中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/ki.kjdks.2017.05.067
“机械设计基础”是机械专业学生的主要技术基础课程之一，是培养学生分析、解决工程实际问题和创新能力的主干课程，是连接基础理论知识和实践的桥梁。机械基础实验教学不仅是培养学生理论与实践相结合、解决分析问题的能力，同时它也是启迪学生创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段。因其自身的基础性和平台作用，可以方便地指导学生进行发散思维训练和创新设计工作。而机械设计基础实验教学正是培养学生创新能力的一个重要环节。
1实验教学的重要作用
实验教学是使学生在特定的环境下通过学生的主观努力完成的教学过程，它在培养学生综合能力方面具有特定的优势，它的直观性、实践性、综合性是理论教学不可替代的。学生通过实践教学培养出来的综合能力包括动手能力、观察分析能力和勇于探索的创新精神。在实验的过程中，学生不仅可以学会选择、正确使用各种仪器，而且可以验证所学的基本理论，培养实事求是的科学态度。同时，实验教学是学生巩固理论知识、掌握实验技能、培养创新思维的重要环节，从某种意义上讲，对启发学生的想象思维和创新意识起着点石成金的作用。
机械设计基础课程是学生进行机械综合设计的基础课程，同时也是工程意识训练的主要课程。机械设计基础实验教学是一个必不可少的实践环节，它对实现理论课程教学目标起着特别关键的作用。
加强实践教学环节是高等工科院校课程教学改革的一个特别重要的方向。改革以往高校课程教学中重视理论知识，轻视实践环节、忽略实际应用的状况；完成全新的实验教学体系的构建；满足社会对创新型人材培养的要求。为此目的，我们紧紧围绕机械设计基础课程教学内容与体系，对机械设计基础实验教学的方法进行了改革探索，完善了实验教学体系、改革了实验教学手段和方法。
2重视基础性实验，培养学生的基本技能
又如在机构运动简图测L实验中，实验室提供大量的机构模型，让学生亲手测量机构尺寸，并按一定的比例关系绘制出合理的运动简图，增强学生对理论教学内容的理解，然后再对一台真实的内燃机进行实际机构的测绘，实验的难度逐步加大，锻炼学生实际动手能力、发现问题、解决实际问题的能力。这些实验为实验教学有力开展打下了坚实的基础，为实验教学顺利有序的进行提供了基本保障。
3更新实验教学内容，培养学生的综合能力
提高实验教学质量，培养学生的综合能力，必须对实验教学内容、手段、方法进行更新，改变实验教学环境，提高实验教师水平。为了培养学生的综合能力，必须改善现有的教学条件，为此，我们购置一些新的实验设备，编写实验大纲、实验指导书，开展应用性较强的设计性、综合性实验研究。
在3DMC实验台开展机构组合与创新实验。学生通过机械原理、机械设计学习中所萌发的创造性思维可以从本实验台上得以实现。该实验台可拼装连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动以及由它们组合成的性能各异、平面的、空间的机械传动系统，培养了学生机械传动方案的设计能力。实验台可以测试原动件和执行构件以及中间任意构件的位移、速度、加速度等参数，学生将测试的参数与设计结果及理论分析结果进行比较，增强了学生的创新意识和实际动手能力。
轴系结构设计与分析实验。轴系结构是机械系统的重要组成部分，涵盖了轴承、联轴器、键联接及螺纹联接，转子动力学等内容。通过该项实验，学生们掌握了轴及轴上零件的结构、功用、工艺要求和装配关系；熟悉轴的结构设计和轴承部件组合设计的基本要求，掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；通过轴系部件的组装与测绘，学会对现有机械部件进行结构分析，培养结构设计能力。
4引入创新性实验，培养学生的创新意识
