机械结构设计基础知识精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇机械结构设计基础知识，期待它们能激发您的灵感。

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关键词:高层建筑地基基础设计施工质量

Pick to: south China sea beach vacation in a complex along the coast to see table laid the five-star hotel, hotel apartment and holiday apartment (height is 9 layer-24). Structure of reinforced concrete frame for cut system. In order to guarantee the foundation foundation and the main structure of the safety and design use fixed number of year, according to the actual situation of local we to design the research and deepening, the construction technique and quality were discussed.

Keywords: top design of building foundation construction quality

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

工程概况

该项目地处南海海滨，距海边最位线约50m，地形开阔平坦，原始地貌为海滨沙丘，距历史上曾经发生地震断裂带约8KM。场地经工程详勘揭示由表至底依次为浪冲淤积海砂、粉砂、含粘性土粉砂、粘土质中砂、含砂粉质粘土、强风化砂砾岩、中风化砂砾岩。其层厚分别依次为0.5-3.0m、4.5-8.30m、0.7-5.9m、0.9-9.0m、0.3-5.9m、4.6-21.0m、未揭穿。地表1-4层经标贯实测平均击数为14.35击，具有中等液化特性，属抗震不利地段。工程详勘结论提议首选钻孔与冲孔大直径基桩，次选预制预应力高强砼管桩。建设方基于工期和场地文明施工环境考虑选用后者，但消除液化影响的措施也将跟进。

1建筑施工图深化

我们对该项目进行了深化的设计如下：

1、阳台栏杆骨架设计使用普通型钢，面层仅用一般防腐油漆，用上不足一年就会出现漆皮锈脱，海边景观小品雨罩施工完使用半年就重新油漆，竣工二年至今已维修了三次。

2、每户阳台仅设计一个地漏，通常设计人也都是按降水量和汇水面积计算，只一个就够了，但实际上遇到台风暴雨往往地漏会被飘落物遮盖，雨水会迅速积满漫入室内，户内物品将被浸泡至损。而我们在每户阳台上翻边留设一个或多个溢水孔，孔底距阳台面上1～2㎝，但底于户内地面4～3㎝，孔数根据阳台面积定。

3、通常阳台与室内高差设计为5㎝，而根据当地暴雨强度往往很难及时排干，积水容易漫入室内。

4、我们的住宅楼设计为内通廊式，每户的空调外机都是紧靠通廊布置，夏季必然会给通廊上过往人们不适的感受。

5、铝合金门窗优化设计：

铝合金型材选用根据所用楼层高度不同而承受风压差异分高、中、低三区，分别按受力分析选用型材和玻璃以及固化片厚度，区分使用中空玻璃和单层玻璃的部位。如室内廊道边窗户、楼梯间窗户等不需安装空调的房间、空间只用单玻，安全玻璃使用要求严格按规范要求；推拉门的下滑轨通常是随意留出高于楼地面，概不考虑清扫是否便利，纱门设在内侧，其轨道如突出地面将导致出入和清扫均不方便，如下凹不利清扫，我们将下滑料重新设计，纱轨移向外侧，既有利清扫，又不留出入障碍，充分体现了人性化设计理念；充分考虑热带海洋气候环境，门窗设计对室内空气流动十分重要，开启面积与成本控制要作性价分析与取舍，平开窗密闭性好，强风作用下不产生振动，但造价相对于推拉窗会高些，这要根据建筑类别作出性价比分折而决定。设计单片玻璃面积不宜过大，否则因室内开动空调产生内外过大温差会导致玻璃自爆。

6、当房屋设计有退台层时，卫生间或厨房排气排烟口不能直接上升排出，如果不负责地拐弯伸出墙外完事，排出的烟味和卫生间异味，会让退台层及以上人们难于承受。

7、由于海洋气候影响，有时暴雨强度极大，过程长，往往造成室外场地、道路顷刻一片，特别是地下车库往往会遭爱惨重损失。为此我们将原总图设计小区道路标高上抬1.5m，地下车库地面上抬0.8m，均高出市政道路2㎝，出现特大强度降水情况，雨水均能自然排入市政排水道，不需泵排，节约了物业管理开支。

8、外立面上设计无管化，这是一种建筑外立面设计倾向，但立管在平面位置应考虑隐蔽和方便检修。建筑施工平面图中阳台排水立管布置紧贴阴角，对于立面美观整洁要求，高层建筑管道采用水泥石棉板围合遮掩立管，侧壁留设检修门，外表饰面与周边墙面协同，屋面雨水排落口设在内廊边，既便利检修又不在外墙面显露立管。

9、阳台排水只设一个排水地漏，洗衣机污水和雨水混排，这样存在二个隐患，一是雨水地漏中间被洗衣机排水管占据，周边孔洞面积少了，下暴雨时阳台会积水漫进室内，污水未进入生化池处理而直接进入市政雨水管网导致环境污染。

10、施工图中只设计了主要出入口上雨篷，而底层各户均有到花园的出入口，建筑外饰面又是面砖和干掛石材，随着房屋年代增长，这些都将是安全隐患。

二结构施工图优化

1、初步设计中结构概念设计阶段十分重要，在满足建筑功能要求前提下，高层住宅尽可能采用剪力墙结构，有些项目没有考虑抗震建筑规范中对不同的结构体系对相同的高度，其钢筋砼结构抗震等级不同。建筑方案定为多边形柱，结构没做调整，结果计算下来框架柱所承担地震水平剪力大于地震剪力总值的10%，分类为框架剪力墙结构体系，抗震等级比同高度的剪力墙结构体系高一级，造成剪力墙中约束边缘构件的截面配筋率、配箍率随之升高，造价亦随之升高。

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1.1合理规划理论教学，精选教学内容根据山西师范大学的“3.5+0.5”的培养模式和食品科学与工程专业的培养目标，教师在掌握机械基础教学大纲的前提下，明确教学目的、任务和要求，结合学生认知特点和生产实际，精选教材。教材选用魏兵主编的“十一五”国家级规划教材《机械基础》。该课程教学计划安排51课时，课时少，内容广，必须对教材内容进行优化。合理选择教学内容，以“必需、够用”为原则。精讲基础知识和基本设计方法，强化公式应用，弱化公式推导。工程力学主要讲解理论力学和材料力学的基本概念、机械零件基本变形形式和强度计算，熟悉构件的受力分析和计算方法；互换性与技术测量重点讲授极限与配合，紧密联系实际；工程材料主要讲解工程材料的种类、牌号、性能和应用，以金属材料和塑料为主，结合食品行业的发展，增加食品行业当前采用的新材料、新技术和新工艺；机械设计部分包括常用机构、连接、机械传动、轴系，这部分内容和后续课程及生产实际联系密切，工程应用多，属于课程的核心内容，机械传动中的带传动、链传动、齿轮传动突出基础知识和设计方法，强化设计方法和公式应用；机械加工基础以毛坯的制造工艺和切削加工方法为主要内容；液压与气压传动重点是液压传动的原理、组成和特点，常用液压元件的功用及常用的液压回路。介于课程学时少，结合课程的特点，部分教学内容采用自学加辅导或讲座的方式，引导学生多途径学习。

1.2多种教学方法结合机械基础课程实践性强，传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法，教学过程中教师和学生之间缺乏互动，学生被动接受知识，学生感到枯燥乏味，不利于学生的学习。采用多种教学方法，激发学生学习积极性，变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动，避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切，采用讨论式教学。理论知识讲解前，选择和生产实际常见的议题，在学生充分讨论后，教师再讲解，调动学生学习的积极性，避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式，达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法，如以齿轮轴为典型案例，通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节，可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起，架起了课程的桥梁，知识结构相互衔接，课程体系更加完善。

1.3采用多种教学手段提高教学效率机械基础课程的研究内容比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪。课程学时少，内容多，采用现代教育技术方法，通过运用多种媒体，提高课堂效率，有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时，由于学生没有实际生产经历，缺乏相应的想象能力，采用动画技术，生动形象，让零部件运动起来，使抽象理论直观化；讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时，采用实物、幻灯片、图片展示教学内容，生动形象，增加学生感性认识，拉近书本知识和生产实际的距离，加深学生对理论知识的理解，更好地突出教学重点和难点。

1.4增加综合设计实验教学内容课程的实验课时为4学时，传统的实验为认知实验，实验设备是机械基础陈列柜和模型，以演示讲解为主，时间多集中安排在课程中期。改革后，开放实验室，学生自主实验，不占实验课时，时间安排每个模块的理论课讲授之前，学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识，对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分，轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强，涉及内容多，灵活性大，是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程，学生掌握轴系设计的步骤和方法，培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容，学生根据教师的要求，选择传动类型、自行设计传动方案，根据设计方案自行组装，以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验，在创新实验的环节中，学生通过方案构思和改进、实验操作和观察，达到培养创新意识、创新设计能力。

1.5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节增加工程训练，训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践，在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足，没有足够的工程训练，现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中，学生学习金属加工工艺知识，自己动手操作各种设备，使用多种量器具，增强动手能力，激发创新欲望，培养创新能力。增加课程设计，时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节，培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周，工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目：一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同，设计方案和设计思路完全由学生组织设计，充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料，能够正确使用国家标准，绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识，掌握机械方面的设计方法和步骤，培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。

