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導(dǎo)語：在機械工程基本概念的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)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(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】機械工程控制基礎(chǔ) 教學(xué) 案例法
【基金項目】本研究得到了內(nèi)蒙古科技大學(xué)教改項目的資助。
【中圖分類號】G42 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）09-0252-01
機械工程控制基礎(chǔ)是機械類本科專業(yè)必修的一門的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是自動控制在以機械工程為研究對象的分支學(xué)科。課程的主要內(nèi)容是在闡明機械工程控制論的基本概念、基本知識與基本方法的基礎(chǔ)上， 緊密結(jié)合機械工程實際， 研究機械系統(tǒng)及其輸入、輸出三者之間的動態(tài)關(guān)系。機械工程控制基礎(chǔ)研究的問題帶有普遍性，對工程實踐具有重要的指導(dǎo)意義，該課程的開設(shè)對培養(yǎng)學(xué)生運用控制原理的基本方法，提高分析和解決各種工程問題的能力奠定扎實的理論基礎(chǔ)；并為后續(xù)的機械類相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，如測試技術(shù)、數(shù)控機床、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計等打下一定的理論基礎(chǔ)。
但是，機械工程控制基礎(chǔ)作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，具有內(nèi)容抽象、概括性強、涉及知識范圍廣， 對數(shù)學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、計算機等學(xué)科知識要求高的特點，在實施這門課程的教學(xué)中由于該門課程比較抽象，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高，學(xué)習(xí)效果也不理想，甚至產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。從而影響到該課程的教學(xué)質(zhì)量；同時，導(dǎo)致學(xué)生知識體系鏈中出現(xiàn)斷鏈，制約其整個知識結(jié)構(gòu)的完整建立。因此，課程的特點決定了教學(xué)不能單純的采用從書本到書本、從理論到理論的方式， 而應(yīng)采用貼近生產(chǎn)實踐、具有生動性和可操作性、能夠系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生思考問題和解決實際問題能力的教學(xué)模式。而案例教學(xué)法經(jīng)過不斷的完善，已被廣泛用于其他學(xué)科，如醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)、社會學(xué)等，是一種深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法。本文針對機械工程控制基礎(chǔ)課程特點、現(xiàn)有教學(xué)情況，結(jié)合案例教學(xué)法的優(yōu)點，首次提出了案例教學(xué)法在該課程應(yīng)用，以達到良好教學(xué)效果的目的。
1.案例教學(xué)法介紹
案例也稱為個案、個例、事例或?qū)嵗?，最早屬于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，后來廣泛運用于法學(xué)、軍事學(xué)、教育學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科。案例教學(xué)法是19 世紀(jì)70 年代美國哈佛大學(xué)法學(xué)院院長Langclell首創(chuàng)的。他編著的《合同法案例》是世界上第一本案例教學(xué)法的教科書。20 世紀(jì)20 年代，哈佛商學(xué)院開始運用案例教學(xué)法。哈佛商學(xué)院院長 華萊士于1921 年出版了第一本案例集。案例教學(xué)法在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維習(xí)慣；收集處理信息、獲取新知識的能力；特別是觀察、分析和解決實際問題的能力等方面，有著其他教學(xué)方法不可取代的優(yōu)勢。
案例教學(xué)法在20 世紀(jì)初，被運用于商業(yè)和企業(yè)管理學(xué)。在諸多的案例教學(xué)法中，哈佛商學(xué)院在全世界范圍內(nèi)享有盛名，該學(xué)院通過使用案例教學(xué)法為社會培養(yǎng)了大量杰出的工商界驕子，美國500 家最大財團的決策經(jīng)理中，2/3是哈佛商學(xué)院的畢業(yè)生，因此使得案例教學(xué)法成為一種風(fēng)靡全球的、被認(rèn)為是代表未來教育方向的成功教育模式。目前，案例教學(xué)法作為一種新型的教學(xué)方法不僅已遍及美國，也早已波及美國以外的其他國家。我國的案例教學(xué)也有了20 年歷史，對我國高校教育思想和教學(xué)方法的全面改革有著重要啟示和推動作用。
在國內(nèi)，案例教學(xué)雖然已被越來越多的人所接受，并列入了各高校的教學(xué)改革計劃，尤其是在一些法學(xué)、工商管理類高校已經(jīng)開始廣泛運用。
2.機械工程控制基礎(chǔ)教學(xué)過程中案例教學(xué)法的應(yīng)用
學(xué)生從書本上獲得的知識是間接的、抽象的，運用這些理論解決生產(chǎn)實際問題是我們的最終目的，也是檢驗學(xué)生基本功的根本途徑。機械工程控制基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)是掌握控制理論并學(xué)會如何應(yīng)用該理論一步一步解決實際控制問題。而課程內(nèi)容抽象、知識范圍廣、理論性較強，且老師在教學(xué)的過程中往往也會重理論概念而輕視理論與實踐的聯(lián)系，使得學(xué)生課上聽懂而課下不會做題，不能解決實際問題，造成學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。
案例教學(xué)法的引入恰好可以解決以上兩個問題。
首先，案例教學(xué)法的引入可以直觀的展現(xiàn)課程的理論內(nèi)容與工程實際的關(guān)系，避免學(xué)生茫然的學(xué)習(xí)理論，使學(xué)生聽起來形象，易于接受，知道理論內(nèi)容在工程實際中怎么用，對課程的重要性有一個認(rèn)識，從而解決學(xué)生對課程的抵觸情緒。
其次，為了使學(xué)生更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)理論知識，在授課中精心組織一些循序漸近的學(xué)習(xí)示例，比如將運動中汽車通過建模，變成課本上學(xué)生熟悉的質(zhì)量、阻尼、彈簧系統(tǒng)，將這個案例貫穿與各章教學(xué)的始終，通過一個完整的示例，將自動控制原理的基本概念、基本組成、時域與頻域數(shù)學(xué)模型的建立、系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性的分析、系統(tǒng)綜合與校正等各部分理論知識與解決實際問題聯(lián)系起來，一步一步揭示了如何進行控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計， 這有利于幫助學(xué)生對前面各章講解的各個知識點的深入理解和掌握，從而系統(tǒng)學(xué)習(xí)控制理論，建立系統(tǒng)工程概念，提高應(yīng)用控制理論設(shè)計實際控制系統(tǒng)的能力， 通過這些示例將經(jīng)典控制理論的基本內(nèi)容系統(tǒng)起來，有助于更進一步地理解控制理論在實際工程上的應(yīng)用， 所以，結(jié)合具體示例可以加深學(xué)生對書本知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
3.結(jié)論
在機械工程控制基礎(chǔ)課程教學(xué)中， 科學(xué)的選用案例教學(xué)方法， 可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足， 有利于學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的提高?？梢约ぐl(fā)學(xué)生解決實際問題的興趣和求知的欲望， 充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性， 使其自主鉆研分析， 解決問題， 從而達到知識掌握和能力提高的雙重目的。
參考文獻：
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[關(guān)鍵詞]控制工程；工程教育論證；課程融合；教學(xué)改革
1《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革的必要性
《控制工程基礎(chǔ)》是機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。它把控制論融入到機械工程領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生運用控制理論的基本原理來解決機械工程中實際問題的一門學(xué)科。該課程在整個專業(yè)課程中起到了一個承前啟后的作用，是為日后學(xué)生成為工程測試人員必備的骨干課程。《控制工程基礎(chǔ)》在介紹控制理論的基本原理和基本概念的同時，以機械系統(tǒng)、電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為背景，闡明了控制理論在工程中的應(yīng)用?！犊刂乒こ袒A(chǔ)》作為一門機械類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程在各理工科高校中廣泛開設(shè)，為進一步提高工程教育質(zhì)量，開展工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，把培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求作為導(dǎo)向，專業(yè)課程體系設(shè)置、師資隊伍配備、辦學(xué)條件配置等都圍繞學(xué)生畢業(yè)能力達成這一核心任務(wù)展開，并建立專業(yè)持續(xù)改進機制以保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力。
