時間：2023-03-15 14:56:09
導語：在機械設計技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
摘要：在機械設計中引入CAD技術,可以解決機械企業中重復性設計多、信息資源利用率低的難題,縮短產品開發周期,具有巨大的經濟效益和應用前景。
關鍵詞：機械設計；CAD技術
1CAD技術的發展
CAD(ComputerAidedDesign)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高。現已將計算機輔助制造技術（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產品數據管理技術（ProductDataManagement，PDM）及計算機集成制造系統（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。
產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。
2三維CAD技術在機械設計中的優點
通過實際應用三維CAD系統軟件,筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢,具體表現在以下幾點:
2.1零件設計更加方便
使用三維CAD系統,可以裝配環境中設計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設計進行更改,避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。
2.3縮短了機械設計周期
采用三維CAD技術,機械設計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時,只需對其中部分零部件進行重新設計和制造,而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息,使機械設計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統具有高度變型設計能力,能夠通過快速重構,得到一種全新的機械產品。
2.4提高機械產品的技術含量和質量
由于機械產品與信息技術相融合,同時采用CADCIMS組織生產,機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等,保證了產品的設計質量。同時,大型企業數控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產品的質量。
3CAD技術在機械設計中的應用
3.1零件與裝配圖的實體生成
3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結構分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產生的基本體過多,導致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學技術的不斷發展,制造行業的生產技術不斷提高,從普通機床到數控機床和加工中心,從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時,模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現代制造技術。
一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎,進行統一管理,而實體造型是工程數據的主要來源之一。
3.3機械CAE軟件的應用
機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后,才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。
4CAD前沿技術與發展趨勢
4.1圖形交互技術
CAD軟件是產品創新的工具,務求易學好用,得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。
4.2智能CAD技術
CAD/CAM系統應用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫,及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助,智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設計新手也能做出好的設計來,現代設計的核心是創新設計,人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中,用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造,這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。
4.3虛擬現實技術
虛擬現實技術在CAD中已開始應用,設計人員在虛擬世界中創造新產品,可以從人機工程學角度檢查設計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題,及早看到新產品的外形,從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等,基于虛擬樣機的試驗仿真分析,可以在真實產品制造之前發現并解決問題,從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外,隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展,利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術,實現真正的全數字化設計和制造,已成為機械設計制造業的發展趨勢。
參考文獻
[1]黃森彬主編.機械設計基礎.高等教育出版社.
[2]榮涵銳.新編機械設計CAD技術基礎〔M〕.北京:機械工業出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學出版社,2004.
我國剪紙藝術在民間淵源頗深，并根據地理分布不同大致分南北兩派，雖然各派系藝術形態各有特色，但是鑒于材料與造型手法的單一性，以及中華民族共性的審美形象和思想內涵，在其紋樣形態方面依舊可以總結出以下三點共有特征[2]。（1）祈福避災的一致性在所有的剪紙紋樣中，都體現出祈福避災的思維，所以其在民間的圖案紋樣,主題紋樣多采用諧音的傳統吉祥紋樣，如麒麟、龍鳳、松鶴、蝙蝠、如意、松竹、梅花、蘭花等題材,寓意為“龍鳳呈祥”、“松鶴延年”、“五福六壽”等祈福愿望。另外，剪紙的輔助紋樣也一致選用典型民族風格的式樣，如祥云紋、卷草紋、弦紋、谷紋、蒲紋等作襯托和背景。圖1為“龍鳳呈祥”紋樣；圖2為“祥云”紋樣。（2）構圖的“一點透視”性在剪紙紋樣的構圖中，“一點透視”現象是指將多個不同角度的物體，有秩序的以一個角度的透視關系排列出來。由于剪紙的紋樣受制于制作材料的空間局限，表現三維空間的場景與層次深度感有先天的困難，紋樣具體形象之間的比例與透視關系也很難精準控制，于是往往采用“一點透視”的構圖手法。此外，通過將個別紋樣造型夸張變形，以期達到構圖和諧、符合本民族的審美情趣，也成就了剪紙紋樣特有的非自然性和浪漫主義色彩。