创新性实验是指通过实验获得的新的发现与发明，获得新的技术和方法，具有一定社会价值的原创性实验，这类实验应在分析、综合性实验基础上，探索奥秘，获取新数据、新理论和新方法。创新是人类文明进步的原动力，是国民经济发展的基础。实验教学是培养学生实践能力及创新能力的重要方法之一。
在JPCC-II平面机构创新组合及运动参数分析实验台开设平面机构创新组合测试分析实验。该实验是为本科生和研究生而设计的有关平面机构创新设计的综合性、设计性、研究创新性实验。可进行基本平面机构的设计、拼装（本实验台提供13种以上传动方案）及进行运动、动力学分析，培养学生创新意识和工程实践能力。
在JDT-A/I机构系统动力学调速实验台开设机构系统动力学调速实验。该实验可对机构原动件及执行构件的动态参数进行测试和仿真，利用计算机软件，角位移动传感器，数据采集卡，观察机构的周期性速度波动现象和绘制测试和仿真曲线；利用飞轮的质量变化，观察分析速度波动变化情况；学生利用计算机程序进行设计，独立自主完成实验。
开设计算机凸轮机构仿真设计测试综合实验。该实验通过计算机软件对机构的动态参数进行测试，计算机软件对机构的运转进行动态仿真，凸轮可更换，配备8个不同运动规律的平面凸轮和一种圆柱凸轮，还配备凸轮制图软件，可自行在线切割机上加工任意规律的凸轮实验。计算机软件具有多媒体教学功能，学生可自主地进行实验，培养学生的独立工作能力。
5开放实验室，发挥学生的创新能力
针对学生在机械设计方面具备的基础知识、实验技能、感性认识，榕嘌提高学生的创新能力，我们开放机械创新实验室，为学生提供工程实验、工程设计平台。让学生走进实验室，组建创新团队，发挥学生主体作用，激发学生学习的积极性，把理论与实践结合起来，提高学生的创造性综合素质，培养学生团结合作精神。
学生创新团队从课题选题、资料收集、申请立项、实验方案设计、数据分析到报告编写、结题答辩，充分发挥团队每个学生的特长，运用所学的知识，分工合作，开展课题研究，将理论与实践相结合。同学们克服了眼高手低、只说不做的通病，团结合作精神得到加强，创新意识、创新思维得到拓展，实际动手能力、工程设计能力得到了全面锻炼。
学生在开放的实验室里，在老师的指导下完成了多项大学生创新项目，发表了科技论文，有的项目还申请了国家专利。通过参加创新项目，不但提高了学生的动手能力，而且对已学过的理论知识也起到了融会贯通的作用。在这个开放式教学平台上学生的想象力得到充分发挥，创新意识明显加强。同时实验室资源得到了充分利用。
关键词：《机械设计》课程设计方案成绩评定
《机械设计》是机械类专业学生一门重要的专业基础课，随之三周的课程设计是一次综合性与实践性相结合的重要的教学环节。通过课程设计不仅可以提高学生综合应用所学知识提出问题分析问题解决问题的能力，还可以加强学生的技能训练，因此激发学生喜欢课程设计的兴趣提高设计积极性，乐作《机械设计》课程设计，对于搞好课程设计非常重要。
《机械设计》课程设计一般以传统的减速器为设计题目，它涵盖了《机械设计》课程的大部分内容。主要包括：（1）传动部分有带传动（或链传动）、齿轮传动（或蜗杆传动））；（2）轴系零部件有轴、轴承、联轴器等；（3）连接部分有螺纹连接、键（或花键）连接、销连接等；另外还有箱体等辅助零件的设计，有很强的综合性，是比较好的选择。设计中用到的知识涉及《制图基础》、《制图基础应用》、《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《互换性与技术测量》等多门课程，也是对前面所学知识的一次综合应用。为了充分调动学生的设计积极性，让他们乐作《机械设计》课程设计，本论文从方案选择、技术设计说明书以及成绩评定四方面对课程设计的指导进行了详细的介绍[1-3]。
1方案选择
2技术设计
技术设计阶段的主要工作是确定各部件的外形及其基本尺寸，包括各部件之间的连接，并绘制出装配图和零件图。
