动方案，并通过使用直线位移传感器和多个角位移传感器，对主、从动件的回转运动和直线运动进行运动检测。被测信号经电荷放大器放大，再通过数据采集系统实时采集，经计算机软件处理后即可显示机构运动参数(位移、速度、加速度)的适时变化曲线。该实验中，学生通过从实验装置的搭建、仪器调试、数据采集、处理及测试过程中机构运动方案的拼装等实际操作，得到了用现代化技术手段和所学理论知识综合解决工程实际问题的良好训练，学生在其中也有很强的参与意识，取得了很好的效果。

在机械设计基础实验体系中增加设计性的实验，也是实验体系改革与建设的一个重点，这也是培养机械设计创新人材的要求。创新设计性实验的开设不仅给学生提供了广阔的思维空间，提高了学生的学习积极性和求知欲，培养了学生的创新能力和创新意识，加强了学生的动手能力和工程实践能力，而且也改革了实验教学方法。原来由教师设计实验方案、准备实验设备，安排好实验程序，学生只观察现象和记录数据的传统实验模式得到转变，教师只做必要的指导，让学生自己动手，充分调动学生的创造性和主观能动性，学生可根据自己的能力和爱好自由地选择实验项目，从而为学生搭建了一个大的实验平台。

例如：《轴系结构设计》实验，学生根据所提供的原始条件（如齿轮传动类型、齿轮圆周速度、蜗杆跨度等），自行选择合适的零件（如轴承、轴承盖、密封件、轴套类型），按照轴系结构设计的思路进行模拟设计或装配。另外，拟建的《机构和机械传动创新设计实验》中，学生可通过不同的运动副和构件搭建各种新型机构，或通过各种常用传动组件（电机、带、链、齿轮、轴等）组合成各种传动方案，经性能测试、比较，选择最佳的机构或机械传动方案，从而加强对学生的创新能力和机械综合设计能力的培养。

4、建立开放式的感性认知实验

通过建立开放式的机构、零件陈列室和机械装拆实验室，使学生有更多的自主时间来安排学习，以期发挥学生在实验教学中的积极性与主动性，从而加强学生对机构、零件结构等工程实践知识和对仪器设备的动手操作、机械结构的装拆等实际动手能力的培养，确保对理论课程教学不足的补充和完善。

5、改革和完善实验考核标准

如何完善实验考核标准？笔者认为应该遵循的原则是：促进学生认真完成每一项实验。这就要求教师应根据每一项实验的特点、目标、内容和方法，分别进行单独考核。可采取考核实验理论和实验操作相结合的方式，除书面考试、实验报告评价外，还可由教师通过观察学生实验过程、口头提问、技能展示等多种形式评定学生的每次实验的成绩，学期期末评定一个总评成绩，作为本课程的实验成绩，并计相应的学分，以期对学生的实践能力能较合理地评价。

三、实验教学改革的进一步思考

机械设计基础实验教学改革，除了要求优化体系结构、深化实验内容和教学方法的改革外，我们还面临着一个关键问题：实验师资队伍的建设。应该看到，随着实验教学的不断改革，先进的实验设备、仪器的应用以及综合性的实验内容的增加，对实验指导教师提出了更高的要求，不但要具备坚实的理论基础，并且要有较强的实践动手能力。然而现实情况往往不管是学校的政策导向还是教师的个人选择都愿意去搞理论教学，而不愿搞实验教学，造成学历层次高的教师上理论课，学历层次低的教师上实验课，这种情况已远远不能满足实验教学进一步改革的要求。因此，当务之急就是要建立一支高水平的实验师资队伍。具体做法：

①鼓励和提倡理论课任课教师承担与理论课程配套的实验，特别是一些综合性、创新性的实验，因为理论任课教师最清楚实验课程要解决的问题，这样可进一步改进实验教学的效果，有利于促进教师理论课教学质量的提高，避免理论教学与实验教学的脱节。

②鼓励和提倡理论课任课教师与实验技术人员一同参与实验室的改革与建设，特别是新建实验项目的建设，这样一方面有利于提高新建实验的水平和质量，另一方面可以增加理论课任课教师实践经验，还可以提高实验技术人员的理论水平和实验业务水平。