圖3為夸張變形的花草紋樣。（3）紋樣單元組合的連續性單元組合構圖模式也是一種紋樣造型手段，連續性則是這種構圖模式的特點，通常表現為同一種紋樣反復衍生并與其他紋樣組合。這種紋樣的單元組合不強調透視關系，也沒有三維景深的層次要系，有助于問題的論證和探索。舒威霍弗（AntonSchweighofer）認為，類型學的目的不是發明新東西，而是發現某些已經存在的新東西。到目前為止，該方法研究領域主要有兩個方向：一是對設計中現存或過去風格，進行分析、梳理與歸納；二是如何基于原有產品風格的元素，創造出全新且具原創價值的產品風格[4]。類型歸納法在剪紙藝術鞋靴設計中的應用方法可分以下幾步：（1）確定典型紋樣形態和色彩搭配通過對傳統民間剪紙藝術常見的裝飾紋樣和典型色彩配置構成、工藝處理、情感體驗的研究，提取具有典型特征的代表，如云紋、回紋和錦紋，以及常用吉祥色彩色相，如紅、綠、黃、黑、白等，挖掘視覺情感體驗，如色彩視覺平衡、色彩心理，將其作為鞋靴創新設計的基點。（2）尋找傳統與現代鞋靴形態折中點現代鞋靴形態變化受市場消費文化、功能滿足影響很大，因此鞋靴種類繁多，需要總結現代鞋靴發展的特點，此外還應考慮地域消費差異、社會流行趨勢、等因素帶來的動態變化，建立客觀因素與規律性變化之間的聯系。將以上兩點作為基點，綜合各項設計要求與限制因素，創新現代鞋靴形態，特別是對外觀形態變化“度”的掌控，既要避免變化不夠，導致鞋靴創新體驗不足，又要避免設計的鞋靴外形過于突兀和前衛，不被市場所接收。
2剪紙藝術色彩特征
（1）祈福避害的主觀色彩這種對色彩的主觀選擇體現在剪紙依據人們的心理需要與感受，主觀的對事物色彩進行改造，充分發揮主觀的想象，而具體事物色彩是否寫實則不重要，只是作為一種心理寄托，反映在剪紙藝術上就是色彩純度高、設色主觀性強、不求色彩對比平衡、凡是與吉慶相關的色彩都會被大膽使用，例如紅色、綠色、藍色[3]。（2）五行觀念下的色彩我國民間剪紙色彩設色，也根據《易經》與八卦方位所推崇的五行學說，通過五個方位對應“綠、紅、黃、白、黑”五色，進行五行色彩的生克搭配。在我國廣大民間不單是剪紙，包括皮影戲、臉譜、宗教神邸、圖騰等，都將五行色視為正色，賦予神秘的玄學色彩。（3）色彩與紋樣的互補出于對形式結構以及色彩視覺平衡的追求，都會考究色彩的色相與紋樣形態之間的和諧匹配。通常而言，高純度的色彩配合，剪紙紋樣的刀工較為粗獷，其次，通過色彩的冷暖對比，匹配紋樣面積的大小，使色彩與紋樣互補，達到視覺色彩效果的平衡。
3剪紙藝術在現代鞋靴設計中的應用
3.1類型歸納法
類型學原理，是一種分組歸類方法的體系，最初使用在工業時代的建筑設計領域，這種分組歸類方法可以在各現象之間構建橫向聯于其他藝術類型的特點，其紋樣形態反映出的祈福避災主旨、造型夸張的浪漫主義、華麗的四方連續形式美感，以及寓意為祈福避害的五行色、主觀偏好色以及冷暖色調互補紋樣面積的設計手法，是鞋類設計師重要的靈感來源，亦是當代學者研究的范本[5]。通過對剪紙藝術紋樣元素、規律的研究，領悟其精神基因核心，對其基本形態進行歸納、分類、重構與創新，將這種新的形態歸納應用于現代鞋靴設計中來。在現代鞋靴設計中，在進行針對剪紙紋樣的裝飾效果設計時，通常有四種設計路徑。（1）形象提煉可以吸取剪紙紋樣祈福避災的寓意下的紋樣造型與文化內涵，通過寓意聯想，從具象的剪紙中提煉出抽象的神似的藝術造型，以情理交融手法引發人們情感共鳴，將剪紙花鳥魚蟲等蘊含諧音寓意的圖案、紋樣運用到設計中，以表達美好的愿望[6]。（2）變形將傳統剪紙紋樣進行抽象變形歸納，分析其典型形態特征，將繁瑣的剪紙紋樣理性整理為若干種幾何形態，使其視覺效果即保存有原紋樣形式美感，又符合現代審美基本規律。此外，還可以將原有的紋樣夸張或者抽象化，通過二次變形形成不同風格的圖騰紋樣。圖4所示的休閑鞋的修飾手法即是對圖2“祥云”紋樣的變形，由鞋幫到鞋面采用舒緩過渡設計，并在鞋舌與鞋口處，也采用變形祥云紋樣與整體呼應，整體效果動勢較強，且帶有傳統韻味。（3）解構組合傳統剪紙紋樣通常采用“一點透視”構圖，而將其運用于鞋靴設計時，設計師可以將不同剪紙紋樣以“多點透視”手法夸張變形，將提取的不同紋樣元素以符合東方民族審美的方式，進行有規律的創作。圖5所示女靴靴筒刺繡的花卉植物，即是由圖3夸張變形的花草紋樣演變而來，這種紋樣的線條大膽潑辣，走向不拘一格，適于使用在青年運動風格風格的鞋靴上。紋樣的“二、四方連續”造型也在鞋靴設計中可以大量使用，這種形態的紋樣修飾在鞋靴的面料之上，富有很強的節奏感、跳躍感，有些品牌的鞋靴設計，甚至以此為品牌一貫風格，有效提高了品牌辨識度。如圖6Gucci品牌的四方連續紋樣。（4）與現代科技相結合隨著歷史發展到現代社會，發達的科學技術不僅提高了人們的生活水平，同時也給傳統民間紋樣的創新提供了廣闊天地，海量新生事物、形態與設計元素，可以融入傳統紋樣的創新中。從前受到客觀條件限制而無法理解的自然現象、無法觀測的微觀事物，以及廣袤的宇宙世界，都可以作為創新紋樣的新元素。同樣，受制于過去生產力和地理條件的制約，世界各地域或多或少會處于封閉狀態，從而出現不同的地域特色，給紋樣帶來了地域性特征。在當今社會條件下，設計師可以將不同地域特色的紋樣與風格相結合，創新形態紋樣；這些新生衍變的紋樣，與上述的例子相似，同樣可以運用在現代鞋靴的設計中。
3.2剪紙圖案色彩的設計
【關鍵詞】工程機械；設備管理；維護
一、工程機械設備的配置
隨著我國工程項目建設中機械化程度不斷的提高，施工機械設備在工程項目建設中的地位也愈來愈高。增強工程機械設備生產要素的優化配置、成本核算，使用治理、可以加快工程項目進度，提高工程質量縮短工期和減輕勞動強度，從而節省勞動力，提高勞動生產率，降低工程造價從而獲得更好的經濟效益，同時對加速工程項目建設，改變公路交通面貌都起著十分重要的作用。
1 機械自身的條件，一方面是機械本身設計制造時的條件，主要是科技含量的多少、性能的高低等。這就要求使用者在購買時要選擇那些適應企業自身發展及公路建設發展趨勢的設備，既要有工程機械的管理超前意識，又要避免盲目性。另一方面則是使用期內的自身條件，主要是機械的完好率、工作效能的發揮等，而正確的操作及時的保養與維修，就能夠從根本上解決問題，避免因機械的技術水平低或維修率高而影響工程的質量和工期。
2 施工機械的選型，不同機械和同一類機械的不同型號，都有各自最合理的作業范圍.如果超出了這個范圍，不是造成機械資源的浪費，就是造成工期浪費工程質量保證率低所以在施工時，要根據其自身的性能特點.并結合施工條件、施工方法和經濟效益進行機種、機型的合理選擇.以發揮出機械施工的最大效益。施工機械的配套機械化施工不僅是單機操作.更主要的是配合作業，因此，除正確選型外，還要根據施工工藝、施工組織進行合理搭配，形成單項工程機械化搭配不當就容易引起資源浪費，影響質量和工期。例如瀝青路面施工如果拌和設備生產能力或運輸能力較攤鋪設備的能力小，勢必影響施工的連續性橫縫較多，處理不當，就會影響面層平整度，同時也影響工程質量進度。
二、工程機械施工設備管理與維護中存在的問題
在工程機械施工過程中，各種施工機械都有其獨特的技術性能，比如施工機械的便甩性能分為牽引特性、動力特性、機動性、穩定特性和經濟特性等。為了高質量地使用公路施工機械，取得良好的實物成果和經濟成果，了解施工機械的使用性能是非常重要的。結合實踐經驗，我們從機械的使用性能出發，分析公路機械施工設備管理與維護中存在的不良因素。
1 機械管理與生產管理不合理
機械管理往往是一些工程技術人員，但這些人員常被安置在技術研究等相關部門，不能在生產過程中發揮作用。 而生產管理的人員盡管長期實踐， 但是卻對公路建設機械的正確使用、定期保養等專業知識掌握不夠全面、操作機手的施工技術知識掌握有限，在指導公路建設施工過程中產生很多弊端，就大大削弱了機械設備的正常管理。
