开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械设计课程设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
为了有效利用课程设计提高学生各种能力，我们针对传统课程设计进行了一些教学改革，具体措施如下。
一、设计任务改革
1.设计题目改革。将学生分组，传统的课程设计一般一个组一个设计数据，个别学生有依赖思想，不动脑筋，仿照甚至照抄别人的设计。改革后每个组设计任务不同（如有的组要求设计直齿轮传动，有的组要求设计斜齿轮传动），组内每个学生的设计数据也略有差异，这样基本上是一人一个设计题目，但组内成员设计题类似，既杜绝学生想照搬别人的思想，又利于组内讨论和学习，通过设计每个人的水平都会上一个台阶。
2.设计内容改革。在设计题目中添加一些限制条件，如要求一级圆柱齿轮减速器两齿轮中心距在90—130之间，在设计过程中如果学生传动比分配不好就难于达到这个要求，需返回重新设计计算强调设计过程中“三边”设计理念（即边计算，边画图，边修改），也使学生形成了优化设计方案的理念。
传统的课程设计一般放在机械设计课程学完后二周进行，改革后将课程设计穿插于机械设计课程教学中，将课程教学内容分为两个项目，项目一为牛头刨床机械传动系统分析，项目二为带式输送机传动装置设计。课程设计的内容就穿插于项目二中教学，增加了原来课程教学中没有的电动机选择、传动方案选择、运动和动力参数计算等部分，这样学生可以根据运动和动力参数计算的结果进行带传动、齿轮传动、轴系结构等的设计。这样使学生通过设计这个主线把所学知识串起来，感受本课程各部分内容的有机联系，从而提高学习兴趣，自觉地投入学习，避免过去经常出现课程设计做完了才明白机械设计学的是什么的情况，课程学习更有目的性。
三、设计内容的变化
传统的课程设计都是把一些定式的设计作为内容，如带式运输机传动装置中的减速器设计。改革后将项目一机械传动系统分析应用作为一个创新项目的辅助设计，对培养学生创新意识、调动学习积极性和培养创造力有很大的作用。在课程设计中机械系统运动方案、设计内容等都可以自行选定，充分发挥学生的主观能动性。如学生设计的多功能灯罩、多用厨灶、吸尘黑板刷、玩具熊猫吐泡泡等都是非常具有创意的作品。这种与社会工作相接轨的设计模式能极大培养学生分析问题解决问题的能力，学生毕业后能快速适应社会。
四、绘图方式改革
传统的课程设计一般采用手工绘图，而且零件图一般选用轴或齿轮类零件，改革后采用手工绘制装配草图，用CAD软件绘制正式装配图及零件图，而且零件图要求每组有一套完整的非标准件零件的零件图。对个别CAD软件应用有难度的学生也允许用手工绘图。
五、答辩方式改革
参考文献：
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关键词：机械设计综合实践课程设计；ADAMS；运动、动力学仿真；优化设计
ApplicationofADAMSinmechanicaldesignandcomprehensiveappliedcurriculumdesign
PanJinkun
Nanjinginstituteoftechnology,Nanjing,211167,China
Abstract:Introducevirtualprototypingtechnologytomechanicaldesignandcomprehensiveappliedcurriculumdesign,takeslottingmechanicalsystemasexample,establishguidedbarorientedparametermodelbyvirtueofADAMSsoftware,andcarryoutmotion,dynamicsimulationaswellasoptimizationdesignoverthemodel;itwillbeaccurate,fast,convenientandvisiblebyusingADAMSsoftwaretodesigncurriculum,andcontributetoreachsatisfactoryeffect.
Keywords:mechanicaldesignandcomprehensiveappliedcurriculumdesign;ADAMS;motion,dynamicsimulation;optimizationdesign
机械原理和机械设计是机械设计制造及其自动化专业学生必修的两门技术基础课程。这两门课程在教学过程中均有实践性环节，分别为机械原理课程设计和机械设计课程设计，课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力，是学生综合运用机械原理和机械设计课程所学的理论知识解决实际问题，获得工程技术训练的实践性教学环节。
下面以我校机械设计综合实践课程设计中插床机械设计为例，介绍ADAMS虚拟样机软件在建立插床导杆机构参数化模型，进行运动和动力学分析、优化设计方面的应用。
1ADAMS虚拟样机软件
美国MSC公司开发的ADAMS机械系统动力仿真分析软件，是集成了样机建模、仿真求解可视化后处理一体的虚拟样机分析平台。随着虚拟样机技术在机械工程领域的应用和发展，ADAMS已成功应用于航空航天、汽车工程、铁路车辆、工业机械、工程机械等领域。ADAMS包括3个最基本模块：ADAMS/View，ADAMS/Solver，ADAMS/PostProcessor。
ADAMS/View采用Windows风格的操作界面，提供了和用户直接交互的操作环境和样机模型的前处理功能，集成了建模工具、自动调用求解器进行仿真以及后处理程序的自动连接、模型的参数化及优化设计等接口。图2为ADAMS/View设计环境。
ADAMS/Solver是ADAMS的核心模块，ADAMS/View自动调用该模块，求解样机模型的静力学、运动学或动力学等一系列问题。
ADAMS/PostProcessor是用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等的模块，它可以在ADAMS/View环境中进行，也可以脱离该环境独立运行。
2插床导杆机构运动、动力学分析
2.1参数化建模
