時間：2022-07-17 12:56:59
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篇機械零件論文，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。
1.1學生對課程設計的重要性認識不足
一直以來中國傳統的教育體制，使教師和學生都特別重視書面應試能力而較忽視“實踐”這一重要環節。因此，學生普遍認為課程設計只是輔的作業，是機械地套用經驗公式，查手冊，計算必要的數據，畫出圖而已。其實，課程設計是將所學理論知識與實踐相結合地極好機會，也是培養學生創造性思維能力和想象力等良好素質的必要過程，但由于學生存在上述想法，這兩項目標很難達到。
1.2結構設計中的不合理問題
從現場工作的學生反饋信息得知，設計中的結構設計比設計計算更為重要。合理的結構設計，對實際生產會產生嚴格的影響。由于學生實踐經驗和感性知識的缺乏，從而，在學習過程中不能運用已有理論知識透徹地分析和理解某種結構的功用，以至在設計圖紙中出現不恰當甚至錯誤的結構。
1.3圖紙的規范化問題
圖紙是課程設計的最終反映，本應很清晰地表達出全部零件的裝配關系、總體輪廓尺寸、各零部件的具體結構。但是在學生的圖紙中，卻不能完整、確切地表達出上述要求。例如，學生總裝圖中對軸和孔間的配合尺寸及公差不加標注，對加工表面粗糙度標注不全或不當等多種問題，反映出學生對圖紙的規范缺乏全面認識和嚴謹的科學態度。
1.4設計說明書編寫中出現的問題
設計說明書的編寫，可以培養學生撰寫技術文件的實際能力。它應全面包括課程設計總體方案、設計結果、結構設計依據以及維護、安裝等內容，使讀者在結合圖紙的條件下，從說明書中能夠完全了解所設計產品的結構、特性及科學依據。但有些學生卻片面地認為，設計說明書的內容只是各零部件有關尺寸及數據的計算過程和結果，而對圖紙中零部件結構的設計依據不加任何說明，說明書便成了各類計算題的匯集。
2對改進《機械零件》課程設計的建議
2.1提高學生對課程設計重要性的認識
學生對課程設計的重視程度，直接影響著設計效果。因此，提高學生對設計重要性的認識，應作為搞好設計的首要條件。將本思想貫穿于《零件》課程教學的始終。在基礎理論教學中，可列舉部分內容在實際生產中應用的反例，來強調設計的重要性。比如，講授某種傳動裝置的設計時，可通過分析實際生產中由于某部分結構設計的不合理或錯誤，甚至由于某一參數選擇不當而造成的不良后果，加強學生對設計重要性的認識。加強實踐認識。在教學中，可安排適當的課時，帶學生去現場參觀，針對同一部件不同的結構設計而獲得相異的生產效率進行分析，使學生在實踐的過程中領悟到設計的重要性。
2.2課程設計與教學內容及實踐性環節的有機結合
針對學生實踐經驗和感性知識貧乏，動手能力差等特點，在教學過程中，應適當減少課堂授課學時而增加見習課時。即在課程標準授課的過程中，根據不同教學內容，安排針對性較強的短期見習，其目的在于為課程設計積累一定的感性素材和設計要素。在見習中，教師對有關設計內容要加以講解，分析關鍵及難點，使學生加深對書本知識的理解。例如在“軸”一章授課結束后，可安排一次實訓，教師可針對往屆學生在設計中存在的問題進行指導，從軸的加工工序至裝配工序，針對選材、結構設計、圖紙的規范化等實際問題進行分析。把實際中軸的具體結構設計要素;生產中用于加工的圖紙應如何正確、全面地反映所設計零部件的結構、尺寸及技術要求總結出來。這樣，既解決了課堂上難以理解的實際問題，又培養了學生觀察問題、分析問題及獨立思考的能力，充分調動了學生的主觀能動性和積極性。
2.3做好課程設計的準備工作
課程設計前的準備工作是提高設計質量的必要條件。為此，設計前，指導教師可針對設計課題，做好兩項準備工作:①參觀有關設計內容。針對設計課題，帶領學生參觀現場，加強學生對實物的直觀認識，在具體感性認識的基礎上進行設計，對學生和教師均有“事半功倍”之效果。②突破設計難點。對書本上較難理解的關鍵和難點內容，進行實地測繪。比如，在設計1臺減速器之前，帶學生去工廠對減速器進行折裝，同時，對其中某些關鍵或較難的零部件結構進行測繪，是獲得具體的設計要素的有效之法。
2.4加強金工實習對課程設計的輔助作用
金工實習是機械專業類學生在學習《零件》課之前對機械的加工原理，生產工序，裝配過程及工藝處理方法等進行的一次全面性認識實習。為了使學生在學習《零件》課前對各種機械及零件具備初步的感性認識，在金工實習過程中教師應指導學生有計劃、有目的的掌握有關《零件》及其課程設計的基本知識。如可安排學生畫出齒輪輪廓示意圖，觀察齒輪與軸的裝配關系及熱處理工藝方法，使學生對齒輪及軸等零部件具備初步的感性認識。實習結束后，學生將上述內容及測繪圖以實習報告的形式寫出出。
3結語
[關鍵詞]NX（UG） 機制本科 教學改革
[作者簡介]孫芹（1979- ），女，山東威海人，山東英才學院機械學院，講師，碩士，研究方向為機械制造、數控加工。（山東 濟南 250104）
[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）29
當今社會機械制造業的發展壯大，得益于日趨激烈的市場競爭。面對機遇與挑戰，制造業只有不斷吸收機械、電子、信息及現代企業管理等多方面的成果，并應用于產品生命周期的全過程，才能不斷推出新品，富有競爭力。集成化、網絡化、數字化、虛擬化以及智能化是使傳統制造系統成為信息時代、知識經濟時代的先進制造系統的最主要內容。目前，在眾多企業中廣泛應用的CAD/CAM技術是現代先進的計算機技術成功滲入傳統制造業的結果。
為使學生進入企業后，能夠熟練掌握一門CAD/CAM軟件，盡快適應自己的工作崗位，山東英才學院結合機制專業的自身特點，選擇NX（UG）作為CAD/CAM教學軟件。通過到兄弟院校走訪調研發現，在教學過程中，CAD/CAM單獨作為一門課程一般開設在第六學期或第七學期，雖然該課程設置的目的是為了起到連接作用，為后續的畢業設計和學生就業提供好的繪圖工具。但作為一門課程，學生學完后，很難做到融會貫通，沒有達到預期的教學效果。為了提高學生學習的主動性，讓枯燥的機械課程變得簡單易懂，提高學生學習的興趣，增強各門課程之間的聯系。在機制本科的教學過程中，嘗試運用NX的CAD/CAM一體化功能來輔助教學，實踐表明，這對學生理解和掌握專業課程有很大的幫助。
一、NX軟件在“機械制圖”課程中的應用——NX 三維造型模塊
“機械制圖”是工科重要的主干專業技術基礎課程，在機械工程科學人才培養體系中占有重要地位。該課程以形體構造和圖形表達為核心，以形象思維為主線，培養學生空間想象能力、形象思維能力、圖形表達能力和創新構形能力等工程科學的基本素質，并為進一步學習機械設計類、機械制造類和工程實踐類后續課程提供必備的制圖基礎知識與基本技能。
在制圖的教學過程中，仍以講授為主，部分教學環節借助模型和掛圖等輔助工具，學生往往是被動學習，建立空間思維相對困難，學生普遍反映課程太難學，從而對課程產生了厭倦，降低了學習積極性。到了高年級，進入專業課程學習、課程設計和畢業設計階段，學生反而不會畫圖了。畢業后，進入社會，就業將更加困難。因此，嘗試將NX軟件引入“機械制圖”課程教學環節。建立機械制圖虛擬模型庫，讓學生有整體的概念，通過旋轉、剖切三維圖形，可以對三維模型進行動態仿真，讓學生理解模型各個方向的形狀，增加圖形的直觀性，搭建投影和三維實體之間的橋梁，這樣再來學習制圖的投影原理及其他表達方式，將變得非常輕松。同時，NX為參數化建模，方便對模型進行修改，可以根據教學大綱的變化，及時修改模型?？蓪⒛Ｐ蛶焐蟼鞯骄W絡課程中，學生自主學習，大大提高了學生學習興趣，為后續課程的學習奠定了堅實的基礎。
二、在“數控機床編程”課程中的應用——NX加工模塊
“數控機床編程”課程是機械制造本科專業重要的專業課程。大部分院校數控機床編程主要以手工編程為主，講授數控車床編程和數控銑床（加工中心）編程。為了提高學生的學習興趣，手工編程的內容也會借助NX軟件，講授自動編程應如何實現。如在車削的教學過程中，相應會講解軸類零件、螺紋類零件、綜合實例等自動編程過程，通過手工程序和自動生成程序的對比，學生對編程有更深刻的理解，更喜歡數控編程課程，為機床實訓打下基礎。
手工編程雖然有不少優點，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地優化加工路徑等。但手工編程無法編制復雜工件，如非常規曲面的程序編制，同時手工編程對編程人員有較高的要求，一個點計算錯誤，將會造成嚴重的后果。當手工編程無法完成或是編程比較困難的零件，可以通過自動編程完成，NX軟件有強大的數控加工CAM模塊，包括平面銑削、型腔銑削和深度銑削、固定軸曲面輪廓銑削、多軸銑削和孔加工等，基本可以加工任意復雜的曲面。NX數控加工的一般流程為零件3D建?！付üに嚪桨浮M入CAM環境—創建程序節點、創建刀具節點、創建幾何節點、創建加工方法節點—設定參數—生成刀軌并驗證—機床后置處理—數控程序（NC代碼）。
三、在“機械設計基礎”課程中的應用——NX仿真、裝配和工程圖模塊
“機械設計基礎”課程主要包括機械原理和機械零件設計兩部分，以機械原理部分學習過程中的四連桿機構為例，在學習四連桿機構時，如果僅僅通過理論講解，學生對四連桿的運動特性理解的不夠充分，可以利用NX運動仿真模塊，首先通過三維建模，虛擬裝配，設定連桿，設定驅動，完成平面四連桿機構的三維動畫運動仿模擬。
機械設計基礎課程學完后，要進行課程設計。以減速器課程設計為例，學生要完成減速器裝配圖及零件圖的繪制。給定參數后，如果學生憑空想象，采用二維軟件即使完成了減速器的裝配圖，并拆畫零件圖，也不知道所繪制的減速器各零件間是否會產生干涉，能否保證加工后的零件能夠安裝。因此，可以利用NX的裝配模塊，將所設計的減速器零部件進行裝配，通過仿真建模，查看各個零部件之間是否存在干涉，為后續加工的零件的順利裝配打下基礎。并且，NX軟件可以將三維模型轉換為二維工程圖形。如果零部件模型尺寸進行了修改，裝配圖形也會自動做相應的修改。
四、在本科畢業（論文）設計中的應用——NX 綜合運用
畢業（論文）設計是每個本科生畢業前要完成的最重要的一項任務。機械設計制造及其自動化專業的本科畢業生主要從事的工作崗位為：數控機床操作崗位（數控車床、數控銑床、數控線切割機床的機床操作工），數控工藝技術崗位（數控加工工藝設計師、數控工藝文件管理員、數控程序編寫技術員、電腦繪圖員等），普通機電設備設計師助理等技術工作崗位，這些崗位的共同特點是動起手來能干活，拿起電腦可設計。因此，畢業設計對他們來說尤其重要，畢業論好了，進入企業后，就能更快適應工作崗位。
在教學過程中，為實現應用型本科的人才培養目標，減少理論型、研究型論文，要求畢業論文題目需“來自企業”，即學生的畢業論文內容既要包含設計又要包含制造，而且學生必須在數控機床上至少加工出畢業論文中的一個中等復雜的零件，若能借助NX軟件，自動生成數控加工程序，并對刀路和程序進行優化，會起到事半功倍的效果。通過畢業設計，讓學生掌握機械零件從設計到制造的全過程，為工作后以最短的時間適應企業要求奠定基礎。
