序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1.2多種教學(xué)方法結(jié)合機(jī)械基礎(chǔ)課程實(shí)踐性強(qiáng)，傳統(tǒng)的理論教學(xué)采用“填鴨式”的教學(xué)方法，教學(xué)過程中教師和學(xué)生之間缺乏互動，學(xué)生被動接受知識，學(xué)生感到枯燥乏味，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。采用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。對于工程力學(xué)基礎(chǔ)、工程材料基礎(chǔ)知識、基本概念等采用講授式教學(xué)法。教學(xué)過程中教師要注意和學(xué)生的良好互動，避免注入式教學(xué)。機(jī)械設(shè)計(jì)中的常用機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動、軸系難度大和實(shí)際聯(lián)系密切，采用討論式教學(xué)。理論知識講解前，選擇和生產(chǎn)實(shí)際常見的議題，在學(xué)生充分討論后，教師再講解，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，避免了“教師教、學(xué)生被動學(xué)”的單一教學(xué)模式，達(dá)到事半功倍的效果。采用典型案例教學(xué)法，如以齒輪軸為典型案例，通過材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核、公差與配合的選擇、機(jī)械加工工藝制定等環(huán)節(jié)，可以把工程力學(xué)、工程材料、互換性與技術(shù)測量、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械加工的相關(guān)知識聯(lián)系在一起，架起了課程的橋梁，知識結(jié)構(gòu)相互銜接，課程體系更加完善。

1.3采用多種教學(xué)手段提高教學(xué)效率機(jī)械基礎(chǔ)課程的研究內(nèi)容比較抽象，相當(dāng)一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)因缺乏空間想象力和工程設(shè)計(jì)而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。課程學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多，采用現(xiàn)代教育技術(shù)方法，通過運(yùn)用多種媒體，提高課堂效率，有效提高教學(xué)效果。講解平面連桿機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動、金屬切削機(jī)床、輪系、液壓系統(tǒng)原理時(shí)，由于學(xué)生沒有實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)歷，缺乏相應(yīng)的想象能力，采用動畫技術(shù)，生動形象，讓零部件運(yùn)動起來，使抽象理論直觀化；講解連接、軸系、切削加工方法、液壓元件時(shí)，采用實(shí)物、幻燈片、圖片展示教學(xué)內(nèi)容，生動形象，增加學(xué)生感性認(rèn)識，拉近書本知識和生產(chǎn)實(shí)際的距離，加深學(xué)生對理論知識的理解，更好地突出教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1.4增加綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)為4學(xué)時(shí)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)為認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備是機(jī)械基礎(chǔ)陳列柜和模型，以演示講解為主，時(shí)間多集中安排在課程中期。改革后，開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，不占實(shí)驗(yàn)課時(shí)，時(shí)間安排每個(gè)模塊的理論課講授之前，學(xué)生遞交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過認(rèn)知實(shí)驗(yàn)使學(xué)生建立機(jī)械零配件的結(jié)構(gòu)、機(jī)械加工、液壓傳動系統(tǒng)的感性認(rèn)識，對機(jī)械基礎(chǔ)知識有一個(gè)初步了解。增加綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。①軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。軸系結(jié)構(gòu)是回轉(zhuǎn)機(jī)械的重要組成部分，軸系結(jié)構(gòu)的性能決定機(jī)械的性能和壽命。軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐性強(qiáng)，涉及內(nèi)容多，靈活性大，是課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過拆卸、結(jié)構(gòu)分析、裝配、調(diào)整、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程，學(xué)生掌握軸系設(shè)計(jì)的步驟和方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。②機(jī)械傳動方案的創(chuàng)新組合設(shè)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)。傳動方案的設(shè)計(jì)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)教師的要求，選擇傳動類型、自行設(shè)計(jì)傳動方案，根據(jù)設(shè)計(jì)方案自行組裝，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和動手能力。通過開設(shè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過方案構(gòu)思和改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)操作和觀察，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

1.5增加具有食品工程教育特色的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)增加工程訓(xùn)練，訓(xùn)練時(shí)間安排在理論課開課后第6周。工程的本質(zhì)是一種社會實(shí)踐，在科學(xué)的基礎(chǔ)上增加工程訓(xùn)練的內(nèi)容。學(xué)生知識面窄、面向工程實(shí)際不足，沒有足夠的工程訓(xùn)練，現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)思想、方法和綜合應(yīng)用多方面的知識解決工程實(shí)際問題的能力不足。工程訓(xùn)練中，學(xué)生學(xué)習(xí)金屬加工工藝知識，自己動手操作各種設(shè)備，使用多種量器具，增強(qiáng)動手能力，激發(fā)創(chuàng)新欲望，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。增加課程設(shè)計(jì)，時(shí)間安排在理論課結(jié)束后進(jìn)行。課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識分析和解決問題及獨(dú)立思考的能力。課程設(shè)計(jì)時(shí)間1周，工作量大、時(shí)間緊。采用接近工程實(shí)際的題目：一級減速器設(shè)計(jì)或小型食品加工機(jī)械等。每個(gè)學(xué)生的任務(wù)書各不相同，設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)思路完全由學(xué)生組織設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮以學(xué)生為主的教學(xué)理念。學(xué)生基本具備機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、材料的選擇、會查閱資料，能夠正確使用國家標(biāo)準(zhǔn)，繪制工程圖的能力。通過課程設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)知識，掌握機(jī)械方面的設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程意識、分析問題和解決問題的綜合能力。

1.6考核方式改革課程考核方式，實(shí)行教學(xué)全過程多次考核和考查，提高平時(shí)成績在總成績中的比例。理論考核采用閉卷考試，成績占課程成績的70%；實(shí)驗(yàn)考核成績占課程成績的30%。細(xì)化實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)效果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告多方面考核，注重實(shí)驗(yàn)過程和創(chuàng)新能力的考核；工程訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)單獨(dú)考核。

篇（2）

從上個(gè)世紀(jì)60年代起，我國的工業(yè)與軍用電子裝備開始從仿制走向自行研制，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展歷程，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，目前已在電子裝備的設(shè)計(jì)與制造上走向世界的先進(jìn)水平，與此同時(shí)也深刻認(rèn)識到結(jié)構(gòu)與工藝對電子裝備的性能有著重要的影響，電子裝備中電氣設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝是密不可分的，并趨向融為一體設(shè)計(jì)。電子機(jī)械是研究電子與信息系統(tǒng)中的機(jī)械與結(jié)構(gòu)問題的一門機(jī)電光相結(jié)合的邊緣學(xué)科，它通過研究機(jī)械、電磁、熱之間的耦合關(guān)系，把電子設(shè)備的原理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為機(jī)械和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高其在機(jī)械、電磁、熱環(huán)境中的可靠性，以保證其電氣性能指標(biāo)。與一般機(jī)械專業(yè)相比，電子機(jī)械的研究有其自身的特點(diǎn)：在目的上，電子機(jī)械在于捉高電子裝備系統(tǒng)的電氣性能，而常規(guī)機(jī)械則是為了提高其機(jī)械性能。在實(shí)現(xiàn)手段上，前者主要通過改變、優(yōu)選機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝來實(shí)現(xiàn)，而后者則主要通過電子信息、光電子信息來實(shí)現(xiàn)。在機(jī)電一體化的載體方面，前者是電子系統(tǒng)，后者為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。從對系統(tǒng)的重要程度看，機(jī)電一體化對電子裝備而言不但重要而且是其生命之所在?，F(xiàn)代國防武器裝備對軍用電子裝備提出了越來越高的要求，突出表現(xiàn)為高頻段、高增益，快響應(yīng)、高指向精度，高密度、小型化。為適應(yīng)上述發(fā)展趨勢和要求，在電子信息行業(yè)，亟須培養(yǎng)具備電子機(jī)械專門知識，從事電子機(jī)械的工程應(yīng)用型人才和研究人才。

 

二、電子機(jī)械人才知識結(jié)構(gòu)體系和課程結(jié)構(gòu)體系

 

如何有效地培養(yǎng)出適應(yīng)電子信息領(lǐng)域需求的高層次電子機(jī)械人才，或者說，如何科學(xué)合理地建立起電子機(jī)械人才培養(yǎng)模式和課程結(jié)構(gòu)體系，是我們從創(chuàng)辦這一專業(yè)開始就一直探討的問題。一個(gè)真正合格的電子機(jī)械人才必須把機(jī)械知識和電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)等知識有機(jī)地融合在一起，全面、綜合地設(shè)計(jì)電子設(shè)備。在制定教學(xué)計(jì)劃和建立課程體系時(shí)，從構(gòu)建學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的角度，按模塊化分課程體系更容易建立知識結(jié)構(gòu)與課程體系的對應(yīng)關(guān)系。將電子機(jī)械方向人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)，劃分為基礎(chǔ)知識模塊、專業(yè)基礎(chǔ)知識模塊和專知識模塊?；A(chǔ)知識模塊分為工程基礎(chǔ)知識、機(jī)械基礎(chǔ)知識、電子及信息基礎(chǔ)知識、機(jī)電控制基礎(chǔ)知識和工程測量基礎(chǔ)知識5個(gè)子模塊，重點(diǎn)是保證學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)、良好的外語能力和熟練的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。專業(yè)基礎(chǔ)知識模塊主要是掌握機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)的通識知識，包括機(jī)電一體化知識、機(jī)電控制工程知識等。專業(yè)知識模塊是在結(jié)合基礎(chǔ)知識模塊如何構(gòu)建交叉融合的知識結(jié)構(gòu)，對于電子機(jī)械培養(yǎng)方向，除了掌握機(jī)電一體化方面的基礎(chǔ)知識之外，更重要的是掌握面向電子信息領(lǐng)域的電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和集成化制造方面的知識，這其中主要包括電子設(shè)備環(huán)境防護(hù)、天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、辦公自動化設(shè)備和高密度組裝等知識。

 

