時間：2023-06-06 09:31:05
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇機械原理課程設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
機械原理是機械類課程中的專業基礎課程，是培養學生運用所學理論知識、綜合分析能力、解決工程實際問題能力的重要課程，是學生獲取工程技術訓練的實踐教學環節。機械原理課程設計通過實踐訓練使學生更好的掌握理論知道，進一步提高收集技術資料和繪圖、設計的能力，特別是對提高學生的創新意識和解決工程實際問題具有非常重要的作用。
一、課程設計教學現狀和存在的問題
傳統的《機械原理課程設計》在設計過程中，設計的題目各類過于單一，而且實踐過程較為死板枯燥，缺少對學生創新性、綜合能力進行培養的問題。比如題目往局限于機床刀架傳動系統、牛頭刨床等幾個題目，訓練內容大體上都是圍繞系統方案的設計、繪制機構運動簡圖、設計運動循環圖、對凸輪或連桿機構進行設計等。方案設計完成后，缺少驗證環節，學生無論方案正確與否，只要完成任務就可以了，學生的積極性不僅沒有得到調動。由于課程設計題目種類單一，往往出現全班或者半個班級的學生同時做同一個課程設計，這樣導致部分同學自己并沒有擬定機構或系統的運動方案，甚至有部分學生自己根本沒有動腦而是直接抄襲，缺少主動參與的熱情，更不用說通過機械原理的課程設計能培養學生創新能力。
二、課程設計教學的改革思路
針對傳統教學的優點和不足，擬從機械原理課程設計的選題、設計過程以及鼓勵學生大膽創新等方面探討教學改革，引導創新設計，應用現代設計方法及設計手段去解決實際問題，逐漸形成以創新意識和實踐能力培養為目標的開放式機械原理課程設計模式及方法。
(一)選題的多樣化與生活化
選題是課程設計教學環節的核心部分，不僅需要滿足教學的基本要求，而且要在有限的時間內使設計得以順利完成。在《機械原理課程設計》的教學改革中，我們需要改變以往學生的設計題目均由教師給定的方式，采取教師引導部分能力較強的學生自主選題，培養學生獨立思考和積極創新的能力。另外，教師可以根據指導書上的一般方法，規定幾個大的方向，引導學生如何來進行選題。學生最熟悉的就是日常生活中的一些機械裝置，可以適當的舉些例子如來源于生活又能使生活更便捷的一些小的機械裝置。比如為了解決城市或小區中家用車停車難的問題，設計一套節約場地、低投入、免維護等小型停車機械裝置，達到空間利用率高、安全、便捷的目的。考慮農產品或水果采摘過程中存在勞動工作量大、作業范圍廣、觸碰的力度控制要求高等一系列問題，可以展開輔助人工采摘草莓、菠蘿、桔子等水果的小型機械裝置的創新設計。這樣不僅能提高水果的采摘效率而且可以降低作業人員的勞動強度與采摘的投入成本。教師拋磚引玉，提高學生的想象力與創造力。當然教師需要規定機構選型需要涉及幾類機構。限制一定的時間，如一天內需要選好題目并制定初級運動方案，經過學生分組討論后交由老師修改確認。對于沒有選好題的學生不能打消學生的積極性，而且由指導老師為其給定一個題目，確保每位學生都可以積極參與到課程設計，課程教學中的基本技能能得到一定的訓練與進一步鞏固一些基本專業知識。
(二)以小組或團隊形式共同完成課題
要完成《機械原理課程設計》的全部目標與要求，總的工作量是非常大的，如果規定某位學生在一周內獨立完成，這挑戰無疑是非常嚴峻的。此外，現代制造企業對員工的團隊協作能力日益看重，一個項目的完成住往是一個大團隊全體員工的共同努力，所以鍛煉學生的團隊協作能力也迎合了現在制造企業的需求。因此，在課程設計的過程管理中，不再強調獨立完成任務。我們的設計方式為:根據自愿原則將學生分為4-5人一組的設計團隊，每組確定一個設計題目。選題結束后，每一個組員都必須獨立完成幾項任務，各自完成的任務最終作為學生成績考核的主要依據。指導老師對其題目、方案以及任務分配的合理性進行審核。從資料收集、選題、運用創新方法設計以及報告提交和電子版設計、計算機繪制圖紙、PPT答辯每位學生需要各自發揮自己的長處。
(三)鼓勵學生積極創新
為了更好的的發揚學生的創新積極性，肯定其創新成果，對創新較好的課程設計進一步進行跟蹤指導與完善，逐步引導學生形成作品并可以參加比賽。對創新較好的方案可以申報實用或發明專利，學校或學院可以進行適當的獎勵，如果經費充足可以將實物制作出來參賽或展覽等。學生的創新性想法或思維老師要大力支持，引導學生注意平時積累，學以致用，如此將理論與實踐相結合，學生的收獲更大。此外，通過課程設計的訓練也將為我院參加一年一度的“機械創新設計大賽”、“無碳小車比賽”或其它類型的比賽奠定一定的基礎。
三、總結
《機械原理課程設計》一改以往設計統一題目的模式，鼓勵學生從日常生活中廣泛搜集合適的課程設計題目，將實際生活中的問題引入到課程設計中，既迎合學生的好奇心理又有利于引導學生結合創新設計思維解決實際問題。倡導學生自主選題，通過發現問題、分析問題、解決問題全面培養學生的主動實踐能力。以小組為單位的分工合作、共同完成方式培養了學生的“團隊合作”精神，滿足現在企業需求。對創新好的方案鼓勵學生動手加工出實物，使學生對機械制圖、機械加工、互換性公差與配合有更深入的認識，書本上的知識得以鞏固，學生收獲巨大。
參考文獻:
［1］孫桓，陳作模，葛文杰．機械原理［M］．第八版．北京:高等教育出版社，2013．
［2］鄒慧君．機械原理課程設計手冊［M］．北京:高等教育出版社，1998．
關鍵詞：OBE；工程教育；《機械原理》課程設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0057-02
為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認，培養與國際接軌的中國工程師，由專門的職業或行業協會（聯合會）、專業學會針對高等教育機構開設了工程類專業實施專門性認證，工程教育認證強調工科專業人才培養質量達到行業提出的基本質量標準要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業認證強調的三個核心理念：產出導向（Outcome based education，簡稱OBE）、學生為中心、持續改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認證體制。
《機械原理》是機械類專業必修的一門重要的技術基礎課，它是研究機械的工作原理、構成原理、設計原理與方法的一門學科，而《機械原理》課程設計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學環節，是《機械原理》課程的延伸[4]。基于OBE工程教育認證的12條畢業能力要求及課程規劃，《機械原理》課程設計需培養的主要能力包括：1）掌握工程基礎理論知識并能將其應用于工程問題（畢業要求1）；2）具有分析和解釋數據，得到合理、有效結論的能力（畢業要求2）；3）具有綜合運用機械設計理論和技術手段設計復雜機械系統、部件和過程的能力（畢業要求3）。
本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設計課程能力的上述四條要求，結合近年實踐經驗，闡述我校《機械原理》課程設計改革模式，并為其《機械原理》課程設計改革提供參考。
一、機械傳動系統設計能力
《機械原理》內容包括兩部分，其一是對現有機構的學習，包括構型分析、運動學和動力學的學習；其二是針對具體任務，利用所學機構學知識，設計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學習的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設計正是鍛煉綜合能力的實踐教學。
遺憾的是，傳統的《機械原理》課程設計，體現不出OBE所要求的設計系統的能力，復雜機械系統更無從談起，因此，改革勢在必行。
基于OBE教學理念的課程設計改革使設計題目多樣化，調動學生設計的積極性而不限制其思維，并且課程設計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學生在規定的時間內獨立完成設計任務，題目不宜太深太復雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內容；題目應結合生產實際，是學生在日常生活、生產實踐中所熟悉的；題目的設計結果應包括兩到三種基本機構，也允許選用其他常用機構或組合機構；題目要有一定的靈活性和創新性，有利于發揮學生的創造力。
在設計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經反復論證，確定一種最佳運動方案進行設計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學的興趣。設計方案由學生獨立提出，經獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發揮其主觀性、創造力，使學生受到一次真實的設計訓練，進而提升其機械傳動系統設計能力。
此外，改革后的課程設計，學生們可以自由組合，每個小組自由選擇設計題目，小組成員分工協作，共同完成設計任務。從選題、論證、設計到最后提交設計成果，共同討論、研究，各自發揮自己的長處，不僅培養了創新意識和創新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養大綱中工程畢業生個人能力和人際團隊能力培養的要求。
二、工程基礎理論知識應用能力
傳統的《機械原理》課程設計中，方案確定之后，其相關運動參數也隨之給定，每個學生需要做的就是繪制機構運動簡圖，利用圖解法和解析法對所選機構的位移、速度、加速度及力進行分析，并繪制機構運動線圖和作誤差分析，最后編寫課程設計說明書。從本質上來說，這樣的設計僅能算一次作業，效果并不理想。盡管學生都能按部就班地完成設計任務，但卻調動不了學生的設計興趣，對工程基礎理論知識的應用缺乏深刻理解，談不上對學生的畢業能力的培養。
