机械基础课程全文(5篇)

第1篇：机械基础课程范文

关键词：OBE；机械制造基础；课程教学改革；反向设计

1OBE教育模式及主要特征

OBE是基于学习产出的教育模式，是一个学习产出驱动整个课程活动和学生学习产出评价的结构与系统[3]。在OBE教育模式中需要解决五个核心问题，一是想让学生取得什么学习成果（目标）；二是为什么要让学生取得这样的学习成果（需求）；三是如何有效地帮助学生取得这些成果（过程）；四是怎么确定学生取得这些学习成果（评价）；五是如何保障学生取得这些学习成果（改进）。它清晰地聚焦和组织了教育中的每个环节，使学生在学习过程中实现预期的目标[4]。

2机械制造基础课程特点

机械制造基础是高等院校机械类和近机类专业的一门重要的技术基础课，主要讲授机器零件常用材料和加工方法，即从常用工程材料的选择、成形、加工制造，直到加工出零件的一门综合性课程，在培养学生知识、素质、技能中起到了重要作用。该课程具有内容涉及面广、知识点多、逻辑性弱、与工程实际应用紧密结合的特点，特别是热加工和冷加工部分内容抽象，学生常感觉学习难度大，不易掌握。传统教学方式已无法满足教学需求。因此，将OBE引入机械制造基础课程教学过程中，能够实现应用型创新性人才培养从“以内容理论知识为本”向“以学生综合能力为本”的根本转变，对人才培养具有十分重要的意义。

3OBE在机械制造基础课程教学中的应用

OBE要求教学过程都要以学习成果为目标进行反向设计，即先确认学习成果，再由成果确定培养目标，由培养目标决定教学内容和教学过程，之后确定考核评价方式，最后根据反馈进行教学改进。

3.1基于OBE的课程教学流程

将OBE引入课程教学过程中，所有的教学活动都应围绕实现预期的学习成果而展开。

3.2确定学习成果

学习成果既是OBE的终点，也是其起点[5]。按照OBE教育模式，结合专业人才培养目标，以及企业对人才的岗位能力需求，将机械制造基础课程的学习成果设计为“三选能力”，即选材料、选结构、选工艺。

3.3设定教学目标、选取教学内容

学习成果是能力的一种体现，能力的实现需要由相应具体的课程知识作保障。教学内容是在明确教学目标后反向设计的，教学内容和教学目标之间都应有清晰的映射关系。首先基于OBE成果导向教育，要清楚本课程的学习对学生达到培养目标的作用：（1）应用机械制造基础专业知识，为零件进行合理的选材料、选工艺、选结构。（2）通过课程学习，了解机械制造相关的新工艺、新技术，能够在设计和制造环节中有所创新；最后根据这些要求确定相应的教学内容。根据教材内容以及目标需求，将本课程教学内容分解为金属材料、热加工工艺、机加工工艺三个教学模块。金属材料模块，主要让学生了解金属材料的力学性能以及性能指标的测量和应用，熟悉铁碳合金的种类、性能、用途及常用热处理的方法和作用，达到能根据零件的使用性能要求为零件合理选材；热加工工艺模块，通过学生的实操训练，掌握铸造、锻压和焊接各种毛坯成形方法的原理、特点及结构工艺设计，能够根据零件的使用性能要求和材料，选择合理的毛坯成型方法和结构；机械加工工艺知识模块，主要让学生了解机械产品的生产过程、各种机加工的特点及应用范围，能为零件选工艺。最终通过这三部分内容的学习，达到“三选能力”（选材料、选工艺、选结构）的教学目标。

3.4组织教学过程

在教学过程中可以采用多种教学方法灵活交替进行，如问题引入式、启发式、讨论式等，也可以采用理论教学与现场教学相结合的方法。例如在讲授“热加工工艺”模块时，首先将学生自由分成若干组，给每组分发与零件配套的模型，并以客户的身份提出产品的相关要求，学生结合实际产品对零部件的材料、结构特点和使用性能要求进行分析讨论，在此基础上，教师引导，找出零部件成型方法选择的关键所在。然后，采用“理论教学和现场教学相结合”的教学方法，教师分别讲解铸造、锻压、焊接等各类毛坯成型方法的原理、特点、应用、结构工艺性以及毛坯成形方法选择的原则等理论知识，学生可以进行成型方法的实操训练。最后，引导学生针对自己的零件结构和技术要求提出多种成型方案，通过讨论、评价所提成型方案的优劣，最终确定较优方案。在此过程中，通过组内学生一起分析讨论，组间相互评议，提升学生分析问题、解决问题的能力，同时培养学生的创新能力。基于OBE进行课程教学内容和教学方法的改革，学生不仅能明确本课程的学习目标和学习内容，而且对于每堂课都清楚自己要学什么、怎么学、学得怎么样，这样既能调动学生学习的积极性和主动性，又能促进教学目标的达成，提高教学效果。