1.6考核方式改革课程考核方式，实行教学全过程多次考核和考查，提高平时成绩在总成绩中的比例。理论考核采用闭卷考试，成绩占课程成绩的70%；实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容，从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核，注重实验过程和创新能力的考核；工程训练、课程设计单独考核。

2结论

篇3

[关键词]机械原理；机械设计；课程设计；内容

[中图分类号]G632 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）34-0179-02

机械原理和机械设计是职业学校机械专业的一门专业基础课，它是沟通学生理论课和专业课的桥梁。机械基础课程设计是课程学习之后进行的综合性，实践性很强的课程，如何搞好课程设计，如何通过课程设计使学生的设计能力，实践能力，协作能力等综合能力得到提高，基础知识得到巩固，是从事本课程教师值得探讨的问题。笔者在从事机械基础课程设计的教学实践中，为了培养学生的综合能力和工程素质，进行了一些有益的改革尝试，使学生受益匪浅。

1 机械基础课程设计的内容改革

1.1 课程设计的目的

机械基础课程设计是职业学校机械类专业的学生在学完课程后独立进行的一次工程实践。该课程的最终目的是让学生进行一次较全面的设计训练，培养他们理论联系实际，提高综合应用理论知识和生产实践知识去分析和解决有关工程实际问题的能力，为以后的专业课程设计打下坚实的基础。

1.2 课程设计的内容改革

选题是课程设计内容的关键，教师的选题应尽可能把教学过程中涉及的知识在课程设计中得到综合体现，同时要保证学生能够按时完成。改革前，江苏省张家港工贸职业高级中学机械原理和机械设计课程设计是分别进行的，互相之间没有联系。机械原理课程设计在第4学期开设，内容以机构的运动分析为主；而机械设计课程设计在第五学期开设，以零件的强度分析和绘制装配图，零件图为主。不论是机械原理还是机械设计，课程设计的题目和设计方案都是教师给定的，而且有设计题目的样机，机械原理题目是插齿机插刀系统基本运动设计，机械设计课程设计的题目是减速器的设计。这样的选题都有一定的依据。插齿机插刀系统的方案设计中涉及连杆机构，凸轮和齿轮等机构，能够很好地反映教学的内容，学生通过参观样机基本能够在较快的时间内完成规定的任务，所以两周的设计过程显得很轻松，真正能够设计不同方案的学生并不多见，这样在创新能力的培养方面得不到很好的锻炼。而减速器作为传统的设计题目，其零件的选择包括电机、皮带、螺栓、齿轮、轴、轴承、键、销、联轴器、、密封以及箱体等，它的设计结合书本知识最多，而且难度适中，能够较全面地反映机械设计课程内容的教学要求。作为学生机械设计的题目在较长时间都没有得到改变。而且单独进行机械原理和机械设计的课程设计，最大的弊端是学生缺乏对整体机械的认识和系统工程的认识。为了使学生各方面的能力得到综合提高，我们将机械原理和机械设计课程设计整合为机械基础课程设计，设计题目暂时定为包装机械（包括液体包装机和固体包装机）的设计。设计时间由原来的“两周”加“三周”改为现在的“四周”，设计方式也做了相应的调整，原来不管机械原理还是机械设计均为三人一组，三人的设计题目，已知条件均相同，这样可能会导致三人互相抄袭，而且多年的课设结果也反映出这样安排的弊端；改革后仍为三人一组，但是三人是负责整机的设计，他们之间相互联系而又互不相同。他们必须按照给出的设计任务，商定设计方案，其中一人的不合作就会影响整个小组的设计，导致方案失败。这样，学生在相互协作能力和创新能力方面均可得到相应的锻炼。从总体的工作量来看，原来机械原理课程设计包括机构运动简图的绘制（1#）；插刀的位移，速度，加速度线图的绘制；凸轮的位移线图和对应的凸轮工作图；和编写设计说明书。机械设计课程设计包括装配图的绘制（0#），轴和齿轮的设计，以及编写设计说明书。改革后，机械基础课程设计总体工作量基本保持不变，但同一组三人各有侧重，把包装系统分成三部分（输送部分，热封部分，装料部分），每人负责其中一部分的设计，最后要求学生绘制出整个机械系统的机构运动简图（1#），相应的部件图（0#），轴和齿轮（或凸轮）零件图，和编写设计说明书。经过几轮的尝试后，打算每一组人数增加到6～8人，能够在四周的课程设计过程中，相互分工，做出液体包装机（或固体包装机）的整机设计。

2 改善教学方法，注重能力培养

2.1 注重设计能力的培养

设计能力的培养是一个循序渐进的过程，要完成一个好的设计，需要各门课程之间的相互支撑，相互融合。而目前许多课程的学习是孤立的，一门课程考核完成后即告结束。而针对机械类专业的特点，在课程的教学过程中不同知识的融合给课程设计提供了一次有益的尝试。其中设计计算和结构设计是设计能力的两个主要方面，我们将后者作为课程设计的重点。结构设计是确定零部件形体的主要阶段，是一个难点。对于机械类专业的学生来说，由于机械基础知识比较扎实，欠缺的是工程实践经验，所以在进行结构设计时，思维局限在书本知识上。为此要求学生提出结构设计合理，表达清楚的设计意图有一定的难度。所以，在实践过程中要求学生设计产品时要考虑到产品的造型、制造、市场等生命周期，即学生的设计能够解决工程实际问题，这样首先可以激发学生的设计热情。课程设计的全过程都要突出结构设计，鼓励设计新颖结构，以结构合理性和工艺合理性作为评价结构设计部分的主要方面。同时在课程设计过程中，教师应善于给学生创造一个能够发挥最大想象力的空间，在布置任务时，只给出设备能够最后实现的功能，而不规定具体是如何实现的，这样有利于学生在设计过程中最大限度地发挥自己的想象空间。教师在设计过程中还应注意引导学生发现问题，进而分析问题，解决问题。鼓励学生大胆创新，在想象和创新中提高学生的自信心和设计能力。

2.2 注重实践能力的培养

课程设计的题目应能够符合工程实际的需要，一般设计的题目尽量选用真题。在以往的课程设计中，教师给出设计参数，布置设计任务以后，学生一般参考样图进行绘制，这样思维必然局限于教师的设计思路，对学生创新意识的培养非常不利。在改革后，学生可以到机械厂和实验室去参观小型的装置，这样对机器有一个总体的印象，可以观察机器的运动情况，同时学校还给学生提供了两台包装机供学生装拆，这样学生可以从不同角度了解机器的结构，整个机器的组装过程和零部件的形状，立体感强，层次清楚，学生基本能够从视觉角度感知机器内外部的情况。而且，在实际项目的设计过程中，学生必须根据实际情况，从资料收集，设计计算和结构设计等方面考虑，提出合理的设计方法，这对于学生综合设计能力的培养有一定的促进作用。

2.3 注重协作能力的培养

各同学之间协作能力的培养在课程设计过程中占有重要的地位。改革后在机械基础课程设计中，一般以3人为一组。小组成员之间在形成具体的方案时要求各成员之间相互讨论，在设计方案基本确定以后，组织一次小组间的讨论，提出每组方案中存在的优缺点。这样既可以培养学生与他人之间的协作，又有独立的构思和设计，分组设计带来的一个意外收获是形成了小组之间的良性竞争，这种竞争增加了学生的工作热情，体现了学生是教学设计主体的原则。在课程设计过程中，教师是每组的一个成员，在教学过程中和学生共同讨论设计方案的可行性，在关键的问题上对学生进行指导，掌握每位学生的设计进度。

3 改革考核方式，提高课程设计质量

最初课程设计的考核方式比较单一，一般是“师评”，即教师根据图纸的质量和平时的印象给学生打分，这样存在一定的不合理性，教师可能只关注图纸的质量和课程设计的进度，存在一定的片面性。为了克服这种不合理性，在随后的课程设计中作了一定的修改，但原则上还是每位同学均参加答辩，答辩的最后成绩分阶段给出，总共由四部分组成（平时考勤占10%，设计计算部分占20%，草图和最后图纸质量占40%，答辩30%）。经过这样的改革后，发现同学们在设计阶段思维会更加活跃，自主性会得到更充分的发挥。而且由于答辩时面临的是全班同学和老师，准备答辩和答辩的过程对每位同学的心理承受能力和口头表达能力都得到了锻炼。

通过从教学内容，教学方式和考核方式的改革，学生才能从全方位真正提高课程设计质量，真正锻炼同学们的能力，与课程设计目标相一致。

参考文献：

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根据国家机械设计制造及其自动化专业毕业培养标准中对毕业能力要求之4“具有设计机械系统、部件的能力”要求，整合现有教学内容，形成了基础知识递增和设计能力递进的机械设计类课程教学环节结构。其中先修课程包括数学类、工程力学、机械制图、公差与技术测量等基础课和专业基础课。为达到“具有设计机械系统、部件的能力”的毕业要求，设计了课程教学及课内实验、基础设计能力培养、创新设计能力培养三个能力递进培养环节。

