機械工程的概念范文

前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)機械工程的概念文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

【關(guān)鍵詞】機械制造業(yè)，工藝對稱性，概念體系，探究

1引言

當(dāng)今，工藝對稱性對我國機械制造業(yè)的發(fā)展有著極其重要的作用，有利于提高我國的機械制造業(yè)水平。“對稱性”在數(shù)學(xué)、物理學(xué)等方面都有應(yīng)用，對稱性在數(shù)學(xué)學(xué)科方面表現(xiàn)在原點對稱等方面，在物理學(xué)方面泛指規(guī)范對稱性，和整體對稱性，同時在機械工藝方面也有著對稱性，在機械工藝方面對稱性表現(xiàn)在各切面的中心點對稱，對稱的切割會使得機械品更加閃耀。對稱性是人們自然生活中存在的一種現(xiàn)象，在機械制造業(yè)方面對稱性也發(fā)揮了重要的作用。工藝對稱性在機械制造的過程起到了越來越大的作用，也得到了廣泛的應(yīng)用，工藝對稱性的功能對稱性、原理對稱性以及結(jié)構(gòu)對稱性是整個工藝對稱性概念體系的主體。工藝對稱性對我國機械制造也作出了很多貢獻，比如說：降低機械制造的成本問題、提高機械制造工作的效率等，為了更好的提高對稱性在機械制造業(yè)方面的作用，我們應(yīng)該深入探究機械制造工業(yè)對稱性的概念體系。

2機械制造工藝對稱性的概念體系

2.1機械制造工藝對稱性的概念定義

首先，機械制造是指通過各種各樣的動力機械設(shè)備等生產(chǎn)的工業(yè)部門，機械制造事業(yè)為提高我國的整個國民經(jīng)濟起到基礎(chǔ)性作用，機械制造業(yè)的發(fā)展水平是我國國民經(jīng)濟的重要標(biāo)志。在機械制造事業(yè)中，機械制造的工藝方法、機械制造的工藝過程、機械制造的工藝設(shè)備等都屬于機械制造工藝對稱性。

在機械制造的過程中，首先應(yīng)該考慮機械品的產(chǎn)品質(zhì)量、成本等多個方面，再考慮機械產(chǎn)品的生產(chǎn)類型和機械工廠的條件設(shè)備等來制定合理的機械制造工藝方法。在當(dāng)今社會中，越來越多先進技術(shù)出現(xiàn)在人們視野中，機械制造事業(yè)要想得到更好的發(fā)展，就應(yīng)該研究出更多的機械制造工藝方法、機械制造工藝過程以及機械制造工藝設(shè)備。

2.2機械制造工藝對稱性的概念體系分類

2.2.1工藝方法對稱性。在機械產(chǎn)品的制造過程中，如果不同的工藝方法可以制造出來相同特征的機械產(chǎn)品，那么就說這些工藝方法在機械制造特征方面有一定的可替換性，這就是工藝方法對稱性，這種對稱性被稱作為工藝方法交換對稱性。比如說滲碳處理、淬火處理、冷滾壓拋光等很多工藝方法，這些機械制造工藝方法都有著替換對稱性。在機械制造方面對機械制造工藝方法的分類主要包括：鑄造、壓力加工、熱處理等等，這些工藝方法的對稱性在機械制造業(yè)中起到至關(guān)重要的作用。

除此以外，一種機械產(chǎn)品的制造特征既可以由一種機械制造工藝方法制成，也可以通過多種機械制造方法完成，這些多種機械制造工藝方法之間也存在著對稱性，這種對稱性被稱為工藝方法分解、組合對稱性。比如說在一些機械零件的成型制作過程中，既可以通過金屬型鑄造，又可以通過砂型鑄造的機械制造工藝方法，這兩種機械制造工藝方法就存在著工藝方法對稱性。

2.2.2工藝過程對稱性。在某一機械產(chǎn)品的制造過程中，不同的機械制造工藝過程假如可以得到一樣的機械制造特征，那么這些機械制造工藝過程就有工藝過程對稱性。在機械產(chǎn)品的實際生產(chǎn)過程中，幾種不同的機械制造工藝過程可以完成一樣機械特征的產(chǎn)品，由于工藝過程中所需時間、成本、機械產(chǎn)品的質(zhì)量等存在著一定的差異，因此，要根據(jù)實際生產(chǎn)的需求來決定具體選擇哪一種工藝過程。