首先是按照给定的材料，确定执行构件的功率和转速；然后按照三级减速中每级减速允许的传动比和效率回推选择合适的原动机；再确定出总传动比和分配各级传动比；再进行详细设计并确定出实际各级的运动及动力参数，并汇总结果。为减少学生走弯路，对于可能遇到的问题加以提示，并分阶段进行指导，及时发现问题解决问题，为后一阶段的设计打下良好的基础。在指导中不断的提出问题，引导他们思考。例如：如果给定两人同样的数据最终要求他们交出不一样的设计结果该怎么办？如果是两人来设计一个方案如何最快速度拿出设计结果？鼓励他们提出问题，并找出尽可能多的可行的解决方法，在设计过程中得到快乐并提高设计的兴趣。
2.1机器的运动学设计
根据确定好的结构方案，选择原动件的参数（功率、转速等），然后做运动学设计。选择原动机时，要考虑实际的工作情况和经济性，电动机是最常用的原动机。选用已经标准化的电动机时，要考虑其工作载荷（包括大小、特性和变化情况）、工作要求（包括转速的大小、是否调速、是否反转、反转的频繁程度等）、工作环境（是否高温、潮湿、易燃易爆、尘土等）、安装要求、尺寸大小、重量等。要考虑其经济性，同时还要考虑其外廓尺寸和总传动装置的尺寸，一般是在考虑总结构尽可能紧凑的前提下初步分配传动比，然后确定各运动构件的运动参数（速度、加速度、功率等）。
2.2机器的动力学设计
结合各部分的结构和运动参数，初步计算各部件上所承受的载荷。由于零部件材料、尺寸尚未完全确定，不能精确验证是否合格。
2.3主要零部件的工作能力设计
2.4装配图的绘制
绘制装配图是整个设计过程中最重要的环节。为了布局合理，绘制装配图前必须确定装配图总体尺寸（总长、总宽和总高），然后根据图纸的幅面选用合适的比例尺。指导老师提前强调合理布局的必要性，指导他们查阅资料，熟悉装配图上面应包括的内容：一组全面反映各零部件装配关系的图、总体尺寸和装配尺寸、技术要求、标题栏和明细表等。允许同学们用他们熟悉的三维造型软件构件三维模型，对自己的设计有一个直观认识，然后用CAD软件绘制装配图草图。为提高他们的手工绘图能力，统一要求上交手工绘制装配图和主要的零件图。在同学们绘制装配图的过程中，指导老师多去设计教室指导，把共性错误在黑板前讲解后，再由他们自己找错误，然后几人相互找错误，最后指导老师组织一组组的同学围成一圈，针对某位同学绘制的图形一起找问题。同学们在不断改正错误的过程中巩固所学知识，逐渐喜欢上设计。
2.5主要零件的校核
装配图绘制完成后，所有的零部件的具体尺寸完全确定。这时要对主要零部件（轴承、键等）进行强度校核，验证其是否符合要求。对于外形复杂的零件，一般还要进行精确的强度校核。根据校核的结果，反复的修改零件的结构和尺寸，直到符合要求为止，装配图要做相应修改。然后根据设计最后结果，绘制非标准件的零件图。
随着课程设计步步深入，同学们之间的协作能力得到提高，知识运用能力得到增强，设计能力绘图能力都得到提升，自然学生的设计兴趣也会越来越浓，越来越乐作课程设计。
3设计说明书
一份完整的设计，必须有条理清晰的设计说明书。通过说明书说明设计任务、设计目的、设计过程、设计结果以及设计中的所参考的资料。由于设计过程中的设计数据往往会有调整和修改，所以，设计说明书通常是设计的最后一个总结的环节，要求说明书按照统一格式书写，字体认真格式规范内容全面，说明建立一个好习惯的重要性，训练学生按要求书写。
4成绩评定
在设计过程中，公开设计成绩的考核办法是同时注重过程和结果的综合考虑多方面的因素：在全部完成设计工作量的前提下，看设计说明书中计算过程是否正确，计算结果是否与图纸零件尺寸相符，图形绘制、尺寸标注等是否有错误，图面是否整洁，布局是否合理，书写是否认真规范完整，在设计中态度是否认真等，给定一定的条件约束他们。在指导中，随时和他们交流。通过交流看他们的设计主动性、积极性和应用所学知识解决问题的能力，随时对每个学生的完成情况给予评定，及时发现问题解决问题，并及时总结，以便他们在今后的设计中扬长避短，不断提高。
5结语
机械设计课程设计是机械类专业重要的一次实践教学，对学生后续的设计和以后的工作具有重要意义。培养他们通过设计过程中的进步和设计能力的提高得到快乐，乐在设计过程中。
参考文献
[1]张建中.机械设计基础课程设计[M]，中国矿业大学出版社，2003.