2 機械設備管理的壽命短
施工單位在施工過程中往往過于重視經濟效益，因此在公路建設施工過程中對于機械的使用率也是越大越好。 在這種情況下，很多單位便不得不加班加點，長時間超負荷工作。 這種“輕管理，重使用”的行為大大影響了機械的技術狀態和使用壽命。此外，對于某些發生故障的機械，施工單位不愿承擔高額的維修費用，這些因素都導致機械設備的使用壽命大大縮減。
3 施工機械設備配套不夠
公路建設工程項目中標后，公路建設施工單位要組建項目部，從現機械設各中抽調的部分設備技術狀態較差，投入工程建設難免會影響施工進度和質量。而在某些情況下，大型或特殊的設備不到位、設備不配套同樣是很棘手的問題。
三、工程機械管理維護存在問題的原因
由以上分析可以看出，公路施工中工程機械的管理維護工作存在著很多弊端，制約著施工單位工程效益的提高。結合公路建設施工過程中的不同因素，我們可以將造成這些問題的主要原因歸結為以下幾個方面。
1 沒有制定規范的機械設備保養制度，導致機械設備完好率低下
機械設備在施工過程中往往更多地發揮自身的使用性，而忽略其保養性，也忽視了機械設備保養制度對人的活動的制約性，沒有能明確落實到人。不少操作人員只是注重使用，對出現的問題不能及時解決；此外，在機械設備出現故障需要維修時，許多維修人員責任心不強，應付差事，不從根本上解決故障問題，從而造成設備故障的不斷擴大和發展。種種原因的出現，致使了機械設備的使用壽命和安全性降低。
2 忽視老舊機械的及時更新，導致施工效率降低，影響施工競爭力
目前部分施工企業片面追求經濟利潤，而忽視機械設備的故障及老化現象，機械設備長期得不到更新。 甚至單位違反國家有關規定繼續使用破舊機械和報廢機械，致使施工過程中故障連連，影響了公路建設的質量，不僅危害施工人員的人身安全，而且造成整體的施工效率低下，最終影響整個施工過程的發展。
3維修的安全性差
事故率高確保工程機械維修的安全作業，是工程機械維修中要首先重視的問題。由于一些修理場地的環境 較差和一些維修技術人員的安全意識不強，有可能發生維修事故。事故一旦發生，不僅造成工程機械 損壞，延誤時間，而且容易造成人員傷亡。
四、解決工程機械管理與維護存在問題的措施
1 管理層為了保證施工機械的使用壽命， 在施工過程中應該做到定人定機，而且要包使用、包保管、包包養，機械操作人員要做到懂構造、懂原理、懂性能，會使用、會保養、會檢查、會排除故障。只有這樣，才能正確使用機械，嚴格執行安全技術操作規程，并對機械設備實行目標成本管理，將操作者經濟效益與機械使用費掛鉤，并加強對機管人員的職業道德教育與培訓。此外，還要重視環境因素對使用機械的影響。工程大部分是露天作業，因為溫度、污染、路況、天氣等因為都對施工有重要影響。不少施工單位忽視了這個方面，并未采取相應的保護機械的措施，致使機械使用性能降低，使用壽命縮短，甚至釀成事故。
2 保養層對機械實行定期保養是延長機械壽命的關鍵
為了保證機械設備的使用效率，不少施工單位對設備的保養有相關規定，但是一到工期緊任務重時，依然會忽視保養工作。這主要是操作人員的保養意識不夠造成的。實際上，保養對于機械設備壽命的延長和效率的提高有著不可替代的作用，只有注意及時保養，才能確保施工安全順利進行，保證施工過程的經濟效益不受影響。
3 維修層延長機械設備使用壽命， 維修是一個不可忽視的關鍵方面
對于某些機械設備，可以在機械設計時采用維修性設計，提高機械的維修性，同時還要注意在必要的時候進行零件換位。施工機械上的許多零件，在運行中往往承受負荷較大，容易造成磨損，適時地更換受到有均衡負荷零件的位置，使它們的磨損均衡，則可延長其使作壽命。
綜上所述，機械設備的管理是工程施工中一門綜合性學科，我們要充分認識到機械設備管理工作的重要性。機械設備管理水平的好壞，將直接影響施工單位的經濟效益。因此加強工程機械設備的管理，做到科學管理，合理使用.及時保養，視情維修。經濟核算，以便更好的為工程建設服務，取得設備管理的最佳經濟效益。
參考文獻：
[關鍵詞]課程設計 試卷庫 學生創新大賽 CDIO
綜合素質教育和創新能力的培養是新世紀高等學校人才培養和教學改革的主要目標，機械類專業人才培養和就業是直接面向機械工程的主戰場，顯然具有強烈的工程背景和鮮明的機械特色，隨著科學技術的迅猛發展和知識更新的快速變化，原有傳統的教學模式已不能適應當今社會對高素質、創新型人才培養的需求，所暴露出來的缺陷也非常明顯，特別是重理論、輕實踐，工程意識淡薄，導致創新動力不足。為此，探討、研究如何圍繞和重視工程意識下創新能力培養，進行課程改革，以適應時代的需要，為社會輸送合格人才，顯得十分重要和迫切。近幾年來，為了培養同學們的創新意識和能力，我們已在相關方面做了大量的卓有成效的嘗試和改革。
一、探索創新考核模式，并在教學過程中實施
從2011年起，我們就以機械設計及理論平臺課程群為切入點，包括《機械原理》、《機械設計》、《機械設計基礎》、《精密機械設計》等課程，對工科課程考核方式的改革做以探索，使之克服現有考核方式的缺欠，形成一套切實可行的、與用人單位的要求接軌的、以考察能力而不是考察知識為主的考核系統。這個考核系統包含的題目沒有唯一正確的標準答案，也不是客觀的標準化考試。教師根據具體需要選擇閉卷、開卷、閉卷和開卷混合、小論文、小設計、口試、實驗、參與科研、實地調查等多種方式。像實驗、論文、設計、口試、參與科研實地調查等，均可適當采用等級制；增加平時考試的次數和在總成績中所占的比例；改變一門課程結束時進行一次考試的習慣做法。教師在課堂教學的過程中有意識地隨時觀察和記錄學生的學習表現，通過面談、正式作業、項目調查、書面報告、討論問題、寫論文等方式對學生的學習進行即時的和全面的評價。
通過詳實的企業調研，編制了包括《機械原理》、《機械設計》、《機械設計基礎》、《精密機械設計》各20套考題的試卷庫；選定各課程中近10種小論文的題目；選定近100道來自生產實際的口試題。并把這種考核內容和考試模式在教學中試點應用，學生普遍反應這種考核模式擯棄了單純的死記硬背，對學生的理解能力、創新能力的培養起到積極作用，使得“校園人”和“社會人”自然銜接，縮短“斷乳期”。
二、更新傳統課程設計模式
《機械設計課程設計》是機械設計課程的后續必修課，對多門課程起到融會貫通的作用。傳統的課程設計模式是老師指定題目，學生按步驟計算，最后成圖。由于設計時間短，學生對方案的修改很排斥，更無法做到多種方案比較。我們采用的方法是：讓一部分學生從學期初就開始用C、VB等計算機語言，進行參數化設計，把課程設計中耗時多的模塊譬如：帶傳動設計、齒輪設計、軸的設計編成參數化設計程序，學生利用編制的程序輸入原始參數，原來齒輪設計需要兩天的計算量，現在則需要十幾分鐘，這樣就使改變參數帶來的重復計算工作量大大降低，學生可以做出多種設計方案，實現方案的優化。
三、基于CDIO理念的課程教學體系
為了加強學生的學習技能、溝通技巧、管理能力、領導才能、實際應用能力和團隊合作能力，我們在《機械原理》課程教學中引入了CDIO（構思、設計、實現和運作）工程教育模式，在課堂教學中增加了基于功能原理方法論的機械系統設計知識點；隨課堂教學的進展，同步了22個設計題目，每4或5個人組成一個設計組，組內按設計任務進行合理分工，課程結束時，提交了設計結果（包括設計的三維數字模型、仿真模型、設計報告）。通過基于項目的學習方法，同學們一方面掌握了理論知識，同時也鍛煉了解決實際工程問題的能力和團隊合作的能力，取得了良好的教學效果。
四、指導學生參加各種創新大賽，取得豐碩成果
