机械设计基础知识(精选8篇)

机械设计基础知识篇1

卓越工程师不仅要具备上述的未来工程师的品质，而且，还应该兼具以下特质：(1)对局部或整体工程价值的科学判断力;(2)对权威工程学术或工程技术独到的批判力;(3)对历史工程文化承载现代工程文化内涵以及未来工程文化趋势的深刻洞察力;(4)优秀民族工程文化传承与世界先进工程文化吸收的责任感;(5)工程环境影响的感知与和谐意识的自觉;(6)正确理念的坚持或自我否定的勇气。只有具备了上述15种品质特征的工程师，才能称得上是真正的卓越工程师。因此，形成能够进行自我调整和更新的、面向卓越工程师培养体系的教学改革是值得研究的重要课题。

1面向卓越工程师培养目标的教学要求

卓越工程师人才培养目标是具有国际视野的行业领军人才、国际认可的高级工程技术人才和创业研发型高端人才。卓越工程师的核心是创新能力。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大的变化，更加强调实践能力和创新型人才的培养，面向卓越工程师培养计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。

2机械设计基础课程教学的现状

机械设计基础课程是一门理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是卓越工程师教育培养计划所要求的。

但是现有的机械设计基础课程教学存在一些问题亟待解决。传统的教学过程是一种填鸭式的教学，一切都是由教师决定，学生只能被动地参与。如机械系统的结构设计是机械设计基础课的重要教学内容，也是过去讲课的难点，由于受到传统教学手段的限制，电类专业学生对此方面内容的掌握比较困难。

现有课程内容体系建立在知识的系统性和完整性之上，在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念，所用教材的知识内容体系创新性不够，没有体现卓越工程师教育培养计划中所要求的能力主线，与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。另外，教师不注意采用先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。

3机械设计基础课程的教学改革

按照卓越工程师教育培养计划的目的和培养要求，以及在以往机械设计基础教学过程中所发现的问题，借鉴皮亚杰提出的建构主义理论，对机械设计基础课程教学改革提出如下建议与改革措施。

3、1确定教学目标

机械设计基础课程具有很强的工程性、实践性和实用性，其主要的教学目标是培养学生机械系统方案设计的能力。教师以自己制定的教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标与学生一起展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。

机械设计基础上半部分的核心内容是各类常用机构的设计和应用。要设计和应用机构，首先必须认识各类机构，通过一些典型的机构系统了解机构的具体结构、工作原理、特征和它在系统中的作用，从机械系统的总体去认识机构，用系统的观点将各类机构联系起来，将系统的要求贯穿于机构的设计之中。学生不应孤立地去认识和设计机构，而应以系统为主线来掌握机构分析、设计的基本理论和方法，确定机构设计的要求。

例如教师在讲授机械设计基础第一章机构自由度的内容时，首先向学生说明学习机构自由度在实际工作中的意义，并在本章最后给出关于牛头刨床的机构设计错误的例子，让学生通过计算机构自由度予以改正，以此来激发学生的学习兴趣与积极性，充分发挥学生的主观能动性，训练他们的创造性思维。

另外，在学习平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构这3大类常用机构过程中，由于该3大类机构又可划分出很多种类，学生常感到各类机构缺少联系。由于往复式四冲程内燃机涵盖了这3大类机构，所以可通过介绍往复式四冲程内燃机工作过程的4个冲程运动将这3大类机构运动作为教学背景或目标，将3大类机构联系起来。

如内燃机通过平面连杆机构中的曲柄滑块机构将活塞的直线往复运动转换为曲轴的回转运动;通过凸轮机构控制进气门、排气门开合时间的长短;通过齿轮机构协调燃气推动活塞运动时，进气门、排气门有规律的启闭。以往复式四冲程内燃机工作过程介绍3大类机构各自的优缺点和不可替代性，对增强学生的感性认识、加深对知识的理解和掌握，培养创造性思维能力都非常有益。内燃机工作过程所涉及的内容包含了机械设计基础上半部分需要讲授的所有主要内容，所以应该在第一章的授课中较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。

机械设计基础下半部分主要讲授常用连接(螺纹连接、键连接等)，机械传动(螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动)，轴系零、部件(轴、轴承)等。这部分内容相互联系较少，学生感到零散。这部分内容的教学可与课程设计结合起来，课程设计题目在课程开讲前布置到位，使学生带着任务听课。当教师讲到与设计题目中某些方面相关的章节时，学生就开始思索自己题目中相应点的方案设计、结构设计等问题，不太懂的问题可及时与教师或同学进行交流探讨。由于课程设计与专业结合，与理论课同步，学生兴趣浓，学习效果好。

3、2加强与工程实际的联系

由于学生对机械的感性认识和工程实践知识十分缺乏，不能将所学的知识与实际联系起来，更不会应用于工程实际，因此要结合工程背景来讲解各种机构的原理和应用。

例如在讲解曲柄摇杆机构时，通过对比该机构分别在游梁式抽油机和牛头刨床中的应用，来说明极位夹角的大小对急回运动的影响。这样以实际工程机械为例讲解曲柄摇杆机构的特点，能使学生印象深刻。在讲解四杆机构时，分别列举轮式抓钩机、装载机工作装置、鹤式起重机吊臂等实际工程机械的例子，对比讲解不同机构的工作特点，使学生对机械的机构既有一个整体认识，也有对不同机构异同点的认识，为以后进行机构选型、综合机械设计打下基础。

以凸轮机构实际设计为例，首要问题不是如何设计凸轮的轮廓线，而是如何根据工作要求和使用场合，合理地选择和确定从动件的运动规律、机构的配置和有关基本参数，使所设计的凸轮机构既能满足机械系统的工作要求，又具有良好的运动和动力特性。此外，广泛采用工程应用实例，充实机械设计基础教材中的例题和习题，适当增加例题和习题的工程应用背景及创造性意向说明。