由于電子機(jī)械方向涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識，課程設(shè)置的主要問題是如何在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)合理地安排機(jī)、電等多學(xué)科的課程問題，如果只是將課程硬性疊加，則學(xué)生不堪重負(fù)，且學(xué)生對相關(guān)知識的應(yīng)用不能有機(jī)地結(jié)合，會使學(xué)生感到對各方面的知識都沒有學(xué)好，因此必須對原有機(jī)類和電類課程進(jìn)行優(yōu)化、精簡、合理的組合并創(chuàng)新。我們結(jié)合自身的情況，所遵循的原則是：“面向電子信息領(lǐng)域，以電子設(shè)備CAD/CAM為主線，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為核心，強(qiáng)化基礎(chǔ)、注重實(shí)踐”。貫穿4年培養(yǎng)計(jì)劃的主線是電子設(shè)備設(shè)計(jì)制造綜合能力培養(yǎng)。在培養(yǎng)計(jì)劃和課程體系的框架上，結(jié)合電子機(jī)械知識結(jié)構(gòu)體系要求，2005年，按照教育部新的專業(yè)目錄，本專業(yè)制定了新的教學(xué)計(jì)劃和課程體系，我們設(shè)計(jì)了平臺模塊式課程框架結(jié)構(gòu)，突出了課程的整體優(yōu)化與整合，突出了加強(qiáng)基礎(chǔ)，突出了方向的靈活性和適應(yīng)性。新的課程體系課內(nèi)總學(xué)時(shí)設(shè)定為2559學(xué)時(shí)，其中分為必修課、限選課與選修課程，開出課程總學(xué)分為272.5，準(zhǔn)許畢業(yè)的最低學(xué)分186.5。

課程體系為四級平臺(平臺體現(xiàn)了課程的分類與整合)：

 

1.公共基礎(chǔ)平臺。作為通識教育部分，對全校學(xué)生統(tǒng)一要求。課程分為5大模塊：數(shù)學(xué)、自然科學(xué)模塊，人文社會科學(xué)模塊，工具與方法類模塊工程概論模塊以及體育。

 

2.機(jī)械工程學(xué)科群技術(shù)基礎(chǔ)平臺。(這一平臺課程與部分機(jī)電工程學(xué)院其他專業(yè)共同使用。)

 

3.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)平臺。

 

4.電子機(jī)械方向平臺。

 

三、課程的建設(shè)與改革工作

 

1.機(jī)電化合，解決機(jī)電結(jié)合、設(shè)計(jì)與制造相結(jié)合過程中教學(xué)時(shí)數(shù)劇增的問題

 

正確處理機(jī)械與電子、設(shè)計(jì)與制造的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)以機(jī)為主，以設(shè)計(jì)為主。在教學(xué)計(jì)劃實(shí)施過程中，機(jī)械類課程中基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課與一級機(jī)械類專業(yè)一致。電子類課程主要著重基本原理與定性設(shè)計(jì)，區(qū)別與電子類專業(yè)。專業(yè)課程中重點(diǎn)探討機(jī)械結(jié)構(gòu)如何保證優(yōu)良的電子性能。

 

2.設(shè)置與電子機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容

 

針對電子信息行業(yè)特點(diǎn)，開設(shè)具有明顯電子機(jī)械特色的課程，如：電子設(shè)備熱控制技術(shù)、天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁兼容性設(shè)計(jì)、現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝學(xué)等課程，以使所培養(yǎng)的人才能自如地應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進(jìn)行電子行業(yè)電子設(shè)備設(shè)計(jì)的技術(shù)工作。

 

3.全方位提高學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)

 

通過豐富多樣的方式培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，尤其是學(xué)生參加科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，一直是課程體系改革追求的目標(biāo)。首先在加強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)的同時(shí)，實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放制度，增加電子機(jī)械方向上綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其次實(shí)行導(dǎo)師制，遴選優(yōu)秀學(xué)生在本科階段參加導(dǎo)師的科研工作。再者組織學(xué)生參加“全國大學(xué)生機(jī)器人大賽”，“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽”、“全國挑戰(zhàn)杯競賽”、“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”、“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”等活動。通過這些措施，在相當(dāng)程度上激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了科研能力，也進(jìn)一步夯實(shí)了基礎(chǔ)。

 

4.結(jié)合專業(yè)發(fā)展的要求，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

 

實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生綜合素質(zhì)和科學(xué)思維培養(yǎng)的重要場所。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要，我們把本學(xué)科實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)和管理體制改革結(jié)合起來同步進(jìn)行，以先進(jìn)制造技術(shù)為基礎(chǔ)，以制造信息技術(shù)為紐帶，建設(shè)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室。在機(jī)電工程學(xué)院形成了一個(gè)集現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)、測試測量技術(shù)、信息技術(shù)為一體的院級綜合實(shí)驗(yàn)平臺。為本科生及研究生的基本技能訓(xùn)練、創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供強(qiáng)有力的支持。

 

5.抓好教材建設(shè)工作，形成具有本學(xué)科特色的教材體系

 

篇（3）

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.117

1 概述

金屬結(jié)構(gòu)類課程是長春工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)結(jié)構(gòu)方向的一類非常重要的專業(yè)課，它是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括設(shè)計(jì)、加工制造和安裝三個(gè)過程。本類課程包括《金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《水工金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《金屬結(jié)構(gòu)制造及安裝》、《金屬結(jié)構(gòu)涂裝技術(shù)》、《金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測技術(shù)》及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工機(jī)械》等一系列課程及相關(guān)的課程設(shè)計(jì)。

通過本類課程的教學(xué)，使學(xué)生獲得鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的工作原理和設(shè)計(jì)方法的基本知識及典型金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造及安裝方面的知識；具備正確運(yùn)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊設(shè)計(jì)常用鋼結(jié)構(gòu)的基本能力。該類課程范圍廣，涉及到機(jī)械、材料、土木、化工、水利等多個(gè)領(lǐng)域，而且實(shí)踐性較強(qiáng)，然而在教學(xué)過程中各課程之間與實(shí)踐環(huán)節(jié)的銜接性不夠，實(shí)踐教學(xué)多為理論課程服務(wù)；對學(xué)生工程應(yīng)用能力獲取和工程素質(zhì)形成缺乏認(rèn)識；實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間保證也存在問題。

本文借助CDIO教學(xué)理念，堅(jiān)持以寬口徑、強(qiáng)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，積極引導(dǎo)學(xué)生個(gè)性發(fā)展，柔性化培養(yǎng)，采用“理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué)”的三元化教學(xué)模式，對金屬結(jié)構(gòu)類課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探討。

2 基于CDIO的金屬結(jié)構(gòu)類課程教學(xué)模式改革

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。其培養(yǎng)的能力應(yīng)該具有工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面?；贑DIO思想對金屬結(jié)構(gòu)類課程教學(xué)模式進(jìn)行了改革。

2.1 課程結(jié)構(gòu)

金屬結(jié)構(gòu)類課程內(nèi)容多、范圍廣、實(shí)踐性強(qiáng)。在基礎(chǔ)教學(xué)中，以工程實(shí)踐入門，探討激發(fā)學(xué)生興趣的新的課程結(jié)構(gòu)體系。首先以工程實(shí)踐為導(dǎo)向，向?qū)W生闡明該學(xué)科的基礎(chǔ)知識；其次在課程學(xué)習(xí)中，將個(gè)人的產(chǎn)品交流能力以及產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力的培養(yǎng)看作是這個(gè)課程計(jì)劃不可分割的一部分。比如在講受彎構(gòu)件梁的時(shí)候，先以鍛煉身體的單杠作為對象，提問單杠的組成，從而引入梁構(gòu)件。接著提問單杠在使用過程中受到那些力的作用，設(shè)計(jì)過程中需要考慮那些因素，讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計(jì)交流能力的培養(yǎng)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容及方法改革

以CDIO教育理念為思想，根據(jù)課程結(jié)構(gòu)體系完善課程教學(xué)內(nèi)容，并探討基于主動經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法的有效的教與學(xué)。

2.2.1 以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合工程應(yīng)用型人才能力素質(zhì)要求，明確了“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”以培養(yǎng)學(xué)生基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)能力，“輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水工金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)典型金屬結(jié)構(gòu)的能力；“金屬結(jié)構(gòu)制造及安裝、金屬結(jié)構(gòu)涂裝技術(shù)、金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工機(jī)械”以培養(yǎng)學(xué)生的制造及安裝應(yīng)用能力為教學(xué)目標(biāo)。

2.2.2 以典型工程案例為教學(xué)載體

各教學(xué)環(huán)節(jié)精選具有典型的工程案例作為具體的教學(xué)內(nèi)容，這些工程案例均來自具體工程單位并且是真實(shí)的工程任務(wù)。如講授輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，課前教師提出與輕鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)的一個(gè)典型工程案例（校工程訓(xùn)練中心廠房），學(xué)生查找相關(guān)資料；課上教師講授，并讓學(xué)生分組討論或辯論；課后學(xué)生自己選擇一定的實(shí)例來設(shè)計(jì)完成此節(jié)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。最后才是學(xué)生做課后作業(yè)。該過程是一個(gè)主動學(xué)習(xí)的過程，讓學(xué)生致力于對問題的思考和解決。

2.2.3 以問題驅(qū)動為教學(xué)方法

在教學(xué)方法上采用了問題驅(qū)動方式進(jìn)行，即通過具體任務(wù)問題，驅(qū)動學(xué)生參與全部教學(xué)過程。

2.2.4 以小組合作為教學(xué)組織形式

學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中，以小組合作的形式來完成具體的教學(xué)任務(wù)。例如，在實(shí)施“金屬結(jié)構(gòu)制造綜合訓(xùn)練”教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生根據(jù)個(gè)人的基礎(chǔ)和能力，以小組為單位選做不同難度的金屬結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)了“因材施教”思想；要求小組合作者在專業(yè)兩個(gè)方向的學(xué)生之間交叉選擇，并且擔(dān)任與其專業(yè)方向相左的任務(wù)，通過學(xué)生間相互學(xué)習(xí)、相互協(xié)作，共同完成產(chǎn)品制造。其目的在于全面培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，更加重視團(tuán)結(jié)協(xié)作和頑強(qiáng)拼搏的工程素質(zhì)訓(xùn)練。

2.3 學(xué)習(xí)評價(jià)系統(tǒng)

CDIO教育理念強(qiáng)調(diào)知識講解的同時(shí)重視個(gè)人能力的培養(yǎng)，因此需要有效的評價(jià)過程來衡量能力的高低。建立與CDIO相關(guān)能力的評價(jià)系統(tǒng)。該評價(jià)系統(tǒng)將過程考核和成果考核有機(jī)結(jié)合，不但考核學(xué)生最終的成果質(zhì)量，同時(shí)注重考核學(xué)生在整個(gè)實(shí)訓(xùn)中所表現(xiàn)出來的工程應(yīng)用能力和工程素質(zhì)，使該教學(xué)環(huán)節(jié)真正發(fā)揮對學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)效。

3 結(jié)語

本文針對當(dāng)前金屬結(jié)構(gòu)類課程教學(xué)中存在的一些問題，在CDIO教育理念指導(dǎo)下，從課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容及方法改革、學(xué)習(xí)評價(jià)系統(tǒng)等方面進(jìn)行了改革，探討了以典型工程案例為教學(xué)載體、以問題驅(qū)動為教學(xué)方法以及以小組合作為教學(xué)組織形式等教學(xué)模式在金屬結(jié)構(gòu)類課程中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐學(xué)東，郭淑蘭.突出應(yīng)用及實(shí)踐能力的《金屬結(jié)構(gòu)制造及安裝》課程教學(xué)改革研究[J].時(shí)代教育，2010，（4）：99-100.