3.5建立考核评价体系

评估学习产出是OBE教育模式中一个非常重要的环节，这恰恰也是我们较为薄弱的一环。目前，传统教学对学习成果评价手段较为单一，大多是“一考定成绩”。这种评价方法具有很大的局限性，大多侧重于考查学生的记忆力，忽略了对学生运用知识分析问题、解决问题以及创新能力的考查，不能对学生学习结果进行全面的衡量，对工程应用类课程尤为明显。因此，改革以往单纯的考核评价方式，构建全面的有效的考核体系是教学中一个非常重要的环节。而OBE评价体系是以学习产出来驱动整个课程教学活动，具有很大的灵活性。基于OBE建立机械制造基础课程多元化考核体系，设置多项考核指标和内容，综合评价学生对课程学习的全部成果，特别是学生对知识的应用能力和创新实践能力等综合能力的考核。评价要素主要分为学习过程、理论考试、实践能力和创新能力四个方面，所占的比例大致为20%、50%、15%、15%。这种多元化考核体系不仅能监控学生的学习过程，能动态了解学生知识和能力的发展情况，还能培养和测试学生的综合能力，对学生学习结果的评价较为全面、客观。对学生的主动学习起到了很好的促进作用，同时也更好地促进了培养目标的达成。

4结语

将OBE教育理念引入机械制造基础课程教学中，以“学生为本”从学习成果出发反向设计教学内容，采用多种教学方法进行教学，并构建了多样化的评价体系。不仅能让学生系统地掌握专业理论知识和专业技能，还能培养学生处理问题和解决问题的能力，提升其综合素质，真正培养出适应市场需求的应用型创新性人才。教育教学改革是一个循序渐进不断完善的过程，还需要我们在教学实践过程中对具体的做法和措施逐步摸索，并不断地改进与完善，从而形成比较系统、科学的教育教学模式。

参考文献：

[1]姚江云.基于成果导向（OBE）理念的自动化人才培养模式研究[J].大众科技,2017(8):128~129.

[2]李志义,朱泓,刘志军等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究,2014(2):29~34.

[3]顾佩华,胡文龙,林鹏等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014(1):27~37．

[4]顾佩华,胡文龙,林鹏等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,201(1):27~37.

第2篇：机械基础课程范文

关键词：机械基础课程设计；CDIO工程理念；教学改革

CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典的查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等高校，共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，是“基于项目学习”和“做中学”原则的有机结合[1]。CDIO在培养学生的理论知识及协作能力的同时，还强调专业技能、大系统掌控等一系列能力的培养。目前国内许多高校都在研究CDIO的先进工程理念，并根据各自学校的实际情况，探索工程教育理念的教学改革之路。

一、机械基础课程设计教学存在的问题

《机械基础》是工科类专业的主干课程和重要必修课程，具有基础性、设计性、实践性等特点，是培养学生创造性思维的主要课程。而其《课程设计》是使学生获得工程技术训练必不可少的实践教学环节，在培养学生的理论联系实际，提高机械系统方案设计以及创新构思能力和分析能力等方面起着非常重要的作用。本课程是学生首次接触的专业基础知识，其重要性不言而喻。然而，由于课程设计长期以来一成不变的设计方法和教学模式，给其教学带来很多弊端[2]。首先是设计题目陈旧，设计方法呆板，缺乏创新思维的培养和工程实践能力的训练；其次是设计内容单一，缺乏整机设计理念和系统训练，没有机械系统方案设计的机构选型设计，学生处于一种被动及按部就班状态，自主设计和发挥主观能动性的内容少，无法激发学生的创造力，不利于对学生综合能力的培养；再次是个体意识强烈，缺乏团队协作及沟通交流的能力。这样培养出来的学生将难以适应快速变化的社会需求[3]。因此，课程设计的教学改革势在必行。每年我校都有机类和近机类约十八个班的学生接受机械基础课程设计的训练，搞好机械基础课程设计，不仅是对学生动手能力和创新能力的一次全面训练，而且对后续专业课程的学习、毕业设计乃至今后的工作都有重要影响。

二、机械基础课程设计教学改革措施

（一）设计题目多样化

课程设计的题目应体现以学生为主的教育理念，针对学生的实际情况，改变以往课程设计题目单一的弊端，选择合适的设计题目，因此，在选题上应注意以下几个问题[4]。一是课程设计题目应满足综合性强、难度适中的要求，使学生能够综合运用机械基础课程所学理论知识，系统地完成一个大型机构设计课题；二是题目来源的广泛性，教师不断从文献资料、生产实际和科研工作中累积合适的题目，逐渐扩大课程设计题目的类型和数量，形成一个基本的课程设计题库，表l所示为我校近三年机械基础课程设计选题。三是题目要有一定的创新性，鼓励学生根据自己的兴趣进行选题，兴趣是学习最好的老师。