2教學(xué)改革的舉措
2.1根據(jù)工程教育論證的評價體系修訂課程的教學(xué)目標(biāo)
本課程是學(xué)生畢業(yè)后從事機械工程控制必備的基礎(chǔ)知識，對照工程教育論證的評價體系學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)該具備的知識、能力、素質(zhì)，修訂和完善本課程的教學(xué)目標(biāo)如下：掌握控制理論的基本概念及有關(guān)基本術(shù)語和定義，理解機械控制工程研究的對象和研究方法，具備將控制工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用于機械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的描述和解釋的能力；掌握經(jīng)典控制論的基本原理、基本方法，訓(xùn)練分析研究機械工程中有關(guān)信息的傳遞、反饋及控制的能力；培養(yǎng)一般控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計能力，并具備通過文獻查閱、分析或?qū)嶒?、實踐等手段對不同系統(tǒng)方案的合理性與局限性作出客觀比較與評價的能力；掌握常用的機電一體化的新技術(shù)和新方法，具備確定設(shè)計目標(biāo)和任務(wù)的分析能力
2.2明確教學(xué)主線
教學(xué)過程中一定要抓住“建立控制系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，分析其穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性”這條教學(xué)主線，明確課程內(nèi)容主要講授的6個章節(jié)及其相互間的關(guān)聯(lián)性，讓學(xué)生把抽象復(fù)雜的聯(lián)系起來形成以下共識：緒論是讓學(xué)生對控制系統(tǒng)有一個整體認(rèn)識；控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立，運用動力學(xué)、電學(xué)及專業(yè)知識，建立機械系統(tǒng)、電網(wǎng)絡(luò)的微分方程、傳遞函數(shù)與系統(tǒng)方框圖；時域分析是研究控制系統(tǒng)性能的一種方法，運用傳遞函數(shù)求解系統(tǒng)在某一信號作用下的輸出響應(yīng)，計算和分析其性能指標(biāo)；頻域分析是研究控制系統(tǒng)性能的另一種方法，令傳遞函數(shù)中的s=jω，則系統(tǒng)可在頻率域內(nèi)分析，繪制奈奎斯特圖和Bode圖，分析系統(tǒng)性能；穩(wěn)定性分析是研究控制系統(tǒng)的首要條件，利用傳遞函數(shù)的系數(shù)、奈奎斯特圖和Bode圖都可判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；誤差分析是研究控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，理清誤差與偏差的關(guān)系，系統(tǒng)在各種信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計算。
2.3優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化緊密圍繞本課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求，要正確處理好學(xué)時少、內(nèi)容多、基本要求不能降低的矛盾。在課程內(nèi)容組織上循序漸進，逐步深化，突出講解控制理論基本概念、系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模、時域響應(yīng)分析、頻率特性分析、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及系統(tǒng)誤差分析等重點部分。教學(xué)中緊密聯(lián)系工程生產(chǎn)實際，側(cè)重講解基本規(guī)律的理解、應(yīng)用及其相互聯(lián)系，減少一些定理和公式的詳細(xì)推演，或把復(fù)雜抽象的公式及推理，換成簡單易懂的案例表述，便于學(xué)生理解和接收，比如講解勞斯判據(jù)是基于特征方程式的根和系數(shù)關(guān)系建立時，以方程x2+3x+2=0為例更易讓學(xué)生理解。將MATLAB、Simulink應(yīng)用于《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，在教學(xué)穿插演示二階系統(tǒng)的響應(yīng)分析、系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、奈奎斯特圖、Bode圖、SIMULINK仿真。
2.4與其他課程教學(xué)融合
在課程教學(xué)中，積極與機械專業(yè)其他任課老師溝通，尋求其他課程中與控制相關(guān)能擴展的內(nèi)容，采用課程間的互相融合教學(xué)，實現(xiàn)課程之間的相關(guān)銜接。讓學(xué)生拓寬思維，積極思考，把專業(yè)的各課程相互聯(lián)系起來，形成實際工程的完整體系，提高綜合應(yīng)用能力。
2.5改革課程考核體系
考核方式采用平時成績和課程考試相結(jié)合的形式對學(xué)生課程成績進行綜合評定。平時成績占30%包括課程作業(yè)和小論文情況，課程作業(yè)考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度。小論文分析行業(yè)前沿發(fā)展，查閱文獻資料、整理、分析比較，主題部分引用和評述代表性強、具有科學(xué)性和創(chuàng)造性的文獻。考試占70%，題型主要以客觀題、分析題、計算題、作圖題、綜合題為主。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)；機械工程設(shè)計；發(fā)展與應(yīng)用
0.引言
近些年來，計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展步伐越來越快，各種高新技術(shù)逐漸應(yīng)用于社會各行各業(yè)中，對社會各行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。在計算機技術(shù)和電子技術(shù)急劇發(fā)展的背景下，CAD技術(shù)應(yīng)運而生，經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，其功能也越來越全，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機械制造、建筑設(shè)計、汽車行業(yè)等領(lǐng)域中，特別是在機械工程設(shè)計領(lǐng)域，CAD技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為設(shè)計人員帶來了極大的便利，促進了行業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。
1.CAD技術(shù)的基本概述
何為CAD？所謂CAD，是計算機輔助設(shè)計的英文簡稱。CAD技術(shù)指的是在設(shè)計過程中，利用計算機作為工具，幫助設(shè)計師進行設(shè)計的一切實用技術(shù)的總和。當(dāng)前，CAD技術(shù)具有極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如三維幾何圖形體的建模、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械工程設(shè)計等，CAD技術(shù)都發(fā)揮著極其重要的作用。
CAD技術(shù)起源于上個世紀(jì)60年代，受到計算機技術(shù)發(fā)展的影響，直到70年代，其發(fā)展速度仍舊比較緩慢。進入80年代之后，隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，CAD技術(shù)水平也得到了飛快的提升，逐漸進入實用化階段，并開始應(yīng)用于各領(lǐng)域中。我國對于CAD技術(shù)的應(yīng)用推廣開始于20世紀(jì)70年代末期，經(jīng)過近40年的發(fā)展，我國的CAD技術(shù)水平已經(jīng)達到了一定的高度，出現(xiàn)了中望CAD為代表的國產(chǎn)CAD軟件群體。
2.CAD技術(shù)在機械工程O計中的發(fā)展
CAD技術(shù)一直處在不斷的更新當(dāng)中，并不斷改進和創(chuàng)新，功能逐漸趨于完善。在今后的發(fā)展過程中，為了適應(yīng)時代的發(fā)展，CAD技術(shù)會朝著標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化以及虛擬化的方向不斷發(fā)展。
2.1CAD技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展
CAD技術(shù)軟件不斷涌現(xiàn)，常見的如Auto CAD、UG、Pro/Engineer等。各種軟件利用自身獨特的優(yōu)勢吸引著各層面的用戶群，但是各軟件之間的相容性和兼容性并不高，這在一定程度上限制了機械工程設(shè)計領(lǐng)域的內(nèi)部交流，影響了CAD技術(shù)資源的開發(fā)和共享。鑒于該種情況的存在，要想有所突破就應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)CAD軟件數(shù)據(jù)模型與交換資源格式的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣就能夠讓使用不同CAD軟件的用戶進行信息交流，有利于機械工程設(shè)計水平的提升。
2.2CAD技術(shù)的集成化發(fā)展
現(xiàn)階段，機械工程設(shè)計中，各種高新技術(shù)不斷應(yīng)用于其中，有點“各自為戰(zhàn)”的味道，在機械工程設(shè)計行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，這些單純的CAD技術(shù)無法滿足行業(yè)發(fā)展的需要，CAD技術(shù)必須要集工程分析、工藝分析、產(chǎn)品制造等功能于一身，滿足機械工程設(shè)計行業(yè)的發(fā)展要求，讓整個設(shè)計工作的開展更加簡單、更加快速。就當(dāng)前CAD技術(shù)發(fā)展的情況來看，不少軟件已經(jīng)具備了一定的集成功能，CAD技術(shù)的集成發(fā)展，有利于工作效率的提升。
2.3CAD技術(shù)的智能化發(fā)展