3、3及时更新教学内容

将机械设计方面的新成果、新应用及时引入教学内容，扩大学生信息量。例如在讲解螺栓预紧方法时，介绍电测扳手、液压拉伸预紧方式等新工具和新方法;在讲解齿轮机构时，介绍双圆弧齿轮的优点，反映技术发展前沿成果，增加课堂信息量，调动学生学习的积极性。这样，以实际工程设计计算问题为目标，构建设计基础知识理论较完备，设计方法实用、多样的基础内容体系，提高了教学效果。

3、4改进教学方法

在课堂教学中，除了传统的教学方式外，需要采用其他一些教学方法与手段，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。

机械设计基础课程是工程机械教育的重要课程，综合性、实践性强，对培养学生工程设计能力起着重要的作用。由于机械设计基础主要面向电类专业的学生讲授，而电类专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，尤其是涉及到机构运动、齿轮啮合等动态问题或者螺纹联接、轴承等微变形问题，因内容抽象，学生理解起来比较困难，因而影响了教学效果。

机械设计基础多媒体CAI系统运用多媒体计算机技术，对机械设计基础理论知识、教学方法等进行信息化处理，利用计算机强大的多媒体表现与信息交互功能，构造了创新设计教学模式。通过现代信息技术的应用，把过去传统的、静态的书本教材形式转变为由声音、文本、视频、动画构成的动态教材。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量。机械设计基础CAI作为教学的一种重要手段，有着良好的应用和发展前景，给机械设计基础创新教学以有力支持。

在教学中，为达到良好的教学效果，教师应设法使学生处于积极思维的状态，主动、自觉地完成学习任务，逐步提高分析问题和解决问题的能力，真正成为学习的主人。例如，在讲授螺栓预紧力控制时，强调重要的螺纹连接必须控制预紧力，强调螺栓脱落产生的严重后果。可以列举台湾中华航空公司波音737飞机在日本冲绳那霸机场降落时因螺栓脱落刺穿油箱引发大火的例子，使学生印象深刻。又如在讲授螺栓强度计算前，举出某工厂在吊装床身时，吊环螺栓断裂，致人死亡的例子，借以强调螺栓强度计算的重要性，将枯燥的理论知识变得具体、形象，而且能够使学生在主动思考的同时牢记相关概念、掌握相关原理，达到事半功倍的良好效果。

机械设计基础知识篇2

关键词：机械设计；机械传动；实践教学；教学方法

高职《机械设计基础》课程是工科类相关专业的一门重要的专业基础课，课程阐述了常用机构工作原理和通用零件的设计理论。根据近几年来对高职机电一体化专业、工程机械专业以及机械设备维修专业的毕业生跟踪调查，统计毕业生从事的工作岗位，主要是机械设备操作、设备维护保养、设备安装、调试和售后服务等岗位。这些工作对本课程知识的要求均不涉及机械零件设计方面的内容，而只要求对机械传动及其零部件熟悉即可。此外，学生缺乏生产实践经验，在课程学习中感觉抽象，难以理解，加之目前课时的不断压缩，更有必要对该课程的教学内容和教学方法进行改革。

一、课程名称更改为机械传动

《机械设计基础》无论从机械类专业角度和非专业的角度，很容易让学生产生误解，以为这门课主要探讨的是机械零件设计，好像与毕业后从事的技能型工作关系不大。实际上，《机械设计基础》主要探讨的是机械传动，零部件设计是次要的。高职机械类专业学生在学校期间要学的课程较多，用于机械设计基础课程的课时较少，一般在50～60时学时，从高职培养技能型专门人才的目标出发，学生在机械设计基础这门课程里，只要掌握机械传动方面的知识就可以了。如果在课程内容上做些调整，减除机械零件设计方面的内容，课程名称改成机械传动，使学生在学习这门课一开始就能领会到本课程的学习任务，把任何能从事施工的机械分成三大部分：动力部分（如内燃机、电动机等）、传动部分（如机械传动、液压传动等）和工作装置（如装载机装料装置、压路机的振动行走装置等）。将课程更名为机械传动，从课程体系上能体现高职机械类专业培养技能型人才的特点，也避免了非机械类专业人士对机械设计基础课程产生误解。

二、课程内容选取机械传动方面

将《机械设计基础》的主要内容进行分类，如表1所示

将表1的内容按照绝大多数企业岗位对高职机械类毕业生在《机械设计基础》课程的要求进行分类，第一部分机械传动方面，这部分在毕业生就业的工作岗位上应用比较多；第二部分机械零件设计方面，该部分在工作中能用到的很少。根据高职技能型人才培养知识够用的需求，可将第二部分内容删减。这样既保证了机械传动方面的教学课时，又减轻了高职学生学习机械设计理论计算方面的学习负担，进而可以提高学生对具体需求知识的学习效果。

三、课程教学方式方法的改革

机械传动部分的基本概念和基本理论比较抽象，如机构自由度计算中虚约束的判断、平面连杆机构曲柄存在条件的判定、滚子半径和基圆半径对凸轮轮廓的影响、渐开线性质等。这些内容学生在学习时既看不到，又摸不着，在教学中存在着很大的难度。以往我们大多采用多媒体演示教学，虽然也能有动画演示，但毕竟抽象，学生理解起来还是不够直观。采用实践性较强的教学方法，可以很容易的解决这些教学中的困难。因此在这部分的教学中尽量多采用实践教学的方法来帮助学习和理解。将让学生通过看的理解变为直接的体验或揣摩，例如在认识平面机构的学习中，可以让学生亲自制作一个平面机构，使学生能在制作中揣摩和体会连杆机构的特性及制作要领，这个方法我在模具专业课程的教学中应用过，学生的学习兴趣大大提高，知识掌握效果比以往老师讲解效果更好。常用的实践教学法主要有实物教学法和实习教学法，这两种方法可以在具体的机械传动教学中灵活使用。

1、实验教学法。实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。在机械传动课程教学中，由任课老师在课堂上做演示实验，以配合课堂教学。通过实验教学，可以使学生把一定的直接知识同书本知识联系起来，以获得比较完全的知识，又能够培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣，同时还可以培养他们的实际动手能力，为此，要尽可能让每个学生都有机会亲手参加实际操作。为积极创造条件做好实验，任课教师应与试验人员密切配合，根据实验指导书的要求认真做好准备、讲解、指导及批改实验报告等工作，提高实验的质量和效率。