基于OBE教學理念的課程設計改革使設計題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學生可以充分地利用所學的理論知識去解決實際的問題。考慮到《機械原理》課程設計時間較短，教師在《機械原理》課程教學中，需提前做出安排，如現代工具的使用、軟件的學習、各種方法的比較、綜合性作業安排等。
任務的不確定性導致解決方法的多樣性。學生需要根據所選擇任務，基于所學的機構學知識，甚至查閱相關文獻去設計解決方案，當多個設計方案確定后，需要比較各方案的優缺點，必然會深入了解每個所設計的傳動方案，最終方案確定后，需對其進行結構、運動學和動力學分析，因有了方案設計的深刻理解，設計的目的已非常清楚，在相應分析時，對方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對所學理論知識的認識，明確了理論知識的實際應用，從而不至感覺學無所用。
三、分析和解釋數據能力
在我國的工程教育認證中，第二條畢業要求學生能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論[5]。傳統課程設計整個傳動方案為教師所指定，分析方法固定，無需學生深入了解，只需按部就班完成畫圖和分析即可，可見，傳統課程設計在第二條畢業能力要求上基本沒起到培養作用。
改革后的課程設計，從設計任務到設計方案的確定，均需要學生根據具體情況進行分析，然后根據所學知識，自己設計傳動方案，并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細設計傳動系統時，需要根據實際任務確定各參數，最后對機構進行分析，并對數據進行誤差分析。為了更真實地讓學生理解數據的意義和正確性，要求學生對所設計的傳動方案進行全部或者部分的搭接實驗，通過搭接實物并測量參數，再與理論分析數據進行對比，找出誤差存在原因，從而得出相應結論。
四、考核方式的改進
評估學習產出是OBE教育模式中十分重要的環節，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續改進有非常重要的作用，與課程設計所培養能力相對應，《機械原理》課程設計成績分為四部分：選題成績、平時成績、設計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據如下。
選題成績占總成績的30%。主要考查設計機械傳動系統方案能力。每個團隊均需通過PPT形式，結合參考文獻查閱或調研情況，對自己團隊的設計任務進行說明，根據所定任務設計兩到三種機械傳動方案，每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機構，并且必須包含四桿以上連桿機構。根據傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創新點、是否實用進行綜合考核。
平時成績占總成績的10%，主要依據設計階段的出勤情況和態度評定，這是設計正常進行的基本保證，也是初步對畢業要求9中個人與團隊能力的培養。
設計成績占總成績的40%，主要評估工程基礎理論知識應用能力與分析和解釋數據能力，根據所選擇分析方法、數據分析的正確性、模型建立、運動仿真、簡圖繪制等進行評價。
答辯成績占總成績的20%，各組將集中設計階段的工作及成果以PPT形式作匯報，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評分，搭接視頻等，并回答提問，據此評判答辯成績。
通過此類考核方式，對畢業生的能力9（個人與團隊）和10（溝通，包括撰寫報告和陳述發言、清晰表達或回應指令）也起到初步培養的效果。
此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學目標分解和教學方法選擇，要求其自身具有扎實的專業理論知識、較廣博的基礎知識面、較強的動手能力及計算機應用能力。對設計中可能出現的各種方案及其特點要有充分認識，能夠正確引導學生，使他們經過認真思考和分析比較后，可以選擇一個適當的方案。這樣才能適應當前實踐教學改革和發展的需要，從而有效引導學生積極思考，培養他們的創新能力。
五、結束語
經過近兩年的實踐，發現根據OBE教學理念改革后的《機械原理》課程設計，為學生機械傳動系統設計能力、工程基礎理論知識應用能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺，并確實取得了較好的效果。然而，OBE工程教學模式是一個系統的工程，無論是在設計內容，還是在設計方法和評估方式上，還有很多需要完善之處，需要進一步的改革和探索，持續改進，以更好地培養學生相應的畢業能力，實現培養與國際接軌的中國工程師的目標。
參考文獻：
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[2]余天佐，劉少雪.從外部評估轉向自我改進―美國工程教育專業認證標準EC2000的變革及啟示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.
[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式――汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.
關鍵詞：機械設計課程設計；項目；學生主體；創新性探索
一、前言
在《機械設計課程設計》教學實踐環節中，大部分院校以圓柱齒輪減速器為課程設計題目。減速器是一種典型并廣泛應用的機械傳動裝置，作為課程設計內容有其適用性。在課程設計安排上，一般安排在理論教學之后，由教師統一布置，再要求學生用兩周左右完成設計。但是程式化過程缺少創新意識培養，學生極易敷衍了事。朱玉[1]提出結合企業、科研、興趣、大賽等課程設計題目的新設想。唐銳[2]等提出開發購置有關生產實際的計算機軟件開展電化教學。郝秀紅[3]等提出不同專業不同題目的因材施教新思路，培養專業特色工程設計。張日紅[4]提出改革內容，接近實際，調動學生積極性，培養整體設計意識和創新意識；加強計算機能力。蔡曉君[5]等在變槳距機構設計和建模過程中對機械設計課程設計的新視角做出了探索。本文針對課程設計的教學內容進行了新方法的探索，加入了創新課題設置與三維軟件教學等，促進了學生創新能力和專業技能的培養。
二、機械設計課程新方法
1.課設選題。機械設計課程設計探索的方針為：“學生主體、教師輔助；規范指導、創新目的”。在課程設計的創新探索中，由教師制定實踐項目題目，例如：機械原理創新教具、管道維搶修機器人裝備設計、管道檢測機器人裝備設計等。設計以《機械設計手冊》為依據，學生3人一組，任選一個主題。由教師給予技術指導，鼓勵新想法、新創意，開展實踐項目的設計。2.課設方法。機械設計課程設計創新探索過程中，增加的教學環節與方法如下：（1）項目技術背景拓展。教師增加對技術背景特別是石油裝備的講解，讓學生明確技術現狀與優缺點。（2）三維軟件教學。課程設計除了AutoCAD軟件，鼓勵使用Solidworks、PROE等三維軟件。（3）先進制造方法。教師增加對3D打印機、激光切割機的介紹，學生親手制作零部件，組裝中反思設計不足。讓學生體會機械加工過程，加深理解。
三、兩位三檔變速器的設計
下面以兩位三檔變速器為例，說明課程設計探索新方法。1.題目設置。如圖1所示，該兩位三檔變速器教具使用鋁制材料，重量大且不宜攜帶。在課程設計中，以此為項目，由學生設計制作輕量化三檔齒輪變速箱。2.三維模型設計。課程設計之初，教師講授了Solidworks軟件的使用，新型三檔齒輪變速箱通過該軟件進行結構設計。通過裝配對尺寸、外形、裝配、外觀進行修改，裝配圖如下頁圖2所示。3.加工制作。利用3D打印機、激光切割機進行制作和裝配。加工后的實物圖如圖3所示，可視化的變速箱體利于展示齒輪機構，亞克力板和PLA材料輕便易攜。4.傳動原理分析。教具中的齒輪通過激光切割制作，模數1.5mm，面寬3mm，壓力角20°，齒數為Z2=Z3=Z6=20、Z1=Z4=Z5=40。設手搖桿輸入轉速為ni、變速軸轉速nc、輸出軸轉速n0。設輸入軸轉速ni不變，通過改變齒比來改變輸出軸轉速。變速軸的轉速：nc=niiic=ni•Z1Z2=2ni（1）滑動變速手柄，得到三種不同傳動比，即：i′co=Z4Z3=2i″co=Z6Z5=12i蓯co=!#######"#######$0（2）得到三種轉速：no1=nci′coni———低速檔位no2=nci″co=4ni———高速檔位no3=0———空檔!#######"#######$位（3）因此，輸出軸具有三種轉速，實現了變速功能。5.測試。在測試過程中，新型三檔齒輪變速機構具有以下特點：（1）再現變速箱的變速功能。（2）透明化，便于觀察內部結構。（3）輕量化，解決了傳統教具重量大的不便。
四、結論
機械設計課程設計創新探索中，學生選題踴躍，完成出色。同時熟練掌握了3D建模軟件操作、3D打印、激光切割操作，鍛煉了三維繪圖和動手能力。項目作品可用于后續機械原理、機械設計課程教學，提供輕便美觀的課程教具，具有現實意義。課程設計創新探索，依托項目，以課程知識為基礎，培養學生動手能力，提升創新思維。
作者:王文明 馬可 彭鶴 宋強 單位:中國石油大學
參考文獻：
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[2]唐銳,黨玉春.機械設計課程設計的教改探索[J].攀枝花學院學報:自然科學研究,2004,21(6):112-120.
[3]郝秀紅,邱雪松,王瓊,白文普.機械設計課程設計教學改革初探[J].教學研究,2011,34(3):51-54.