CAD技術(shù)的智能化是一種必然趨勢，CAD技術(shù)智能化的實現(xiàn)，能夠使得設(shè)計人員擺脫傳統(tǒng)設(shè)計方法的束縛。在進行機械產(chǎn)品模型設(shè)計的時候，可以通過特征造型與參數(shù)的設(shè)計，最大限度的使得設(shè)計人員思維的自由發(fā)揮，無需對其內(nèi)在聯(lián)系加以考慮，減少設(shè)計人員的工作量，保證產(chǎn)品設(shè)計的可行性。以三維CAD軟件為例，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計人員可以直觀地觀察設(shè)計的產(chǎn)品，及時發(fā)現(xiàn)不足之處，有利于產(chǎn)品性能的改善和創(chuàng)新。
2.4CAD的虛擬化發(fā)展
何為虛擬技術(shù)？所謂虛擬技術(shù)簡言之就是建筑設(shè)計人員在虛擬環(huán)境下進行產(chǎn)品的創(chuàng)造，同時以模擬操作的形式對產(chǎn)品的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)等方面的內(nèi)容進行檢驗。虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，最大的一個特點就是不再需要對原產(chǎn)品進行檢測評估，而是對模擬模型進行測試和優(yōu)化。虛擬技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)解決了很多機械工程設(shè)計中存在的問題，減少了不必要的浪費，降低了工程建設(shè)成本。現(xiàn)階段，CAD技術(shù)已經(jīng)運用了新型技術(shù)，虛擬技術(shù)就是其中之一，隨著虛擬技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，該技術(shù)在不久的將來定將得到更加廣泛的應(yīng)用。
2.5CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，計算機技術(shù)和電子商務(wù)技術(shù)也獲得了快速發(fā)展，在這樣的大背景下，CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢不可避免。CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化主要有兩點優(yōu)勢：首先，CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化可以加快產(chǎn)品二維圖紙的傳輸，滿足機械工程設(shè)計企業(yè)的要求；其次，CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化能夠通過互聯(lián)網(wǎng)好友交流企業(yè)的動態(tài)三維模型，這種網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同辦公模式最大限度地節(jié)約了企業(yè)的運營成本，同時還提升了產(chǎn)品研發(fā)的速度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量方面也起到了重要的作用。
3.GAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的具體應(yīng)用
3.1計算機輔助繪圖
CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計的應(yīng)用中，計算機輔助繪圖是最早的應(yīng)用，同時還是其CAD技術(shù)的基本功能。在傳統(tǒng)的手工繪圖中，工作量大，任務(wù)繁重，不僅工作效率受到影響，繪制出的圖紙美觀性和質(zhì)量還不一定合格。通過CAD技術(shù)，利用自帶的圖形庫和繪圖命令，能夠提升繪圖的工作效率，還能夠保證繪圖的清晰度和整潔度，確保圖紙的質(zhì)量在較高水準(zhǔn)。
3.2計算機輔助建模
當(dāng)前，計算機輔助建模在機械工程設(shè)計中應(yīng)用非常頻繁，作用非常顯著。利用三維CAD軟件，設(shè)計人員可以直接根據(jù)自己的設(shè)想構(gòu)建出產(chǎn)品的立體模型，在規(guī)格、尺寸以及結(jié)構(gòu)方面都是真實的，可行性非常高，提升了模型設(shè)計的準(zhǔn)確性。利用三維CAD軟件進行設(shè)計的時候，可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)原始設(shè)計中的不合理之處，三維CAD軟件很好的解決了這一問題，設(shè)計人員只要將已經(jīng)建立好的模型裝配在一起就能夠立刻發(fā)現(xiàn)不合理之處，并及時進行改進，極大地提升了設(shè)計的效率和質(zhì)量。
3.3工程分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
機械工程設(shè)計過程中，需要對產(chǎn)品的力學(xué)特征進行分析，同時還需要對產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。在有限元分析、動力學(xué)分析理論和實踐不斷發(fā)展的前提下，CAD技術(shù)的應(yīng)用也需要隨之發(fā)展，在動力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等功能上不斷拓展。如今，已經(jīng)有大部分的CAD軟件可以提供與ansys等有限元分析軟件的接口，設(shè)計師導(dǎo)入產(chǎn)品模型到有限元分析中，可以直接利用三維CAD技術(shù)實現(xiàn)，在給定的負(fù)載下對產(chǎn)品模型進行工程分析，結(jié)合工程分析的結(jié)果，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行一定的優(yōu)化。
一、提高對課程的認(rèn)識,樹立創(chuàng)新教育觀念
材料科學(xué)對于科技進步、國防建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展都是一個關(guān)鍵領(lǐng)域,起著先導(dǎo)和基礎(chǔ)作用,各個行業(yè)都離不開材料的研究與應(yīng)用。例如,在講課中,列舉南京長江大橋、年產(chǎn)30萬噸乙烯工程、大慶和大港油田的建設(shè)成就等生動例子,以及在納米材料、超導(dǎo)材料等研究工作中取得的重大成果,結(jié)合授課內(nèi)容,密切聯(lián)系我國經(jīng)濟建設(shè)中所取得的成就和科研成果,潛移默化,進行正確的引導(dǎo),就能讓每個專業(yè)的學(xué)生認(rèn)識到這門課程的意義,樹立創(chuàng)新教育觀念,激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,意識到在信息社會和知識經(jīng)濟時代創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要性。
二、根據(jù)專業(yè)特點選擇與更新教學(xué)內(nèi)容,采用啟發(fā)滲透式的教學(xué)方式
工程材料的課程內(nèi)容具有基礎(chǔ)性、前沿性和時代性。針對機械類學(xué)生,根據(jù)他們的專業(yè)特點,應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容。
(一)基本理論部分。簡要闡述工程材料學(xué)的基本概念和基本理論。
(二)工程材料知識部分。重點介紹常用的鋼鐵材料,包括結(jié)構(gòu)材料、工具材料的成分、組織、性能及其應(yīng)用知識。如以下一些常用鋼種:碳素工具鋼T8、普通低合金鋼16Mn、彈簧鋼60Si2Mn、軸承鋼GCr9、調(diào)質(zhì)鋼40Cr、高速鋼W6Mo5GrV2、冷模鋼Cr12等。簡要介紹高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料,引入功能材料,納米材料等新材料的內(nèi)容,擴展學(xué)生的材料知識面,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。
(三)工程材料應(yīng)用部分。介紹機械零件的失效與選材知識以及工程材料在汽車、機床等領(lǐng)域的應(yīng)用情況。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,材料工程和機械工程中新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。教師要及時捕捉這些信息,將新材料、新工藝等前沿知識充實到講課內(nèi)容中,使學(xué)生感到課程內(nèi)容新穎、有現(xiàn)代氣息。這對培養(yǎng)21世紀(jì)社會主義建設(shè)事業(yè)所需人才無疑有很大益處。采用啟發(fā)滲透式相結(jié)合的教學(xué)方式,在機械工程材料的基本概念與基本理論方面注意概念嚴(yán)謹(jǐn)、基礎(chǔ)扎實。在講授基本理論在機械工程材料中的應(yīng)用方面則注重講解扼要,要求學(xué)生有重點、有選擇的自學(xué)。從而激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲望和濃厚的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生探索問題的愿望和積極思維的動力。例如,我們在講齒輪材料時提出以下問題,以期達到啟發(fā)滲透式的教學(xué)效果:1、齒輪工作時受力特點是什么?2、齒輪類零件常見失效形式是什么?3、齒輪材料應(yīng)具有哪些性能要求?4、機床齒輪和汽車變速箱齒輪的選材有何區(qū)別?5、機床齒輪和汽車變速箱齒輪的生產(chǎn)工藝路線是什么?6、生產(chǎn)工藝路線中各熱處理工序的作用是什么?通過類比聯(lián)想、循序漸進的啟發(fā)滲透,引導(dǎo)學(xué)生全面細(xì)致地分析問題、解決問題。
三、加強形象化教學(xué),充分利用第二課堂
工程材料的授課過程中要大力開展多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以清晰描述微觀、動態(tài)的變化過程與狀態(tài),顯著加大課堂教學(xué)信息量,簡化信息傳輸轉(zhuǎn)換過程,增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力,從而顯著提高教學(xué)效果與效率。充分利用第二課堂教學(xué)。組織學(xué)生到相關(guān)的工廠、企業(yè)參觀,進行現(xiàn)場教學(xué),以增加學(xué)生的感性認(rèn)識。例如,在講熱處理這章時,組織學(xué)生到熱處理車間現(xiàn)場參觀,了解淬火、正火、退火、回火,表面熱處理,化學(xué)熱處理的工藝過程,這樣學(xué)生能把這些名詞牢牢記入腦海里。培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力和習(xí)慣,要啟發(fā)學(xué)生多問“為什么”,然后帶著問題有目的地去學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。通過組織興趣小組,參與教師的科研等課外學(xué)習(xí)方式,激發(fā)創(chuàng)造精神,強化自己的實踐能力。教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙W(xué)生的課外學(xué)習(xí)予以指導(dǎo),針對其感興趣的研究方向,提供參考書目,引導(dǎo)學(xué)生了解最新動態(tài),把握研究方向,與學(xué)生之間展開討論,鼓勵學(xué)生走出學(xué)校,參加各種講座,參與校外組織的相關(guān)活動,開闊自己的視野,增加自己的才干,逐步培養(yǎng)自己的研究能力和創(chuàng)新能力。