2、实物教学。实物教学法是指在教学过程中，使用大量生活中真实的物体和教具，模拟生活情境来进行辅助教学的一种方法，它是一种既古老又有效的教学方法。在机械传动课程的教学中，有些教学内容离不开实物。在课堂上不易讲解透彻的机构，可以将其实物搬进课堂，对照实物进行讲解。再好的修辞，再好的演讲，也不如看到实物清楚明白。更好的教学方法，就是组织学生到工厂车间进行动态观察，从而使学生能充分地对机构的运动情况进行分析，这是课堂教学的延续和补充。例如，讲解摆动导杆机构运动简图的画法时，在牛头刨床边对照机器的结构和运动情况进行讲解，则可收到事半功倍的效果。学生到工厂车间参观教学时，一定要做基本操作演示，切忌为了“保险、安全”而走马观花。在曾教过的工程机械专业的工学结合班上，便尝试过将学生直接带到工厂车间进行参观教学，学生通过眼观、手触，更直接更具体地感受到机械传动构件的应用，触发了他们极大的学习兴趣，在后面的教学中学生的配合性和主动性也显著增强，教学过程也进行得轻松自如。

3、实习教学。实习教学法是教师在校内外组织学生进行实际操作，将知识、技能运用于实践的方法。机械传动课程教学可以结合专业实习来进行，即在专业实习前，任课教师根据教学内容拟出实习思考题，让学生带着机械传动问题去实习，启发学生自己动脑去发掘尚未掌握的知识，寻找尚未知晓的事物。例如，在齿轮传动机构拆装实习时，可通过对传动齿轮的装拆和齿轮侧隙的测量进一步理解中心距可分性原理；再通过讲解启发学生自己开动脑筋充分分析，热烈讨论，去理解该原理的现实意义，即生产实际中齿轮的装配虽不按标准中心距安装，但仍然可使传动平稳的道理。因此，任课教师应充分利用好专业实习，认真加以引导，提高学生的积极性和思维能力，实习的结果要进行检查总结，以提高知识技能的运用水平。以上三种都属于实践教学法，在机械传动的教学中，还要根据学校的教学条件，学生的接受能力选择应用。

《机械设计基础》教学在整个专业教学计划中占有相当重要的地位，其课程内容应与生产实践、技术推广、社会服务紧密结合，更好地面向社会、面向市场，适应企业岗位需求，与生产实践紧密结合。而课程教学方法还需要教师在教学实践中不断创新、总结和完善，才能更好地推进机械类专业教学做一体化的教学模式的发展。

参考文献：

[1]陈立德、机械设计基础（第二版）[M]、北京：高等教育出版社，2004、

机械设计基础知识篇3

本文根据应用型本科机械工程专业人才的培养定位，对机械基础系列课程进行了改革，构建了适合培养本科应用型人才的机械基础系列课程体系。

关键词：

应用型本科；机械基础系列课程；教学改革；课程体系

一、引言

在我国高等教育已步入大众化教育阶段的背景下，要求培养出大批不同规格和层次的人才，尤其是培养出更多的应用型人才。作为一所独立学院，北京理工大学珠海学院以培养高素质应用型本科人才为目标，近两年已启动了新一轮的人才培养模式改革；机械工程专业作为我校的特色专业，一直在努力探索以培养应用能力为主线的培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，我院于两年前开始进行应用型本科机械基础系列课程教学内容的改革探索工作，并已取得可喜的成果。机械基础系列课程包含机械制图、工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础（机械原理+机械设计）等5门课程。这些课程都是机械类专业学生必修的核心专业基础课，它们不仅是学生学习后续专业课程、完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础，更是学生毕业后从事工程技术工作的基础。机械基础系列课程教学内容和课程体系的改革在专业整体课程体系中占有极重要的地位，它既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点[1]。

二、现行机械基础系列课程的教学中存在的问题

通过独立学院近六年来的教学实践，我们发现大部分学生在学完机械基础系列课程后，对现代机械设计理论及其应用只有肤浅的认识，还没有完全具备设计机械传动装置和简单机械的能力，特别是不具备基本的工程识。究其原因，主要有以下几个方面：

（1）在大学一年级学习机械制图这门有较强实践性的课程，对刚迈入大学、习惯于逻辑思维训练的学生来说是一门较难的课程，学生缺乏的是机械设计和加工工艺方面的基本常识，对零件图和装配图中的工艺知识难于理解，对制图国家标准领会不透。三年级学习机械设计基础时，机械制图的内容已大部分忘记，增加了学习难度。

（2）工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础4门课程，是既有系统的理论性又有很强实践性的课程，学习时，不仅依赖基础理论知识，也依赖学生对机械的感性认识，大部分学生都缺乏实践知识，加之许多内容不直观，往往增加了学生的学习难度，特别是对一些设计性、综合性强的内容更难于掌握，从而影响了学生学习的主动性和积极性。

（3）这5门课程各自单独成为一个体系，因而从整个系列课程来看，有些内容多次重复出现，而每次都没讲透；有些内容前后颠倒、脱节、衔接不好；同时实践环节的安排和内容的设计也不够合理。

三、机械基础系列课程新体系的构建

鉴于上述问题，课题组成员以“应用”为主旨，紧密联系机械工程实际，从整体优化的角度建立新的机械基础系列课程体系，将目前的5门课程融为一体，整合为“机械工程基础Ⅰ”和“机械工程基础Ⅱ”2门课程，并构建了这2门课的课程体系和教学内容，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，既提高了教师教的效益，又提高了学生学的效益。

1、“机械工程基础Ⅰ”课程体系。“机械工程基础Ⅰ”以机械制图的教学内容为主干，其中穿插互换性与技术测量和工程材料课程中的相关内容，在整体教学实施过程中以典型机械零、部件的设计表达为主线实施教学。具体课程内容包括制图基础、工程材料与产品技术要求、机械制图、零部件测绘4个基本模块，共160学时，分3个学期执行。