不同工藝方法的選擇就形成了不同的工藝過程，那么工藝方法中的分解、組合對稱性具體應(yīng)用在機械制造中，也就形成了工藝過程的一種對稱性。工藝過程的分解、組合對稱性表現(xiàn)在：由于工藝過程的多道程序之間，可以適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少，一般說來，數(shù)量少的機械產(chǎn)品常使用機床等，工作的順序也相對簡單，易安排，生產(chǎn)數(shù)量大的機械產(chǎn)品則需要專用的機床來完成。此外，機械制造工藝過程在時空上也有著重復(fù)性，這些工藝過程在時間、空間以及時空組合方面都存在著對稱性，隨著時空的流逝，這些對稱性也會不斷流逝。總之，機械制造工藝過程的對稱性就表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的加工以及裝配的過程中，泛指制造出同一機械特征的工藝過程在空間上的重復(fù)。

2.2.3工藝設(shè)備對稱性。工藝設(shè)備其實泛指機械制造過程中用到的任何一種工具，在機械制造過程中，假如不同的工藝設(shè)備可以制造出同樣特征的機械產(chǎn)品，這些工藝設(shè)備也存在著對稱性，這種對稱性被稱為交換對稱性。比如說插齒機、滾齒機等工藝設(shè)備的目的都是完成齒輪的加工工作，這兩種工藝設(shè)備就存在著一定的交換對稱性，但是這兩種工藝設(shè)備的工作效率、機械制造成本有著差異性，在實際操作中，應(yīng)該考慮各方面來選擇合適的工藝設(shè)備。

和工藝方法、工藝過程一樣，工藝設(shè)備也存在著組合、分解對稱性，某一機械產(chǎn)品的特征可以由一種工藝設(shè)備完成，也可能由多種工藝設(shè)備組合完成，這些多種工藝設(shè)備就有著組合對稱性，工藝設(shè)備組合包括剛性組合、柔性組合兩種形式。

機械制造工藝對稱性被應(yīng)用到機械制造業(yè)的多個方面，主要是利用機械制造工藝的對稱性對機械產(chǎn)品制造工藝過程實現(xiàn)自動化、智能化以提高機械產(chǎn)品的制造工作效率；利用工藝對稱性開發(fā)智能性的工作環(huán)境，構(gòu)建自動化信息系統(tǒng)來實現(xiàn)機械產(chǎn)品制造過程的敏捷性等多個方面。

3總結(jié)

機械制造工藝對稱性應(yīng)用在機械制造業(yè)的多個領(lǐng)域，對機械制造事業(yè)起到重要的影響作用，本篇文章對機械制造工藝對稱性的概念體系做了簡單的探究，分析了工藝對稱性的分類以及各種對稱性的意義。總的來說，機械制造對稱性的概念體系的出現(xiàn)更加利于人們了解多種工藝對稱性，也豐富了工藝對稱性的內(nèi)容，為機械制造工藝對稱性對以后在機械領(lǐng)域的應(yīng)用起到了重要的影響。

參考文獻：

[1]馮培恩，劉偉平，馬友才.機械制造工藝對稱性的概念體系及其應(yīng)用思路.《工程設(shè)計學(xué)報》.2010年3期

[2]王紀(jì)新.淺談機械制造工藝對稱性的概念及應(yīng)用.《中華民居》.2013年12期

第2篇

關(guān)鍵詞 CDIO 機械設(shè)計類課程 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.10.017

Abstract In order to meet the needs of the professional accreditation of engineering education， based on the concept of CDIO Engineering Education， to carry out series of machine design course teaching reform and practice， put forward the corresponding reform ideas and the specific measures from the aspects of curriculum system， teaching content， teaching methods and practice teaching， for cultivating the high engineering philosophy of high quality， strong ability of innovative engineering and technical personnel to lay the foundation.