五、在機制專業各種大賽中的應用――NX 提升
雖然將NX軟件融入多門專業課程的教學過程，使學生學習積極性大大提高了，教學效果明顯，但由于課時的限制， NX軟件強大的功能模塊，教學過程不可能面面俱到，很多模塊不能深入講解，一般是按照一定的講課模式完成教學任務。
教學過程中理論講解的思路和方法肯定與實際工作有一定的差距。針對學生的不同要求，鼓勵學生參加競賽來提高自己的能力。主要組織學生參加山東省數控大賽、山東省機電產品設計大賽和全國3D大賽等。在每項技能競賽中，都要求學生完成真實的產品，大賽的環境更接近于真實的工作環境，通過參加不同類型的大賽，學生會對NX軟件更加的熟悉，對自己感興趣的模塊有更深刻的了解。同時，大賽能拓寬學生的視野，提高團隊合作精神，提升自身的設計、制造和創新能力，拓寬將來的就業范圍，提高了就業機會。教師通過指導大賽，與學生進行溝通，更了解學生的想法。通過參加大賽，與其他院校進行交流，相互借鑒，獲得更多的信息，把握更新的教學理念，并不斷滲透到自己的教學過程中，使教學更貼近實際，使本來枯燥的課堂變得更加生動。技能大賽可以讓學生認識到學習中的不足，明確自己的學習方向。
把NX（UG）軟件應用于機制本科“機械制圖”“數控機床編程”“機械設計基礎”等課程中，使學生感覺枯燥、難懂專業課程變得生動、易懂、易學，學生自主學習能力得到了提升，學習積極性得到了提高，同時，在本科畢業（論文）設計和各種大賽中，充分合理地選用NX軟件的相應模塊，滿足了不同層次、不同要求的學習需求，教師更容易了解學生，可使教學更能滿足學生的需求，更能貼近社會實踐的要求。學生上學期間打下的堅實基礎，也為今后的就業奠定了堅實的基礎。
[參考文獻]
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關鍵詞：機械，公差原則，獨立原則
1 前言
我們知道，機械零件具有各種不同的功能要求，公差原則就是基于零件功能要求來確定的，要根據不同的功能要求來采取不同的公差原則，以保證機械產品質量，這對于生產正常運行、提高勞動效率、提高經濟效益都具有舉足輕重的現實意義。。下面，本文就對《公差原則》的應用進行相關分析。
2 獨立原則
獨立原則是指圖樣上給定的各個尺寸、形狀和位置要求都是各自獨立、彼此無關的，分別滿足各自的要求。獨立原則是尺寸公差和形位公差互相關系遵循的基本原則，采用獨立原則時，無需標注任何符號。
圖1為獨立原則的應用示例，圖示光軸的軸徑實際尺寸應該在15~14.973mm之間，其間的任何尺寸均為合格，而軸線的直線度誤差均不允許大于0.015mm。
在圖2中，套筒孔徑的實際尺寸受所控制，軸線與端面A的垂直度誤差受0.04mm控制?？梢?，在圖1和圖2中，形位公差和尺寸公差彼此無關，各自獨立。
3 相關要求
相關要求是指圖樣上給定的尺寸公差與形位公差相互有關的設計要求，相關要求主要有包容要求、最大實體要求以及最小實體要求。有配合或裝配性質要求時，需要尺寸公差補償給形位公差，但有時后者反過來補償給尺寸公差（可逆要求）。
3.1 包容要求(ER)
包容要求表示在給定的長度上被測實際要素處處不得超越最大實體邊界的一種要求。包容要求只適用于單一尺寸要素的尺寸公差與形位公差之間的關系。采用包容要求的尺寸要素，在其尺寸極限偏差或公差代號后要加注符號E，其體外作用尺寸不得超出最大實體尺寸，且其局部實際尺寸不得超出最小實體尺寸（此即泰勒原則）。
圖3(a)中，軸后加注符號E表示遵守包容要求；在圖3(b)中，當軸局部實際尺寸處處均為最大實體尺寸時，不允許圓柱的軸線有形狀誤差，而應該具有理想形狀；在圖3(c)中，被測要素偏離最大實體尺寸，其直徑等于，則允許軸線有形狀誤差；在圖3(d)中，當軸尺寸處于最小實體尺寸14.982mm時，允許軸線的直線度誤差值為0.018mm。
3.2 最大實體要求(MMR)
最大實體要求是被測要素的輪廓處處不超越最大實體實效邊界的一種要求。當實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其中心要素的形位誤差值超出其給出的公差值，此時應在圖樣上標注符號M；當其中心要素的形位誤差小于給出的形位公差，又允許其實際尺寸超出最大實體尺寸時，可將可逆要求應用于最大實體要求。此時應在其形位公差框格中最大實體要求的符號M后面標注符號R。采用最大實體要求時，形位公差的補償值取決于實際尺寸對其最大實體尺寸的偏離程度。因此，即便是規格相同的一批零件，各個零件上相對應的要素所能得到的形位公差補償值也可能是各不相同的。
圖4中，軸線直線度公差0.1mm是在軸的尺寸為最大實體尺寸20mm時給定的。當軸的實際尺寸等于最大實體尺寸20mm時，其軸線直線度誤差不能超過0.1mm，如圖4(b)所示。當軸的實際尺寸偏離最大實體尺寸20mm時，允許其軸線的直線度誤差增大，軸的實際尺寸偏離其最大實體尺寸多少就允許其軸線的直線度誤差增大多少。。例如，當軸的實際尺寸為da=19.985時，則允許其軸線的直線度誤差增大到0.1+(20-19.97)，即0.13mm；軸的實際尺寸等于最小實體尺寸時，其軸線的直線度誤差的增大值達到最大，0.1+(20-19.7)，即0.4mm。
3.3 最小實體要求(LMR）
最小實體要求是指被測要素的實際輪廓應該遵守其最小實體實效邊界，當其實際尺寸偏離最小實體尺寸時，允許其形位誤差值超出最小實體狀態下給出的公差值的一種要求。此時應用符號L在圖樣上形位公差值之后注出，最小實體要求適用于中心要素，主要用于需保證零件的強度和壁厚的場合。當其中心要素的形位誤差小于給出的形位公差，又允許其實際尺寸超出最小實體尺寸時，可將可逆要求應用于最小實體要求。此時應同時在其形位公差框格中最小實體要求的符號L后標注符號R。
在圖5(a)中，孔的中心線對基準的位置度公差采用最小實體要求。圖5(b)所示中孔處于最小實體狀態時，其中心線對基準A的位置度公差為0.4mm。當孔的實際尺寸為時，允許其中心線的位置度誤差增大到0.4+（8.25-8.15），即0.5mm。被測要素處于最大實體尺寸時，其中心線的位置度誤差的增大值達到最大0.4+（8.25-8.0），即0.65mm。。
4 結語
不同的公差原則滿足不同的功能要求，在具體的設計應用中，選取哪一種公差原則要視具體情況來定，正確的選用相應的公差原則對于提高產品質量、降低成本，意義重大。因此，作為設計者必須要深刻理解不同公差原則的含義并能夠運用靈活，以取得最佳工藝性及經濟效益。
參考文獻：
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關鍵詞：課程設計；創新能力；培養
“工程材料與熱加工基礎”課程的主要內容包括工程材料學、鑄造、鍛壓、焊接等。按照教學大綱要求，該課程的教學強調學生學習知識的“綜合性”、“自主性”和“實踐性”。由于機械零件中所用材料及其成形工藝的選擇是一個復雜的問題，材料和毛坯成形工藝的選擇合理與否直接影響到產品的質量、壽命和生產成本。為了提高學生的工程實踐能力、逐步培養學生的工程意識，在學習該課程后進行為期一周的課程設計。其主要目的是：通過課程設計的實踐，使學生在理論課程中所學各部分知識融會貫通的基礎上，能夠在統籌考慮材料及成形工藝選擇的問題上理清思路、掌握基本原則和方法，提高綜合運用所學知識的能力；使學生初步達到在一般機械設計中，能合理地選擇材料和毛坯制造方法，并能合理地安排熱處理工藝及零件制造工藝流程，從而在處理工程技術問題上逐步建立起“工程思維方式”；理論與實踐相結合，提高學生的實驗技能，激發學生的創新能力。
一、學生是學習的主體，有利于充分調動學生自主學習的積極性
“工程材料與熱加工基礎”是一門研究工程材料及熱加工工藝的實踐性很強的綜合性課程。隨著科學技術的發展和時代的進步，現代教育的目標已從知識儲備性發展為智力開發性，學生的學習是要從根本上接受新知識，提高其智能水平和培養綜合解決問題的能力。單就知識的獲取本身來說，除了教師的傳授之外，還必須具備自己獲取知識的能力。因此，教師在教學過程中，應著重培養學生的自學能力，掌握如何獲取新知識的方式方法。依據教學進程安排，本課程設計是學生在大學期間最早接觸到的設計類型教學環節。課程設計的任務是在教師的指導下，學生通過自主學習、自主設計、最終完成整個零件的選材及熱加工工藝設計。
為了充分調動學生學習的主動性、積極性和創造性，在進行課程設計選題時，通常都是根據每個同學自身的特點和興趣愛好，讓他們選擇感興趣的題目進行設計，而不是一味進行強迫式學習，完成所謂的設計任務。創新與興趣是兩位一體的，如果學生對所選的設計題目不感興趣，學習沒有動力，就談不上會有所創新。我校機械廠生產的小型高速臺鉆，應用前景廣闊，同學們普遍興趣很大。該產品涉及的零部件有60余個，選用其中的幾個典型零件讓同學進行設計，有工作臺、立柱、主軸箱、主軸和罩殼等，這些看似簡單的零件，要使選材和工藝設計合理，做到滿足使用性、工藝性和經濟性三原則，決非易事，需要付出大量的勞動，這其中既涉及各種材料的合理選擇，也涉及到各種熱加工工藝方案的制訂，需要查閱大量的文獻資料、小組反復討論，甚至還要深入工廠生產第一線進行調查研究，才能最后得到滿意的結果。這種教學方式極大地提高了學生的學習興趣，激發學生的求知欲和探索意識，全面培養學生的各方面能力，包括與人交往能力等書本上學不到的知識，對學生今后走上工作崗位大有好處。
依據課程性質，基于對學生的創新能力培養，在課程設計中，始終強調以學生為主體，教師為主導的思想，因材施教。指導教師的作用一是如何使同學在設計過程中能盡快進入角色，消除設計開始時無從下手的畏懼感，在對學生嚴格要求的前提下，盡量放手讓學生獨立設計，使學生真正成為訓練的主體。二是通過檢查與答疑，以便及時發現問題，進行現場指導，從而實現課程設計教學以教師為中心到以學生為中心的轉變。教師在指導過程中，要注意啟發、因勢利導，通過設計訓練進一步激發學生的求知欲和創造力。由于在設計初期，學生基本上無工程設計經驗，對各種熱加工工藝細節和零件的詳細結構等不夠熟悉，此時，教師應鼓勵學生大膽進行設計，拿出不同的工藝設計方案，此舉既能培養學生的創造思維，又能鍛煉學生的設計能力。實踐證明，教師的悉心指導，有助于使傳統的模仿型設計訓練轉變為思考型設計訓練。不少同學在課程設計的體會中都提到，通過課程設計的實踐，使他們進一步認識到工程材料及熱加工工藝在實際生產中的重要作用，課程設計的訓練使他們理清了思路，把握了重點和難點，對課程的教學主線掌握得非常好。
二、小組討論，有利于培養學生相互協作的團隊精神