[2]馮建芳.金屬結(jié)構(gòu)課教學(xué)改革的一些嘗試[J].高等建筑教育，1988，（1）.

[3]查建中.CDIO：顛覆性的工科教育模式改革[J].中國遠(yuǎn)程教育，2009，（3）.

篇（4）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）33-0104-02

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)的主干課程之一，是學(xué)生今后從事各項(xiàng)技術(shù)工作的重要基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力的核心課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該具備運(yùn)用本課程的基本理論與基本設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立完成簡單傳動裝置和簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)能力。因此，為了增強(qiáng)這門課的教學(xué)效果，改變以往的課堂教學(xué)模式，對本門課程內(nèi)容進(jìn)行分析和重構(gòu)，提出一些課堂教學(xué)改革的做法。

1 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程主要研究常用、通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)，但每類零部件都是相對獨(dú)立的，前后章節(jié)聯(lián)系不大，比如第5章是螺紋連接，第6章是鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接，第7章是鉚接、焊接等，知識內(nèi)容各不相同且不銜接，學(xué)生開始學(xué)習(xí)此門課時(shí)會感到零碎，而難以入門。

通過研究本門課每章節(jié)的內(nèi)容特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)基本上每個(gè)零部件的學(xué)習(xí)過程都會研究該零件的主要失效形式，并對零件進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度計(jì)算，以及確定出零件的關(guān)鍵尺寸或選擇出零件尺寸。 因此，為了讓學(xué)生有效地掌握所學(xué)的內(nèi)容和理論知識，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，筆者以“失效形式——受力分析——強(qiáng)度計(jì)算——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”作為貫穿整個(gè)教學(xué)過程的主線，突出重點(diǎn)，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容心中有數(shù)。無論學(xué)習(xí)哪種零部件的設(shè)計(jì)，若以此主線為綱，就便于入門、便于掌握。

2 多樣化教學(xué)方法的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容比較繁雜，信息分散，計(jì)算公式比較多，特別是對一些重要概念、理論，僅用PPT和黑板結(jié)合方式進(jìn)行講解，學(xué)生會覺得枯燥，注意力不易集中，導(dǎo)致對理論不理解。而且由于學(xué)生不是來自于工業(yè)生產(chǎn)第一線，沒有一定的工業(yè)技術(shù)背景，對零件的結(jié)構(gòu)、材料、強(qiáng)度要求等方面缺乏感性認(rèn)識。

因此在講解過程中適當(dāng)加入演示法，使理論與實(shí)際聯(lián)系起來。比如：在講解螺栓強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，結(jié)合螺栓事故現(xiàn)場的視頻，可吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生意識到螺栓強(qiáng)度計(jì)算的重要性；在講疲勞破壞時(shí)，引入1998年德國列車事故的視頻，直觀地加深學(xué)生對循環(huán)應(yīng)力作用下零件會出現(xiàn)疲勞斷裂這種失效形式的理解，由感性認(rèn)識上升為理論知識，對該知識點(diǎn)的印象深刻；在講解帶傳動的打滑時(shí)，通過Flash演示打滑的特性，增加學(xué)生的感性認(rèn)識。通過這些教學(xué)手段，使深奧的理論知識得到簡化、直觀，使學(xué)生獲得最真切的感性和理性認(rèn)識，能夠比較牢固地掌握一些基本理論和概念。

3 課內(nèi)任務(wù)學(xué)習(xí)

教師在課堂上以講授為主，長時(shí)間滿堂灌時(shí)，學(xué)生的注意力下降，思想不易集中，理解能力也隨之降低。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)新理論時(shí)，思維速度滯后于教師傳遞信息的速度，來不及仔細(xì)、深入思索，處于聽不太懂、記不太清的被動狀態(tài)。

因此，可以在課內(nèi)以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，由教師主講變?yōu)榕c學(xué)生互動的方式，使學(xué)生對接受的信息進(jìn)行一次由淺入深的再加工，對錯(cuò)過的信息進(jìn)行重新認(rèn)識，這樣更有利于優(yōu)化教學(xué)效果。比如在講授完相關(guān)知識點(diǎn)后，可利用適當(dāng)?shù)恼n堂時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行互動，如通過“螺紋聯(lián)接的類型和應(yīng)用”任務(wù)，使學(xué)生具備常用螺紋連接的選用能力；通過“軸的應(yīng)用與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”任務(wù)，使學(xué)生具備軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸與軸上零件裝配的能力；通過“齒輪的參數(shù)與尺寸計(jì)算”任務(wù)，使學(xué)生具備認(rèn)識齒輪各部分和進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算的能力；等等。通過這些課內(nèi)小任務(wù)，可將每次課的教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)和難點(diǎn)突顯出來，使學(xué)生更容易把握所學(xué)知識的核心內(nèi)容，目標(biāo)明確，達(dá)到可以看得見的學(xué)習(xí)效果。

4 小組項(xiàng)目教學(xué)法

該教學(xué)方法的學(xué)習(xí)模式是由教師確立項(xiàng)目內(nèi)容，全班分為多個(gè)學(xué)習(xí)小組，共同完成此任務(wù)。比如，本門課大部分內(nèi)容講解完后，教師可布置多個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，如進(jìn)行X-Y送料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等小型的設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生自行分成4～5人的小組，每小組根據(jù)任務(wù)要求，對項(xiàng)目進(jìn)行分析并確定出設(shè)計(jì)方案。然后，對設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹和原理說明，并由其他小組對設(shè)計(jì)進(jìn)行討論和分析，確定其設(shè)計(jì)的可靠性和可行性。因此，小組項(xiàng)目教學(xué)法具有實(shí)用性和綜合性，可將以前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，即各類零部件的應(yīng)用場所、設(shè)計(jì)、使用要求等進(jìn)行融合，對本門課的離散性、零碎性的特點(diǎn)進(jìn)行彌補(bǔ)，使學(xué)生能充分體會機(jī)械設(shè)計(jì)的樂趣，了解機(jī)械設(shè)計(jì)過程。

在小組項(xiàng)目教學(xué)過程中采取啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生是主體，教師以指導(dǎo)為輔，起到把握項(xiàng)目大方向和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維的作用，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生具體完成機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)、零件類型選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)的完成，可充分調(diào)動學(xué)生的自主性和合作性，為后期的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

采用上述的教學(xué)方法和教學(xué)形式，針對本門課對兩屆本科生進(jìn)行了課堂教學(xué)模式改革，得到以下收獲。

篇（5）

機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電氣技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)、產(chǎn)品三維造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)控加工工藝與編程、電氣控制與PLC技術(shù)、液壓與氣壓傳動技術(shù)等。

3、培養(yǎng)目標(biāo)：

本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng)，掌握常用零件的制造工藝編制、工裝設(shè)計(jì)與選擇、普通和數(shù)控加工、質(zhì)量檢測及機(jī)電設(shè)備應(yīng)用等基本知識，具備機(jī)械加工工藝編制、數(shù)控編程與加工、機(jī)械產(chǎn)品安裝與調(diào)試等能力，從事較簡單產(chǎn)品的機(jī)械加工工藝編制、機(jī)械產(chǎn)品加工、機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試生產(chǎn)線維護(hù)、生產(chǎn)現(xiàn)場管理等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

4、培養(yǎng)要求：

本專業(yè)培養(yǎng)具備機(jī)械制造基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級工程技術(shù)人才。

篇（6）

【中圖分類號】G640 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)08-0185-02

1 引言

人類的一切文明都是設(shè)計(jì)的產(chǎn)物。工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是利用科學(xué)研究得到的原理,發(fā)明現(xiàn)實(shí)世界里還沒有的人造裝置,以滿足人類在生活和生產(chǎn)中的各種各樣的需求,從而創(chuàng)造出更美好的新世界。文學(xué)家雨果曾說過“想象是偉大的潛水者?！盵1,2]創(chuàng)作新的作品需要想象,同樣科學(xué)技術(shù)研究也需要創(chuàng)新性的想象與想象力培養(yǎng)。中國的大學(xué)教育傳統(tǒng)上以文學(xué)和政論為主,強(qiáng)調(diào)修身、齊家、治國平天下[3]。近代以來,西方的以分析精神為代表的現(xiàn)代科學(xué)教育進(jìn)入中國,并且已成為理工農(nóng)醫(yī)科學(xué)教育的核心[4]。根據(jù)中國教育的長期教育歷史和目前建設(shè)創(chuàng)新型國家的要求,當(dāng)前有必要強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新教育。前文從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、想象與想象力和想象力培養(yǎng)三個(gè)方面著重討論了想象力在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中作用[5]。表1列出的是發(fā)明家所需具備的主要素質(zhì)[6],由數(shù)據(jù)可見,想象力和堅(jiān)持性是邁向成功的兩個(gè)主要素質(zhì),因此,在科技人才的培養(yǎng)方面應(yīng)注重這兩方面能力的鍛煉。只有不斷地在學(xué)習(xí)和工作中,主動地學(xué)習(xí)想象的方法,積極想象新的功能、原理和結(jié)構(gòu),才能更好地設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。

機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也需要培養(yǎng)設(shè)計(jì)者的想象力,可以說,沒有想象,就沒有創(chuàng)造,只會是驥尾之蠅,亦步亦趨的步人后塵。我國政府倡導(dǎo)建設(shè)創(chuàng)新型國家,在一些領(lǐng)域要與國際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū),這需要科技工作者與技術(shù)工人的共同努力。在新產(chǎn)品的創(chuàng)造過程中,需要設(shè)計(jì)者創(chuàng)新性的構(gòu)思新產(chǎn)品、技術(shù)工程師設(shè)計(jì)新產(chǎn)品和制造工藝以及技術(shù)工人加工新產(chǎn)品。工人從事產(chǎn)品制造加工,技術(shù)人員從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工工藝編制,科學(xué)技術(shù)工作者從事產(chǎn)品創(chuàng)新思路研究與產(chǎn)品原型研制。想象力與堅(jiān)韌不拔是創(chuàng)新工作者應(yīng)注重培養(yǎng)和訓(xùn)練的優(yōu)秀素質(zhì)。本文擬討論從事機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新所需要注意的幾個(gè)問題。

