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【關鍵詞】機械設計 教學方法 探究

Abstract： Mechanical structure design as part of the foundation of the traditional mechanical design teaching， as a teacher， on the one hand to consider how existing mechanical design theory and methods based on the methods and theories of modern mechanical design， application of modern computer effective combination of the twobroadened the mechanical design ideas and methods of teaching. From several aspects of how to investigate computer-aided design throughout the teaching of mechanical design.

Key words： machinery design；teaching method；rearch

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）05-0250-01

引言

隨著計算機技術的飛速發(fā)展， 利用計算機輔助設計來改善機械類專業(yè)基礎課程機械設計教學學模式已成為必然趨勢。機械結構設計作為傳統(tǒng)機械設計教學中最基礎的一部分，作為教師一方面考慮如何在現(xiàn)有機械設計理論與方法的基礎上與現(xiàn)代的機械設計方法和理論，應用現(xiàn)代的計算機將兩方面有效的結合起來，更加拓寬了機械設計教學的思路和方法。本文將從以下幾個方面來探討計算機輔助設計如何來貫穿于機械設計的教學中去。

1.傳統(tǒng)機械設計教學中面臨的挑戰(zhàn)

《機械設計》是一門古老的學科，隨著時代的發(fā)展本課程的教學也出現(xiàn)一系列的問題，主要體現(xiàn)在以下四個方面：（1）傳統(tǒng)的課堂教學形式仍占主要地位課堂教學是傳授知識的主陣地和主渠道，《機械設計》課程內容的廣泛性與授課方式及學時的有限性之間有矛盾，影響了學生掌握更多有關機械設計的知識，限制了學生分析、構思和設計能力的培養(yǎng)，阻礙了教學改革進程。 （2）實踐知識的匱乏?，F(xiàn)在的大學生尤其是近機專業(yè)類的，他們在平時的實踐和實驗課程中接觸機械方面的機會比較少，就是觀察到一些機械機構與原理方面的現(xiàn)象，也不會刻意去留意。這樣的話，學習本課程，就更缺乏實踐方面的知識，甚至連感性認識都沒有。（3）現(xiàn)代設計理論及方法的出現(xiàn)。近些年來，現(xiàn)代機械設計方法取得了飛速的發(fā)展，目前常用的有：計算機輔助設計、優(yōu)化設計、可靠性設計、摩擦學設計、設計方法學設計、并行設計、人機工程學設計、虛擬現(xiàn)實、相似系列產(chǎn)品的設計、質量驅動設計、工程反求設計和分型設計等。一個新的機械設計體系正在發(fā)展和形成，現(xiàn)代設計方法將不斷得到推廣和應用。這方面也是我們機械設計教學遇到的新的挑戰(zhàn)。（4）缺乏實踐手段，教學目標難以實現(xiàn)《機械設計基礎》是一門實踐性較強的課程，邊學習邊實踐才能實現(xiàn)提高設計能力、培養(yǎng)創(chuàng)造性素質的要求。但實際上由于學時所限，加之一般院校缺乏相關實驗、實習操作手段，很難達到上述要求。由于學生缺乏對實際機械系統(tǒng)的感性認識，所以教學效果不太理想。（5）社會需求和要求的不斷提高。

2.計算機輔助設計融入機械設計教學模式的研究

就《機械設計》教學在新的時代面前提出了這些迫切的要求，本文對該課程的教學模式進行了初探。主要從以下四個方面進行探究。（1）機械設計教學中推廣三維設計的方法。（2）注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。（3）優(yōu)化教學手段。（4）CAD的虛擬技術是一種新興的多學科交叉技術，它涉及多方面的學科研究成果與專業(yè)技術。以虛擬現(xiàn)實技術為基礎，以機械產(chǎn)品為對象，能使設計人員與多維的信息環(huán)境進行交互。同時，利用虛擬技術可以大大地減少實物模型和樣件的制造。虛擬技術以CAD為基礎，是一種新的制造系統(tǒng)，這種系統(tǒng)按應用情況又可分為增強的可視化系統(tǒng)和基于現(xiàn)實的CAD系統(tǒng)。①增強的可視化系統(tǒng)。利用現(xiàn)行的CAD系統(tǒng)進行建模，通過對數(shù)據(jù)格式進行適當?shù)霓D換輸出虛擬環(huán)境系統(tǒng)。利用三維的交互設備（如頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套等），在一個虛擬真實的環(huán)境中，設計人員對虛擬模型進行各個角度的觀察。目前投入使用的虛擬設計多采用增強的可視化系統(tǒng)，這主要是因為基于建模系統(tǒng)還不夠完善，相比之下，目前CAD建模技術比較成熟，可以利用。②基于虛擬現(xiàn)實的CAD系統(tǒng)。利用這樣的技術用戶可以在虛擬環(huán)境中進行設計活動。與純粹的可視化系統(tǒng)相反，這種系統(tǒng)不再使用傳統(tǒng)的二維交互手段進行建模，而直接進行三維設計。此外，它也支持如語言識別、手勢及眼神跟蹤等。這種虛擬設計系統(tǒng)在機械設計的教學中融會貫通，更加深入的了解現(xiàn)代機械設計的理念和思維。

3.總結

《機械設計》是一門非常重要的技術基礎課程，內容多，課時少。研究如何解決當前機械設計教學中面臨的問題，我們一方面要從教學內容，教學方法不斷提高和改進，另外還要培養(yǎng)在機械設計中融入現(xiàn)代計算機的設計思想，增強他們學習的主動性，為今后進行相關機械設計工作打好良好的基礎。

參考文獻：

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關鍵詞：機械設計制造 自動化 未來發(fā)展 思考

中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）05-0279-01

機械設計制造及自動化專業(yè)以培養(yǎng)機械設計制造基礎的應用型人才為主，在工業(yè)發(fā)展中，為一線制造領域內的科技開發(fā)、設計制造提供相應的人才。在融入了自動控制技術、信息技術及計算機技術等學科以后，該專業(yè)的主要任務在于設計制造技術的理論和方法，對現(xiàn)代工程中遇到的一些復雜的問題，能夠用智能化、自動化的設計與制造進行解決。

1、機械設計制造及自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著自動控制技術、計算機技術及信息技術在機械行業(yè)中的不斷應用，對于現(xiàn)代機械產(chǎn)品而言，從性能、結構、應用水平等方面都已經(jīng)發(fā)生了非常大的變化。因為現(xiàn)代技術的迅速發(fā)展，使得機械制造的水平更高，速度更快，質量更好。對于這種變化而言，很多相關的專業(yè)也在不斷的調整，更加注重這門學科與智能化的結合，更注重與實踐相結合，以服務地方建設作為培養(yǎng)人才的根本。就目前而言，由于受就業(yè)現(xiàn)狀的影響，也使得機械設計制造及自動化專業(yè)在人才培養(yǎng)上遇到的困難增大。在該學科的研究方面，傳統(tǒng)的教學方法在這個時代環(huán)境下已經(jīng)有些跟不上步伐，在人才培養(yǎng)上缺乏足夠的創(chuàng)新機制，阻礙了機械設計制造及自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)。當前，機械設計制造及自動化專業(yè)主要存在的問題是專業(yè)的針對性不強，專業(yè)綜合性不強，也直接導致了該專業(yè)的競爭力下降，就業(yè)困難的現(xiàn)象，此外，機械設計制造及自動化專業(yè)與電子技術、計算機信息技術等當前新興科學技術的融合不夠緊密，使得該專業(yè)所培養(yǎng)的人才在知識面方面比較窄，存在技術落后等現(xiàn)象。基于該專業(yè)目前存在的這些問題，在未來的發(fā)展過程中，還需要對這些問題進一步進行解決，才能增強該專業(yè)的競爭能力。

2、機械設計制造改革

隨著時代的發(fā)展，不同專業(yè)、不同行業(yè)對機械設計制造及自動化專業(yè)人才的需求也是不同的，因此在專業(yè)課程設置上也應該進行改革，使培養(yǎng)的人才更具針對性，更具競爭力，更具綜合性。因此，人才的培養(yǎng)應該面向社會，以社會需求為導向，設置科學合理的專業(yè)，與行業(yè)及產(chǎn)業(yè)要密切結合，對緊缺人才要加快培養(yǎng)步伐。二十一世紀是知識經(jīng)濟的時代，受社會變革的影響，在人才的培養(yǎng)上也應該建立起適合的人才培養(yǎng)體系，首先要從課程體系的建設入手，這也是對課程體系建設提出的新要求，應該立足于機械設計制造及自動化專業(yè)的發(fā)展歷程，并向綜合優(yōu)化的專業(yè)群建設方向發(fā)展，發(fā)揮出專業(yè)群結構的整體功能。首先，構建點線面體的專業(yè)結構，根據(jù)機械設計制造專業(yè)的特點，確定專業(yè)主干，然后構成主要專業(yè)群，最后再建立專業(yè)體系。在優(yōu)化原則、系統(tǒng)原則及整體原則的基礎上，對該體系不斷的進行完善充實，使之更加的科學合理，符合機械設計制造及自動化專業(yè)的發(fā)展及人才培養(yǎng)的規(guī)律。其次，對于本專業(yè)而言，應該重視實踐內容，在人才培養(yǎng)過程中增加實踐環(huán)節(jié)、提高實踐強度，從而不斷的提高個人的專業(yè)知識積累及能力。例如，某高校機械設計制造專業(yè)只針對石油石化行業(yè)來培養(yǎng)自己的機械專業(yè)人才，其人才培養(yǎng)的針對性非常強，因此也增強了人才的競爭能力。