（二）采用先进工程设计方法和手段

传统课程设计结果常常是学生上交一份图纸和一份设计说明书，学生对设计出来的机器装置或机构是否可行不得而知，因此，影响了学生的设计积极性。在课程设计教学环节中，引入机械专业常用的三维设计软件Pro/E、UG、ADAMS等辅助设计功能和虚拟样机技术。要求学生在计算机上制造出虚拟机械，并对此进行运动和动力学分析，最大限度地减少设计失误。从而实现复杂问题简单化、抽象问题直观化，深化对工程实践类问题的认识，增强学生利用现代化手段进行机械创新设计的能力。为学生设计的潜艇舱盖开启机构三维图，潜艇的舱盖开启机构用于潜艇舱门的打开和关闭。开启角度为0-90°，驱动方式采用电机。舱盖的开启速度较慢，设计中采用了蜗轮蜗杆减速机构。图2为潜器天线升降机构三维图，潜艇在水下航行依靠水声导航，但在近水面航行时需要使用天线与陆上交换信号。天线的升降角度为0-90°，驱动方式采用电机。天线的升降速度较慢，需采用减速机构。潜艇的空间较小，要求所设计的机构尽量紧凑，占据较小的空间位置。设计中学生采用了蜗轮蜗杆减速机构，该机构输出轴与天线转轴间采用花键连接。设计结束后教师对优秀的作品，组织申请专利，并推荐参加各种大学生竞赛，如全国大学生机械产品数字化设计大赛、机械创新设计大赛。

（三）改革课程设计的教学方式

首先是变集中时间式教学为先部分分散，然后集中式教学，与机械基础理论教学环节有机融合起来，这样学生不仅可以有充分的时间发挥创新性设计和学习的主动性及积极性，同时指导教师通过监督和指导，能及时发现不合理的设计，并督促学生改正，这使学生有充分的时间进行思考及设计；其次是变单人一组的设计方式为多人一组的团队方式进行，充分利用学生的团队协作精神，培养学生的团队意识。具体措施如下：（1）在机械基础课程开始时，就介绍课程设计的相关内容和设计要求，布置学生按自愿组合的方式组成设计小组，一般以3-5人为一组；（2）在机械基础课程教学的中期，布置学生进行调查研究，查阅资料，分析讨论现有典型机器和同类机器的研究现状和发展历史，并以研究报告的形式成为机械基础课程设计设计说明书的一部分内容；（3）在机械基础课程教学结束后，组织学生参观讨论，进行方案设计与典型机构的分析，方案设计阶段以小组为单位，在分析机器的结构、传动方式、工作原理以及各部件的功能顺序的基础上，绘制机器运动简图，确定最佳设计方案；机构的分析与综合阶段主要是从设计方案中选取最具代表性的机构，进行机构的尺寸综合、机构运动分析和力分析，制作机构模型。最后是编写设计计算说明书，准备答辩。

三、结束语

通过近两年的课程设计改革探索，我们发现基于CDIO工程理念的机械基础课程设计体系有明显的优势，不仅能够改变学生的学习态度，激发学生的工程设计兴趣，构建工科教育中被忽视的工程价值观，而且能够培养学生的团队合作精神。基于CDIO工程理念的机械基础课程设计更加强调学生综合素质的培养，它改变了以往理论与实践相脱节的问题，学生普遍反映课程设计效果有很大提高，特别是在学生独立分析问题、解决问题的能力方面以及对机构创新设计能力等方面均有所提高。

参考文献

[1]朱玉.CDIO工程理念在“机械原理课程设计”教学中的应用[J].中国电力教育，2010（1）：139-140.

[2]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008（6）：51-53.

[3]王砚军，等.“机械原理与机械设计”课程设计的改革探索[J].中国电力教育，2011（23）：95-96.

第3篇：机械基础课程范文

关键词:汽车机械基础;课程改革;岗位能力需求

0引言

汽车机械基础是笔者所在学校汽车维修类专业第一学期的一门专业基础课，是多学科交叉融合的专业基础课程，涵盖了机械制图、材料学、工程力学、常用零部件介绍、机械传动、液压传动方面的知识，涉及到高职汽车类专业人才必不可少的知识结构，对学生掌握机械专业基础，培养分析和解决工程实践问题的能力起着重要的作用。学生在本课程之前，还未学习过任何机械基础知识，不了解机械行业的工程特点和从业要求，机械通用知识基础比较薄弱，这给该门课的教学带来了一定的难度。为了保证教学效果，提升教学质量，我们加强了该课程的教学研究。

1背景

根据汽车专业类学生的从业范围、岗位能力要求，结合该专业的课程设置体系，对机械基础课程教学内容进行合理设计，包含基本机械制图、材料性能、钢铁材料及热处理、有色金属以及非金属材料、力学基础知识、构件强度计算、常用汽车零部件、齿轮传动、皮带及链传动、液压传动等内容，存在大量的公式、图表以及国家标准需要学生掌握，具有知识结构全面、内容覆盖面广、信息量大、工程实践性强等特点。而现阶段大部分专业教师的企业工程应用经验不足，只能依照教材的知识结构进行教学设计，如何贴近工程实际进行案例教学还存在很大的改进空间。以上教学现状已经不符合现代职业教育的发展理念，即要结合当今中国的机械技术发展现状，以新时代高职学生的学情特点为基础，充分利用信息化手段，重点提升学生对知识的应用理解能力，强化工程素质的培养，提升学生的学习兴趣。所以有必要对目前的汽车机械基础课程进行教学改革，制定一个科学合理的“课程标准”。