③鼓励和提倡实验技术人员在职攻读高层次学位，打破理论教师与实验教师的明显界限，即理论教师和实验教师要求“两手都要硬”，积极参与实际科研开发工作，从理论和实践两方面进一步扩展其知识领域，提高业务水平，从而保证实验教学改革与建设的进一步深化。

四、结语

经过改革和建设的机械设计基础实验教学较好地满足了实验教学改革对培养机械创新人材的要求，新的实验教学实践取得了良好的效果。随着高等职业技术教育改革的不断深化，在机械设计基础实验教学中，仍要进一步探索，以确保高等职业教育的高层次技术型、技能型人材培养目标和机械设计基础课程教学目标的实现。

参 考 文 献

〔1〕胡爱萍，陈 权，葛乐通等.浅谈工科实验教学[J].实验室研究与探索，2003，1：17-18 〔2〕黄鸿鸿 高职教育质量问题的探讨[J].高等职业教育，2001，4：14-16 〔3〕王吉军，李玉光 实验课程与实验教学模式研究.面向二十一世纪教学改革新进展.武汉：华中理工大学出版社 2000，5：231-235

DISCUSSION ON REFORMING TO THE EXPERIMENT TEACHING OF MECHANICAL DESIGN BASES FOR HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION

Chen Fengguang Liuzhou Transport Vocational Technical College

Liuzhou City, Guangxi 545007 Abstract: Analyses on the problems existed in the traditional experiment teaching of Mechanical Design Bases will be carried out and the discussion on the reforming to the experiment teaching of Mechanical Design Bases will be performed according to the detail objective and demand for cultivating new talents of higher profession in this article.Key words Higher profession Mechanical Design Bases Experiment teaching Reforming

（发表于《柳州职业技术学院学报》2005年4期）

第二篇：浅析机械设计基础课程教学改革研究论文

“机械设计基础”课程是北京信息科技大学近机类专业工业工程、工业设计的一门重要专业基础课程，其任务是培养学生对机械机构的分析与设计能力，使学生初步掌握基本的设计理论和设计方法。课程在基础课与专业课之间起承上启下的作用，与后续课程衔接紧密，为今后学习专业课程以及工作打下必要的基础，可增加学生的专业适应能力，使其能满足市场经济对人才的需求，有利于学生就业选择。

“机械设计基础”课程因其具有分散性、综合性及实践性和公式多、概念多及图表多等特点，给教学工作带来不小的困难，因此怎样充分地利用现有教学资源调动学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，实现北京信息科技大学高素质应用型人才的培养目标，在本课程教学中研究与探索新的教学方法就显得更加迫切和必要了。

一、教学现状分析

1.工业工程、工业设计专业的学生在开始学习机械设计基础课程的时候，大多数学生以前极少关注机械的结构，对机械缺乏一定的感性认识，或对机械的整体认识是模糊的。

2.课程涉及的基础理论内容较广且相对独立，其特点是概念多、原理多、公式多、图表多，内容比较枯燥和单调，所学知识在学生以前的学习中很少接触，初学时往往会感到吃力。在传统教学中，以教师讲授知识为主，学生只是被动地听讲;教学方法单一，无法吸引学生的注意力。

3.部分教学内容陈旧。教师过于注重单个机械零部件的讲解，而对实际工程的机械设计方法介绍不多，忽略了学生的能力与素质培养，使学生容易出现厌学、惧学、弃学的情绪，或为取得好成绩而“死记硬背”，出现“高分低能”的现象。

二、丰富教学方法，完善教学手段

1.教学方法多样化。采用图示教学法与任务驱动教学法相结合进行教学。

(1)图示教学法。图示教学法是乌克兰教育家沙塔洛夫经过30多年的潜心试验与研究，提出的一种新的教学方法。该教学方法的核心是“纲要网络”图表，此图表是一种由文字、图形、公式、方框、流程线和表格等组成的教学辅助工具。在讲解各章内容时，利用图表将各个概念、知识点、公式有机串联起来，使其相互关系形象直观地表达出来，有利于学生对所学知识的理解和记忆。