（1）制图基础模块。该模块56学时，包括正投影基础，组合体三视图和机件的常用表达方法，计算机绘图的内容。目标是培养绘制和阅读投影图的能力，培养使用仪器和徒手绘图、计算机绘图的能力。该模块在第二学期开课。

（2）工程材料与产品技术要求模块。该模块40学时，包括工程材料课程中的材料力学性能、金属材料基础知识、铁碳合金相图及热处理、常用工程材料、典型零件选材分析的内容；互换性课程中的一般零部件的公差与配合、几何公差、表面粗糙度的基本概念和基本知识等内容。目标是培养学生依据零件工作状况正确选择材料的能力；培养学生通过查阅相关标准合理选择一般零件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第三学期开课。

（3）机械制图模块。该模块40学时，包括制图课程中的标准件和常用件、零件图和装配图，互换性课程中的常用结合件和圆柱齿轮传动的互换性等内容。目标是培养绘制和阅读零件图和装配图的基本能力，培养学生通过查阅相关标准合理选择标准件及齿轮的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第四学期开课。

（4）零部件测绘模块。该模块24学时，通过对机器中的常用齿轮油泵、机用虎钳、柱塞泵、球阀、减速器等典型部件的分析，使学生了解其结构和工作原理，分组测绘其中的某一部件，在测绘过程中进一步掌握零件、装配图的表达方法，理解标准件和常用件的规定画法，合理选择材料、公差及表面粗糙度并进行正确标注，进一步领会国家标准及规范。该模块同机械制图模块一起均在第四学期开课。

2、“机械工程基础Ⅱ”课程体系。“机械工程基础Ⅱ”以机械设计基础教学内容为主干，其中穿插工程力学和工程材料的相关内容，在整体教学实施过程中以典型零件和机构的设计为主线实施教学。具体课程内容包括基础力学、机械零件、机械原理3个基本模块，共168学时，分3个学期执行。

（1）基础力学模块。该模块64学时，包括静力学的基本概念和物体的受力分析、平面力系、摩擦与重心、空间力系等静力学内容，以及直杆的轴向拉伸与压缩、挤压与剪切、圆轴扭转、梁的平面弯曲、应力状态和强度条件等材料力学内容。目标是使学生能够对研究对象进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算，掌握受力构件变形及其变形过程中的内部应力的分析和计算方法，掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计中的应用。该模块在第三学期开课。

（2）机械零件模块。该模块64学时，包括零件设计概论、连接、轴与联轴器、离合器和制动器、支撑、带传动与链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等内容。其中，由于齿轮传动的设计涉及齿轮啮合原理的有关知识，所以将原机械原理中有关齿轮机构的基本知识纳入本模块中结合设计介绍。目标是通过学习通用零（部）件及由零件组成的联接和传动的基础知识，掌握机械零（部）件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，从而达到能正确设计和改进这些零件的目的，包括如何确定零件的最适当外形和尺寸，如何选择材料、表面质量以及规定制造上的技术要求等。该模块在第四学期开课。

（3）机械原理模块。该模块40学时，包括机构的组成及平面连杆机构、凸轮与间歇运动机构、轮系、机械速度的调节与回转件的平衡、简单机械设计方法与实例等内容。目标是通过学习机构组成的基本知识、机构的运动分析、机械的动力分析、常用的基本机构的设计等内容，使学生并初步具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。最后通过具体的设计实例，让学生学会综合应用基本知识进行设计的方法和步骤。该模块在第五学期开课。另外，为了让学生了解专业，在新生入校的第一学期开设了一门“机械专业导论”课，其间通过参观机械工厂、观看录像及现场讲解等环节，使学生具备机械工程的一些基本常识，对机械设计和制造所涉及的问题有初步的认识。同时在教学计划的第三学期开设了“工程实训”实践课程和“计算机辅助设计”软件应用课程。“工程实训”安排学生进行独立操作，并辅以专题讲授，学生通过实习获得机械制造的基本知识，建立机械制造生产过程的概念；“计算机辅助设计”引入三维设计及制造软件，加强了学生应用软件提高设计制造水平和效益的能力，为机械零件、机械制图、机械原理等模块的学习做好铺垫。

四、机械基础系列课程新体系的优点

1、通过“机械专业导论”课，一开始就让学生接触机械设计和制造的实际，可以紧密地结合机械工程实际知识讲解相关知识，克服了以前学生缺乏机械设计和加工工艺方面的基本常识给学习造成的困难。

2、新体系将各门课程有机地结合在一起，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，减少了学时。

3、在“工程实训”后同时开设机械制图和机械零件模块，使学生在具备了机械设计和制造的基本知识后再学习零件图和装配图的内容，并作为表达设计的零件和部件的必然内容来学习，教学效率高，效果更好。

4、这一体系各门课程的设置，紧密围绕机械工程实际，以“应用”为主旨和特征构建教学内容体系，课程实施过程中结合“计算机辅助设计”三维软件的应用，有利于培养学生的综合素质和创新能力。

参考文献：

[1]祖业发、工程制图改革与机械基础系列课程新体系的探讨[J]、工程图学学报,1999,(4):88-90、

[2]柯斌清、“工程力学与机械设计基础”教学改革与实践[J]、教改教法,2014,(12):56-57、

[3]韩蕾蕾,韩英英、独立学院工程材料课程教学初步改革[J]、机械管理开发,2010,(4):39-142、

机械设计基础知识篇4

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”部级规划教材《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。

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。

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[4]。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。

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[5]。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[6]。

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。

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[7]。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。

7结论

机械设计基础知识篇5

关键词：机械设计 实验课程 技能大赛

目前，职业院校已经普遍实施了一体化教学，机械专业的学生不仅要学习机械理论知识，还要进行机械专业实训教学。但是大多数职业院校在进行机械设计基础课程的教学时，还是采用传统的教师课堂教授的方式，并没有实施一体化教学。另一方面，在各个高校中，虽然大多数高校也已经独立设置机械设计基础实验课程，但还仅仅局限于形式，实验课程的内容往往未能自成体系，零散依附于理论课程，实验安排也仍依附于理论教学进程。