3、機械設計制造人才培養(yǎng)應該順應改革方向

對于機械設計制造及自動化專業(yè)而言，其與電子技術、計算機信息技術等有著密切的聯(lián)系，也共同構成了人才需求的方向。所以，擺在面前最棘手的問題就是人才培養(yǎng)的問題。在現(xiàn)代機械工程中，幾乎每一個工程都是跨多個學科的綜合，因此在人才的要求方面，也越來越苛刻，要求是必須具備綜合素質的人才。所以，對于機械類專業(yè)的人才而言，首先應該具備宏觀的思想，還要具備扎實的理論知識、業(yè)務能力基礎，除此以外，還要具備寬泛的基本知識。對于人才的培養(yǎng)方面，需要有一個正確的認識，首先，所謂扎實的業(yè)務基礎，是要求人才不但要具備專業(yè)所需的科學基礎知識，還要具備一定的人文科學知識，通過在實踐中的應用與分析，還要具備解決實際問題的能力。在通過一系列的專業(yè)主干課程培養(yǎng)、大類學科基礎課程培養(yǎng)、教育基礎課程培養(yǎng)、專業(yè)方面選修課程培養(yǎng)等，最終使人才的綜合素質能力達到一定的高度，這樣才能更加適應社會的需求。例如，某專業(yè)院校在機械設計制造及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方面，通過實踐教學系統(tǒng)、課外調研系統(tǒng)相結合，構成能力與素質的綜合平臺，使得培養(yǎng)的人才在進入社會以后，在專業(yè)知識方面非常扎實，并且對于本專業(yè)相關的法律法規(guī)知識也非常熟悉，從而大大提高了人才在行業(yè)中的競爭力，也為用人的企事業(yè)單位的發(fā)展注入了強大的活力。

結語

進入二十一世紀以來，新型的機械設計制造及自動化專業(yè)的人才的需求會更廣泛。作為學校在人才培養(yǎng)過程中，應該注重學生綜合素質能力的培養(yǎng)，全方位的把握行業(yè)動態(tài)，及時調整專業(yè)課程，培養(yǎng)出更具針對性的人才。而作為機械設計制造及自動化專業(yè)的學生來說，應該正確認識當前的形式，分析自身專業(yè)的優(yōu)勢和不足，不斷的提高自身的專業(yè)知識與技能，根據(jù)社會需求，提升個人素養(yǎng)，從而不斷適應社會發(fā)展，也推動機械設計制造及自動化專業(yè)不斷的適應社會需求而發(fā)展。

參考文獻：

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關鍵詞：機械設計；培養(yǎng)模式；教學改革；優(yōu)化

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1671―1580（2013）12―0108―02

機械設計是以一般通用零件的設計為核心的設計性課程，是論述通用零件的基本設計理論與方法的技術基礎課。為使學生通過本門課程學習具備正確的設計思想并能夠勇于創(chuàng)新探索，同時適應提高創(chuàng)新能力、培養(yǎng)卓越人才的需求，應結合工業(yè)生產(chǎn)實踐與先進技術發(fā)展，轉變教育思想觀念，優(yōu)化教學內容和改進教學模式，對人才培養(yǎng)模式的改革起到促進和推動作用。

一、以專業(yè)為基礎，優(yōu)化教學內容

機械設計課程是機制專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎課，想要較好地學習這門課程，需要多門其他基礎課或專業(yè)基礎課為基礎，合理配置和安排各門課程的教學內容和進度，是順利開展機械設計課程教學的必要前提。

機械設計課程主要內容為通用零件設計，目前課程教學內容創(chuàng)新性少，工程實例跟不上科技進步，教學時應通過課程內容更新，在課程內容中大量采用生產(chǎn)實踐中常用機械作為案例教學，將通用零件的最新應用，如新材料、新加工方法等，引入到教學內容當中，了解機械設計的新發(fā)展，避免學生學習內容和工廠實際生產(chǎn)要求脫節(jié)。同時，目前課堂理論教學仍以老師講授為主，基本都是講滿兩堂課，這種灌輸式教學只是讓學生記住了理論知識，如何應用并不清楚，在教學方法上可以在理論教學的基礎上與應用結合，并開展課堂討論，引導學生積極思考。

二、拓展啟發(fā)實驗，培養(yǎng)邏輯能力

機械設計實驗多以單一、傳統(tǒng)的實驗設置為主，缺少培養(yǎng)綜合實踐能力實驗。目前開展的實驗多為對理論知識的認識性實驗，僅僅開展這類實驗對學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是遠遠不夠的，對于單個零件設計通過理論學習，學生已經(jīng)掌握了一定的設計方法，但把單獨的零件和系統(tǒng)綜合成整體機器設備，往往會出現(xiàn)很多問題。學生普遍認為設計就是繪圖，實際機械設計是要考慮設計、繪圖、加工、工藝等多方面結合的一門課程，開展實踐型和綜合實驗，可以讓學生既掌握零件設計還可以把零件裝配成整體，可以很大程度上改善設計技能，大大提升學生對設計到加工的感性認識。

實踐型實驗可以采取獨立設立實驗課程方式，在學時上給予一定的保證。為增強學生的團隊設計意識，以班級為單位分為幾組，每組題目不同，設計簡單的機械裝置，根據(jù)設計內容加工出模型，并組織學生進行設計答辯，真正讓學生體會設計的整體過程。

三、結合課程實踐，提升創(chuàng)新能力

創(chuàng)新教育是全面素質教育的具體化和深入化，是以加強學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新人格的培養(yǎng)為基本價值取向的教育。

機械設計作為機械類專業(yè)主要專業(yè)基礎課，其教學效果對機械類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)有著至關重要的作用。單純依靠傳統(tǒng)的實踐無法達到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，要從培養(yǎng)創(chuàng)新能力所需要的知識、環(huán)境、手段、方法等方面來統(tǒng)籌考慮。

作為機械設計課程的重要實踐環(huán)節(jié)，課程設計是融會貫通所學機械設計基礎知識的重要途徑。目前我校主要以設計傳統(tǒng)的二級減速器為主，這種設計是保證學生鞏固機械設計課程基礎知識必不可少的環(huán)節(jié)，必須開展。我們可以在此基礎上拓寬課程設計的范圍，結合日常生活、工程實踐設定主題，開展非固定模式的設計，培養(yǎng)學生獨立思考、自主設計的能力。

在教學中應注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新設計能力、綜合設計能力與協(xié)作精神，加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行機械創(chuàng)新、設計、制作的實踐工作能力，吸引、鼓勵學生踴躍參加課外科技活動。通過鼓勵并指導學生運用機械設計課程所學知識參加機械設計相關競賽，可以提高學生的創(chuàng)新設計能力、綜合設計能力和工程實踐能力，能充分展示機械設計課程的教學改革成果和大學生機械創(chuàng)新設計的成果，積極推動了機械產(chǎn)品研究設計與生產(chǎn)的結合，為培養(yǎng)機械設計、制造的創(chuàng)新人才起到了重要作用，同時為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

四、參與創(chuàng)新訓練，拓展專業(yè)知識

將機械設計課程所學設計方法應用到實際設計中，是理論向實踐轉化的過程。目前，按照一定模式進行設計，對很多學生來說輕而易舉，但真正運用到實際設計中，會出現(xiàn)很多問題。為提高學生實際應用的能力，可以通過鼓勵引導學生參加校、省、國家的創(chuàng)新設計競賽，達到理論與實踐融會貫通的目的。

隨著創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的開展，目前學生對參加校級、省級、國家級的機械設計競賽積極性非常高。要在眾多競爭對手中脫穎而出，要在緊扣競賽主題的前提下，運用機械設計方法設計巧妙簡便的機構來實現(xiàn)既定的功能。對于機械類專業(yè)學生來說，創(chuàng)新訓練是以機械設計課程為理論基礎的，這就要求教師在授課時不能只按照書本常規(guī)設計來進行授課，在保證基礎知識授課的前提下，要結合實際中結構優(yōu)化合理的設計對學生開展啟發(fā)式教學。

實踐證明，通過訓練提高學生創(chuàng)新能力，可以很大程度上提高學生就業(yè)時的自信心，使學生更適應技術崗位的需要。通過對比我校近幾年來就業(yè)情況發(fā)現(xiàn)，參加科技創(chuàng)新的學生經(jīng)過鍛煉，在面試時表現(xiàn)自信，對專業(yè)知識理解深入，進入企業(yè)實習表現(xiàn)為實踐能力強，進入實際設計快，企業(yè)反饋良好。由此可以看出，創(chuàng)新訓練對學生自身能力的提高有著不可估量的作用。

五、深化教學改革，培養(yǎng)應用人才

科技在不斷進步，零件及設備設計也隨之不斷改進更新。這種更新包括精度、加工方法、制造方式、設計方法等多方面。傳統(tǒng)的設計方法已經(jīng)不能滿足設計需求，應將傳統(tǒng)設計方法與現(xiàn)代設計方法相結合，以傳統(tǒng)設計方法為基礎，融合現(xiàn)代設計方法，及時更新和課程相關的新理論、新知識、新方法，使課堂知識不脫離于工程實際應用。

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是時展的需要，企業(yè)更青睞于具有創(chuàng)新能力的應用型人才，教師在教學過程中應該更側重于學習方法的掌握，培養(yǎng)學生自主學習能力。在人才培養(yǎng)中應簡化傳統(tǒng)教學中的難點問題，分析傳統(tǒng)教學手段的不足，優(yōu)化教學內容，結合實際教學制作實用性強的多媒體課件，并運用課件中的flash提高學生對機械零件之間的裝配關系的認識。開展課程網(wǎng)絡教學平臺，進行在線輔導答疑的同時為自學和復習提供教學指導，提倡著重設計構思和設計技能的基本訓練，針對專業(yè)特點突出培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新能力的應用型人才。

六、結束語

人才需求的轉變，就業(yè)壓力的增加，必將帶動人才培養(yǎng)方式的變革。教學作為培養(yǎng)人才的重要手段，要求在教授課程時要根據(jù)課程特點轉化教學模式。作為重要專業(yè)基礎課的機械設計在教學方法上的整合與優(yōu)化勢在必行，通過教學方式的改變與調整，使得教學效果事半功倍，能夠利用有限的教學時間獲得知識最大化。通過教學手段調整，提高教學質量與效率，使理論知識能更接近實踐，更好地為工程實踐服務，實現(xiàn)學生能力培養(yǎng)與企業(yè)崗位要求零距離的對接，使得人才培養(yǎng)質量不斷提高，這是更好地培養(yǎng)創(chuàng)新人才和卓越人才的必要保障。

[參考文獻]