Keywords CDIO； mechanical design series course； teaching reform

0 引言

CDIO（構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate））是由美國麻省理工學(xué)院聯(lián)合瑞典幾所高校共同開發(fā)的一種全新工程教育理念和實施體系，其核心理念就是以產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的方式學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生的理論知識、個人素質(zhì)、協(xié)作能力、工程-社會大系統(tǒng)適應(yīng)及調(diào)控能力，①其理念正好與工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是契合的。因此，為切實支撐專業(yè)認(rèn)證，培養(yǎng)具有工程理念的高素質(zhì)、創(chuàng)新型工程人才奠定基礎(chǔ)，倡導(dǎo)CDIO工程理念，重構(gòu)機械設(shè)計系列課程體系和課程內(nèi)容，開展教育教學(xué)改革具有非常重要的理論和實用意義。

1 優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容

機械設(shè)計系列課程具有較強的理論性，同時又要與實踐緊密結(jié)合，基于CDIO 理念的機械設(shè)計系列課程教學(xué)改革首先需要重構(gòu)課程體系和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。課程體系要凸顯整機設(shè)計，強化工程理念，將各門課程有機地結(jié)合起來，進而構(gòu)建一種集專業(yè)理論知識、工程能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)于一體、體現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)無縫對接的課程體系。②以 CDIO從最初的產(chǎn)品構(gòu)思到最后機器成品運行的工程教育理念為“主線”，建立基于整機設(shè)計的機械設(shè)計系列課程體系如圖1所示。

1.1 以各門課程為子系統(tǒng)，進行課程內(nèi)容的優(yōu)化重構(gòu)

以往課程內(nèi)容的理論學(xué)時偏多，實踐學(xué)時匱乏，重理論輕實踐的現(xiàn)狀難以培養(yǎng)學(xué)生解決問題所需要的綜合能力，容易造成“學(xué)而無用”。為充分體現(xiàn)學(xué)科和技術(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，使得理論與實踐有機結(jié)合，課程內(nèi)容的整合要突出設(shè)計性和工程實用性，強調(diào)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)服務(wù)于工程實踐。

以機械設(shè)計課程為例，原有的一些教學(xué)內(nèi)容過分強調(diào)理論公式的推導(dǎo)和論證，在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，使得培養(yǎng)工程應(yīng)用和實踐能力的教學(xué)內(nèi)容不斷弱化，因此，在新的課程內(nèi)容優(yōu)化重構(gòu)中，需要弱化一般性公式的詳細(xì)推導(dǎo)，重在設(shè)計思路和設(shè)計方法的介紹，如“齒輪傳動”一章內(nèi)容優(yōu)化為：簡化設(shè)計計算公式的推導(dǎo)，重在設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計思路以及對設(shè)計過程中各環(huán)節(jié)的把握，并將齒輪傳動的強度計算、查表、數(shù)據(jù)處理和結(jié)構(gòu)設(shè)計等融入例題中詳細(xì)講解。在講述齒輪傳動的受力分析時，將直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、錐齒輪和蝸輪蝸桿等各類傳動的受力分析整合在一起進行講述，這樣便于學(xué)生類比掌握受力分析的要點和方法。

1.2 以工程應(yīng)用為主線，實現(xiàn)課程體系教學(xué)內(nèi)容的縱橫整合

知識是由淺入深的，學(xué)習(xí)也是循序漸進的，因此，每門課程內(nèi)容的設(shè)置要考慮與前續(xù)課程知識點的聯(lián)系。“縱向整合”就是將機械設(shè)計系列課程體系中各門課程建立前后內(nèi)在聯(lián)系，要講新帶舊，要引舊聯(lián)新，使學(xué)生“溫故而知新”。“橫向整合”就是各門課程要彼此聯(lián)系，有機整合。例如：機械設(shè)計課程中關(guān)于零部件的教學(xué)內(nèi)容要與機械原理課程的機械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計相聯(lián)系；機械設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計要與機械制造基礎(chǔ)課程中有關(guān)精度和工藝的知識點相聯(lián)系；機械產(chǎn)品設(shè)計制作要與機械設(shè)計和機械制造基礎(chǔ)課程的相關(guān)內(nèi)容相聯(lián)系。總之，通過各門課程教學(xué)內(nèi)容的縱橫整合，要貫穿整機設(shè)計的理念，使學(xué)生對專業(yè)理論有系統(tǒng)而完整的把握。