按内容和应用可将图表分为“讲授型”和“概括总结型”。例如，在讲授“带传动和链传动”的知识时，当讲解到离心拉力Fc，并加以解释，如“当带作圆周运动时，带本身的质量将在圆周方向产生离心力Fc，而Fc将作用在带的全长上，因此在带各处的横截面上均产生离心拉应力σc;σc过大，将带来不良后果：

①降低带的寿命;

②带与带轮表面的正压力下降，导致最大摩擦力下降，从而降低带的传动能力。因此应限制带的速度。”在对带传动进行小结时，可知带是处于变应力状态下工作的，带中产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕向小带轮处。通过图表可将相关内容有机串联起来，让学生从烦琐的笔记中解脱出来，减轻了学生的学习压力，加深了学生对知识的理解和记忆。

(2)任务驱动教学法。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，其特点是“学中用，用中学，以用促学”，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。任务驱动教学法的核心工作是根据教学内容设计任务。如在讲授“平面连杆机构”一章时，教师先提出一些与平面连杆机构相关的问题，然后为学生设计了一项任务为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计”，设计的机械必须包含平面连杆机构，并对设计任务进行了一定的解释与提示，如休闲娱乐机械可以是小区活动场所的健身器材;家庭用机械可以是与生活密切相关的家庭用机电产品，包括窗户的开启机构、折叠桌椅、家用折叠梯子、雨伞等。此外，还要求工业设计专业的学生应用本专业知识对产品进行造型设计，工业工程专业的学生应用本专业知识进行产品进行成本核算，等等。

在实施过程中，采用企业产品设计模式进行，由学生根据自身专长和兴趣爱好组队，每组3~5名学生，选出1名组长，领导本小组成员进行产品设计。鼓励小组成员进行实地调研，且每位成员均须提出自己的设计方案，由组长组织小组展开讨论，选择最佳设计方案。例如，有小组学生通过调研设计了一款新型家用折叠人字梯，应用了平行四边形机构使踏板同时展开或收起。伴随着一个接着一个的成就感，可培养学生对机械的学习兴趣，提高学生自主学习及与他人协作的能力，为将来工作岗位上的团队合作奠定基础。

2.完善教学手段。

(1)利用多媒体与实物模型相结合的教学手段。多媒体课件具有信息量大、图文并茂、声光色结合的立体效果，能扩宽学生的眼界，便于理解，实物模型的示教能起到直观形象的作用。同时，在讲解重点内容时辅以传统的板书，使重点突出、要领清楚，达到教与学的互动效果。通过多种教学手段的应用，对提高学生的学习能力收到了较好的效果。例如，将雷达天线、缝纫机踏板、汽车前窗刮雨器、搅拌机、飞机起落架、牛头刨床等机构以动画形式显示，使死气沉沉的课堂变得生动活泼，增加了学生的感性认识。让一些难以想象的机构生动地呈现在学生面前，便于学生理解。

(2)引入计算机辅助工程技术。学生学习计算机软件的积极性普遍比较高，尤其是工业设计专业的学生。因此，在“机械设计基础”课程中将计算机辅助工程技术引入课堂教学，收到了良好的教学效果。例如，在讲解凸轮机构时，可演示如何应用ADAMS软件解决问题;在讲解轴系零部件时，可采用Pro/Engineer建立虚拟的减速器装配体，并将其演示给学生，使学生产生好奇心，萌发急于寻求答案的求知欲望，增强学习的自觉性。为了便于学生学习，开设了多项关于相关软件应用的开放性实验。

3.丰富考核方式。为了增强学生对机械的总体认识，在开学之初便将机械发展史作为一项大作业布置给学生，并计入总评成绩。让学生自行学习查找相关资料，写出相关机械的发展历史，如中国机械发展史、世界机械发展史、汽车发展史、飞机发展史、机器人发展史等，让学生在查找资料的过程中，对机械及其发展有一个总体的认识。同时，在应用任务驱动教学法教学过程中安排了设计任务，将根据学生完成的作品质量计算平时成绩并计入总评。