实践表明，若只是照本宣科，又或是进行一些独立的、没有联系的实训实验，是不利于学生对课程内容的掌握的，而且更难以培养学生的综合能力和创新能力。所以，迫切需要科学地、系统地将课程理论知识和现有的实训实验设备相结合，构建一体化的课程教学内容体系以及内容结构模块，让学生既动脑又动手，理论联系实际，提升学生动手能力，为技能大赛打好基础。

一、明确实验教学的目标

教学归根结底为了就业服务，所以要学以致用。职业院校的学生是要到机械生产的一线岗位上工作的，因此，安排的实验教学内容应该尽量贴近实际的生产，但又要从学生的实际基础出发，不能揠苗助长。实验课程的目标也要从基础开始，循序渐进，配合机械设计基础课程的教学大纲，从简单到复杂，让学生充分接触一些机械零件和设备，开阔学生的眼界，增加学生直观体验。把教材中理论的内容在生产实际对应起来，然后配合后续的实践课程，将知识系统化、能力实践化，让学生做好参加技能大赛的准备，提早认知机械设备。

二、合理安排实验教学的时间

在各大高校，机械设计基础实验课程一般是独立设课，实验教学的时间和理论教学缺乏协调。职业院校现在普遍采用“双师型”教学，完全可以在理论课程的同时进行实验教学，上课的地点也可以安排在一体化教室，安排在技能大赛的相关设备旁边上课。这样不仅可以加深学生对理论知识的理解，还可以让学生在实验课上更快上手，事半功倍。

三、准确构建实验教学体系

实验教学内容体系要体现实验教学具体目标。教学内容应该以《机械设计基础》教材为基础，针对教学重点设置相应的实验课程，以机械设计为主线，遵循技能大赛需要什么就教什么的原则，开展学科知识综合应用和动手能力培养，内容体系做适当拓展，即将课程的相关实验内容与技能大赛的项目进行有机结合。这样的实验内容体系设计打破了原机械设计基础系列课程内容体系，内涵得到强化提升，有利于最大限度地实现机械设计基础课程学以致用的要求。

教材是实现教学目标的载体，所以实验教学要编写合适的实验报告，编写需要和教学目标同步，要与实验活动紧密相关，将一个实验的目的、内容、过程方法等都体现在实验报告中。要突出学生主体地位，让学生保持学习探索的兴趣，自始至终参与全过程，并及时记录实验过程。

四、严谨实施实验教学

教学过程以教师为主导，要求教师对实验项目非常熟悉。类似减速器的拆装实验，教师自己应该能快速准确地完成拆装，并在演示过程中边做边讲解，结合现有设备还可以进行场景录像。实验过程要以学生为主体，充分发挥学生的积极性，有条件的可以让学生一人一个零件进行观察和体会，也可以将学生分组，让学生自己动手拆装，有问题及时解决，及时进行记录。在不同的实验项目实施过程中，要注意培养学生的灵活性、创新性。先让学生自己设计方案，并把不同的方案拿出来讨论和比较，教师最后进行综合评价，得出可行性结论，并让学生实施。

综上所述，职业院校的人才培养应该从基础课程开始，技能大赛选手选拔也应该从基础课程起步。机械设计基础是机械类专业的重要理论课程，学好这门课程还应该注重实践动手能力的培养。

参考文献：

[1]陈立德、机械设计基础[M]、北京：高等教育出版社，2013、

[2]张一呜、关于提高大学生动手能力的几点思考[J]、文教资料，2010（33）、

[3]梁丰，朱林剑，陈庆红等、在机械基础实验中培养学生解决工程问题的能力[J]、高校实验室工作研究，2010（2）、

机械设计基础知识篇6

【关键词】机械专业；应用型人才培养；课程体系；建设；改革

前言

机械是最早的专业之一，由机械装备设计和机械制造工艺专业合并而成。该专业工程实践性较强，属于工科类，是以机械为主，光、机、电、气结合的综合性较强的一个专业[1，2 ]。结合应用型人才培养方案，针对西部院校机械类专业实际情况及特点，本文讨论我院机械设计制造及其自动化专业课程体系建设，并提出一些改革措施。

1、培养目标及要求

1、1培养目标

机械专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好的团队协作能力和创新能力，具备现代机械设计制造及其自动化基础理论知识与应用能力，具有从事本专业实际工作的综合职业能力，能在工业生产第一线或中职、高职院校、科研机构从事机械制造领域内机电产品设计与开发、机械产品制造、科技开发、应用研究、经营销售、运行管理、生产管理、教育研究等方面的工作。

1、2培养要求

具有从事机械产品开发、设计、制造、控制及生产组织管理的基本能力，具体为：

（1）具有扎实的自然科学、社会科学基础知识；

（2）系统掌握本专业领域的技术理论基础知识；

（3）具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索、基本工艺操作等基本技能；

（4）具有初步的科学研究、科技开发和组织管理能力；

（5）具有较高的综合素质和较强的自学能力与创新意识。

2、机械专业存在的问题

西部院校由于资源、师资、教学条件、办学经验等原因仍存在一些不足：

（1）课程设置顺序不合理，学生学习过程中发现一些课程的知识还未学，就已经开始学习后面的内容了，学生学起来比较吃力。故进行课程设置时应考虑课程间的关系，合理安排，让学生学习时有递进感，不断增强学习兴趣和信心。

（2）学生掌握的能力与需要的能力不对接，学生感觉学了四年，什么都没学到，也有学生感觉，毕业出去后需要用到的知识没学，没用的却学了很多。这是因为，知识体系是一个整体，分为不同学科、不同专业和课程。解决工程实际问题时，需要的是系统综合知识，学生只有运用系统的知识才能真正解决问题[3]。

（3）课程设置与社会需求脱节，企业招聘人员反映，学生目前学习的知识比较陈旧，多数都已过时，希望学校跟上社会的需求，不断更新知识，开设一些实用性强的课程。

3、课程体系

3、1 课程设置框架

3、2 专业必修课程

（1）为了培养学生具备一定的计算、运算等能力，以为后续的机械设计、模具设计、机电一体化技术等课程服务，同时掌握一定的英语运用能力，开设了一些比修的基础课程，如数学、物理、力学、英语等。