四、在實驗中培養(yǎng)創(chuàng)新能力
實驗在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面能起到非常獨特有效的作用。工程材料課程有較強的實踐性,在課程的教學(xué)過程中,要重視學(xué)生觀察能力和動手能力的培養(yǎng),我們在教學(xué)中安排了多種形式不同層次的實驗。一是基本技能性實驗。如金屬材料的硬度和沖擊韌性測定、鐵碳合金平衡組織顯微鏡觀察和碳鋼的熱處理及熱處理后的顯微組織觀察,由實驗教師操作演示,最后由學(xué)生結(jié)合實驗CAI課件獨立完成實驗。二是綜合性實驗。如分別對20鋼、45鋼和T10鋼進行完全退火處理,觀察并畫出顯微組織,測出其硬度,要求學(xué)生實驗前編制一套完整的實驗方案,包括具體的工藝參數(shù)和詳細(xì)的實驗步驟(需查找相關(guān)資料),經(jīng)實驗教師審查通過后開始。三是研究性實驗。例如研究與分析不同晶粒度的金屬(低碳鋼和鋁)經(jīng)不同程度拉伸變形后,在回復(fù)和再結(jié)晶的過程中,其組織與性能的變化情況。本類實驗,教師只需要提出問題,整個實驗方案由學(xué)生自主討論決定。通過多種形式的實驗,有效鍛煉了學(xué)生自主獲取知識和綜合應(yīng)用知識的能力,提高了分析和解決問題的能力,充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,實踐動手能力大為增強,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。
五、課堂討論的開展
工程材料課程包括三個主要環(huán)節(jié):課堂教學(xué)、金相實驗、課堂討論。課堂討論是教學(xué)工作中的一個重要環(huán)節(jié),通過對講課中的一些重點和難點的討論,進一步掌握本課程的重點、基本概念和基本理論。課堂討論共有三次:鐵碳相圖、鋼的熱處理和選材及熱處理工藝分析。以第三次討論選材及熱處理工藝分析為例。高質(zhì)量機械產(chǎn)品的獲得,應(yīng)以設(shè)計為主導(dǎo),材料為基礎(chǔ),而熱處理則是關(guān)鍵。此次課程討論是本課程內(nèi)容在機械產(chǎn)品設(shè)計和制造中的應(yīng)用。對于不同的機械專業(yè),典型零件的選擇可以各不相同,有所側(cè)重。在一般機械制造和設(shè)計中,大量遇到的是齒輪類和軸類零件,這些零件在選材和熱處理工藝上有較大的代表性。我們以機床齒輪、汽車—拖拉機齒輪、機床主軸和汽車內(nèi)燃機曲軸等零件的選材及熱處理為例,討論步驟包括四部分內(nèi)容:1、根據(jù)工作條件和使用性能進行選材;2、工藝路線分析;3、熱處理工序作用;4、熱處理工藝及達到的組織和性能。這三次課堂討論不僅是對整個教學(xué)內(nèi)容的概括、總結(jié)和應(yīng)用,而且集中體現(xiàn)了該課程的主要教學(xué)目標(biāo)和要求。也就是通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,優(yōu)良設(shè)計、優(yōu)質(zhì)材料和高質(zhì)量熱處理對提高機械產(chǎn)品質(zhì)量的重要意義,并使學(xué)生進一步掌握和應(yīng)用這方面的知識和技能。為此我們不應(yīng)該把這三次課堂討論看成可有可無,當(dāng)作一般階段小結(jié)來對待,必須認(rèn)真對課堂討論內(nèi)容進行合理的組織,這是搞好討論課的關(guān)鍵所在。通過思考分析、獲取信息、發(fā)現(xiàn)問題,并運用學(xué)過的知識和技能來解決問題。在解決問題的過程中,學(xué)生學(xué)會了學(xué)習(xí)、學(xué)會發(fā)現(xiàn),學(xué)會分析。因此,課堂討論的順利開展能給與學(xué)生更多的主動權(quán),能激發(fā)學(xué)生的求索精神與創(chuàng)新意識。
關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機械設(shè)計;機械加工;作用
中圖分類號：F407文獻標(biāo)識碼： A
引言
隨著計算機技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用，計算機輔助設(shè)計（CAD）逐漸替代了傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法。而CAD技術(shù)自身功能的不斷發(fā)展和方向也對現(xiàn)代機械工程設(shè)計產(chǎn)生了巨大的影響。由于其在機械工程設(shè)計中應(yīng)用的廣度和深度也不斷擴大，掌握CAD技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機械科研人員必備的專業(yè)素質(zhì)。
一、 CAD技術(shù)的基本概念與功能
1、CAD技術(shù)的概念
CAD技術(shù)其實指使用者利用計算機的軟件以及硬件系統(tǒng)對產(chǎn)品還有工程進行設(shè)計、繪圖并且輔助工程分析與技術(shù)文檔編制應(yīng)用技術(shù)的全稱。CAD結(jié)合了人和機械最優(yōu)特性，將兩者聯(lián)系起來進行共同設(shè)計，是新時代的潮流設(shè)計方法。這個設(shè)計過程就是利用人的判斷能力還有經(jīng)驗來控制。整個控制過程是通過人機交流或圖形變換的方式進行，使信息在人與計算機之間進行傳遞，并進行改進和廢除，從而獲得最佳設(shè)計結(jié)果。從這里就可以看出，CAD與計算機繪圖還是有區(qū)別的，計算機繪圖僅僅是使用圖形軟件和硬件來繪圖和進行標(biāo)注的一種用來代替繁重的手工制圖的技術(shù)，但也屬于CAD的基礎(chǔ)技術(shù)之一。CAD技術(shù)融入了工程設(shè)計的方法和現(xiàn)代計算機科學(xué)技術(shù)，將兩者有效地結(jié)合應(yīng)用，符合現(xiàn)代產(chǎn)品在速度和質(zhì)量上更新?lián)Q代的發(fā)展需求，其成為現(xiàn)代機械工程設(shè)計和加工中一個重要的組成部分。
2、CAD技術(shù)的功能
CAD技術(shù)有很實用的計算和分析功能，還有數(shù)據(jù)管理和交換、以及圖形的處理等很多種功能。CAD技術(shù)可以用來對產(chǎn)品進行一般設(shè)計以及優(yōu)化設(shè)計方案，使產(chǎn)品更加具有創(chuàng)新性，還可以提高可行性。其利用仿真和動態(tài)分析，處理科學(xué)計算的機械設(shè)計和技術(shù)優(yōu)勢。當(dāng)數(shù)據(jù)庫管理時，CAD技術(shù)能實現(xiàn)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和接口功能。并且，CAD技術(shù)本身自帶了多種圖像處理功能，如采用CAD技術(shù)，構(gòu)建立體幾何，二維圖形交互和輸入、輸出模擬圖形等功能。除了這些專門的功能，文件制作，編輯文字，軟件設(shè)計等與通用的CAD軟件功能一樣。
二、CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的作用
1、 CAD技術(shù)在現(xiàn)代機械設(shè)計中的作用
（1）減少了設(shè)計的工作量和周期。CAD技術(shù)在機械設(shè)計中將復(fù)雜的造型轉(zhuǎn)化成簡單易識別的幾何圖形，不僅使工作難度大大降低也縮短了設(shè)計周期，從而提高了設(shè)計與生產(chǎn)的效率。
（2）簡易化零件設(shè)計。機械工程CAD技術(shù)在實際裝配中可以是新設(shè)計的一部分，同時也檢測其他因素周圍的零部件設(shè)計的位置和形狀，這種功能保障了新零件和周圍零件的完美精確結(jié)合，大大降低了由于零件設(shè)計誤差造成的裝配失敗率和錯誤率。
（3）修改方便。在裝配時機械部件要修改時，CAD技術(shù)可以用來修改其部分巧妙地完成修改場景的部分，操作非常簡單。
（4）直觀方便裝配零件。CAD可以滲透到零部件的每個內(nèi)部記錄的裝配系統(tǒng)的關(guān)系中，同時能夠迅速找出裝配中發(fā)生的錯誤，并使用隱藏功能顯現(xiàn)機械內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。在完成裝配后，更能利用CAD進行模擬演示，檢驗各產(chǎn)品部件是否已達到要求，并及時處理和解決問題，對減少產(chǎn)品的設(shè)計報廢率起到了很大程度上的作用。
（5）確保產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量。采用CAD技術(shù)進行加工零件，能很好的保證零部件質(zhì)量和設(shè)計的一致性，因此保障了產(chǎn)品的質(zhì)量。
2、CAD技術(shù)在現(xiàn)代機械設(shè)計實踐中的作用
（1）創(chuàng)建一個裝配圖的實體部分。
CAD技術(shù)具有表面模型，三種3D模型的狀態(tài)，并在一個實體模型的形式建模。在這些中，用系統(tǒng)功能的物理模型提供球體，立方體，錐體，楔形和其他幾何環(huán)狀體的三維圖形系統(tǒng)。對于相對簡單的零件，一般先分析其組成，并在體內(nèi)分解為基本的物理三維建模，然后采用有效的操作，產(chǎn)生了三維實體造型的整體的一部分。相比于簡單的部件，過程復(fù)雜的零件相對繁瑣，首先應(yīng)該繪制二維輪廓元素，然后通過旋轉(zhuǎn)或拉伸得到三個基本的實體逐漸完成了三維實體建模，最后三維空間使用裝配所有零件的坐標(biāo)。
（2）繪制二維，三維幾何形狀
在機械設(shè)計過程中處理數(shù)據(jù)和圖形元素。但繪圖工作量的工作比數(shù)據(jù)要大得多。隨著CAD技術(shù)的進步和提高，軟件的圖形處理能力變得更加強大，機械制圖壓力顯著下降，提高了機械制圖的質(zhì)量。CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用是一個尖端技術(shù)和質(zhì)量保證，是一個功能強大的機械工程設(shè)計，計算機軟件的更新?lián)Q代將機械設(shè)計現(xiàn)代化發(fā)展愈加精確和精細(xì)，在機械設(shè)計中發(fā)揮不可忽視的重要作用。
三、CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用