2机械设计类课程教学及课内实验

课程教学及课内实验教学环节分为机械原理和机械设计两个部分，每部分。含课内实验，课程内容及培养目标如下：机械原理课程是一门培养学生机械机构运动设计与分析的技术基础课，主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统传动方案的规划与设计，其主要任务是培养学生：第一，理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神。第二，掌握机构运动方案设计的能力。第三，具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力。机械原理实验教学是机械原理课程教学中的实践环节。在实验中通过安排部分课程基本理论的验证性实验，使学生进一步加深对课堂教学内容的理解。通过增设一些综合性、设计性实验，培养学生基本知识、基础理论与实际项目需求的理论知识应用能力，同时培养学生创新意识和能力。通过设立较多的选修实验，促进学生的个性发展。机械设计课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课，在教学内容方面着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和创新思维，通过对本课程的学习，使学生掌握常用机构和机器中各种通用零件的基本理论和基本知识，初步具有机械结构方面的分析、设计能力，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。机械设计实验教学通过设立部分验证性实验，使学生进一步加深理解课堂教学的内容；通过设立一些综合性、设计性实验，培养学生理论联系实际的能力及机械结构设计的创新意识和创新能力；通过强调学生参与实验的全过程，培养学生的动手操作能力；通过设立较多的选做实验，满足学生的求知欲，促进学生的个性发展。

3基础设计能力培养

机械设计课程设计是机械设计基础类课程的重要实践性环节，通过对机械传动装置和简单机械的设计，使学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，熟悉机械设计的一般规律，掌握机械通用零部件及简单机械的设计理论及设计方法。培养学生理论联系实际的正确设计思想，树立工程意识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，为毕业设计和以后从事工程设计工作打下良好的基础。课程的教学目的：第一，学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。第二，学会从机器的功能要求出发，合理选择传动机构的类型，制定传动设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的结构、形状、尺寸及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力。第三，进行机械设计基本技能训练，例如计算、绘图，运用标准、规范、手册、图册和设计资料，以及使用经验数据和处理数据等。第四，通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；培养学生运用计算机撰写论文的能力。第五，训练学生用CAD绘图的能力。机械综合课程设计是形成机械装备设计能力的重要实践性教学环节。内容以车床或铣床的主传动系统设计为主线，以所学过的机械制造装备的基础知识为支撑，完成主传动系统设计、操纵装置布置、工程分析计算等环节的训练。其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。

4创新设计能力培养

学生创新设计能力培养包括机械产品创新设计与仿真和机械创新设计与制作两个环节：机械产品创新设计与仿真是学生以项目组的形式自主开展的为期一年的研发与制作项目，在学院的统一命题下完成一项任务。提高学生自主学习、问题求解、团队协作、项目管理、综合创新等方面的能力和素质。机械创新设计与制作是结合学生已有的知识储备，充分发挥学生的创新设计思维，通过机构综合模拟现实自然界生物的动作行为，并辅以相应的控制系统达到机构的协调运动。在教师的启发和指导下，学生以组为单位自主地进行相关内容科技文献检索、方案设计、虚拟仿真、绘制加工图纸、撰写设计说明书并进行答辩，通过工程实践培养学生灵活运用所学机械设计知识的能力。

5结论

篇5

关键词 机械设计；课堂教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）33-0104-02

机械设计是机械类各专业的主干课程之一，是学生今后从事各项技术工作的重要基础，也是培养学生机械创新能力的核心课程。通过本课程的学习，学生应该具备运用本课程的基本理论与基本设计方法，独立完成简单传动装置和简单机械的设计能力。因此，为了增强这门课的教学效果，改变以往的课堂教学模式，对本门课程内容进行分析和重构，提出一些课堂教学改革的做法。

1 教学过程设计

机械设计课程主要研究常用、通用机械零部件的设计，但每类零部件都是相对独立的，前后章节联系不大，比如第5章是螺纹连接，第6章是键、花键、无键连接和销连接，第7章是铆接、焊接等，知识内容各不相同且不衔接，学生开始学习此门课时会感到零碎，而难以入门。

通过研究本门课每章节的内容特点，发现基本上每个零部件的学习过程都会研究该零件的主要失效形式，并对零件进行受力分析和强度计算，以及确定出零件的关键尺寸或选择出零件尺寸。 因此，为了让学生有效地掌握所学的内容和理论知识，在教学设计时，笔者以“失效形式——受力分析——强度计算——结构设计”作为贯穿整个教学过程的主线，突出重点，使学生对所学内容心中有数。无论学习哪种零部件的设计，若以此主线为纲，就便于入门、便于掌握。

2 多样化教学方法的应用

机械设计内容比较繁杂，信息分散，计算公式比较多，特别是对一些重要概念、理论，仅用PPT和黑板结合方式进行讲解，学生会觉得枯燥，注意力不易集中，导致对理论不理解。而且由于学生不是来自于工业生产第一线，没有一定的工业技术背景，对零件的结构、材料、强度要求等方面缺乏感性认识。

因此在讲解过程中适当加入演示法，使理论与实际联系起来。比如：在讲解螺栓强度计算时，结合螺栓事故现场的视频，可吸引学生的注意力，提高学习兴趣，使学生意识到螺栓强度计算的重要性；在讲疲劳破坏时，引入1998年德国列车事故的视频，直观地加深学生对循环应力作用下零件会出现疲劳断裂这种失效形式的理解，由感性认识上升为理论知识，对该知识点的印象深刻；在讲解带传动的打滑时，通过Flash演示打滑的特性，增加学生的感性认识。通过这些教学手段，使深奥的理论知识得到简化、直观，使学生获得最真切的感性和理性认识，能够比较牢固地掌握一些基本理论和概念。

3 课内任务学习

教师在课堂上以讲授为主，长时间满堂灌时，学生的注意力下降，思想不易集中，理解能力也随之降低。导致学生在学习新理论时，思维速度滞后于教师传递信息的速度，来不及仔细、深入思索，处于听不太懂、记不太清的被动状态。

因此，可以在课内以适当的时间，由教师主讲变为与学生互动的方式，使学生对接受的信息进行一次由浅入深的再加工，对错过的信息进行重新认识，这样更有利于优化教学效果。比如在讲授完相关知识点后，可利用适当的课堂时间与学生进行互动，如通过“螺纹联接的类型和应用”任务，使学生具备常用螺纹连接的选用能力；通过“轴的应用与结构设计”任务，使学生具备轴结构设计和轴与轴上零件装配的能力；通过“齿轮的参数与尺寸计算”任务，使学生具备认识齿轮各部分和进行齿轮结构尺寸计算的能力；等等。通过这些课内小任务，可将每次课的教学内容重点和难点突显出来，使学生更容易把握所学知识的核心内容，目标明确，达到可以看得见的学习效果。

4 小组项目教学法

该教学方法的学习模式是由教师确立项目内容，全班分为多个学习小组，共同完成此任务。比如，本门课大部分内容讲解完后，教师可布置多个设计项目，如进行X-Y送料装置结构设计等小型的设计任务，学生自行分成4～5人的小组，每小组根据任务要求，对项目进行分析并确定出设计方案。然后，对设计进行介绍和原理说明，并由其他小组对设计进行讨论和分析，确定其设计的可靠性和可行性。因此，小组项目教学法具有实用性和综合性，可将以前学习的内容，即各类零部件的应用场所、设计、使用要求等进行融合，对本门课的离散性、零碎性的特点进行弥补，使学生能充分体会机械设计的乐趣，了解机械设计过程。

在小组项目教学过程中采取启发式教学，学生是主体，教师以指导为辅，起到把握项目大方向和启发学生的创新性思维的作用，在教师的指导下，学生具体完成机械结构方案的设计、零件类型选择、结构设计等。通过项目设计的完成，可充分调动学生的自主性和合作性，为后期的机械设计课程设计及毕业设计打下基础。

5 结论

采用上述的教学方法和教学形式，针对本门课对两届本科生进行了课堂教学模式改革，得到以下收获。

1）本课程内容比较繁杂，知识点分散，在学生开始学这门课时，先梳理好学习本门课程的主线。在讲解不同章节时，学生根据此主线学习不同的知识内容，觉得比较容易入门，对本课程的学习内容更加明确，而且也不易被本门课信息分散的特点所干扰。

篇6

关键词：机械设计基础　研究性学习　创新能力

中图分类号：G4　文献标识码：A　文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0208-01

机械设计基础课程是机电专业的一门重要的专业基础课，它不仅要求学生要掌握扎实的基础理论知识，还要具备将所学到的理论应用到工程实践中去的能力。虽然随着多媒体教学手段的完善，和立体化教学资源的逐步建设，教学效果有了一定的提高，但学生仍然是被动地接受老师讲授的知识，缺少学生自主性地参与、探究性的学习。而在本课程中引入研究性学习，在教学过程中创设一种类似科学研究的情境，让学生在教师引导下，从学习、生活及社会活动中去选择和确定研究专题，通过收集、分析和处理信息来实际感受和体验知识的过程，进而了解社会，学会学习，培养分析问题、解决问题的能力和创造能力。