三、精练教学内容，进行教材建设

1.精练教学内容，挖掘教学素材。从生活中挖掘教学素材，可以拉近学生与机械之间的距离。机械与生活紧密相连，挖掘生活中的“机械设计基础”课程教学素材，可以使枯燥的机械生动化，单一的教学内容变得丰富多彩。列举生活经历或新闻报道中引人入胜、趣味性强的案例，并编拟贴近实际且内容新鲜的应用问题，让学生感到所学内容有用、有趣。例如，应用折叠雨伞、折叠桌椅、窗户开启机构讲解平面连杆机构;应用机械锁、开关等讲解凸轮机构;应用机械钟表、玩具等讲解齿轮机构。

2.建设课程教材。因材施教，积极进行教材建设。课程组在老教师的带领和指导下，虚心向兄弟院校取经学习，以极大的热情教书育人和潜心进行教学研究，应用图示教学法进行了教学实践，将积累的经验和教学成果固化进教材，正式出版了《机械设计基础》教材，并编写了《机械设计基础实验指导书》。

四、加强实践教学

1.引导学生进行大学生科技创新计划项目。以大学生科技创新计划项目为载体，引导学生进行主动实践、自主学习的实践教学模式。为了扩大学生的视野，提高他们实践动手能力，鼓励学生课余时间走进实验室进行学习与研究，使得学有所需的学生都有机会参与其中，充分利用实验室的各种资源，得到有益的锻炼和提高。

工业工程、工业设计专业的学生先后开展了“基于人因工程学的超市货架设计”、“节·阅——公共绿色照明阅读桌创新设计”、“模块化组合式家具设计”等多项大学生科技创新计划项目的研究。有工业设计专业学生参与的捷能车队更是通过大学生科技创新计划项目的研究收获了多项成果，该团队设计的节能车多次获得Honda中国节能竞技大赛最佳技术奖、最佳设计奖、最吸引眼球奖等。

2.积极组织学生参加竞赛。组织学生参加机械创新设计大赛、三维数字化创新设计大赛，让学生真刀实枪的去干，利用课堂上教授的理论知识，品尝创新的滋味。工业设计专业学生参与设计的“家用多功能折叠购物车”、“防反光可调节黑板”等作品先后获得首都高校机械创新设计大赛的奖项。“农用翻土机设计”、“自动选种机”、“按摩椅设计”等作品获得了全国三维数字化创新设计大赛的奖项。

3.设置开放性实验。为了使课程实践环节得到进一步充实，增加实验学时，课程组开发了多项开放性实验，如“典型机构运动仿真分析与验证”、“典型机械拆装测绘与结构分析实验”、“小型机器人创意设计与制作实验”、“机械方案创新创意设计模拟实施与分析改进”、“常见机械传动系统建模与仿真分析实验”等，完成实验的学生可以获得创新学分，鼓励学生课余时间走进实验室。

五、结论

经过几年的研究与实践，北京信息科技大学近机类专业工业工程、工业设计的“机械设计基础”课程教学效果得到了改善，学生的学习兴趣得到了激发，学生的实践能力获得了锻炼。课程教学的改革与研究使学生能学以致用，增强了学习的自觉性，促使学生从“要我学”向“我要学”转变。

第三篇：《机械设计基础》实验教学大纲要点

《机械设计基础》实验教学大纲

一、课程简介

课程名称(中英文 :机械设计基础 Foundation of Mechine Design 课程编码: 101002 学分和总学时: 5.5,100 实验(上机学时: 课上 10学时,课外 10学时 开课单位: 机电工程学院

选课对象: 机械类、近机械类、非机械类

二、课程内容与实验目的: 《机械设计基础》是我国高等工科院校机械类、近机械类和非机械类各专业的一门 主干技术基础课,它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。机械设计基础 实验是机械设计基础课程的重要实践环节,其教学目标是使学生开始认知机械设备与机 械,加深对基本理论的理解和验证,培养分析问题和解决问题的能力,获得实际设计的基 本工程训练能力。

进入二十一世纪培养高水平综合型人才是高等教育的重要使命, 《机械设计基础》 课程还担负着培养学生具有综合设计能力和创新设计能力的任务。在实践中培养综合设 计能力和创新设计能力尤为重要,开设具有创造性的实验对培养学生创新意识和创新素 质有很大帮助,在培养学生的全局教育中起着重要作用。