[2]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].9版.高等教育出版社，2013.
二、考试考核方式的多样化
考试考核目标是使学生在掌握基本理论、基本知识和基本技能的基础上，增强职业素养与专业技能，提高分析问题及解决问题的能力，成为具有较强创新意识和实践能力的高技能人才。考试考核以有利于学生运用知识能力、实际工作能力和创新能力的培养，有利于学生学习方法的改变为指导思想，使教学工作的重点落实到学生创新能力的培养和自身素质的提高上。为了激励学生学习兴趣和创新性，笔者设计了以下考试考核方式。
2.答辩式。建立具有综合性、适宜答辩的试题库，成立答辩小组，答辩小组由至少3位教师组成，可包括助课研究生。考核时每个学生按顺序先后随机抽取题目，准备10分钟。准备时可翻阅参考资料以及和同学讨论，此时学生参与讨论的积极性非常高，不仅有利于抽到考题的学生掌握该知识，也使参与讨论的学生学习掌握了考题中的知识点，每个学生表面上是考核自己抽到的有限的考题，实际上在整个考核过程中，参与了几乎全部学生的考题准备，从而将考试变成了学生积极主动的学习、交流、巩固所学内容的过程，学生不再是应付考试，厌烦、害怕考试，同时也锻炼了学生综合利用所学知识、收集资料、口头表达的能力以及答辩和应变能力等，有利于将来找工作时的面试，这使得学生的收益是全方位的。
三、紧密结合实际应用的课程设计
课程设计是自动机械设计课程的一个重要教学环节，是培养学生独立运用所学知识、综合分析和解决工程实际问题能力的重要教学步骤，为学生将来从事工程技术工作和毕业设计打下良好的基础。在此教学环节中，学生可将所学的自动机械设计知识应用于设计中，这是有效的练兵和检验，同时还可以提高、巩固教学效果的环节。因此，我们要紧密结合实际应用进一步加强培养学生的机械创新能力，使学生在课堂教学环节中的创新性想法得以进一步实现，距实际应用更进一步。注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神。
四、结语
针对机械设计课程的特点，即：以不同零件划分的各篇章在内容上各自独立，但在实际工程运用中又紧密联系，相辅相成，如何通过一条主线把各章节彼此相连，让学生系统地、主动地掌握各零件的设计理论和设计方法？选择与工程紧密联系的项目设计作业，采用主体式教学和研讨式教学方法，将课程主要章节内容贯穿到项目设计作业的训练上，成为一条有效的解决途径。
2基于项目设计的研究型教学具体实践过程
2.1项目设计作业选择原则及布置
2.2教学内容的组织和优化
2.3教学模式的探索
2.3.1主体式教学
主体式教学让学生尽可能真正作为主体参与教学活动的各个环节，以兴趣、问题为导向，启发、激励学生的主动实践意识，注重学生质疑力、观察力等素质的培养，增加使学生获得创新成果的机会。为了充分发挥学生的主动性，我们将项目设计作业分成三个阶段，即：方案设计阶段、减速器内、外传动零件设计阶段、轴系组合设计阶段。其中方案设计阶段是最具有原始创新的阶段，这一阶段要求学生充分运用网络、书刊等资料，提出自己的设计方案并在小组内进行交流、对比和总结，画出传动方案简图，并对方案的优缺点进行评价。在项目设计作业布置后的一周，我们在课堂上安排了方案设计阶段的讨论，每组同学选派代表进行报告，发表本组的设计思路和观点。通过这样的学习，使学生实现了由“学习者”到“研究者”角色的转换。
2.3.2研讨式教学
2.4评价考核
由于项目设计作业贯穿在整个教学过程中，因此对于学生最后成绩的评定，我们采取加大平时成绩，弱化最后期末考试成绩的办法，将评价贯穿于机械设计课程的全过程。成绩分配比例为：项目设计作业20%，到课率及平时作业为10%，最后闭卷考试成绩占70%。
3几点思考