機電學院的學生參加大賽由來已久，繼山東省機電產品設計大賽之后，從2011年，我們又牽頭組織學生參加全國信息技術應用水平大賽，此項賽事是教育部主辦，每年參賽規模大，參加學校多，對學生的創新能力培養有很大好處。2011年，我們獲得最佳指導教師獎3項，優秀指導教師獎2項，全國二等獎3項，全國三等獎5項，全國優秀獎9項；2012年，獲得最佳指導教師獎5項，優秀指導教師獎5項，全國二等獎4項，全國三等獎7項，全國優秀獎5項。煙臺大學連續兩屆獲得優秀組織獎。對此項比賽，學校給予了充分的肯定。
綜上所述，我們針對學生學業能力的評價，創建了一種多層次多視角的以能力為主和知識為輔的綜合考核系統，對學生的理解能力、創新能力的培養起到積極作用；我們在傳統的機械設計課程設計中引入計算機輔助技術，培養了同學們在傳統機械設計中應用現代信息技術的能力，加強了與工程實踐的接軌；2006--2012年學科組指導學生參加全國機械創新設計大賽和山東省機電產品創新設計大賽，獲得諸多獎項；2011-2012年組織學生參加全國信息技術應用水平大賽，獲得多項優秀指導教師獎和學生國家級獎、省級獎，我們通過把大學生機電產品創新設計大賽、信息技術大賽等各種創新設計競賽作為檢驗教學效果和學生能力培訓的一個平臺引入教學過程中，從而加強了學生基礎知識和實踐能力的培養；在課程教學中引入基于項目的學習理念，加強學生的學習技能、溝通技巧、管理能力、領導才能、實際應用能力和團隊合作能力的培養。總之，成果所解決的問題正是當前高等教育面臨的應試教育與素質教育之間轉變的重要問題，我們通過創新性教育和教學不僅提高了學生的動手實踐能力和創新的積極性，而且對于進一步深化機械本科教學改革、加快創新型人才的培養步伐、全面推進創新教育理念都是具有深遠意義的。
[參考文獻]
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關鍵詞： 機械設計；教學模式；創新設計；實踐
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）07-0253-02
0引言
機械設計課程是機械專業的重要技術基礎課，它在學生學好專業課程和培養實際設計能力等方面起著重要作用。其教學目標是使學生掌握常見零部件的基本知識，初步建立機械零件和簡單機械系統設計的能力。近年來，我校機械設計課程經過省、校、院各級教改項目、精品課程建設，已經取得了一定的教改成果。本文結合筆者的教學實踐，談一些體會。
1針對教學內容特點，合理組織教案[1，2]
1.1 以工程設計過程為背景機械設計課程基本概念多，邏輯性差，缺乏系統性，實踐性強。因此，不少學生在學習中感到比較吃力，沒有頭緒，抓不住重點。為解決這一問題就需要教師在組織教學活動中，充分理解教材內容的特點，合理組織教案。在教學內容的組織方面，我們追求教學內容新、課堂教學信息量大，注意將學生的能力培養和素質教育結合起來。在課堂教學以及實驗教學中，設置了很多啟發點，激勵學生的學習積極性。具體方法：①以工程設計過程為背景，以掌握通用零部件設計能力和創新能力培養為主線，從整體和系統的角度，將課程知識體系整合為“機械設計總論”、“連接零部件的設計”、“機械傳動設計”、“軸承設計”和“軸系部分設計”五大模塊，體現學生設計能力培養的循序漸進性。②在強調和培養傳統設計能力的基礎上，結合具體章節（如齒輪傳動、蝸桿傳動及軸設計等）介紹現代機械設計的方法，旨在開闊學生的視野，提高學習興趣。③對傳統內容精簡壓縮，簡化公式演繹推導，重結論、重應用。
1.2 突出工程觀點機械設計課程是一門實踐性很強的課程，而學生缺乏實踐經驗和感性認識，因此我們充分利用實驗課、課程設計等實踐環節，培養學生應用工程觀點提高分析問題和解決問題的能力。實驗課在傳授知識和技能方面有著理論課無法替代的作用，它的特點是觀察目標明確、清晰，原理結構易懂、有針對性，可動手操作等。我們要求學生仔細觀察、分析，并將實際結果和有關原理進行分析、對比和歸納總結。如動平衡實驗、螺栓組連接實驗等幾個驗證性實驗，目的就是驗證理論知識，培養實驗動手能力，同時提高學生應用工程觀點分析問題的能力。課程設計是本課程及相關課程知識的一次綜合運用，是學生第一次較全面的設計訓練，是對學生設計思想、設計方法和設計能力的一次鍛煉和檢查。在此過程中，前一階段教學中存在的問題會顯露出來，因此這是系統培養和強化學生工程觀點的一次難得的機會。
1.3 將單個零部件的設計與整機設計結合起來在實際的工業應用中，零部件往往不是單獨使用的，它們要相互連接、配合形成系統進行工作。因此，機械設計課程教學的目標決不僅僅是為了能夠進行單個零部件的設計，而是面向實際機械系統的設計。但目前國內高校機械設計課程的內容在編排上都是以零部件進行分塊講解，各個零部件之間沒有很好地建立有機的聯系，學生在學完整個課程之后雖然能夠進行單個零部件的設計，但面臨整機設計中的零部件之間相關問題設計往往無所適從。為此，我們在教學中每講到某一個零部件的設計時總要抽出一定的時間詳細介紹一下該零部件與其他零部件之間的關系、設計中如何進行相互協調等。
2合理使用教學方法與教學手段
2.1 采用多媒體教學，提高教學效果學校在多個校區建立了設備先進，條件優越的多媒體教室，能保證全校機械設計課程的多媒體教學。從2000年開始研究利用信息技術進行教學手段和教學方法的改革，進行多媒體課件的研制工作，完成了《機械設計基礎》、《機械工程基礎》、《機械設計》三門課程的多媒體課件，所用素材內容豐富、經典生動，學生反映良好，使用方便省時高效；使教師授課空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的多維空間，為改革傳統的教學方法和教學手段提供了新的發展機遇。
2.2 多樣化的課堂教學幫助學生掌握重點、克服難點理論課加強啟發式，采用多媒體和黑板相結合，并輔以配套電子版教材，幫助學生聽課與復習；習題課通過抓住典型習題，舉一反三，以點帶面；討論課以實際工程為背景，使學生在分析能力提高中理解重點；實驗課充分發揮開放實驗室的作用，使學生在自主動手能力提高中突破難點。
2.3 建設“機械設計”省級精品課程網站利用校園網提供的網絡教學平臺, 為學生提供了教學課件、學習指導、復習思考題、練習題等大量的學習資源，節省了學時，提高了教學效率和教學質量，也培養了學生的自學能力。
3開放主題的小論文，培養學生主動獲取知識的能力
由于學時的限制，在講授機械發展史等內容時，只能給學生一些很粗淺的認識。我們嘗試讓學生對這部分內容進行自學，并且給學生獲取比教材上內容更豐富和具體的知識的途徑，要求學生以“各種機械的發展史”為主題寫成學習小論文。學生通過查閱相關資料，對各種機器的相關技術及發展有了較深入的認識，并完成了諸如“機器人的發展”、“抽油機的發展”、“聯合收割機的發展”、“輪式拖拉機的發展”等小論文的寫作，并編輯成冊，培養了學生主動獲取知識的能力。
4工程實踐能力和創新能力的培養[3-4]
以機械設計課程體系的教學內容為背景，以強化設計型、綜合型和加強學生動手能力培養為目標，我們將原“機械設計”的實驗環節從課程中剝離出來，于2006年構建了單獨設置、學分單列的機械設計實驗課程,并新編了“機械設計實驗指導書”和“機械設計實驗教學大綱”，按五大模塊體系設置了5個實驗項目，其中：創新設計型實驗1個，綜合型實驗3個，驗證型實驗1個。對每個實驗項目規定了難度等級，要求每位學生至少完成3個實驗項目，其中包括2個必做項目和1個選做項目，便于因材施教和培養學生個性發展。
為進一步提高本科生科研能力、創新能力和實踐動手能力，進一步激發學生的科技創新熱情，依托西南地區較早建立的機械創新設計實驗室，我校每年都舉辦大學生機械創新設計大賽，學生可根據自身的興趣愛好和創新需求自由申請項目，也可申請參加教師從現有教學、科研、生產和管理研究課題中細化出來的項目或企業界設立的項目，學校給予經費支持，機械基礎教學部配備指導教師。近幾年來，學生的科技創新活動如火如荼的進行，優秀作品曾多次獲得四川省“挑戰杯”、全國“挑戰杯”、全國大學生機械創新設計大賽獎項以及全國機器人足球錦標賽冠、亞軍。