三、实验教材与实验考核

实验教材:《机械设计基础实验指导书》及配套光盘

实验考核的方法:学生成绩从实验报告和实验过程中的表现两个方面综合评定。实验报 告的审核根据实验要求加以评定,主要看是否能提出问题、分析问题、解决问题及对实 验相关知识、技术的的学习和掌握;实验表现主要看学生对实验的态度,纪律遵守情况 等。

评分标准:实验报告占实验总成绩的 70%,实验过程中的表现占实验总成绩的 30%。实验各项目在实验总成绩的比例根据学时分配;实验成绩占课程总考核分数的 20%。

四、实验项目内容 实验项目明细表 项目 序号 实验项目名称 实验 属性 实验内容 实验 学时 是否 必选

实验所需主要仪器设 备名称 1 机构认知实验 普 通

实 验

初步了解《机械原理》 课程所研究的各种常 用机构的结构、类型、特点及应用实例。1√ 机构陈列柜 2 机构运动简图测绘 实验 普 通 实 验

初步掌握根据实际机 器或机构模型绘制机 构运动简图的技能。验证和巩固机构自由 度的计算方法。通过实验机构的比较，巩固对机构结构分析 的了解。1√ 机构模型 机构运动分析实验 普 通 实 验

利用计算机对平面机 构动态参数进行采集、处理, 作出实测的动态 参数曲线。

利用计算机对平面机 构结构参数进行优化, 仿真和测试分析。1 机构运动分析仪 4 齿轮范成原理实验 普 通

实 验

掌握用范成法加工渐 开线齿轮的基本原理, 观察渐开线齿轮齿廓 曲线的形成过程。了解渐开线齿轮齿廓 的根切现象和用径向 变位避免根切的方法。分析比较标准齿轮与 变位齿轮齿形的异同。齿轮范成仪 5 齿轮参数测量实验 普 通 实 验

掌握应用普通游标卡 尺和公法线千分尺测

1√

定渐开线直齿圆柱齿 轮基本参数的方法。进一步巩固并熟悉齿 轮各部分名称、尺寸与 基本参数之间的关系 及渐开线的性质。1 齿轮实物 6 普 通 实 验

工作原理。

掌握用动平衡机进行 刚性转子动平衡的原 理与方法。1 转子动平衡仪 7 机械零件认知实验 普 通

实 验

初步了解《机械设计》 课程所研究的各种常 用零件的结构、类型、特点及应用。了解各种标准零件的 结构形式及相关的国 家标准。

了解各种传动的特点 及应用。

增强对各种零部的结 构及机器的感性认识。机械零件陈列柜 8 螺纹连接拉伸实验 普 通 实 验

1√

了解螺栓联接在拧紧 过程中各部分的受力 情况。

计算螺栓相对刚度, 并 绘制螺栓联接的受力 变形图。

验证受轴向工作载荷 时, 预紧螺栓联接的变 形规律, 及对螺栓总拉 力的影响。

通过螺栓的动载实验, 改变螺栓联接的相对 刚度, 观察螺栓动应力 幅值的变化, 以验证提 高螺栓联接强度的各 项措施。1 螺纹拉伸仪 9 带传动实验 普

通 实 验

观察带传动中主动轮 和从动轮上的弹性滑 动和打滑现象。了解预紧力及从动轮 负载的改变对带传动 的影响, 测绘出弹性滑 动曲线和效率曲线。了解试验机的工作原 理与测试方法。1√ 带传动实验台 10 普 通 实 验

裂现象、分析影响滑动 轴承油膜承载能力的

主要因素;测量轴承周向及轴向 的油膜压力、绘制其油 膜压力分布曲线;测定轴承的摩擦力、绘 制轴承特性曲线;掌握滑动轴承试验机 的工作原理及其参数 测试方法。1 滑动轴承实验台 11 减速器结构分析及 拆装实验 普 通 实 验

了解减速器的整体结 构及工作要求。了解减速器的箱体零

件、轴、齿轮等主要零 件的结构及加工工艺。了解减速器主要部件 及整机的装配工艺。了解齿轮、轴承的润 滑、冷却及密封。通过自己动手拆装, 了 解轴承及轴上零件的 调整、固定方法,及消 除和防止零件间发生 干涉的方法。了解拆装工具与减速 器结构设计间的关系, 为课程设计做好前期 准备。1√ 减速器模型 轴系结构测绘实验 普 通