在科學技術高度發達的今天，人們比以往任何時候都更加注重相互之間的合作，更加注重團隊精神。畢竟個人的力量是有限的，在一個相互融洽的研究小組中學習和工作，有利于相互之間的取長補短，有利于活躍思維，激發設計靈感，創新能力在課程設計過程中得到鍛煉和提高。與其他設計類課程一樣，本課程設計也提供了一個相互合作的平臺。課程設計的主要內容包括機械零件結構分析、受力狀況、工作環境和生產批量等，以此來決定材料選用、成形工藝方法選擇及其經濟指標確定等諸方面。考慮到機械零件的結構設計、材料選用、成形工藝、經濟性等諸多因素之間既相互關聯、又相互影響，甚至相互依賴，并且這些因素還并不都是協調統一的，有時甚至互為矛盾。因此，有必要在弄清它們之間的相互作用及其相對重要性基礎上，通過初步的工藝方案設計，再進行綜合分析比較，一般要經過多次循環，反復進行，才能最后得到結果。鑒于課程設計具有一定的綜合性，通過課程設計，能鞏固、加深和擴展有關機械零件選材及熱加工工藝設計方面的知識，培養學生理論聯系實際的設計思想，提高分析和解決工程實際問題的能力，對學生的學習能力是一次較為全面的訓練，并對后續專業課程的學習、畢業設計(論文)教學以及今后走上工作崗位都具有重要作用。
正是由于機械零件選材及毛坯成形工藝選擇的復雜性，使得課程設計不但有利于學生獨立分析問題和解決問題能力的培養，而且有利于思維的群體性培養，即思考問題時，善于向別人學習，取別人之長的思維習慣。培養思維群體性較好的辦法之一是組織討論。通過討論，讓各種不同的見解展開爭辯，最后在相互補充之中統一。例如，承壓油缸(主體)零件的毛坯成形工藝選擇，依據零件的使用要求和技術條件、生產批量等，可以有以下幾種生產工藝方案可供選擇：(1)圓鋼切削加工；(2)鑄造毛坯：(3)模鍛毛坯；(4)胎模鍛毛坯：(5)焊接結構毛坯等。通過綜合分析比較，從生產批量、生產可行性及經濟性考慮，得出以模鍛毛坯的生產方案較為合理，但若有合適的無縫鋼管，也可采用焊接結構。很明顯，如果沒有相互之間的團結合作，集思廣益，將很難在較短的時間內獲得合理、經濟、實用的工藝設計方案，因為成形工藝選擇過程中既需要對所學知識進行高度概括和綜合，又涉及到對有效知識的如何提取等能
力問題。
三、查閱技術文獻，編寫設計說明書，有利于培養學生的工程意識
當今時代，創新教育對培養高素質人才來說是一個永恒的主題，大學教育應有一定的系統性、科學性和先進性。依據高等教育的功能和目標，重要的是使學生掌握某種專門知識和謀生技能，使學生能從根本上適應社會環境的變化，提高迎接挑戰的生存能力和自我發展能力。課程設計教學環節把理論與實踐有機地結合起來，在一定程度上加強了對學生工程意識的培養。由于培養學生的動手能力和創新能力不是一朝一夕的事，有一個逐步漸進的過程，在該過程中應該從多角度和全方位來考慮。通過課程設計，可最大限度地啟發學生發現問題、分析問題和解決問題，讓學生在課程設計中通過查閱教材及相關參考書，找到所需要的文獻資料，并從中受到某種新的啟發，有利于培養學生的好奇心，發展學生的辨證思維能力和邏輯推理能力，培養學生的創新設計能力。
在課程設計過程中，對學生的整體知識水平提出了較高要求。工藝設計初步完成后，只有通過優化組合，適時調整結構設計和工藝參數，以獲得更加接近實際需要的設計方案。因為要生產某一種產品可選的材料可能有多種，如何在眾多的材料中選出符合實際的材料，既是對所學知識的檢驗，也是對學生綜合能力的檢驗，也就是我們通常所說的沒有最好，只有更好；同理，要生產某一種產品可能有許多制造方法可供選擇，但是如何在眾多的工藝方法中選擇符合要求且成本低廉的制造方法，是值得每一位設計人員認真思考的問題。與通常在書本上就能簡單找到答案的解題方法不同，課程設計要求從眾多知識中進行概括推理，然后是實踐驗證的科學過程。通過訓練，學生的工程思維方式得到較好的培養。
由于機械零件用材及毛坯成形工藝的選擇綜合程度很大，影響因素也很多，因此，通過課程設計，將使學生受到系統的設計訓練，掌握如何查閱手冊、資料，運用相關技術標準，培養他們對各種信息及數據的歸納整理能力，掌握基本設計計算的技能以及進行機械零件的合理選材及加工工藝流程設計；學生對工程技術文件的寫作能力也得到鍛煉和提高，進一步增強學生的自信心與責任感；培養了學生嚴謹求實的科研工作能力；有利于學生養成良好的職業道德和吃苦耐勞的精神，樹立正確的工程觀點、經濟觀念和良好的全局觀念，培養他們的工程意識和工程素質。可以設想，如果學生所學的知識未能達到融會貫通，就很難談得上有創新，也就不可能設計出令人滿意的工藝產品。
四、從理論設計到實踐驗證，進一步增強對學生實驗技能的培養
進行課程設計時，既要注意到設計的科學性和條理性，同時又要盡量和實際相結合。課程設計只有充分注意到理論與實踐的聯系、對知識的綜合應用、全方位地展開學生的思維和最大限度地解放學生的思想，才能有助于培養學生具有活躍的應變思維能力。在設計過程中要求學生處處從實際出發來考慮和處理問題，要使自己設計出的產品符合實際需要，就必須從實踐來，再到實踐中去，沒有實踐，再好的工藝設計也只能是紙上談兵，在實際生產中可能存在這樣或那樣的問題，難以真正生產出滿足要求的產品?？紤]到本課程理論知識學習的繁雜性，學生在課堂教學中只能了解和獲取有關各種材料和加工工藝過程相對粗淺而空泛的知識，真正遇到實際問題時有可能仍然感到無從下手。因此，課程設計環節的安排，相當于是一個處理實際工藝流程問題的模擬過程，學生在設計過程中能夠使繁雜的理論知識具體化，將許多抽象的概念通過一個具體的零件對象聯系起來，對強化學生的思維訓練起到重要作用。
1.1高職機械類專業人才培養目標。通過調查可知，我國大部分高職院校對機械類專業學生的培養目標定位如下：普通機械加工設備以及數控生產設備的操作人員、車間工藝人員、車間質檢員、機械設備的維護、維修與管理人員；車間生產調度及生產管理人員、機械產品的銷售及售后服務人員。
1.2對專業教師的要求（雙師型要求）。專業知識全面、操作能力強、懂教學設計及課堂管理、懂學生心理。
2高職機械制造類專業教師的現狀分析
2.1與企業的工程師對比，高職機械制造類專業教師不足的表現2.1.1有理論知識，但缺乏實際動手能力。大部分高職院校的教師，都是從學校到學校，理論功底較為深厚，但對事物的認識大多停留在書本上，缺乏直觀的認知。就機械零件制造技術而言，許多教師接觸圖紙機會多，接觸實體零件的機會少，往往就圖紙來想象或臆斷零件的加工工藝和加工方法，很少考慮企業的加工設備、裝夾方式、加工方法、加工成本。2.1.2缺乏對區域企業的了解
①企業的設備、人才狀況。設備、人才因素是企業的硬件。作為國資委控股的國有企業，它是地方經濟的支柱產業，因此，資金投入較大，它們在擁有大量的普通加工設備的同時，還擁有必要的高、精、尖加工設備，這是民營資本無法比擬的。國有企業中加工中心數量較多，其數控系統以西門子系統為主，柳州民營企業的大部分加工設備較為普通，許多還是國營企業淘汰的二手設備，后期購買的設備以數控車削、數控銑削設備為主，加工中心在民營企業中較為少有，其數控系統以FUNC系統為主。在人才方面，由于國企體制較為健全，資源及福利有保障，晉升通道暢通，職業培訓機會更多，社會認可度高，因此，他們吸引了眾多專業化的優秀人力資源。而民營企業由于觀念、資金、資源、培訓、制度、福利、保障及社會認可度的限制，很難吸引高層次的人才。因此，出現了國企人才過剩，而民企人才嚴重不足的現象，這種局面在較長時間類還會延續。這對高職院校的學生而言，就是一種切入的大好機會。
②企業的產品特征及企業的技術狀態。大中型國有企業的產品是以整機或市場需求量大的產品為主導產品，其產品技術含量較高，資金需求量大，生產組織規模化，設備能力強。民營企業的產品以零部件為主，大多是為國有企業的整機產品配套，即使生產的是整機產品，其市場量也較為狹小，它是對國有企業產品市場的補充。作為柳州市的民營企業，大多是為柳工、五菱、柳汽、柳特配套的中小企業。其主導產品大多是軸類、套類、箱體（殼體）類、叉架類、齒輪類、沖壓件類、車架車身（結構件）類、鈑金類、彈簧類、五金類、液壓附件類產品。作為機械制造類的專業教師，我們需要了解企業的產品構成、企業的技術狀態，才能有的放矢研究專業發展方向，有意識地培養學生的職業技能。
2.2教學經驗的不足
2.2.1教學方式、方法。教務處的專家在聽年輕教師講課的時候，經常發現他們對某些知識點只作蜻蜓點水式的分析，缺乏深度和剖析，導致學生對該知識只知其表而不知其里。其次，我們不難發現，許多年輕教師課堂語言生硬，照本宣科，不會傾聽學生心聲，急躁缺乏耐心，把自己的觀點強加在學生身上。以上諸多現象除了與他們的教學能力有關外，經驗不足、方法不當、手段不熟練是最大的責任載體。
2.2.2教學項目設計。教學項目設計是以教學效果最優化為目的，以解決教學問題為宗旨而進行的預先設計。許多新教師不會教學項目設計或對項目設計的目的性不明確或設計中忽略了環節、忽略了它的完整性，導致在教學過程中缺乏目的性、統一性，想到什么講什么，教學效果很不好。
2.2.3對學生的心理了解不足。許多新教師忽略或者很少關注大學生的心理因素，課內教學常采用灌輸式的教學方法，以完成課堂教學任務為驅動目標，沒有顧及學生對知識的理解、掌握，與學生的交流局限在“明白了嗎？懂了嗎？”這些干枯的語言表達上，不會觀察學生的表情及肢體語言。
3高職機械類專業教師成長之路探討
3.1教學項目的設計。教學項目設計要體現“為什么學”、“學什么”、“怎么學”的特點。它要求教師在透徹分析教材的同時，結合學生實際情況，根據不同的教學內容，將理論和實際有機地結合，選擇適當的載體，展示對知識目標、能力目標的要求，展示知識重點、難點的處理辦法。教學項目設計還應體現教學的手段、方法及教學目標的考核辦法。理論教學項目結合課程內容，要以實施的載體———軸類、套類、盤類、箱體類等零件的加工來展開，設計思路要使教學內容具有明確、清晰的目標，所授知識需為學生所接受、掌握。實踐教學項目的設計采用整周實訓的形式，結合校中廠所承接的企業加工零件，完成一些簡單零件或復雜零件的部分工序的加工———《螺紋的車削加工》、《軸類零件的加工》、《套類零件的加工》、《型腔零件的加工》、《箱體零件的加工》。操作實踐教學項目結束時，教師要對加工出的零件或復雜零件的部分工序進行評價，促使學生主動總結、思考問題，激發他們的學習積極性，充分體現實踐教學的優勢。綜合技能項目的設計可穿插與考證相關的教學資料，使教學、考證有機的結合，在培養同學們機械加工理論基礎知識的同時，有意識地提升同學們操作機械加工設備的能力，以達到提高學生綜合素質的目的，使學生擁有一技之長?？甲C完畢可安排學生頂崗實習，使學生更能適應工廠崗位的要求，實現教學與生產實際的零對接。教學考核———技能、產品。機械制造類專業以實踐操作考核為主，理論考核為輔的原則對學生進行考核。主要考核學生操作設備加工零件過程中對工藝文件的理解程度、對機械加工設備掌握的熟練程度、對工裝夾具的應用能力、對檢測器具的使用能力及產品的合格率來進行評定。