插床机械系统的执行机构由导杆机构和凸轮机构组成，图3为其机构示意图。电机经过传动装置(减速器)带动曲柄2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路Y-Y作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削，刀具向上运动时为空回行程，要求刀具具有急回运动。
图3插床执行机构
在ADAMS中建立插床导杆机构的参数化模型，并施加约束和驱动，其参数化模型见图4。通过参数化建模，将参数值设置为可以改变的量，在分析时，只需要改变有关参数值，就自动得到新的虚拟样机模型。用户也可预先拟定好一系列可变的参数，ADAMS会自动进行系列仿真，借此观察样机性能随参数变化的情况。
2.2运动、动力学仿真分析
3插床导杆机构优化设计
以电机的功率消耗为测量目标，通过对机构中影响电机功率消耗的设计变量的优化，使机构在所受工作阻力不变的情况下，功率消耗的最大值达到最小。
要对电机功率消耗进行优化，必须要对已建立的导杆机构参数化模型进行参数分析。参数化分析用来了解各设计变量对样机性能的影响。对这些设计变量采用不同的参数值进行一系列的仿真，然后根据返回的分析结果，得出每个设计变量对样机性能(目标值)的影响大小，即敏感度。具体的方法包括：设计研究(DesignStudy)、试验设计(DesignofExperiments，DOE)和优化分析(Optimization)。
设计研究(DesignStudy)显示改变一个设计变量对目标值的影响，可以用来确定设计变量对目标值影响的敏感程度。通过设计研究，确定出对电机功率消耗的最大值敏感度最大的七个设计变量，分析结果见表1。
表1设计变量敏感度分析表
由表1知，设计变量DV_1，DV_2，DV_3，DV_4，DV_5，DV_6和DV_7的敏感度最大，即这7个设计变量的变化，对电机在相同工作阻力情况下功率消耗的最大值的影响最大。在ADAMS中对上述7个设计变量的取值范围进行适当限制，以电机功率消耗的最大值达到最小为优化目标，利用ADAMS软件进行优化设计，7个设计变量的最优值见表1。优化前、后电机功率消耗曲线如图7所示。
通过对图7中两种曲线的分析比较可以看出，优化后电机功率消耗的峰值有较大降低；而且优化前曲线的第二个拐点处，经过优化后变成了圆滑过渡，可以避免因功率骤减给电机带来的冲击，从而延长电机的使用寿命。
4结束语
将ADAMS虚拟样机软件应用到机械设计综合实践课程设计中，具有新颖性，改变了学生用图解法或解析法进行机构运动、动力学分析的传统做法。学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计精确、快捷、方便、直观，课程设计能达到满意的效果。为机械类专业学生后期专业课程如液压设计、动力学分析和优化设计等的学习，以及完成毕业设计，提供了一种优秀的辅助分析工具。
参考文献
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[3]胡志刚.牛头刨床六杆机构的多体动力学分析及优化设计[J].三峡大学学报(自然科学版)，2006，28(3)：226～229
[4]韩宝菊，徐剑波.基于ADAMS的插床动力学仿真分析及优化设计[J].机械工程与自动化，2007，141(2)：35～37
【关键词】机械课程；设计；创新
一、机械设计课程设计教学中存在的问题与不足
1.题目单一
传统的机械设计课程设计题目主要是各种传动装置中的减速器，一般多为圆柱、圆锥齿轮减速器和蜗杆传动减速器。尽管该题目能系统训练学生们对机械设计课程中的主要零部件的设计步骤和方法，使知识学得更扎实，设计能力有所提高。但这套设计题目缺乏新意，不利于培养同学们的创新思维与创新能力。
2.照搬照抄
由于设计题目陈旧，各种参考资料、网上资源针对该套设计有很多典型范例，甚至有完整的设计计算过程及参考图提供，使得有些同学在进行课程设计时，没有起到课程设计应有的训练作用。
3.计算机绘图欠普及
传统机械课程设计，手工绘图贯穿始终，工作强度大、效率低。同时，随着计算机技术的发展，CAD技术及其他三维设计软件在机械制造中的应用日趋广泛，使机械设计思想、设计方法与设计手段都发生了极大变化，这些变化对面向新世纪的高校机械类专业学生的计算机能力培养提出了许多新的要求。
除了机械设计基础以外，课程设计要用到工程图学、力学、工程材料、加工工艺以及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。
5.考核制度不完善
机械设计课程设计的考核一般主要包含了三个部分：图面成绩50%、平时成绩30%和答辩成绩20%。但图面成绩和平时成绩实际上是一个比较笼统的成绩，老师们各凭印象标准，自行决断，并不能像正式考试那样给出一个让学生一目了然、欣然接受的成绩，考核缺乏标准性和透明度。对学生今后的学习和毕业设计产生不好的影响。
二、机械设计课程设计教学模式改革措施
（1）课程设计题目多样化和实用性。在进行理论教学时就对学生公布本学院各位老师的科研项目，让学生们主动去找他们感兴趣的内容，鼓励他们积极参与。组织学生参加大学生机械创新大赛或者由学生联系生产实践自创设计题目，老师提供课程设计指导讲义上的若干题目等，实践证明这种形式大大增强了学生学习的积极性和主动性。
（3）改革设计手段，加强计算机的运用能力。机械设计课程设计多在中高年级进行，学生已经学完了计算机技术基础课程，对CAD有了一定程度的掌握和了解。同时，由于在机械设计课程开课的同时，已经布置了设计任务，可以要求学生针对自己的兴趣学习某一种设计软件。早期的CAD技术已经发展的相当成熟，而Solidwork和Pro/En—gineer是参数化的三维CAD/CAM软件包，具有零件三维造型功能、装配设计功能、工程图功能以及仿真分析功能等，正逐渐成为先进制造技术的核心技术。
【关键词】课程设计学习迁移CDIO
前言
一、机械设计基础课程设计现状
二、转变思路，切实提高课程设计效果
1.学习迁移，培养学生辩证思想能力
学习迁移是指一种学习中习得的经验对其它学习的影响。任何一种学习都要受到学习者已获得的知识、动作技能、情感和态度等的影响。只要有学习，就有迁移。迁移是学习的继续和巩固，又是提高和深化学习的条件。
带传动设计中，带轮直径取小值可使传动结构紧凑，节省材料，但其值过小又会使皮带弯曲应力过大、寿命降低，因此带轮直径的取值应大于或等于最小许用直径。通过分析，向学生阐明了事物的对立统一和一分为二的辨证规律，在机械设计中，没有最好的，只有在某些条件下最适合。因此，机械设计的答案不是唯一的，解决工程实际问题的途径是多种多样的。