实 验

减速器结构分析及拆 装实验基础上, 在测量 一种轴系的各部结构 尺寸, 并绘出轴系结构 装配图。1 减速器模型 机构运动学和动力 学仿真实验 综 合 性

运用 MATLAB 语言对平面机构的运动分析 和综合进行数值求解。并 对 设 计 结 果 用 MATLAB 进行可视化 输出, 以提高对机构的

分析和综合的理性认 识.1个 教学 学 时, 另有 5个 课外 分散 学时 √

Matlab 软件 机械传动效率分析 实验 综 合 性

通过实验, 使学生们能

了解封闭功率流式试 验台的基本原理, 机械 传动效率及承载能力 的测试方法。1个 教学 学 时, 另有 5个 课外 分散 学时 √

机械传动效率实验 台 合计 20 注:本课程实验总计 20 学时,其中课上 10 学时,课外 10 学时;安排 10 次实验,基础实 验 1至 12必须选足 8个(8学时 ,综合 性 实验 2个。其中普通实验(按学时计算占 40 %,综合 性实验占 60 %。

第四篇：高职机械基础课程设计的教学改革

高职机械基础课程设计的教学改革

摘 要：课程设计是培养学生机械设计的重要实践环节，通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。近几年高职生基础参差不齐，课程设计效果不理想。该文从设计和教学融合在一起、设计参数多组化、注重答辩，启发学生自己发现问题并解决问题几个方面来对课程设计进行初步的教学改革，从而提高学生的设计能力。

关键词：课程设计参数选择 教学改革 绘图能力

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0166-02

课程设计是机械设计基础课程重要的教学环节，是培养学生机械设计的重要实践环节。通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。提高学生的有关设计能力，如：计算能力，绘图能力，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。通过该课程设计，可以把学生所学的机械制图、公差与配合等几门课程的理论知识加于巩固、扩展，提高了学生的综合能力，为技术应用型人才的培养奠定了基础。随着高职教育的不断扩大，高职生的来源复杂，学生基础参差不齐。近几年的课程设计效果不理想。课程设计对一部分同学来说是很枯燥，学生只是按照设计指导书的各个步骤机械地代数据，并没有真正思考问题，没有达到设计的真正目的。为了让学生更好理解课程设计的内容，到达设计的目的，需要在教学方面做一些改革。笔者本着自己这些年来指导课程设计过程中发现的问题，不断思考，不断探索好的教学方法，从以下几个方面来对课程设计进行教学改革，提高课程设?的水平。把设计和教学融合在一起

课程设计一般都是安排在理论课程讲授完之后进行，时间一般是安排在期末两周时间。设计结束之后面临期末考试，大多数同学把精力都放在考试课程上，对设计不能尽心尽力，有的同学是敷衍了事，机械地参照指导书抄写说明书，里面问题很多。有的同学虽然也发现了问题，但时间紧张，就懒于修改参数，草草了事。最后一周绘制的装配图效果也是不太理想，完全没有达到设计的真正目的。如果能把设计穿插在理论教学中，比如讲完带传动就可以布置设计任务，把设计题目分组给学生，设计要求讲解清楚，把电动机的选择方法给学生讲解清楚，再讲解传动装置运动和动力参数的计算。学生利用课余时间就可以着手设计内容，完成电动机和带轮的设计计算。在课程内容齿轮传动讲解完之后，学生可以接着前面的带传动设计内容进行齿轮的设计。讲解完轴的设计内容之后，学生就可以设计轴的结构尺寸。每上完一部分与设计内容相关的知识点后，就让学生接着进行设计，让学生有足够的时间去考虑，设计的效果才理想，学生才得到真正设计能力的培养。设计参数多组化