2课程改革内容及措施

2.1优化课程标准

课程讲授的内容不应该完全受到教材目录的限制，而要以满足岗位需求为目标，按照人才培养计划，制定科学合理的课程内容，要侧重对接社会经济的发展特点、紧贴最新科学技术发展趋势，邀请相关行业企业的专家对课程框架进行研讨和确认，最终编撰出来的课程内容能够适应技术发展趋势，具有发展性和先进性。目前各个职业院校在该课程的授课内容基本包含机械制图、工程力学、材料学、机械传动与计算等。要求学生必须掌握汽车零部件图纸的设计、机械零件的设计与强度校核，更加偏重于机械基础的理论学习，违背了职业院校培养高素质技能应用人才的理念。笔者学校经过对东风悦达起亚、北京现代、长安福特等汽车售后经销商企业的岗位进行调研，通过与企业技术带头人进行多方交流和研讨，认为要侧重对图样识读、机械装置的拆装方法、常用工艺知识的应用、企业标准和规范意识等方面的能力培养，而机械零件图设计、复杂传动系的设计及校核、深入的力学计算等在实际工作中应用较少，在课程教学上可以予以删除。所以，在对汽车售后维修企业及相关行业专家进行走访、调研的基础上，对教学内容进行修订，将与岗位相关的多个机械基础技术模块作为一个系统，明确各个模块在整个系统中的作用，对课程内容上与汽车发动机、底盘构造交叉重复的知识点进行精简，制定新的课程标准，将教学内容优化调整为汽车零部件识图、常用材料及热处理、构件力学分析、标准件与通用件、常用机构传动、液压传动六个模块，满足企业实际工作岗位的能力要求，降低企业重复培训的人力成本。

2.2编撰辅助教材

笔者学校已经使用的《汽车机械基础》教材近十本，但这些教材大致还存在理论性强、知识重复、实践案例少、没有弘扬工匠精神等问题，部分章节看不到与汽车有关的知识，没有突出汽车专业的特色。进行市场调研，我校与上汽大众、北京奔驰、长安福特、北京现代、起亚等多个品牌开展了深度的校企合作，各品牌旗下的经销商企业对应用型技能人才的需求很大，每年为我校汽车专业毕业生提供了丰富的就业岗位，深入企业一线岗位，了解企业对毕业生的知识、技能和素质要求，了解岗位对课程的要求，收集学生反馈的学习效果，邀请行业专家、技术骨干对岗位的知识体系进行研讨，确定任务目标和课程体系。在此基础上设计《汽车机械基础》的项目模块，对每个项目进行实践任务的分解，突出任务的主题和重难点，优化整合各种验证性、创新性、综合性实验，把理论知识有机穿插在各个实践任务中，将理论与实际相综合，促进知识向能力转化。试编校本教材，以教学项目为框架，在机械基础知识、原理、基本方法和技能等方面进行多样化展示，明确教材的知识结构主线，强化汽车机械故障的诊断与排除，并将工匠精神贯穿于教材的主要知识环节。试用校本教材，通过学生反馈、专家审阅和行业企业评议的方式，进行教材编写质量的论证，并不断修改完善，最终质量评价良好的教材可以公开出版发行。

2.3改革教学方式

汽车机械基础的传统教学方式偏重于以理论为主，教师一般通过多媒体PPT的方式进行授课，由于PPT的可复制性强，众多教师的授课PPT在内容上趋同，大量的公式推导、照片和动画等知识点的堆积，导致PPT信息化大、重点知识多。在教学过程中，教师为了完成教学任务，照本宣科和走马观花的情况严重，学生对PPT中的知识容易麻木，教学效果大打折扣。(1)摆脱单一多媒体授课的局面。以传统黑板板书的知识要点为主线，采用启发式和引导式教学讲授方式，在提出问题的教学设计上下功夫，引入学生进行思考，形成一环扣一环的讲授思路。通过实践教学环节拓展知识主线，从如何提升学生技能和创新思维的角度，根据课程教学内容的重难点，增加机械基础知识实训和工程实践环节，通过安排与汽车先进检测技术、制造工艺等相关的实验内容，按照“提出问题、分析问题、实践认知和分析总结”的教学层次，培养学生自主实践和思考工程问题的能力。适时邀请汽车制造和售后市场的行业专家走进校园，通过技能展示与现场互动，让学生体验工匠精神的底蕴和内涵，拓展学生的学习思路和专业视野，有利于培养学生良好的职业素养。(2)注重利用现代信息技术。以建立学生对机械的感性认识为目标，采用网络资源平台上的教学课件、素材、机构动画和工程视频等开展教学，将信息化资源有机融合到“案例导向－问题驱动－分析拓展－归纳总结－应用创新”的一体式教学体系中，让学生通过网络深入到自修、讨论、互动答疑等开放式的教学环节中，突破时间和空间的限制，培养其自主学习的能力。专业教研室也可利用各种技术手段，按照机械基础的模块化特性，系统搭建各种实践教学、精品课程教学和名师课堂等资源网，让学生在课外获取和补充汽车机械工程实践中需要的相关知识，让教与学在资源共享中进行传递，达到事半功倍的效果。