3.2做好教學反思。教學反思是教師教學活動的重要組成部分，通過課后反思，我們可以知道教學目標設定是否準確，課堂的知識容量是否合適，知識銜接是否自然，知識滲透是否得當，知識剖析是否到位，教學重點是否突出，教學難點是否得到化解，問題情景設計是否合理，教學方法和教學手段是否得當，教學情感投入及語言表達是否到位，教學互動效果是否良好，教學是否達到預設目標，課堂教學過程是否有錯誤和遺漏。如有不足，我們就要分析不足產生的原因，權衡利弊、得失，找到解決問題的措施。通過教學反思，我們可以修正不足，實現自我完善，自我更新，更好地促進教師專業化成長。
3.3掛職鍛煉。教師較長時間到企業生產一線掛職鍛煉，充當企業的技術人員，身體力行地介入企業的生產經營活動，不僅可以拓展眼界，學到新工藝、新方法、新技能，而且可以把自身相對零散的知識串聯起來，完善自身的知識結構，提升專業技能。
3.4參觀學習。教師由于平時忙于教學工作，因此對企業的理解、對區域內行業的了解較為局限，參觀學習不失為拓展思維、開闊眼界的捷徑之一。參觀學習后，可召開以專業為基本單位的專題討論會，以學生就業方向為引領，優化專業課程設置、專業教學項目的設計。
3.5教學科研。教師積極參加與專業相關的科研活動，不但可以將教學中遇到的實際問題融入教改項目這個載體進行研究，還可以加深教師對本專業、本學科的認識和理解，從而達到提高教師教學能力、創新能力和教學反思能力，在提高教師文化素質、優化教師的知識結構、提高學術水平同時，促進教師教學水平的提高。
3.6撰寫論文。撰寫教學論文的過程是高校教師在感性認識的基礎上，對教學實踐活動中發生的各種現象、積累的各種資料加以分析、思考、歸納，并提升為理性認識的過程。通過論文的撰寫，我們可以將教學經驗、技術經驗提煉成自己的教學風格，從而促進專業教師的成長。
4結束語
論文摘要：在機械設計中引入CAD技術，可以解決機械企業中重復性設計多、信息資源利用率低的難題，縮短產品開發周期，具有巨大的經濟效益和應用前景。
1 CAD技術的發展
CAD(Computer Aided Design)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高?，F已將計算機輔助制造技術（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產品數據管理技術（Product Data Management，PDM）及計算機集成制造系統（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。
產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。
2 三維CAD技術在機械設計中的優點
通過實際應用三維CAD系統軟件，筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢，具體表現在以下幾點:
2.1 零件設計更加方便
使用三維CAD系統，可以裝配環境中設計新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷，避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人一目了然。
2.2 裝配零件更加直觀
在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時候，可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。
2.3 縮短了機械設計周期
采用三維CAD技術，機械設計時間縮短了近1/3，大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息，使機械設計的效率提高了3~5倍。同時，三維CAD系統具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。
2.4 提高機械產品的技術含量和質量
由于機械產品與信息技術相融合，同時采用CAD CIMS組織生產，機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法，如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等，保證了產品的設計質量。同時，大型企業數控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工，一致性很好，保證了產品的質量。
3 CAD技術在機械設計中的應用
3.1 零件與裝配圖的實體生成
3.1.1 零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種，即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中，系統提供了六種基本體系，即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件，可通過對其進行結構分析，將其分解成若干基本體，對基本體進行三維實體造型，之后再對其進行交、并、差等布爾運算，便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復雜的零件，往往難以分解成若干個基本體，使組合或分解后產生的基本體過多，導致成型困難。所以，僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此，可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓，然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”，進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2 實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后，利用機器運動分析過程中的資料，在運動的某一位置，按各零件所在的坐標進行“裝配”，這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。
3.2 模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學技術的不斷發展，制造行業的生產技術不斷提高，從普通機床到數控機床和加工中心，從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE，制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時，模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等，幾乎覆蓋了整個現代制造技術。
一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎，進行統一管理，而實體造型是工程數據的主要來源之一。
3.3 機械CAE軟件的應用
機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后，才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。
4 CAD前沿技術與發展趨勢
4.1 圖形交互技術
CAD軟件是產品創新的工具，務求易學好用，得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此，智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。
4.2 智能CAD技術
CAD/CAM系統應用逐步深入，逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫，及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助，智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設計新手也能做出好的設計來，現代設計的核心是創新設計，人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中，用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造，這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。
4.3 虛擬現實技術
虛擬現實技術在CAD中已開始應用，設計人員在虛擬世界中創造新產品，可以從人機工程學角度檢查設計效果，可直接操作模擬對象，檢驗操作是否舒適、方便，及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題，及早看到新產品的外形，從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析，以評價其性能，可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等，基于虛擬樣機的試驗仿真分析，可以在真實產品制造之前發現并解決問題，從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外，隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展，利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術，實現真正的全數字化設計和制造，已成為機械設計制造業的發展趨勢。
參考文獻
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摘要：機械設計實踐實驗教學課程是培養學生機械創新設計能力、創造性思維和工程實踐能力的重要課程。為解決機械設計實踐實驗教學效果差的問題，文章提出可基于Fischertechnik模型搭建機械創新人才培養平臺，結合教師科研、機械工程專業學科競賽與大學生創新創業訓練計劃項目以及16+2實踐周“職業技能訓練”開展機械設計綜合創新實驗訓練，培養學生的綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等，并取得了良好的教學效果。
關鍵詞：慧魚工程技術；機械設計；實踐實驗教學；創新能力
一、引言