1　开展研究性学习的工作基础

在机械设计基础的课程教学中，我们一直重视基础和实践，并不断尝试改革和创新。也取得了一定的成绩，这些正是开展研究性教学不可或缺的资源。

1.1　研究性学习的基础――立体化教学包的建立

在机械设计基础的整个教学中，我们不仅注重教材的建设，还建立了一系列与教材相配套的教学辅助资源。制作了多媒体辅助教学系统，编写了电子教案和试题库，编写了机械设计基础的学习指南与典型题解，建立了网络课程，以方便学生自学。这种立体化教学包的建立，在课堂教学中发挥了积极的作用，有助于研究性教学的开展。在学生进行探究学习的过程中，有全方位的教学资源可供参考，这无疑为学生自主学习创造了条件，起到了很好的促进作用。

1.2　研究性学习的雏形――“全课程系统课堂讨论”的教学方法一

在《机械设计基础》课程前期的教学中，我们就有一定的研究基础。我们过去在整个教学过程中，采用“全课程系统课堂讨论”的教学方法，将整机(减速器)的设计步骤中主要环节分为五个专题：即从已学过的力学知识开始，逐个讨论系数选择、受力分析、结构设计等，最后到设计出一整减速器。但在实行过程中发现还是有欠缺，总有部分学生置身于课堂讨论以外，没有积极的参与其中。而开展研究性学习后，把学生编成小组，给每个学生进行分工，让每个人有事干，则有助于改变这种部分学生“不作为”的现状。

1.3　研究性学习的促进――丰富的课外实践活动

为了培养学生的创新能力和研究能力，本课程组一直积极组织与指导学生参加我校的创新大赛、“机电杯动力小车大赛”、“全国机器人大赛等活动”，在“全国足球机器人大赛”、“游中国机器人大赛”……在活动中既培养了学生的实践能力和科研能力，也进一步激发了学生探究性学习的热情。

2　开展研究性教学的基本思路

研究性教学并不是一味地脱离基础知识的教学，而是在基础知识的教学中融入研究的理念，加入实践的训练。所以学科基础知识的理解和掌握是进行研究性学习的基础，但在研究性学习模式下，获取学科基础知识的方法要有所改变。过去的常规教学模式主要通过学生预习、同学交流、教师讲授、师生交流等方式，达到新知识的全面理解，但这是一种被动学习模式。而在研究性学习模式下，教师根据每一章节的教学计划，根据重点、难点的要求，布置相应的研究任务。该任务要难度适中，且尽可能从现实生活中寻找与现实生活息息相关的真实材料，提出挑战性问题，布置真实任务等。让学生能够利用已有相关知识和经验，去同化和旁通当前所学的知识，启发学生思考与创造。对综合性内容，通过选取“项目”来创设“情境”，通过“协作方式”开展学习讨论，通过完成“项目”实现知识的更新。

2.1　学习方式的多样性

研究性学习模式要综合多种教学方式，互相促进，而且研究性学习的方式也是依课程内容而变化的。比如：在土《机械设计基础》课程绪论时，为了激发学生的学习兴趣和了解机械方面的相关扩展知识，可布置有关“了解机械发展的历史，机械学科的新发展”方面的研究性论文；对平面四杆机构和凸轮机构等内容可以让学生在实际生活中寻找连杆、凸轮机构的应用实例，并通过实际的使用来自行研究机构的特点、种类，发现相应的缺点，撰写调查报告；比如在介绍轴的结构设计这一章时，我们准备了错误的图例让大家进行结构分析。过去都是教师先行讲解，现在我们让大家课前分组讨论，画出正确的结构图，并且让每一小组做成PPT在课堂讨论。这样在讨论中大家都能畅所欲言，也不再会出现“冷场”或教师“一言堂”的现象了。此外还可以有问卷、读书笔记等等形式，充分地将学生调动起来，通过各种研究手段来掌握所学知识。

2.2　组织形式要合理

在研究的过程中，一般以小组为单位，小组成员按学习成绩、性格特长合理搭配以进行互补。组内分工由学生自行决定，如创造能力强的可以制定计划或进行方案设计，力学好的同学可以进行运动学或动力学的分析、研究，制图好的同学可以进行画图，其余的同学可以帮忙查资料、调研等。这样可以各尽其才，也能够使每一位同学都主动参与到研究中来，享受探究带来的学习乐趣。

2.3　实施步骤要细致

由教师布置研究任务，并根据情况提供适当资料一各研究小组经研究确定相应的研究主题一组内讨论分工协作，并制定研究计划和方案一按研究任务的不同，展开项目实施工作(在学生的项目研究过程中，教师要进行适时、适当的指导，引导学生质疑、探究和创新，使他们学会思考。)一组内成员制作成果的展示或撰写研究报告等一教师点评、总结。

2.4　成绩评定要客观

对学生进行研究性学习的评价不应同于对学生的知识评价，采取以过程评价为重点，过程与结果相结合的原则。研究性学习强调的是研究过程，通过探究性的过程，达到自主学习的目的。所以成绩主要分两部分：一是平时成绩，主要依据学生收集信息、提出问题和在项目研究的的参与情况来评分，占总分的60％。为避免研究流于形式，在平时成绩的评定时，由小组和教师根据学生在小组中的参与情况共同评分；二是项目成果，主要依据项目成果的展示、介绍和答辩的情况来评分，占总分的40％。

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一、在技术基础课程教学中渗透创新意识教育

课堂是传授知识的主要场所，为此，我们在教学内容、教学手段等方面进行了精心的组织和安排，将创新意识教育渗透到技术基础课程教学中。

《现代工程图学》是机械类专业的一门主要技术基础课，在坚持基本理论、基本知识和基本技能训练的基础上，侧重培养学生计算机绘图能力、徒手绘制草图技能和创造性设计构思能力。根据现代工程图学课程的特点，编写了现代工程制图教材，制作了与课程内容相配套的多媒体教学课件，借助于CAI课件教学，激发了学生学习的兴趣，提高了学生的空间构思能力和创新意识。

在机械原理、机械设计等技术基础课教学中注重培养学生机构设计创新能力和结构设计创新能力。例如在讲完各种机构的原理后要求学生自行设计一个具备某种功能的机构，学生思想十分活跃，提出的方案不下十种。教师帮助学生分析，哪种是可行的，哪种是最好的，使学生对所学知识有了更深刻的认识，为后面的创新设计打下了坚实基础。同时，运用课堂辩论、学生讲课和专题讨论等方法，激发大学生的求知欲。例如给出一个不能动的桁架，让学生判断并把它改造成一个有确定运动的机构。学生充分利用所学知识，给出多种有创造性的可行方案，使学生学习兴趣大大提高，因此，创新意识的培养必须从点滴做起。

二、在专业课程教学中加强创新意识教育

在专业课教学中注重培养学生的方案设计能力和创新设计方法。

为培养学生的方案设计能力，我们开设了机械创新设计课程，重点讲解创新思维、创新技法，从实现的功能角度讲解机械方案创新、机构创新等知识，完善创新设计的理念。为了开阔学生视野，课内列举大量的实例，目的是让学生多看多想，为创新设计打下理论基础。

为使学生进一步掌握设计方法开设了机械设计工程学课程。该课程从整机的观点和系统的角度出发，围绕机械产品设计的三个主要步骤：功能原理设计、实用化设计及商品化设计，讲述通用的机械系统和设计方法。

当今科技迅猛发展，要求学生的知识结构向多元化发展，因此需要理顺其知识结构，并在这种理顺过程中，激发学生的创新欲望。不怕学生不知道，就怕学生不敢想，教育学生人人都可以搞创新，创新无处不在。基于上述思想，应多给学生留一些启发创新思维的问题，让学生根据所学知识，大胆设想，敢于创新。

三、拓展教学实验、教学实习基地的功能

针对刚入学的大学生对机械的认识几乎是一片空白，对机械感到既陌生又好奇的特点，我们建立了机械认知实验室，并从工厂等地方收集了大量的实物，小到一个螺丝钉，大到一部机器，形成了三个板块：一个是通用零件、传动件的陈列；二是常用机构的陈列；三是机器系统的陈列。当新生看到各种各样的螺纹、齿轮、轴承……对机械有了初步认识，激发了学生极大的学习热情和求知欲望。

针对大学高年级的学生在机、电方面已具备一定的基础知识和感性认识，为进一步提高他们综合运用知识开展创新设计的能力，我们建立了机电一体化开放型实验室，为学生提供不同层次及类型的工程实验、工程设计平台。使学生由浅入深，循序渐进，从简单的机电一体化应用与实践入手，综合应用硬件、软件知识，直至完成CNC系统、FMS的设计及安装调试运行工作。

学生在开放的实验室里通过自由选题，在实验老师的指导和帮助下，充分发挥自己的创新能力，完成了众多课题，将理论与实践很好地结合起来，克服了眼高手低、脱离实际的通病，思维空间得到了拓展，动手能力、创新能力得到了提高。

四、在课程设计、毕业设计环节加强对学生的创新才能的培养

我们在机械原理课程设计、机械设计课程设计的基础上，增设了三周的机、电、液综合课程设计，强化机械创新能力的综合训练。配合教学编写了《机电液综合课程设计指导书》，针对学生在机械结构设计、电气控制设计及液压传动设计过程中可能遇到的实际问题不仅从一般的方法上给予指导，而且在设计的各个环节上着重启发学生尽可能深入思考问题。在任务书中只给出机床功率、转速范围等基本设计参数，而对结构、传动及控制方式不作硬性规定，以促进学生创新能力的发挥。

毕业设计教学过程是实现专业培养目标的一个关键性教学环节，在这一环节学生能得到全面训练。恰当的选题是搞好毕业设计的前提，这就要求指导教师提出类型多样的课题，以适应不同层次学生选题的需要，贯彻因材施教的原则，使学生的创造性得到充分发挥。

五、组织实施创新设计竞赛

学生的知识掌握和创造能力发展，最终都将通过实践活动进行检验。因此，实践活动，特别是创造性的实践活动，是培养学生创造性思维、创造技能及实现创造目标的手段和桥梁，是培养创造能力的重要环节。

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【Abstract】Through the research of project-driven teaching method， students consciously and organically complete the design or products with practical application value in the process of project implementation， and enhance the practical ability of mechanical major students. In combination with the teacher’s research project， it is split into small topics suitable for mechanical undergraduates. Combination of classroom teaching and after-class guidance， according to project awareness， project planning， project implementation and results of the evaluation process to complete the teaching. The results show that the project-driven pedagogy promotes the enthusiasm of students， develops innovative thinking， cultivates students’ability to analyze and solve problems， and greatly enhances students’ practical ability.