作為現(xiàn)代機械工程設(shè)計最主要也最重要的設(shè)計手段，CAD技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在計算機輔助繪圖、計算機輔助建模、工程分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面。
1、計算機輔助繪圖
計算機輔助繪圖是CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中最早的應(yīng)用，也是最基本的功能。傳統(tǒng)的手工繪圖工作量大，且圖紙的質(zhì)量受到諸多外界因素的影響，其準(zhǔn)確性和美觀性都難以得到保證。而利用CAD軟件中自帶的豐富的圖形庫和繪圖命令，可以輕易畫出高質(zhì)量的工程圖。且打印出來的圖紙整潔清晰，易于保存。計算機輔助繪圖使得廣大繪圖人員可以不再需要長時間伏案繪圖，減輕了繪圖工作的勞動強度。同時，充分利用CAD軟件中的圖形庫和功能完備的繪圖命令，可以大大提高工程圖繪制的效率。
2、計算機輔助建模
計算機輔助建模是現(xiàn)代CAD技術(shù)的重要內(nèi)容，也是現(xiàn)代機械工程設(shè)計的核心部分。利用三維CAD軟件的建模模塊，設(shè)計人員可以建立所要設(shè)計產(chǎn)品的立體模型，甚至其相關(guān)尺寸都是真實的，只不過在計算機中以一定的比例顯示而已。三維建模是機械工程設(shè)計人員進行產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計的有力武器。利用三維CAD技術(shù)，采用特征造型和參數(shù)設(shè)計的手段，設(shè)計人員能夠在計算機的虛擬環(huán)境中進行產(chǎn)品模型的直觀設(shè)計。尤其是在產(chǎn)品的裝配階段，三維造型的優(yōu)勢顯得尤為突出。在傳統(tǒng)設(shè)計階段，設(shè)計人員只能充分發(fā)揮自己的空間想象能力在腦海中構(gòu)建自己設(shè)計的模型。這樣的設(shè)計出現(xiàn)差錯和失誤是在所難免的，而這些錯誤又往往難以提前發(fā)現(xiàn)?？赡苤钡疆a(chǎn)品的裝配階段，人們才會發(fā)現(xiàn)原始設(shè)計中的遺漏和隱患，從而嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。這些問題在CAD技術(shù)中的三維建模功能面前迎刃而解。設(shè)計人員只需將建立的產(chǎn)品模型裝配在一起，就可以發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)或者功能上的不合理之處，并及時進行修正，既提高了設(shè)計效率，又保證了設(shè)計的可行性。
3、工程分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
產(chǎn)品的力學(xué)性能分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化是進行優(yōu)化設(shè)計必不可少的內(nèi)容。而有限元分析和動力學(xué)分析等現(xiàn)代設(shè)計方法的發(fā)展，促使CAD技術(shù)在工程分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能上進行拓展。目前眾多的CAD軟件已經(jīng)提供了與ansys等有限元分析軟件的接口。用戶可以直接將利用三維CAD技術(shù)建立的產(chǎn)品模型導(dǎo)入到有限元分析軟件中，在給定的負(fù)載下對產(chǎn)品模型進行工程分析。然后以工程分析的結(jié)果為基礎(chǔ)，優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。這種分析和優(yōu)化的設(shè)計方法在復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計過程中體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。
結(jié)束語
CAD技術(shù)給機械工程設(shè)計領(lǐng)域帶來了一次技術(shù)上的革命，設(shè)計周期的不斷縮短以及設(shè)計創(chuàng)意的井噴式爆發(fā)，推動機械工業(yè)進入到一個新的發(fā)展紀(jì)元。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)也將更加完善，其在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用也必然更加廣泛。目前我國的CAD技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用水平雖然取得了不小的進步，但與國際先進水平相比仍有一定的距離。這就需要我們加大對于CAD技術(shù)的研究和開發(fā)力度，為我國的工業(yè)化進程奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]徐小龍.淺析CAD在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].魅力中國，2011（14）.
關(guān)鍵字：CDIO；機械工程；控制理論
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0120-02
一、引言
《機械工程控制基礎(chǔ)》目的在于使學(xué)生能以動力學(xué)的觀點去看待一個機械工程系統(tǒng)，而不是靜態(tài)觀點；從整體的而不是分離的角度，通過系統(tǒng)中信息之間的傳遞、轉(zhuǎn)換和反饋等角度來分析、反映系統(tǒng)的動態(tài)行為；能結(jié)合工程實際情況，進行分析、研究其中的題，再應(yīng)用經(jīng)典控制論中的基本概念和基本方法去解決問題。在教學(xué)過程，采用CDIO工程教育模式。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)和經(jīng)驗等[1-4]。同時，也對《機械工程控制基礎(chǔ)》這門課程的深入的學(xué)習(xí)進行不斷的嘗試、反思、總結(jié)，進一步促進教學(xué)成長，提高教學(xué)效果。
二、CDIO教學(xué)案例描述與分析
運用CDIO思想，對日常生活中使用家用電器等進行啟發(fā)式教育。比如日常家電電冰箱，啟動學(xué)生思維想象，如何使電冰箱進行工作，如何構(gòu)思它的這個結(jié)構(gòu)，如何設(shè)計好各個部件，如何使各部件協(xié)調(diào)實現(xiàn)及運作等[5-7]。我們來分析一臺電冰箱的結(jié)構(gòu)和制冷原理。
1.構(gòu)思。這臺冰箱它要完成什么功能，進而可以設(shè)計出其結(jié)構(gòu)組成，比如該臺冰箱要有冷卻等功能，因此它可以由冷卻器、壓縮機、散熱器，并且它們之間要用一根裝有一種沸點很低的制冷劑管道相連。為了能使制冷劑不斷地在管道里循環(huán)，壓縮機要安裝在管道的底部。此時，當(dāng)制冷劑流動到狹窄的毛細(xì)管時，這時散熱器就要開始對外放出熱量，由于制冷劑在細(xì)管里受到強大壓力，由氣態(tài)變成液態(tài)。當(dāng)制冷劑通過由較粗的管道組成的冷卻器時，制冷劑由液態(tài)立即變?yōu)闅鈶B(tài)，由于壓力突然降低，從而吸收電冰箱內(nèi)的熱量，這樣便使使箱內(nèi)的溫度降低，達到制冷的效果。
2.設(shè)計。通過構(gòu)思出冰箱整體結(jié)構(gòu)，那么就可以根據(jù)整個冰箱組成特點進行設(shè)計（如圖1所示家用電冰箱）。
3.實現(xiàn)。通過電冰箱的結(jié)構(gòu)和制冷原理分析，運用控制理論分析和給出控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，再進行分析各個模塊意涵。
該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由輸入、輸出模塊，控制處理模塊、檢測與反饋模塊、以及工作電路所組成。各模塊之間相互聯(lián)系與合作，通過各自功能不同，完成不同任務(wù)，并將結(jié)果傳遞給下一個模塊。最終達到冷卻的控制效果。
4.運作。電冰箱工作原理如下，（1）當(dāng)接通電源后，控制電路發(fā)出指令執(zhí)行接通壓縮機工作電路，隨著制冷劑不斷地在管道中循環(huán)，電冰箱內(nèi)熱量被吸收，使電冰箱內(nèi)的溫度下降。同時，箱內(nèi)溫度不斷地被冷藏室內(nèi)的溫度傳感器檢測，控制（處理）部分接收到溫度變化反饋的電信號，然后對預(yù)置的溫度和反饋的溫度進行比較、分析、處理。當(dāng)電冰箱內(nèi)的溫度達到設(shè)定的溫度時，電磁繼電器會接收到控制部分發(fā)出指令，繼電器便立即切斷壓縮機工作電路，制冷工作停止。（2）當(dāng)電冰箱內(nèi)溫度回升并超過設(shè)定溫度時，控制部分又發(fā)出指令，使電磁繼電器接通壓縮機工作電路，壓縮機重新工作并進行制冷。
三、CDIO教學(xué)方法反思
對于教師來講，在教學(xué)過程中不能只傳授書上的理論知識就行了。必須隨時留意日常生活遇到的問題，通過引導(dǎo)與啟發(fā)，讓學(xué)生講理論知識與日常生活遇到問題相結(jié)合，利用理論知識分析與解決問題。做到實踐與理論相互補充，相互作用，這樣能加強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能通過了解實踐的應(yīng)用而且更加深刻領(lǐng)會課本的知識。
《機械工程控制基礎(chǔ)》本身也是一門與實踐緊密結(jié)合課程。必須能讓學(xué)生參與到實踐應(yīng)用中，通過觀察周邊事物的工作本質(zhì)，結(jié)合控制理論分析，分析模型，建立控制模型輸入、輸出等信息。作為學(xué)習(xí)者，應(yīng)該不斷進行探索控制系統(tǒng)的應(yīng)用。從不同角度分析和應(yīng)用控制理論的本質(zhì)內(nèi)容。
通過，家庭常用電器電冰箱工作原理，建立控制模型。把各個部分的參數(shù)設(shè)定好，并闡述電冰箱如何控制好的貯藏食物過程，加深對控制理論的學(xué)習(xí)和印象。
四、結(jié)論
采用CDIO工程教育模式對教學(xué)方法改革探討，對《機械工程控制基礎(chǔ)》課程進行初步的實現(xiàn)，通過學(xué)生的反應(yīng)及信息回饋，能很好對提高學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣，也能培養(yǎng)學(xué)生有獨立思考的能力。同時，也對《機械工程控制基礎(chǔ)》這門課程的深入的學(xué)習(xí)進行不斷的嘗試、反思、總結(jié)，進一步促進教學(xué)成長，提高教學(xué)效果。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：機械工程學(xué)科 研究生 專業(yè)課程 教學(xué)效果