2.4创新考核评价方式

进一步深化人才培养的考核方式，以汽车岗位的需求作为质量标准，坚持多元化的考核方式。注重在机械基础学习过程中进行考核，在调研汽车机械维修类企业一线岗位工作需要的基础上，结合行业发展对人才的新要求，与时俱进制定理论知识、技术实践能力和综合素养方面的考核标准，通过过程中的工程实践项目考核与期末理论考核相结合的方式，让学生在职业精神、工程素养和技术能力上得到培养和提高。以材料及热处理章节为例，在学习材料的机械性能、工艺性能和热处理等理论知识的基础上，根据汽车维修过程中遇到的发动机活塞磨损、螺纹孔损坏和悬架连杆变形等故障检修案例，设计相应的工程实践项目进行考核，制定技能和素养过程考核标准，并纳入相应的职业资格能力的认定中，让考核体系更加贴近实际工作岗位和技能等级认定体系。

3改革成效分析

经过我校教务处和专业教学委员会的同意，《汽车机械基础》的课程改革自2016年开始实施，校本教材在汽车检测与维修、新能源汽车技术2个专业使用，截至目前已经有两届学生完成课程学习并参加就业。从毕业生、企业和专任教师的反馈信息进行分析，课程改革具有较好的成效:

3.1学习效果

教学模式的创新在一定程度上提升了学生对该门课程的满意度，改变了该门课程理论知识繁多、学习过程乏味、实践操作性不强的印象，学生学习的积极性有所提升，部分学生还能在岗位实践中，继续就深层次的工程问题与专业老师进行探讨。新的教学模式也得到了汽车维修企业相关技术人员的认可，他们认为授课内容与企业的工作岗位更加贴合，相比之下，学生的操作技能和分析问题的能力强、职业发展速度更快，降低了企业的培训成本。

3.2后续建设方向

(1)《汽车机械基础》课程的后续改革，始终以学生为主体，坚持理论与实践并重，强化对机械实践能力的培养，强调工程应用实践能力的职业性，在课程教学内容和手段上持续创新，最大限度的利用课程资源和教学环境，采用多种学习手段和途径，创造思考问题、动手实践和讨论提高的学习氛围。(2)丰富课程内容，根据企业发展需要和岗位实际工作任务需要的知识、能力和素质要求开展资源库建设，在工程认知、模型实验、案例训练和能力竞赛等方面建设开展多方位的实践教学平台，紧跟学科的前沿技术，在新工艺、新方法和新设备上不断拓展资源途径。(3)加强校企合作，围绕职业岗位技能鉴定、从业人员的职业成长历程、典型的工作任务，构建多级别的课程学习体系，紧跟行业企业的发展动向，以工学交替的人才培养模式为载体，建立课程设计、教学反馈和持续改进的联动机制，让课程改革不断满足企业的发展需求。

结语

第4篇：机械基础课程范文

关键词：机械控制工程基础；课程改革；一般本科院校；专业特色

0引言

机械控制工程基础是机械类专业的必修课，是一门非常重要的专业基础课，在机械类专业的人才培养体系中起着承上启下的作用。①它基于经典控制理论，结合机械工程中的实际控制应用，介绍经典控制理论的基本概念、控制系统的数学模型、频率特性、稳定性分析、快速性分析、准确性分析及控制系统性能校正等。通过该课程的学习，使学生了解机械控制系统的基本结构和工作原理，掌握自动控制理论在机械工程中的具体应用；学会分析机械工程系统的稳定性、准确性、快速性等基本性能，掌握系统设计和校正的本方法；培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续学习专业课以及从事相关工作打下基础。②机械控制工程基础是数理基础课程与专业课程之间的一道桥梁，课程中有大量的公式、定理、判据，涉及时间域、频率域和复数域，课程内容较枯燥。笔者通过多年的教学经验发现：学生感到该课程难度较大，对所学内容不易消化和吸收。这使得一部分学生在学习中的主动性变差，产生厌学情绪，从而严重影响到了课程的教学质量。这导致学生整个机械专业知识体系不完善，出现了中断，从而影响了人才培养质量。因此，结合机械控制工程基础的课程特点进行教学改革，对于提高该课程的教学质量，是十分必要的。本文根据机械控制工程基础课程特点，结合我校机械类专业特色，从课程的教学内容、教学手段及实验教学等方面开展了一定的探索和研究，对于促进学生学习的主动性和学习效果有一定的参考作用。

1我校机械类专业特色

长沙理工大学的“机械设计制造及其自动化”专业是学校的骨干专业，其起源于原湖南交通学校1956年创办的“船舶技术管理”专业和随后开设的“筑路工程机械”专业。1978年经国务院批准，在湖南交通学校的基础上创办长沙交通学院，归通部直接管理。自1979年始，筑路工程机械专业面向全国招收四年制本科生。1987年长沙交通学院开设机械制造工艺与设备专业，当年开始面向全国招收三年制大专班。1996年经教育部批准，在原机械制造工艺与设备专科专业的基础上创办“机械电子工程”四年制本科专业。1998年，“筑路工程机械”和“机械电子工程”两专业合并为“机械设计制造及其自动化”，设工程机械和机电一体化两个方向。几十年来，已培养了近三千名主要在机械和交通领域相关行业就业的毕业生，具有鲜明的机械行业和交通行业特色，形成了“立足交通和工程机械行业，传承‘铺路石’精神；夯实基础知识，突出机电一体化；强化工程实践与动手能力，培养面向基层的高级应用型人才”的专业特色。