【Key words】Project-driven； Teaching mode； Mechanical； Practical ability

机械专业的本科毕业生不仅要求具有丰富的理论知识，同时也应具备较强的实践能力。在传统的教学中，常常是理论脱离实践，课堂所学的理论在实践中没有体现，亦或是实践内容跟理论知识关联甚小。虽然大部分课程均安排有相应的课程设计来提高学生的实践能力，但因课程设计题目太过传统和陈旧，导致学生在实践训练中收货较小，难于面对我国制造业的迅猛发展要求。

1 项目教学法的意义

“项目教学法”是指老师和学生通过共同实施科研项目中的全部或部分实际工作而进行的教学活动。学生在项目实施过程中有意识、有组织、系统的完成一件具体的、有实际应用价值设计或产品，在具体的情景中通过所学的理论知识解决实际问题。

自从项目教学法引进我国开始，很多学校针对相应课程开展了项目教学法的研究，且取得了一定成效。北京师范大学珠海分校信息技术学院打破了传统的软件专业教学模式，探索了一条软件人才培养新方法――项目驱动教学（Project Drive Lecture），建立了“国际软件实验班”，系统学习软件的相关知识。通过一年的教学实践，其中四人在参加大三2009年暑期两个月的实习，就已成为国内知名软件企业研发中心的签约人员，且企业向学校提出全部承包软件实验班毕业生，搭建了一个人才供给的互动平台[1]。江西理工大学的陈敏等[2]研究了项目教学法在《机械制造技术》课程建设中的应用，提高了学生实际操作能力，给学生以直观感受；加工和装配虚拟实验室使得学生可以进行虚拟加工和装配；与相应的加工企业建立了校企联系，学生通过参观和企业技术人员的讲解，甚至直接动手，对项目得到直观的感受。武汉船舶职业技术学院的汪晓云[3]研究了基于“项目驱动”的《机械制造工艺与夹具设计》课程教学改革，开发了学生的思维，使理论知识在项目完成的实践中得到充分的运用，促进了学生的学习积极性，培养了学生的职业能力和职业素养。湖南城建职业技术学的何滨等[4]研究了基于项目驱动《机械设计基础》课程教学改革的探讨，以现代职业教育的先进理念为指导，以项目为主体，以不同专业的职业工作活?游?导向，以全面培养学生的职业能力贯穿于整个教学活动的过程中，开发了具有专业特色的基于工作过程导向的《机械设计基础》课程模式。

由此可见，项目驱动法理论在国外诞生，近年来在国内引起了教育工作者的广泛关注和研究。其研究成果显示，项目驱动教学法能提高学生的学习兴趣，促进学生思维活跃、培养学生分析问题和动手解决问题的能力；理论联系实际，在具体的项目实施中表现出职业能力素养，为学生走出校门进入职场做好充分的准备。本文作者结合自身的科研项目，选择适宜于机械专业本科生完成的部分课题，通过课堂教学和课余指导方式，使得学生在完成项目的过程中加深理论知识的理解及应用，极大增强了学生的实践能力。

2 项目教学法的设计与实施

2.1 项目选择

机械专业大三的学生已经掌握了机械制图、机械原理和机械加工工艺分析等知识，掌握了二维/三维绘图软件，同时也在学习相关的分析计算软件，如ANSYS，MATLAB等。因此，作者根据学生知识基础和兴趣爱好，从完整产品的结构设计、简单零部件制造和复杂零件的工艺制定方向出发，选择以下三个课题作为学生的实际项目，每个课题学生自由组队，每队人数不超过5人。教学活动以完成各项目任务，并使学生在完成过程中应用所学理论知识分析解决实际问题，按照项目认知、拟定方案计划、项目实施和结果评价的流程来完成教学。

2.1.1 完整产品的结构设计

磁力耦合器是一种基于电磁感应原理研制出的非接触式新型传递装置，是实现运动系统中电机驱动轴和负载输出轴之间的动力传递。主要优点为无摩擦磨损、寿命长、允许对中误差、节能可靠等。学生在设计磁力耦合器的过程中，首先需要了解磁力耦合器的基本结构和工作原理；其次，根据电磁感应和涡流场的损耗分析设计参数（如永磁体尺寸、铜盘尺寸、空气间隙等）对磁力耦合器传递扭矩的影响，基于获得的基本参数设计完整的磁力耦合器。磁力耦合器在工作过程中会因为涡流损耗产生热量，使得磁力耦合器温度升高，温升过高将导致永磁体失效无法工作，因此必须对磁力耦合器进行冷却散热设计。学生创新的应用了三条均匀分布的阿基米德螺旋线作为冷却水水槽，水槽设计在产生热源的铜盘和铜盘端盖上，易于加工。并且通过ANSYS有限元软件进行热固耦合模拟，结果显示水槽的散热效果良好，保证了磁力耦合器的正常使用。水路在密封水槽中，避免与其他零部件接触，可减少对设备的腐蚀。学生在设计磁力耦合器的过程中应用了机械原理、机械制图等基础知识，同时还学习掌握了电磁场和热分析等相关知识。利用ANSYS和MATLAB软件进行编程计算分析，系统完整的将所学知识应用到实际中去，极大的锻炼了学生理论联系实际的能力。

2.1.2 复杂零件的工艺制定

风扇轴（如图1所示）是飞机发动机风扇部件关键旋转件，即与发动机寿命、安全性紧密相关的重要件，具有结构复杂、精度要求高、特种工艺多、加工难度大、工艺过程控制严格等特点，因此对风扇轴的研制具有十分重要的意义。黎阳国际制造有限公司作为飞机发动机零部件的主要制造企业，对飞机发动机中的各种复杂零部件的加工制造有着丰富的经验。该项目以风扇轴的加工工艺及工装设计为出发点，分析零件的材料、结构和工艺特点，了解零件的生产类型，在公司目前执行的工艺路线上进行工艺优化。对零件的加工和制造难点进行分析后，结合工厂实际生产情况，考虑加工经济效益，制定最优的工艺流程及相应的夹具设计。学生在完成该课题过程中应用了机械制图、互换性测试技术、机械制造和机械工艺流程编制等基础知识，锻炼了学生在工艺分析、夹具设计和机械加工方面的实践能力。

2.2 实施效果

针对磁力耦合器项目，学生设计了完整的磁力耦合器结构，绘制了零件图及总装图；创新的提出了冷却散热方案，申请了发明专利一项，解决了大功率磁力耦合器工作过程中温升太高而无法正常工作的问题。学生在完成整个项目的过程中，强化了工程制图及使用三维软件建模能力；使用MATLAB软件进行分析计算，锻炼了编程计算能力；开发了创新思维，培养了解决实际问题的能力。

通过对旋转放大桌的设计与制造，增强了学生对机械原理和机械结构的理解，把课本上的知识应用到实际当中。在结构设计过程中，出现了很多干涉和无法配合等问题，使学生深刻体会了设计过程中出现的问题，还有部分零件绘制了图纸却无法加工，使学生理解了绘图与制造的区别，真正的设计是要落到实处，能加工制造出来的设计才是好设计。实际的项目增强了学生学习的积极性，提高了结构设计和制图能力，同时锻炼了动手能力。

3 项目驱动实施关键点

3.1 教学项目的选择

项目的选择是一个关键问题，如何将教师在研的科研项目分解提取，转化为学生可执行并可完成的任务是一大难点。项目选择过难，则学生无法入手，也没有足够的时间精力完成；项目选择过于简单，则达不到锻炼学生的目的。不同的项目对学生实践能力的锻炼不尽相同，选择项目的时候要了解学生的基础和学习能力，并尽量涉及多种知识，使学生能将更多的知识转化到实践中，同时促进多学科知识的融合。此外，应确立优秀且切实可行的项目，使学生能积极主动的参与到项目中来，在真实的问题情境下应用旧知识探索新知识，使所学知识得到巩固、加深和迁移，提高教学效果。