隨著中國制造2025不斷加快的步伐要求和專業發展的需要，機械原理課程作為機械基礎骨干課程，面向工程能力的教學改革刻不容緩。本文介紹了應用型本科院校機械原理課程的教學改革及成果，將課設與現場結合，開發了基于項目的課程設計題目，將授課內容與課程設計結合，激發了學生的實戰潛力。
關鍵詞：
機械原理課程；教學改革；基于項目
一、前言
隨著計算機技術的飛速發展和各類機械設計分析應用軟件的不斷進步，機械工程師越來越離不開各種應用軟件的輔助。而機械原理作為機械技術基礎課，面對中國制造2025的強國目標，也迎來了與時俱進的挑戰。如何將機械原理的教學與實踐相結合，建立“服務制造”的教學理念，已成為應用型本科一線教師重要的研究課題。課程組全體教師在全局規劃、分段攻克、寬嚴結合的原則指導下，對機械原理課程進行了整合和改革。
二、改革授課內容，與課程設計并軌
隨著多媒體教學手段的應用，大幅的文字板書，受學時壓縮的限制，學生無暇去記錄，漸漸失去對學習的興趣。如何調動學生的積極性，充分利用課余時間，變被動教學模式為自主學習模式，顯得尤為重要。
1.調整教學內容順序。課程組在充分調研的基礎上，根據課程設計所需，調節教學內容和授課重點，向解析法傾斜。制作生動的案例進行講授，提高學生的學習興趣。
2.改革大作業，承接課程設計。將課程設計的內容分解，融于大作業題目，解決課設的設計難點。如講解連桿機構的綜合時，給出課程設計原始設計數據，按要求對桿機構進行設計；講齒輪機構和凸輪機構時，布置機構尺寸計算、零件圖繪制、齒輪嚙合圖的繪制等任務。這一舉措，不僅解決了課設學時不足的問題，而且提升了學生的成就感。
三、課后訓練與建模、分析軟件有機結合
課后作業要求學生采用解析法編程實現。因此，學生需要課外自學或選修一種三維建模軟件和一種分析軟件，教師對其進行編程指導。結合授課內容，布置各種常見機構三維建模訓。教師負責講授機構裝配時在三維軟件中所需連接的類型和模擬適用條件，并與原理教材中的運動一一對應，為機構的運動分析和仿真奠定基礎。對有能力的學生額外增加零件靜力有限元分析的任務。
四、借助課程設計契機，轉換自主學習模式
傳統的課程設計題目為某種六桿機構的運動分析電算程序編制，而這些程序在網上可以方便的獲取，難以達到挑戰的目的。為此，以最常用的三維建模軟件Creo作為建模平臺，將機械原理課程設計與具體機械系統的設計有效結合，對機械原理課程設計進行改革。采取雙向選擇，對機械非常感興趣的學生和能夠熟練使用應用軟件的學生，自主確定適合的機械系統設計題目，并進行嘗試性設計，充分發揮主觀能動性。課設題目多樣、更貼近實際需要，給了學生更多選擇的空間。采取小組打分的策略，激勵團隊合作意識，結合自身特點選擇不同類型和難易程度的題目。鼓勵自主學習模式，勇于承擔設計任務。要求學生充分發揮創新意識，采用機械系統創新設計方法，獨立完成系統多種設計方案的設計。如在“臥式下肢康復機器人執行機構的設計分析”中，學生自行提出的運動方案分析和報告。對各運動方案進行運動分析模擬，并制作成運動仿真動畫在答辯會上進行演示，作為評價課設成績的判據之一。該項改革強化了自主學習能力的訓練，培養了學生獨立解決工程問題的能力和創新能力。
五、工程案例教學，培養創新創業型人才
教師結合實際課題，進行機構簡圖與實物轉換訓練，同時布置學生進行零部件有限元分析訓練，以期達到與現場相結合、綜合提高工程素質的目的。專用汽車部件托圈的強度分析。學生既了解了實際工程結構，又對工程分析模型結構和受載等問題的簡化方法有了初步認知。學生以課后現場題目訓練為契機，在課程設計和畢業設計中優先選擇該類題目，既可以節省調研的時間，順利切入，又可以借助課后實訓的研究成果，深入探索，獲得高質量的畢業設計，提高解決工程問題的能力。將學生所做的課設或畢業設計整理成工程案例，說明設計的背景、現場應用等情況，掛在校園網上供學生學習和借鑒，讓更多人受益，為應用型本科院校培養創新創業型人才奠定了工程基礎。
六、結論
以機械原理課程為平臺，以Cro/E軟件為工具，以方案設計、零部件設計、裝配、運動和有限元分析為終極目標的課程教學改革與一系列探索，使學生對現場工程問題有了切身的了解，初步擁有了機械工程設計與研究能力，為應用型本科學生適應社會實際需求，盡快與社會接軌奠定了堅實的理論基礎和工程基礎。
作者：張雪雁 馮立艷 單位：華北理工大學機械工程學院
參考文獻：
[1]閆茹，鄭甲紅，王寧俠，等.機械基礎課程改革與創新型工程人才培養探究[J].中國電力教育，2014，（8）：132-133.
關鍵詞：機械原理；課件；課程設計；教學方式
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0058-02
“機械原理”課程是高等學校工科機械工程類高年級本科生的一門必修課，也是主干技術基礎課程之一，主要培養學生的機械設計綜合能力。其研究對象是機械，研究內容是有關機械的基本理論問題，主要包括：[1]機構的結構分析、運動分析和力分析、機械的效率、自鎖、平衡和速度波動的調節、平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構的基本知識和設計方法、其他常用機構的基本知識、機械系統的方案設計。本課程的主要任務是使學生掌握各種基本機構及由它們組成的機械系統的基礎理論、基本知識、分析和設計方法，并具備進行簡單機械系統運動方案設計的初步能力，它在培養學生創造性思維以及機械工程實踐能力訓練等方面均具有極其重要的作用。[2]
可見，該課程的理論性、實踐性都很強。由于教材中使用了大量的公式論述和圖片展示，使得傳統教學中的教師雖然工作非常辛苦，但依然很難把課程講得生動形象。本文就如何提高“機械原理”課堂的教學有效性進行了一些探索和實踐。
一、提高“機械原理”課堂教學質量的一些探索和實踐
1.改進課件
教師向學生傳授知識除了依靠語言講授讓學生聽之外，還要通過上課用的課件讓學生看。課件是教師和學生之間溝通并進行知識傳遞的一個很重要的橋梁。制作“機械原理”課件時，要選擇不同的多媒體手段來展示不同的知識點和教學內容。采用信息量大、節奏較快的視頻，來展示課程開篇、部分章節的技術應用實例和展望等相關內容，以激發學生的學習興趣，擴大學生的視野。根據學生的興趣和專業特點有所區分地收集展示信息、選擇應用實例。除通用的實例外，物流機械設備專業學生可優先選擇如分揀機、包裝機等方面的實際案例。由于含有大量公式和理論性較強的教學內容，所以不太適合使用視頻。因此使用幻燈片來展示“機械原理”課程理論部分。在原理分析、理論推導、例題講解時，采用節奏較慢、可以逐頁顯示的PPT方式（Powerpoint演示），模仿板書教學的情景，把推理的每一步逐行顯示出來，[3]公式每一步用不同的顏色予以區別。為使得學生在課堂上能清楚聽到教師講課的聲音，也為了讓學生能安靜思考，盡量不要用太多的背景音樂和動畫效果。
課堂演示中，還可用三維繪圖軟件把教材中提到的某些重要機構的三維模型顯示出來，并自由地將其旋轉、縮放、拆分，讓學生從多個角度觀察。對各種機構進行運動仿真演示，并可以自由控制仿真的速度、顯示的比例和視圖的方向。用鎖定命令，分別把鉸鏈四桿機構中不同位置的連桿固定進行仿真，即可清楚地展示曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構間的轉化，說明倒置機構的概念。通過軟件的后處理，精確繪制搖桿的位移、速度、加速度曲線，可更為有效地講述曲柄搖桿機構的急回特性。
當然，課堂的主題依然是教師講授及師生互動，課件只是多媒體教學的一種載體和輔助工具。對于課件的使用方法、播放速度，教師應根據課堂的實際進展情況尤其是學生的反應進行把握。對課件的改進示例如圖1所示。
2.改革教學方式
在教學過程中，筆者認為“機械原理”課程有六個核心知識點：機構自由度計算、機構運動分析計算、機構力分析計算、連桿機構、齒輪機構、凸輪機構，即簡稱為三大計算和三大機構。對“機械原理”課程的基本知識如六個知識點，宜采用系統講授法，在一個相對較短的時間，大容量、高效率地傳遞豐富的知識；對重要章節如機構設計等，可設置習題課，使得學生能綜合運用所學知識并系統掌握；對某些知識點如適用于產品設計的，要求學生分析產品特征和運動特征并練習設計產品，實現課程知識點的融會貫通，以便學生進一步消化吸收所學知識。
課堂上要多采用討論法教學，引導學生積極主動參與，學生每四名組成一個小組并自愿選擇章節內容，到圖書館或上網搜集相應的信息和材料，然后組織和整理，形成課前五分鐘內容介紹的PPT文件。學生演示后，教師再詳細講解相關知識。這樣可以使學生更深刻、更準確地掌握知識。一些重要的理論采用實驗教學與課堂教學相結合的方式，通過實驗和現場教學培養學生理論聯系實踐的能力；聘請專家講授一些相關的前沿問題，激發學生的求知欲望和責任感。充分利用網絡媒體和多媒體課件的優點進行輔助教學，[4]活躍課堂氣氛，增加教學信息量，開闊學生的視野，便于學生理解和掌握課程的重點、難點，提高課堂的教學質量。
3.改革課程設計
傳統的“機械原理”課程設計題目主要局限于牛頭刨床機構、蜂窩煤沖壓成型機及自動打印機等。[5]為了兼顧課程教學要求又體現專業特色，有必要對課程設計題目進行改革，對于具有物流特色的機械設計制造及其自動化專業，主要采用起重機、分揀機、自動升降臺等能體現物流特色的典型機構和設備進行課程設計。在四年內每年課程設計的題目不重復，每位學生的設計參數規定完全不同，盡量避免學生相互抄襲。
在課程設計之前要求學生必須參加一些實驗課，如“機械創新實踐教學”。實驗課上利用學校提供的“慧魚”模型，要求學生把各種組件適當的組裝起來，從而得到不同的機構。比如組裝成將曲柄的勻速轉動轉化成搖桿的變速擺動的曲柄搖桿機構、組裝成將曲柄的勻速轉動轉化成滑塊的直線移動的曲柄滑塊機構，以及組裝成運動形式更加多樣和復雜的五桿機構、六桿機構等。通過這些鍛煉，明顯增加了學生動手實踐的機會和學生學習的積極性，因而課程設計效果也明顯增強。[5]
4.作業的設計
培養創新能力要循序漸進，需要平時的勤學苦練以獲得堅實的基本功，這不是短期內就能達到的。對于六大知識點的習題，尤其如圖解法和解析法等，需要學生多加練習。比如“機構的運動分析”章節的內容，學生學習起來往往感到有些困難。教師就可采用課前安排復習理論力學相關內容，課堂講授運動分析的解題步驟和方法，課后習題練習和輔導的方式教學。對于解析法可安排一些編程訓練，逐步熟悉相關設計。以上方式，有效鍛煉了學生的綜合能力。除了教材上的作業外，還應適當布置來源于實際生活的大作業題，這相當于小型的課程設計。這種大作業題目要因人而異，使不同層次的學生都能進行設計并有所收獲。[6]
5.課堂教學中的問題設計
讓學生提出問題可有效培養學生的創新能力，問題可激發靈感。在課堂教學中，引進基于問題驅動的教學方式，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，使學生的科學素養和學以致用的能力得到鍛煉。教師往往給定問題，也可讓學生自己提出問題，引導學生從不同角度理解所講述的知識要點。
（1）解釋性問題。[7]例如在講解“連桿機構”之前，先告訴學生公交車的車門就是一個連桿機構，然后提出問題：“這個開關門機構是如何由連桿組成的？為什么采用這種機構？能采用別的連桿機構嗎？”然后帶著問題進行授課。在學習相關內容之前給學生拋出有實際應用的問題，能激起學生強烈的好奇心和興趣；在授課完成之后，再讓學生回答前面提出的問題，這樣學生可以更加深刻地理解、吸收并消化相應知識。
（2）啟發性問題。采用啟發式提問教學，學生先思考，再請教師更正、補充，啟發學生思維，循序漸進，最后教師小結，對各個回答進行比較，這樣可以引導學生積極主動地參與到課堂互動教學中，不斷思考和探索新知識，從而加強創新思維訓練。例如在講解機構的動力學分析時，給出一道帶有機構的運動簡圖的題目，要求學生用剛學過的相關知識把該機構的各個加速度求出來。
二、結論
對提高“機械原理”課堂的教學有效性和教學質量的問題進行了探索，包括對課件的改進、教學方式改革、課程設計改革、作業的設計、基于問題的教學設計等。理論和實踐均證明：這些措施可明顯促進教師和學生之間的交流與互動，擴大學生視野，激發學生學習興趣，加強創新思維訓練，提高學生的科學素養和學以致用的能力，從而有效提高“機械原理”課堂教學質量和教學有效性。
參考文獻：
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[4]王衛民.《機械原理》課程改革探索及實踐[J].科技創新導報，2011，（6）：177.