通过知识的迁移，学生在学习自然科学知识的过程中，同时受到辩证唯物主义思想教育，可以学会用发展的眼光看待事物，有助于突破传统思想的束缚，有助于今后用正确的思维方式去分析和解决工作中的问题，有助于创新精神的培养和创新能力的提高。
2.引入CDl0理念，从全局出发，促进全面发展
CDIO理念以产品构思（conceive）、设计（D～Lon）、实施（Implemen）、运作（Oerate）的生命周期为载体，从全局的角度来学习工程的理论和实践。其提倡的“基于项目的教育学习”，是以工程项目设计为主线，所有教学环节都围绕项目设计这条主线展开，并与之融合在一起，形成一个有机的、系统的整体，从而调动学生学习的主动性和创造性，提高学生学习、应用理论知识的能力和实践动手的能力。
贯彻CDIO理念，合理选择课程设计题目是关键问题。所选题目要有效地建立课堂与社会的联系，如外单位协作项目、设计竞赛项目，也可以是通过鼓励“挑毛病”列举缺点和提出对产品的需求列出“希望点”方法，对已有产品的改进题目。同时，鼓励学生认真观察，勤联想，多设问，从日常生活中发掘题材，根据经验、兴趣等自拟题目。教师的作用也将发生变化，从理论知识的灌输者变为学习的辅导者。学生在学习过程中不是从教师那得到现成的知识，而是通过一些探索环节得到知识。
在课程设计的过程中，打破课程设计独立完成的局面，而是将学生分成3-5人的小组，题目选定后，小组成员既要站在全局的高度，参与到整个设计过程，又要分工明确，各尽其能，进行收集信息、设计方案、实施设计、制作，并且参与最终的设计评价。在动手制作实物之前，可以鼓励学生用计算机软件建立所设计产品的三维模型，在虚拟环境中对其结构、受力、运动特性、是否干涉等进行仿真分析，充分发挥学生自学积极性和潜能。这样，通过课程设计，能够锻炼学生多方面融入社会的能力，这些能力包括：创新能力、实践能力、观察能力、自学能力、管理能力、应变能力、交流能力等等。
三、教学实践
参加机械设计大赛，以竞赛题目作为课程设计内容，学生兴趣高，主动性强，变“让我做”为“我要做”，学习效果好。
例如，根据第五届全国大学生机械创新设计大赛主题“幸福生活——今天和明天”作为课程设计的题目，一组学生设计了娱乐机械“快乐愚公”如图1所示。
“快乐愚公”的创造灵感来自于玩具抓取机，相比之下具有体积小、可移动的特点。它以两个连动的平行四边形机构为主，模拟大臂、小臂的运动，可以灵活地完成上下俯仰动作。大臂在滑道上左右移动通过自行设计的电路板控制。
在设计的过程中，该组学生分工明确，又相互协作，共同经历了原理方案和构思拟定、原理实现、零部件设计、参数和指标确定及实物制作过程，在发展了创新能力的同时，还培养了团队合作精神。设计完成后，在评审过程中通过汇报和答辩，使学生的表达、沟通能力得到了锻炼和提高。
关键词：真实项目手扳封罐机机械设计基础课程设计
1教学改革内容
1.2机器方案设计的多元及创新本次教改的机器设计方案不是唯一的，学生通过头脑风暴法、分组讨论法提出了2种手扳封罐机设计方案，绘制出机器传动系统图，从中择优。这种做法把学生从减速器单一的设计思路中解放出来，让学生的思维多元化，起到实质性的创新锻炼。
1.3课程设计形式的改变在课程设计教学形式上，学生以团队为单位完成一个具体的设计任务，每组4～6人，学生以各种方式查找课程设计参考资料，组内讨论确定设计方案，参加由指导教师主持的课程设计讨论会。团队内部各成员分工合作，各自完成一部分设计任务内容，组内合并、整理修改后，就完成了团队设计任务。以前的课程设计，全班每位学生的工作量及工作任务完全一样，本次教改改变了这种传统做法，采用了错开机制，使得每位学生的工作任务都不一样。
方法1：装配图按照团队内学生自己确定的设计方案绘制，零件设计每位同学是不一样的，每人画4-5张不同的零件图，团队就可完成（4-5）x6=24-30张零件图，整合后重要的机器零件都绘制了零件图，培养了学生的团队协作精神。方法2：把机器拆分成几个部件，每个团队承担一个部件的设计任务，每位同学承担的零件设计任务也是不一样的，团队内整合就是一个部件，全班整合就是一整的机器设计文件。
2教学改革过程
在课程设计期间，课题小组与学生共同执行了机械设计基础课程教学整体设计、机械设计基础课程教学案例的要求，共同执行了教学改革项目实施方案与进度，效果良好，正是因为课题小组的努力、学生的努力，使得教改工作能够顺利开展，取得了相应成果，当然也发现了不足。
3教学改革成果与问题
课题小组按照机械设计基础课程教学整体设计、机械设计基础课程教学案例的要求，本着过程、结果并重的思路，从设计方案、设计计算、装配图、零件图、设计说明书、答辩等环节对课程设计进行了全过程指导、考核，着力培养、打造学生的机械工程观念，使得教改项目取得了三点创新、三项成果，当然也发现了三处不足。
3.1三点创新①本教改项目是设计一整的工作机器——手扳封罐机，没有限定设计思路，可以有不同的设计方案，让学生有拓展和创新的空间。②本教改项目是设计易拉罐封口机器，机器有具体的封罐功能动作，容易激起学生的探索兴趣，且学生非常熟悉易拉罐，新项目贴近生活本源。③本教改项目在学生工作任务分配上采用错开方法，使学生分别承担不同的设计任务（工作量相当）。
3.2三项成果①每个学生都以文件袋的形式有了一套技术文件（设计任务书、装配图、零件图、设计说明书），全班整合后就形成了手扳封罐机全套技术文件。②课题小组积累了大量教改原始数据、资料及经验，形成了课题研究报告，使教改项目的后续改进、完善有了明确的工作方向。③课程设计使学生有了综合实践的平台，有了理论联系实际的工作，有了查找资料、检索文献的能力，使学生向着机械工程又迈进了一步。
课题组在后续的教学工作中还要持续去改进，努力去完善，最大限度地把问题的影响降到最低，让师生均通过教改受益，课题组也会考虑扩大教改项目的使用班级，让更多的学生参与到教学改革中来，让更多的学生受益。教改实践证明，机械设计基础课程设计新的教学内容和形式，有利于培养学生的主动实践能力和团队合作精神，有利于培养学生的研究能力以及对实际项目的驾驭能力；使学生对所学科目如机械制图、机械原理、机械零件有更深刻和更明确的认识，加深了学生对机械结构设计、机械传动精度分析、公差配合选用的理解；使学生在自主实践中熟悉产品从市场调研、方案设计、结构设计到绘制图纸的整个设计流程，让学生懂得工程设计的路径、方法与过程；达到了培养学生设计能力、机械制图能力、团队合作能力、交流沟通能力的目的，提高了学生学习的主动性与创新意识，为今后从事机械专业工程技术工作打下坚实的基础。
[1]张红.机械设计基础实验教学探索[J].价值工程，2011（36）.