2 精心“設(shè)計”教學(xué)環(huán)節(jié)，改進教學(xué)方法

CDIO開放式的教學(xué)模式首先需要教師轉(zhuǎn)變原先在教學(xué)中純粹的以教為主的角色，更重要的是需要教師更新教學(xué)理念和教學(xué)思想，因此教學(xué)方式和教學(xué)方法的改革是課題研究的重點和難點。

（1）根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的需求，圍繞學(xué)生工程能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，重新進行教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計，課程組教師要深入研究當(dāng)前國內(nèi)外工程教育的發(fā)展形勢，在教學(xué)方法與手段上不斷改革和創(chuàng)新，在傳授給學(xué)生專業(yè)理論知識的同時，引領(lǐng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，形成一種學(xué)與做有機融合的學(xué)習(xí)方式，從而加深學(xué)生對專業(yè)理論知識的理解。

（2）探索“CDIO 做中學(xué)”的教學(xué)模式，課堂教學(xué)多引入工程設(shè)計案例，課程的推進采用設(shè)計任務(wù)驅(qū)動模式，例如在課程開始之初，就布置有關(guān)機械產(chǎn)品綜合設(shè)計的課題給學(xué)生，根據(jù)課程教學(xué)進度，安排學(xué)生以小組學(xué)習(xí)和討論交流的方式進行課題分階段設(shè)計，通過這種方案分析、小組學(xué)習(xí)和項目實訓(xùn)的方式，貫徹CDIO在做中學(xué)的理念，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和團隊合作能力，提高工程意識和設(shè)計技能，這樣既能夠有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的工程設(shè)計興趣，培養(yǎng)學(xué)生具備較強的工程實踐能力，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的團隊協(xié)作能力和精神。

（3）搭建開放式課堂，在時間、空間和教學(xué)內(nèi)容上加以擴展和延伸。對于實踐性和工程性強的教學(xué)內(nèi)容，可以走出教室，把課堂搬到實驗室、工程訓(xùn)練中心和工廠，從而創(chuàng)造一個開放的課堂空間和開放的教學(xué)環(huán)境，使得學(xué)生更易于吸收和消化課堂的知識內(nèi)容。為了訓(xùn)練學(xué)生的工程設(shè)計和實際應(yīng)用能力，除了充分把握好第一課堂教學(xué)，還要搭建更廣闊和豐富的第二課堂，教師要指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽和參與教師的科研項目等，培養(yǎng)學(xué)生的實戰(zhàn)經(jīng)驗，在第二課堂，使創(chuàng)新能力培養(yǎng)與第一課堂的教學(xué)融于一體，從而探索出一條集理論研究與工程能力培養(yǎng)相互促進的途徑。

3 重點改革實踐教學(xué)，凸顯整機設(shè)計理念

課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要環(huán)節(jié)，而以往課程體系中各門課程的課程設(shè)計內(nèi)容基本上是各自獨立的，缺少相互關(guān)聯(lián)。例如“機械原理課程設(shè)計”中，主要是從運動的角度，訓(xùn)練機械系統(tǒng)的原理方案設(shè)計能力，沒有考慮具體的材料和結(jié)構(gòu)，更沒有考慮制造工藝和經(jīng)濟性等要求；到了“機械設(shè)計課程設(shè)計”，主要訓(xùn)練學(xué)生對機械系統(tǒng)中各零部件的設(shè)計和計算能力，設(shè)計對象基本是齒輪減速器，運動方案一般是固定的，容易讓學(xué)生墨守成規(guī)，限制了創(chuàng)造性思維的發(fā)展；輪到機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，內(nèi)容又是與前序設(shè)計對象無關(guān)聯(lián)的工藝設(shè)計；最后在機械產(chǎn)品設(shè)計制作階段，對象又變化了，于是就照貓畫虎，用現(xiàn)成的圖紙和工藝進行加工，這種各自為陣的課程設(shè)計安排顯然違背了整機設(shè)計的思想，學(xué)生的能力培養(yǎng)只能趨于碎片化，而真正需要的整機綜合設(shè)計和應(yīng)用能力不能得以鍛煉和培養(yǎng)。因此，為了切實提高學(xué)生的工程意識和設(shè)計技能，改革選擇課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)為突破口，通過課程設(shè)計內(nèi)容的重新整合和優(yōu)化，使得各個課程設(shè)計內(nèi)容前后關(guān)聯(lián)和有機結(jié)合。③為了凸顯整機設(shè)計理念，訓(xùn)練學(xué)生的綜合設(shè)計技能，將圖1所示課程體系中的四大課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)聯(lián)合起來進行，依次按方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、工藝設(shè)計和產(chǎn)品實物制造編排課程設(shè)計的內(nèi)容，做到課程設(shè)計的完整性、系統(tǒng)性和綜合性，從而訓(xùn)練學(xué)生從機械產(chǎn)品方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、性能仿真、工藝設(shè)計到加工制造和組裝調(diào)試的整機設(shè)計能力。