3.2 教师适当的指导

学生在项目实施过程中，不可避免的会遇到各种各样的问题，需要教师进行指导。教师在指导过程中应根据学生的实际情况进行指导。教师指导要适度，在保证项目顺利完成的同时，多让学生在实施过程中自己发现问题，学习新知识，利用新知识解决问题。如果教师指导不够，则会打击学生积极性，使得项目无法完成；如果教师指导过度，对学生各方面能力的培养力度则不够。

3.3 过程控制

在项目进程中，学生不仅要掌握完成项目的知识和技能，更要学会管理项目，制定项目计划，分配任务，督促组员按时保质的完成工作。学生项目实施时，不可避免的会遇到各?N困难，此时，学生首先要学会分析困难，找出关键因素，协调资源，制定新路线方案等，充分发挥学生的自主力，以实际项目工程的理念管理项目，实施项目，保证项目的顺利完成。

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关键词：金属结构；课程教学；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0098-02

“金属结构设计”课程是三峡大学为材料成型及控制工程专业和机械设计制造及其自动化专业学生开设的一门专业主干课程。课程的主要目的与任务是使学生掌握金属结构的基本设计计算方法，培养学生的金属结构设计计算能力。该课程的教学内容对学生后期的课程设计、毕业设计等都能起到主导作用的影响。但以往采用单一传统的教学方法往往使学生产生厌倦和疲劳，导致学生学习积极性不高，教学效果不好。本文在分析探讨“金属结构设计”课程教学过程中出现的诸多问题基础上，结合课程特点，提出了课程教学改革措施，并付诸实施，取得了良好教学效果。

一、课程教学存在的问题与分析

1.课程知识点多，内容涉及的理论深而广，学生学习感到困难。“金属结构设计”课程主要讲述金属结构基本理论和基本构件的设计方法，内容包括：绪论、金属结构材料和性能、金属结构的连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件等。通过课程的学习，要求学生掌握金属结构的基本概念、基本理论和基本构件的设计方法。要达到这个要求，学生必须能熟练运用力学、金属材料学、焊接等学科和领域的诸多相关知识点。因此，这门课程要求学生具有较好的专业基础知识和综合分析能力，这对于那些专业基础知识掌握不太好和综合分析能力较弱的学生来说，学习该课程有一定难度。此外，课程中有很多公式推导内容，推导公式过程中，有时会涉及学生以前少有接触的相关理论知识，遇到这种情况时，学生就会感到很茫然，影响了学生对课程内容的理解。

2.课程章节内容相对独立，逻辑关系不强，学生学习很吃力。“金属结构设计”课程内容是由多个章节组成的，每章的内容都相对独立，前后无严密的逻辑关系，导致课程内容显得繁杂零乱。因此，要学好该课程，学生必须具备一定的综合分析、总结、归纳和理解能力。这对于已经习惯于学习理论体系好、逻辑关系强的公共基础课专业基础课的学生而言，学习该课程就非常吃力，久而久之就会产生厌烦情绪，影响教学效果。

3.课程研究对象与工程实际紧密相关，学生实践知识匮乏，缺少对课程研究对象的认识，增加了学习难度。课程研究对象直接来自于工程实际，如课程讲述的焊缝连接、螺栓连接和三大基本构件等都是工程实际中使用的连接和构件，其构造和尺寸几乎没作简化，课程讲授的设计和理论计算内容都是针对这些真实的连接和构件的。因此，要学好该课程，就必须对实际工程中的连接和构件的构造形式及使用条件等有一定的了解，这对于缺乏实践知识的学生来说，无疑加大了学习难度。

二、课程教学改革措施

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关键词 机械设计基础 实验教学 创新能力

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：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

基础性实验大多属于演示性和验证性实验，如机械认知实验、齿轮范成实验、带传动实验等，但这些实验对促进学生理解课程内容基本原理，掌握基本技能，消化吸收基本概念，巩固基础知识，培养科学思维的能力和严谨的工作作风起着直接的作用，是由感性认识进一步发展成理性认识的过程。因此，如何最大限度发挥基础性实验在教学中的作用，是广大教师应该深思的问题。我院结合机械原理及机械设计实验室目前的具体情况，在实验教学方法、实验要求和方式上的进行完善和改造，使其发挥更好的作用。

如在机械认知实验中，我们针对机械原理部分、机械设计部分分别配备了实验演示柜、实物展示柜和机械系统展示厅，组成了机械认知的实验教学体系，并有机地与工程训练中心、机电一体化实验室等相关专业实验室相结合，充分做到可看、可记、可操作。在整个机械认知实验中，教师除了做认真的讲解外，允许学生随时提问，鼓励学生动手操作，引导学生开展讨论，充分调动学生学习的积极性，激发学生对机械认知的兴趣，培养学生掌握实验操作技能，这样的教学模式深受学生欢迎。

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JCY机械传动性能综合性实验台上开设机械传动性能综合性实验。该实验可对齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动等机械传动或上述组合的传动系统进行综合性能测试。实验突出了设计性、综合性的特点。通过该项实验学生掌握合理布置机械传动的基本要求，机械传动方案设计的一般方法，并利用机械传动综合实验台对机械传动系统组成方案的性能进行测试，分析组成方案的特点，设计满足条件的机械传动系统，完成传动系统运动参数和组成方案设计。掌握机械传动系统性能测试的基本原理和方法，测试常用机械传动装置在传递运动与动力过程中速度曲线、传动比曲线、效率曲线等各种参数曲线。按照组成方案搭接机械传动性能测试系统并进行测试，完成组成方案的机械性能分析，树立用实验手段来分析机械设计方案的思想，加深对常见机械传动性能的认识和理解，培养了学生的综合能力。

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。

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关键词： 钢结构设计 课程教学 教学改革

中国钢结构产业通过近几年的飞速发展，已成为钢结构大国。2016年两会期间，政府的工作报告中明确提出了要积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑。钢结构特点是抗震性能好、绿色环保、便于机械加工、便于装配，“十二五”期间，在住宅和中小跨度桥梁结构中，钢结构用钢量占钢产量的比例不到1%，远低于欧美发达国家的水平。所以，钢结构产业在我国发展的空间巨大。为满足钢结构产业发展，需要培养更多的钢结构专业人才。

一、钢结构教学面临的主要问题

1.教学学时不足。

近几年，随着钢结构工程规模的不断扩大、结构形式在不断创新，例如现在工程上应用比较多的索膜结构，对钢结构的教学内容提出了更高的要求，专业教学改革的方向是要进一步缩减理论课程教学学时。

2.教学内容难度增加。

钢结构工程引入新技术、新材料后变得越来越复杂。要学好这门课程，对学生的专业基础知识的要求提高了，例如结构的抗风抗震设计，需要结构动力学的知识，但现在专业基础理论课的课时一直在压缩，教学内容减少，学生的基础明显不佳。

3.学生对钢结构陌生、学习兴趣低。

学生普遍反映钢结构难学，主要原因是对钢结构陌生，在日常生活中，即使看到一个钢结构建筑，也难见到钢结构实体，尤其是钢结构节点构造，因大部分情况下钢结构都是外包装修的，不像钢筋混凝土结构，天天能接触，很熟悉。这降低了学生对钢结构的学习兴趣。

4.实践机会少，动手能力差。

因为钢结构建筑少，学生在整个实习过程中能够接触到钢结构工程的机会更少，不能把理论知识与工程实践有效结合起来，出现了学生能做课本上的习题，但和实际工程相结合后就没有头绪的现象，不能解决实际工程问题。

二、教学改革的主要内容

1.教学内容。

《钢结构设计》是土木工程专业建筑工程方向的学生学完《钢结构基本原理》课程后，对钢结构更深层次学习的课程，有些高校是以选修课的形式开设这门课程。教学内容主要包括钢屋盖结构设计、单层工业厂房结构设计、多高层钢框架结构设计、大跨度结构设计。教学过程中要注重以《钢结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》、《高层民用建筑钢结构技术规程》和《空间网格结构技术规程》为指导，重点讲解各类结构设计理论和计算方法的概念，解释规范条文，以及如何应用，具体的计算过程由学生自学。

2.加强与其他课程的联系。

《钢结构设计》与其他设计类课程有相近的地方，也有独自的特性。例如《混凝土结构设计》中也有单层厂房结构设计，其中结构体系、结构布置、结构组成和荷载传递方面的内容与《钢结构设计》相近，现在工业厂房中的吊车梁基本采用钢结构，吊车梁设计这部分内容安排到《钢结构设计》这门课程中重点讲解。另外，钢结构设计的特点就是稳定验算，包括整体稳定和局部稳定，这是钢结构学习的重点也是难点。同时要引导学生比较钢结构与混凝土结构的优缺点，通过对比加深对钢结构的认识。

3.理论与工程相结合。

在每种结构类型中引入一个案例，以工程实际为依托，介绍相应的钢结构设计软件与操作方法和施工图表达方式，通过实际工程的施工图教学生如何识图。钢屋盖结构、厂房结构和框架结构介绍PKPM软件，钢管结构介绍3D3S软件，网架结构介绍SFCAD软件。把实际工程引入课程后，不但丰富了教学内容，更指导学生如何把理论知识与工程应用联系起来，提高了学生对钢结构的学习兴趣。