[5]管鋒，周傳喜.《機械原理》課程實踐性環節的教學改革與實踐[J].長江大學學報（社會科學版），2011，34（4）：121-122.
關鍵詞 機電綜合課程設計 教學模式 工程實踐
目前，機電一體化技術在諸多行業中獲得了廣泛的應用，機電一體化產品也達到了一個嶄新的水平，社會對機電復合型技術人才的需求量越來越大。因此，培養高素質的機電工程類專業人才，是廣大工科院校面臨的重要任務。
為了培養出既有知識又有實踐能力的高等技術人才，工科院校在教學中不斷增加實踐環節的課程和學時。課程設計是工科專業大學生在校學習過程中一個非常重要的環節，也是學生工程設計思想和實踐能力培養的主要途徑。作為機械工程及自動化專業機電方向學生在畢業設計之前的最后一次大型綜合的機電綜合課程設計顯得尤為重要。學生在這個時期已經完成大學期間所有專業理論課程的學習，對機械知識和電氣化技術有了相當程度的掌握。機電專業課程設計就是給學生搭建起一個實際操練和能力培養的平臺，把知識向能力方面進一步轉化，并能綜合培養學生對機電系統設計和實施的能力，進一步培養學生的工程意識，為學生進行畢業設計和未來從事專業工作打下堅實的實踐基礎。
近年來，作者結合“突出工程實踐能力培養的機電專業課程設計教學改革”教研項目一直對課程設計的教學模式進行研究和探索，從教學模式的構建、教學內容的確定、教學的組織實施等方面開展了深入的探索和實踐，取得了一定的成果。
1 提出以工程實踐能力培養為目標的機電綜合課程設計教學模式
傳統的課程設計為課程性課程設計，一般只隸屬于某門課程。各門課程中安排的各種課程設計之間銜接性比較差，內部邏輯關系不夠緊密，學生難以從中學到完整的知識。學時的利用率也受到一定的影響，而且普遍采用“參照指導書，查閱手冊，進行模仿設計”的模式，不利于調動學生的積極性。課程設計時間普遍較短，學生在設計中是“姍姍而來、匆匆而去”，還沒正式開始，一晃又結束了。 學生進行這樣的課程設計往往容易流于形式，應付交差。為克服傳統課程設計的不足，機電綜合課程設計被安排在大學學習的第七學期放假前這個時段進行，即在機電專業方向所有理論課程學習之后、畢業設計開始之前，利用三周集中時間進行大型的機電綜合課程設計。
機電綜合課程設計是不隸屬任何一門課程的課程設計，采用了一種“以系統化專業知識為主線，以開放的教學實驗室為基地，以開放式管理為前提，以實際動手為基礎，以激發學生興趣、主動求知為動力，以培養工程應用能力為目的”的全新型綜合課程設計模式。 具體思路是：將電子技術、自動控制理論、液壓與氣壓傳動、機電一體化系統設計、機械設計基礎等課程聯系起來，以機電控制實驗室和機械制造實驗室為實驗基地，以工程實際為背景開設多個選題，將方案設計、功能設計、評價設計、系統調試融為一體，要求學生針對某一選題，在教師提供的設計平臺上進行自主設計，獨立實踐。為此設計了圖1所示的機電綜合課程設計的過程和方法。
這一教學模式始終強調理論學習與工程實踐相結合，注重培養學生的自學能力和動手能力，引導學生解決相關工程實際問題。
2 制定機電綜合課程設計的選題原則，豐富了題目的數量和類型
研究機電綜合課程設計的選題是整個課題得以順利實施的保證，選題不恰當不僅達不到課程設計的要求，而且挫傷學生的學習積極性及學習熱情。在選題時遵循以下原則：
（1）課程設計的內容應屬課程范圍，應能滿足課程設計的教學目的與要求，能使學生得到較全面的綜合訓練。
（2）課程設計的題目和內容要與實際相聯系，結合最新技術知識，滿足專業教學計劃要求，有正確完整的技術參考資料。
（3）課程設計題目的難度和工作量應適合學生的知識和能力狀況，使學生既能獲得充分的實踐鍛煉，又能在規定的時間內經過努力完成任務。
機電綜合課程設計選題既要結合前修課程，以鞏固教學內容，又要有較強的實踐性和新穎性。因此主要通過借鑒教師的科研課題、典型的機電一體化產品，同時結合汽車行業特點和本校實驗室的設備情況，設置成熟的、有特色的、適合教學的題目作為課程設計內容。以下是課程設計的部分選題：
①機床工作臺傳動機構和控制系統設計；②液壓滑臺的PLC控制；③X—Y數控工作臺機電系統設計；④數控車床自動回轉刀架機電系統設計；⑤臥式車床數控化改造設計；⑥上料機械手機電與氣動控制系統設計；⑦機床主軸部分機構和電氣控制系統設計。
上述每一個課程設計題目均為綜合性應用題目，涉及到該專業方向多門課程的知識，包括總體方案的確定、機械系統的結構設計、主要零部件的計算和選型、控制系統的電路原理分析、電子元器件的接線和調試。選題的控制系統包括現今常用的控制方式：數控系統、單片機、PLC、計算機+運動控制卡，傳動部分包括了電氣傳動、液壓與氣壓傳動、機械傳動。選題強調綜合與集成，不限定設計結果，不規定具體的實現過程。通過合理選題能讓學生將大學里幾年來學習的知識點“串”起來，形成有機的整體。
3 完善組織實施方案，提高課程設計教學質量
（1）合理安排設計進度，加強課程設計的教學管理。由于機電綜合課程設計工作量大，為了確保設計工作的順利進行，制定了詳細的工作計劃，進度安排：①教師講課、布置任務、學生選題、學生查閱資料，完成電氣原理設計和機械結構設計：2～3天；②檢查通過之后進入實驗室，認識電器元件原理和使用方法。進一步修改完善設計內容，繼續機械結構的設計和CAD圖的繪制：5～6天；③搭建、連接硬件系統并進行系統的初步調試：3～4天；④撰寫課程設計說明書：2～3天；⑤整理資料和答辯：1天。
課程設計期間，采取集中管理與開放式管理相結合的模式，前期布置任務，中期實驗調試，后期答辯進行集中講解和輔導，其他環節進行開放式管理。課程設計中會安排3～4次檢查，主要檢查學生設計方案、機械圖紙的繪制、電氣系統原理圖的繪制、電器元件的選擇、程序的編寫和調試等內容。
（2）改革課程設計學生成績評定方式，增加答辯成績。總成績由平時表現（10%）、課程設計說明書和圖紙（50%）、答辯成績（40%）三部分組成。成績分為優、良、中、及格和不及格。增加答辯成績的目的就是避免少數同學的抄襲現象。答辯成績包括設計過程中階段答辯成績和最終答辯成績兩個部分。其中平時成績包括前期計算檢查、機械圖、裝配圖、電氣圖檢查、實際接線或程序調試檢查、平時考勤等幾部分。
（3）編寫機電綜合課程設計指導書。由于本身專業發展時間較晚，除了合肥工業大學主編的《機電一體化系統設計課程設計指導書》外，很難找到適合本課程設計使用的教材，但該書也是根據本校實際情況編寫，沒有那樣的硬件條件，要實現起來非常困難。許多學校采用自編教材，而我校連自編的課程設計指導書也沒有。因此，結合本校的課程設計內容和現有實驗條件，重新編寫與教改相適應的課程設計指導電子書。
（4）建立了課程設計與綜合實驗周交互進行的實踐環節實施模式。以前綜合試驗周和課程設計由于歸屬不同的教學單位，各自為陣，使課程設計和實驗周的銜接性較差，不能很好達到教學目標。課程設計沒有后續實踐支撐，往往搞成紙上談兵。近年來，實驗教學設備和環境有了較大的改善，完全可以利用實驗室平臺，通過課程設計加強對學生工程實踐能力的培養。因此，機械工程教研室與機械基礎實驗室聯手，根據課程設計的需要，在機電控制實驗室和機械制造實驗室形成開放實驗區域，學生根據題目需要集中進行調試。這樣，一方面實現了資源的共享，學科交叉，避免學校重復投資造成的設備浪費；另一方面整合了教學內容，有效增加學生動手實踐的機會，提高了教學效果。
（5）加強現代設計手段和網絡資源的運用。采用先進的現代化設計手段，可大大提高工作效率。繪制機械結構時，可以采用AutoCAD 軟件直接繪制裝配圖，部分學生還可使用三維軟件直接進行結構設計。電氣原理圖的設計有的直接用CAD繪制，有的采用PROTEL軟件。但由于課程設計時間有限，每個學生的具體情況又不同，所以對計算機輔助設計能力不作強求，指導教師可根據學生情況靈活掌握。
設計時鼓勵學生充分利用網絡資源，瀏覽一些在機電一體化領域有較高知名度的網站，及時了解國內外機電一體化領域的最新動態，并可學到很多實用的工程設計方法，快速獲取課程設計所需信息。課程設計所用到的主要機械部件和電氣零部件產品，相應企業都有網站介紹，需要的技術數據一般在互聯網上都能查到，因此，學生可順利完成元器件的選型。
4 結束語
在2007、2008級學生的教學中，我校對機電綜合課程設計改革進行了實施，吸引了學生積極參與，受到學生的好評。機電綜合課程設計教學改革具有以下特點：
關鍵詞：中、高職銜接；機械加工技術；模具設計與制造；課程銜接方案；教學實施
分類號：G622，G42 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0250-02
一、中職機械加工技術專業和高職模具設計與制造專業的課程銜接方案
1.中、高職課程銜接的課程體系。在高職階段側重人文素質培養、崗位核心能力、專業拓展能力的培養，以及對新知識、新技術、新工藝、新標準、新方法、新設備的掌握。中、高職階段的能力遞進式課程體系框架如圖1、圖2所示。
2.課程銜接方案。根據中、高職各職業崗位的要求來設置相關專業課程，以實現崗位與專業課程的對接，同時實現中、高職院校專業課程教學內容的無痕銜接，中職機械加工技術專業和高職模具設計與制造專業的課程銜接方案見表1。