2 功能設(shè)計(jì)的想象

產(chǎn)品是指生產(chǎn)出來的物品,對人類具有一定的功能?！邦櫩唾徺I的不是產(chǎn)品本身,而是產(chǎn)品所具有的功能?！鄙鐣狭魍ǖ漠a(chǎn)品對其生產(chǎn)廠商是獲得經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品,而對使用者來說,他人提供的產(chǎn)品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾對工具論作了闡述,與機(jī)械工業(yè)化革命相對應(yīng),工具論對機(jī)械工業(yè)革命、電氣化工業(yè)革命、信息化工業(yè)革命和生物技術(shù)革命都產(chǎn)生了顯著的作用。笛卡兒提出數(shù)學(xué)描述的方法論,后來牛頓、達(dá)爾文和哥白尼等分別提出了自然科學(xué)不同學(xué)科的基本原理。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)械原理,1970年德國科學(xué)界提出的功能原理的產(chǎn)品設(shè)計(jì),特別注重功能原理解。功能是產(chǎn)品購買者購買商品的原因,因此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)某些產(chǎn)品功能。

在人類社會的前期發(fā)展過程中,工程科學(xué)一直沿用師傅帶徒弟的方式傳承手工技藝,有的的技藝還是家族傳遞下來,由于戰(zhàn)爭等災(zāi)難因素,其中有的技術(shù)已經(jīng)失傳。近代科學(xué)以伽利略為其開端的代表人物,將數(shù)學(xué)原理用于物理知識的表達(dá)和分析,開啟了近代工程科學(xué)。另一方面,知識的傳播也由學(xué)校完成,高等教育蓬勃發(fā)展,形成機(jī)械、電氣、土木、化工、計(jì)算機(jī)、信息和生物組成的現(xiàn)代工程科學(xué)體系。機(jī)械工程的歷史悠久,而且其原理知識滲透到各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域,并沒有隨新型工程技術(shù)的發(fā)展而消亡,而是成為工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。例:現(xiàn)代的航天工業(yè)、生命技術(shù)和核能工業(yè)都離不開機(jī)械工程知識的支持。機(jī)械產(chǎn)品與信息科學(xué)、生命科學(xué)的結(jié)合,出現(xiàn)了數(shù)控加工機(jī)床、機(jī)器人和靶向藥物等一系列技術(shù)產(chǎn)品,人類的制造能力大幅度提高。近年來,隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,人們設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的能力也將得到顯著提高,計(jì)算分析軟件包的開發(fā)與使用,必將對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方式和方法產(chǎn)生巨大影響,新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期將大大縮短。

要設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品,就是設(shè)計(jì)出新的功能或功能組合。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)就是要在設(shè)計(jì)初始階段想象出新的功能或功能組合,向用戶提供新的功能。一般常用的想象方式是通過市場調(diào)研或用戶反饋的意見,提出產(chǎn)品功能的改進(jìn),新的產(chǎn)品功能很多是根據(jù)使用者需要而想象出來的。革命性的系列化產(chǎn)品都是依據(jù)新的科學(xué)原理,或變換原理或變換結(jié)構(gòu)所想象出來的。例,從雙卡收錄機(jī)到卡式隨身聽,再到電子技術(shù)的MP4,前者使用相同的磁記錄原理,但變換了結(jié)構(gòu)與功能組合,獲得了便攜的功能。后者采用新的磁記錄原理,利用巨磁阻效應(yīng)設(shè)計(jì)出新的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)播放聲音和圖像媒體的功能。

功能設(shè)計(jì)有分解和綜合方法,原理設(shè)計(jì)有集成、轉(zhuǎn)用和逆向等方法。產(chǎn)品的功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)不一定是設(shè)計(jì)出前所未有的產(chǎn)品,隨著各個(gè)領(lǐng)域知識的融合和技術(shù)革命,很多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)采用新的知識原理來更換以前產(chǎn)品所采用的原理,獲得更低的成本、更方便的制造或使用。

功能設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過程中需要形象,例如人類想象出了飛機(jī)、電視機(jī)和收音機(jī)等,在設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品前,人們就已經(jīng)幻想象鳥一樣飛行,千里眼和順風(fēng)耳,在古代的小說中就有這樣的文學(xué)想象,后來的技術(shù)革命用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了人們以前的想象。要實(shí)現(xiàn)對新功能產(chǎn)品的想象,就必須解決其依托的核心功能原理,例如流體力學(xué)原理、無線信號傳遞等原理。物理原理、化學(xué)原理和生物原理是設(shè)計(jì)新型產(chǎn)品的基礎(chǔ)知識,近200年來,人們主動采用各種基本原理設(shè)計(jì)出許多種新產(chǎn)品,而且這一趨勢仍將繼續(xù)下去。

3 原理設(shè)計(jì)的想象

設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要依據(jù)一定的功能原理,功能原理的創(chuàng)新就非常重要,機(jī)械原理知識僅僅是機(jī)械產(chǎn)品原理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。有時(shí)很復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品,如果用電子控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn),其結(jié)構(gòu)就非常簡單。例上面所述的隨身聽。機(jī)械科學(xué)的原理并不多,常用的有杠桿、滑輪、嚙合傳動、摩擦傳動、滾動支承、滑動支承、電磁支承、凸輪、連桿、螺旋等十幾種。常用的電子原理有加、減、乘、除、微分、積分、反饋等?，F(xiàn)在基本的機(jī)械元件和電子元件都已有基本的單元銷售,已有專業(yè)化生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這些標(biāo)準(zhǔn)化的元器件。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)并不是將機(jī)電單元簡單的堆砌在一起,而是有機(jī)的組合、有目的的組合基本單元,來實(shí)現(xiàn)其使用功能。

產(chǎn)品的制造工藝原理也十分重要,它們決定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否可以物化、是否可行。常用的機(jī)械產(chǎn)品的加工工藝有車、銑、磨、刨、鏜、鑄造、焊接、熱處理,新的加工工藝有電子束焊接、激光表面處理、離子注入、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、腐蝕、鍵合等等,這些加工工藝都已在機(jī)械產(chǎn)品加工中得到廣泛應(yīng)用。利用新的物理、化學(xué)或生物原理來發(fā)明新的機(jī)械產(chǎn)品或電子產(chǎn)品的加工工藝,這是目前和今后發(fā)展的方向之一。在知識教學(xué)中,更應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的觸類旁通、獲取知識的能力。

現(xiàn)代的機(jī)電產(chǎn)品,在構(gòu)思整體設(shè)計(jì)時(shí)就要分析其功能原理形態(tài)矩陣,比較優(yōu)化得到最優(yōu)的技術(shù)原理方案,并且擇善而從地詳細(xì)分析最佳方案。設(shè)計(jì)原理的選擇,不僅要考慮技術(shù)的先進(jìn)性,還要分析其成本、環(huán)境的友好性和可持續(xù)發(fā)展的前景。對產(chǎn)品功能原理的優(yōu)化軟件在近20年時(shí)間內(nèi)得到了很大發(fā)展,例:TRIZ等。但,產(chǎn)品的成本分析和環(huán)境友好性分析仍無相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件,這也是今后的發(fā)展方向之一。

隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬加工和虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展,例:Unigraphics軟件包,機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程也發(fā)生了很大變化,運(yùn)用虛擬軟件設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品的成本比試樣產(chǎn)品的制造,成本大大降低。數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字制造和數(shù)字管理技術(shù)的發(fā)展,依托于信息技術(shù),對機(jī)械工業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了變革性的影響。協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造和協(xié)同管理技術(shù)在最近幾年仍然會得到快速的發(fā)展。機(jī)電產(chǎn)品的原理設(shè)計(jì)有集成、轉(zhuǎn)用和逆向等方法。例如汽車內(nèi)燃機(jī)集成了連桿傳動、軸承支承、凸輪傳動等。沖壓機(jī)和汽車發(fā)動機(jī)就是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)用。鞋底防滑花紋的設(shè)計(jì)是摩擦學(xué)中理論應(yīng)用的反問題。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的想象

要將設(shè)計(jì)原理實(shí)體化,獲取設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能,就必須進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法有放大、縮小、轉(zhuǎn)用和變結(jié)構(gòu)等。在機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,俄羅斯的學(xué)者非常重視,而德國和日本的學(xué)者重視原理的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)方法。我國的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)在1978年以前學(xué)習(xí)俄羅斯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在80年代學(xué)習(xí)德國的功能設(shè)計(jì)理念、日本的二次設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的零件結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

從1960年來人們研究的仿生設(shè)計(jì)思路,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者提供了一條途徑?；诹黧w力學(xué)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基于固體力學(xué)的齒輪和滾動軸承設(shè)計(jì),基于動量守恒原理的噴氣機(jī)設(shè)計(jì),基于光學(xué)的鷹眼、蛙眼設(shè)計(jì),基于紅外原理的制導(dǎo)設(shè)計(jì)等等。在固體材料結(jié)構(gòu)方面有仿生陶瓷、仿生的復(fù)合材料,多層涂層設(shè)計(jì)模仿竹、海螺殼等結(jié)構(gòu),今后在有機(jī)材料的設(shè)計(jì)方面人們更加依賴于對自然材料的仿生。

結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、新材料的開發(fā)與應(yīng)用將對機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響。前人的石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代和半導(dǎo)體時(shí)代以及今后的生物材料時(shí)代,都已經(jīng)對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了巨大影響,而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化。例:古代利用細(xì)繩作為鋸子,今天利用合金材料和電力驅(qū)動的電鋸,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料決定了那個(gè)時(shí)代的產(chǎn)品的技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)向復(fù)雜化和微納化兩個(gè)方向發(fā)展。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品集成了機(jī)械原理、電路原理和控制原理等。例如,盾構(gòu)機(jī)械和大飛機(jī)等,復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比簡單機(jī)械要復(fù)雜100～10000倍,因此其設(shè)計(jì)制造是一個(gè)國家的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造能力的集中體現(xiàn)。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中一般都采用數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)的組織方式,充分發(fā)揮各個(gè)設(shè)計(jì)單位的優(yōu)勢,團(tuán)隊(duì)的協(xié)作有助于縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化產(chǎn)品的性能。我國的機(jī)械工程教學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)單元課程的學(xué)習(xí),可喜的是近來組織機(jī)械設(shè)計(jì)大獎賽的競賽,這有助于培養(yǎng)設(shè)計(jì)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的能力。