4.课程设计。

课程设计是《钢结构设计》课程的一个关键环节，也是理论联系实际的一个重要途径，设计题目采用传统的钢屋架设计，但设计要求做了调整，提高了学生对软件操作的要求。例如计算书采用手算和电算相结合的方式，内力计算采用电算，杆件截面和节点的设计与验算采用手算，施工图采用软件绘制。教师在整个课程设计过程中要做好指导工作，培养学生发现问题、剖析问题和处理问题的能力。

5.课程考核。

一般本科院校土木工程专业主要是培养具有良好基础理论和系统专业知识，实践能力强，并有创新意识的应用型人才。对于《钢结构设计》这类实践性很强的课程，沿用传统的考试方式进行考核已经不适用，应采用考评的方式评价学生的学习效果。学生的课程成绩包括平时成绩和期末成绩，各占50%。平时成绩主要根据学生出勤、作业、回答问题和参与讨论的情况确定；期末成绩以大作业的形式考核，大作业是常规的设计题目，每位同学的数据不一样，例如跨度、檐口高度、柱距、吊车吨位等参数不全相同，最后抽20%的学生进行软件操作考核。采用这种考核方式，既能提高学生对课程的重视程度，又能注重平时知识的积累。

笔者近几年从以上几个方面对钢结构教学进行了初期的探讨与实践，发现学生学习钢结构的积极性明显提高，渴望获得专业知识和技能的意识明显增强，达到了良好的教学效果。

三、结语

篇12

1.1课题内容要尽可能多地涉及本专业的教学内容

(1)不同于科研和工程的实际需要，毕业设计的课题首先考虑满足教学要求。因为，学生没有多少实践经验，与实际生产接触机会很少。因此，课题内容要贴近本专业的教学内容，尽可能地通过毕业设计，来总结学生在大学四年内所学的理论基础知识，把这些专业知识有效的结合起来，不能让学生仅仅停留在课本内容基本上都懂，作业也都会做，考试也都不挂科，但就是不能做到应用的状态。(2)课题不能太大、太空。例如，提高机械效率的优化设计、世界先进机械的研究等，类似课题学生的经验和能力暂时还无法把握。

1.2难易程度适中、工作量适宜、适当提前毕业设计开始时间

黄河科技学院工学院的毕业设计安排的是12周时间。但实际上，对于学生来说，真正用来做毕业设计的时间也就一两个月甚至更少，因为在这个时间里，有的学生已经开始去找工作，或者进入工作实习期，不能很好地保证用于毕业设计的时间。因此，如果课题难度太难，或者工作量太大，会造成学生失去信心，进而出现随便抄袭应付的现象。不能达到毕业设计的真正目的。所以，为了保证学生保质保量完成毕业设计，所选的项目难度、工作量要适中。毕业设计的开始时间，可以安排在机械设计的课程结束后。这时候，学生基本具备了设计的初步知识，可以选择适当难度的课题，让部分学生开始试住做些大体跟毕业设计内容基本一致的工作，到真正毕业设计的时候，一是可以把课题做深，二是学生也不感到时间紧张，三是有可能的话还做出实物。给学生的创造性的发挥空间，留够申请专利和论文的时间，提高毕业生的整体素质能力。近年来，我校每年有数十名学生，是用这种方式完成毕业设计的，毕业时他们已经申请好国家实用新型发明专利，并做出了实物。从创意、设计、制造到装配调试和改进过程，对学生来说收获很大，毕业后，学生在企业很快就进入岗位角色，企业也比较欢迎这样的学生。

1.3选题要灵活

课题所涉及的行业要多种多样。例如，装备制造、矿山设备、农业机械、食品加工及特种设备等。这样既满足了不同学生的兴趣要求，又减少了雷同现象，指导教师也可以把难度相对大的课题，按照工艺或结构分成几个小课题再分配给不同的学生，使他们之间既有明确分工又有合作，增加学生的团队协作能力。除指导教师按照自己的工作经验和要求命题之外，可以与企业联系，设计一些在现实工作过程中实际应用的课题，增加项目实用性的同时，也允许学生根据自己的观察与爱好，由自己提出课题。部分学生已经参加了工作，也可以根据其所在的企业的行业性质和产品特点，设计有关产品。最后由教师和学生商议共同提出课题，以提高学生的学习兴趣，对其将来或现有的工作有着直接的帮助。

1.4减少论文在整个毕业设计课题中所占比例，增加机械结构设计的要求

国家教育部2014年教育改革的一项重要内容，就是将600多所大学本科学校转向职业技术教育。因此，大部分大学本科生将来的就业岗位将是生产一线。因此，倾向于理论研究的论文题目在课题中的比例应当减少，更多地增加和体现生产实践中实际应用的课题。同时，也是由于论文内容是学生更容易抄袭，降低了教学质量，达不到学校开展毕业设计的真正目的。

2机械专业毕业设计过程中的几个具体问题

2.1参考资料的收集

拿到设计题目后，学生最直接想到的是从网络中搜集资料。学生无疑能够很快地找到与自己题目相关的各种资料，但涉及到具体技术问题和具体结构问题的内容，网络中可参考的资料很少，能够具体解答的更少，这时学生就会感到很茫然，无从下手，这就是现代大学生的通病。之所以有这种惯性的思维，是由于现代的教学模式和教学理念不当造成的。在大学学期期间，学生们遇到问题后就去查找课本上的现在公式，只要套用就可以了，然后实际的设计却并非这样简单，要靠学生自己去思考，去查找相关文献。因此，在此期间建议学生到图书馆，到企业去，更广泛地搜集资料。另外，随着标准化的完善，有许多设备的设计制造都已经有了国家或行业标准和规范设计。例如，特种设备、食品加工设备、制药设备和计量设备等其设计方法和过程，甚至结构等都有详细的规定和要求，建议学生在查阅有关资料的过程中，学会查阅相关的国家标准或行业标准。

2.2设计方案的确定

学生在经过了资料的搜集和总结后，根据自己的课题的要求，绘制出机构运动简图。然后对机构的运动部分进行初步的设计计算。此时，机构的选择，前提是要满足课题要求和机器功能的实现。但是，很多学生不重视这个过程，基本上在这个阶段都是画草图，懒于计算，导致在真正的结构设计过程中出现返工的现象。而且在方案设计时，要设计出不同的方案进行比较，甚至要做一些简单的模型进行实验比较。比较的过程中，不仅考虑机构是否达到生产率的要求，还要考虑机构的运动的平稳性，最终确定出更合理的方案，并绘制出正规的机构运动简图。

2.3设计计算

毕业设计中的计算主要包括执行机构和原动机所需的功率、运动学计算、动力学计算。

2.3.1类比法确定执行机构所需功率

首先，确定直接参与工作的执行机构所需要的力、力矩、速度、加速度和位置等技术参数，从而计算出执行机构的功率;然后，计算出整个传动系统中的传动功率。很多种情况下，执行机构所需的功率比较容易确定，例如，起重机起吊重物所需要的力、钢筋的弯曲切断所需要的力等。然而有时，这些重要的参数无法用简单的方法来确定，因为这些参数与其机器加工的对象和加工工艺有关，例如，压球机的设计。压球机压制过程中的径向压力是要通过模型试验而测定的，对于学生来说，这个环节有困难。因此，这种情况下，就要去找似的工况所耗用的功率，总之就是要用类比的方法来确定执行机构所需要的功率。确定了使用功率就可以确定原动机的功率，按国家相关标准选取电机类型，如三相(或单相)交流异步电机、直流调速电机、步进电机、伺服电机等。其中步进电机和伺服电机的主要参数是根据扭矩确定的。

2.3.2运动学计算

在确定了电机转速之后，设计者需要对传动系统的各机构进行速比的分配。在速比分配的过程中，学生一般是按照课本推荐的数据来分配的，例如，带传动，课本上推荐的传动比是2～7，但在大功率带传动的机器中，小带轮基准直径确定后，如果按照传动比2～7来设计大带轮时，大带轮的直径会很大，有可能不满足实际的结构要求。在实际的设计过程中，速比的大部分应该是由减速器来承担，所以先确定减速器的型号。具体的步骤是:首先根据速比，对应的功率查到减速器型号，再根据型号(一般其主要结构参数是中心距)查得其联系尺寸。机器其余的速比部分再由其传动形式来补充。

2.3.3动力学计算

在载荷计算中有时候会遇到较复杂的力的分析，如风载荷，雪载荷，地震载荷等，学生有时候不能够很好地将这些力进行简化，做出受力分析。因此，在此时建议学生去查找相关国家或行业标准里有无所规定的计算过程要求，若设计题目属于特种设备的卷扬机，起重机设备等，国家标准里都规定有计算内容和推荐公式，以及各种参数的选择，这时学生就必须按照标准进行;若标准里没有规定的就得查阅相似情况有没有其他设计人员发表的论文或者专著等，作为计算时的参考;若没有标准规定的，没有资料的，就得做模型试验，来确定相关参数。学习程度比较好的学生建议借助于分析软件进行计算，如Ansys、Creo、Adams、Recdyn等，其计算的目的是确定结构主要零件的尺寸，同时还是要保证机器运动过程中的平稳性与可靠性，为下一步的机构设计打下基础。在此阶段里，许多学生甚至个别老师误解地认为设计就是计算，也就是要把包括结构在内的所有零部件的尺寸都计算出来，才能开始绘图，其实这是错误的。计算是基础，有了基础计算数据，就可以开始绘制结构图，很多结构和一些零件的尺寸是在绘图的过程中去确定的。