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摘要：工業(yè)設計機械基礎在高等院校中屬于工業(yè)設計專業(yè)的一門技術基礎課程，這門課程具有很強的理論和實用性，但是在高校日常的教學中比較重視理論知識的講述，輕視技術以及實踐方面的教學，為此在新形勢下對《工業(yè)設計機械基礎》教學進行改革，不僅提高學生們對《工業(yè)設計機械基礎》學習的興趣，而且提高了學生們的實踐能力。

關鍵詞：《工業(yè)設計機械基礎》；課程教學改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0085-02

一、《工業(yè)設計機械基礎》課程的作用

《工業(yè)設計機械基礎》課程的內容有工程力學基礎、機械設計基礎等內容，在工程力學基礎上又包含了機械零件基礎、機械設計的概述、機械傳動以及產(chǎn)品機構的圖例和剖析等。學習《工業(yè)設計機械基礎》課程，除了要了解一些器械零件外，更關鍵的在于設計，需要通過對客觀事物的觀察，用一定的設計技巧來將工業(yè)機械中的空間和審美表現(xiàn)出來，可以鍛煉學生的創(chuàng)造力，將自身的思想用設計表現(xiàn)出來。雖然有的學生在之前沒有繪畫的基礎，所以需要通過該課程的學習來提高自身的設計基礎，提高自己的設計和實踐能力。在改革后的《工業(yè)設計機械基礎》的課程教學，學生們培養(yǎng)了自己的工程意識，對自身的設計思維和方式進行創(chuàng)新，提高了自身對工業(yè)機械設計的方案。

二、《工業(yè)設計機械基礎》的課程教學存在的問題

1.工程意識薄弱，對機構及零部件認識不足。在高校的《工業(yè)設計機械基礎》的教學中沒有為學生安排參觀的課程，因此學生對機械的了解知識通過生活中偶爾的接觸，在思想里并沒有形成較深的意識，也缺少有關工程的概念。高校的《工業(yè)設計機械基礎》的教學沒有將理論的知識與實際進行有效的結合，進而使得教學內容與實際產(chǎn)生脫節(jié)的現(xiàn)象，不利于學生的實際操作。

2.教學內容應做相應調整?！豆I(yè)設計機械基礎》是一項設計基礎的課程，很多內容比較經(jīng)典，但是由于近幾年來計算機的普及使得機械設計的學習和設計方法都有了很大的提升和進步，人們運用計算機來進行工業(yè)設計，用圖解的方法來使得教學的方式更加形象、易懂，會把解析的方法留給學生來進行。但是在實際的教學中，教師的教學內容都是已經(jīng)設定好的，并沒有考慮到學生們的學習情況，進而導致理論知識較多，實踐和實驗較少，會導致學生重理論輕實踐。

3.教學方法和手段有需進一步改革。傳統(tǒng)的《工業(yè)設計機械基礎》的教學內容多，而且學習的時間也比較緊張，因此教師們會采用“滿堂灌”的方法進行教學，進而讓學生沒有時間去對所學的內容進行深刻的反思。雖然現(xiàn)在的教學中已經(jīng)結合了現(xiàn)代化的方式，但是也沒有讓學生更好的接觸到工程的實踐，進而就會使得學生沒有教好的感性認識，造成自身工程意識不足，需要提高。

4.實踐環(huán)節(jié)學時偏少。《工業(yè)設計機械基礎》課程的實踐環(huán)節(jié)一般是4個學時，2周的課程設計，從中可以看出實踐的環(huán)節(jié)所占的時間較少，而且在實踐課程中的實驗都是一些演示性的，缺少相應的創(chuàng)新，所以需要增加實踐課程的學時，在課程上也需要讓學生多接觸一些機械的模型或者是實物，這樣就可以將學生學習到的理論與實際結合，增加學生們學習的動力，培養(yǎng)學生們的操作感。

三、新形勢下《工業(yè)設計機械基礎》課程教學改革

根據(jù)表可以得知課程教學改革后該課程教學方式的區(qū)別，以下是對改革后《工業(yè)設計機械基礎》課程教學方法描述。

1.加強工程教育，引入工程實例。在《工業(yè)設計機械基礎》的課程改革中，加強了課堂教學和工程之間的聯(lián)系，而且在新形勢下該課程的大綱中也引進了一些比較典型的工程實例，將機械的創(chuàng)新設計加入到了教學的方法中，主要采取了一些大的工程為教學例子，著重要培養(yǎng)學生們的工程意識與工程的實踐能力，并且將這種教育方式與科學相融合，讓學生們可以通過工程的教學來提高自身對工程的意識，而且也可以讓學生有解決問題的能力。

2.精選和更新教學內容。新形勢下的課程改革的思路是讓教學的內容注重基本知識、原理和方法，在此基礎上增加了一些實際的課程，將近期產(chǎn)生的一些有關機械設計中的最新成果適當?shù)奶砑拥秸n程中，向學生們介紹與生活相關的一些新的現(xiàn)代的機械設計方法，最重要的是可以反映出最前沿的知識面，進而增加課堂中所傳授的知識信息量，進而調整學生們學習的態(tài)度，可以反映出改革后的教學效果。在之前的機械設計n程中基本上都是通過教師一人來完成的，從側面上可以看出缺少相應的科學技術，進而會影響學習的效果。因此，在改革后的教學中加入了CAD的技術，先用圖紙來設計然后逐漸的CAD化，這樣的改革可以讓學生們的學習興趣得到提高，而且也培養(yǎng)了學生計算機的應用能力。

3.教學方法的改革。為了讓學生通過改革后的《工業(yè)設計機械基礎》學習后提高自己設計的創(chuàng)新能力和工程的實踐能力，需要教師們的教學方法進行改進，通過“精講多練、自我學習以及課內外相結合”的方式，加強學生們的自主學習能力。首先，在理論內容的講解上要精簡。本課程具有很強的實踐性，因此在理論知識的講授時需要把握住其中的精華，將重要的基本知識進行講解，總結其中的竅門進而讓學生能更加容易的掌握，給學生們預留出更多的時間。其次，要安排相應的練習，在課堂上需要為學生們預留出一定的練習時間，這樣可以加深學生所學的內容，進行綜合的練習可以讓學生們學會對所學的知識進行總結，進而提高學生對知識的綜合運用。最后，要加強培養(yǎng)學生的自主學習能力。教師要將新舊知識進行銜接，提出更多的新的想法，讓學生激發(fā)自身的新思想和新思維，用啟發(fā)的教學方式來代替生搬硬套的方式，讓學生的思維得到鍛煉。

4.加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)動手能力。實踐教學是新形勢下《工業(yè)設計機械基礎》課程教學改革后最重要的環(huán)節(jié)，因為工業(yè)機械的設計課程本來就是強調了學生們的動手能力。針對該課程中應用極強與實踐薄弱的不相對應，應該從以下幾個方面來提高實踐的薄弱。首先要增加相應的實驗室，在之前所設置的基礎的機械設計的陳列室上來增加一些新型的以及典型的實物，可以和相應的工廠聯(lián)系，對一些零部件進行收集，增加學生對機械零件的接觸機會，進而提高自己的感性認識。將驗證性的實驗教學內容上增加一些綜合型較強的設計實驗，開設相應實用性的方案，讓學生將自身學習的興趣提高，通過動手設計、組裝來制定相應的設計方案，進而提高學生的工程實踐和創(chuàng)新能力。

四、總結

《工業(yè)設計機械基礎》課程是一門注重技術和實踐的課程，在新形勢的趨勢下對課程教學進行有效的改革，結合機械中常用的一些機構和零件進行分析、設計和計算。通過改革要求學生更加注重自身實踐能力的培養(yǎng)，在教學內容、方法以及手段上都進行了有效的改革，進而使得教學中加入相應的工程實例，將教學的方法進行更新，挑選精選的課程，注重實踐環(huán)節(jié)的應用，最終使學生提高自身的動手能力，為設計提高新的思路。

參考文獻：

篇5

關鍵詞：機械教學；課程設計；探索；實踐

機械設計基礎課是高職機械類專業(yè)一門重要的主干課程，它在整個專業(yè)知識的教學中起著非常重要的橋梁作用，它是由學習專業(yè)基礎課向學習專業(yè)課的過渡性課程，同時也是從事機械產(chǎn)品設計的必備基礎。而機械課程設計作為該課程的重要教學環(huán)節(jié)，是學生掌握機械基礎知識和提高機械設計能力的綜合訓練。學生在課程設計中運用先修的機械制圖，公差，機械設計基礎等課程的知識，對前期學習的知識起到鞏固，深化，融會貫通的作用，樹立正確的設計思想。通過在課程設計的實際動手實踐，進一步培養(yǎng)學生在實際工程中的分析和解決問題的能力，讓學生掌握常用的機械零件和機械傳動裝置以及簡單機械傳動的設計方法和一般步驟。并在這個過程中提高學生的工程計算能力，繪圖識圖及查找資料等能力，掌握經(jīng)驗估算等機械設計的基本方法。機電類，數(shù)控類專業(yè)多以齒輪減速器為設計對象，設計的主要內容主要是以下幾個方面：傳動裝置的方案設計；選擇電動機，確定計算功率的大??；進行齒輪主要參數(shù)的設計計算，校核軸，選擇鍵、軸承、聯(lián)軸器等零部件，并校核其強度，選擇齒輪，軸承的和密封方式；最后繪制減速器裝配圖及繪制零件圖；編寫設計說明書。具體需要完成的任務是：繪制減速器裝配圖A0一張，繪制零件工作圖兩張（齒輪、軸或箱體）；編寫減速器的設計計算說明書一份。在課程設計前期，由教師組織學生通過閱讀任務書，明確設計內容及設計題目，并由學生分組討論該減速器所包含的機構及具體傳動路線。若沒有事先給定傳動圖，由學生自己先根據(jù)以往課本知識給出幾種較合理的傳動方案，并對多個方案進行比較，選出最優(yōu)方案進行設計。學生在完成所有設計步驟后，教師依據(jù)學生在設計過程中的表現(xiàn)，圖紙工整度，說明書的正確性以及答辯情況等對課程設計進行評定，給出最后的設計成績。通過多年的課程設計發(fā)現(xiàn)學生在這一活動中有了不小的收獲，同時調動了學生主觀能動性，把課堂學習的知識和實際結合起來。但在這一實踐過程中存在著一些問題。