機械設計制造及其自動化專業作為學校向應用型綜合大學轉變中專業建設的重要組成部分，是培養應用型機械類本科專業人才的主陣地?！稒C械設計》是該專業重要的專業基礎課，專業教學計劃圍繞《機械設計》教學目標開設了工程實踐實驗課程，如《機械設計課程設計》《16+2職業技能訓練》等，培養學生的綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等，要求學生能綜合利用所學知識解決工程實際問題。但是在實踐實驗教學環節，教學效果差，一是因為機械設計實驗教學所開實驗多是認知性實驗和驗證性實驗[1]；二是因為《機械設計課程設計》命題陳舊且單一，缺乏現代設計，無法達到綜合訓練的目標[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術的機械設計綜合創新實驗教學方法，培養學生的綜合設計能力、創新工程實踐能力等。
二、機械設計實驗教學弊端及改進策略
1.機械設計實驗教學弊端?！稒C械設計》是一門綜合性很強的專業基礎課，以《機械制圖》《理論力學》《材料力學》《機械工程材料》《互換性和測試測量技術》《機械原理》等課程為依托，對機械零件設計準則、摩擦磨損及、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動、軸系設計、滾動和滑動軸承、機械系統設計以及其他常用零部件設計等知識進行講解[3]。其課程特點是內容多且雜，存在大量經驗公式與圖表，教學內容抽象等，多數學生反映內容零亂，找不到重點。為此，通常在制訂教學計劃開設相應實驗課，輔助學生理解并掌握相關知識，如《機械設計課程設計》《機械設計實驗》。隨著技術的發展，社會對學生的綜合創新設計及工程實踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機械設計課程設計》《機械設計實驗》仍然存在一定的弊端，實踐實驗教學效果差，無法滿足社會需求?！稒C械設計課程設計》是對漸開線圓柱齒輪二級減速器進行設計，該實踐項目存在一些弊端：一是課程設計命題陳舊且單一，是對通用漸開線圓柱二級齒輪減速器進行設計，主要內容為機械方案設計、傳動系統詳細設計、裝配圖繪制及減速器設計說明書，相關設計技術指導書成熟，網絡資源豐富，學生設計時基本是依葫蘆畫瓢，查手冊，套公式，設計過程就是仿造，部分學生存在抄襲、買賣現象，嚴重影響教學秩序和教學質量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓練，不足以滿足機械設計綜合訓練的要求。機械設計實驗方面，主要包括機器組成及典型機械傳動零件感性認識、傳動試驗（齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等）、機械傳動軸系部件設計與分析。由于我校教學計劃安排，無明確的機械設計實驗有關課程，僅在《機械設計》理論教學時，組織學生參觀機械典型零部件多功能語音教學示范箱，加深對《機械設計》各章節的理解。為彌補《機械設計》實踐實驗課程的不足，我校除了積極對《機械設計課程設計》教學內容、教學方式以及考核方式做調整外，還積極探索以16+2實踐周“專業技能訓練”作為實驗實踐教學的補充，但由于不規范存在教學效果差的問題。2.設計實踐實驗教學，對大學生工程實踐能力的培養具有重要的意義[5]。為此，我校對《機械設計課程設計》教學進行創新改革，積極探索機械設計綜合創新實驗教學。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國人基于六面體接體發明創造的工程技術智趣拼裝模型，包含各類機械構件（齒輪傳動、絲桿傳動、鏈傳動、皮帶傳動、連桿機構、凸輪機構、減速器等）、電氣元件（電機、電氣開關、氣動零件、各類傳感器、控制器、導線及導線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機械設計》的理想教學工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建機械創新人才培養平臺，結合教師科研、機械工程專業學科競賽與大學生創新創業訓練計劃項目等，在16+2實踐周“職業技能訓練”時機械設計綜合創新實驗題目，學生自由組隊，綜合利用《機械原理》《材料力學》《理論力學》《機械設計》《機械制圖》等課程知識，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關綜合創新實驗設計任務，力求達到培養綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等的教學目標。
三、機械設計綜合創新實驗教學示例
為解決菠蘿采摘生產效率低、人工成本較高、果農勞動強度高、芒刺對果農傷害較大等問題，我校17機械班某組學生基于慧魚組合模型設計了一款小型手扶式菠蘿自動采摘機。右上圖為菠蘿采摘機部分功能裝置，分別為成熟識別裝置、傳輸裝置，考查學生對《機械設計》教學中電動機、減速器裝置、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動/螺栓連接等知識的理解與掌握?；诨埕~工程技術的機械設計綜合創新實驗教學中，我校學子在第八屆全國大學生機械創新設計大賽（慧魚組）中獲得國家三等獎1項，立項大學生創新創業訓練計劃項目國家級2項、省級1項，發表省級以上科技學術論文3篇，申報專利1項。目前，我們正在以國家級大學生創新創業訓練計劃項目為依托，積極備戰中國—東盟高校創新創業教育聯盟大學生創意機器人設計大賽和第九屆全國大學生機械創新設計大賽，期望取得優異成績。
四、結語
機械設計實踐實驗教學對學生工程實踐能力培養具有重要的意義。為解決實踐實驗教學效果差的問題，本文提出可基于Fischertechnik模型搭建機械創新人才培養平臺，結合教師科研、機械工程專業學科競賽與大學生創新創業訓練計劃項目以及16+2實踐周“職業技能訓練”開展機械設計綜合創新實驗。該教學模式不僅使學生對課程知識加深理解，而且也調動了學生的學習積極性，培養了學生的創造性思維，教學效果良好。
關鍵詞:自動控制技術；智能化；仿生物系統化；綠色壓力；機電一體化產品
中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）04-0116-02
機電一體化產品簡單的理解就是機械產品與電子產品的融合，機械技術與電子技術的融合，機械零件與電子元件的融合。兩者共同完成某一機電功能。這也只能是傳統意義上的機電一體化產品的定義。
現實生活中的機電一體化產品舉不勝數。我們日常生活中使用的空調、洗衣機、微波爐、油煙機、吸塵器、電吹風等都是典型的機電一體化產品；在機械制造領域中廣泛使用的各種鑄造設備、鍛造設備及機床、數控加工中心等也是典型的機電一體化產品；在工程機械領域中的挖掘機、裝載機、起重機、攪拌站、樁工機械、路面機械等，都是用得較為廣泛的機電一體化產品；在冶金設備領域，高爐、轉爐、連鑄機、軋鋼機等更是高度機電一體化產品。
一、機電一體化產品的技術構成
機電一體化技術是各種高新技術的融合體，它主要包括以下幾方面技術：機械技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和計算機與信息技術等交叉融合的系統技術等。
（一）機械技術
機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，實現從機械原理的選擇到機械結構的設計和機械零件的選材，都能達到最優化配置；并且保證最佳的使用性能與壽命；在維修保養上最大限度地做到簡潔、明快，甚至達到免維護。
（二）自動控制技術
自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用自動控制裝置使生產過程或生產機械自動地按照某種規律運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉速等）或加工工藝按照預定要求變化的技術。自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。
（三）傳感檢測技術
傳感檢測技術是機電一體化產品的系統感受器官，它負責把一線的實況用各種信號傳遞給機電一體化產品的指揮中樞，即計算機或自動控制單元，是將電子系統或光電系統無法處理的外界物理量或化學量轉換為電信號的關鍵技術，它包括：電阻式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、溫度傳感器及光電式和數字式、波式和射線式傳感器，還有相應的測試電路和信號處理技術等。
（四）伺服傳動技術
伺服傳動技術是指在控制指令的指揮下，控制驅動執行機構，使機械系統的運動部件按照指令要求進行運動。采用不同的分類方法，可以得到不同類型的伺服系統。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有開環、閉環和半閉環三種形式；按被控制量性質不同有位移、速度、力和力矩等伺服系統形式；按驅動方式不同有電氣、液壓和氣壓等伺服驅動形式；按執行元件不同分為步進電機伺服、直流電機伺服和交流電機伺服形式。
（五）計算機與信息技術
機電一體化產品中的信息存取、交換、運算、判斷與決策、記錄等都屬于此類范疇，計算機與信息技術在整個機電一體化產品中起到類似于人類大腦和中樞神經的作用，它是指導其它功能部分完成各自任務的總指揮。
二、機電一體化產品的未來發展趨勢
“2011 IEEE 機電一體化與自動化國際會議”于2011年8月7日至10日于北京召開。IEEE 機電一體化與自動化國際會議（ICMA）是機電一體化、自動化領域的權威會議，在國際機器人及自動化等領域具有重要影響力。曾在中國、加拿大、中國香港、日本等國家和地區成功舉辦過7次。來自各國近440名學者參加了會議，圍繞智能機電一體化、機器人系統和自動控制方面的最新研究成果及未來發展方向等問題充分交流。從此次會議的議題不難看出機電一體化的發展趨勢趨向于智能機電一體化方向。
隨著科學技術的飛速發展，機電一體化產品目前不僅向智能化方向發展，而且還向仿生物系統化方向發展，應用范圍愈來愈廣。
（一）智能化
隨著人類文明的進步和科技的超越式發展，人類扮演的角色越來越趨于簡單、明了化，人們追求高品質與快節奏的生活與工作方式，那么機電一體的發展也就越來越趨于“傻瓜”式與“一鍵操作”式，這樣能把人類的活動從復雜的按部就班的程序化中解脫出來，用更多的時間來享受生活和工作給我們帶來的諸多便捷。未來的機電一體化產品，在開發與設計的時候，順其自然，第一先考慮的就是智能化。
智能化簡單的說就是具有人工智能或模擬人類智能的系統。目前，專家系統、模糊系統、神經網絡以及遺傳算法，是機電一體化產品實現智能化的的主要核心技術。這四種技術相互關聯，密切聯系。隨著機械制造與自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現問題進行分析、判斷、推理、構思和決策?？梢哉J為把類似于人類的“大腦”（人類高度文明的匯縮體）裝在了機電一體化產品之上，產品隨時啟動，“大腦”隨時工作，去判斷人類想要達到的各種需求，并能做出令我們滿意的行為。人類的大腦思維系統被模塊化的復制到機電一體化產品之上。