2改革措施

根据机械控制工程基础课程特点，结合我校“机械设计制造及其自动化”专业特色，从教学内容理论联系实际、优化教学内容、实践环节注重虚实结合、多样化的教学手段、将CDIO教学理念引入教学等方面采取了措施进行了课程改革。

2.1教学内容理论联系实际

机械控制工程基础所讨论的问题源于工程实践，是进行自动控制系统性能分析和设计所面临的共性问题。随着工业化进程的不断加快和科学技术水平不断提高，控制理论的应用面越来越宽，知识体系越来越成熟。但由于本课程偏重理论基础的介绍，往往使学生在学习中对实际的控制系统缺乏感性知识，他们感到学习的内容比较抽象，和他们接触的控制系统差距很大，影响学习效果。因此，教师在教学过程中应注重理论联系实际。比如，讲到机械控制系统的组成时，多举一些工程机械控制系统和数控机床控制系统的实例，很容易提高学生的学习兴趣。这样既克服了该门课程的理论性和抽象性，又增加了学生的学习能动性，开阔了学生视野，从而很好地促进教学效果。

2.2优化教学内容

机械控制工程基础内容比较多而且也比较抽象，我校“机械设计制造及其自动化”专业培养计划中机械控制工程基础安排为2.5学分，40学时。由于课程知识点较多，在规定的时间难以把所有内容讲完。所以，我们必须加强课程知识体系的研究，对教学内容进行优化。根据我校机械工程专业状况，我们把课程教学内容重放在控制理论的基本概念、控制系统的数学模型、系统稳定性分析、系统快速性分析、系统准确性分析及系统性能校正等几部分，而对于要求较高的内容，如非线性控制系统、离散控制系统系统及根轨迹法等只作简要阐述，感兴趣的学生可以在课下和老师进行交流。

2.3实践环节注重“虚”、“实”结合

机械控制工程基础是一门注重实践、实践性很强的专业课程。实践环节对于培养学生分析问题并运用所学知识解决问题的能力起着非常重要的作用，有利于学生工程实践能力的提高。很多高校机械控制工程基础的实践环节一般借助MATLAB软件实施，通常是上机实验。③④然而，单纯采用MAT-LAB软件进行虚拟实验，不够直观，与工程实际有些脱节，激发不起学生兴趣，实验效果不是很理想。为此，我们对传统实验方式进行了改革，采取了“虚”、“实”结合的实验方式，一部分实验借助MATLAB软件平台上机进行，同时还开设了实物实验。学院为本课程购买了自动控制工程基础试验台，可以进行控制系统的时域响应分析、频率特性测试、校正设计等实物实验。相对于软件实验，利用真实的控制器件，更能激发学生的学习兴趣，提高学生主观能动性，学生也普遍反映更加喜欢这种实验形式，取得了较好效果。

2.4多样化的教学手段

机械控制工程基础课程中的许多概念和原理等内容，学习过程中需要大量复杂的计算、分析、作图，这使得传统的常规的课堂授课方法很难使学生充分消化吸收。要想获得较好的教学效果，必须对传统教学方法进行改革，采用多样化教学手段。为此，我们在课堂教学中采用“以多媒体教学为主，板书为辅”的方法，改变传统“板书教学”方式。同时，针对该课程理论性强、计算复杂、绘图工作量大的特点，将MATLAB软件引入教学中。MATLAB软件中有专门的控制系统分析和设计工具箱，比较容易绘制系统的时间响应曲线、Nyquist图、Bode图等，利用Simulink模块可以方便地进行控制系统的性能分析和设计，获得了良好的教学效果。

2.5将CDIO教学理念引入教学

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Imple-ment）、运作（Operate）等四个英文单词的缩写，⑤代表了产品、系统或过程的整个生命周期的所有环节。CDIO工程教育教学模式的核心思想是把整个学习过程利用“工程项目”来组织，以学生在项目实施不同阶段的知识需求为驱动来安排教学内容和方法。由于机械控制工程基础这门课程系统性强，适合借助工程案例借助CDIO模式进行教学。作者针对机械控制工程基础课程特点提出的CDIO教学模式包括四个过程：构思、设计、实施和考核。老师针对所讲授的知识点结合具体的工程实例，提出了几个适合机械控制工程基础的“工程项目”，并力争把本门课程的主要知识点融入到“工程项目”中。在实施过程中，把学生分成若干小组，给每个小组分配不同的“工程项目”，针对所要学习的知识点，查阅资料，进行分组讨论，加深对知识的理解，并提出解决“工程项目”的具体方案。然后，合理综合课程内容，通过综合性实验或模拟仿真加以验证。最后，改革传统考核方式，加大学生在“工程项目”实施过程中和实践部分的考核分值，根据学生的考试成绩、“工程项目”实施中的表现、实践动手能力、创新能力等来综合评分。

3结语

高等教育的核心是提高人才培养质量，工程教育的目标是为社会输送合格的工程师，这些目标的实现是要落实在具体的教学过程中。随着自动控制技术的不断进步，当前高等工程教育对人才培养有了更高的要求，机械控制工程基础及其他相关课程的教学改革也应与时俱进，这就要求任课教师要树立“提高人才培养质量”的教学理念，不断改善教学方法，优化教学内容，精心组织教学过程，提高学生学习的主动性，使学生能够更好地学习和掌握相关专业知识，为自身全面发展创造良好的条件。笔者从教学内容理论联系实际、优化教学内容、实践环节注重虚实结合、多样化的教学手段、将CDIO教学理念引入教学等方面采取了措施进行了机械控制工程基础的课程改革，取得了良好的效果。

注释

①郑明军,刘希太,王海花.《机械控制工程基础》课程教学改革研究与实践[J].中国科技信息,2009(6):257-258.