1課程設計中存在的問題

1.1理論與實際相脫節(jié)。在課堂上介紹時，書本上是把相關的知識劃分開來，例如齒輪，軸承，聯(lián)軸器，離合器，公差等，而實際學生要把這些知識統(tǒng)和在一起，則對學生來說往往難度較大。同時，學生掌握的是一些理論知識，對工程實際沒有概念，這就使得很多學生實際只是照著書本設計過程照貓畫虎。最后的結果往往是純理論推導計算，沒有認可工程上的可行性。對結構進行設計時，往往只考慮了功能性，沒考慮實際的工藝性問題。這使得有很多的設計結構在理論上可行，而實際根本沒有辦法加工，或加工難度過大導致成本飆升，在實際工程當中這一設計根本不可能被采用。還有在公差選擇，精度設計方面，由于實際工程經(jīng)驗缺乏，所以對工廠設備情況，加工手段及加工能力缺少必要的認知，從而無法合理的確定零件的尺寸精度和表面粗糙度。由此可見，理論與實際的脫節(jié)是影響課程設計教學結果的重要問題。1.2學生的專業(yè)基礎較差。機械設計是一門結合前期學習的制圖，機械制造工藝基礎，公差等課程的綜合應用課程。由于這幾門課程是在前兩學期學習的，而且有一部分學生學習這部分內容時完全是為了應付考試，所以時間一長，一些知識就遺忘了。主要表現(xiàn)在兩個方面，一個是軸的設計中關于材料力學的相關知識。另一方面就是工程制圖，不能正確的畫出圖樣，不能嚴格的遵守工程制圖的國家標準，甚至最基本的圖線表示錯誤。還有大多數(shù)學生在形位公差的標注上錯誤率極高，被測要素是中心要素還是輪廓要素，分別該如何標注搞不清楚。最后標注出的結果和實際公差要求完全不一致。1.3不查差資料，盲目模仿照搬。學生在課程設計過程中，不認真研究所給資料和圖紙，不考慮實際情況完全照搬參考資料。例如某些系數(shù)的選擇，參考資料上選擇是多少就選擇是多少，不思考為什么這么選擇，設計的情況和參考資料上的情況是否一致。更有甚者，整個設計結束竟然連機械設計手冊都沒有翻閱過，完全抄襲別的同學的。這說明學生沒有靈活掌握相關知識，并且沒有調動起學生的主動性。1.4投入不夠，不加重視。學校方面，對課程設計在整個專業(yè)知識的重要性認識不足。它是使學生把所學知識從書本向實際過渡的一次重要實踐，是訓練學生綜合運用已學知識的重要環(huán)節(jié)。很多學生完成了相關設計以后認為課程設計才真正使他們第一次了解了所學的幾門課程到底是作什么用的，如何去用。對于這樣重要的實踐環(huán)節(jié)學校投入不足，相關測量工具不足，機械設計手冊數(shù)量過少，從而使得很多學生查詢一部手冊，一組中只有少數(shù)幾個學生查詢，其他學生不能動手查詢就直接抄襲別人查詢的答案。

2提高課程設計效果的措施

2.1合理選題。設計題目的選擇是否得當，直接影響課程設計的效果。所以選題時應做到以下兩點：（1）題目要有綜合性和完整性，難易適中。過于復雜的題目使得大多數(shù)學生沒有辦法做出來從而影響最終設計結果。一般選擇一級直齒圓柱齒輪減速器即可。保證中等程度的學生能夠獨立完場（2）設計題目中所給數(shù)據(jù)有所區(qū)別，使學生各組設計結果有所區(qū)別，從而避免大面積抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。2.2加強實踐教學。讓學生充分認識到課程設計的重要性。它的意義不簡單的在于設計作業(yè)的完成而是對后續(xù)課程學習的影響，甚至對于以后工作也有著深遠的影響。由于實際工程經(jīng)驗對課程設計十分重要，所以應在機械設計基礎課程的學習中，穿插一些工廠實習。在實習過程中，不能只是帶著學生進行走馬觀花式的參觀實習，而是最好能利用相關設備的檢修期間，讓學生對機器的內部結構進行實際了解，直觀感受。利用現(xiàn)代化的多媒體教學，讓學生感性的了解各種加工方法及各種機械結構實際的工作情況。使他們在頭腦中把課堂上所學的知識和實際能聯(lián)系起來。另外，對于教授機械設計基礎的理論教師和從事課程設計的指導教師來說，也應熟悉工藝狀況，了解設備的基本情況，經(jīng)常進入一線實習，增加新工藝，新技術應用等方面的知識，力爭成為雙師型教師。指導教師自身的豐富的工程實際對于提高課程設計的效果有著十分重要的意義。2.3做好實踐前的準備工作。由于學生對前期課程知識薄弱，學過的內容容易遺忘的問題。在課程設計前兩天在課堂上回顧一下以前的知識，尤其是公差的選擇問題，有針對性的進行復習。當學生前期設計計算完成后，開始畫圖前進行機械制圖相關知識的補習，尤其是往屆學生容易出問題的部分進行重點說明。然后讓學生再去畫圖，這樣學生所畫的圖樣質量有明顯的提升，避免了一些圖樣上普遍出現(xiàn)的錯誤。2.4做好合理組織工作。合理組織對于整個課程設計的順利進行及取得良好效果起著至關重要的作用。首先，學生要進行合理分組，每個組中要做到有優(yōu)秀的，一般的，和學習比較差的學生，這樣在設計過程中學習稍差的學生可以有優(yōu)秀學生帶動共同完成設計工作。如果較差的學生分為一組，組內大家都不會做，最后的結果就是抄襲一下別組的，起不到學習的效果。其次，指導教師要做好實習前的準備工作。制定好設計進度計劃，對輔導課進行詳細備課，做好輔導答疑工作。定期檢查學生的進度是否完成，做好階段性的檢查和評估總之，課程設計在整個機械設計基礎課程中是一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)讓學生對機械知識有了全面認識，同時也提高了專業(yè)綜合能力，受到了學生的歡迎。對于教師來說也是一個相互交流提高的機會，并在課程設計中應發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學中的問題，調整課程設計題目及方法手段，使其緊密結合生產(chǎn)實際。對學生加大創(chuàng)造性引導，提高課程設計的教學效果。

作者:柏莉 單位:白銀礦冶職業(yè)技術學院

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篇6

據(jù)統(tǒng)計，機械設計就業(yè)視角下機械設計制造及其自動化專業(yè)綜合能力培養(yǎng)羅蓉（重慶郵電大學自動化學院）制造及其自動化專業(yè)211院校就業(yè)率約為90%，全國就業(yè)率約為85%，就業(yè)率較高。而重慶郵電大學2007年第一屆招生58人，畢業(yè)時一次升學就業(yè)率達到100%。在良好的就業(yè)率情況下，就業(yè)后薪酬情況卻不理想。本專業(yè)就業(yè)工資水平存在著高低不齊現(xiàn)象，普遍情況并不高。據(jù)統(tǒng)計，70%的機械設計制造及其自動化專業(yè)學生畢業(yè)1年后的薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的比例為13%。就業(yè)時，扎實的專業(yè)知識和技能是學生就業(yè)的基本保障，而具有較強的專業(yè)知識綜合運用能力、專業(yè)實踐創(chuàng)新能力的畢業(yè)生在就業(yè)時尤為受到用人單位青睞。如何在就業(yè)中脫穎而出，如何獲得更優(yōu)厚的薪酬待遇，是學生的疑問，也是培養(yǎng)的難題。在學生培養(yǎng)過程中，對學生綜合能力的培養(yǎng)能有效的提高學生就業(yè)能力、專業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力和提升空間。

2綜合能力培養(yǎng)

對綜合能力的培養(yǎng)，需以扎實的專業(yè)知識和技能為基礎、充分的實踐動手能力為支撐，廣泛的學科前沿為引導，深入的科研科技活動為促進，綜合進行培養(yǎng)。

2.1專業(yè)知識和技能培養(yǎng)

優(yōu)秀的能力必須以扎實的專業(yè)知識基礎為保證。在學生的培養(yǎng)過程中注重專業(yè)核心課程的強化和體系化。如機械制圖/工程圖學、工程力學、機械原理、機械設計、機械制造與互換性原理、液壓與氣動等。作為以控制學科為背景，偏機電方向的機械設計制造及其自動化專業(yè)，交叉學科基礎知識同樣不可忽視。如傳感器與自動檢測技術、控制工程基礎、單片機原理及應用（含微機原理）、電機與拖動、數(shù)控系統(tǒng)設計、嵌入式系統(tǒng)設計與應用、可編程控制技術及應用、嵌入式系統(tǒng)設計與應用等課程的學習。其中，現(xiàn)代設計工具、應用軟件的培養(yǎng)可以突出和強化。如二維設計軟件AutoCAD的學習、掌握和熟練應用，三維設計軟件如SolidWorks、Pro/E、UG、CATIA的入門學習和應用，既可以讓學生掌握設計工具，又可以在就業(yè)時有特別的“一技之長”，占據(jù)優(yōu)勢。現(xiàn)代設計方法和技術是學生必備專業(yè)知識和技能之一，可以形成學生就業(yè)時的有效競爭力。

2.2實踐能力培養(yǎng)

在就業(yè)視角下，學生的實踐動手能力顯得尤為重要。各類實驗實訓課程培養(yǎng)學生分析問題，整合資源，分析需求，細化任務，提出方案并動手解決的能力。實驗實訓環(huán)節(jié)包括基礎的實驗、實習和上機等。如機械類專業(yè)的認識實習、金工實習、電裝實習、各類專題實驗、集中上機等，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。各類課程設計、綜合設計和畢業(yè)設計能培養(yǎng)學生批判性思考和創(chuàng)新性工作等能力。鼓勵學生參加各種社會實踐，如假期社會實踐、下鄉(xiāng)活動等，培養(yǎng)學生組織、管理、協(xié)調能力和社會責任感。