目前機電一體化產品的智能化應用已成為趨勢， 例如智能機器人和數控機床等。智能機器人是通過視覺、觸覺和聽覺等各類傳感器檢測工作狀態，根據實際變化過程反饋信息并做出判斷與決定。數控機床的智能化體現在各類傳感器對切削加工前后和加工過程中的各種參數進行監測，并通過計算機系統做出判斷，自動對異常現象進行調整與補償，以保證加工過程的順利進行，確保加工精度和質量要求，最后加工出合格的產品。
（二）仿生物系統化
今后的機電一體化對信息的處理會做得更加完美與準確，這就依賴先進的數據處理與模塊仿真系統的支持。人們從動物那里獲得了啟示，依據動物對外界反應的習性與規律，模擬其習慣做法，把其應用到機電一體化方向。比如說我們開發的機電一體化產品，在接受外界刺激的時候，根據動物常規習性和一般反應規律，機電一體化產品應該做出類似于動物的反應動作或程序準備工作，根據目標完成任務獨立選擇最優的行為動作，來實現目標任務的準確反應與目標的圓滿完成。
更準確地說，仿生物系統化是集動物習性、智能化于一身的技術。此類產品如仿生物寵物狗、動物園里的仿生物虎媽媽等，這都是研究的課題?？紤]到仿生物系統化研究過程的復雜性，最關鍵的是被仿的生物習性與要完成的機電一體化產品行為之間的相似性研究與系統模塊的生成，仿生物系統化的道路還有很長的路要走。
新的時代脈搏在涌動，賦予我們在新的領域更高層次的挑戰，機電一體化的發展也被賦予了嶄新的使命。在發展科技不辱使命的前提下，我們更應該注重人性化理念與倫理道德，科技和信息的快速發展帶來的綠色壓力，充分考慮科技與生存環境的關系，共同建設好一個和詣、健康、高度文明的國家。
參考文獻
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Abstract： Based on the principle of following the mechanical manufacturing process requirement， this article focuses on the matters needing attention in the process of mechanical design and puts forward reasonable processing measures from 3 aspects： to enhance machining accuracy， to improve processing surface quality and to increase design standardization.
關鍵詞： 機械制造工藝；機械設計；注意事項；工藝措施
Key words： machine manufacturing technology；machine design；matters needing attention；processing measures
中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）27-0043-02
1 機械制造工藝的基礎知識
機械設計（machine design），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。
機械加工工藝是實現產品設計，保證產品質量，節約能源，降低消耗的重要手段，是企業進行生產準備、計劃調度、加工操作、安全生產、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。其中，工藝規程是直接指導產品或零部件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它直接對企業的產品質量、效益、競爭能力起著重要的作用。關于機械制造工藝的具體內容簡單介紹如下：
1.1 生產過程和工藝過程 在機械制造工藝中，生產過程是指在制造機械產品的時候，將原材料或半成品轉變成為產品的所有過程總和，這一過程具體包括：生產技術準備工作；原材料及半成品的運輸和保管；毛坯的制造；零件的各種加工、熱處理及表面處理；部件和產品的裝配、調試、檢測及涂裝和包裝等，而工藝過程是指在生產過程中直接改變生產對象的尺寸、形狀、性質及相對位置關系的過程，比如毛坯制造、機械加工、熱處理、表面處理及裝配等。其中，機械加工工藝過程是指用機械加工方法直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使其成為產品零件的過程，這一過程是由一個或若干個工序組成，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。[1]
1.2 工件裝夾 工件在開始加工前，首先必須將工件擺放在機床或夾具上的正確位置，這一過程就稱為定位，同時為了使定位好的工件在加工過程中保持正確位置，還需要將工件固定夾緊，這一過程稱為夾緊，因此這兩個過程合起來成為裝夾。在一定程度上機械加工工藝中的工件裝夾是否合理不僅會影響到工件的加工質量，而且也會直接影響產品的生產率、加工成本及安全穩定性能。一般而言，在機械制造工藝中經常使用的工件裝夾方式主要有直接找正裝夾、劃線找正裝夾、用夾具裝夾等方式。
1.3 定位 在機械制造工藝中，為了保證工件的精度，必須做好工件的定位工作，工件常用的裝夾定位方式有：直接找正、劃線找正和用夾具裝夾三種方式。定位的首要工作是要根據加工工件的情況選擇好定位基準，機械制造工藝所說的基準其實是起到確定工件和加工工具之間位置關系作用的那些具體點、線或面，根據所起的作用和應用場合的不同，基準一般可分為設計基準和工藝基準，同時工藝基準按照不同的要求和標準，又分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。
1.4 加工精度 在機械制造工藝過程中，獲得良好的加工精度至關重要，直接影響產品的優良特性，根據不同的要求，加工精度可以劃分為尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質量要求四大類。在實際機械加工過程中，為了獲得良好的尺寸精度，一般采取的方法有：試切法、調整法、定尺寸刀具法、自動控制法等；與獲得尺寸精度的方法不同，獲得形狀精度的方法主要有：軌跡法、成形法、展成法等。
2 機械設計過程中的注意事項
要想保證機械設計高效準確，就必須在進行設計過程中統籌考慮機械制造工藝的要求，機械設計的整個過程涉及很多方面的內容，在機械設計的研究和分析過程中，每個階段都有自己的重點任務和注意事項，為確保設計取得良好的效果，就必須在整個過程中掌握系統、科學、合理的設計方法，根據工件的加工過程，需要注意以下兩點：一是設計要貼合制造工藝實際。研究設計階段主要負責設計零件的設計方案，是整個機械制造工藝的基礎階段，對后面的所有階段起著舉足輕重的作用，故而在這一階段內，設計零件時要注意嚴格按照生產工藝要求來合理布置設計圖紙，同時也應該注意加強與車間操作工的溝通，主動了解工件的具體生產制造過程，認真聽取現場技術人員和工人對設計的意見和建議，并根據他們的建議及時對設計方案進行調整和修改。二是安裝調試指導設計。機械設備的安裝調試是整個機械制造工藝的最后階段，這一階段決定著設計方案的實際效果能否達到預期目的，在這個階段必須嚴格按照技術要求進行安裝及調試，根據具體情況及時處理現場發生的各種技術問題，這些具體的安裝過程和內容對于前期的機械設計具有實際指導意義，這一過程的經驗對于機械設計人員而言，可以幫助他們通過安裝和調試工作獲得設計的依據，從而可以提高他們的設計水平。對這些設備進行安裝、調試、試生產等一系列過程之后，可以通過實際使用效果對產品的質量進行評價和分析，從而確定是否滿足機械設備的使用要求。[2]
3 基于機械制造工藝的機械設計合理化措施
3.1 提高加工精度的工藝措施 在機械設計加工過程中，誤差不可避免，而只有對產生不同誤差的原因進行詳細分析和研究，才能有針對性的采取相應預防措施以減少誤差的出現，從而有效的提高對加工工件的精度。要想提高加工零件的幾何精度可以考慮改進所使用的夾具，或者通過改進測量工具來提高精度，要想提升控制誤差的水平，就需要對加工誤差進行分析，必須弄清楚產生誤差的原因，一般而言，由于系統應力、熱變形、刀具磨損、內部應力等情況均會產生誤差，根據對應的原因采取相應的解決措施，一般常用減小誤差的方法有：誤差補償法、分化或均化原始誤差法、轉移原始誤差法等。
3.2 提高加工表面質量的工藝措施 機械加工表面質量是指零件經過機械加工后的表面微觀不平度，也被稱為粗糙度，加工表面質量直接影響產品零件的物理、化學和機械性能，甚至直接影響到產品的性能、可靠性、壽命。為了提高零件的加工表面質量，通常采取以下措施：一是注重刀具的選擇。為了提高加工表面質量，加工刀具應根據加工件的屬性盡量選擇使用刀尖圓弧半徑較大、副偏角較小或合適的修光刃或寬刃精刨刀、精車刀，也就是說選用與工件材料適應性好的刀具，從而減小了工件的表面粗糙度；二是選擇適當的切削條件。要想獲得良好的工件表面質量，根據材料不同采取不同切削速度可以有效抑制積屑瘤的產生，另外，減小進給量，采用高效切削液等措施也是通常采取的有效方法；三是減少表面層變形強化。要減少表面層變形，可以采取多種方法，而在使用刀具進行加工工件時，則要注意合理控制后刀面的磨損寬度和切削用量，通常會采用較高的切削速度和較小的進給量再輔以有效的切削液，便可取得良好的效果。[4]
3.3 提高設計標準化的工藝措施 在機械設計過程中，標準化是當前機械行業的一個重要發展趨勢，通過設置一個共同的標準，讓機械零件的尺寸規格、性能、結構得到有效的統一，這樣不僅可以有效提高產品質量，還可以有效降低生產成本，所以在機械設計的層面上就要充分考慮提高產品零件標準化水平，只有這樣，才能提升產品的設計水平，增強機械產品在市場中的競爭力。
3.4 加強綠色制造的工藝措施 在機械設計中引入綠色制造的理念可以有效提升機械設計的成功率，進而基于綠色制造理念的機械制造工藝與傳統的制造工藝便會產生一些區別，與傳統的制造工藝相比，基于綠色制造的工藝更注重對環境的保護，并在此基礎上確保經濟效益達到最大?；诰G色制造的工藝措施應該充分考慮產品的綠色開發，減少在生產使用過程中產品對周圍環境的污染，要保證這一目標要求，首先要做到在機械建模的時候就要確保綠色設計，采用系統化的設計方法，選擇綠色環保的材料作為原材料，另外為了提高原材料的利用率，確保原材料在具備良好環境適用性的基礎上還要能充分滿足生產工藝的要求，充分考慮產品的回收和循環使用。
參考文獻：
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[2]趙巖，丁延松.影響機械加工表面質量的因素及改進措施[J].技術與市場，2010（5）.