（2）“机械设计”研究型教学在实践过程中，将项目设计作业，理论授课和课程设计有机结合在一起，使学生在探讨、学习、实践的过程中逐步掌握理论知识，项目设计作业和理论授课同步进行，课程设计在项目作业的基础上进一步深入和升华，从而使机械设计的学习成为“理论—实践—再实践”的过程。学生在这样的培养过程中，有利于形成科学的学习态度和创新品格，形成良好的责任心和专业事业心。
【关键词】德州学院;机械设计;工程实践能力;创新能力;教学改革
一、引言
二、合理设置课程教学体系，强化实践教学
机械设计课程内容是掌握通用机械零件的设计计算、结构设计、简单机械传动系统装置的设计。随着新的机械设计方法的快速发展，仅通过书本内的知识已不能适应实际工程中的要求。因此在设置课程教学体系时，要注意机械零部件的分析计算与结构设计的结合;理论教学与实践教学相结合;理论知识同工程实际相结合。经典教学内容与现代教学内容互为依托，各教学环节有机衔接，实现整体优化。
1、在理论教学内容方面
在理论教学内容的组织方面，注意教学知识的更新，增大课堂教学的信息量，注意将学生的工程实践能力培养和专业素质教育结合起来。特别是在教学内容的组织、课堂内容的讲授等方面将启发式等教学方法结合起来，使它们成为一个有机的整体。在课堂教学中注意学生的学习掌握情况，激发学生的学习积极性。
（1）在课程教授时，以工程实践应用为基础，以掌握通用零部件设计计算能力和创新能力培养为主线，从整体和系统的角度，将课程知识体系整合为机械设计总论、连接、机械传动、轴系零部件四大模块，体现学生设计和实践能力培养的循序渐进性。
（3）对通用零件的设计计算部分的公式推导讲解时简化推导过程，注重设计参数的选择和公式的具体工程实际应用。
2、在实践教学方面
（1）实验项目侧重学生工程实践能力培养。在实验课一开始就开设“机械零件认知”实验，增加学生的感性认识，让学生对通用机械零件和通用装置有一定的认识和了解;后开设螺栓联接综合实验、带传动实验、轴系结构组合设计、减速器拆装实验、机械传动性能综合测试实验。其中轴系结构组合设计、机械传动性能综合测试实验为设计型实验，其余三个实验为综合型实验。设置的六个实验项目培养了学生的工程实践意识、创新意识和动手能力。同时增加开放性实验，开放机械设计实验室，鼓励学生自主设计机械传动装置并进行分析，增强学生的实际动手能力和分析能力;培养学生的工程实践能力。
（2）改革机械设计课程设计内容。传统的课程设计题目主要是二级减速器的设计，设计内容单一、雷同，达不到工程实践能力的培养。因此在2013级机械本班课程设计中提倡综合性设计;引导学生自主设计，增加了跑步机的设计、切面机的设计等设计题目。学生先设计出多个机械传动方案，通过对不同方案进行分析确定出最优设计方案，提高学生的学习主动性及工程实践能力。然后要求学生将UGNX软件应用于机械设计课程设计的设计计算和实体建模中。在软件中完成所有零部件建模，进行整体装配，若出现结构问题及时进行修改计算，最后完成整个装置的实体造型，没有问题后最终生成二维工程图。最后安排了课程设计答辩环节，通过设计答辩的方式对课程设计进行评价。这样既能增强学生使用三维软件的能力，同时提高了学生的课程设计的质量。
三、基于工程实践能力培养的教学方法改革
1、启发式的教学法
2、案例教学法贯穿各个章节的授课中
四、结束语
在教学过程中，我们课程组老师非常重视教学信息的反馈，努力提高教学质量。鼓励和指导机械专业学生参加各类科技创新大赛，提高学生的实践动手能力。近几年来，机械专业学生在全国大学生节能减排与社会实践科技竞赛等竞赛中获多种奖项，工程实践动手能力有了很大的提高。
【参考文献】
[1]王波，林其斌.应用型本科机械原理课程教学改革研究与实践[J].滁州学院学报，2013（02）111-113.