中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（a）-0051-01
研究生教育對創(chuàng)建特色鮮明的高水平研究型大學(xué)具有舉足輕重的作用，科學(xué)、合理的教學(xué)方法能夠優(yōu)化研究生的知識結(jié)構(gòu)、提高培養(yǎng)質(zhì)量。機械工程學(xué)科研究生專業(yè)課程往往具有很強的綜合性，課程內(nèi)容比較龐雜，在有限學(xué)時（一般為36學(xué)時）內(nèi)完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容存在一定的難度。為了提高教學(xué)效果和研究生培養(yǎng)質(zhì)量，需要對教學(xué)方法進行探討和改進。
1 教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃與設(shè)計
研究生專業(yè)課程教學(xué)的目標(biāo)是以培養(yǎng)質(zhì)量為基礎(chǔ)，以能力為中心構(gòu)建教學(xué)方法，拓寬專業(yè)知識，注重實踐，提高綜合素質(zhì)。與之相對應(yīng)，教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃、設(shè)計應(yīng)與先進教學(xué)理念和現(xiàn)代教育思想同步發(fā)展，理論內(nèi)容體現(xiàn)經(jīng)典與現(xiàn)代的緊密結(jié)合，具有基礎(chǔ)性、研究性、前沿性；實驗內(nèi)容體現(xiàn)綜合性、技術(shù)性和探索性的有機結(jié)合，能夠促進實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
在機械工程學(xué)科的研究生專業(yè)課程中，麻省理工大學(xué)、加州伯克利大學(xué)等國外知名大學(xué)偏重于機理分析和系統(tǒng)研究，以啟發(fā)研究生的整體和創(chuàng)新意識，并且對實踐性環(huán)節(jié)要求較多。我國的研究生培養(yǎng)最缺少的不是知識，而是創(chuàng)新的意識和能力，因此，教學(xué)內(nèi)容必須具有前瞻性，反映當(dāng)前機械工程學(xué)科的最新科技成果和學(xué)術(shù)思想，將最先進的研究成果充實到課程內(nèi)容中，將先進的教育思想融入到課程體系中。
合理定位所授課程在整個課程體系中的作用，引導(dǎo)研究生關(guān)注不同課程之間的交叉和延伸。將課程內(nèi)容整合為知識模塊，各模塊內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容具有選擇性和層次感，加強教學(xué)內(nèi)容的針對性，使知識結(jié)構(gòu)更為連貫。
教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計需要與教學(xué)方式相匹配，原理性強的內(nèi)容在課堂上講透，實踐性強的內(nèi)容結(jié)合實驗課程進行學(xué)習(xí)。對于成熟的工藝、方法在課堂上消化，對那些從未接觸過、又沒有實物作參照的新機構(gòu)、工藝需要借助于動畫或仿真圖形進行講解。
2 教學(xué)方法的探討和改進
教學(xué)方法需要圍繞教學(xué)內(nèi)容的針對性、實用性進行改進和完善，以現(xiàn)代教育思想為先導(dǎo)，探索教學(xué)質(zhì)量與研究生綜合素質(zhì)提高相結(jié)合的培養(yǎng)途徑，構(gòu)建課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、實踐環(huán)節(jié)為支撐、創(chuàng)新訓(xùn)練為依托的教學(xué)模式。
2.1 采用靈活多樣的教學(xué)方法
靈活生動的教學(xué)方式能夠使研究生直接感受、領(lǐng)悟?qū)W習(xí)的知識點，形成觀念上的認(rèn)同，提高教學(xué)效果。形象化的多媒體教學(xué)有利于調(diào)動研究生的積極性和學(xué)習(xí)情緒，利用仿真軟件、視頻圖像顯示直觀的特點，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)精心選擇、組織，實現(xiàn)教學(xué)方式的多樣化與合理化。
采用情境追溯、問題探究、案例分析等研究型教學(xué)方法，鍛煉研究生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新精神與工程意識，建立完善的支持系統(tǒng)和豐富的素材庫、案例庫。實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的互動教學(xué)，為研究生提供電子教案、試題庫等豐富的教學(xué)資源，方便他們的自主學(xué)習(xí)。
2.2 對教學(xué)效果進行總結(jié)和評價
根據(jù)研究生對課程學(xué)習(xí)的反饋信息進行總結(jié)、評價，改善教學(xué)效果。注重課堂反映，根據(jù)研究生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解程度，靈活調(diào)整教學(xué)節(jié)奏；通過換位思考，分析可能存在的困惑點，對普遍性問題作出及時回應(yīng)；對重點、難點和基本概念等教學(xué)內(nèi)容進行適時總結(jié)，分析所學(xué)知識點在整門課程中所處的地位和作用，加強研究生對教學(xué)內(nèi)容的深入理解。
2.3 開設(shè)研究生討論課
研究生對所學(xué)知識有一個反思和再提高的過程，如果總是由教師灌輸知識，而沒有自己的思考和見解，或偶有見解卻無機會發(fā)表，這不利于研究生的培養(yǎng)。因此，在專業(yè)課程教學(xué)中抽出一定學(xué)時開設(shè)討論課，研究生基于認(rèn)真思考、充分論證后得到的感受，大膽發(fā)表自己的見解與觀點，不僅能夠強化他們對所學(xué)知識的理解程度，而且有利于培養(yǎng)閱讀和消化科技文獻、獨立思考問題、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)和口頭表達、交流能力。
2.4 注重實踐環(huán)節(jié)
實踐訓(xùn)練能夠激發(fā)研究生的成就感，通過對實驗內(nèi)容進行精心設(shè)計，增加設(shè)計型與綜合型實驗的比重，逐步培養(yǎng)研究生的工程意識和理論聯(lián)系實際的能力。在實驗方法上采用虛實結(jié)合的方針，建立、完善包括實驗系列教程、實驗視頻課件、虛擬實驗系統(tǒng)、實驗室網(wǎng)站等構(gòu)成的立體化實驗指導(dǎo)體系。
2.5 培養(yǎng)信息獲取與處理能力
現(xiàn)代社會中信息的采集、分析、綜合、歸納、評價越來越重要，科研人員用于查找和閱讀資料的時間占研究總時間的50.9%。從提高創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)的角度出發(fā)，培養(yǎng)研究生使用現(xiàn)代信息技術(shù)的能力，使他們能夠熟練查閱本學(xué)科及相關(guān)領(lǐng)域的中、外文文獻，有能力獲得在任一方向開展研究所需要的背景知識，具備對已經(jīng)產(chǎn)生的知識進行利用和擴充的能力。
3 主講教師的作用和要求
機械工程學(xué)科研究生專業(yè)課程主講教師需要具有扎實的基礎(chǔ)理論、復(fù)合型知識結(jié)構(gòu)和一流的學(xué)術(shù)思想，以及較強的科研和工程實踐能力，能夠充分把握學(xué)術(shù)前沿，不斷提升教學(xué)理念。
教和學(xué)是雙向信息傳導(dǎo)的過程，通過充分發(fā)揮主講教師的引導(dǎo)和啟發(fā)作用，實現(xiàn)互動式教學(xué)，活躍課堂氣氛，達到易教易學(xué)的目的。教師在授課過程中應(yīng)充滿激情，思維清晰、重點突出，及時了解研究生的課堂反應(yīng)，把素質(zhì)教育、創(chuàng)新思想貫穿于教學(xué)全過程。
教師在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上要有引入和過渡階段，使研究生在心理上有所準(zhǔn)備，不會感覺知識點出現(xiàn)得太突然。對問題的引入要有層次性，入口寬、開放性強、解決方案多，鼓勵研究生進行多端思維，不受傳統(tǒng)觀念和他人見解的局限，敢于闡述不同觀點。針對研究生的興趣和課程特點，開展形式多樣的教學(xué)，如情景式教學(xué)、研究型教學(xué)。
教師還應(yīng)該將科研經(jīng)歷加入到專業(yè)課程的教學(xué)中，鼓勵研究生在學(xué)科前沿進行學(xué)習(xí)。在一定條件下將科研資源向研究生開放，開設(shè)科研體驗課，讓他們親歷科研過程，體驗科研思想，提升創(chuàng)新能力。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：機械工程測試技術(shù)；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)改革
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0084-02
“機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)”課程是機械類本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程涉及力學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、機械工程和計算機科學(xué)等多學(xué)科知識，具有廣博的理論性和豐富的實踐性[1]。在機械類本科課程體系中起到承上啟下的作用，對于培養(yǎng)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)能力、實際動手能力、知識運用能力以及創(chuàng)新能力具有重要作用[2]。課程內(nèi)容抽象繁多，實踐環(huán)節(jié)要求高，內(nèi)容多而學(xué)時少，故出現(xiàn)了“教師難教，學(xué)生難學(xué)”的問題。為了適應(yīng)教學(xué)改革需要，提高課程教學(xué)質(zhì)量，探討該課程的教學(xué)方法等十分必要[3]。因此，為了提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)、評價體系等方面做了有益的探討，提出了教學(xué)改革措施，以期提高課堂教學(xué)質(zhì)量，滿足人才培養(yǎng)需要。
一、教學(xué)方法改革