3.中、高職銜接課程核心課程。根據中、高職院校各自的專業優勢，以及中、高職銜接班技術技能型人才的培養需求，現確定6門中、高職銜接課程的核心課程：《模具制造技術與實訓》（含數銑、加工中心，綜合實訓）、《特種加工》（含電火花、慢走絲）、《模具制造工藝編制與實施》（含課程設計）、《塑料模設計》（含課程設計）、《冷沖模設計》（含課程設計）、《模具裝配調試與維護》，這6門中、高職銜接核心課程均在高職階段完成。（1）中、高職銜接核心課程《模具制造技術與實訓》（含數銑、加工中心，綜合實訓）是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械零件普通車削加工》（含金屬切削原理與刀具）、《機械零件普通銑削加工》、《數控編程與仿真》、《機械零件數控加工》（數車）等課程的一門專業核心能力課程。（2）中、高職銜接核心課程《特種加工》（含電火花，慢走絲）是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械零件線切割加工》（快走絲）課程的一門專業核心能力課程。（3）中、高職銜接核心課程《模具制造工藝編制與實施》（含課程設計）是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械制造工藝》的一門專業核心能力課程。（4）中、高職銜接核心課程《塑料模設計》（含課程設計）是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械原理與機械零部件設計》（含課程設計）、《AutoCAD》、《模具拆裝與測繪》的一門專業核心能力課程。（5）中、高職銜接核心課程《冷沖模設計》（含課程設計）是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械原理與機械零部件設計》（含課程設計）、《AutoCAD》、《模具拆裝與測繪》的一門專業核心能力課程。（6）中、高職銜接核心課程《模具裝配調試與維護》是模具設計與制造專業開設的銜接中職《鉗工工藝與實訓》、《機械零件手工制作》的一門專業核心能力課程。
二、中、高職階段課程的設置
按照教學設計分層遞進、教學組織梯度推進、教學內容編排由簡到繁的總體思路，根據圖1、圖2所示課程體系，分中職階段、高職階段安排中、高職銜接課程。中、高職公共課程依據湖南省中職機械加工技術專業和高職模具設計與制造專業課程結構標準的要求設置。中、高職階段按一體化設計和開設專業課程。
三、中、高職銜接課程的教學實施
按照教學設計分層遞進、教學組織梯度推進、教學內容編排由簡到繁的總體思路，將中職階段機械加工技術專業課程和高職階段模具設計與制造專業的課程安排如表2所示。該中、高職階段課程的教學達到了中、高職階段課程不重復開設、重點突出、難易適當的要求。目前，已經在合作的中職學校中實施了四個學期，效果良好。
參考文獻：
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SUN Zhong-gang，XIONG Jian-wu，GONG Yan-li，YI Jie，JIAN Zhong-wu
（Hunan Industry Polytechnic，Changsha，Hunan 410208，China）
[關鍵詞]《機械原理》；機械運動；教學設計；學生能力
1 前 言
中職機械專業教學的現狀不容樂觀，主要是其專業自身存在不足，但為了促進機械專業的發展，使其教學質量得到可靠的保障，中職機械專業在教學方法等均展開了研究。
《機械原理》課程是機械專業的一門基礎課，其任務之一就是為后續的專業課打好基礎，因此在教學計劃中占有重要地位。而機械運動方案設計是整個機械設計工作的第一步，它對于機械性能的優劣及其在市場上的競爭能力都具有決定性的作用。在機械類各專業學生的整個教學計劃中，只有《機械原理》這門課講授機構運動方案設計的內容。因此，在教學過程中注重培養學生運動方案設計的能力，使學生得到這方面的鍛煉，是《機械原理》課程的一項重要任務。
在以往的《機械原理》教學過程中，機構運動方案的設計是一個比較薄弱的環節，為了使學生及早地樹立工程設計觀點，培養學生獨立工作能力，近年來，我們在教學過程中采取了若干措施，力圖加強這一環節，取得了可喜的成果。
2 提高學生對機構運動方案設計重要性的認識及學習興趣
課程開始，除了介紹本課程的研究對象、內容，它在教學及國民經濟中的地位和本課程的學習方法外，有意識地強調以下兩方面的內容：
（1）本課程除了講解各種機構進行分析以外，最主要的任務是設計，而分析是設計的第一步，也是設計的基礎。
（2）本課程是與工程密切聯系的一門技術基礎課，在學習本課程的過程中，對日常生活中司空見慣的東西要注意觀察，注意用所學的知識對其加以分析，不僅能達到對所學知識的加深理解，靈活運用，舉一反三的目的，而且可以啟發創造靈感。例如，我們通過公共汽車車門和小轎車車門開、閉方法的對比以及載重汽車和人力平板三輪車實現轉彎方法的對比，使學生對運動方案設計和工程實際應用背景間的密切關系以及運動方案設計的重要性有了較初步的認識，所有這些都激發了對機構運動方案設計的興趣。
3 通過“機構方案小設計”的教學環節，使學生得到運動方案設計的初步鍛煉
在本課程開始2～3周后，等學生對機械原理課程有了初步的了解后，開始這一教學環節。向學生提出幾個日常生活中司空見慣的用具，如：能自動打開而不能自動合攏的二折傘；只能用雙手打開而不能自動打開的三折傘；普通的用鏈條鏈輪傳動的自行車；只能在固定角度范圍內搖頭的電風扇等。要求學生在學習本課程的過程中，結合所學知識對他們的優缺點進行分析，研究做進一步改進設計。要求學期末每個學生交一張在A4圖紙上按比例繪制的、改進了的、用具的機構運動簡圖和一份簡單說明書，在課程進行過程中，組織適當的輔導、討論。實踐結果表明，雖然有些改進設計還比較粗糙，存在一些缺點，但也確有一些設計構思巧妙，有一定的獨創性和實用價值。
由于這個教學環節是在機械原理講課過程中進行的，教學內容與改進設計有密切聯系，需要改進的用具既是學生們日常生活中司空見慣的，又具有實用價值，因此是一次密切聯系實際的實踐性教學環節，大大激發了學生們的學習興趣。課堂設計是學生將所學知識轉化為能力的重要實踐環節。以設計為中心，以培養能力為目的，安排教學內容，按設計的順序安排教學順序，目的是使學生通過課程學習，提出問題和解決問題的能力得到很好的鍛煉。可以說這一教學環節對培養學生運動方案設計的能力打下了一定的基礎。
4 開闊學生視野，幫助學生較系統地了解和掌握機構運動方案設計的知識
在講述各種常用機構的分析和設計后，安排了一章“機構的組合及機構總體方案設計”的教學，目的在于使學生較系統地了解和掌握機構運動方案設計的知識。這一章的內容從基本機構固有的局限性講起，講述了機構的組合方式，通過工程實際中的若干實例，介紹了常用組合機構的類型及應用，使學生們開闊了視野，明白了機構的組合是發展新機構的重要方法，在此基礎上介紹了各種常用組合機構的設計方法。
在機構總體方案設計一節中，我們結合具體實例從工藝動作的分解講到機械運動方案的選擇，機構選型應遵循的原則及注意事項。如盡量簡化和縮短運動鏈；盡可能選擇較簡單的機構；盡量減少機構尺寸，選擇合適的運動副形式；選擇合理的動力源形式；合理安排傳動機構的順序；合理分配傳動比；使機械具有有利的傳力條件和良好的動力特性；使機械具有調節運動參數的能力，保證機械安全運轉，等等。此外，還介紹了機械中各執行構件之間的運動協調配合和機械運動循環圖，并舉例說明了機械總體運動方案設計的步驟。
如果說“機構方案小設計”這一教學環節還只是一個單一機構運動方案設計的鍛煉的話，那么這一步就是為向綜合性的機械運動方案設計打基礎，為進一步在機械原理課程設計中進行機械總體運動方案設計作準備。
5 在課程設計中進一步加強對機械運動方案設計能力的培養
作者：惠兆文 單位：長春汽車工業高等專科學校
1.未來機械制造工程發展研究
1.1設計工具廣泛使用。當前我國采用CAD/CAM技術的比例仍比較低，必然在未來幾年迅速發展，大型企業應探索開始無圖紙的設計和生產。
1.2制造工藝不斷精細。未來我國制造工藝必將采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。
1.3自動化技術不斷推進。我國自動人技術方面尚顯遲后，未來將向發達國家學習，普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現柔性自動化、知識智能化、集成化。
1.4管理方法日趨科學。未來發展中，計算機輔助管理必將逐步應用，準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術將廣泛應用。
2.高職機械類專業教學改革建議
分析了未來機械制造工程發展特點后，對高職機械類專業教學必將產生一定影響。在專業教學方面也須進行相應革新。