2.3學科前沿引導

學科前沿知識引導通過課程開設和特別引導兩個方面開闊學生視野，提升學生專業(yè)興趣和專業(yè)認同感。前沿課程開設包括智能機械方向知識，如機器人技術及應用、精密機械與儀表、光機電一體化系統(tǒng)設計、汽車電子等。智能制造方向知識，如智能制造系統(tǒng)概論、網(wǎng)絡制造、數(shù)字化設計與制造、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)等。特別引導從班導師引導、專家學者講座、高年級幫扶帶動等方面著手。班導師作為專業(yè)指導老師，負責學生專業(yè)思想教育、課程選擇指導、科研訓練輔導、就業(yè)方向引導。班導師吸納學生參加自己的科研工作，能更直接培養(yǎng)學生對專業(yè)前沿知識的掌握和參與，激發(fā)學生興趣，提高就業(yè)能力。高校營造的是嚴謹?shù)膶W術態(tài)度和開放的學術氛圍，鼓勵學生參加各類學術或科技講座，能更有效開拓學生視野，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。高年級的切身體驗和感受對于低年級有良好的促進和帶動作用。

2.4科研科技活動促進

鼓勵學生參加各種科研科技活動和競賽活動，在實踐中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識，提高學生創(chuàng)新能力。如各類科技競賽、科研項目、大學生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能讓學生創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)、評估和選擇完成工程任務所需的方法和技術，確定解決方案，形成較強的創(chuàng)新意識和進行產(chǎn)品開發(fā)和設計、技術改造與創(chuàng)新能力。

3結語

篇7

關鍵詞：機械設計；教學方法；技能；創(chuàng)新

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A

《機械設計基礎》是高職院校機械制造專業(yè)、機電一體化專業(yè)的專業(yè)基礎課程。學習這門課程，要求學生具備《機械制圖》、《工程力學》、《公差配合與尺寸測量》等先期課程的機械基礎知識和力學計算原理。通過機械零件設計的基本知識、基本理論及設計方法等內容的講授，培養(yǎng)學生分析和解決實際機械問題的綜合能力。同時為《機械制造技術》、《數(shù)控加工與編程》等后續(xù)課程的學習提供必要的機械設計理論基礎和實踐技能。

《機械設計基礎》是理論和實踐相結合的一門課程，具有很強的工程應用價值，重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和設計能力。目前，高職院校的學生多數(shù)都是從高中直接進入大學，沒有實際工作經(jīng)驗，對機械結構的了解非常有限，在學習過程中，無法將理論知識學習與生活和企業(yè)實踐結合起來，因此學生在學習《機械設計基礎》這門課程時困難比較大，教學效果不佳。如何上好這門課，激發(fā)學生的主觀能動性和學習熱情，使學生在教學過程中，既能掌握課程的基本理論知識，又能掌握一定的工程實踐技能，是我們高職教師教學方法研究的重要課題。

下面就根據(jù)高職人才培養(yǎng)目標的要求，以提高教學質量為目的，結合本人實際教學中的一些經(jīng)驗，就教學內容的調整、教學方法的改進、課程設計和教學團隊的建設等方面，對《機械設計基礎》這門課程的教學方法進行探討。

1調整教學內容，減少理論難度，增加技能培養(yǎng)

高職院?！稒C械設計基礎》課程應注意突出工程性和實踐。目前大多數(shù)高職教材在內容上追求理論知識的系統(tǒng)性和完整性，注重介紹機構設計理論和設計方法的研究，對現(xiàn)代機械理論的內容介紹較少，缺少實際機械結構的工程應用，而高職學院的學生普遍理論基礎較差，工程意識薄弱，往往在老師講解、分析機構組成和運動原理時感到茫然不知所措。因此，教師在講課過程中，應該根據(jù)高職高專的教育培養(yǎng)目標，減少理論教學的難度，突出實踐應用性，注重國家新標準、新技術、新內容的及時補充，適當調整教學內容。將知識進行優(yōu)化組合，強調基本概念、基本理論和基本方法，減少復雜的公式推導，力求使教學內容通俗易懂，讓學生容易理解和掌握，同時應注意將工程性和實踐性引入教學內容，增加對學生實踐技能的培養(yǎng)，提高學生的學習興趣。如，在講授平面四桿機構時，引入縫紉機腳踏板、小型農用柴油機、雷達、鶴式起重機、機械夾具、手動抽水機等工、農業(yè)生產(chǎn)、生活中常見的工程實例，通過分析這些機構的運動簡圖和觀看動畫視頻讓學生充分理解平面四桿機構的組成、類型和運動原理，在掌握理論知識的同時，讓學生直觀的認識四桿機構在工程中的實際應用；而在講授曲柄搖桿機構的急回特性時，引入牛頭刨床這個實例，通過刨床的結構演示和運動分解，讓學生觀察牛頭刨床加工工件時滑枕的工作狀態(tài)，知道進刀和退刀時速度快慢不同，掌握急回特性的產(chǎn)生及具體應用。通過這種理論知識與工程實踐相結合的教學方法，不僅能使學生掌握各章節(jié)所學的知識，還能逐步培養(yǎng)他們的產(chǎn)品設計能力和創(chuàng)造精神，真正做到學以致用。

2設計教學方法、加強學生主體意識

2.1重視新課導入

新課導入是課堂教學的第一個環(huán)節(jié)，對教學效果有直接的影響。新課導入的精彩，能提高學生的注意力，激發(fā)學習興趣。新課導入的具體方法，應該根據(jù)每次課的實際內容進行靈活的設計。有些延續(xù)性的知識，在新課導入時應先對上次課的內容進行復習和總結，這樣不僅可以鞏固知識點，也有助于本次課的承接和延續(xù)。例如，講授平面機構自由度計算時，就需要先復習上次課的知識：什么是自由度？什么是約束？什么是運動副及運動副的分類方法？構件及運動副中移動副、轉動副、高副的表示方法是怎樣的？這些問題，與本次課的學習有著非常大的聯(lián)系，可以提問讓學生回答，對前期知識進行回顧，又順利的引入本次課程的學習。

有些課程，可以用直觀法引入，達到創(chuàng)造學習情景，激發(fā)學生興趣的目的。如講授凸輪機構時，開課先讓學生觀看凸輪機構的幾個應用動畫，如，內燃機的配氣機構、自動送料機構等，吸引學生的注意力，讓他們思考機構的運動原理，引出本次教學的主要內容。有些課程，還可以通過比較法引入，加強新、舊知識點的聯(lián)系和對比，使知識更容易被理解和掌握。如，學習鏈傳動時，結合前期帶傳動的知識，先總結出鏈傳動相對于帶傳動能保持恒定的傳動比、傳遞的功率較大、能在惡劣環(huán)境下工作等優(yōu)點，然后列舉一個谷物播種機的實例，讓學生理解鏈傳動在生產(chǎn)中的實際應用，順利的引入新課的學習，進行鏈傳動的運動分析和設計計算。新課的導入方法很多，老師在授課中要從提高教學效果出發(fā)，深入理解教材內容，結合生活、工、農業(yè)生產(chǎn)中的機械運動實例，積累素材，不斷嘗試、設計新穎的課程導入方法，激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新力。

2.2采用任務驅動的教學方法

根據(jù)高職教學目標的要求，課堂教學已打破了傳統(tǒng)的“教”與“學”的過程，要求學生積極參與到整個教學過程中。這就需要教師精心設計教學過程，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生獨立思考，充分發(fā)揮他們的主體作用。任務驅動法就是一種很好的教學方法，教師可以根據(jù)教學中的的各章節(jié)內容，以培養(yǎng)學生自主能力為目標，設計出若干個典型工作任務配合理論教學。工作任務在各章節(jié)開課之初就布置給學生， 讓學生分組去完成，充分發(fā)揮學生的學習主動性和創(chuàng)造性。學生在任務的驅動下帶著問題學習，變被動學習為主動學習，既明確了學習目的，又使教師的教學內容有了側重點。工作任務可以讓學生在課后分組獨立完成，讓學生自己查閱資料，設計工作流程，畫結構圖、書寫任務書。課堂上老師組織學生匯報，分組討論，修改任務實施方案。學生最終完成的任務實施報告，作為課程考核的一項內容，按一定比例記入總成績。任務驅動法可以讓學生循序漸進的理解教學的知識點，促進學生積極參與教學，培養(yǎng)學生自主學習的能力。在完成工作任務的過程中，學生也會獲得查閱信息、獲得新知識的能力，分析問題、解決問題的能力以及交流與合作的能力。

2.3合理采用多媒體教學

機械設計基礎的教學內容涉及到許多傳動機構的組成、運動原理及工作過程。運用多媒體教學，結合大量的圖片、動畫和視頻展示，可以將許多復雜的機械運動過程演示出來，使學生對抽象的機構有了直觀、清晰的認識，提高了對知識的接受和掌握程度。如在講授鏈傳動時，通過觀看滾子鏈的組合與分解動畫，就能使學生對內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子的形狀和裝配組合有一個非常直觀的掌握；講授齒輪傳動時，齒輪的分類、漸開線齒廓的形成、齒輪的嚙合過程等知識也都比較抽象、難懂，傳統(tǒng)教學方法需要學生有較強的空間想象能力，而通過動畫演示，每個學生都能對結構和運動進行清楚、直觀的理解。與傳統(tǒng)板書的教學方法相比，多媒體教學課件圖文并茂的形式能夠充分活躍課堂氣氛，調動學生的積極性和學習興趣，提高教學質量。多媒體教學的效果與課件的制作好壞關系密切，因此教師要充分理解教學內容，把握高職機械設計的教學目標，制作高質量的多媒體課件服務于教學。作為一種教學手段，多媒體課件將教學內容分頁展示，不利于學生對知識進行系統(tǒng)的掌握，因此在教學過程中要注意合理使用多媒體教學，將它與傳統(tǒng)的板書有機的結合起來，可以在授課過程中，將本次課的知識點條理清晰的書寫在黑板上，供學生學習掌握，達到良好的教學效果。