以往的设计参数虽然也有很多组，但数据相差不大，最开始学生对设计都很感兴趣，随着设计内容的不断增加，有的同学觉得大家做的都差不多，和设计指导书也相差不大，渐渐就会失去兴趣，等着别的同学做完了直接抄写敷衍了事。可以把设计的参数变动大一些，每组的参数选择要求也不一样，这样就可以避免学生互相抄写。比如在带传动的设计中小带轮基准直径的选择，一个组的同学必须选择不一样的数值，带传动设计完了之后，让这组的同学互相对比，启发他们思考参数不一样会有什么影响，最终引导学生找出合理化参数设计。设计重在过程，而不是结果，通过不同的参数比较，让学生更直观理解了设计内容，锻炼了学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。同时也激发了学生对设计的兴趣，不是简单的抄写，达到设计的目的。注重答辩，启发学生自己发现问题并解决问题

答辩是课程设计的最后一个环节，是检查学生实际掌握知识的情况和设计的成果，评定设计成绩的一个重要方面。虽然设计是提前布置，参数选择让学生选择不一样，但如果不答辩，也难区分是学生自己独立完成的，还是机械地抄写设计指导书。通过答辩，可以发现学生的一些问题，引导他们去解决问题。引导学生对设计过程进行全面分析和总结，弄清楚设计中每一个数据和公式的使用，对图纸上零件的结构有着清楚认识。学生在设计中完成的图纸和说明书还不能完全反映出学生的真实水平。只有通过答辩，才能看出学生的设计能力和综合能力。比如，有的同学设计带传动的时候，只是机械地选择带轮直径，但缺乏整个系统的考虑，有的同学的小带轮半径比电动机的中心大，学生还是没有发现问题，没有及时修改带轮直径，继续按这样的参数进行后面的设计，导致后面很多数据都不合理。设计完成后，答辩就是引导学生对整个系统一个全面的考虑，及时发现问题并解决问题，培养了学生综合分析问题的能力。培养学生CAD绘图能力

以往的课程设计要求学生绘制一张装配图和两张零件图，大多数都是手工绘图。由于设计说明书错误多，边绘图边修改说明书，有的尺寸是绘图过程中才能确定的。反复修改数据，部分学生感到烦，设计数据太多，基础差的同学甚至不知道该修改哪个数据。机械地参照指导书绘图，导致设计的尺寸和图纸中的尺寸不吻合，细节地方错误多。

如果设计任务及早布置出来，学生做完一个零件的设计就用CAD绘制出零件图，并让老师检查。比如齿轮的零件图，只需要修改轮毂的孔径就可以了。最后集中几天到机房完成装配图的绘制，这样既锻炼了学生的CAD能力，同时又能保证是学生自己设计的尺寸，和说明书也吻合，达到设计的效果。对于成绩好的同学，还可以鼓励他们利用学过的三维软件绘制零件，并进行装配。在二维和三维之间不断转化，学生可以发现问题，并加于修改。

总之，通过以上几个方面的改革，能较大程度改变课程设计中的一些问题，把课程设计穿插在理论教学中，针对性强，学生也容易接受。参数选择的多样化，能调动学生的主动性和积极性，激发学生对课程设计的兴趣，提高了设计效果。

参考文献

[1] 陈立德.机械设计基础课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2009.[2] 蒙晓烨.浅谈高职《机械设计基础》课程设计的教学改革[J].科技信息，2011（29）：298.[3] 卜新民，崔德敏.浅谈高职《机械设计基础》课程设计的现状与改革[J].陕西国防工业职业技术学院学报，2012（1）：12-14.[4] 荆凯.浅谈高职院校机械设计基础课程设计教学改革新思路[J].科技导刊，2016（7）：36-37.

第五篇：计算机基础实验教学改革介绍

计算机基础实验教学改革介绍

计算机教学部

由于学生通过高考进入大学，高考的成绩中，计算机成绩基本不占比重，这样的高考“指挥棒”，使得学生把精力都放在数学、英语等重点科目的学习上。进入大学后，有的学生计算机水平很高，而有的来自偏远地区的学生，计算机的水平相对较弱。这种差异造成了教师授课上的困难，教师无法顾及到每个学生，不可能在课堂上及时改变教学风格适应个体学生，课堂上有的学生听不懂，而有的却“吃不饱”。

学校设立高级班的目的是为了更好的让学生学到深层次的计算机知识，强化培养学生的工程能力和创新能力。学校设立高级班以后，如何进行高级班的实验教学改革就显得非常重要，课题的主要问题也是探讨如何进行高级班的实验教学。计算机应用基础这门课程的教学内容包括理论教学与实践能力培养两大方面。理论教学主要讲授计算机软硬件技术及相关应用的基本工作原理，目的在于开阔学生的视野，拓宽学生的思路，为培养学生的创新应用能力打下基础。