2.1注重可持續發展能力培養教學中應加強新技術、新工藝的滲透，目前學校里講授的技術通常滯后于生產實踐，但教師需不斷探索新技術，將內容滲透在教學當中，并不斷開發新課程，以適應專業的不斷發展。另外，在教學方法選擇上，也應注重培養學生吃苦耐勞、開拓創新、自主學習、團隊合作等可持續發展能力，以便其在未來專業飛速發展時，能夠不斷提高專業水平，適應技術發展的需要。
2.2加強實踐教學環節高等教育長期的教學實踐表明，工程實踐是學生了解理論知識的社會意義和人生意義的重要條件，是創新型人才培養過程中貫穿始終的、不可缺少的重要組成部分，是提高工科學生綜合素質的最好課堂。以培養直接面向基層生產技術人員為主的地方高校，實踐教學尤為重要，它能夠促進學生理論聯系實際、學以致用，培養實際動手能力。機械類專業的實踐教學一般包括課程實驗、金工實習、機械設計課程設計、生產實習、專業課程設計、CAD/CAM技能訓練、畢業實習和畢業設計等。這樣的設置是高等工科院校多年的積累形成的，對學生工程實踐能力的培養起到很大的作用。但是其在教學實施過程中仍然暴露出一些問題，突出表現為：1）有些實踐環節模塊相互獨立、自成體系，內容的安排上忽略各自的聯系，層次性差；2）有些實踐環節之間內容簡單重復，浪費教育資源；3）有些內容是為了完成教學任務機械操作，綜合性、工程性的實踐項目少，限制學生工程能力和創新能力的培養；4）近年來不斷發展的先進制造技術沒能夠有效地填充到工程實踐教學中。為解決上述問題，從系統的觀點對機械專業工程實踐教學進行協同設計，充分考慮各環節之間的銜接、交叉與融合，使基礎工程訓練、先進技術訓練、創新實踐訓練、綜合素質訓練有計劃、分階段地融入各個實踐環節中，對于培養工程應用型人才的綜合素質、工程實踐能力以及創新能力具有重要的意義。
2.3有效把握三個關鍵環節生產實習、專業課程設計、CAD/CAM技能訓練是機械制造工程相關專業建設中需要著重關注的三個環節。當前各高職高專院校普遍注重生產實習，部分校企合作院校可以在生產實習階段，使學生深入企業，進行頂崗實習，從而了解機械產品的生產流程，了解企業的生產管理，通過參與機械產品的制造過程，加深對機械制造技術課程中的基本理論和基本知識的理解，使課堂上一些不太明晰的知識點通過實習得以解決。但部分院校忽略專業課程設計。專業課程設計是根據機械專業的特點，在相關專業課程完成后安排的實踐性訓練。地方高校機械專業的專業課程設計一般都安排工藝與夾具設計。在安排專業課程設計時，要注意與生產實習的協同。生產實習一般安排在機械制造技術課程之后進行，而專業課程設計安排在生產實習之后。因為機械制造技術課程中所講授的機械加工工藝設計中定位基準的確定、加工方法的選擇、加工階段的劃分、機床和刀具的選擇、工序的集中與分散的安排等基本原理、夾具的定位原理、夾緊原理等在生產實習階段都得到應用和鍛煉，在此基礎上安排專業課程設計，進行給定零件的機械加工工藝設計和夾具設計，可綜合運用機械制造技術課程的基本理論與生產實習所獲得的實踐技能，使課程設計不再是紙上談兵，可設計出更為合理、實用的工藝規程與工藝裝備。CAD/CAM技能訓練一般安排在專業課程設計與生產實習之后進行，為了保證實踐訓練的協同性，在CAD/CAM技能訓練中，可把專業課程設計中所設計的夾具零部件，利用數控技術的編程知識，在計算機上進行數控仿真加工和實際訓練，然后利用Pro/E或UG三維設計軟件，把各個零件組裝起來，成為一個完整的夾具。有條件的學校，在CAD/CAM技能訓練中，學生可把組成夾具的所有零件在數控機床上加工出來，然后親手組裝成一整的裝備。通過生產實習、專業課程設計及CAD/CAM技能訓練的協同設計，一個設計任務在3個模塊中有效實施，使3個實習模塊有機聯系起來，增強學生機械專業知識的系統性。
【關鍵詞】創新能力 機械原理 實踐環節
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2016）12C-0163-02
機械原理是本科機械類專業和近機類專業的一門重要的技術基礎課，是研究機械的工作原理、組成原理、設計原理和方法的一門學科，在培養學生的機構分析能力和設計能力、工程素質和綜合能力等方面起著重要作用，在機械類創新型人才培養中也占有重要地位，學生綜合素質的提高和創新精神的培養依賴于教學各個環節的支撐。《國家中長期人才發展規劃綱要（2010―2020年）》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》中提出要強化實踐教學環節，突出培養學生的科學精神、創造性思維和創新能力，培養拔尖創新人才。可見，實踐教學是啟發創新思維、開拓創新的重要手段，是進行工程實踐的必要途徑，對培養學生的綜合素質和創新能力起著關鍵作用。
通過對我校機械類專業用人單位的調查，反饋的主要意見是：大多數學生的獨立工作能力和解決實踐問題的能力較差；缺乏創新精神等。而要提高學生獨立工作的能力、處理和解決實際問題的能力、培養學生的創新意識，其核心就是讓學生參與到工程實踐中去。本文從機械原理課程的實驗教學、課程設計和課外科技活動等實踐環節入手，分析了目前存在的問題以及改革的內容和方法，為機械原理實踐教學的改革提供參考。
一、機械原理實踐教學存在的問題
我校機械原理課程傳統的實踐教學環節主要存在以下幾個問題：課程知識與創新實踐結合不夠，實驗課未能在教學中和理論教學融合在一起，沒有發揮實驗教學的作用，忽視了將知識內化為學生的能力與素質的培養。實踐教學與科技創新活動結合不夠，不能很好地培養學生的創新和設計能力。課程設計獨立設課，與理論課脫節，忽視了整體設計的理念，未能體現知識的整合和連貫性。因此，實踐教學不能很好地反映學生綜合應用知識的能力和創新能力，難以達到對創新型人才培養的需要。
二、改革實驗的內容和方式，培養學生的創新意識
（一）開發虛擬仿真實驗，虛實結合，線上線下互動，激發學生的學習興趣，培養主動意識。充分利用智能制造系統虛擬仿真實驗教學中心，新增機構運動運動簡圖測繪虛擬仿真實驗、剛性轉子動平衡虛擬仿真實驗，學生可以根據自己的學習時間預約后進行自主實驗。機構運動運動簡圖測繪虛擬仿真實驗與實際開設中的實驗相對應，但實驗機構更豐富，學生可以先在虛擬實驗中心反復訓練，熟能生巧，為學生參加實際的綜合實驗打下基礎。而剛性轉子動平衡虛擬仿真實驗克服了實驗室設備穩定性差和臺套數少的缺點，通過虛擬實驗幫助學生學習和理解重點和難點知識。
（二）實驗內容與工程實際應用相結合，培養學生的觀察分析能力和創新意識。學生通過機構運動運動簡圖測繪仿真實驗后，要求學生去實地考察、調研現實中的機器或設備，至少完成一種設備的分析，并提交照片、視頻和分析結果等相應的資料，將實驗內容應用到工程實踐中去，讓學生更好地接觸工程實際，激發學生的學習興趣和產品創新意識，也為認知實驗積累了豐富的素材。
（三）將認知實驗貫穿到整個教學過程中。認知實驗主要是進入實驗室進行參觀學習，其儀器設備主要是機械原理陳列柜、科技競賽作品、先進的科研設備、科研成果轉化設備以及往屆學生搜集的一些機構的視頻資料等。認知實驗穿插在理論課的課前、課后或是課中，讓學生了解相關機構的知識、設備的工作原理和應用領域等，增強學生的感性認識和對參加科研項目的渴望，更好地促進對課程知識的理解。
三、改革課程設計的內容和考核形式，培養學生的創新實踐能力
（一）課程設計以項目或任務的形式驅動，穿插到理論教學的始終，鼓勵學生主動創新。課程設計不再獨立設課，而是在理論課開始時教師就將一些設計要求布置給學生，主題側重于工程應用，可以是課外科技創新活動或科技競賽主題，也可以是生產實際中的產品改造等，學生可以是以個人或團隊的形式，自主選題和設計，通過查閱科技文獻、到生產實際中調研等，完成總體方案設計結構設計計算分析三維建模相應功能的動畫演示的全過程。學生在完成課程設計的過程中，充分發揮主觀能動性和創造性，不但可以培養學生的創新思維、獨立思考和分析解決問題的能力，也在一定程度上提升了學生的創新實踐能力，還可以引起學生對課程的重視，激起學生的求知欲。
（二）考核側重學生實踐能力和素質的評價。機械原理課程考核的目的就是讓學生把知識點學會并能應用，改變以往理論考試定結果的形式，將理論知識融入到相應的實驗和課程設計環節中，如將“機構自由度計算”的理論考核融入到“機構運動運動簡圖測繪實驗”中，“齒輪參數的計算分析”理論考核融入到“齒輪范成原理及參數測定”實驗中，“機構運動分析”理論知識考核融入到“機械運動參數的測量與分析實驗”中。學生在實驗室于規定的時間內完成考核內容。考核內容設置不同等級的題目供學生選擇，完成后就可以得到相應的考核成績，如果學生對考核成績不滿意，可以繼續選課并完成相關考核內容，直到滿意為止。這樣更好地促進了學生對知識的理解和掌握，提高了實踐能力和自主學習的興趣。在課程設計方面，除了要提交文字資料和圖紙外，還要進行小組或是個人答辯，通過答辯鍛煉學生的交流表達能力等。
四、以課外科技創新活動和教師科研活游契機，拓展創新實踐的途徑
創新能力是通過不斷學習、思考、實踐逐步培養出來的。課外科技創新活動和教師科研活動是機械原理課程創新設計的延續，是培養學生知識應用能力和綜合設計能力的另一種實踐途徑。利用開放實驗室，加強實驗室的軟硬件建設，并配備相應的指導教師，營造良好的學習氛圍，為學生參加科技創新活動和科研活動提供實踐平臺。由于活動不受年級的限制，只要學生愿意并有能力和興趣，都鼓勵學生到實驗室，積極參與各種科技活動和科研活動，進一步促進科教協同發展。