[2]刘喜平，段成燕，王金.基于CDIO模式下机械设计基础实践教学方法的探讨[J].价值工程，2010（32）.
关键词：机械设计基础；教学改革；课程设计
根据教育部的有关规定，电大的脱产学生只能招收成人专科学生。由于近十年来，高校扩招及自考、网络等各种办学形式的多样化，留给成人高考的生源比以往少，但成人高考这几年并没有减招，故而造成录取线走低。总分450分的成专考试，2007年的录取分数为125分，2008年的录取分数为148分，2009年降到了116分，2010为125分。换算成百分制，30分不到就可以上大学了。较低的入学“门槛”，使有的学生毫不珍惜学习机会，旷课、迟到早退的现象都有，每年还有2%～3%的学生自动放弃学业。由于分数线过低，有些学生基础较差，据统计，电大成人专科机电专业学生中，一元二次方程、三角函数这些初中数学内容都不会的学生占到80%以上。
根据实际情况，浙江省广播电视大学对机电专科的教学计划作出了一定的修改，比如减少了统考课程，取消了学习难度较大的《工程力学》，删减了《机械制造基础》的部分内容，调整了必修课、选修课及自选课学分的比例，在一定程度上加大了地方电大教学的自主权。但是具体的教学过程，还需地方电大自行酌情改革。
专科院校的教育以技术应用性人才为培养目标，因此《机械设计基础》的教学改革，必须以全面机械设计素质培养为中心、实际机械设计能力培养为主线，对传统的《机械设计基础》教学内容体系和教学方法进行改革。
一、教学内容的整合
成人专科《机械设计基础》教学内容改革，一方面要贯彻“够用”原则，即为学生学习专业课程（在校的后继学习）和终身学习（发展和创业）奠定坚实基础；另一方面要突出机械设计主题，即培养学生的从业（从事实际设计）能力，实现高等技术应用性人才培养目标。为此，应从以下几个方面入手对教学内容进行改革。
（一）删减难度较大的理论推导和证明，及时修正过时的内容
成人高等教育的目标是培养技术应用性人才，其毕业生所从业的岗位决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉像培养研究型人才那样搞得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理和方法等来解决实际设计问题。因此，对一些过深的、不必要的理论推导、证明都可以予以删除，以便使学生集中精力掌握这些公式、定理、方法的实际应用。例如：带传动中松边拉力、紧边拉力与最大摩擦力等之间的关系推导；齿轮齿面接触疲劳强度计算公式与齿根弯曲疲劳强度计算公式推导过程等都可以删除。与其他先修课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。例如：用弯扭合成当量弯矩法对轴进行强度校核计算以及对轴的各项变形量的校核，对于没有多少力学基础的学生来说简直就是天书，而90年代初编写的教材，其轴承部分早已严重与时代脱节，必须予以修正。教材要以机械传动、机械零件的设计为重点，保证实用性和先进性。
（二）完善设计所必须的基本知识和基本理论，培养较强的图表查阅能力
修改后的《机械设计基础》教材，适当增加了《工程力学》中静力学、材料力学的部分知识，增加了《工程材料》中材料力学性能的简单介绍与资料查找，也增加了《公差配合与互换性测量》中偏差、公差、粗糙度、形位公差的介绍与查表选择方法。
在企业中，普通工程师也被称为“表工程师”。也就是说，工程师的重要能力之一就是能够查阅有关图表，从而结合有关公式解决一些生产实际问题。因此，机电成人专科学生的培养目标之一就是培养学生良好的查阅图标的能力。
二、课程设计和课程讲授有机地结合
为此，我们根据教学大纲，在不减少学生设计任务的前提下，把课程设计和课程的讲授结合在一起，在学期开始不久就将设计任务书下达给学生，让学生带着任务，有针对性地学习。可以将课程设计的部分计算内容分成几次大型课后作业来完成，比如带传动设计、齿轮传动设计、轴的强度校核计算、轴承的选择与校核、键的强度校核等。在课堂例题的模板下，学生大部分能较好地完成作业。同时教师在日常授课期间，通过批改学生的作业，适时发现学生计算中的失误并敦促学生及时纠正。
课程设计的结构设计部分可以放在学生“装拆、测绘减速器实验”中进行。在装拆、测绘实验中，让学生仔细观察各类减速器的结构、轴的结构、轴承的安装和固定方法，为以后对轴和箱体的结构设计和画装配图打下基础。
三、引入ug（unigraphics）软件，提高学生的空间想象能力
在以往的课程设计中，由于学生空间想象能力不足，往往依葫芦画瓢，导致学生对自己设计的减速器结构似懂非懂，影响了设计质量。在课程设计中引入ug软件指导学生进行减速器的结构设计，可以增加学生的学习兴趣，提高学生的空间想象能力。
四、结束语
设计是一个创新的过程，工程上涉及的零件、构件错综复杂，《机械设计基础》包含门类繁多的零件、构件、机构，如果没有一条清晰的主线，极容易使学生听得毫无头绪，造成理解上的混乱。所以在授课时，要紧紧围绕培养学生实际能力这条主线。不管是什么类型的零件，都遵循着相同的基本设计程序，即按工况选择零件类型，对零件进行受力分析，选择材料，确定是否热处理，分析失效形式，计算关键尺寸，直到进行结构设计。如果教师按这条主线讲授，学生按这条主线学习，就可以在繁多的理论中理出一条鲜明的脉络，使教师讲授有章可循，学生学习也带有明确的条理性。