②王芳.“机械控制工程基础”课程教学改革探讨[J].西安航空技术高等专科学校学报,2008(26):76-77.

③郑明军,刘希太,王海花.MATLAB在《机械控制工程基础》教学中的应用探讨[J].太原理工大学学报(社会科学版),2001(19):39-41.

④李泽,杨歆豪.“控制工程基础”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2014(2):109-110.

第5篇：机械基础课程范文

关键词：工程教育认证；机械设计基础；轮机工程；工程案例；项目化教学

0前言

《机械设计基础》课程是我国高等院校机械类和近机械类工科专业开设的基础必修课程之一，也是浙江海洋大学轮机工程专业开设的一门重要专业基础课，本课程注重多学科基础理论和实践知识的综合运用[1][2]。近年来，国家对轮机工程专业人才培养提出了更高的要求[3]。而传统的“机械设计基础”课程的教学方式存在机械式灌输，课堂气氛沉闷，学生活跃性低，教学效果差等问题[4]。导致原有的教学模式已经无法满足现在国家和社会对轮机工程毕业生的需求。为了适应全球化的时代需要，培养工程技术人才的高等工程教育的学制与质量必须进行多方互认，即开展工程教育认证[5]。工程教育认证作为国际上公认的工程教育质量保证制度，是实现我国高等工程教育和工程师资格与国际互认的关键基础[6]。本文则基于工程教育认证的基本理念，通过修订教学大纲，增配教学资源，改进理论与实践教学方法，完善考核方式，建立闭环教学反馈系统等措施，完成了对《机械设计基础》课程的教学改革探索。可为相近的工程类专业工程教育认证提供一定的经验，促进我国高级应用型工程人才的培养。

1工程教育认证背景下《机械设计基础》课程教学要求和目标

《机械设计基础课程》是连接轮机工程基础课和专业课之间的桥梁，涵盖多学科理论、知识点散而杂、理论性强，要求理论与实践的综合运用。工程教育认证对本课程的理论和实验教学都提出了新的更高的要求[7]。理论教学应一改传统的满堂灌、机械式教学，运用灵活、新颖的方式，理论教学的内容包括：一是“机构的组成和机械设计概论”等机构和机械设计的共性基础知识；二是连杆、凸轮、轮系等“常用机构”的工作原理、应用和运动设计方法；三是带传动、链传动、齿轮和蜗杆传动等“机械传动”的工作原理、标准规范和设计计算方法；四是轴承、轴、联轴器、离合器和制动器等“轴系零部件”的工作原理、组合设计和选用计算方法；五是常用机械静联接和弹性联接的工作原理、标准规范和计算方法[8]。实验教学应改变以往单一性验证实验的机械套路，在实验的安排上，将原本的单一知识点验证性实验改为三级阶梯式实验教学。分别为要求学生掌握实验基本方法的第一级基础实验；强化学生动手操作能力和解决工程实际问题，融入项目化教学并要求理论与实践结合的第二级核心实验；要求学生独立设计并完成的第三级突破创新型实验，通过三级实验教学的递进式培养，逐步实现机械设计基础实验由理论知识点到工程运用实践的过渡[9]。该课程的教学目标是让学生掌握对机械结构原理的认知，培养学生良好的操作动手能力、灵活的创新思维以及分析、解决实际工程问题的能力。为培养出能够从事轮机系统的设计、制造、监修与监造、设备维护和管理等工作的综合性应用型工程技术人才打下良好的专业基础[10]。

2《机械设计基础》课程存在的问题

2.1大纲制定不合理

原本的教学大纲对课堂理论教学和实验、实践教学的课程量规划不合理。理论教学时长占比过大，达到了90%，导致实验和实践教学的学时被大量挤压。《机械设计基础》这门课程的目标是让学生在熟练地掌握常用机构和零件知识的同时，具备良好的实践操作能力和解决实际工程问题的能力。实验和实践环节的课时过少，直接导致无法有效的锻炼学生的实践操作能力。原有的考核方式为学期末笔试占总成绩的60%，平时分占总成绩的40%（20%的课堂出勤、20%的实验报告组成），存在无法准确评价学生的实际成绩，不能通过考核反向刺激学生主动学习以达到教学目标等问题[11]。多数学生通过期末短时间的突击便可以达到较高的最终考试成绩，成绩的水分过高，不能准确地对学生的实际成绩进行评价。而课堂教学的平时成绩仅将课堂出勤率作为评定标准，无法驱动学生主动学习，实验成绩占比过少，则无法改善学生对实验课的轻视现状。