（2）机械类开设的主要课程有机械制图、机械CAD、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、工程材料及成形技术、数控机床与编程等。

① 机械制图：能够培养学生掌握相应的CAD绘图能力；提高学生的三维空间想象能力；为学好后续课程（机械设计、机械原理、互换性也测量技术、机械制造技术、冲压工艺与模具设计等）打下坚实基础。

② 机械原理：机械原理是从基础理论课到专业课之间的桥梁，在课程学习中起着承上启下的作用。学习该课程，能使学生掌握机构运动学和机械动力学的基本理论，具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。

③ 机械设计：机械设计是机械专业的核心基础，也是学习机械制造技术、模具设计与制造等课程前的必备知识。学好机械设计能为后续学习模具、机电产品设计奠定基础。

3、3 专业限选课程

机械专业分为两个方向：（1）模具制造工程方向，该方向主要开设机械制造技术基础、模具制造工艺和冲压工艺及模具设计等三门课程；（2）机械电子工程方向，该方向主要开设机械工程控制基础、机电传动控制和机电一体化技术等三门课程。

3、4 实验及实践教学

为了巩固学生对理论课知识的理解和消化，针对机械应用型人才培养特点，除了对一些专业课开设课程实验外，还开设了系统的实践教学环节，如表1所示。

课程实验：目前开设的实验或建立的实验是只要有机械设计实验室、机械原理实验室、测量实验室、液气压实验室等，而模具实验室、机电一体化实验室等则还在筹划之中。

课后实训：目前机械专业开设的实训有车工实训、钳工实训、焊工实训、数控技术实训、电子线路实训、机械设计课程设计、模具设计课程设计、机电一体化系统课程设计等。电火花成形、线切割、模具、铣削、铸造等方面的实训及实训中心则在完善和建设之中。

3、5 课外科技活动

课外科技活动是一个能提高学生自学能力、团队合作精神、遇到问题解决问题等能力的重要教学环节。在课外科技活动中，学生相互讨论，相互学习，相互影响，相互督促，共同进步。此外，在指导过程中，教师也能不断更新知识，提高自身能力。我院机械专业主要的课外科技活动主要体现在学生第二课堂、专业相关比赛、大学生创新设计制作大赛、科研活动等几个方面。

4、课程体系改革措施

根据上述讨论，与以往相比，机械专业课程体系的建设有了一定的进步，也取得了一定成绩，但也存在一些不足。针对上述的不足，现对理论教学、实践教学等方面提出一些改革措施。

4、1理论教学方面

（1）将冲压模具课程设置在模具制造工艺前讲授；

（2）模具制造工程方向增设注塑模课程；

（3）机电方向增设测试技术课程，机电方向学生必须具备一定的测试知识。

（4）将机械制造技术基础设置为专业必修课。机械制造基础是主要讲授车、铣、刨、磨、钻等常规的机械加工方法、加工刀具、加工设备等，是机械专业学生必须掌握的专业基础知识，所以，机电和模具方向学生都应掌握。

（5）选择通俗易懂的教材，如高等教育应用型教材；

（6）课程设置跟上行业步伐，如增设先进制造技术、有限元原理、机械CAD/CAM/CAE等课程。

4、2实践教学方面

（1）加强实验室和实训中心建设；

（2）实践性强的课程增加相应的实验环节。

4、3其他方面

专业分方向时间从大二上学期延迟至大三下学期；从企业引进经验丰富的教师，开展必要的实训课程；加强教师培训，提高教师技能。

5、结束语

我院机械类学生偏多，师资薄弱，教师队伍年轻化严重，经验不足，目前只能勉强维持基本的教学工作，对于一些实践性较强的实训项目和深度、难度较大的专业改革或专业建设方面还无法开展。总之，我院机械专业的应用型人才培养工作还任重道远。

参考文献：

[1]刘国昌、机械制造专业课程体系改革初探[J]、教育与职业，2005， 17： 65-67、

[2]刘迎春，宁立伟，邓奕等、应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养课程体系的研究 [J]、湖南工程学院学报，2004，14（3）： 59-62、

[3]杜家熙、谈机械设计制造及其自动化专业课程体系改革[J]、河南科技学院学报，2009，37（4）： 75-77、

基金项目：

广西教育厅科研项目（2013YB208）；部级大学生创新创业训练计划项目 （201310605006）。

机械设计基础知识篇7

[关键词] 高职教育；机械设计；改革

【中图分类号】 TH122 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）01-114-1

高职教育是我国教学体系中至关重要的一环，为我国经济发展和社会进步输送了众多的高素质人才。在教学过程中，高职院校重视培养学生的综合素质。正因为如此，在设置相关的教学内容时应该与社会实际相结合，重视对学生的职业能力的培养。对于机械设计课程来说，其是机械类专业的重要基础性课程，提升机械设计基础教学有着非常现实的意义。本文就对新时期下的高职机械设计基础教学改革进行了探讨，并提出一些参考性建议。

一、机械设计基础课程教学改革的必要性分析

机械设计基础中有机械原理和机械设计两门课程，是学习其他机械专业课的重要基础性课程，是引导学生向专业课程发展的重要过渡课程，是每一个高职院校学生必须学习的专业基础课程。机械设计基础课程是为了培养学生的设计能力和创新等能力。正因为如此，在实际教学过程中，高职院校更加重视在提升学生理论知识的基础上积极拓宽学生的知识面，提升学生思维能力，进而让学生可以更好地认识到机械设计的内涵，进而提升自己的综合素质。然而，由于我国高职教育并不完善，并没有形成十分成熟的教学体系，使得在对课程安排及教学方式上都有很多的问题，有时候根本没有考虑到高职院校的特点。在这种情况下，高职学生的综合素质并不能得到非常有效的提升。因此，对高职院校机械设计基础课程进行改革是非常有必要的。

二、机械设计基础课程教学改革的策略分析

基于我国高职教育对我国发展的重要性，考虑到我国高职教育中并没有形成有效的机械设计基础教学体系，对机械设计基础课程进行有效的改革具有十分现实的意义。现提出以下几点建议，希望有所帮助：