在課程設(shè)計過程中，成立獨立穩(wěn)定的設(shè)計團隊，期間配備專門的指導(dǎo)教師，每個團隊的設(shè)計對象固定，始終貫穿于各個課程設(shè)計，具體以典型機械產(chǎn)品的設(shè)計和制造為載體，例如無碳小車或是機械創(chuàng)新設(shè)計大賽設(shè)計對象等，要求分階段完成對象的各項設(shè)計任務(wù)，即依次設(shè)計、制作、安裝、調(diào)試一臺機械產(chǎn)品，讓學(xué)生從一開始就注重整機設(shè)計，增強綜合分析問題的能力。④機械原理與創(chuàng)新綜合課程設(shè)計為機械設(shè)計課程設(shè)計提供系統(tǒng)方案、運動和動力參數(shù)計算和分析，在接下來的機械設(shè)計課程設(shè)計中，通過設(shè)計計算和選型，將前序設(shè)計得到的方案具體實物化，繪制出相應(yīng)的裝配圖和零件圖，同時又為機械制造技術(shù)基礎(chǔ)提供了圖紙和精度設(shè)計技術(shù)文件，而機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的內(nèi)容又為最終的機械產(chǎn)品設(shè)計制作提供了工藝指導(dǎo)，從而大大提高課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)的連貫性和實用性。為了保障以上改革的順利實施，根據(jù)我校的實際情況，依托學(xué)校的大學(xué)生素質(zhì)教育中心的加工設(shè)備制造出實物，使得學(xué)院的理論教學(xué)與大學(xué)生素質(zhì)教育中心的實訓(xùn)實現(xiàn)無縫結(jié)合，也使得教學(xué)資源得以充分利用。

4 結(jié)束語

為了改善以往機械設(shè)計系列課程教學(xué)中理論和實踐相脫節(jié)的問題，順應(yīng)工程教育認(rèn)證的要求，引入“CDIO 做中學(xué)”的工程教育理念，對機械設(shè)計系列課程進行教學(xué)改革和實踐，將工程教育與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)滲透到課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)之中，實現(xiàn)理論知識學(xué)習(xí)與實踐能力培養(yǎng)的相互滲透，極大地豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，必將為培養(yǎng)具有工程理念的高素質(zhì)、強能力的工程技術(shù)人才奠定堅實的基礎(chǔ)。

注釋

① 鐘宇光，史東巖，展勇.基于CDIO 模式的機械系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)改革研究[J].大學(xué)教育，2016（1）：144-145.

② 劉桂珍，于影，殷寶麟等.CDIO 模式下機械設(shè)計系列課程改革與實踐的研究[J].經(jīng)濟師，2015（6）：235-236.