3強化課程設計的目標

課程設計是《機械設計基礎》課程重要的實踐教學環(huán)節(jié)，是學生應用所學知識進行具體的機械設計訓練，通過課程設計能培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的綜合技能。課程設計和單元項目訓練不同，它不是某一部分知識的單獨應用，要求學生在掌握機械設計理論知識后進行綜合的技能訓練，因此教師在課程設計的題目選取上要進行全面考慮，盡可能多的涵蓋學過的理論知識，而且題目的難易程度要確保絕大多數(shù)學生能按時、合格的完成。為培養(yǎng)學生自主學習的能力，教師在選題時應該設計多個題目，同一個題目還可以設置不同參數(shù)，讓學生分組設計完成。每個學生的學習基礎和理解程度不同，對知識和技能的掌握程度也會有較大差異，通過課程設計，讓全組學生取長補短、互相學習，提高他們學習積極性和溝通協(xié)作能力。課程設計的目的就是要讓每個學生都能通過課程設計達到知識和技能的提高。

在設計之前應該組織學生進行機械結構的拆卸、安裝，熟悉各部分結構、功能、和各零件之間的聯(lián)接關系，建立具體的機械概念，讓學生明確設計目標，避免紙上談兵。機械設計時一定會涉及到機械結構的計算和參數(shù)選擇等問題，因此要指導學生獨立完成相關知識的復習、總結，指導學生查閱相關參考資料和手冊，解決設計中遇到的問題。學生最終設計、繪制完成的圖紙要整潔、清晰，符合機械加工的工藝要求。

4加強教學團隊的建設

加強教學團隊建設、構建合理的教學梯隊是高職院校提升教學質量、增加社會競爭力的重要保證。《機械設計基礎》課程由機械類專業(yè)的老師承擔授課，專業(yè)教學團隊中各成員的教學優(yōu)勢和專業(yè)特點各不相同，而且每個教師往往承擔本專業(yè)兩門以上課程的教學任務，各課程之間有一定的邏輯關系，教師間通過教學資源和教學技能的相互溝通，可以大大提高人才培養(yǎng)的質量。課程建設是高職院校教學改革的重點，課程教學改革和精品課程建設是提高教師教學水平的重要手段，課程團隊建設應以專業(yè)建設為背景，密切合作，對課程進行規(guī)劃設計，打造特色專業(yè)和精品課程，使課程真正發(fā)揮它在整個專業(yè)中的作用。高職院校應該充分發(fā)揮教學團隊在教學工作中的作用和意義，鼓勵教師加強教學研究和交流，改進教學內容和方法，開發(fā)各項教學資源，促進教學團隊各成員的主觀能動性，進行教學改革和創(chuàng)新。教學團隊建設要突出發(fā)展過程中的傳、幫、帶，大力培養(yǎng)青年教師，加強青年教師科研能力的培養(yǎng)力度。學院應該給教師創(chuàng)造外出培訓和交流的機會，加強教學研討，通過加強科研建設和科研投資，以科研促進教學，提高教師的整體教學水平。

《機械設計基礎》是高職院校機電專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程，教師在教學過程中，應該不斷進行教學方法的探討和改進，使學生掌握理論知識和設計要點的同時，培養(yǎng)專業(yè)設計能力，真正做到理論知識和生產(chǎn)實踐相結合，提高學生的綜合技能和創(chuàng)新意識。

參考文獻

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關鍵詞：高職班；互換性與技術測量；教學特點

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2012）06-0109-02

韶關市技師學院是一所由技工學校、高級技工學校到技師學院逐步晉升的技工院校。20世紀末期，我院的機械類專業(yè)就開始與普通高等院校聯(lián)辦了大專和本科兩個層次的高等職業(yè)教育班（簡稱為“高職班”）。本文將根據(jù)筆者的教學實踐，闡述在機械類專業(yè)“高職班”《互換性與技術測量》課程教學過程中的探索。

“高職班”的教育特點

“高職班”是技工院校與普通高等院校聯(lián)合辦學，根據(jù)市場需求共同開發(fā)的“雙學歷”本科（或大專）班，是一種“大學＋技?！钡慕逃绞?。畢業(yè)生實行“三證”畢業(yè)，即技工院校的預備技師證、高級工職業(yè)資格證（及相關專業(yè)的上崗證）及普通高等院校的函授本科（或大專）畢業(yè)證。“高職班”的教育特點主要體現(xiàn)在：教育制度“寬進嚴出”、教學安排“理論與實踐并重”、教學過程“突出技工教育以操作技能訓練為主的特色，保持高等教育培養(yǎng)扎實專業(yè)理論的本色”。

《互換性與技術測量》課程特點及教學目標

《互換性與技術測量》課程的發(fā)展是隨著機械工業(yè)互換性生產(chǎn)的發(fā)展而逐步進行的，它研究公差、檢測、標準來保證實現(xiàn)互換性生產(chǎn)，是機械類專業(yè)一門極其重要的專業(yè)基礎課。

（一）課程特點

該課程所包含的內容龐雜、名詞術語多、抽象概念多、符號代號多、涉及知識面廣。在專業(yè)教學中起到承上啟下的作用，是從基礎課過渡到專業(yè)課的橋梁，是聯(lián)系機械設計與機械制造課程的紐帶，更是一門理論與實踐相結合的課程。

（二）教學目標

該課程的教學目標是培養(yǎng)學生的工程實踐應用能力。該能力主要體現(xiàn)在五個方面：（1）工程圖樣的公差理解能力；（2）工程圖樣的公差標注能力；（3）零件的幾何精度設計能力；（4）零件幾何精度的檢測能力；（5）功能量規(guī)的設計計算能力。

課程教學中遇到的問題及應對措施

“高職班”的教育方式在我校雖然有十余年的發(fā)展歷程，但是教育的各個方面仍在不斷地完善和發(fā)展。在《互換性與技術測量》課程的教學中，教材由普通高等院校指定，而教學由技工院校組織和安排，教學中遇到的主要問題及應對措施如下。

（一）調整課程順序，注重課程銜接

該課程在我校中級工班的設置是在新生入學后的第二學期，甚至提前到第一學期，教學目標傾向于培養(yǎng)工程圖樣的公差理解能力，為理論與實踐一體化教學做準備。而“高職班”該課程的教學目標傾向于培養(yǎng)機械幾何精度設計及檢測能力，該目標的實現(xiàn)需要建立在學生學完《工程制圖》、《機械原理》課程的基礎之上，目的是為學習《機械設計》和《機械制造》課程奠定基礎。所以，該課程針對高職四年本科班應設在第四學期，三年大專班應設在第三學期，在《工程制圖》（第一、二學期）和《機械原理》（第二或第三學期）課程之后，與《機械設計》課程（第四學期）同步或之前開設，以保證能與相關課程銜接。

（二）調整課程內容，突出教學重點

按照教學計劃規(guī)定的課時，要完成該課程的全部教學工作是遠遠不夠的，但該課程與其他課程重復性內容較多。在工程制圖課程中，有專門的章節(jié)介紹零件幾何參數(shù)的公差標注，學完該部分內容之后，學生基本能理解“標注”的概念，但很難正確運用標注；專業(yè)一體化教學中對技術測量的理論與實踐要求較高，在專業(yè)技能項目訓練和零件的加工過程中，必須熟練掌握零件幾何參數(shù)誤差的控制和檢測；機制制造工藝學中需要通過對尺寸鏈的講解和計算來設計工藝過程、解決裝配問題。

我們對教學內容進行了相應的調整，以突出教學重點。具體調整情況是：（1）該課程中有關零件幾何參數(shù)的公差標注內容略講，通過展示幾張典型的工程圖樣來達到、甚至提高教學效果的目的。（2）有關技術測量和零件幾何精度檢測的內容不講，由專業(yè)一體化教學去完成。（3）有關常用典型件結合的互換性內容由教師引導、學生自學完成，教師針對各種常用典型件布置相關習題，讓學生自己思考。例如，在鍵結合的互換性中，我們布置的習題是：用平鍵聯(lián)結孔與軸以傳遞扭矩，繪出孔與軸的剖面圖，并標注槽寬與槽深的公稱尺寸與極限偏差。通過這類習題的完成，學生可以具備基本的公差設計能力，還可以回顧工程制圖的知識。（4）有關尺寸鏈的內容，重點講公差分配計算（即設計計算）。這些措施既可解決課時不夠的問題，又可提高學生的工程實踐應用能力。

（三）新舊標準對比，適應工程實踐

技工院校選用的教材普遍都是人力資源和社會保障部教材辦公室組織編寫的，這一系列的教材針對性強、改版較快，而且都是采用最新國家標準（簡稱新標）。目前，我?！案呗毎唷薄痘Q性與技術測量》課程使用的教材有兩個版本，分別由不同出版社出版，但兩本教材中所采用的都是舊的國家標準（簡稱舊標）。從新標的制定到貫徹實施需要少則幾年、多則幾十年的過程，在該過程中，經(jīng)常會遇到圖樣標注采用新標或舊標的情況，這導致我們培養(yǎng)的專業(yè)技術人員在工程實踐中難以適應。

在教學過程中，我們增加了新舊標準比照，以適應工程實踐。具體做法是：（1）“基本術語及其定義”內容按教材講；（2）“在圖樣上的公差標注練習”一律要求采用新標；（3）“國標規(guī)定的符號和代號”將新標與舊標對比；（4）在典型圖樣上進行新標與舊標標注的對比。

（四）提高教學效果，增強應用能力

在學生的課程設計、畢業(yè)設計中，我們發(fā)現(xiàn)圖樣標注五花八門、漏洞百出，“照葫蘆畫瓢”現(xiàn)象較多，知其然不知其所以然的問題較為常見，這說明該課程的教學效果有待提高。造成這種情況的原因是生源知識結構參差不齊、課程體系不完善、工程實踐應用較少。為了提高教學效果，增強知識應用能力，具體做法是：

分層教學、分類教學這里的“分層教學”僅指學校根據(jù)學生現(xiàn)有的知識結構把學生科學地分班，把有專業(yè)基礎的學生和沒有專業(yè)基礎的學生分別安排在不同的班級。“分類教學”僅指教師根據(jù)授課班級學生的現(xiàn)有知識結構及課程的結構體系，調整教學進度及教學內容的側重點，進行因材施教。對沒有專業(yè)基礎的學生，應該側重于基礎公差標準的理解和應用；有本專業(yè)基礎的學生，之前已經(jīng)學習過《極限配合與技術測量基礎》，教學中應該從互換性的角度出發(fā)，側重于機械零件的幾何精度設計的教學。