微納機(jī)電產(chǎn)品,以微納微型、微納傳感器和芯片等技術(shù)為代表,在近10年內(nèi)取得了一系列突破?；瘜W(xué)原理和生物原理也逐漸應(yīng)用到這類微納機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),例如生物傳感器和生物芯片等。未來的機(jī)械應(yīng)該是生物機(jī)械,傳統(tǒng)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)都日臻成熟,21世紀(jì)的機(jī)械是生物機(jī)械,這一點(diǎn)上大多數(shù)人已有共識。我們現(xiàn)在大學(xué)里培養(yǎng)的人才,今后的21世紀(jì)的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新必定依靠現(xiàn)在的青年人,因此有必要開設(shè)系統(tǒng)論、生物原理等課程,這一點(diǎn)仍有欠缺,也未達(dá)成共識,作者認(rèn)為應(yīng)從未來機(jī)械發(fā)展的高度,布局現(xiàn)在的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)人才的知識結(jié)構(gòu),以利于他們今后更有創(chuàng)造性、更好地創(chuàng)造出新的產(chǎn)品。

關(guān)于微納機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì),目前有兩種技術(shù)路線。其一,是將以前的機(jī)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子元器件縮小,在微米級加工微型齒輪、連桿和軸承等。另一種思路是拋棄傳統(tǒng)的機(jī)械原理和機(jī)械零件設(shè)計(jì),依據(jù)生物物理和生物化學(xué)的基本原理來構(gòu)造微納系統(tǒng),例如仿葵花的轉(zhuǎn)動機(jī)械等。作者認(rèn)為第二種思路是更好的,因?yàn)闄C(jī)械原理和零件的設(shè)計(jì)應(yīng)該隨時(shí)俱進(jìn),不應(yīng)保守的依據(jù)毫米級的機(jī)械原理和零件,而應(yīng)該結(jié)合生物科學(xué)的發(fā)展,將生物物理和生物化學(xué)與機(jī)械科學(xué)結(jié)合起來,創(chuàng)造出更多更好的微納機(jī)械系統(tǒng)。

5 結(jié)語

(1)功能、原理和結(jié)構(gòu)的思路是德國科學(xué)家提出的別具一格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)整體框架,本文從功能、原理和結(jié)構(gòu)三方面再次討論產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中“想象力”的作用。

(2)未來機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展向復(fù)雜化和微納化兩個(gè)方向發(fā)展,今天我們在本科教育階段應(yīng)該縮減單元知識的教學(xué),增加系統(tǒng)論和生物原理的知識傳授。

(3)對于研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng),學(xué)生的課題研究不應(yīng)竭澤而漁,而應(yīng)結(jié)合研究生的論文主題,在討論課上各抒己見,培養(yǎng)同學(xué)的提出問題、分析問題、解決問題和總結(jié)問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳國盛.科學(xué)的歷程[M](上冊,下冊).長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1995.

[2] 維娜 艾莉著,劉民慧等譯.知識的進(jìn)化[M].珠海:珠海出版社,1998.

[3] 曲士培.中國大學(xué)教育發(fā)展史[M].北京:北京大學(xué)出版社,2006.

[4] 戴本博,張法琨.外國教育史[M].(上冊,中冊,下冊).北京:人民教育出版社,1989.

篇（7）

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

機(jī)械專業(yè)的本科畢業(yè)生不僅要求具有豐富的理論知識，同時(shí)也應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，常常是理論脫離實(shí)踐，課堂所學(xué)的理論在實(shí)踐中沒有體現(xiàn)，亦或是實(shí)踐內(nèi)容跟理論知識關(guān)聯(lián)甚小。雖然大部分課程均安排有相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)來提高學(xué)生的實(shí)踐能力，但因課程設(shè)計(jì)題目太過傳統(tǒng)和陳舊，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐訓(xùn)練中收貨較小，難于面對我國制造業(yè)的迅猛發(fā)展要求。

1 項(xiàng)目教學(xué)法的意義

“項(xiàng)目教學(xué)法”是指老師和學(xué)生通過共同實(shí)施科研項(xiàng)目中的全部或部分實(shí)際工作而進(jìn)行的教學(xué)活動。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中有意識、有組織、系統(tǒng)的完成一件具體的、有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值設(shè)計(jì)或產(chǎn)品，在具體的情景中通過所學(xué)的理論知識解決實(shí)際問題。

自從項(xiàng)目教學(xué)法引進(jìn)我國開始，很多學(xué)校針對相應(yīng)課程開展了項(xiàng)目教學(xué)法的研究，且取得了一定成效。北京師范大學(xué)珠海分校信息技術(shù)學(xué)院打破了傳統(tǒng)的軟件專業(yè)教學(xué)模式，探索了一條軟件人才培養(yǎng)新方法――項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)（Project Drive Lecture），建立了“國際軟件實(shí)驗(yàn)班”，系統(tǒng)學(xué)習(xí)軟件的相關(guān)知識。通過一年的教學(xué)實(shí)踐，其中四人在參加大三2009年暑期兩個(gè)月的實(shí)習(xí)，就已成為國內(nèi)知名軟件企業(yè)研發(fā)中心的簽約人員，且企業(yè)向?qū)W校提出全部承包軟件實(shí)驗(yàn)班畢業(yè)生，搭建了一個(gè)人才供給的互動平臺[1]。江西理工大學(xué)的陳敏等[2]研究了項(xiàng)目教學(xué)法在《機(jī)械制造技術(shù)》課程建設(shè)中的應(yīng)用，提高了學(xué)生實(shí)際操作能力，給學(xué)生以直觀感受；加工和裝配虛擬實(shí)驗(yàn)室使得學(xué)生可以進(jìn)行虛擬加工和裝配；與相應(yīng)的加工企業(yè)建立了校企聯(lián)系，學(xué)生通過參觀和企業(yè)技術(shù)人員的講解，甚至直接動手，對項(xiàng)目得到直觀的感受。武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院的汪曉云[3]研究了基于“項(xiàng)目驅(qū)動”的《機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革，開發(fā)了學(xué)生的思維，使理論知識在項(xiàng)目完成的實(shí)踐中得到充分的運(yùn)用，促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)的何濱等[4]研究了基于項(xiàng)目驅(qū)動《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革的探討，以現(xiàn)代職業(yè)教育的先進(jìn)理念為指導(dǎo)，以項(xiàng)目為主體，以不同專業(yè)的職業(yè)工作活?游?導(dǎo)向，以全面培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力貫穿于整個(gè)教學(xué)活動的過程中，開發(fā)了具有專業(yè)特色的基于工作過程導(dǎo)向的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程模式。

由此可見，項(xiàng)目驅(qū)動法理論在國外誕生，近年來在國內(nèi)引起了教育工作者的廣泛關(guān)注和研究。其研究成果顯示，項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生思維活躍、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和動手解決問題的能力；理論聯(lián)系實(shí)際，在具體的項(xiàng)目實(shí)施中表現(xiàn)出職業(yè)能力素養(yǎng)，為學(xué)生走出校門進(jìn)入職場做好充分的準(zhǔn)備。本文作者結(jié)合自身的科研項(xiàng)目，選擇適宜于機(jī)械專業(yè)本科生完成的部分課題，通過課堂教學(xué)和課余指導(dǎo)方式，使得學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中加深理論知識的理解及應(yīng)用，極大增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。

2 項(xiàng)目教學(xué)法的設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 項(xiàng)目選擇

機(jī)械專業(yè)大三的學(xué)生已經(jīng)掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械原理和機(jī)械加工工藝分析等知識，掌握了二維/三維繪圖軟件，同時(shí)也在學(xué)習(xí)相關(guān)的分析計(jì)算軟件，如ANSYS，MATLAB等。因此，作者根據(jù)學(xué)生知識基礎(chǔ)和興趣愛好，從完整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、簡單零部件制造和復(fù)雜零件的工藝制定方向出發(fā)，選擇以下三個(gè)課題作為學(xué)生的實(shí)際項(xiàng)目，每個(gè)課題學(xué)生自由組隊(duì)，每隊(duì)人數(shù)不超過5人。教學(xué)活動以完成各項(xiàng)目任務(wù)，并使學(xué)生在完成過程中應(yīng)用所學(xué)理論知識分析解決實(shí)際問題，按照項(xiàng)目認(rèn)知、擬定方案計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施和結(jié)果評價(jià)的流程來完成教學(xué)。

2.1.1 完整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

磁力耦合器是一種基于電磁感應(yīng)原理研制出的非接觸式新型傳遞裝置，是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動系統(tǒng)中電機(jī)驅(qū)動軸和負(fù)載輸出軸之間的動力傳遞。主要優(yōu)點(diǎn)為無摩擦磨損、壽命長、允許對中誤差、節(jié)能可靠等。學(xué)生在設(shè)計(jì)磁力耦合器的過程中，首先需要了解磁力耦合器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；其次，根據(jù)電磁感應(yīng)和渦流場的損耗分析設(shè)計(jì)參數(shù)（如永磁體尺寸、銅盤尺寸、空氣間隙等）對磁力耦合器傳遞扭矩的影響，基于獲得的基本參數(shù)設(shè)計(jì)完整的磁力耦合器。磁力耦合器在工作過程中會因?yàn)闇u流損耗產(chǎn)生熱量，使得磁力耦合器溫度升高，溫升過高將導(dǎo)致永磁體失效無法工作，因此必須對磁力耦合器進(jìn)行冷卻散熱設(shè)計(jì)。學(xué)生創(chuàng)新的應(yīng)用了三條均勻分布的阿基米德螺旋線作為冷卻水水槽，水槽設(shè)計(jì)在產(chǎn)生熱源的銅盤和銅盤端蓋上，易于加工。并且通過ANSYS有限元軟件進(jìn)行熱固耦合模擬，結(jié)果顯示水槽的散熱效果良好，保證了磁力耦合器的正常使用。水路在密封水槽中，避免與其他零部件接觸，可減少對設(shè)備的腐蝕。學(xué)生在設(shè)計(jì)磁力耦合器的過程中應(yīng)用了機(jī)械原理、機(jī)械制圖等基礎(chǔ)知識，同時(shí)還學(xué)習(xí)掌握了電磁場和熱分析等相關(guān)知識。利用ANSYS和MATLAB軟件進(jìn)行編程計(jì)算分析，系統(tǒng)完整的將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際中去，極大的鍛煉了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2.1.2 復(fù)雜零件的工藝制定