实践性教学主要通过上机实验的形式进行，实践性教学的目标是培养学生的综合应用能力。以往的时间性教学比较注重概念知识体系的构建，体现在实验形式上，大多为验证性实验，作为对课堂讲授知识的验证与强化。这类实验的内容多为指令性操作，学生按照指令要求，即可按部就班地完成实验任务。在此过程中，学生是一种被动执行指令的过程，缺乏学生主观能动性的发挥，学生的创造性思维能力得不到应有的训练和提高。

针对上述问题，我们在高级班的上机实验中，让学生进行综合设计性实验的练习。例如，网页设计及制作部分的实验题目为“设计一个个人站点”。该类实验的特点是，要求学生通过综合运用所学知识和技能，完成一件作品，或者解决现实中的一个问题，而不是仅仅通过指令一步步地引导学生掌握一些基本操作。在此过程中，学生的创造性思维能力得以充分发挥，学生的成就感与自信心得以建立，对学生的能力培养深有裨益。

从我校近几年该课程实践性教学的执行情况来看，学生们对该类型实验具有浓厚的兴趣，大多数能够积极参与其中，达到了预期的良好教学效果。在完成作品的过程中，一方面增强了学生综合分析、解决实际问题的能力，另一方面在解决问题的过程中，自然而然地对相关的概念知识点进行了归纳与强化，而且通过这种方式获得的知识与能力才是最牢固的。

计算机应用基础是一门实践性、应用性很强的课程，本课程的目标是提高学生的信息技术素养，培养学生应用计算机技术解决学习与工作中实际问题的能力。因此，本课程的实践教学环节对于实现上述目标具有至关重要的作用。本课程的实践教学由16个学时的上机实验组成。

前几年的实验教学，以验证性实验为主。往往要求学生按照特定指令完成操作，比如“将文档标题设置为黑体四号字体”、“画一个6行5列的表格”等等。学生只需依照指令完成操作，学生只是指令的被动执行者，缺乏自主发挥、自主创新的机会。以往的上机实验报告也是按部就班的“实验目的”、“实验步骤”、“实验结论”等等一应俱全。

对于高级班，我们对计算机应用基础课程的上机实验进行了改革。主要体现在以下几个方面。

1.将实验项目由验证性实验改为综合性实验。例如，利用FrontPage设计一个关于你自己的个人网站。要求页面布局合理、格式美观、图文并茂、内容充实并有新意，避免与他人作品雷同要求不少于3个网页。将所有网站文件压缩为一个RAR文件，文件大小不超过2MB。最后提交完成的RAR文件。

2.取消了框架条目式的实验报告，而要求学生在线提交软件设计作品作为实验成果。例如，利用vb设计一个可以使用的计算器，利用Photoshop制作燃烧文字效果的图片，要求以自己的姓名作为其中的文字。利用Photoshop实现照片换背景，要求以前面制作好的燃烧文字效果图片作为照片的新背景。最后提交完成的jpg格式文件，要求文件大小不超过2MB。4.采用问题驱动方式，为学生创设一定的问题情景，使学生在一步一步解决问题的过程中获取知识、培养技能。

以往的实验教学，往往作为课堂教学的补充，主要任务是对课堂教学内容进行验证，加深对课堂教学内容的理解。其实，实践教学任务应该是对理论教学的检验和促进，是对所学知识的升华和内化。

学生在完成综合性实验的的过程中，学会解决现实问题的一般思路。包括拿到一个问题之后先有一个整体的思路，从哪里入手，需要查阅什么资料；在实现的过程中，遇到问题如何有针对性地查阅资料、与同学一起探讨，直至解决当前的问题；如此循环往复，直至最终获得比较完善的解决方案。

可见，学生在完成综合性实验的过程中，学生能够获得与课堂教学完全不一样的体会。这个过程更加接近于今后工作中解决现实问题的真实环境，更加有利于培养学生解决现实问题的能力。附录：学生作品展示

1.燃烧文字与照片换背景

2.计算器

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