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教学内容不能突出其“工程实践性”、“创新性”和“应用性”。教学中严重存在“重理论轻实践、重传授轻应用”现象，难以实现应用型本科学生“学以致用、学用结合”的教学要求，学生缺乏利用所学知识解决工程实际问题的能力。2.实验教学实验课程完全依附于理论教学，是理论教学的辅助。实验教学的目的只是用于加深学生对理论知识的理解或对理论教学的验证。验证性实验多，而综合性、设计性及开放性实验少，无法真正提高学生的动手能力和创新能力。实验条件欠缺，实验设备陈旧，实验教学缺乏实用性、先进性及创新性。实验往往都是孤立的，所涉及的知识面比较单一。各个实验之间缺少系统性，缺乏知识学科的关联，实验内容缺少内在联系和逻辑性，没能形成一个比较完整的实验教学体系。
“机械设计基础”教学改革
对应用型机制本科学生教学的主要目标是在基本教学的基础上加强对学生综合运用知识进行机械设计的能力和创新能力的培养。“机械设计基础”主要分为理论教学、实践教学和课程设计三个教学环节。教学改革也应该在基本教学基础上在教学的三个阶段都进行学生创新能力和综合运用能力的培养。主要改革措施详述如下：
1.精简理论教学环节为了与应用型人才的培养模式相适应，“机械设计基础”教学课时安排上，根据本课程应用性和实践性较强的特点，适当减少理论教学课时。因此授课内容就要有所侧重、有所删减。课程讲授内容遵循“基本、实用”原则，主要培养学生机构的分析能力，使学生掌握机械的基本设计方法。最后使学生从根本上掌握各种常用机构的基本运行原理以及机械中常用的一般通用零件的设计要领。并注重在教学过程中将一些机械发展的最新成果和最新技术介绍给学生，开阔学生们的眼界，提高学习的积极性。
2.加强实验教学实验教学是“机械设计基础”教学体系中不可缺少的一部分，主要培养学生理论联系实际、分析及解决问题的能力，对学生的创新能力和综合素质的培养起着非常重要的作用。实验教学在教学内容安排上，为了提高学生综合认识机械设计及创新能力，应该加强一些综合性和创新性的实验。教学改革后开设的实验主要有：机械零件认知实验、机构运动简图测绘实验、渐开线齿轮参数测量实验、渐开线齿轮范成实验、带传动性能实验、机构创新试验、轴系测绘实验、减速器拆装实验、机构运动方案创新组合实验、平面机构创意组合测试分析实验、机械速度波动调节实验、机械传动综合实验等。通过这些实验可以使学生的机械设计和创新能力得到提高。机械创新设计类实验使学生的学习变被动为主动。通过自主设计实验方式、方法及实验步骤，学生的创新思维和创新技能得到了锻炼，增加了学习的趣味性。
3.提高课程设计质量“机械设计基础”课程最后进行的是课程设计，主要在理论教学中所学的机械零件基本设计知识基础上，综合考虑工程实际，进行实际传动方案设计训练。基于目前课程设计存在的问题，应用型机制本科课程设计的教学过程主要从以下几个方面入手进行改革：
（1）拓宽课程设计题目。目前，各院校课程设计的题目都是减速器，每级学生都做着重复的设计内容。另外，机械制图课程中也选择减速器进行测绘，因此就使得课程设计题目重复。因此，必须要拓宽课程设计选题范围，增加题目的层次。题目的选择应更灵活，更接近于实际，实现设计题目的多样化。鼓励学生自选题目，充分调动学生的积极主动性，更大程度上锻炼学生们的设计及创新能力。
（2）案例设计。结合工程实际，给定功能要求，让学生拟订传动方案。让学生从功能分析出发，自己拟订结构及机械传动方案，进行方案比较优化，确定参数，完成从定性问题转化为定量的设计工作，而后进行相应的计算、校核及完成相当数量的工作图设计。
（3）引入三维软件。为鼓励学生在课程设计中应用3D技术，在开课之初就明确告诉学生，课程结束后要进行为期两周的课程设计。设计内容是机械的传动装置，要求学生必须采用三维软件将所设计的传动装置表达出来，将课程设计提前布置，化整为零，并结合机械设计教学，引导学生应用三维技术。
（4）强化指导过程。在课程设计过程中，教师的指导非常关键。指导教师在课程设计中应该具有强烈的责任心，要对学生的整个设计过程进行检查并及时纠正错误，尤其注意设计理念及三维图形绘制的指导，使学生能真正从设计过程中受益。
（5）重视答辩。课程设计的最后一个环节是答辩，也是对两周课程设计工作的考核。即使设计题目或者设计数据不同，每个学生都在教师的指导下参考手册、教材进行设计。通过答辩可以使学生对设计有进一步的认识并认识设计的不足之处。因此，答辩也是一个答疑、总结提高的过程。
借助“创新大赛”进行知识综合
基于目前企业对应用型人才创新能力的培养要求。在“机械设计基础”理论教学、实验教学以及课程设计中都要注重对学生创新能力的培养。但是这些对于学生创新思维、工程实践能力的培养还远远不能达到要求。因此可以将“机械设计基础”的教学扩展至第二课堂。通过参加各种各类的机械创新设计大赛、机电大赛以及3D大赛，让学生真正地将所学的各种机械的、电气的基本理论知识、专业知识以及一些三维软件类的知识进行综合利用，能很好地锻炼学生的综合运用能力、创新能力、团队合作能力以及竞争能力。