風(fēng)扇軸（如圖1所示）是飛機(jī)發(fā)動機(jī)風(fēng)扇部件關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)件，即與發(fā)動機(jī)壽命、安全性緊密相關(guān)的重要件，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、特種工藝多、加工難度大、工藝過程控制嚴(yán)格等特點(diǎn)，因此對風(fēng)扇軸的研制具有十分重要的意義。黎陽國際制造有限公司作為飛機(jī)發(fā)動機(jī)零部件的主要制造企業(yè)，對飛機(jī)發(fā)動機(jī)中的各種復(fù)雜零部件的加工制造有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。該項(xiàng)目以風(fēng)扇軸的加工工藝及工裝設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，分析零件的材料、結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)，了解零件的生產(chǎn)類型，在公司目前執(zhí)行的工藝路線上進(jìn)行工藝優(yōu)化。對零件的加工和制造難點(diǎn)進(jìn)行分析后，結(jié)合工廠實(shí)際生產(chǎn)情況，考慮加工經(jīng)濟(jì)效益，制定最優(yōu)的工藝流程及相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)。學(xué)生在完成該課題過程中應(yīng)用了機(jī)械制圖、互換性測試技術(shù)、機(jī)械制造和機(jī)械工藝流程編制等基礎(chǔ)知識，鍛煉了學(xué)生在工藝分析、夾具設(shè)計(jì)和機(jī)械加工方面的實(shí)踐能力。

2.2 實(shí)施效果

針對磁力耦合器項(xiàng)目，學(xué)生設(shè)計(jì)了完整的磁力耦合器結(jié)構(gòu)，繪制了零件圖及總裝圖；創(chuàng)新的提出了冷卻散熱方案，申請了發(fā)明專利一項(xiàng)，解決了大功率磁力耦合器工作過程中溫升太高而無法正常工作的問題。學(xué)生在完成整個(gè)項(xiàng)目的過程中，強(qiáng)化了工程制圖及使用三維軟件建模能力；使用MATLAB軟件進(jìn)行分析計(jì)算，鍛煉了編程計(jì)算能力；開發(fā)了創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了解決實(shí)際問題的能力。

通過對旋轉(zhuǎn)放大桌的設(shè)計(jì)與制造，增強(qiáng)了學(xué)生對機(jī)械原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的理解，把課本上的知識應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，出現(xiàn)了很多干涉和無法配合等問題，使學(xué)生深刻體會了設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，還有部分零件繪制了圖紙卻無法加工，使學(xué)生理解了繪圖與制造的區(qū)別，真正的設(shè)計(jì)是要落到實(shí)處，能加工制造出來的設(shè)計(jì)才是好設(shè)計(jì)。實(shí)際的項(xiàng)目增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制圖能力，同時(shí)鍛煉了動手能力。

3 項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)施關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 教學(xué)項(xiàng)目的選擇

項(xiàng)目的選擇是一個(gè)關(guān)鍵問題，如何將教師在研的科研項(xiàng)目分解提取，轉(zhuǎn)化為學(xué)生可執(zhí)行并可完成的任務(wù)是一大難點(diǎn)。項(xiàng)目選擇過難，則學(xué)生無法入手，也沒有足夠的時(shí)間精力完成；項(xiàng)目選擇過于簡單，則達(dá)不到鍛煉學(xué)生的目的。不同的項(xiàng)目對學(xué)生實(shí)踐能力的鍛煉不盡相同，選擇項(xiàng)目的時(shí)候要了解學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力，并盡量涉及多種知識，使學(xué)生能將更多的知識轉(zhuǎn)化到實(shí)踐中，同時(shí)促進(jìn)多學(xué)科知識的融合。此外，應(yīng)確立優(yōu)秀且切實(shí)可行的項(xiàng)目，使學(xué)生能積極主動的參與到項(xiàng)目中來，在真實(shí)的問題情境下應(yīng)用舊知識探索新知識，使所學(xué)知識得到鞏固、加深和遷移，提高教學(xué)效果。

3.2 教師適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)

學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中，不可避免的會遇到各種各樣的問題，需要教師進(jìn)行指導(dǎo)。教師在指導(dǎo)過程中應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行指導(dǎo)。教師指導(dǎo)要適度，在保證項(xiàng)目順利完成的同時(shí)，多讓學(xué)生在實(shí)施過程中自己發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)習(xí)新知識，利用新知識解決問題。如果教師指導(dǎo)不夠，則會打擊學(xué)生積極性，使得項(xiàng)目無法完成；如果教師指導(dǎo)過度，對學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)力度則不夠。

3.3 過程控制

篇（8）

關(guān)鍵詞：

金屬結(jié)構(gòu)；課程教學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程是三峽大學(xué)為材料成型及控制工程專業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)主干課程。課程的主要目的與任務(wù)是使學(xué)生掌握金屬結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算能力。該課程的教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生后期的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等都能起到主導(dǎo)作用的影響。但以往采用單一傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往使學(xué)生產(chǎn)生厭倦和疲勞，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)效果不好。本文在分析探討“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的諸多問題基礎(chǔ)上，結(jié)合課程特點(diǎn)，提出了課程教學(xué)改革措施，并付諸實(shí)施，取得了良好教學(xué)效果。

一、課程教學(xué)存在的問題與分析

1.課程知識點(diǎn)多，內(nèi)容涉及的理論深而廣，學(xué)生學(xué)習(xí)感到困難?！敖饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程主要講述金屬結(jié)構(gòu)基本理論和基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法，內(nèi)容包括：緒論、金屬結(jié)構(gòu)材料和性能、金屬結(jié)構(gòu)的連接、軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件等。通過課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握金屬結(jié)構(gòu)的基本概念、基本理論和基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法。要達(dá)到這個(gè)要求，學(xué)生必須能熟練運(yùn)用力學(xué)、金屬材料學(xué)、焊接等學(xué)科和領(lǐng)域的諸多相關(guān)知識點(diǎn)。因此，這門課程要求學(xué)生具有較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識和綜合分析能力，這對于那些專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握不太好和綜合分析能力較弱的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)該課程有一定難度。此外，課程中有很多公式推導(dǎo)內(nèi)容，推導(dǎo)公式過程中，有時(shí)會涉及學(xué)生以前少有接觸的相關(guān)理論知識，遇到這種情況時(shí)，學(xué)生就會感到很茫然，影響了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。

2.課程章節(jié)內(nèi)容相對獨(dú)立，邏輯關(guān)系不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)很吃力?！敖饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容是由多個(gè)章節(jié)組成的，每章的內(nèi)容都相對獨(dú)立，前后無嚴(yán)密的邏輯關(guān)系，導(dǎo)致課程內(nèi)容顯得繁雜零亂。因此，要學(xué)好該課程，學(xué)生必須具備一定的綜合分析、總結(jié)、歸納和理解能力。這對于已經(jīng)習(xí)慣于學(xué)習(xí)理論體系好、邏輯關(guān)系強(qiáng)的公共基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)該課程就非常吃力，久而久之就會產(chǎn)生厭煩情緒，影響教學(xué)效果。

3.課程研究對象與工程實(shí)際緊密相關(guān)，學(xué)生實(shí)踐知識匱乏，缺少對課程研究對象的認(rèn)識，增加了學(xué)習(xí)難度。課程研究對象直接來自于工程實(shí)際，如課程講述的焊縫連接、螺栓連接和三大基本構(gòu)件等都是工程實(shí)際中使用的連接和構(gòu)件，其構(gòu)造和尺寸幾乎沒作簡化，課程講授的設(shè)計(jì)和理論計(jì)算內(nèi)容都是針對這些真實(shí)的連接和構(gòu)件的。因此，要學(xué)好該課程，就必須對實(shí)際工程中的連接和構(gòu)件的構(gòu)造形式及使用條件等有一定的了解，這對于缺乏實(shí)踐知識的學(xué)生來說，無疑加大了學(xué)習(xí)難度。

二、課程教學(xué)改革措施

針對上述問題，我們從整合規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面對“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)進(jìn)行了改革，提出了改革措施。

1.整合規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容是為滿足課程知識和能力的傳授服務(wù)的，教學(xué)內(nèi)容和課程知識的緊密結(jié)合有利于合理利用教學(xué)時(shí)間，使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握好課程的知識和應(yīng)用的能力?！敖饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容廣、知識點(diǎn)多，要想使學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內(nèi)掌握課程教學(xué)大綱要求掌握的知識，首先必須對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理整合規(guī)劃。多年教學(xué)實(shí)踐告訴我們，如果僅按教材照本宣科，教學(xué)效果是不會好的，授課內(nèi)容只有結(jié)合學(xué)生的思維模式和認(rèn)知規(guī)律，合理整合規(guī)劃，循序漸進(jìn)，才會取得好的教學(xué)效果。因此，我們課程組對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合規(guī)劃，并用于課程教學(xué)。在課程教學(xué)內(nèi)容的整合規(guī)劃上，重點(diǎn)進(jìn)行了以下幾方面的工作。

（1）精簡理論，突出應(yīng)用?！敖饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容多而繁雜，涉及的理論和公式也較多，在講述各章節(jié)內(nèi)容時(shí)，一般先講解基本概念，后講解設(shè)計(jì)原理和運(yùn)用，在講授設(shè)計(jì)原理過程中，常常要用到許多相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的理論和知識點(diǎn)，同時(shí)還伴隨著較多繁雜的公式推導(dǎo)，按照這種教學(xué)模式講授課程內(nèi)容，從學(xué)生學(xué)習(xí)角度來看，勢必會出現(xiàn)兩個(gè)問題，首先是抽象的理論和煩瑣的公式推導(dǎo)過程對學(xué)生來說是枯燥且難以理解的，其次是過多地占用和耗費(fèi)了學(xué)生的時(shí)間和精力，使學(xué)生顧此失彼，注重了公式推導(dǎo)而忽視了基本設(shè)計(jì)原理的掌握和運(yùn)用。基于上述原因，本著少而精的原則，在課程講授中盡量少講復(fù)雜的公式推導(dǎo)，精簡理論內(nèi)容，在講清基本概念和基本原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講述設(shè)計(jì)原理和方法的運(yùn)用，這樣既能降低學(xué)生對課程內(nèi)容的枯燥感，學(xué)生又能把時(shí)間和精力放在課程的主要內(nèi)容上，從而使學(xué)生能在有限時(shí)間內(nèi)較好地掌握課程基本理論知識及其應(yīng)用。