（一）加强实验教学，有效提升学生的动手能力。高职教育应该始终明确自己的定位，致力于培养高素质的应用型人才。而通过有效的实验能够有效培养学生的动手能力。对于机械设计基础课程来说，学生在实验过程中能够有效了解工程实验的基本原理，能够更好地认识到不同的机械量的不同测量方法。此外，学生还能够更好地掌握实验数据的采集和处理操作方法，也可以更为直接地了解不同的仪器的原理和使用方法，从而为自己以后的学习和工作打下良好的基础。

（二）重视培养学生的创新精神。在开展机械设计基础课程时，应该注意培养学生的创新能力。将教学内容进行必要的优化，建立一种以分析为手段，以综合设计为目的的教学模式。这样一来，学生就可以更好地掌握机械基础知识并能够熟练掌握。从另一方面来讲，机械设计基础教学内容非常多，且十分枯燥，教师不可能将所有的知识都教授给学生。而通过启发学生，培养其创新能力才能够让学生自己主动思考，将所学知识融会贯通、举一反三，从而提升自己的学习能力和应用能力。

（三）利用先进的多媒体技术，改善教学质量。在传统的教学中，仅仅用苍白的语言表达教材中的重难点知识是很难让学生真正领悟和掌握的。在现代，随着多媒体技术在教育教学中的普遍应用，教师可以利用机械设计CAI软件在计算机和多媒体上展现课本中一些较为繁杂的知识内容，给学生一种全新的感觉。计算机模拟机构运动的整个过程，将静转化为动，由复杂转化为简单，由平面转化为立体，由单调转化为多彩的画面，由原来的死板单一的讲解转化为生动有趣的三维动画演示，这些教学内容表达形式的转变不仅集中了学生的注意力，激发了潜在的学习兴趣，明显地提高了教学质量和学生的接受能力，还增强了学生的空间想象能力和逻辑思维能力。机械设计有个明显的特点就是在设计的过程中计算繁琐。如果学生用大脑来运行这些计算，在特定的时间内难以完成特定的任务，效率低，然而，计算机的专用教学软件就很好的解决了这个问题。学生可以根据教师的要求，结合课本知识，自主建模，理论用于实践，实践检验理论，既节省了时间，又提高了效率，何乐而不为呢。

三、结论

总而言之，在新时期下对机械设计基础课程进行有效的改革是非常有必要的，其不仅仅是教学内容的简单改变，而应该是完善教学的每一个环节。要与时俱进，保证教学内容的实用性和发展性，重视拓展学生的知识面，充分利用一切有效的手段去提升教学水平，从而让教学活动变得更有效，让机械类专业学生可以更好地掌握所学机械设计基础知识，培养实践能力和创新能力，为自己接下来的学习及未来的发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]杨叔子，张福润、面向二十一世纪改革机械工程教学[J]、高等教育研究，2000，（3）、

[2]刘志勇，刘孝民、重能力，求创新，推进机械设计基础课堂教学改革[J]、桂林航天工业高等专科学校学报，2004，（4）、

机械设计基础知识篇8

关键词 抛锚式教学；机械设计基础；教学方法

中图分类号：G642、4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）18-0101-02

1 引言

机械设计基础是近机类专业一门必修的主干课，是从工程制图、理论力学、材料力学等理论基础课向矿山机械等实践性很强的专业课程过渡的重要课程。正因为此，其涉及的知识内容宽泛、综合性强，学生普遍反映概念繁多，原理难懂，学习难度大[1]。如何调动学生的学习兴趣，且让学生更容易掌握这门课程，一直是该门课程改革的重点。高广娣等[2]基于ADAMS多体动力学软件，将虚拟样机技术应用于教学，将课程中的各种机构以动态的形式引入课堂教学，方便学生对课程的理解，增强了教学效果。张庆玲等[3]基于工作过程，将企业真实产品的生产过程选为教学内容，使得学生更容易掌握所学知识。以上研究改进了知识的表现形式，很好地辅助了学生对知识的学习，但沿用的仍是传统的教学观点――以传授知识为主，一切由教师决定，学生未能主动地参与[4]。如何提高学生课堂上的主动性、创造性，使其真正成为主动获取信息、积极构建知识的主体是该课程教学亟待解决的问题。

抛锚式教学是一种以建构主义学习理论为基础的新兴教学模式，在教学过程中结合相关问题，引导和强化学生的学习兴趣，让学生从问题中思考，带着问题探究，使学习的主动权掌握在学生手中[5]。如何将抛锚式教学法引入到机械设计基础课堂教学中，解决学生在课堂中的被动学习问题，是近期探索的新教学思路，并收到良好的效果。

2 机械设计基础教学中采用抛锚式教学法的必要性

机械设计基础是一门针对非机械专业学生开设的专业基础课程，是融合机械制图、理论力学、材料力学、机械工程材料等多门课程知识于一体的课程。开设这门课程的专业较多，如材料工程、采矿工程、热能工程等。这些专业背景不同，造成学生所具有的理论基础相差较大，整体水平往往不高。如采矿工程专业学生没有学过机械工程材料这门课程，又加上该门课程涉及众多概念、原理，学生学习时普遍具有畏惧感。针对这个问题，教师授课时首先需要帮助学生树立好课程学习的信心。

抛锚式教学，强调选择生活中易接触到的事件为问题，即“锚”。将这种教学方法引入机械设计基础课程教学，就可以以“锚”为导引，将抽象的机构、零件概念具体化、生活化，使学生了解到机械设计基础涉及的知识都是从生活中实际得来，同时又能帮助解释、解决生活和生产中的问题，进而消除学生对机械设计基础的畏惧心理。

课时的限制也使得抛锚式教学适合该门课程的教学。机械设计基础是针对近机类专业，将机械原理（64课时）与机械设计（48课时）两门课程整合，压缩成一门只有48课时的课程。然而课时的压缩并没有减少其涉及的知识面，这使得教师很难在较少的课时内做到将需要细致讲解的地方讲透，让学生对机械课程有着深刻的理解。教学过程中发现，学生对一些章节或某些基础知识尚存在问题，而这些问题在课本上没有详细介绍；又由于课时的原因，无法在课堂上占用大量时间给学生做详细讲解。采用抛锚式教学，可以让学生以研究小组的方式，课下提前整理相关资料、自主学习，进而节省教师课堂中的教学时间。