2007年的時候，一次偶然的機會，我參加了由中國地理協會舉辦的“地球小衛士”論文大賽，當時我所選擇的論文課題是“關注校園用水問題”。也就是在那次論文的寫作過程中，我發現了校園用水的巨大弊端，并萌生了自己動腦解決這種問題的想法。
論文完成后，我便著手于校園用水的具體調查，結果發現了其中存在著以下兩大問題：
1 學校是一個廢水量產生巨大的場所，據初步估計，一所普通型寄宿制學校每天所產生的廢水量達到3噸之多。
2 學校公廁所采用的機械式沖水系統是最大的校園水資源浪費途徑，這主要體現在其不合理的沖洗規律與大水漫沖的方式。
找到問題的關鍵點后，我向自己提出了疑問：能不能將所發現的問題有機地聯系起來。用一種方法來同時解決兩個問題呢?經過一段時間的思考、與老師的交流和查閱資料，我發現解決這個疑問最可行的方法就是設計一套特殊的校園公廁沖水系統。
確立基本思路后，我便將調查的重點放在了學校的公廁上，很快我又將目光聚集在普通學校公廁所使用的機械式水箱之上，對!問題就出在這個常見的水容器上――由于機械式的緣故。它根本無法達到符合校園特殊作息規律的放水方式，另一方面，它在沖洗廁所的過程中還存在著巨大的凈水消耗量。于是設計一種特殊的水箱變成了該沖水系統的關鍵。
受到這些調查的啟發，我決定設計一種特殊的水箱，并且在我的預想中它應該具備以下兩大功能：
①蓄／放水嚴格符合學校的特殊作息規律：
②沖洗所用的部分水將來自于學校本身所產生的廢水。
有了想法的我便找到科技站的輔導老師與之溝通，在討論的過程中，老師向我提出了廢水如何收集的問題，聯系物理上所學的知識，我給出的答案是：“可以將樓上的下水管道連接在樓下的特殊水箱上，使其依靠自身的重力勢能自然蓄滿?！蓖瑫r為了達到更好的公廁沖洗效果，我們決定將功能②改為“一部分沖洗所用水來自于學校本身產生的廢水，并使水箱具備廢水一凈水的順序放水模式?！?/p>
二、研究試制
1 第一次試制
有了設計目標后，我便開始了模型的設計，為了實現功能①，我決定在該特殊水箱中引入電動時控機制，使其同學校的電鈴聯動，達到符合學校特殊作息規律的目的。至于功能②，為了實現在不同廢水蓄水量下都能以廢水一凈水的順序放水。我又引入了“浮子一杠桿一機械閥”系統。同時考慮到水箱的防護措施，我又在設計中加入了廢水沉淀槽與過量滿溢口兩個部分，終于完成了設計方案(見圖1)。
征得老師的認可后，有趣的實物制作環節便開始了。由于演示的需要，水箱的材質不得不設計為透明材質，同時為對應電學與機械原理部分，我還需要一個時控開關、幾個電閥門和一些機械零件――這些東西在銀川這個機電不是很發達的城市并不常見，沒有辦法的我只好求助于網絡購物，總算在一番周折后備齊了模型零部件。
因為自己是男孩子，從小就愛搗鼓東西，所以模型的裝配并沒有花太多的時間。倒是該水箱的機械控制部分的調試花了不少時間，這其中主要調節的便是杠桿的精度、機械閥門的靈敏度以及浮子的施力情況等。令我欣慰的是，家人與老師的理解與支持令我最終完成了這項冗長的工作，完成了可以流暢運行且符合預期目標的系統模型(見圖2)。
2 第二次試制(本次申報制作)
第一次試制后，盡管這個剛出爐的系統模型達到了我的預期目標，可是在多次的演示中，它的弊端也漸漸暴露出來，這主要是水箱機械部分的低精確度性，由于臟水密度的多變性，使得用于控制杠桿的浮子無法精確受力，致使與之聯動的機械閥門靈敏度大大下降。這些因素最終所導致的就是臟水一凈水的放水順序不能很好的體現。鑒于此，我決定對第一次的試制模型進行改進，再次與輔導老師溝通后，我們一致認為應該用電學原理來代替機械原理。
思路看上去清晰明了，可是具體設計起來就變得十分困難，由于要考慮到安全性、節能性、高效性和精確性等諸多因素，水箱的改進部分。即電學部分的設計一直一籌莫展，直到我偶然間觀察到了小區樓道中照明燈所使用的光敏開關，是的!解決問題的關鍵就是它!可以利用它來大幅度提升水箱的靈敏度!
憑借著靈感與努力的力量，不久我就拿出了第二套設計方案(見圖3)，這次的原理幾乎得到了所有人的肯定。于是趁熱打鐵，我很快便投入到了新系統模型的制作當中。
由于有了之前的經驗，這次的模型制作與調試工作進行的比較平穩，大約兩星期后，新系統模型便出現在了所有關注我的人面前，飽受他們的提議后，我又對模型局部做了些許修改，最終在兩個多月的努力后敲定了成品!