5加強師資隊伍建設
機械設計課程教學組鼓勵和支持青年教師在職提高學位，實行指導教師責任制，安排富有教學經驗的老教師在教學和科研上對新進教師進行指導和幫助，實行一對一的傳、幫、帶，并訂有明確具體的培養計劃，幫助他們提高教學能力，過好教學關。要求新進教師必須經過聽課、輔導答疑、批改作業、指導實驗、指導課程設計、試講、點評、講近機類課程等階段后，才能講機類課程。經常開展有關本課程的教改與建設、教材建設、教學方法與手段運用以及老教師示講、試講等教學法活動；鼓勵青年教師在教學方法、教學手段等方面勇于創新，創造條件鼓勵教師參加各種學術會議。鼓勵青年教師積極參與本課程組主持或參加的校級及省教育廳立項的課程建設與教改研究項目。另外，加大引進具有豐富實踐經驗的高級工程技術人才，把不同經歷的教師融為一個有機整體，使教師間共同磋商，相互學習，取長補短。
6結束語
經過幾年的實踐，我校機械設計課程的教學取得了較好的效果。機械設計作為專業技術基礎課，課程內容多且實踐性強，需要積極探索各種教學方法和手段，緊密結合工程實際，培養學生的工程意識和創新設計能力。
參考文獻：
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機械設計具有自身的程序，圖1為設計的基本程序。圖1機械設計的基本程序目前，機械設計教學中主要存在以下問題。
1.1教學內容過于防范
目前，機械設計這門課程包含的內容較多，有機械原理和機械設計。機械設計包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內容，所涉及的知識層面較廣，教學內容較散，且與其他課程有著很多重復，如機械設計學科中有一項螺紋連接的相關教學內容。可見，教學范圍與機械設計這門學科的學習原則不相符合。又如，減速器的類型、樣式和設計參數要求，和機械制圖中的減速器設計相關知識存在較高重復率，不僅在學科的學習層次上造成混亂，還浪費了學生的學習精力。
1.2與時俱進能力不強
機械設計這門學科的實用性較強，同時其教學內容隨著科技的不斷發展而不斷變化。所以，傳統的教學內容如果不進行更新，很難滿足現代社會的需求。現代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求，同時也應當具備系統性。因此，現代機械設計學科緊隨時代的變化而改變，將傳統的設計技術進行時代元素的融入。如今，很多相關院校對機械設計教學中的設備結構、設備強度和運動學等技術的教學比較注重，教學力度也較大，使能源問題、環境問題的教學很少涉及。尤其是安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經濟因素，導致機械設計教學無法滿足現代人們的生產需求。
1.3教學方式落后
很多相關院校對機械設計的教學仍然采用講學通用的原則，對于教學中的重點知識，讓學生采取理論知識記憶的灌輸性傳統學習方法，而對這門學科的實際應用教學涉及較少，僅僅加深了學生的相關知識或原理的理解。同時，缺乏案例式教學、現場教學以及討論啟發式教學，在學生的學習過程中沒有充足的時間進行自主探索，嚴重阻礙學生對知識的理解與掌握，同時一定程度上阻礙了學生運用所學知識解決實際工程問題能力的發展。因此，應當對機械設計教學體系進行創新。
2創新機械設計教學體系措施
2.1調整教學內容
機械設計的學科教學內容應從實際出發，注重教學的整體性、實踐性以及創新性。如今，很多學生對于機械設計的基礎知識掌握不明確。所以，機械設計教學中應當遵循適度夠用的理論知識學習原則，可采取重點學習、部分理解等方式。首先，教學內容要清晰精簡，要精簡機械設計這門課程的教學內容，避免學生在相關知識的學習中產生知識重復。同時，在學生的實際應用教學中，如實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學環節，不但要適度融入相關基礎知識，還要增加其課程。其次，要注重知識的整合。在機械設計的實際教學中，將其中關聯性與聯系性較大的知識急性整合學習。最后，在機械設計的教學過程中應當注重知識點的增設。不僅要注重知識的重點性，還要考慮知識的完整性，可以增設以電、液為動力的機構組合，結合實際的典型機械等新內容，使學生全面認識現代機械，以適當前生產實際需要，方便計算機輔助設計的應用和推廣。
2.2加強學生能力培養
機械設計是一門極具實踐性的課程，過程中應當注重學生設計技能和創新能力的培養，以培養學生技術應用能力為主要教學目的，同時注重學生工程意識、工程實踐能力、創新意識以及社會實踐能力的培養。實際教學過程中，教師應當徹底摒棄傳統的灌輸式教學模式，在講解相關理論知識或原理時，注重培養學生總結結論的能力。同時，在相關知識或原理的講解時，融入其在實踐中的應用，堅持產、學、研相結合，體現機械設計教學的基礎性、系統性、實踐性以及現代性。
2.3創新教學方法
目前，相關院校的招生多是面向全國，導致各種學生的機械設計學習基礎不一。因此，要不斷創新如今的機械設計教學。教學過程中，應當加強直觀教學，在學生學習相關理論知識或原理的同時，讓學生接觸各類種機械、機構、零件、部件、圖紙，提高學生相關知識或原理的實踐性。同時，教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現代教學技術，借助計算機和互聯網，利用虛擬現實技術和仿真軟件系統，開展機械設計的現代化、立體式教學。此外，教師在機械設計的實際教學中，應當盡量減少相關知識或原理的理論推導，運用例證講清思路，加深學生對相關理論知識或原理理解，提高課堂教學效率。
2.4增加教學實踐
機械設計是一門較注重實踐運用的學科，教學時教師不能僅僅注重學生的知識學習，要更加重視學生的知識運用，如繪制機構運動簡圖。圖2為機構簡圖的繪制步驟。以四桿機構為例，結合日常見到的篩東西、磨豆腐等，布置設計任務。在四桿機構的講解過程中，不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性，能轉化為什么樣的運動形式，現實生活中有哪些物品用到了這些機構，不斷啟發引導學生思考設計任務。一個機器少不了動力，因此課程中增加電動機的選用環節。學生設定自己運動機構的各種參數后，按部就班選用電動機，由此掌握效率等概念，并對整體的機器建立一個大概的認識。電動機選好后，考慮減速的問題。這時，可以引進齒輪機構（包括蝸輪蝸桿）、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用，對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的內容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。此外，學習過程中要加入查手冊選材料環節，把時間用到應用實踐上。
3結語
目前，我國機械設計教學體系仍然存在教學內容過于龐雜、無法適應時代的快速發展以及教學方式過于陳舊和落后等問題。因此，在機械設計實際教學過程中，應當調整教學內容，加強學生能力培養，同時不斷創新教學方法，以期為國家培養更多機械設計創新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學機械學院
參考文獻
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關鍵詞：語義網技術；機械設計；現狀；應用意義