2.2理论教学枯燥无味

目前教室理论知识教学仍然采用黑板板书加多媒体课件的教学方式[12]。这种传统的教学方式，有其优点，但缺点更甚。首先，这种教学方式对老师的教学水平要求极高，大多数老师都无法将课堂气氛调动起来，只是按部就班地机械式灌输，导致学生大都提不起学习兴趣。其次，多媒体课件内容没有及时更新，且重要的机构和零件的内容没有做到图文并茂，通俗易懂。

2.3实验教学与理论知识脱节

实验教学一向都是教学效果较不理想的环节。一方面，通常实验教学和课堂教学分别是由两个老师负责，实验课老师往往应付了事，对学生的实验学习效果要求不高，且二者之间没有做到无缝对接。另一方面，实验教学依旧采用传统的单一性验证实验，还未形成系统规范的实验教学体系，实验对学生能力的锻炼与实际工程需求不符[13]。这就导致实验环节和理论教学脱节，无法有效训练学生的创新思维和动手能力，学生不能在实践中主动学习理论，做到理论和实践相结合。大多数学生随大流做完实验，却并不知道做的实验是在证明什么或有什么实质性意义。

2.4教学资源匮乏

教学资源紧缺不光是浙江海洋大学面临的问题，也是众多高校面临的共同窘境。《机械设计基础》教材章节中，包含众多的典型机构和重要零件。这需要学生有较强的立体空间思维能力和想象力，而能够轻松理解这些机构和零件的立体形状和运动状态的学生少之又少。课堂教学缺少可用的立体教学素材，比如典型的机构和零件三维模型。学生无法形成一个直观的感受，理解不了书本的内容，也自然丧失了学习兴趣。实验教学中仪器设备资源的短缺问题更加明显。实验仪器和设备一方面数量严重不足，另一方面仪器和设备老旧，部分零件丢失。导致实验课时，一部分学生在做，一部分学生在旁边看，另一部分学生则完全脱离了实验课堂。

2.5师资力量不足

学校缺少可以同时担任理论和实践教学的双向老师，理论课老师缺乏实践经验，而实验课老师理论知识又储备不足。导致理论教学与实践教学之间没有相互衔接、相互促进，理论无法指导实践，实践也不能反作用于理论。

3《机械设计基础》课程教改探索

3.1教学大纲的修订

第一，针对学时占比不合理的问题，对大纲中的课堂理论教学时长和实验教学时长进行了调整。实验教学学时由原来的10%增加到25%，其中包括5%的校外企业参观实践时长。第二，根据轮机工程专业人才培养目标和行业要求，对《机械设计基础》课程的五大部分内容以及各章节的教学时长进行适当的增加和删减。突出课程的重点内容，让学生掌握得更牢靠，缩减不必要的课程内容，以减小学生不必要的学习压力，提高整体的学习效率。最后，考虑到原有的考核方式无法准确地体现学生的实际成绩，对考核方式进行了修改和完善。其中，期末闭卷笔试占40%，课堂成绩（课堂出勤与问答情况15%，工程案例报告15%）占30%，实验、实践成绩（实验成绩占25%，校外参观实践占5%）占30%。

3.2理论与实践教学方式改革

针对课本和多媒体课件内容陈旧，与当今实际工程问题和科技前沿相距较远的问题。在课堂教学中引入当前行业相关的前沿科技成果，以多媒体课件展现给学生，拓展学生的专业视野，将课本知识与前沿科技接轨。同时及时更新多媒体课件，在重要的机构和零件的章节，加入直观的实物、动画视频和三维模型，帮助学生理解机构的工作原理和运动状态。《机械设计基础》课程知识点具有范围广、数量多、内容杂、原理难的特点，相邻章节的内容相差很大，学生很难将前后章节的知识点联系到一起。而在课堂理论教学中融入工程案例，则可以较为有效改善这个问题[14]。例如汽车的自动变速箱，由行星齿轮机构、轴系等组成[15]。它将齿轮、轴系的传动、摩擦与润滑等知识点综合于一体，学生在学习案例的过程中，自然将各部分的知识点融合到一起，以变速箱为载体加强对知识点的理解。对每一个工程案例都设置相应的学习任务，并要求学生撰写案例报告。融入工程案例既可以让学生见识到实际工程中基础零部件的应用，又能拓宽学生视野，提高学生的实际应用与工程创新能力。建立三级阶梯式实验教学。第一级是基础，锻炼学生基本的实验操作，要求学生掌握实验原理一般性方法。第二级是核心，要求学生能拓展书本的理论，独立完成实验操作，锻炼学生的实践操作能力，做到实践与理论结合，理论指导实践，在实践中学习理论。为了达到第二级的教学目的，在这一级中融入项目化教学，以学生为主体，从计划、实施到总结都由学生独立完成，老师作为项目的引导者和指导者[16]。例如：设立内燃机的拆装和性能分析项目，将项目分为齿轮机构、凸轮机构、曲柄滑块机构三个部分，并在每个部分设置几点相应的工作学习任务。因为一个项目涵盖的课程内容不够全面，可在全班设立不同的项目，将学生分组完成不同的项目，最后在课堂上一起交流汇报。第三级是突破，要求同学能够自己独立地设计并完成实验，强化学生的创新设计能力。三级阶梯式实验教学从基础到核心到突破，层层递进，以达到锻炼学生实践动手和解决实际工程问题的能力。

3.3资源配置