1.啟發(fā)式教學(xué)，加強師生溝通。在教學(xué)中必須充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，才會主動積極地去學(xué)習(xí)[4]。因此，采用啟發(fā)式的教學(xué)模式，通過提問與討論來加強師生溝通，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如，講授電容傳感器時，先回顧電容構(gòu)造及計算公式，然后提問：影響電容的因素有哪些？被測物理量如何作用在這些因素上使電容改變？在明確電容的三個影響因素后，即極板正對面積、極板間的介電常數(shù)、極板間距，學(xué)生自然明白被測物理量可通過改變這三個因素使得電容改變。進一步提問：在工業(yè)現(xiàn)場可用其測哪些量？學(xué)生立刻會想到距離。繼續(xù)引導(dǎo)：距離如何作用在影響因素上使得電容改變？學(xué)生自然會想到通過改變極板間距。此時，進一步引導(dǎo)距離與哪些物理量有關(guān)，進而啟發(fā)學(xué)生思考，電容傳感器還能測其他什么量。通過這樣逐步引導(dǎo)，學(xué)生會明白其還可測厚度、應(yīng)變、聲壓、液位高度等，以及測速度、加速度、角位移、交加速度等。在此教學(xué)過程中，學(xué)生能深刻理解所學(xué)理論知識，且會覺得很有成就感。
2.工程案例教學(xué)，培養(yǎng)工程意識和能力。案例教學(xué)已成為教學(xué)方法改革的重要內(nèi)容之一，將其引入到課程教學(xué)中，能夠讓學(xué)生正確建立起工程測試與應(yīng)用的整體概念，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決工程實際問題，從而培養(yǎng)工程意識和工程能力。因此，教師需要提煉出典型的工程教學(xué)案例。在案例篩選與提煉上，應(yīng)緊扣課程教學(xué)大綱，可從幾個方面來篩選：（1）從科研項目中提煉；（2）從企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)中收集；（3）從指導(dǎo)學(xué)生科研項目中篩選。例如，以筆者指導(dǎo)學(xué)生的國家創(chuàng)新訓(xùn)練項目“基于LabVIEW的電機轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)研制”為工程案例。可系統(tǒng)介紹轉(zhuǎn)速傳感器的基本原理及應(yīng)用場合，同時講解如何進行數(shù)據(jù)采集及基于LabVIEW的系統(tǒng)設(shè)計。讓學(xué)生總結(jié)出可用于轉(zhuǎn)速測量的傳感器，并思考如何用于轉(zhuǎn)速測量，適用于什么工作場合等。同時比較分析，各有什么優(yōu)缺點，工作原理有何區(qū)別，通過讓學(xué)生不斷思考來培養(yǎng)其工程思維能力。
3.根據(jù)課程內(nèi)容協(xié)調(diào)多種教學(xué)手段。內(nèi)容既有理論知識又有實際測試，為保證教學(xué)效果，要協(xié)調(diào)好多媒體教學(xué)與板書教學(xué)的關(guān)系，對于不同的章節(jié)應(yīng)采取不同的授課方式[4]。理論性較強的內(nèi)容，宜采用板書為主的教學(xué)手段，比如頻譜分析等。應(yīng)用性較強的內(nèi)容，比如傳感器，宜采用多媒體為主的教學(xué)手段，配合圖片、視頻、動畫演示等手段輔助教學(xué)。既可減少課時，又能增加信息量，還便于理解和記憶。此外，利用虛擬信號分析系統(tǒng)進行仿真演示，如信號產(chǎn)生與合成、波形特征、頻譜分析、濾波、相關(guān)分析等，加深對知識的理解。
4.建立課程教學(xué)網(wǎng)站，搭建在線交流平臺。建立課程教學(xué)網(wǎng)站，將多媒體課件、虛擬信號分析系統(tǒng)、微課視頻等各類教學(xué)資源及時上傳，利于學(xué)生復(fù)習(xí)和自學(xué)。同時，搭建一個問答反饋與在線交流平臺，方便學(xué)生與老師之間交流。學(xué)生遇到問題時能及時答疑，使師生間的溝通不再受時間與地點限制，利于學(xué)生更好地掌握此門課程。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
1.建立“工程案例、虛擬儀器和實驗教學(xué)為主線”教學(xué)模式。在教學(xué)方法上，建立“工程案例、虛擬儀器和實驗為主線”的教學(xué)模式；在教學(xué)內(nèi)容上，篩選與提煉出緊扣教學(xué)大綱的工程案例來開闊學(xué)生學(xué)術(shù)眼界，促使被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)；在教學(xué)手段上，則用多媒體動畫結(jié)合虛擬系統(tǒng)進行仿真演示，將抽象的理論形象化，給枯燥的內(nèi)容以活力。把學(xué)生應(yīng)用能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融合到教學(xué)中。
2.跟蹤技術(shù)發(fā)展進行教材建設(shè)。目前，大多教材更新速度緩慢，與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀嚴(yán)重脫節(jié)，教學(xué)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于社會生產(chǎn)的需求[4]。因此，在教材內(nèi)容安排上，根據(jù)教學(xué)大綱，重組教材內(nèi)容，打破現(xiàn)有教材按章節(jié)劃分的結(jié)構(gòu)，將內(nèi)容進行重新組合和調(diào)整。在內(nèi)容設(shè)置上，重視基礎(chǔ)素質(zhì)與實踐能力培養(yǎng)，突出實訓(xùn)實踐環(huán)節(jié)，引入工程案例，增加實用性。
3.合理組織教學(xué)內(nèi)容。課程內(nèi)容繁多，必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)系合理組織教學(xué)內(nèi)容。精簡課程內(nèi)容，有的放矢，掌握概念，注重應(yīng)用，降低理論學(xué)習(xí)難度，減少公式推導(dǎo)，突出測試?yán)碚撆c技術(shù)的應(yīng)用[4]。補充新的知識，不講或簡單提及其他課程已重點講述內(nèi)容，如傳遞函數(shù)等。在完成教學(xué)目標(biāo)前提下，盡可能降低學(xué)習(xí)難度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
三、實驗教學(xué)改革
1.精心設(shè)計實驗內(nèi)容，注重能力培養(yǎng)。精心設(shè)計實驗內(nèi)容，分為3個層次，即：基本實驗、綜合實驗、創(chuàng)新實驗。其中，基本實驗注重培養(yǎng)對基本概念與知識的理解，培養(yǎng)測試基本技能；綜合實驗注重培養(yǎng)綜合運用測試技術(shù)分析與解決問題能力；創(chuàng)新實驗注重培養(yǎng)開展測試技術(shù)方面研發(fā)與應(yīng)用[5]。基礎(chǔ)實驗包括：信號分析與處理、測量裝置基本特性仿真、常用傳感器及性能標(biāo)定、動態(tài)信號調(diào)理、虛擬儀器實驗等；綜合實驗包括：機械設(shè)備等對象的振動、噪聲、速度、位移、加速度、力等常見物理量的綜合測試與分析；創(chuàng)新實驗主要是結(jié)合科研項目或工程問題開展，針對機械設(shè)備等對象開展研究性、創(chuàng)新性的開發(fā)工作，包括動態(tài)性能測試與分析、新的測試技術(shù)和方法應(yīng)用、測試實驗裝置研制、虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)等。
2.建立學(xué)生為主的應(yīng)用型實驗?zāi)Ｊ?。由于受傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式及實驗條件等影響，目前，很多高校的實驗教學(xué)中仍是以教師為主、學(xué)生為輔的模式。學(xué)生按部就班地做實驗，最后卻不清楚基本原理，而且不知道為什么要這么做。因此，必須建立以學(xué)生為主的應(yīng)用型實驗?zāi)Ｊ?。在實驗前一周下達實驗任務(wù)書，明確給出實驗?zāi)康暮鸵?、可提供的實驗設(shè)備等。學(xué)生則根據(jù)任務(wù)書完成實驗原理、實驗步驟、實驗設(shè)計、儀器連線等工作。實驗由學(xué)生獨立完成，教師只需強調(diào)注意事項并適時加以指導(dǎo)。這種實驗?zāi)Ｊ较拢瑢W(xué)生是主體，教師只起到引導(dǎo)作用，能夠充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，利于培養(yǎng)學(xué)生能力。
3.建立科研興趣小組提高實踐動手能力。除課堂與實驗之外，建立科研項目學(xué)習(xí)興趣小組。根據(jù)科研項目（如國家級創(chuàng)新訓(xùn)練項目，浙江省新苗人才計劃）來設(shè)置難度相對較大的題目，讓各興趣小組積極參與。由于科研項目需要解決實際問題，因此任務(wù)本身就具有挑戰(zhàn)性，這就要求學(xué)生必須親自探索、研究，依靠所學(xué)知識去分析和解決問題，更加容易激發(fā)學(xué)生的興趣和內(nèi)在學(xué)習(xí)動機。在做課題的過程中，加深了學(xué)生對測試?yán)碚撆c技術(shù)的領(lǐng)悟，培養(yǎng)了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成了良好的項目習(xí)慣。因此，興趣小組的建立與科研項目的實施，對于學(xué)生了解和體驗科學(xué)研究的過程與方法，明白測試?yán)碚撆c技術(shù)和實際工程應(yīng)用之間的關(guān)系非常有幫助，可切實提高學(xué)生的應(yīng)用能力、動手能力和創(chuàng)新能力。
四、改革課程考核體系
建立新的課程考核與評價體系，采用多種學(xué)業(yè)評價內(nèi)容來構(gòu)成課程成績。內(nèi)容包括：課堂考勤、平時作業(yè)、課堂討論、課程實踐（大作業(yè)、實驗和論文）、期末試卷等。其中，期末成績占50%，平時成績占50%（課堂考勤10%、平時作業(yè)10%、課堂討論表現(xiàn)10%、實驗報告20%）。通過改革，使平時表現(xiàn)、課程實踐（實驗實踐）、期末考試三者進行了有機結(jié)合，摒棄了以往考核體系只重視期末成績而忽視課程學(xué)習(xí)過程的傳統(tǒng)模式，優(yōu)化了課程評價體系。
五、結(jié)語
為提高課程教學(xué)質(zhì)量，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)和考核體系等方面做了有益探討。教學(xué)實踐表明，合理設(shè)置和組織教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)模式和方法，精心設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，建立新的評價與考核體系，可以切實提升課程教學(xué)質(zhì)量，有助于培養(yǎng)學(xué)生運用測試?yán)碚撆c技能來分析與解決問題的能力，并且培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力，達到培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)應(yīng)用人才的目的。