前言
機械設計主要是指對機械的工作原理、結構、各零件的材料、形狀尺寸等各方面進行構思、分析進而得出具體結論的工作過程。而目前的經濟發展較為迅速，對于機械設計的要求也就越來越高，新時期的機械設計要更趨向于信息化、創新化、智能化，將語義網技術運用到機械設計上可以使設計更加方便、完善。
1.語義網的概述
語義網的概念最早是由蒂姆?伯納斯-李提出來的，目前對于語義網的概念還沒有統一的界定。但是語義網是未來網絡的一個大膽設想。它是萬維網的拓展、延伸，更加能夠高效的理解詞語，并能快速理清各個邏輯關系。更加方便人們與電腦進行溝通，提供高效的智能服務。
雖然對語義網目前還沒有準確的定義，但是語義網相對于萬維網來說具有以下幾點區別：（1）面對的對象不同，萬維網主要面對的對象是人，供“人”閱讀和使用，而語義網面對的對象是機器。能夠直接和計算機進行交流和合作。（2）側重點不同，萬維網側重的是信息的格式，而語義網則側重的是語義內容。（3）工作方式不同，萬維網主要是人們用來搜集、整理信息的，而語義網的檢索更加智能化，不必從大量的檢索信息去挖掘所需數據。（4）主要任務不同，萬維網的任務主要是幫助人們獲取信息，供人們使用和交流。而語義網則是通過與計算機的交流，讓計算機幫助人們完成一些工作，從而讓網絡應用更加智能化、自動化[1]。
2.語義網技術在機械設計中應用的研究現狀
語義網雖然在學術界還沒有統一的界定，但是其本身特有的優勢已經受到越來越多的人喜愛，同時被廣泛應用到各個領域。在機械設計中，語義網的應用也是剛剛起步，但是卻起到很大的作用和效率。尤其在機械設計零部件、產品概念的設計上等應用現狀較為明顯。
2.1在機械設計零部件中信息重用的應用
語義網的發展突飛猛進，被廣泛應用到各個領域，在機械設計領域效果也較為顯著。語義網與傳統的網絡技術不同的是可以將設計信息達到共享，對于機械零部件設計環節來說，信息共享尤為重要。所以，語義網可以實現機械產品零部件信息重用，這樣，大大提高了設計人員的工作效率，不必將大量的時間耗費在研究新產品上，提高了成功率的同時，也減少了企業的部分開銷[2]。
2.2語義網技術應用到機械產品信息語義交換中
語義網技術能夠高效的理解詞語及邏輯關系，在機械設計中的應用，可以實現機械產品信息語義交換，也就是說可以將機械產品信息資源應用到各個系統中，并且還可以對各種數據進行自動處理和語義交換，這樣就更容易讓工作人員對機械產品進行開發、研究。
2.3語義網廣泛應用到概念設計中
在產品的設計概念中，最重要的就是要構建合理的產品系統構架，確保子系統的配置與各個系統之間的交互順利。在交互的環節中，其接口部分尤為重要，它是完成各系統間交互的重要環節。將語義網運用到產品概念的設計中，可以有效發揮其優勢，順利完成各項工作環節。保障產品概念設計更加快速、準確[3]。
3.語義網技術在機械設計中的應用意義
3.1語義網技術的應用可以使機械設計更加信息化、智能化
語義網技術在機械設計中具有重要的應用意義，它能夠使機械設計更加信息化、智能化。語義網本身具有的優勢可以為計算機輔助設計系統提供相應的語義交換平臺，可以有效的實現信息數據轉換，快速理清各種邏輯關系之間的聯系。因此，隨著科學技術的發展和互聯網技術的廣泛應用，語義網技術在機械設計中被廣泛的應用，同時，語義網帶來的便利也使得機械設計更加的協同化、智能化，成果較為顯著。
3.2語義網技術應用到機械設計領域中是必然趨勢
機械設計方法論的發展常常與其他領域研制的成果相結合，比如綠色設計、智能設計等設計成果都是引入其他領域的研究成果，而取得的成功方案。但是，隨著目前的科學技術的發展，很多設計成果已然遇到了發展瓶頸，尤其在互聯網領域中，網絡信息不斷增長，很多網絡信息數據及內容不能被很好的篩選和解讀，檢索率下降，就不能提供更加準確、快捷的信息資源。比如，基于知識設計應用系統的知識庫共享問題，以及重用困難、數據檢索率低等，面對日益突出的設計問題，將語義網技術結合到機械設計中去，是機械設計發展的必然趨勢。
3.3研究基于語義網技術的機械設計是適應互聯網技術發展的必然要求
語義網以其獨特的優勢和高速運轉的能力必然會成為未來互聯網技術的一顆璀璨“明珠”，必會代替萬維網而成為主流技術。在信息共享、語義轉換的特殊功能下為制造企業提供了可靠的共享平臺，為產品設計提供了便捷的優勢。傳統的Web信息處理也必然會轉向語義網的知識處理。因此，研究語義網技術的機械設計是適應互聯網技術發展的必然要求，是未來科學技術應用的研究熱點。
4.結束語
綜上訴述，隨著計算機技術、互聯網以及人工智能技術的不斷發展，機械設計必然會更加信息化、智能化、協同化。語義網的出現，更是引起了極大的反響，在各個領域都被廣泛應用。其獨特的優勢及其高速運轉的能力在機械設計中得到了很好的應用，且效果顯著。它是未來互聯網技術發展的必然趨勢，因此，研究給予語義網技術的機械方法和技術研究具有重要意義。
參考文獻：
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作者簡介：
［關鍵詞］民辦高校應用型本科機械設計制造及其自動化人才培養方案
［作者簡介］孫芹（1979-），女，山東威海人，山東英才學院機械學院，講師，碩士，研究方向為機械制造及其自動化、數控技術。（山東濟南250100）
［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］1004-3985（2012）21-0090-02
一、高等教育的分類
我國著名教育家潘懋元先生指出：“高等學校的分類是一個世界性的難題，又是關系到中國高等教育能否持續發展的關鍵。目前，我國還沒有一個權威的分類方法。”在我國，受到廣泛關注和認同的高等教育分類法有兩種。
1.國際教育標準分類法。聯合國教科文組織（UNESCO）1997年公布的《國際教育標準分類法》，將教育分為3個層次、7級、3種類型。其中，第3層次中的第5級是高等教育，分為5A和5B兩種類型，如圖所示。
歸納上述第5級的教育，高等教育可分為：學術型、應用型、實用型3種類型的教育。
2.潘懋元教授分類法。依據《國際教育標準分類法》，我國高等教育可分為綜合研究型、專業性應用型和職業性技能型三類。在此基礎上，我國高等學校可分為綜合研究性研究型大學、專業性應用型大學或學院和職業性技能型的高職院校三類。
二、社會人才需求情況調查與分析
依據中國勞動力市場信息網監測中心的2010年第四季度部分城市公共就業服務機構市場供求狀況分析，106個城市中，用人單位通過公共就業服務機構招聘各類人員約478.5萬人，進入市場的求職者約473.3萬人，崗位空缺與求職人數的比率約為1.01。按行業分組的需求人數分析，制造業需求人數 131.8289萬，所占比例約為27.5%，占到總需求量的1/4還要多。按文化程度分組的供求人數分析，職高、技校、中專需求人數94.6331萬，所占比重54%，大專需求人數81.2272萬，所占比重17%，大學需求人數40.7119萬，所占比重為8.5%，由以上數據可見，職高、技校、中專、大專需求占到總需求量的70%以上，即技能型人才需求量最大。
三、應用型本科機械設計制造及其自動化專業本科人才培養方案的實踐
民辦高校從辦學條件、生源質量、師資隊伍和水平來看，都與辦學多年、文化積淀深厚的公辦本科院校有著較大的差距。因此，人才培養方案的制訂應從學生的實際出發，做到有教無類、因材施教，以應用為切入點實施教學，尊重學生興趣愛好和實踐能力的培養，走特色發展之路。
1.人才培養的目標和規格。在培養目標上，培養具備扎實的機械設計制造基礎知識與應用能力，掌握現代機械設計方法和先進制造技術，具有較強的工程實踐能力和開拓精神，能在工業生產第一線從事機械產品設計、制造、應用研究、科技開發、運行管理和相關技術工作的高級技術應用型人才。