（2）調(diào)整授課順序，精簡教學(xué)內(nèi)容。目前的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教材都是按照緒論、金屬結(jié)構(gòu)材料和性能、金屬結(jié)構(gòu)的連接、軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件等章節(jié)順序編排的，這種順序編排雖然可以滿足知識體系的完整性和系統(tǒng)性，但由于后三章中主要涉及構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定等一些比較抽象的概念，理論性強(qiáng)，若按教材順序講授，學(xué)生理解、掌握課程內(nèi)容很困難。為此，在分析這三章內(nèi)容及相互關(guān)系基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，我們將授課順序進(jìn)行了調(diào)整，先講受彎構(gòu)件，由于受彎構(gòu)件的構(gòu)造和穩(wěn)定性等內(nèi)容是相對獨(dú)立的，先講這一章不會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，然后講授軸心受力構(gòu)件，最后再講授拉彎和壓彎構(gòu)件，由于軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的截面形式相似，兩者都是受壓構(gòu)件，雖兩種構(gòu)件的整體失穩(wěn)形式不同，穩(wěn)定性計(jì)算也不同，但兩者的內(nèi)容具有一定的對比性，將這兩章調(diào)整到前后順序介紹，結(jié)合這種對比性進(jìn)行課程講授，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。如學(xué)生學(xué)習(xí)了軸心受力構(gòu)件一章后，軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定概念已建立，在隨后講授壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定概念時(shí)，對比軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定概念進(jìn)行講解，學(xué)生就很容易理解和接受壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定概念了。此外，由于前面課程已講述了普通螺栓連接內(nèi)容，因此，在金屬結(jié)構(gòu)連接一章中，我們把重點(diǎn)放在焊縫連接和高強(qiáng)度螺栓連接上，對普通螺栓連接內(nèi)容只做簡要介紹，避免了課程內(nèi)容的重復(fù)，節(jié)省了授課時(shí)間，提高了授課效率。

2.改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段。教學(xué)方法是課程學(xué)習(xí)的核心。大學(xué)教育的中心任務(wù)不僅在于教什么，更在于怎么教，如何教得更好。為了將“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教得更好，針對課程教學(xué)中出現(xiàn)的上述問題，在整合規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，我們課程組對課程教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了改進(jìn)，取得了較好的教學(xué)效果。

（1）案例教學(xué)法。案例教學(xué)是當(dāng)前高校提升教學(xué)質(zhì)量的重要手段。實(shí)踐證明，案例教學(xué)利于強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的理解與掌握，利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和熱情，利于培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合的思維能力。近些年來，我們課程組在課程教學(xué)中嘗試了案例教學(xué)法，收到了良好的效果。例如在講授金屬結(jié)構(gòu)連接一章時(shí)，我們適時(shí)引入了三峽工程中一大型臨時(shí)公路橋主鋼箱梁設(shè)計(jì)實(shí)例，該梁因跨度太大，需分三段制作，現(xiàn)場連接組裝，設(shè)計(jì)時(shí)需進(jìn)行段與段之間的連接設(shè)計(jì)，是采用焊縫連接還是采用高強(qiáng)度螺栓連接？如何設(shè)計(jì)計(jì)算？針對這些問題，組織學(xué)生對其進(jìn)行分析、討論，并提出自己解決問題的方法，最后由教師進(jìn)行歸納總結(jié)，給出最后結(jié)果。通過這個(gè)工程案例分析，不僅加深了學(xué)生對金屬結(jié)構(gòu)連接理論的理解，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維能力。

（2）對比教學(xué)法。“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容中，有些概念和內(nèi)容之間存在著一定聯(lián)系和區(qū)別，按照傳統(tǒng)的依次講授的方法講解這些概念和內(nèi)容時(shí)，學(xué)生常常概念混淆，難以理解和掌握，但采用對比的方法，將這些慨念和內(nèi)容排列在一起，進(jìn)行對比講解，學(xué)生就能較快地理解和掌握了。

（3）利用現(xiàn)代化教學(xué)手段提高課程教學(xué)效果?，F(xiàn)代化教學(xué)手段是傳統(tǒng)教學(xué)的有效輔助手段，先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備和現(xiàn)代信息技術(shù)能使教學(xué)內(nèi)容圖文并茂，活潑生動，在增大信息傳輸量的同時(shí)，提高教學(xué)效果。在課程教學(xué)中。我們將現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和知識點(diǎn)的需求，將自制的和網(wǎng)上下載的工程實(shí)例圖片及視頻適時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，結(jié)合圖片及視頻講述課程內(nèi)容。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果顯示：將現(xiàn)代化教學(xué)手段融入課程教學(xué)，一方面能使學(xué)生在課堂直觀地接觸到工程實(shí)際，更好地理解掌握課程內(nèi)容和相關(guān)知識點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)的完美結(jié)合，另一方面能消除學(xué)生的厭倦情緒，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

三、結(jié)論

課程教學(xué)改革是教育改革的組成部分，提升課程教學(xué)效果是每個(gè)任課教師的期望。本文在充分分析探討了“金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題基礎(chǔ)上，結(jié)合課程特點(diǎn)，提出了課程教學(xué)改革措施，并付諸了實(shí)施。幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，合理整合規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)中適時(shí)融入案例教學(xué)法、對比教學(xué)法等，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，課程教學(xué)效果是可以得到明顯改善的。該課程教學(xué)改革措施的進(jìn)一步完善和實(shí)施，將對課程教學(xué)效果的全面提高和我校材料成型及控制工程專業(yè)本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升產(chǎn)生極大的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]燕怒.金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2012.

篇（9）

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是高職高專機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有內(nèi)容雜、知識點(diǎn)多、綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。近幾年來，由于生源質(zhì)量下降，學(xué)生基礎(chǔ)知識比較薄弱，在學(xué)習(xí)中他們普遍感到吃力。本人針對學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對該課程的教學(xué)作了一些有益的探索，取得了一定的效果。

一、注重概念教學(xué)

概念多，是本課程的一個(gè)特點(diǎn)。難理解、難記、難區(qū)分是學(xué)生對概念的共識。怎樣能把握概念？首先應(yīng)給概念進(jìn)行分類，一般可按識記、理解、應(yīng)用三個(gè)層次列出所有概念，這樣做，能使概念一目了然、主次分明，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。其次，避免錯(cuò)誤理解概念。由于新知識學(xué)習(xí)時(shí)對概念理解不透，或者由于知識間的相互聯(lián)系，使學(xué)生對某些概念產(chǎn)生模糊、錯(cuò)誤的認(rèn)識，教學(xué)中必須澄清。如：構(gòu)件與零件、機(jī)器與機(jī)構(gòu)、螺距與導(dǎo)程、壓力角與嚙合角及分度圓與節(jié)圓等概念，教學(xué)中不能作簡單處理。第三，注重概念的導(dǎo)入藝術(shù)。考慮學(xué)生認(rèn)識的漸進(jìn)性，有些概念不宜直截了當(dāng)?shù)亟榻B給學(xué)生。如：講“ 死點(diǎn)”時(shí)，可由縫紉機(jī)為什么有時(shí)踩不動而引出，其效果迥然不同。如果再進(jìn)一步引出死點(diǎn)在夾具及折疊桌椅上的應(yīng)用，更加深了學(xué)生對死點(diǎn)這個(gè)概念的認(rèn)識。第四，力求從本質(zhì)上把握概念。如在凸輪機(jī)構(gòu)、螺紋、蝸桿與蝸輪傳動等都講到“自鎖”；連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)及齒輪機(jī)構(gòu)中都講到“壓力角”，從本質(zhì)上看，這些概念都是一致的。從本質(zhì)上把握概念，能提高學(xué)生的認(rèn)識效率。

二、串接知識點(diǎn)

串接知識點(diǎn)就是以某一條主線將分布于不同章節(jié)的知識點(diǎn)聯(lián)系起來。學(xué)生一接觸《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》就會產(chǎn)生“沒有系統(tǒng)性”、“邏輯性差”等錯(cuò)覺，這是由于學(xué)生習(xí)慣了基礎(chǔ)課的系統(tǒng)性所造成的。本課程中，雖然不同的研究對象所涉及的理論基礎(chǔ)不同，且相互之間沒有多大關(guān)系，但最終的研究目的只有一個(gè)，即設(shè)計(jì)出能應(yīng)用的機(jī)構(gòu)、零件等。本課程的各部分內(nèi)容都是按照工作原理、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度計(jì)算、設(shè)計(jì)、使用維護(hù)的順序介紹的，有其自身的系統(tǒng)性。另外，串接知識點(diǎn)也要注意遞進(jìn)過程，遵循學(xué)生認(rèn)知的習(xí)慣。如討論輪系傳動比計(jì)算時(shí)，應(yīng)先討論由圓柱齒輪組成的平面齒輪系，再討論包含錐齒輪和蝸桿蝸輪傳動的空間齒輪系。學(xué)習(xí)齒輪傳動時(shí)，同樣首先介紹直齒圓柱齒輪傳動，再講斜齒圓柱齒輪傳動，最后講錐齒輪傳動及蝸桿蝸輪傳動。

三、注重講評環(huán)節(jié)

講評是糾正學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)識，形成能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。適時(shí)講評有利于學(xué)生掌握解題策略、補(bǔ)缺知識的遺漏點(diǎn)、理清思路、建立嚴(yán)密的邏輯思維方式。講評內(nèi)容一般以綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的題目為主（如：帶傳動的設(shè)計(jì)、齒輪傳動的設(shè)計(jì)或軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等）。講評時(shí)，要鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表自己的觀點(diǎn)，可調(diào)動學(xué)生的積極性、培養(yǎng)發(fā)散思維的能力，避免傳統(tǒng)的“一言堂”授課方式，同時(shí)要實(shí)施因材施教、分層次指導(dǎo)。對成績好的學(xué)生要給予獨(dú)立思考、大膽創(chuàng)新、分散思維的空間，對成績差的學(xué)生要給予反饋、補(bǔ)償?shù)臋C(jī)會。