構建有利于提高教學效果的教學環(huán)境技工院校的教學環(huán)境對提高學生的感性認識是非常有利的，實習工廠隨處可見的機械及零、部件本身就是很好的教學實例。如果教師在課堂上能布置一些問題，讓學生去討論、去思考，以便其理論聯(lián)系實踐，對激發(fā)學生的學習興趣及提高教學效果是非常有利的。例如，在講幾何公差及公差帶的時候，為了更好地理解公差帶和正確合理地應用公差項目，通常會提出：機床導軌為什么要提出直線度公差要求，機床主軸為什么要提出跳動公差要求等常見問題讓學生思考。另外，傳統(tǒng)的課堂講授、板書有其不可取代的優(yōu)勢，在該課程的教學中尤為突出。在宣講國標的同時，更要注重國標的應用。先舉例、后查表、再計算，這些教學步驟應該以課堂板書為主，多媒體教學為輔。而多媒體的應用，主要體現(xiàn)在優(yōu)化課堂教學方面：（1）在教學中，需要大量的圖紙、圖例來輔助課堂教學，而通過多媒體展示圖紙、圖例，不但看得清晰，而且節(jié)省了畫圖、掛圖的時間，可以收到事半功倍的教學效果。（2）多媒體課件可以把抽象的幾何公差帶的形狀、大小、方向和位置變得直觀生動，彌補學生空間想象能力的不足，而教師在展示幾何公差帶的時候有足夠的時間強調其實際應用，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。

構建有利于提高教學效果的課程體系課程體系的構建對提高教學效果、明確教學目的是非常重要的。筆者將該課程教學內容劃分為兩個大的項目，如圖1所示。（1）以一典型零件為代表的零件幾何參數(shù)的互換性，該項目分別從基礎公差標準和零件幾何參數(shù)誤差的檢測兩個方面來研究保證零件幾何參數(shù)的互換性。（2）以減速器為代表的常用典型件結合的互換性，該項目從常用典型件的公差標準與檢測和尺寸鏈兩個方面研究保證常用典型件結合的互換性。

引入有利于提高教學效果的工程實例（1）在課程教學中，引入減速器零件精度設計的工程實例，讓學生作為參考；布置齒輪減速箱中典型零件的精度設計、某些檢驗零件的光滑極限量規(guī)及功能量規(guī)設計。（2）在學生學完《工程制圖》、《機械原理》和《互換性與技術測量》課程之后，安排“減速器測繪”的大型綜合作業(yè)。（3）機械設計中，通用零件設計的課題一般是減速器設計，減速器中包含了很多典型零件，也是機械零件精度設計的理想課題。通過這道綜合作業(yè)題的完成，不僅可以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，而且可以達到學以致用的教學目的。

經(jīng)過十多年的教學改革及實踐，我們深刻認識到“在高職班的專業(yè)課程教學中，既不能沿用技工院校的教學模式，也不能照搬高等教育的教學模式”。所以，我院“高職班”的《互換性與技術測量》課程教學雖然取得了較好的教學效果，但是我們一直在不斷地改革和創(chuàng)新。

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【關鍵詞】項目驅動法；機械設計基礎；教學；應用

《機械設計基礎》是一門很重要的技術入門課程它對以后實現(xiàn)機械產(chǎn)品設計很有幫助。這個課程里面的內容非常多而且還非常難以琢磨,教育材料普及性強涉及系統(tǒng)性強、它含蓋的關系、門類、要求、公式、圖表都非常多。歷經(jīng)許多年的時間得出了一個結論，原來的知識傳授型教學模式很難以取得對課程要求難以達到滿意度。

一、“項目驅動”教學法簡介

1.1項目驅動教學法介紹

項目驅動教學法可以理解為在教學實踐中，通過反復圍繞一個項目為中心點，再老師的輔助下學生會在強烈的任務問題驅動下，他們會通過對學習新知識的好奇心、積極的實踐，學習自主探索和學習小組互動協(xié)作，在完成指定目標的同時，使學生積極思考實現(xiàn)目標的活動。

1.2項目驅動教學法的優(yōu)越性

項目驅動教學法它是一種形式它的教學發(fā)是建構主義教學理論基礎上的。它的形式以一個目標為共同點、老師魏指導、學生為主的形式，通過學生的意識主動性，把原來的教學模式改變?yōu)橄雽W和主動學。在這個實踐的過程中，同學們在得到成就的同時還可以更大地激發(fā)他們的求知欲望，漸漸的形成了一種自己動手動腦的好習慣，通過實踐使學生養(yǎng)成單獨思考問題和敢于積極探索的能力。

1.3項目驅動教學法的實施步驟

項目驅動教學法的實施基本分為以下五個步驟：

二、項目驅動教學法在《機械基礎設計》課程教學中的應用示例

2.1《機械設計基礎》課程的總體設計

《機械設計基礎》課程的是通過機構和結構來完成總體設計的，它是通過總體機構的基本分析和總體實力、培養(yǎng)和訓練他們經(jīng)常用到的機械零部件的結構設計和培養(yǎng)訓練選型能力。再通過原來培訓項目的實施使他們完成機械傳動裝置結構與設計項目，使他們能獨立完成簡單機械與簡單機械傳動裝置的設計能力。重點培養(yǎng)他們綜合應用能力和培養(yǎng)他們設計基本技能的實踐。我們通過學校的辦學宗旨和學生的自身特點,將《機械設計基礎》主要內容設計成以下七個項目：

2.2項目驅動教學法教學案例

我們通過輪系的項目教學為例,項目內容為“鐘表機構中輪系的設計”。介紹項目驅動教學法的實施。首先介紹并設定目標。首先介紹的是鐘表的時針、分針和秒針之間的活動原理,告訴學生它的結構設計是應用了齒輪轉動來帶動三個指針相互運動的。并告訴學生他們的計劃目標,發(fā)放不同規(guī)格的齒輪好相應工具。讓學生對鐘表有一個整體認識并明白操作內容和初步操作的流程。為了使學生對鐘表相關知識有所了解還要傳授他們齒輪之間傳動比例計算方法和齒輪之間轉動方向的分辨辦法及相關理論知識,和完成任務的理論指導,要求學生依據(jù)原理設計做出設計步驟,計算不同型號齒輪的齒牙數(shù)量。學生可以挑選與項目對應齒輪來組裝鐘表,計算出指針之間的轉動方向是不是一樣。接著進行完成情況檢查。檢查他們組裝的鐘表是否能夠按照設定的比例進行運動、檢查齒輪的與數(shù)量合理性,挑選幾個好的給學生比較,讓學生總結自己的過失。問一些與課程有關系的題目讓學習思考,做到總結深挖的目的。然后布給學生布置作業(yè):車床床頭箱中掛輪的設計、減速器中輪系的設計。

三、項目驅動教學法在《機械基礎設計》課程教學應用中應注意的幾個問題

3.1項目的設計

在機電專業(yè)《機械設計基礎》項目教學法實施過程中,應考慮以下因素給學生安排任務:首先考慮學生畢業(yè)參加工作相近科目課程,這樣可以讓學生感覺課程很有實際性，使本課程的教學內容更貼近學生的就業(yè)崗位,令學生感到該課程有用讓他們感覺到課程有實際作用推動他們學習的積極性,再就是課程任務要結合教材范圍,以便使學生形成一個完整的本課程知識體系;另一方面,在覆蓋本課程知識的基礎上,本著“理論知識必需、夠用”的高職教學原則,給學生的任務要根據(jù)情況適當?shù)臏p免和逐步的遞增,為學生持續(xù)發(fā)展奠定基礎。為便于學生能力遷移，布置任務的復雜度不要太功利性。應分級合理有容易到復雜漸漸循環(huán)。只有這樣的項目，才能調動學生的積極性，才能更好的實現(xiàn)教學目的。為了更好地調動學生的積極性，充分發(fā)揮學生的主體作用，可把學生分為幾個團隊，每個團隊選一個領導，讓他負責團隊的學習招開討論會及安排項目，給每個人分配任務，讓他們知道什么時間到哪些單位去調查，調查哪些人物，如何探討問題原因，通過什么方法去改進等等。學生按項目要求進行協(xié)作學習，圍繞項目開展小組討論、分析、研究，并寫出研究報告。

3.2項目的實施

一是實施計劃在項目實施過程中，不論是查找資料還是設計調研使用工具的準備教師都不要摻預讓學生單獨完成，讓學生在“做中學，學中做，做中練”，在項目完成的整個經(jīng)過中讓學生提高知識、熟練計能、積累經(jīng)驗。教師的作用是引導、督促、檢查，及時幫助學生解決小組在項目進行過程中出現(xiàn)的困難和問題，保證項目順利完成。二是由于將子項目分解成一個個具體的學習任務,為了避免學生自己忙自己的不利于知識的全面發(fā)展，所以教師應當不定期的抽查學生提出不同的問題讓他們答復，這樣有利于學生團隊協(xié)作全面掌握知識。

3.3項目的總結和評價

每個子項目課程完成后,都要讓學生就行匯總，討論，讓他們對自己在團體中發(fā)揮的作用就行自我總結并說出自己的不足,再由指導教師和其他組學生進行檢查、答辯和評分。老師和學生一起思考這個項目、判斷項目工作中出現(xiàn)的問題和應采用的解決問題方法。再就是要堅持結果與過程相結合的原則。不既要有以項目課程完成質量優(yōu)余劣,符合不符合設計,注重成果是必須的,還要有以項目完成經(jīng)過中知識和技能掌握的程度,學習的積極性進行考試,結合理論實踐完整這個過程。

四、結束語

項目驅動教學法打破了傳統(tǒng)的“教師以講課為主，學生以聽課為主”的傳統(tǒng)教學方試，再布置任務的實踐過程中也發(fā)現(xiàn)了不少問題。例如教學過程中普遍存在重流程輕思維、重技術輕人文、重模仿輕創(chuàng)新的現(xiàn)象,產(chǎn)生了為教學而教學與實際需求不符合，他就形成了典型的我教你學的局面,很不利于調動大部分同學的積極性;學生雖能跟著“依葫蘆畫瓢”,以后出現(xiàn)了新問題他們自己就解決不了，項目規(guī)模與教學任務不適應;過于貪大求全等,嚴重降低了項目驅動實效。因此，在今后的教學實踐中對于這種教學方法的應用還需要我們不斷地加以探索和研究。

參考文獻

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關鍵詞：計算機輔助設計；應用；機械設計

Abstract: With the development of society, the application of computer technology in all walks of life, in the field of mechanical manufacturing, computer aided design has brought a new revolution for the machinery manufacturing industry, not only improve product design accuracy, shorten the product development cycle, to create efficient, safe products. In this paper, based on the development of computer aided design illustrates the importance of computer aided design; then to design application, the reverse engineering technology of CAD automobile cover mould as an example, discuss the application of computer aided design in mechanical design.