在培養規格上，強調知識、能力和素質的協調發展。（1）在知識結構上。畢業生應具有外語、文獻檢索和科技寫作等工具性知識；具有扎實的自然科學基礎和社會科學基礎知識；掌握本專業需要的計算機、數學等專業技術基礎知識和機械學、電子學等專業知識；（2）在能力結構上。畢業生要掌握中等復雜程度零件的機械設計、制造和工藝編制的方法；具有一般機械設備安裝、調試、運行、操作和維護的能力；具有數控機床操作、編程的能力；具有獲取知識、應用知識和創新能力；具有一定的外語應用能力。（3）在素質結構上。注重培養學生熱愛祖國，遵紀守法的思想道德素質；培養學生良好的文化素質；培養學生嚴謹、扎實，富有創新精神的專業素質；培養學生良好的身心素質。
2.結合目標定位，合理制訂人才培養方案。在人才培養方案的制訂過程當中，學校必須考慮學生的就業能力、就業范圍，加強基礎理論課和專業基礎課的學習，同時考慮學科之間的交叉，培養機械類通用型本科人才，為學生的創新能力和職業適應能力培養奠定基礎，并重視實踐教學環節教學，使學生在學校就獲得工程實踐能力的基本訓練，考取國家職業資格證書。因此，學校必須對部分課程進行整合，加大實驗、課程設計、實習實訓、畢業論文等實踐教學環節的力度，重構課程教學體系，同時，實踐教學環節應注重課堂內外、校內、校外的有機結合，使學生更多地接觸社會，達到人才培養目標。此外，還應重視個性化人才培養，以科技創新為導向開設選修課程，學生可以結合自己的興趣自由選擇，并開設創新實驗室，學習方向完全取決于個人的興趣，從而制定出創新型、應用型本科的人才培養方案。
3.以就業為導向，提高學生職業適應能力。學院要注重研究社會對人才的需求，及時對專業設置進行調整，提出“訂單式教育”，即社會需要怎樣的人才，學校就培養怎樣的人才。學院還根據不同專業畢業生的就業需求，積極開展“特色課程教育”，全方位增強學生的綜合能力。
4.完善課程體系，提升學生知識遷移能力。為進一步提高教學質量，滿足社會對高素質人才的要求，不斷完善課程體系，注重學生基本理論和專業技能的培養，突出學生創新精神、實踐能力和創業能力的培養。（1）課程體系的設置體現知識、能力和素質的協調發展。課程設置體現“計算機不斷線”，加大課程設計，強調機械設計理論、機械工藝和先進制造技術理論學習，并根據專業特點安排實驗實訓課程。通過實踐把理論知識進行強化，并提高學生的動手和創新能力。同時，課程體系注重課程間的相互聯系，重視精品課程建設，重點專業課程至少要達到院級優質課建設水平，課程建設在知識、能力和素質整體架構中有目標、有計劃地開展。（2）嘗試對畢業設計（論文）進行改革。為實現應用型本科的人才培養目標，學生的畢業論文內容既要包含設計又要包含制造，而且學生必須在數控機床上至少加工出畢業論文中的一個中等復雜的零件，通過畢業設計，讓學生掌握機械零件從設計到制造的全過程。
5.加強特色實踐教學環節，強化學生工程實踐能力。實踐教學是應用型本科教育教學體系中的重要組成部分，是培養學生的專業技術應用能力及分析問題和解決問題能力的重要途徑。應用型本科教育的特點決定了其實施主體要建立與相關專業未來的崗位群工作現場相近的實訓場所，以便讓學生盡可能地在相近的“職場情境”中開展有針對性的專業技能訓練，進而實現培養學生處理生產現場各種實際技術問題的能力。
在課程體系框架下，將實踐教學環節劃分為實驗、課程設計和綜合實訓，實踐教學環節要與相應階段的理論教學相對應。鼓勵學生參加各種機械產品設計大賽，通過大賽，強化學生的工程實踐能力，同時也使師資隊伍得到鍛煉。鼓勵學生參與教師的科研項目，構建學研結合、層次遞進的立體化、開放式的實踐教學體系。除了校內實踐教學之外，學校還應把“注重實踐、復合培養”作為創新人才培養機制的突破口。因此逐步實現學院與行業企業的教學資源共享，教學過程共管，共同建設專業，共同建設實訓實習基地，共同確定職業標準、培養方案、課程內容和質量考核體系，讓企業專家參與人才培養方案的制訂，充分發揮行業、企業在學校建設中的重要作用，校企合作為學生實踐環節的教學提供了理想的場所。
6.構建完善的教學管理機制，保障培養方案的有效實施。以全面提高教學質量和人才培養質量為目標，建立起由組織系統、評估系統、信息系統和調控系統構成的質量監控體系，對教學質量和人才培養質量實施全過程監控。（1）組織系統。學校建立了校、院、教研室三級監控組織系統，三級組織各負其責，上下協調，運行有效。（2）評估系統。學校以各教學環節質量標準為依據，通過教學評價、教學檢查、教學督導，對教師的教學質量進行評估。（3）信息系統。教學質量信息采集主要來源于教學評價、教學檢查、教學督導活動和學生信息員報送信息以及畢業生質量跟蹤調查獲得的信息。（4）調控系統。健全的組織系統、嚴格的評估系統、暢通的信息系統，為教學質量的調控創造了條件。學校的人才培養方案執行情況及與社會需求的適應情況、學科專業建設情況、課程建設情況、教學基本設施情況、教學管理水平和效率、師德、學風等方面的問題，都可以得到及時的調控。為了保證教學質量，學校實行了“教學質量一票否決制”。明確規定，凡出現重大教學事故或在教學評價、教學檢查、教學督導中評定結果為不合格的教師，當年考核為不合格。對于嚴重不負責任、授課效果極差、學生反映強烈或連續出現嚴重教學事故的教師，取消其授課資格，聘期內不再繼續聘任其從事教學工作。對教學質量綜合評價結果差的外聘教師，取消其授課資格。
四、結束語
對機械設計制造及自動化本科專業的人才培養方案的探討與實踐，旨在提高學生的知識應用能力、工程實踐能力和職業適應能力，培養學生的團隊協作精神和創新意識，使畢業生得到社會和企業的認可，從而吸引優秀教師、優秀生源來學校工作、學習，把學校建設成一流的應用型本科大學是必然的趨勢。
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[關鍵詞]機械原理 卓越工程師計劃 教學內容與課程體系 CDIO 教學方法改革
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）01-0132-03
機械原理是機械類和近機類專業十分重要的主干技術基礎課程，是理論課程向工程實踐課程轉換的過渡性環節，具有增強學生對機械技術工作的適應能力和開發創造能力的作用，在機械類高級工程技術人才培養的基礎系列課程中是不可替代的。[1]但是，傳統機械原理教學存在目標單一、內容陳舊、方法死板、考核簡單片面等不足，與理論力學、機械設計等相關課程間存在教學內容重復或脫節、整體協調性不足等問題[2] [3]，導致教師講課費力，學生聽課乏力，教與學的效果不理想，甚至造成對立的師生關系。
學校針對機械設計制造及其自動化專業國家級“卓越工程師教育培養計劃”項目的實施需要，進行了基于項目的CDIO教學模式、基于網絡資源和創意興趣的自主學習模式等教學方法改革探索與實踐。本文從機械原理的課程體系、教學方法等角度進行全面介紹。
一、面向卓越工程師教育培養計劃的教學內容體系構建
處理好機械原理與理論力學、機械設計等專業基礎課間分工和銜接，不同于機械制圖與建模、剛體運動與力分析、零部件強度計算與校核、材料成型與加工等專一知識和能力的培養[4]，機械原理以培養學生面向機械系統的機構設計與分析能力為主，在機構學、機器動力學和常用機構等基本知識學習基礎上，更加注重機械系統的設計和綜合創新能力培養。[5]處理好機械原理課程內部各章節間內在關系，機械原理教學內容可劃分為機械系統、基本原理和常用機構三大模塊，構建各教學模塊間有機聯系，課程體系與教學模塊關系如圖1所示。
機械系統模塊是培養學生系統觀念的重要途徑，利用完整的機械系統實例把課程知識點串聯，貫穿緒論、機器人機構及其設計、機械系統方案設計等章節的教學全過程，形成閉環。