三、產品推廣
該產品可應用于所有作息規律特殊、人流量大的場所。且作品耐損性高，成本便宜，易于推廣。
四、存在的問題和受到的啟發
隨著高等教育改革的不斷深入，高職教育以適應社會需要為目標，對人才的培養方案則要求以培養技術應用能力為主線來設計學生的知識、能力、素質結構。強調對學生技術應用能力的培養，理論知識則要求適度即可。工程材料邏輯性弱、概念繁多、內容分散、難于歸納重點。在過去的教學中沿襲了傳統的教學模式，根據課程的性質和任務，以學科為中心組織教學。在知識的組織編排上從維護學科邏輯結構的嚴密性出發，強調其系統性和完整性。這種教學模式，強調了基本理論知識點的掌握而忽視了學生技能培養、知識點的綜合性及實用性。其人才培養不能體現出新的高等職業教育的特色的教學模式。隨著科學技術的進步，材料的發展也是日新月異，如何合理地選擇、應用材料直接影響到產品的質量及生產成本。機械工程技術人員對材料的應用則側重在正確地選擇、應用材料，并且能夠結合材料性能特點合理選擇加工方法并制訂工藝路線。因此，機械工程技術人員更需要與實際工作密切相關的材料基本知識以及對材料的應用能力，對材料的學習也就需要在了解材料基礎知識的前提下，更強調要掌握產品在不同工作條件下的失效形式，并能根據工作條件對材料性能提出要求，經過對比、分析，選擇滿足使用要求且經濟實惠的材料，而且還要能夠合理地選擇加工方法、正確地安排加工路線。那么，機械相關專業“工程材料”課程的教學則一定要符合機械工程技術人員的實際工作需要，更加強調學以致用。本次教學改革的目的是變“學科中心”模式為“能力中心”模式，這種教學模式是在分析某種職業崗位所要求的各種具體的業務能力的基礎上有針對性地確定所需的知識內容，側重強調綜合性、實用性。
二、以“應用”為主旨重組教學內容[2-3]
工程材料內容繁雜，主要包括金屬學基本知識、材料的強化與處理、常用金屬材料（包括工業用鋼、鑄鐵、有色金屬及合金、粉末冶金材料）、高分子材料與無機非金屬材料以及復合材料、材料成形技術、零件毛坯選擇以及工藝路線制定等內容。本次教改以“應用”為主旨在教學內容上進行了整合優化。教學內容以傳統金屬材料的有關知識為核心，突出兩條主線，即整個課程內容圍繞“成分—組織—性能—應用”、“成分—工藝—組織—性能—應用”兩條主線展開，教學過程保證了學科知識的完整性及系統性，更突出了知識的實踐性。對主要的原理、規律及重要的概念定義作重點講解，對常見金屬材料的牌號、性能、熱處理工藝、零件毛坯選擇、工藝路線制定等與實際生產密切聯系的一些知識點則結合實踐靈活講解。而一些抽象的難以理解的知識點如塑性變形機理等則進行了弱化處理。
三、改進教學方法，提高教學效率
改進教學方法是提高教學質量與教學效果的重要途徑。為提高教學效率可采取以下措施：
1.上好第一節課
上好第一節課是培養學生對本課程學習興趣的重要環節。第一節課采用“復習導入法”，如一上課首先讓學生一起總結日常生活中常用的材料有哪些，工程材料有哪些，如何分類，然后引入正題講明本課程的性質、目的及作用，讓學生明白為什么要學材料課，都要學習哪些內容，應該怎樣學。通過“復習導入法”來吸引學生的注意力，再一步步引導學生的思維跟著教師思路進行，從而提高學生的學習興趣，避免抵觸心理。
2.課堂內引入討論，改進以講授為主的教學方式
課堂討論能使學生注意力集中，思維敏捷，是實行合作學習的重要途徑，還能夠及時反饋教學效果。教師在講授過程中，要結合實際適時引入問題，鼓勵學生積極參與，與教師思維同步，從而使學生的學習變被動接受為主動吸納。在討論過程中教師還要及時的對學生進行啟發引導，并幫助歸納、總結得出結論。通過引入問題和討論問題來培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
3.理論與實際相結合
學習理論知識的最終目的是要靈活應用于實際當中，因此在講課過程中，教師應該盡可能地將一些工程實際應用案例貫穿于相關理論知識內，從而使學生能夠準確地理解知識本質及其應用，最終培養他們理論聯系實際分析解決工程問題的能力。例如，在講到S、P雜質元素對材料性能影響時，可引入“泰坦尼克號”輪船斷裂原因分析，如此一方面引起了學生的學習興趣，另一方面使學生在學習知識的同時增強了理論聯系分析問題的意識。
4.設置綜合實驗，提高學生對理論知識的綜合應用能力
“工程材料”的傳統實驗主要是驗證性的，要求學生明確實驗的目的、要求及內容，之后僅僅是通過實際操作來驗證結果。綜合實驗則更強調了學生的主體性，要求學生拿到任務書后，首要的是要進行實驗方案的設計，而設計方案則需要理論知識作基礎，并需要查找相關文獻資料。通過小組討論及教師指導的方式確定方案的可行性，并根據具體條件在實驗中驗證。設計方案的過程一方面調動了學生的積極主動性，另一方面綜合分析、應用了所學的理論知識，強化了其理論聯系實際的能力。
5.在平時作業中增加需要查閱資料并思考的題目
授人魚不如授人以漁，在教學過程中不僅僅是要教會學生知識，更重要的是教會學生學習知識運用知識的能力。因此在平時作業中增加需要查閱資料并思考的題目，并以小論文的形式完成。為了完成作業，學生必須通過圖書館、網絡去查找相關的文獻資料，并結合所學專業知識進行分析篩選、整理應用，最終以恰當的論據對題目進行充分論證完成小論文的撰寫。這類作業可以培養學生學習能力、獨立檢索文獻資料并對占有資料進行分析整理并恰當運用的能力，還可以提高對知識的綜合應用能力。
論文關鍵詞：高職；機械設計基礎；教學方法
《機械設計基礎》課程是工科專業一門重要的專業基礎課，是對學生進行設計能力、創造能力、工程意識訓練的主要課程，對學生學習專業課程起著承上啟下的橋梁作用。該課程具有較強的理論性與實用性，旨在培養學生掌握機械設計的基本知識、基本理論和基本方法，培養學生分析問題和解決問題的能力，為后繼專業課程教學和學生日后從事設計工作打下堅實基礎。但是該課程涉及理論力學、材料力學、金屬工藝學、機械原理、機械零件、液壓氣壓傳動等多方面內容，知識面寬，理論性強，而學生對這些知識和理論卻很生疏。因此，在教學中學生缺乏學習興趣，教學難以取得較好的效果。為此，筆者著重對《機械設計基礎》課程的教學方法進行了探討和研究。
幫助學生建立總體的知識框架
在幾年的《機械設計基礎》教學實踐中，筆者深有感觸，該課程由于理論性過強，實踐性缺乏，學生缺乏相應的感性認識，難以建立一個整體的知識框架，難以將各章節的知識點有機地結合起來，給教學帶來了很大的困難。鑒于此，教師在講解本課程每一章節前，首先應讓學生對要講到的知識結構體系有一個系統的總體認識，強調每一章節之間的聯系及其應用，以及本課程在教學內容方面應著重講哪些基本知識、基本理論和方法；其次，應在實踐能力方面對學生提出設計構思和設計技能的總體要求等，使學生從整體上把握好本課程的特點，幫助學生對本課程有一個總體的認識，從而建立一個總體的知識框架。
利用現代教學手段提高學生的學習積極性
在教學實踐中，教師應充分利用實物、模型及掛圖，通過在課堂中演示，增加學生的感性認識。學生在課堂上集中注意力的時間是比較短的，長時間地集中注意力，會引起他們的思維疲勞甚至厭煩。如果能利用現代多媒體教學手段，給學生一種具有新意的刺激，可以使學生的大腦皮層從原來的抑制狀態轉化為興奮狀態，從而提高學生的學習積極性。如講到帶輪時，播放帶輪傳動動畫，可使學生有實際生活感，講到軸系零件時，可適時地給學生在大屏幕上展示軸、鍵和軸上零件（比如一個帶輪）配合的動畫。利用現代教學手段的強大表現力吸引學生的注意力，必然會激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。
處理好教師與學生的角色
學生是信息加工的主體，是知識的主動建構者；教師是學生的幫助者、促進者和指導者。對高職教學而言，學是矛盾的主要方面，教是矛盾的次要方面。因此，教師應注意在“學”字上多做文章。
《機械設計基礎》課程具有實踐性強的特點，在傳統灌輸式課堂模式下，其內容的廣泛性與學時的有限性之間的矛盾影響了學生的知識掌握和分析設計能力的培養，遠遠不能適應素質教育的要求。該課程有些內容是對現實的抽象概括，有些則是現實相關內容的直接描述。在教學中，教師對直接描述實踐的內容可采取現場教學、模型演示、光盤觀摩、動畫模擬、課后作業、操作性實驗等多種形式，提出問題讓學生自己探究解決。在學生解決問題的過程中，教師予以啟發和引導，這樣就在不知不覺中完成了師生間的互動。在活動中，可將學生分成幾個小組，讓各小組成員共同完成某項任務，并進行小組團體考核，從而加強學生的團體協作能力、相互學習能力和探究能力的培養。 轉貼于 注重學生對教師教學的反饋
教師教學的目的是讓學生獲得知識和能力。對教師教學效果的評價，學生最有發言權。學生是教學活動的主體，教師要關注學生的教學評價。
《機械設計基礎》課程教學存在一定的難度。由于其理論性和抽象性比較強，一部分學生可能在學習過程中存在這樣或那樣的問題，為了使自己的教學有的放矢，教師必須注重學生的反饋信息。教師應加強與學生溝通，采取多種形式了解學生。針對學生學習中存在的問題，不斷改進自己的教學方法，使自己的教學適應學生，適應課程，進而更好地達到教學目的。
充分利用多種教學手段
隨著教學改革的深入和課程體系的調整，《機械設計基礎》課程的知識不斷更新，學時逐漸縮短。但隨著科學技術的進步和機械學科的發展，本課程需要向學生講授的內容越來越多。要想在有限的教學課時內完成規定的教學內容，同時取得比較好的教學效果，教師必須精選教學內容，做到實用、夠用。講授時應突出重點和難點，結合本課程特點，重點講清原理、設計方法、結構與應用。
要充分利用有利于改善教學效果的多種教學手段。在教學實踐中，充分利用實物、模型，增強學生的感性認識；通過多媒體課件教學使學生對各種機構的工作原理及在各種機械中的實際應用有深入的了解，提高學生的工程意識，激發學生的學習興趣。可以引入CAI教學課件展示各類機構的運動過程，呈現不易觀察的零件內部結構與動態特征，演示實際加工機床的運動與加工過程等，使學生的視覺活動和聽覺活動有機結合，變枯燥的結構內容為形象生動的內容，增強學生的感性認識，啟發和引導學生積極思維，增強教學效果。使用掛圖、投影儀等則可省去部分在黑板上畫圖的時間。
總之，采用行之有效的多種教學手段，不但可以改變傳統的教學方式，使課堂教學變得生動活潑，提高學生的學習興趣與熱情，同時可節省大量的講授時間，使教師在同樣的時間內給學生傳授更多的相關知識和信息，使教學效果與質量都得到提高。在教學實踐中，要認識到各種教學手段都有其自身的特點，在課程教學中應充分發揮各種教學手段的長處，使其相互補充，以取得良好的教學效果。
加強實踐教學活動
《機械設計基礎》課程是一門實踐性很強的專業基礎課，加強學生的實踐教學，可以使學生的認識得到升華，從知識型到思考型再上升為創新型。應多讓學生進入實驗室開闊視野，通過實驗和實踐，使原來抽象的理論鮮活起來，從而激發學生的學習興趣和創造力。另外，開設新的實訓組合有利于使學生掌握機械工程領域常用的實戰手段和方法，培養他們的分析與綜合能力及運用現代技術手段解決工程實際問題的能力。