四、采用直觀教學(xué)手段

直觀教學(xué)，是理論教學(xué)的極有效的輔助手段。在教學(xué)中，為了有助于學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的理解力，盡量采用直觀教學(xué)手段。在授課時(shí)，除了最大限度地利用現(xiàn)有教具外，還可以用簡單材料做一些簡單的“教具”。如：把硬紙板剪成條狀，用鐵絲做鉸鏈，做成了“四桿機(jī)構(gòu)”，借此啟發(fā)學(xué)生分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷及其演化等內(nèi)容，并要求學(xué)生課下親手做四桿機(jī)構(gòu)的模型，學(xué)生通過動手，使抽象內(nèi)容具體化，不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且加深了對四桿機(jī)構(gòu)的理解。在講凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況時(shí)，我除了讓學(xué)生觀看凸輪模型外，還可用厚紙板剪出一個(gè)盤形凸輪模型，并用它畫出凸輪在不同轉(zhuǎn)角時(shí)從動件的運(yùn)動情況，另外，也使學(xué)生較快地掌握了運(yùn)用“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的方法，收到了較滿意的教學(xué)效果。在講螺紋時(shí)，用兩張A4白紙，把一張沿長邊卷成一個(gè)圓柱形紙筒，另一張沿對角線折成一個(gè)直角三角形，然后將直角三角形長的直角邊與圓筒的底面對齊繞到圓筒的表面，直角三角形的斜邊在圓筒表面形成的即為螺旋線，將直角三角形反一下面就改變了螺旋線旋向。這些方法非常簡單，但是很適用，對學(xué)生了解基本概念和原理很有幫助。

五、加強(qiáng)與實(shí)踐結(jié)合環(huán)節(jié)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為了使學(xué)生掌握好本課程所學(xué)的內(nèi)容，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，課后適時(shí)安排一些大作業(yè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。講了平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和機(jī)構(gòu)的自由度后，安排學(xué)生做平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制與分析實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生初步掌握正確繪制一般平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的方法和步驟，并應(yīng)用機(jī)構(gòu)自由度的方法分析平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動的確定性。講了齒輪加工后，安排學(xué)生做漸開線齒廓的范成實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解范成法加工漸開線齒輪齒廓的原理、齒廓產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因及刀具徑向變位對齒輪齒形和幾何尺寸的影響。做漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可掌握用簡單量具測定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法，并加深理解漸開線的性質(zhì)及齒輪各參數(shù)之間相互關(guān)系的知識。學(xué)習(xí)了軸和軸承后，做減速器的拆裝實(shí)驗(yàn)，通過拆裝減速器，使學(xué)生熟悉減速器的結(jié)構(gòu)，了解減速器的用途、特點(diǎn)及裝拆的基本要求；可觀察減速器中各零件的結(jié)構(gòu)形狀和功用，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性；了解減速器中零件的裝配關(guān)系及安裝調(diào)整過程；了解和密封的方法；學(xué)習(xí)減速器基本參數(shù)的測量方法；熟悉和掌握軸的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)軸上零件常用的定位和固定方法；熟悉并掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求與常用的軸系結(jié)構(gòu)；提高學(xué)生對軸的設(shè)計(jì)能力和軸承組合的設(shè)計(jì)能力。

學(xué)習(xí)了齒輪傳動、帶傳動及軸后，分別布置設(shè)計(jì)齒輪傳動、帶傳動和軸的大作業(yè)。全部課程學(xué)完后，安排一周時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目是：帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器。學(xué)生通過這些實(shí)驗(yàn)、做大作業(yè)及課程設(shè)計(jì)，既能把相關(guān)各章所學(xué)知識通過大作業(yè)中的不同環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用和技能訓(xùn)練，又通過大作業(yè)把各章內(nèi)容相互聯(lián)系起來?？朔诉^去學(xué)生會做作業(yè)而不會設(shè)計(jì)的毛病。通過帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動計(jì)算，學(xué)生對帶式輸送機(jī)如何由高速旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)帶動，經(jīng)帶傳動和齒輪減速器兩次減速，最后要求的輸送帶的速度就一目了然了。又因軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮軸上零件的安裝和固定要求，所以，帶輪、齒輪、軸承、聯(lián)軸器應(yīng)放在軸的什么部位，如何與軸固定都很清楚，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也變的好解決了。由于帶傳動設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算出對軸的壓力，齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算了齒輪的受力，以上各力如何作用在軸上，各力的方向如何，學(xué)生都很和清楚，弄清楚了問題的來龍去脈，所以取軸為分離體，求軸承的支反力，這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)也就解決的比較好。

六、運(yùn)用多媒體課件，提高空間思維能力

運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的輔助教學(xué)，是目前機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中有效的現(xiàn)代化教學(xué)手段。多媒體技術(shù)具有聲文并茂、二維動畫和三維動畫的特點(diǎn)，能祥盡形象地表示難點(diǎn)和重點(diǎn)及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程，可以形象逼真地展示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。尤其是分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況時(shí)，利用多媒體課件教學(xué)，直觀、形象并且一目了然，將抽象問題形象化。如果機(jī)構(gòu)的某處結(jié)構(gòu)不清楚時(shí)，可采用：“定格”和“特寫”的方法，將活動的機(jī)構(gòu)停下來并放大，詳細(xì)觀察和分析機(jī)構(gòu)。運(yùn)用多媒體課件，還可以隨時(shí)講解理論知識，演示機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程，高效而省時(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘麗萍：《〈機(jī)械基礎(chǔ)〉實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書》，北京大學(xué)出版社，2006.12。

篇（10）

中國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)通過近幾年的飛速發(fā)展，已成為鋼結(jié)構(gòu)大國。2016年兩會期間，政府的工作報(bào)告中明確提出了要積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑。鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是抗震性能好、綠色環(huán)保、便于機(jī)械加工、便于裝配，“十二五”期間，在住宅和中小跨度橋梁結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占鋼產(chǎn)量的比例不到1%，遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國家的水平。所以，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展的空間巨大。為滿足鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要培養(yǎng)更多的鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才。

一、鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)面臨的主要問題

1.教學(xué)學(xué)時(shí)不足。

近幾年，隨著鋼結(jié)構(gòu)工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)形式在不斷創(chuàng)新，例如現(xiàn)在工程上應(yīng)用比較多的索膜結(jié)構(gòu)，對鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容提出了更高的要求，專業(yè)教學(xué)改革的方向是要進(jìn)一步縮減理論課程教學(xué)學(xué)時(shí)。

2.教學(xué)內(nèi)容難度增加。

鋼結(jié)構(gòu)工程引入新技術(shù)、新材料后變得越來越復(fù)雜。要學(xué)好這門課程，對學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識的要求提高了，例如結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)，需要結(jié)構(gòu)動力學(xué)的知識，但現(xiàn)在專業(yè)基礎(chǔ)理論課的課時(shí)一直在壓縮，教學(xué)內(nèi)容減少，學(xué)生的基礎(chǔ)明顯不佳。

3.學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)陌生、學(xué)習(xí)興趣低。

學(xué)生普遍反映鋼結(jié)構(gòu)難學(xué)，主要原因是對鋼結(jié)構(gòu)陌生，在日常生活中，即使看到一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑，也難見到鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體，尤其是鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，因大部分情況下鋼結(jié)構(gòu)都是外包裝修的，不像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，天天能接觸，很熟悉。這降低了學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣。

4.實(shí)踐機(jī)會少，動手能力差。

因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑少，學(xué)生在整個(gè)實(shí)習(xí)過程中能夠接觸到鋼結(jié)構(gòu)工程的機(jī)會更少，不能把理論知識與工程實(shí)踐有效結(jié)合起來，出現(xiàn)了學(xué)生能做課本上的習(xí)題，但和實(shí)際工程相結(jié)合后就沒有頭緒的現(xiàn)象，不能解決實(shí)際工程問題。

二、教學(xué)改革的主要內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》是土木工程專業(yè)建筑工程方向的學(xué)生學(xué)完《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》課程后，對鋼結(jié)構(gòu)更深層次學(xué)習(xí)的課程，有些高校是以選修課的形式開設(shè)這門課程。教學(xué)內(nèi)容主要包括鋼屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多高層鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)過程中要注重以《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》為指導(dǎo)，重點(diǎn)講解各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法的概念，解釋規(guī)范條文，以及如何應(yīng)用，具體的計(jì)算過程由學(xué)生自學(xué)。

2.加強(qiáng)與其他課程的聯(lián)系。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》與其他設(shè)計(jì)類課程有相近的地方，也有獨(dú)自的特性。例如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》中也有單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)組成和荷載傳遞方面的內(nèi)容與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》相近，現(xiàn)在工業(yè)廠房中的吊車梁基本采用鋼結(jié)構(gòu)，吊車梁設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容安排到《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》這門課程中重點(diǎn)講解。另外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就是穩(wěn)定驗(yàn)算，包括整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定，這是鋼結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。同時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生比較鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，通過對比加深對鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

3.理論與工程相結(jié)合。

在每種結(jié)構(gòu)類型中引入一個(gè)案例，以工程實(shí)際為依托，介紹相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件與操作方法和施工圖表達(dá)方式，通過實(shí)際工程的施工圖教學(xué)生如何識圖。鋼屋蓋結(jié)構(gòu)、廠房結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)介紹PKPM軟件，鋼管結(jié)構(gòu)介紹3D3S軟件，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)介紹SFCAD軟件。把實(shí)際工程引入課程后，不但豐富了教學(xué)內(nèi)容，更指導(dǎo)學(xué)生如何把理論知識與工程應(yīng)用聯(lián)系起來，提高了學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣。

4.課程設(shè)計(jì)。

課程設(shè)計(jì)是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)重要途徑，設(shè)計(jì)題目采用傳統(tǒng)的鋼屋架設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)要求做了調(diào)整，提高了學(xué)生對軟件操作的要求。例如計(jì)算書采用手算和電算相結(jié)合的方式，內(nèi)力計(jì)算采用電算，桿件截面和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算采用手算，施工圖采用軟件繪制。教師在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中要做好指導(dǎo)工作，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、剖析問題和處理問題的能力。

5.課程考核。

一般本科院校土木工程專業(yè)主要是培養(yǎng)具有良好基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)專業(yè)知識，實(shí)踐能力強(qiáng)，并有創(chuàng)新意識的應(yīng)用型人才。對于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》這類實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，沿用傳統(tǒng)的考試方式進(jìn)行考核已經(jīng)不適用，應(yīng)采用考評的方式評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生的課程成績包括平時(shí)成績和期末成績，各占50%。平時(shí)成績主要根據(jù)學(xué)生出勤、作業(yè)、回答問題和參與討論的情況確定；期末成績以大作業(yè)的形式考核，大作業(yè)是常規(guī)的設(shè)計(jì)題目，每位同學(xué)的數(shù)據(jù)不一樣，例如跨度、檐口高度、柱距、吊車噸位等參數(shù)不全相同，最后抽20%的學(xué)生進(jìn)行軟件操作考核。采用這種考核方式，既能提高學(xué)生對課程的重視程度，又能注重平時(shí)知識的積累。

筆者近幾年從以上幾個(gè)方面對鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)進(jìn)行了初期的探討與實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)的積極性明顯提高，渴望獲得專業(yè)知識和技能的意識明顯增強(qiáng)，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。