机械设计基础课程设计对课程的要求，也使得抛锚式教学法更合适于该门课程的教学。机械设计基础课程配套的课程设计，往往以减速器设计为题，涵盖了机械设计基础中齿轮传动、带传动、轴承、轴、螺栓等通用零件的设计与计算，具有很强的综合性。这要求学生在课程的学习中就能够关注全局。但其中所涉及的内容与《机械设计基础》教材[6]的编排顺序并不一致，且每一章都是看似相互孤立的知识体。如何科学地将这些看似零散的知识点化为一个吸引学生注意力的整体是教学的难点。而抛锚式教学法能够很好地解决这个难点。摒弃繁琐的概念堆砌，以实习过程中参观到的井下带式输送机的减速器设计需求为“锚”引出学生的好奇心，并通过镶嵌式教学将课程设计所需的各章知识无形地串联在一起，呈现给学生。

3 抛锚式教学法在机械设计基础教学中的实施

抛锚式教学在机械设计基础课程中的具体实施主要体现在以下三个方面。

创设情境、确定问题 授课过程中，根据各章节主要内容，有目的地从现实生活中抽取一些与章节知识点相关的问题。一方面，通过问题将要学习的知识有机地串联在一起；另一方面，通过增加悬念，激发学生对课程学习的兴趣。如在“齿轮机构”章节，涉及齿廓啮合基本定律、正确啮合条件、标准中心距、重合度等看似零散的知识。倘若教学上仅仅是知识的灌输，学生往往会一头雾水，很难将这些知识整合在一起。此处，首先引入这样的问题：家用轿车内变速箱的齿轮是如何传递运动的？引导性地让学生试着回答，在总结学生回答的基础上给学生讲解：齿轮是通过齿廓来实现运动传递的，在传递的过程中，为了保证传动比恒定，必须设计出专门的轮齿齿廓，如渐开线齿廓。以此引入这章课程前两节内容――“齿轮机构的特点和类型”“齿廓实现定角度比传动条件”。

在上课快要结束时，再针对性地给学生布置四个问题：什么样的曲线能够被选用制造轮齿齿廓，为什么？机械手表中的齿轮和汽车变速箱中的齿轮能否啮合传动，为什么？一对齿轮安装的时候，距离近一点儿好，还是远一点儿好，为什么？一对齿轮啮合，如何保证其轮齿的交替啮合？以此，以小组的形式让学生带着问题查找相关资料，将下一节课将要介绍的内容串联起来。这样，学生在学习过程中能够有更多的主动参与，并且有了明确的目标。在下节课，讲授“渐开线齿廓”“渐开线标准齿轮啮合”的时候，便可以以上面的问题引领学生试着回答，并采用镶嵌式教学，在解答问题的过程中引入新的知识点，学生在对这些问题的层层解答过程中逐步掌握了相关重点。

安排学生协作学习 为了锻炼学生的团队合作精神，每次课下问题都将以小组的形式来完成，采取协作式学习。课后，小组将根据问题一起讨论，并分工完成资料的查阅、问题初步答案的整理。学生在协作学习过程中，从最开始的分工，信息的收集、整理、分析，到最终结果的评价，都经过组内学生间相互交流得到。教师尽可能为其提供宽松的环境，通过QQ群的方式，课下协助他们[7]，使学生乐于主动思考。学生通过这种组内讨论，公开自己的学习成果，探讨学习疑惑，多角度寻求解决“锚”中问题的可能办法，完成对相关知识的建构，提高了分析问题、解决问题的能力。与此同时，还培养了学生团队精神和交流能力。

此外，看到不同小组对同一问题所给解答的不同，还让学生意识到思路的转变会产生很多创新性的成果，进而拓展分析问题的视角。

归纳、总结学生问题 在抛锚式教学下，知识点将随着“锚”的解决而被学生逐步掌握。但学生在此学习过程中，特别是课下小组讨论阶段，将会产生很多新的想法及问题。这些问题的及时收集及解答，对学生对知识的理解至关重要，也有利于教师准确把握教学中的薄弱环节。教师需要将相关问题收集、归纳、总结，将其中具有代表性的问题，在课堂上予以简要回答。复杂且重要的问题，可结合现代网络工具，如借助“QQ群论坛”进行解答[7]，以节省课堂教学时间。在网上讨论过程中，因不占用课时，教师可以采用讨论的形式引导学生一同逐步分析、解答问题。这样，一方面锻炼了学生的自我思维能力；另一方面，学生通过自己的努力解决了之前的问题，还会帮助他们进一步增强课程学习的信心。

4 结语

抛锚式教学法在机械设计基础课程教学中的应用，将学生作为学习的主体，通过与生活、生产实践密切结合的“锚”让学生主动探索、主动思考、主动建构知识，增强了学生的理论学习、问题解决能力。此外，抛锚式教学法的应用还有助于激发学生的学习兴趣、团队交流能力、团队协作意识。教学实践表明，2014年对中国矿业大学2012级材料工程专业1、2、3、4班的该门课程实施抛锚式教学法后，学生课堂上的学习兴趣普遍提高，期末平均成绩由上两届的73、8分、74、1分提升至80、5分，教学效果明显，受到学生的欢迎和肯定。

参考文献

[1]李慧芳、非机械类专业机械设计基础课程教学的改革与实践[J]、中国教育技术装备，2011（21）：30-31、

[2]高广娣，朱荣光，李盛林、基于ADAMS的《机械设计基础》网络教学平台设计[J]、机械管理开发，2013（3）：154-156、

[3]张庆玲，王洋，高玉侠、基于工作过程的高职“机械设计基础”课程改革实践[J]、教育与职业，2011（20）：140-142、

[4]李延斌，高有华，田方，等、面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J]、实验技术与管理，2012（4）：231-233、

[5]Cognition and Technology Group at Vanderbilt、 Anchored instruction and situated cognition revisited[J]、Educational Technology，1993，33（3）：52-70、