基本原理模塊包括結構分析、運動分析、力分析、效率與自鎖、機械平衡、機械運轉速度波動調節等章節，重點講授：1.機構結構分析中機構組成、自由度計算、組成原理和型綜合等知識點;2.機構運動分析中解析法;3.平面機構力分析中運動副總反力和機構受力分析;4.機械自鎖和速度波動調節。而與理論力學等前期基礎課聯系緊密的運動分析圖解法采用實例化教學，在學生自學、練習、討論基礎上，點明速度影像和加速度影像等知識點;實踐性較強的機構運動簡圖、機械平衡以實驗教學為主線。
常用機構模塊包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、齒輪系和其他常用機構等章節，重點講授：1.連桿機構中平面四桿機構設計的圖解法和解析法;2.凸輪機構中輪廓曲線設計解析法;3.齒輪機構中漸開線直齒圓柱齒輪嚙合定律、嚙合傳動、變位齒輪和斜齒圓柱齒輪;4.齒輪系的傳動比和效率計算。而常見多桿機構、凸輪基本尺寸確定、漸開線特性、其他常用機構等知識點以自學、調研等自主學習方式為主。
二、基于認知規律的“以生為本”教學方法改革與實踐
國內眾多高校長期開展機械原理精品課程建設，使教學理論、課程體系、教學內容、教學方法與手段等研究工作不斷深入，在教材、電子教案、電子教具、教輔參考資料、教學視頻和網絡平臺等教學資源建設方面進展顯著，為機械原理課程教學方法改革奠定基礎。
（一）基于慧魚組合模型的機械系統概念強化與貫穿
課程學習前，利用工程訓練中心慧魚創意組合模型，讓學生按照已有拼裝路線親手搭建典型的機械系統模型，如各種類型機器人，使課程教學從“積木游戲”場景中開始，逐步了解機械原理所學的連桿、凸輪、齒輪及齒輪系等機構;課程教學結束前，要求學生根據學習內容，自主搭建一個新型的綜合型機械系統。學生能夠全程深度參與課程教學，實現寓教于樂，激發學生學習興趣和熱情。
以學生自主搭建典型機械系統模型為課程學習對象，貫穿機構結構分析、運動分析和連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、齒輪系等教學全過程。引導學生發現并解決其隱藏的科學問題，包括概念理解、問題分析、問題求解等主要的學習環節，教師承擔定義闡述、提出問題、思路引導、方法總結和疑難解答等輔工作，激發學生主觀能動性，真正實現學生自主學習、教師輔助指導的教學模式。
（二）基于網絡教學資源的自主學習模式實踐
隨著互聯網技術的發展，大學校園內學生上網便捷快速，機械原理課程的網絡教學資源十分豐富，如國家精品課程資源網[6]、江蘇科技大學課程建設與輔助教學平臺[7]、第一視頻教程網[8]等，為機械原理課程的自主學習模式探索奠定基礎。同時，在學校課程建設與輔助教學平臺上開設相應的同步網絡教學班級，實現課上課下同步進行。隨著基于網絡教學資源的自主學習模式推廣，學生對機械原理課程的學習主動性和積極性逐步得到加強。
由于網絡資源自主學習的時間、地點具有很大程度的自由，且學生對自主學習的效率存在差異，教師需做好前期引導和后期考核工作：每次課結束前，應明確下次課教學內容和對應的網絡資源材料;每次課開始時，需通過提問、課堂練習等方法檢查學生課后自主學習效果，對共同存在的疑難問題要及時解釋，強化理解。基于網絡教學資源的自主學習模式，不但調動了學生的主動性和積極性，而且自主學習環節實際上是一次學習階段，課堂提問與檢測環節則是二次學習階段，課后作業、答疑等環節則是三次學習階段，三者具有一定的時間差，對課程知識點的理論和吸收具有良好效果，尤其是課程教學。
（三）基于計算機和編程技術的項目式教學模式改革
項目式教學分為科技論文寫作與課外大作業兩類。在機械原理學科發展方向調研和文獻查閱基礎上，每位學生選擇一個自己感興趣的方向，如機械發展史、醫療機器人、生物機械、仿生機構、微小機械等，嚴格按照國家科技論文寫作要求和規范撰寫報告，包含題目、中英文摘要、中英文關鍵詞、引言、正文、結論和參考文獻等部分。
課外大作業是項目式教學的重點，引入計算機技術和Matlab軟件進行機械原理課程課外大作業的解析法分析。課外大作業包括運動分析、力分析、連桿機構設計、凸輪輪廓曲線設計、齒輪輪廓曲線設計和速度波動調節這六種類型，要求全體學生自行分成3-4人一組，從六類大作業題目中分別選擇三項，共同完成分析建模、編程求解、報告撰寫、演示答辯等環節，各團隊成員必須有明確的分工與協作，禁止以逸待勞現象。完成后要求提交大作業實踐報告、Matlab程序源文件及分析建模的關鍵草稿紙等材料，實踐報告應達到內容完整全面、字跡圖標工整清晰、格式符合國家科技論文規范等要求，Matlab程序源文件應達到運行流暢、注釋合理充分、格式整齊美觀等要求。
項目式教學實施過程中，以學生為主體，教師起引導答疑作用，實現科研基本思路和規范的訓練，培養學生運用計算機和編程技術進行學習、研究的能力，為學生后繼其他課程的學習、課程設計、畢業設計以至畢業后科研創新打下良好的基礎，培養學生進行科學研究或工程設計的良好習慣。
三、課程綜合改革實踐效果與注意事項
通過機械原理課程教學改革與實踐，在掌握課程基本理論、基本知識和基本技能基礎上，學生的機構設計、綜合、創新等專業能力和系統性工程意識、基本的科研素養得到顯著提高，在后續的專業課程、第二課堂（如課外科技制作、機械創新設計大賽等）、畢業設計等學習環節中充分發揮作用，尤其是第二課堂，機械類專業學生興趣濃厚，積極主動，上手快，創意多，動手實踐能力強。
由于機械原理課程教學改革涉及內容體系、課堂教學、課內實驗、課外大作業和期末考試以及相應的考核方法，存在面廣、點多、工作量大等問題。為保證課程教學與考核方法綜合改革實踐的效果，應注意以下幾個事項：
（一）學生的興趣與投入。課程學時不斷壓縮，課堂教學時間越來越短，但教學內容與要求反而提高，而課余活動（尤其是網絡普及帶來的網絡活動）不斷豐富，導致學習時間減少。針對現狀，必須全面激發學生的學習興趣，自主投入一定的課外時間用于課外學習，包括項目驅動式課外大作業、課外科技創新與制作等內容。
（二）教師的鉆研與投入。目前高校普遍存在“重科研、輕教學”的問題，使職稱評審、考核獎勵等活動的科研成果要求不斷提高，導致教師對教學的專研精神和精力投入不足，需從學校制度上做適當引導，如我校職稱評審中的教學綠色通道和重金獎勵的教學模范獎，將教學成績、學生評價作為考核指標。
（三）課外學習資源的建設與應用。課外學習的硬件資源包括場地（如開放教室、實驗室、機房等）和慧魚組合模型、常用工具、常規機床等設備設施;軟件資源包括課外大作業的項目和本科生創新計劃、機械設計創新大賽等活動。
四、結束語
為從知識、能力和素質三個層次上提高機械原理課程教學質量，進行了課程體系梳理、教學方法改革與實踐，構建有機統一的課程教學模塊，實踐基于慧魚組合模型、網絡教學資源、計算機和編程技術的新型教學方法，有效提高了學生知識水平、專業能力、工程意識和科研素養。
[ 注 釋 ]
[1] 孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2013.
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[4] 陳文華，陳秀寧.“機械原理”課程改革的實踐與探索[J].機械工業高教研究，2001（1）：71-74.
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[6] http：// / details？uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac9291e8-0636 / 2014-02-20.