通過對機械原理實踐教學環節的改革，學生的學習興趣和實踐動手能力得到了增強；學生參加科技創新活動和創業創新項目的積極性得到了提高，綜合素質也得到了一定的提升。由于學生創新思維和創新能力的培養貫穿大學的整個學習生涯，是一個不斷學習、實踐的過程，需要不斷地改革和探索。
【參考文獻】
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【基金項目】2016年度廣西高等教育本科教學改革工程項目（2016JGB217，2016JGB224）；廣西壯族自治區教育教學改革項目（2015JGA212）
機械設計基礎課程是工科院校的重要技術基礎課，本文通過對各教學環節教學資源的整合與優化，豐富教學內容，改善教學實踐環節，實現課堂開放、實驗室開放，引導大學生參加機械設計創新大賽，并借助網絡平臺實現資源共享。
關鍵詞：
機械設計基礎；資源優化與共享；機械創新設計；網絡平臺
機械設計基礎課程包括機械原理、機械設計、實驗及課程設計，機械設計基礎是工科院校中機械類、近機類專業的重要技術基礎課，在本科教學工作中占據相當重要的地位。通過學習這些課程，培養學生的“工程綜合”和“工程應用實踐”能力［1，2］。近年來，隨著普通高校的擴招，學生的個性差異較大，許多高校本科生為多批次錄取，雖為本科，但學生的學習水平參差不齊。在社會培養應用型人才的方針指導下，以學生為本，進一步推進教學改革，把教學資源進行整合優化，借助多媒體網絡平臺的實用性和時效性等特點實現資源共享。
1.課程教學資源的優化與共享
機械原理、機械設計為技術基礎課程，屬于本科生的必修課程，該課程與工程應用聯系緊密，具有公式多、圖表多、圖形多等特點，由于學生學習能力差異的存在，過去單一的教學方法已無法滿足培養需求［3］，因此，機械基礎課程教學方式應由過去以教師和教材為中心向以教師為主導、學生為主體，課堂為主導、學生自主學習為中心，教材為主導、課程資源為中心轉變。新時期的大學生應在教師的指導下，充分利用課程資源實現自主、自助學習。為此，課程組充分利用網絡資源及兄弟院校的優良經驗，從教學方法、教材建設、課件設計等方面進行資源的優化整合。隨著多媒體技術的深入發展，教學方法要改革，要綜合分析運用。傳統教學中教師與學生心與心的碰撞與情感交流，是任何媒體不及的；借助多媒體，可以節省時間，信息量大，利用動畫功能，形象、直觀地反映機構的運動關系，較靜態圖片易于理解，使不便于描述的難點有所突破。為此，課程組進行大量調研，借助課程研討會與兄弟院校交流經驗，合理制定教學大綱，編寫教學要求，制作多媒體課件，為適應不同專業、不同層次學生的要求，同時考慮不同教師的教學特點，教學課件以求大同存小異為原則。同時，在課件的制作過程中，讓不同層次的學生參與，使學生在學習中便于理解和掌握，制作滿足不同層次和不同教學需要的教學課件，提高資源共享率。多媒體技術的運用可以刺激學生的感官，動畫部分可以激發學生的好奇心，進一步調動學生學習的積極性，尤其突出的是連桿機構和凸輪機構和輪系等。如果整個授課過程全部采用多媒體課件，時間長了，學生容易產生視覺疲勞，產生教學形式過于單一的感覺，可采取例題用黑板講述，或講課過程中增加實例討論，實踐證明多種教學方法的綜合應用會產生良好的效果。總之，在課堂教學過程中，教師將多媒體課件與板書有機的結合運用，將增進師生間的情感交流和良好互動，使得學習氣氛和諧，達到比較理想的教學效果。大學生的學習不僅僅局限于課堂學習，尤其是每年有許多學生要參加研究生入學考試，機械基礎課程作為專業技術基礎課是所考科目之一，學生需要課下學習和鞏固所學知識。為此，課程組編寫了相應的教材，有《機械原理》、《機械設計》和《機械設計基礎》，教材中增加了實踐環節的內容，即在每章后附加實踐環節練習，此練習通過學生動手、動腦熟悉和應用所學知識的一個過程練習，比如在學完“鏈傳動”一章之后，設計的一個實踐環節為：“觀察一輛變速自行車的滾子鏈傳動，分析有幾種傳動比，松緊邊的位置，鏈接頭形式，并觀察張緊輪的位置，如何調整鏈條的松緊程度。”這個環節可以由老師帶著做，也可以由學生課下自己做。同時，為方便學生自學，課程組專門為學生制作多媒體課件，該課件模擬教師課堂教學流程，深入淺出地詳細講解，例題量大且題型多，并附加基礎知識測試，重點、難點明確，放置于我校網絡平臺上“機械原理”、“機械設計”精品課中，學生可以借助網絡平臺的輔助學習功用實現自主、自助學習。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，通過教學資源的優化與共享，學生方便靈活地廣泛涉獵知識，提高能力，激發學習興趣，為應用型人才的培養打下良好的理論基礎，以便更好地服務社會。
2.改革工程實踐教學體系，實現資源的優化與共享
實踐教學是高等學校實現培養人才目標的重要環節，知識來源于實踐，能力來自于實踐，各種實踐教學環節對培養學生的實踐能力和創新能力尤其重要。我國的某些理工科重點高等院校如清華大學、華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學，針對“重實踐”提出的教學理念、教學方式和方法及教學內容的改革已經全面展開。因此，應針對我校特點對實踐教學資源進行優化整合，實現共享，為應用型人才的培養打下良好的基礎。
2.1對實驗資源整合優化，加快實驗室建設。
我校是由幾所學校合并而成的，許多實驗資源重復，如機構動態演示臺就有多套、同類減速器若干臺、動平衡機多臺、齒輪范成儀多臺等，并且多而雜的教學模型占據大量的實驗室空間，為此，對實驗室進行整合，淘汰落后和多余的模型和儀器，改進現有設備，對“機器與機構陳列柜”研發配置聲控裝置，并與機構的測繪實驗實現互補，使實驗內容更翔實、有趣。為豐富實驗內容，加強實踐訓練，購置一些新型的實踐教學設備，更新實驗教學內容，完善實踐教學體系，開設出能夠培養工程意識和綜合能力的實驗。購置了QM-ZXI型組合式軸系結構設計與分析實驗箱，通過此套設備學生可以自主設計拆裝軸系。通過購進HK2B-Ⅱ型機構組合創新實驗臺，開設了“機構系統創新綜合實驗”，利用此平臺，學生可以進行創新設計，再到實驗平臺上搭接組裝，然后對機構進行分析改進，加深對所學理論知識的理解和運用。實驗課程增強了自選性、綜合性、設計性實驗，增強了學生的想象力、創造力，充分調動了學生學習的積極性和創造性，提高了學生獨立開展科學研究工作的素質。實驗室向全校師生開放，鼓勵學生學而優則創，在教師的指導下由學生自主研發設計的“高壓電線除冰裝置”獲得2010年河北省首屆大學生機械創新設計大賽河北省一等獎，“火災逃生地震避險多用桌”、“救援千金頂”獲得2010年河北省首屆大學生機械創新設計大賽河北省三等獎，“社區太陽能路燈電池板清潔裝置”獲得2012年河北省大學生機械設計創新大賽三等獎；“自行車一體化鏈式充氣筒”獲得2012年河北省大學生機械設計創新大賽二等獎。
2.2建立網絡實踐教學系統。
多媒體技術的發展，為網絡實踐教學提供了便利條件。利用計算機技術、三維造型技術，虛擬現實技術、仿真技術等創建虛擬實驗室，進一步豐富精品課網絡實踐教學的內容。如“桿機構動態分析”可以改變構件尺寸觀察運動軌跡變化，“軸系裝配工藝”可以清楚說明零件間的相互位置關系、零件裝配工藝等，“軸系結構改錯”指出尺寸的合理性及如何修正錯誤結構。將大量的實例分門別類，不但在不增加教學設備的情況下加大了實踐教學比重，而且實現了學習環境的靈活性，激發了學生的學習興趣。
2.3完善課程設計實踐教學內容。
課程設計是非常重要的實踐環節，能夠培養學生的工程意識。以往課程設計安排在課程教學結束后進行，現在將課程設計任務安排在相應課程的教學過程中，將任務書下發給每一位學生，教師以課程設計為主線組織教學，讓學生在學習的同時利用課外時間收集資料和考慮各種復雜問題，充分發揮學生的主觀能動性進行創新思維。學生在學習的過程中設計方案，利用實驗室資源，不斷完善自己的設計方案，通過課程設計主線，使學生感受到本課程各部分內容的有機聯系。同時，將學生合理的設計方案補充到實踐教學中，使課堂教學不再停留在課本上。根據我校的實踐教學特點，結合國內外高校應用型人才培養戰略，編寫《機械原理課程設計》、《機械設計課程設計》、《機械設計基礎課程設計》教材，并將有關內容置于網絡平臺上，方便學生自主學習，也為畢業設計提供有益的幫助，深受學生的好評。
3.結語
通過對機械設計基礎課程資源優化與共享的研究，提高教學信息資源收藏質量,對現有資源進行整合和深加工，豐富教學內容，完成網絡平臺建設，多手段、多方法地調動學生的學習積極性和創造性，最終達到實現教學信息資源的共建、共知與共享的目的。今后將不斷地總結經驗，對教學內容進行補充和完善，為人才的培養提供更優質的資源，進行交流與共享。
作者：張君彩 陳青果 單位：河北科技大學機械工程學院
參考文獻：
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［4］毛平淮.互換性與測量技術基礎［M］.北京：機械工業出版社，2011.