Keywords: computer aided design; application; mechanical design

中圖分類號：TH122

1計算機輔助設計的發(fā)展及重要性

機械設計是機械工程的重要組成部分，是機器生產(chǎn)的前提，同時也是決定機械性能的最主要因素，一部機器的質量及工作性能的好壞很大程度上取決于設計質量，狹義的機械設計僅指技術性的設計過程，廣義的機械設計是指設計者根據(jù)使用要求和現(xiàn)有的條件，對機械的工作原理、結構、剛度和強度、各個零部件的材料和形狀尺寸、以及方法、力和能量的傳遞方式等進行分析、構思和計算，并將其形成具體的描述以作為機械制造依據(jù)的工作過程。這不僅是一個創(chuàng)造性的工作，同時也是建立在豐富的成功經(jīng)驗基礎上的工作，只有將兩者結合起來，才能設計出高質量的機器。

機械設計的所有步驟幾乎都需要計算機的幫助。圖形的編輯、修改，大量數(shù)據(jù)的計算和比較，對零部件動力、強度等方面的精確測試，都需要相應的計算機軟件的支持。除了這些繁瑣的工作可由計算機替代外，設計者還可以利用計算機進行虛擬樣機的構建，也就是根據(jù)圖紙，在計算機上制造一個模擬樣機，對它的工作性能、受力情況、熱度等各方面進行驗證，根據(jù)出現(xiàn)的狀況修改原設計，從而達到完善的程度。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機正在越來越廣泛地應用于機械設計的各個方面以及各種各樣的機械設計中，它在提高機械設計的質量和轉化為實際制造的效率方面，發(fā)揮著重要作用。計算機輔助設計便是伴隨著計算機技術的發(fā)展而出現(xiàn)，并廣泛應用于多種學科的一種方法。計算機輔助設計又被稱作“CAD”，是由計算機幫助設計人員完成機械設計中的計算、制圖、模擬等工作，并在不斷修改和反復驗證的基礎上，輸出滿意的設計結果和最后的產(chǎn)品圖紙的一門技術。

20世紀 60 年代初，麻省理工學院的一名研究生發(fā)表了題為《人機對話圖形通信系統(tǒng)》的論文，首次提出了交互技術及計算機和圖形符號的存儲采用分層的思想，為 CAD 技術的確立提供了理論支撐。隨著這一理論的不斷完善，眾多行業(yè)的領軍人物開始認識到計算機輔助技術的重大作用，并投入重金研發(fā)。美國的 IBM公司開發(fā)了以大型機為基礎的CAD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繪圖、數(shù)控編制等功能，之后有關計算機輔助設計的研制與開發(fā)接踵而至，通用汽車公司研制出了用于汽車設計的DAC- 1 系統(tǒng)，洛克希飛機公司研發(fā)的 CADAM系統(tǒng)，適用于不同階段的飛機設計。這時的計算機輔助設計系統(tǒng)都是在大型機或超級小型機的基礎上開發(fā)的，購買這套系統(tǒng)通常需要上百萬美元，因而這一系統(tǒng)只在經(jīng)濟實力比較雄厚、規(guī)模較大的航空、汽車、輪船、石油等行業(yè)應用。在 20 世紀 70 年代初出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)FMS，“柔性”意為在使用計算機制造產(chǎn)品的過程中，制造系統(tǒng)會根據(jù)所編程序中指令的變換而改變加工過程，這種適應性以及加工的靈活性被稱為“柔性”。我國對 FMS 的定義為：柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設備、物料儲運裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)，包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調整，適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)。隨著計算機技術、通訊技術等的發(fā)展，CAD 技術也日益走向完善，比如 80 年代出現(xiàn)的由超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲器件，使得 CAD 技術在中小企業(yè)逐漸普及，從飛機、汽車到服裝、建筑、出版等行業(yè)都開始采用 CAD 技術。如今，計算機輔助設計技術已在機械制造業(yè)得到廣泛應用，而且現(xiàn)在的 CAD 應用系統(tǒng)可以將機械設計中的繪圖、分析、數(shù)據(jù)處理、仿真、加工修改等一系列環(huán)節(jié)集于一身，大大縮短了設計時間，提高了設計效率和質量，降低了生產(chǎn)成本與制造周期。CAD 的常用軟件有很多，但由ParametricTechnology 公司推出的Pro/Engineer 產(chǎn)品，在目前三維造型軟件領域中占有重要地位，引領著CAD 技術的新潮流。

2逆向工程中CAD的應用

逆向工程是一種消化、吸收先進設計的重要手段。技術的自主研發(fā)固然重要，但研發(fā)成本卻是相當高昂的，而且研發(fā)過程還受到科技人員的素質、國家財政的投入、現(xiàn)有條件等各方面因素的影響，因而一項新技術的產(chǎn)生通常需要幾年甚至十幾年的時間，這對于技術條件及設備相對落后的發(fā)展中國家而言是不可想象的。因而，充分利用他國的科技成果，在消化、吸收的基礎上再進行創(chuàng)新不失為一種加快科技發(fā)展的重要手段。日本在二戰(zhàn)結束后的重新崛起，很大程度上是因為他大規(guī)模引進美國、英國等歐洲發(fā)達國家的先進技術，并做了很好地消化吸收，從而轉化為本國生產(chǎn)力的一部分。逆向工程就是在只有產(chǎn)品或實物模型的條件下，在了解產(chǎn)品原設計的基礎上，逆向重構產(chǎn)品零部件的 CAD 模型，已達到設計創(chuàng)新的目的。以前的“逆向工程”技術的研究和應用都集中在實物方面，即在拆解原有產(chǎn)品的過程中，重建產(chǎn)品實物模型，以實現(xiàn)新產(chǎn)品的制造。隨著現(xiàn)在機械制造技術的發(fā)展，可以通過坐標測量設備、通用的CAD軟件等方法，把實物樣件轉化為 CAD模型，綜合利用 CAM（計算機輔助制造）、CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)） 等技術對其進行處理和再設計。Pro/Engi-neer軟件中 SCAN- TOOLS是一個專用的逆向設計模塊，可以通過數(shù)據(jù)點構造網(wǎng)格曲線，并對點云進行擬合，以得到光滑、連續(xù)的曲面，再對曲面進行交互修改，從而得到與實物一致的CAD 模型。SCAN- TOOLS與 Pro/SURFACE 配合使用，可以在曲面生成后，通過切割、裁剪、延伸等工作，將曲面轉換為實體，再利用Pro/Engineer軟件基于特征的參數(shù)化設計功能，完成模型的二次設計，實現(xiàn) CAD模型的重建。

3 汽車覆蓋件模具設計中的 CAD 應用

汽車覆蓋件模具設計不僅影響到汽車車型，也是汽車個性化和更新?lián)Q代的標志。然而在現(xiàn)實的汽車覆蓋件模具設計中，經(jīng)常發(fā)生設計人員的設計與制造、工藝人員的工作相沖突的情況也就是設計者的設計不能很好地進入生產(chǎn)、制造環(huán)節(jié)，甚至還會進行返工、再設計，這不僅增加了設計成本，拖延了生產(chǎn)時間，還可能造成失去市場競爭力的嚴重后果。為避免這種情況的發(fā)生，應盡量在設計環(huán)節(jié)排除這些問題。

汽車覆蓋件模具的設計過程一般包括：根據(jù)市場需求進行模具概念設計；對模具的結構、熱度、工藝問題等進行分析并畫出圖紙；根據(jù)圖紙進行 CAD模具結構造型設計；將 CAD 造型鑄造為實物，如有矛盾或不當之處，再返回 CAD 設計。CAD 造型設計是整個設計的關鍵環(huán)節(jié)，此處出現(xiàn)問題將會影響后期的汽車生產(chǎn)，因而必須要做好 CAD 的造型設計。比如對某款汽車的車門做一些設計上的更新，首先需要獲得車門零件的幾何模型，然后運用三坐標測量機對零件的結構進行分析，再使用特定的測量方法采集數(shù)據(jù)，運用相關測量設備對數(shù)據(jù)進行處理，最后再利用 Pro/Engineer 軟件進行模型重建，通過Pro/Engineer 的模具設計及數(shù)控加工功能，迅速完成汽車車門的模具設計及零件的 NC加工。

4 結語

算機輔助設計技術在確保機械設計的精度、處理機械設計中的大量數(shù)據(jù)、繪制復雜圖形等方面發(fā)揮著重要作用，但這些計算機輔助設計的技術大都產(chǎn)自歐美等發(fā)達國家，我國自主研發(fā)的較少，加之對引進他國的技術沒有完全消化，致使我國的機械制造業(yè)水平同國外相比，還存在較大差距，僅以目前的礦山機械設備為例，我國的輸送機特性研究只有理論，還沒有成熟的安全設計方法。因而，應加強計算機輔助設計的自主研發(fā)能力，為我國的機械設計提供必要的技術支撐，從而提高我國的機械裝備水平。

參考文獻：

[1] 劉書君. CAD技術在機械設計中的應用[J]. 化學工程與裝備. 2008(11)

[2] 張瀟云. 淺談計算機在機械設計中的應用[J]. 陜西煤炭. 2001(01)