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[4]刘扬，银金光.“机械设计”课程中应用案例教学的探讨[J].中国电力教育，2010（27）64-65.
关键词：一次性；机械设计；理念
1一次性机械设计概念
工业零部件主要为了更好促进大型机械设备生产和加工水平，为大型工业生产提供多种途径，我国现阶段工业生产，需要进一步提高研究力度，需要不断提高产品水平，建立非常健全的一次性机械设计理念体系，促进我国机械设计发展，推动机械领域整体发展模式。在我国工业生产中，对于零部件要求非常严格，按照传统机械设计方法进行设计，设计人员会对于零件耐久性问题不断研究，提高一次性设计耐久性，需要通过计算机对于机械系统加强安全系数，保留安全系数，在工业设计中要不断提高零部件生产，丰富一次性机械设计理念，加强推广应用模式，丰富机械设计创新模型，改善零部件机械设备，多方面和多角度促进我国工业生产发展。
2一次性机械设计特点
（1）随着国家经济发展和社会建设不断提高，一次性机械设计理念需要不断得到推广应用，对于一次性机械设备使用中，要对于指标标准进行合理规划，保证一次性机械设计理念严格，通过大量分析研究可以看出一次性机械设计理念需要从各种方面进行研究。首先要从寿命和体系上优于传统机械设计方法，相对于一次性机械设备，一次性设计理念优于传统设计理念，需要更好保证一次性机械在实际生活中机械设计合理性。（2）通过大量对比分析可以看出一次性机械设备在实际生活中需要不断优于常规发展模式，具体表现就是要采用常规机械设计模式，不能降低工业生产经济效益，要能够做到有效促进动力传递，优化设计模式，保证机械负荷能力，提升机械内部结构稳定性问题。（3）尽管一次性机械设计理念和常规机械技术理论存在一定差异化问题，但从实际使用可以看出具有一定优势，在实际工作中需要一次性机械设计明确机械设计标准，结合现代设计理念进行技术整合，促进工业发展。
3一次性机械设计应用
（1）设计电动结构以一次性机械设计理念为主要标准，保证电动机械结构合理化，不断提升机械设计能力，确保机械设备设计方案合理。对于锥齿轮进行设计时候，要求与材料，进行调质处理，采用正火处理模式，对于造成齿轮失效问题要及时处理，从传统设计理念上分析可以看出由于齿轮疲劳导致失效问题需要及时处理。跟齿轮表面接触强度计算齿轮模型，使用高强度计算方法，运用常规设计模式，提高接触强度对比，对于柔性材料，要根据齿轮计算方法进行数量计算。（2）在设计完成后，要对于机械设计装置进行性能测试工作，主要内容就是最大负荷保证减速器装置寿命，采用直流机械控制模式，不断减少齿轮运转模式，在测试过程中，如果发生减速问题，要结合一次性机械设计理念进行工作，保证我国工业生产，提高生产加工水平，让产品质量得到良好保证。通过对于我国现阶段一次性机械设计理念实践经验分析，了解我国工业生产过程中一次性机械设计内容存在问题，提出有效针对性解决措施，对于一次性机械进行合理设计，不断丰富一次性机械设计理念内容，不断提高加工生产水平和我国社会经济效益，保证一次性机械设计发展新模式，提供科学合理有效保障措施。
4一次性机械设计使用条件
5结论
作者:董永康单位:中航工业导弹院
参考文献：
[1]王全先,张玉华.机械类专业人才三维数字化设计能力培养的研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2007(03).