关键词：机械设计；教学；实验；课程设计
《机械设计基础》是近机械类专业的一门主要技术基础必修课程。在南京农业大学，修读该门课程的主要有材料成型及控制工程、工业设计、工程管理等不同专业的学生。由于授课对象不同，教学计划安排的课时也比机械类专业的学生要少一些，因此该课程的教学与机械类专业的课程教学有不同的特点。下面分几个方面谈谈作者的教学体会。
一、要在课堂上激发学生的学习兴趣
学习这门课程的学生都是非机械类专业的学生，其中工业设计的学生在大二的时候学习这门课程，材料成型及控制工程、工程管理的学生在大三的时候学习这门课程。尽管这门课程是必修课，但是学生对这门课程并不非常了解，学习兴趣并不高。尤其是工业设计的很多学生，高中都是学美术的，基础非常差。因此，最重要的是去提高学生学习该课程的主动性与积极性。
一般而言，绪论是第一次课，对吸引学生的学习兴趣非常有用。任何一门课程的“绪论”，都要谈到“为什么学”、“学到什么”以及“如何学”的问题。作者在讲授这一章时，结合农业机械发展的特点，从传统的“牛拉耕田”、“拖拉机耕田”到“现代农业机械”，从古代的“马车”、“普通汽车”到“现代汽车”，以及现代汽车的主要组成，内燃机、牛头刨床的主要组成及工作原理等，通过这些简单易懂的例子，使学生了解到现代机械仍然以机械工程为基础，以激发学生的学习兴趣。作为工科学生必须具备机械设计基础知识，才能为后继专业课程的学习及日后技术革新打好基础。
同时，在授课过程中，笔者准备了非常多的案例、动画和录像，以理论结合实际进行教学。比如在讲“平面连杆机构”时，准备了“契贝谢夫四足步行机”的录像，非常的形象和生动。讲死点时，有飞机起落架、夹具等的动画，同时结合讲解，学生就非常容易接受和掌握，有比较深刻的感受。
二、注意内容的整体性和连贯性
《机械设计基础》的前半部分主要是机械原理的内容，内容从高低副与自由度、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构到轮系，这是一个整理的学习过程。尤其是高低副与自由度，需要学生有一定的想象能力，如何把复杂机械的机构运动简图画出来，这部分掌握好了，对后面的几种机构的学习很有帮助。此外，速度瞬心是一个非常重要的概念。学生在《理论力学》的时候就学过速度瞬心，这与《机械设计基础》的速度瞬心有何区别？这一点要介绍透。同时，结构的压力角、传动角如何画出，等等，这几章有很大的连贯性，在讲解过程中切忌过快，要学生掌握好才行，多让学生做一些习题，否则影响后续章节的学习。
三、提炼关键内容，有重点地授课
《机械设计基础》是两门课的综合，前半学期主要是高低副、自由度和一些常用机构，后半学期主要介绍通用零部件的工作原理、结构特点、设计与计算等。前半学期机构的学习比较系统，基本上是在介绍了自由度、速度瞬心、压力角和传动角的知识以后，一个机构一个机构地学习。后半部分的内容非常繁多且零散，学生在学习的时候普遍反映不太好学，缺乏头绪。因此，这门课程的学习一定要有一条主线。笔者认为，本课程教学时，要结合课程设计的内容，进行有重点的学习。
以“齿轮机构”为例，这一章的内容非常多，也是这门课最重要的内容之一。这一章的学习，一般需要五六个课时的学习。笔者在这门课程的学习时，主要是抓住“渐开线的性质与特点”和“一对齿轮啮合过程”等主线开展教学。其中渐开线是这章学习的基础，所有牵涉到齿轮参数计算和啮合的知识的，都牵涉到渐开线。在教学的过程中，教师要抓住主线，逐步开展教学。
四、结合课程设计和实践进行授课
五、培养学生的动手能力和工程意识
《机械设计基础》这门课主要有三个实验：机构运动简图与自由度、范成法加工渐开线齿轮、带传动系统综合实验。在这三个实验中，都注重学生的动手能力。尤其是第一个实验，一般在第二次或者第三次课程的时候做，有非常多的简单机构，让学生去绘制机构运动简图。在这些实验中，指导老师大概介绍了一下之后，就让学生自己动手去做，指导老师在一旁讲解与指导。通过实验，不仅可以锻炼学生的动手能力，还可以让学生独立地去思考。
笔者认为，《机械设计基础》这门课的设计过程，最重要的是让学生有工程意识。因为不管设计和制造任何机械，一般性能越好，功能越复杂，成本就越高。在设计过程中，要让学生结合实际和性能要求，去查各种手册和图册。手册和图册里面的推荐值一般都是一个范围，学生要结合经济性和实际要求去选取。要教导学生去参考前人的经验，但是又不要照搬前人的经验，要鼓励学生去积极创新。
总之，《机械设计基础》是一门重要的专业技术基础课。在本课程的教学实践中，要结合所教授学生的特点，去吸引学生学习的兴趣，有重点地进行讲授，以让学生能学好这门课程。同时要培养学生的工程和经济意识，鼓励学生不断进行创新。
[参考文献]
[1]杨可桢主编.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2]谢振宇.《机械设计基础》教学方法探讨[J].鞍山师范学院学报，2004（04）.
[3]倪向东等.机械设计基础课程教学方法探讨与实践[J].石河子大学学报（哲学社会科学版），2006（S1）.