關鍵詞：機電一體化；本科教學；人才培養；項目教學法
作者簡介：王昊（1972-），男，安徽泗縣人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授；吳懋亮（1970-），男，山東萊蕪人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授。（上海 200090）
基金項目：本文系2011年上海市教委重點課程機電一體化原理項目（項目編號：20115301）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0075-02
為了滿足電力行業對機械類專門人才的需求，各電力高校均開設了機械設計制造及其自動化本科專業。該專業的主要特色是培養能夠適應電力行業的機械類相關崗位的人才。前幾年，該專業畢業生的就業形勢喜人，但是，由于制造類相關行業廣受金融危機的影響，導致近年來畢業生的就業情況不太理想。面對無法預知的金融危機以及制造業界不太樂觀的就業形勢，作為專業教師，應該思考怎樣才能使學生更從容地面對求職擇業問題。
機電一體化作為機械、電子和信息等多科內容融合的學科，在拓寬機械類學生知識面和就業面等方面將起到重要作用。加強該課程的學習，能明顯提高學生素質，從而增加學生在機電一體化行業內的就業機會。本文認真思考了機電一體化原理在本科教學中的若干問題，以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性并指出目前存在的問題，提出以拓寬學生的就業面為目的嶄新的教學思路，并輔以項目教學法的教學改革方案，以及增設“機電一體化原理”課程設計的設想。
一、引導學生認識“機電一體化原理”的重要性
學生在學習“機電一體化原理”的時候，由于缺乏實際經驗，加上該課程牽涉面很廣，學習難度較大，因而學習熱情不足。因此，在教學過程中，教師要想方設法、千方百計地引導和吸引學生充分認識“機電一體化原理”這門課程的重要性，從而激發學生的學習熱情。
首先，應使學生明確，機電一體化是多學科交叉，相互滲透的綜合性課程，廣泛涉及機械技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術、檢測傳感技術和系統總體技術等方面的內容。機電一體化技術是給傳統機械加上“大腦”（計算機信息處理與控制），極大限度地延伸了機械的概念，使機電一體化產品幾乎無處不在。例如，“機器人”作為最重要的機電一體化產品之一，已經成為現代工業控制的三大支柱之一。[1]
其次，針對現在機械專業學生機械基礎扎實、電子基礎薄弱的特點，認真學習“機電一體化原理”這門課程，將顯著提高學生在電子方面的素養。通過課程講解、實驗教學、項目教學、課程設計等教學手段，學生深刻體會機電一體化的基本原理和設計方法。
最后，機電一體化的重要性還體現在很多產品，特別是高科技產品，難以將機械和電子部件完全分開。例如，機電設備設計及維護人員既要精通機械方面的知識，又要精通電子方面的知識。因此，掌握機電一體化原理，并將其應用到解決實際工程問題當中，已經成為機械專業的畢業生必須掌握的一項重要技能。
二、增加實驗課時、加強實驗室建設與整合
“機電一體化原理”理論學習固然重要，實驗教學也同樣重要。不少學校現有的“機電一體化原理”的教學大綱中，實驗教學所占學時明顯偏少，而且學生真正能動手完成的實驗更是少之又少。因此，現有實驗安排起不到鍛煉學生的動手和實際操作能力的目的。
此外，很多學校實驗室中的設備和科研條件并沒有充分發揮出來。應該在現有的設備的基礎上，廣泛開拓思路，整合、組合、創造出新的機電一體化實驗，以實現鍛煉學生動手能力的目的。而且，實驗室的工作條件和實驗場所還需要進一步改善。實驗設備也需要對機電一體化實驗教學或輔助教學等方面，進行廣泛市場調研，根據需要進行采購和擴充。
因此，必須在加強實驗室建設的基礎上，適當增加機電一體化的實驗課時，才能真正使學生通過實驗加深對機電一體化理論知識的掌握，體會機電一體化應用的目的。
三、激發學生在機電一體化行業內的就業思路
激發學生產生在機電一體化行業內就業的想法，是教學的重中之重。只有學生真正產生這種想法，才會產生學好“機電一體化原理”的動力。
目前，機械專業畢業生大多將自己的就業方向主觀定位在純機械領域。盡管機械制造業是非常龐大的產業，但就業機會終歸有限。由于能力的欠缺，擇業的時候，面對機電一體化行業廣泛的就業機會，學生更多的是無奈。鑒于此，任課教師必須努力激發學生在機電一體化行業內的就業興趣。
引導學生領悟，若是自己具備很強的機電一體化技術方面的素養，將會拓寬自己的就業面，從而為自己創造更多的就業契機。就算是學生畢業后選擇在機械行業就業，若是在機電一體化方面有比較扎實的基礎，也會開拓自己的視野，何況是現在科學技術、工程技術已經發展到機、電完美結合的階段，完全分開的機械和電子幾乎沒有。
因此，在教學過程中，應該結合機電一體化行業激發學生的學習動力。具體來說，可以結合機械專業學生在機電一體化行業就業的實例，引導和激發學生的學習熱情。另外，在教學過程中，也可以充分結合機電一體化產品的具體設計思路，引導學生如何跨越機械專業的局限，盡可能多地接觸機電一體化領域。通過這些方式，學生們將會自然提升對機電一體化領域的興趣，從而增加在機電一體化行業就業的主觀積極性。
四、開展項目教學法、培養學生綜合能力
為了使學生加強對機電一體化領域的認識，啟發他們在機電一體化行業內就業的熱情，“項目教學法”引入到機電一體化的本科教學工作中去。項目教學法在國外的職業教育中應用較多，目前在本科教學中還很少使用。為了讓機械專業的學生通過項目直接深入到機電一體化領域，教師提出使用項目教學法。
項目教學法是一種在“做中學”的理論基礎上發展起來的一種教和學的模式，這種教學法通過組織學生真實地參加項目設計，履行和管理項目的全過程，在項目實施的過程中完成教學任務，培養學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。這種模式突破了傳統的“以課堂為中心，以教師為中心，以教材為中心”的教學模式，強調使用的技能和知識創新，有效地交流課堂與社會生活的聯系，充分展示現代教育“素質教育”的本色。[2，3]
項目教學法主要特點是與現實生活緊密聯系，加強理論聯系實際，有助于培養學生的多方面能力，更重要的是展示學生的創造性，培養了學生解決實際問題的能力。項目教學法的整個教學過程可以分為以下幾個階段：
1.擬定題目
學生自主分組或教師分組，查閱資料、主動思考，充分發揮主觀能動性，擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預，要求學生選定的題目具有創新性或實用性，特別是要適合該小組的特長和興趣。要求項目既要體現學生的創新性、具備挑戰性，又要切實可行、經過學生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案設計
通過項目可行性分析及方案設計、確定項目進程計劃，要求該進程安排基本與課堂教學進度并行，即：按照課堂教學的進度安排項目的實施進度，即首先是機械機構、執行機構，然后是計算機、控制系統和傳感器系統等。教師必須認真檢查各小組的可行性分析及方案設計。
3.項目實施要求學生按照工作進度實施并做階段總結
這一階段，對于學生在項目研究所用到的內容，有可能在課程學習中沒有學到，要求教師指導學生進行再學習，以進一步挖掘學生的創造性思維。項目的實施過程中，學生將有大部分工作需要在實驗室中完成，因此，在第三部分對實驗室進行整合和擴建的過程中就必須要考慮這些問題。
4.項目考評
以小組為單位，認真考核學生完成項目的情況。針對機電一體化項目的各系統的設計、實現方式、功能和項目報告等進行考評。考評中要特別注意學生在完成項目的過程中發現問題和解決問題的能力。
5.項目拓展
建議學生以研究報告、學術論文的形式呈現本小組的研究成果。對于考評成績優秀的小組可以組織學生以申報專利、參加競賽的形式進一步拓展項目。
項目教學法可以極大提高學生的興趣，激發學生的學習熱情，挖掘學生的創造性思維，同時使學生以真正項目的方式接觸到機電一體化的產品設計和項目管理。這種項目管理的經驗，發現問題、解決問題和總結問題的能力和經驗對學生而言非常寶貴。項目考評優秀的學生的科研論文和專利申請都將在學生畢業求職時增加不可或缺的砝碼，將成為機電一體化行業的敲門磚。
五、增設“機電一體化原理”課程設計環節
現有的教學手段，還不足以提升學生在機電一體化行業的競爭力。作為項目教學法的補充，還可以通過增加機電一體化原理設計環節，從而更大程度上提高學生的機電一體化產品的設計能力。
課程設計時，要求學生認真回顧教師在課堂上所授要點，分析各要點對產品功能的實現及其特性的影響。希望學生在課程設計過程中，進一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項目教學法中所存在的尚未解決的問題。
課程設計課題要盡可能選擇具有產業背景的實際課題，學生通過原理方案的設計、結構設計、傳動系統的設計、執行機構的設計、控制系統的設計以及總體設計等過程，加深對機電一體化系統的總體認識。在指導過程中，注意培養學生的創新設計能力，充分發揮學生的創新潛能。此外，還要注意課程設計必須與項目教學法互補，對于項目教學法中沒有涉及的部分，要適當加強。[4]
課程設計應著重培養學生熟悉機電一體化行業標準，全面掌握機電一體化產品設計規范和過程，并培養學生扎扎實實的工作作風。
六、結論
本文以拓寬機械類學生的就業面為主要目標，針對“機電一體化原理”本科教學的若干問題，進行了深入探討和思考。以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性，以及如何引導學生對該課程的重要性進行再認識。通過加強實驗室建設，增加學生動手實踐的機會，以拓寬學生的就業面為目的，激發學生的學習動力。提出項目教學法的教學改革方案，著重培養學生在機電一體化產品設計中的發現問題和解決問題的能力；該項目教學法與“機電一體化原理”課程設計相輔相成。期待機電一體化課程在提高綜合素質、拓寬畢業生就業面等方面有所建樹。
參考文獻：
[1]張建民.機電一體化系統設計[M].北京：北京理工大學出版社，2006.
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