2.4结构设计

作为机械专业的毕业生，常见机械和机构的设计与机械识图和制图的能力是最基本的要求，但由于绘图过程相对比较繁琐，需要一定的三维透视能力，学生们害怕画图已成为一种普遍现象。如果在此之前没有进行充足的绘图训练，所画的机械图纸问题较多，与正规图纸的要求有很大差距。虽然此阶段必要的计算已经结束，但大部分学生对绘图仍然感到茫然，无从下手。这个阶段指导老师应该在与学生共同分析结构的特点、视图的合理布置、标准件和外购件的选用、的选用以及安全措施的应用等，重点指导结构设计和图纸的绘制。结构设计一般从执行机构先绘出，然后，逐渐向其他部分展开，边画图边修改，直到完成整个装配图的绘制。相对于装配图的设计，零件图的绘制设计、更多的要求是视图的正确表达、尺寸及加工要求的准确标注、零件材质的合适选择、合理加工工艺性等。所以，零件图要求的完整性和准确性更高。大部分毕业生觉得零件图好画，但结果往往不令人满意。有许多学生仍然还是画了几张在课程设计时的零件图，比如传动轴、齿轮、带轮等，反应出学生对零件设计工作的欠缺和不自信;也有一些同学，先用三维软件建立一个三维的模型，让软件自动生成二维的工程图纸，又不加于修正，致使零件图表达不完善，不能作为实际生产用图纸。所以，在整个结构设计阶段，指导教师要不断地检查学生的进度情况，及时指出图纸表达中的错误和不合理，避免设计出现重大的返工现象。

3结束语

篇13

一、让旧观念走，确定复习新思路

“宁可错杀一百，不可错过一题”可以非常直观地形容当前的高中数学复习观念：教师在复习课中事无巨细、面面俱到，生怕有遗漏而耽误了学生知识的巩固；学生课后复习也是眉毛胡子一把抓、宁滥毋缺地进行知识复习。这样的复习观念是粗暴和不讲理的，在完全不考虑科学细分的情况下，试图简单地通过量的积累来实现质的突破未免盲目，学生这样的复习过程中，只会感觉身心俱疲、效率低下，严重者还会出现知识紊乱。我认为复习结构设计应该摒弃过去面面俱到的弊端，从大纲及学生实际情况设计一条主线，在主线上根据知识难易、重要程度设计复习时长和复习方式。通过这样的方式，刨去不必要的简单知识训练，节省了时间；加强了对重难点知识的复习，有利于突破瓶颈，提高效率。

例如在苏教版高中数学1“集合”部分的复习中，因为学生对于集合的概念已经十分熟悉，我便直接略过不多赘述。在复习全集、补集、交集、并集的过程中，我采用了以学生需求为导向的复习思路，首先问学生：“同学们，对于这些集合的定义特征你们都清楚吗？”“清楚。”学生齐答，声音响亮坚定，证明掌握情况良好，我就不花时间一一解释，而是根据每一种集合的知识点，各出一道计算量相差不大的题目让学生求解，并统计花在每道题目的时间。根据学生反馈的做题速度，我发现我们班学生对交集类应用题的掌握情况比较薄弱，于是我便对该部分内容展开讲解。像这样层次分明、思路清晰地进行复习结构设计，不仅教师省力、学生轻松，也能有效节省教学时间，提高教学效率。

二、让特点鲜明，对症下药更有效

在传统的复习结构设计中，普遍以学生全体作为对象，进行统筹设计；少有关注学生个体，进行针对性复习设计的。而我们知道，因为知识水平、能力高低的差异，不同学生的复习侧重点都是不一样的。过于重视整体复习结构设计、而忽视个体复习需要的复习结构，显然也是不科学、不合理的。但是我们知道，课堂复习时间毕竟有限，教师不可能、也无法完成针对不同学生的个性复习指导。那该如何着手呢？我认为应该充分利用学生课后自主复习这部分时间，引导学生根据自身特点，分析自身复习需要，再根据复习需要设计有效的复习计划。而对于学生个性化自主复习意识的培养和引导，则主要通过课堂的集体引导和个人引导两部分共同进行。具体可以这么引导：

例如我在教学苏教版高中数学2“直线与方程”这部分内容时，我出了这样一道题目让学生做课堂练习：“已知坐标系上有A、B、C三点，已知点A（4，3），点B（-3，0），点C（1，-1），如果把AB、AC、BC相连，它们的斜率分别是多少？它们形成的角是什么角？”在计算过程中，有的学生将求AB斜率的式子列成：“■”，这个同学显然是基础知识没有掌握好，将公式记反了。像这类学生我就建议他们课后要对基础知识进行再次深入复习，通过做练习、理解公式等方法，将知识点掌握好，避免出现简单题丢分的现象。而有的学生，能够轻松求出三个斜率，并根据斜率大于零、等于零、小于零的不同性质，判断角的类型。像这部分同学，就可以在完成少量复习后，直接进入下一阶段学习。通过这样，根据学生练习完成情况，给予复习建议，帮助学生找到复习方向，是优化高中数学复习结构的重要方式之一。

三、让过程简明，合理安排利提升

传统的高中数学复习结构设计过程中，教师常常将所有任务全部加在复习上：课程教学效果不理想要通过复习来解决，教学要点讲解不细致要通过复习来解决等等，赋予复习太多意义，导致复习内容繁冗、庞杂，学生在有限的时间里面对巨量的复习内容，无从下手，无法有效复习。复习作为巩固知识的手段，复习过程应该是简单明了的，复习量应该是少而精的，我们应该转变以往数学复习搞题海战术的思路，转变复习流程混乱复杂的方式，将复习流程简化，让学生一目了然，并能根据自身情况合理安排复习工作。针对这个问题，我设计了“复习树表”这一解决措施。我以苏教版高中数学4“三角函数”这部分内容的复习为例进行分析：

篇14

一、利用传统三维设计软件教学的不足之处

传统CAD系统主要针对产品二维工程图的绘制与零件的3D建模，缺乏对产品创新和设计的足够关注和有效支持，不能在装配环境下直接获得造型数据与信息，导致交互频繁、输入数据量大，操作步骤复杂；不能将零件模型与装配模型直接关联，使得模型复杂且维护困难；不能有效地解决概念阶段的零部件布局、联结与配合关系定义等问题；缺乏符合国际、国家、行业标准的三维参数化标准零件库的支持；缺乏具有行业特色的、方便快捷的造型工具和特征库，如模具的拔模、凹凸模设计特征库、家具的艺术特征库及家电的工业设计特征库及其相应的造型工具等。这些个人的、孤立的和局部的应用特点，使CAD软件一度仅作为绘图工具来使用。对于学生而言，在学习这些软件的时候，普遍感觉空洞、乏味，甚至不清楚学习这些软件能做什么，造成学生的学习动力不足，学习自主性差，老师在教学中，也有点茫茫然的感觉。

二、运用CAXA实体设计软件教学的优势

CAXA实体设计突破了传统三维造型软件的思维模式，突出智能化、可视化和特征造型与装配一体化，设计人员只要有一个模糊的概念，就可以直接在三维操作环境下，随意发挥想象力与创造力，将概念和构思不断细化，简便又迅速地将其转化为最终产品。CAXA实体设计在保留现代三维设计软件特有的特征造型和参数驱动的强大功能上，发扬实体拖放与搭积木的独特风格，力求完美地体现宜人化与和谐化。这其中包括强大的三维图库扩展功能和灵活的三维空间和定位工具三维球，实现了真正的三维球CAD创新设计。这对于空间想象能力差的学生而言，无疑是雪中送炭，让他们可以想到哪里就画到哪里，逐渐来培养学生的空间想象能力，这使得学生学起来更加简单、容易，也极大地增强了学生的信心。

三、CAXA实体设计在轴类件教学中的应用

轴是组成机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件，如齿轮、带轮等，使其具有确定的工作位置，并传递运动和动力。因此，在机械设计基础课中占有举足轻重的作用。但在教学中我们发现，学生的空间想象能力差，对轴的一些概念和定义理解不透，对轴的强度和刚度计算感觉抽象、枯燥、无趣，虽然自己也知道重要，但就是学不进去，这极大地打击了学生的学习积极性。针对上述问题，不但可以利用CAXA实体设计的独特优势，对轴进行结构设计，而且可以运用软件设计的灵活性，根据教学需要，对轴进行相应的改动，最大限度地满足教学的需要。比如，可以运用CAXA实体设计中的拉伸特征命令和旋转特征命令，对轴进行设计，如图1所示。

将轴类件设计完成后，我们还可以利用CAXA实体设计中三维图库的齿轮，轴承进行装配，仅仅在这一教学环节，就可以让学生学到以下三方面的知识：第一，轴的结构设计；第二，CAXA实体设计中的拉伸特征、旋转特征命令；第三，CAXA实体设计中的装配命令。

在教学中，真正做到让学生“在做中学”和“在学中做”，这样，既降低了学生学习的难度，又让学生在学习轴类件的同时，掌握CAXA实体设计这门课程的学习方法，和CAXA实体设计软件在实践中的应用。