一分立教学模式问题分析
机械设计及其课程设计的“分立式”教学模式存在如下弊端。
1重学轻用
机械设计课程是实践性较强的课程，既有机械设计的方法理论，也有零部件设计实际应用的内容。但在传统的观念上，理论是重头戏，实践则是微不足道的，实践从属于理论，服务于理论，似乎实践的目的仅仅是为了验证理论的正确性。教学上，偏重于机械设计理论以及强度计算等内容的讲授，而对于实践性很强的结构设计则一带而过，不能将知识点及时地在实践应用中强化，即便有实践，也仅限于课后作业练习，结果造成学生在随后的课程设计中对所学知识模糊不清，动起手来不知所措。
2学用脱节
3学后不会用
通过机械设计课的学习，学生虽然学习了机械零部件的设计知识，也完成了一定的作业量，但没有经过设计实战的综合演练，理不清零件与零件的协调关系，感到知识“零零散散”，串不起来。使得课程设计开始的2～3天里，还不知从何下手。设计中临时抱佛脚，问题来不及深入思考，最后囫囵吞枣、仓促结束。
二一体化教学改革的思考
改变机械设计与其课程设计分立教学弊端的有效途径是贯彻CDIO教学理念和教学模式。所谓CDIO，它是“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达，它以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，使学生养成现代工程技术的职业素养。CDIO工程教学改革是当今国际工程教育改革的最新成果，已经在世界上多所学校进行实施，并取得了很好的效果，为工程界培养了大量符合需求的技术人员[1]。
用CDIO的观点来看机械设计和课程设计，它们同属机械装置设计这个“工程”，具有“构思”“设计”“实施”“运行”几个不同阶段，通过这个“工程”，完全可以加载机械设计和课程设计的全部内容。拆掉机械设计和课程设计之间的屏障，在CDIO的模式下使其融为一体，形成一体化课程。
对“一体化课程”的学习，或“学”或“做”，也是同一事物的两个方面，是辩证的统一体。教育家陶行知先生曾有过精辟的论述：“教的法根据学的法，学的法根据做的法，事怎么做就怎么学，怎么学就怎么教”，并明确指出，“教、学、做是一件事不是三件事。我们要在做上教，在做上学。”这种融教育法于生活法中的理念更加突出了以“做”为中心，强调了“行是知之始”的实践第一性和“知是行之成”的理实相融教学目标。实际也是“教、学、做”的一体化，就是整理融合各教学环节。把培养学生的工程实践能力的理论与实践相结合的教学作为一个整体考虑。将教学内容科学地融会在教、学、做过程中，从做开始，发现问题，在教与学中了解问题的答案，再通过教、学、做，理解其原理，实现知识与能力的相互融合、螺旋递进，最终达到教学目标[2-3]。
三一体化教学的实践
按照CDIO教学模式。在“卓越工程师”机制专业试点班实行一体化教学改革，主要做法如下。
1课程教学和课程设计一体化
打破传统界限，将机械设计和课程设计按实践教学方式进行有机整合，课程总量与以前大体相当，但内容衔接均与设计流程相一致。
2以项目为主线组织教学
3以任务为驱动，激发学习兴趣
将全班分成四个设计团队，设计方案分成四类：有带传动――直齿圆柱齿轮减速器、链传动――直齿圆柱齿轮减速器、带传动――斜齿圆柱齿轮减速器、带传动――直齿圆锥齿轮减速器等;每个方案又有不同的参数，达到一人一题。保证了学生在设计中既能实现团队合作，又能独立思考。在第一次课上，就下达设计任务书，使学生一开始就明确自己的角色、承担的设计任务;在而后某些章节的学习中，作业就在各自的任务中分解，是各自设计任务的组成部分;“作业”完成了，设计任务就完成了，课程学习也就结束了。另外，还安排了答辩环节，要求每个学生走上讲台，阐述自己的设计思路和设计成果，这也无形中增加了学生任务。使学生在整个学习过程中，时时感到任务在肩，压力在心，“不用扬鞭自奋蹄”，增强了学习的主动性和责任感。
四一体化教学的效果
机械设计一体化课程经过教学实践，取得了积极的效果，在以下几个主要方面有了大的改进。
1变被动为主动，学习兴趣提高
2师生互动加强，学习效果明显
一体化教学模式，充分调动了学生的积极性，学生在学与做的过程中，越深入，发现的问题就越多，有了问题，促使学生主动向老师请教。指导教师的注意力和侧重点也从课堂讲授放在平时指导上，与学生交流的机会多了，在现场因材施教，有针对性的指导，更激发了学生的学习兴趣，从而引导学生学习更加深入。
总之，作为我校首批卓越工程师试点班，课程群改革方兴未艾，机械设计一体化课程只是该专业众多一体化课程之一，目前的做法只是初步尝试，还存在不少问题。但尽管如此，这些尝试可作为本试点专业的其它一体化课程的先例，也可为其它专业其它课程改革提供参考。
[1]江帆，王一军，萧仲敏，等.基于知识点优化的CDIO教学改革实践[J].教学研究，2013，36（1）：81-84.
【关键词】机械设计；CDIO；课程设计
引言
机械设计课程是高等工科院校机械类专业的一门重要技术基础课，对学生实践创造能力的培养，具有十分重要的地位。近年来，很多学校都对机械设计课程进行了的教学改革与研究，本文结合了CDIO工程教育对机械设计课程教学进行了改革研究尝试，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习课程，取得了一定的教学效果。
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得KnutandAliceWallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念；CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，进行工程教育实践。
一、理论教学与课程设计相互融合同步进行的教学模式
传统的机械教学方式通常是课堂理论教学辅之一些实验，然后进行课程设计综合训练，如图1所示，这是一种串联式的教学方式，这种方式是把机械系统设计所需要的知识抽象分割开，经过整理按照机械设计总论，联接零件，传动零件，轴系零件依次学习机械设计的理论基础，课程学习完之后进行课程设计，按照这种方式组织教学，学生只是在机械的、被动接受知识，既不利于激发学生的学习兴趣也不利于培养学生对理论知识的灵活应用，更不符合设计规律，而如图2所示的并行式的教学方式是按照机械设计的实际设计过程如方案设计、动力设计，传动系统设计、轴系结构设计，联接设计同时同步进行课程设计，再学习设计内容之初引导学生带着设计问题，边学边实践，让学生带着目的任务进行学习，这样可充分调动学生的积极性，主动学习，在学习过程中科学地培养学生的设计意识及系统思考问题的能力，也有利于学生对基础理论的理解和掌握。
二、多案例丰富教学内容
目前在机械设计的理论教学中，依然着重于抽象的理论知识讲解，虽然增加了很多实际实例，但是大都限于举例说明如何将工程实际问题归结为设计命题是目前学生解决实际问题时普遍感到的一个难点，如果用新颖生动的真实事例融入到教学之中――由案例组成教学内容，构建教学体系，把真实的典型问题、设计要求展现在学生面前，让他们在真实的设计条建中，设身处地地去思考、去分析、去讨论，这样，在教学过程中，学生不是被动的、消极的接受者，而是主动的、积极的知识探究者，这样会充分激发学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，对培养学生创造能力及分析、解决实际问题的能力将极有益处。
三、结束语
将CDIO理念引入机械设计基础课程教学，构建多层次的教学体系，使理论教学与项目训练相互融合，让学生始终带着问题边学习边实践，以突破学生在实际问题转化为工程问题时的难点，这不仅激发了学生主动学习的热情，也有利于学生设计和实践能力的培养，提高学生的技术应用能力。
[1]周海，黄传锦.基于卓越计划与CDIO模式的机械设计课程教学改革与实践[J].现代制造技术与装备，2014.