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論文摘要：《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，具有較強的實踐性，其內(nèi)容廣，難度大，涉及很多抽象的理論知識，教學(xué)內(nèi)容比較枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候缺乏耐心和興趣，教學(xué)效果不理想。本文主要對這些問題進行分析解讀，并提出了一些自己的見解，期望為培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)能力提供一些幫助。
[中圖分類號]：TH11 [文獻標(biāo)識碼]：A [文章編號]：1002-2139(2011)-17-0000-01
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是一門用以培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，主要內(nèi)容包括機械傳動知識、常用機構(gòu)、軸系零件等，本課旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用先修課程中所學(xué)知識和技能，解決機械工程實際問題的能力，結(jié)合各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進行機械工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和日后從事機械設(shè)計工作打下基礎(chǔ)，因此在近機械類專業(yè)的教學(xué)計劃中占有重要地位和作用，是高等工科院校中近機械類專業(yè)一門主干課程，在人才培養(yǎng)的教學(xué)計劃中占有重要的地位。作為基礎(chǔ)理論課程，其概念較繁雜，同時也具有很強的實踐性和應(yīng)用性，所以教學(xué)過程中必須將理論和實踐緊密結(jié)合起來，注重對學(xué)生解決實際問題能力的培養(yǎng)。然而當(dāng)前教學(xué)中確存在著一定的問題，影響了教學(xué)效果。
1.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)重點
機械原理教學(xué)重點要求學(xué)生掌握運動副的分類和表示方法，機構(gòu)自由度的計算、機構(gòu)運動簡圖的繪制、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其演化、圖解法繪制盤狀凸輪機構(gòu)、齒廓嚙合基本定律、設(shè)計漸開線齒輪傳動的基本尺寸以及輪系傳動比的計算等。本部分的基本概念和基本理論比較抽象，如機構(gòu)自由度計算中虛約束的判斷、平面連桿機構(gòu)曲柄存在條件的判定、滾子半徑和基圓半徑對凸輪輪廓的影響、漸開線性質(zhì)等。這些內(nèi)容學(xué)生在學(xué)習(xí)時既看不到，又摸不著，使教學(xué)中存在著很大的難度。實驗教學(xué)也是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和工程意識、檢驗知識的重要手段。實驗內(nèi)容主要有：常用機構(gòu)、機構(gòu)運動簡圖繪制、齒輪范成實驗、機械零件現(xiàn)場教學(xué)、齒輪減速器拆裝等。機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗多以驗證性的實驗為主，學(xué)生只需按照實驗指導(dǎo)書所列步驟進行，缺乏主動參與意識，這樣不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
2.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題
隨著教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的知識不斷更新，學(xué)時逐漸縮短。但隨著科學(xué)技術(shù)的進步和機械學(xué)科的發(fā)展，本課程需要向?qū)W生講授的內(nèi)容越來越多。由于該課程涉及知識點多、難度大，并具有一定的實踐性，致使學(xué)生對各章節(jié)之間的教學(xué)聯(lián)系缺乏清晰的認(rèn)識，學(xué)習(xí)效果差。而教學(xué)中，有些教師只滿足于給學(xué)生講道理，以為道理講清了，任務(wù)就完成了。這樣的教學(xué)過程完成后，學(xué)生僅僅簡單地記住了一些名詞術(shù)語或要點，對知識點的理解和運用仍然沒有質(zhì)的提高。顯然，傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在著理論與實踐相分離的現(xiàn)象，不能很好地解決該課程的重點、難點。為培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才，滿足社會不斷發(fā)展的要求，對教學(xué)方法的改進迫在眉睫。
3.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)方法改進措施
3.1改革課程設(shè)計的教學(xué)模式
傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)模式是集中用兩周的時間要求學(xué)生就某一課題進行設(shè)計，完成機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計、機構(gòu)運動設(shè)計、通用零部件工作能力設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容，設(shè)計性內(nèi)容和計算量比重較大，時間緊、任務(wù)重。因此，在教學(xué)中，可以將課程設(shè)計的內(nèi)容分解在理論教學(xué)的各個章節(jié)中，讓學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，而到最后課程設(shè)計就比較簡單了，提高理論學(xué)習(xí)的積極性，綜合應(yīng)用能力也得到了提高機械設(shè)計基礎(chǔ)不僅要培養(yǎng)學(xué)生掌握機械技術(shù)的基本知識、基本理論和基本技能，更要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。課堂教學(xué)要并注意培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)，以更符合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
3.2分利用多種教學(xué)手段
要充分利用有利于改善教學(xué)效果的多種教學(xué)手段。在教學(xué)實踐中，充分利用實物、模型，增強學(xué)生的感性認(rèn)識；通過多媒體課件教學(xué)使學(xué)生對各種機構(gòu)的工作原理及在各種機械中的實際應(yīng)用有深入的了解，提高學(xué)生的工程意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？梢砸隒AI教學(xué)課件展示各類機構(gòu)的運動過程，呈現(xiàn)不易觀察的零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動態(tài)特征，演示實際加工機床的運動與加工過程等，使學(xué)生的視覺活動和聽覺活動有機結(jié)合，變枯燥的結(jié)構(gòu)內(nèi)容為形象生動的內(nèi)容，增強學(xué)生的感性認(rèn)識，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思維，增強教學(xué)效果。使用掛圖、投影儀等則可省去部分在黑板上畫圖的時間。
3.3加強實驗教學(xué)
要有效利用實驗教學(xué)，由任課老師在課堂上做演示實驗，以配合課堂教學(xué)。比如在講解四連桿機構(gòu)時，運用模型做課堂演示，讓學(xué)生一邊觀察一邊聽講，能使學(xué)生很快弄清曲柄、搖桿等構(gòu)件之間的實際運動情況，理解了死點、急回特性等重點知識。另外，帶學(xué)生在實驗室進行實驗，是很好的教學(xué)方式。它可以使學(xué)生對機械的運動情況觀察得更仔細(xì)、更充分，同時還可以培養(yǎng)他們的實際動手能力，為此，要盡可能讓每個學(xué)生都有機會親手參加實際操作。為積極創(chuàng)造條件做好實驗，任課教師應(yīng)與試驗人員密切配合，根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求認(rèn)真做好準(zhǔn)備、講解、指導(dǎo)及批改實驗報告等工作，提高實驗的質(zhì)量和效率。
3.4加強實習(xí)教學(xué)
實習(xí)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的主要手段?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》課程可以結(jié)合專業(yè)實習(xí)來進行。具體來說就是在專業(yè)實習(xí)前，任課教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容擬出實習(xí)思考題，讓學(xué)生帶著機械設(shè)計基礎(chǔ)問題去實習(xí)，啟發(fā)學(xué)生自己動腦去發(fā)掘尚未掌握的知識，尋找尚未知曉的事物。例如，在齒輪傳動機構(gòu)拆裝實習(xí)時，可通過對傳動齒輪的裝拆和齒輪側(cè)隙的測量進一步理解中心距可分性原理，再通過講解，啟發(fā)學(xué)生自己開動腦筋充分分析，熱烈討論，去理解該原理的現(xiàn)實意義，即生產(chǎn)實際中齒輪的裝配雖不按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，但仍然可使傳動平穩(wěn)的道理。因此，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》任課教師應(yīng)充分利用好專業(yè)實習(xí)時，認(rèn)真加以引導(dǎo)，提高學(xué)生的積極性和思維能力。
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)實踐、技術(shù)推廣、社會服務(wù)緊密結(jié)合，更好地面向社會、面向市場，適應(yīng)企業(yè)需求和崗位需要，與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法還需要教師在教學(xué)實踐中不斷地創(chuàng)新、總結(jié)和完善，才能更好地進行教學(xué)。
參考文獻：
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