[2]郑金文，杨强.融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学[J].中国机械，2013.
1．专业认知学习阶段
在第一学年第一学期开设的“机械专业导论”为所有机械专业本科生的必修课(32学时)。该课程保证有8学时的关于纺织机械的授课内容，重点介绍纺织机械行业的情况、纺织机械的分类、纺织机械的主要设备，使学生对纺织机械有初步的感性认识。
2．专业基础课学习阶段
3．专业课学习阶段
4．实践教学
二、编写适应新形势的纺织机械类教材
(1)首次出版“十二五”省部级规划教材《纺织机械概论》(陈革、杨建成主编，中国纺织出版社，2011年5月出版)。该教材基于“大纺织”的概念，介绍纺织机械的分类，分析纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械的基本工艺原理、核心技术、关键设备、产品分类等;还简要介绍了国内外纺织机械制造业的现状、光机电一体化技术在各类纺织机械上的应用情况及现代纺织机械设计的发展趋势。
(2)出版“十二五”省部级规划教材《织造机械》(陈革主编，中国纺织出版社)，获2011年中国纺织服装教育学会优秀教材奖、2012年中国纺织工业联合会科技进步二等奖。
(3)出版“十二五”省部级规划教材《纺纱机械》(毛立民、裴泽光主编，中国纺织出版社)。教材介绍了纺纱机械的分类、机构组成、工艺过程和工作原理，以及近年来纺纱机械的新装备和新技术，特别是机电一体化技术在纺纱机械上的应用。
(5)正在编写“十二五”部委级规划教材《纺织机械设计》。教材从各类纺织机械中提炼出关键共性机构(装置或系统)，强调对机构(装置或系统)的综合设计。主要内容有:梳理机构的设计、牵伸机构的设计、卷绕机构的设计、往复运动机构的设计、同步传动机构的设计、烘干装置的设计、纺丝成型装置的设计、自调匀整系统的设计、针织成圈机构的设计、立体织物编织机构的设计。
三、编写《机械类课程的纺织机械案例集》
四、编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》
五、结语
二、以学科竞赛为主线的教学流程规划
在机械设计课程群的建设中，除将课程群内的6门课程进行内容整合和重组外，同时针对新形势下的人才培养目标，将学科竞赛的主线贯穿课程群教学的全过程。机械设计课程群以学科竞赛的创新设计项目作为教学的载体，按项目实施的需要合理安排教学内容。在课程教学的初期向学生布置设计题目（结合老师的科研课题的设计选题或按教学内容选定的常规选题），或学生结合大学生创新训练和机械创新大赛自主提出设计意向，在课程的教学过程中有意识地结合设计题目进行授课、实验和布置课外作业，随着机械原理课程的结束，学生完成产品的原理设计；随着机械设计和互换性与工程测量等课程的结束，学生完成机械产品的初步设计。当课程群的教学任务完成后，结合各类学科竞赛，指导老师联合指导学生在初步设计的基础上，采用计算机辅助设计方法对产品进行力学性能分析和运动仿真，根据分析结果修改设计，绘出工程图。在通过设计评价后进行产品的制作，完成产品样机的制作。
三、教学模式的改革
四、课程群考核模式的改革及协同创新体系的构建
机械设计课程群的课程考核以试卷、设计报告、成果答辩相结合的形式开展。学生成绩考评特别注重在各类学科竞赛中的创新价值，提高创新性在考评成绩中的比例，以及获奖学生在保研中的比例，大大提高了学生的自主创新意识及设计兴趣。在综合分析高校创新人才培养现状的基础上，结合自身专业特色和机械设计课程群的建设，机电工程学院于2011年成立大学生创新基地，并派有多年教学管理经验的管理人员负责基地管理，该基地在组织学生参与创新活动上做了很多努力，形成了一整套完善的创新活动管理模式。
（1）构建学科竞赛的整合机制。机电工程学院历来高度重视对学生创新能力和实践能力的培养，积极引导和支持学生大胆创新，重视和鼓励学生参加各类学科竞赛。在学院领导和老师的大力支持下，在2011年专门筹措资金、配备场地与师资、添置设备仪器，成立了大学生机械创新基地，负责学院学生创新活动的指导和课外科技创新比赛的筹备、申报及指导工作，培养与引导大学生自主进行方案设计、原型样机选材、组装与实验室调试验证。
（2）学生团队的组织形式。创新基地成立了4支大学生创新团队，专注于创新训练和创新竞赛，有各自完善的团队管理机制，是创新项目的载体，也是人才培养的主要组织形式。学生开展招聘会，自主选拔优秀人才，以高年级带低年级的方式进行项目的申报及实施，以便在各类学科竞赛中充分发挥集体优势。同时团队采用考核制和淘汰制，定期引进新鲜血液，以保证团队的生命力和成员的积极性。团队“以老带新”的培养模式避免了创新人才的脱节。
（3）教师团队的构建。创新基地根据教师的研究方向，采取自愿的原则建立了一支强大的指导教师团队。教师的悉心指导是团队和项目顺利发展的强大推动力。部分教师将科研项目引入大学生的培养过程，这种方式激发了大学生对科研与创新的兴趣，培养了学生发现问题和解决问题的能力。
（4）创新基地的管理不断完善。创新基地从活动场地管理、物品借还管理、经费管理、项目实施管理、基地成员管理及合同管理6个方面确立了完善的管理制度，为基地的运营提供了良好的基础条件。创新基地的管理执行者由基地志愿者完成，志愿者分为宣传组、事务组和技术组。技术组负责自主创新等项目的初审，事务组负责日常事务的处理、活动的组织和人事的协调，宣传组负责创新团队、创新成果和创新基地的宣传以及基地网站的管理。3个组的良好分工是创新基地良好运行的有力支撑。