第3篇

關(guān)鍵詞：OBE；工程教育；《機械原理》課程設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0057-02

為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認(rèn)，培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學(xué)會針對高等教育機構(gòu)開設(shè)了工程類專業(yè)實施專門性認(rèn)證，工程教育認(rèn)證強調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證強調(diào)的三個核心理念：產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcome based education，簡稱OBE）、學(xué)生為中心、持續(xù)改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認(rèn)證體制。

《機械原理》是機械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學(xué)科，而《機械原理》課程設(shè)計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是《機械原理》課程的延伸[4]。基于OBE工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃，《機械原理》課程設(shè)計需培養(yǎng)的主要能力包括：1）掌握工程基礎(chǔ)理論知識并能將其應(yīng)用于工程問題（畢業(yè)要求1）；2）具有分析和解釋數(shù)據(jù)，得到合理、有效結(jié)論的能力（畢業(yè)要求2）；3）具有綜合運用機械設(shè)計理論和技術(shù)手段設(shè)計復(fù)雜機械系統(tǒng)、部件和過程的能力（畢業(yè)要求3）。

本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設(shè)計課程能力的上述四條要求，結(jié)合近年實踐經(jīng)驗，闡述我校《機械原理》課程設(shè)計改革模式，并為其《機械原理》課程設(shè)計改革提供參考。

一、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力

《機械原理》內(nèi)容包括兩部分，其一是對現(xiàn)有機構(gòu)的學(xué)習(xí)，包括構(gòu)型分析、運動學(xué)和動力學(xué)的學(xué)習(xí)；其二是針對具體任務(wù)，利用所學(xué)機構(gòu)學(xué)知識，設(shè)計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學(xué)習(xí)的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設(shè)計正是鍛煉綜合能力的實踐教學(xué)。

遺憾的是，傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計，體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計系統(tǒng)的能力，復(fù)雜機械系統(tǒng)更無從談起，因此，改革勢在必行。

基于OBE教學(xué)理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，調(diào)動學(xué)生設(shè)計的積極性而不限制其思維，并且課程設(shè)計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成設(shè)計任務(wù)，題目不宜太深太復(fù)雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設(shè)計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內(nèi)容；題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際，是學(xué)生在日常生活、生產(chǎn)實踐中所熟悉的；題目的設(shè)計結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機構(gòu)，也允許選用其他常用機構(gòu)或組合機構(gòu)；題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性，有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

在設(shè)計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經(jīng)反復(fù)論證，確定一種最佳運動方案進行設(shè)計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學(xué)的興趣。設(shè)計方案由學(xué)生獨立提出，經(jīng)獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力，使學(xué)生受到一次真實的設(shè)計訓(xùn)練，進而提升其機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力。

此外，改革后的課程設(shè)計，學(xué)生們可以自由組合，每個小組自由選擇設(shè)計題目，小組成員分工協(xié)作，共同完成設(shè)計任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計到最后提交設(shè)計成果，共同討論、研究，各自發(fā)揮自己的長處，不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個人能力和人際團隊能力培養(yǎng)的要求。

二、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力

傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計中，方案確定之后，其相關(guān)運動參數(shù)也隨之給定，每個學(xué)生需要做的就是繪制機構(gòu)運動簡圖，利用圖解法和解析法對所選機構(gòu)的位移、速度、加速度及力進行分析，并繪制機構(gòu)運動線圖和作誤差分析，最后編寫課程設(shè)計說明書。從本質(zhì)上來說，這樣的設(shè)計僅能算一次作業(yè)，效果并不理想。盡管學(xué)生都能按部就班地完成設(shè)計任務(wù)，但卻調(diào)動不了學(xué)生的設(shè)計興趣，對工程基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用缺乏深刻理解，談不上對學(xué)生的畢業(yè)能力的培養(yǎng)。

基于OBE教學(xué)理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學(xué)生可以充分地利用所學(xué)的理論知識去解決實際的問題。考慮到《機械原理》課程設(shè)計時間較短，教師在《機械原理》課程教學(xué)中，需提前做出安排，如現(xiàn)代工具的使用、軟件的學(xué)習(xí)、各種方法的比較、綜合性作業(yè)安排等。

任務(wù)的不確定性導(dǎo)致解決方法的多樣性。學(xué)生需要根據(jù)所選擇任務(wù)，基于所學(xué)的機構(gòu)學(xué)知識，甚至查閱相關(guān)文獻去設(shè)計解決方案，當(dāng)多個設(shè)計方案確定后，需要比較各方案的優(yōu)缺點，必然會深入了解每個所設(shè)計的傳動方案，最終方案確定后，需對其進行結(jié)構(gòu)、運動學(xué)和動力學(xué)分析，因有了方案設(shè)計的深刻理解，設(shè)計的目的已非常清楚，在相應(yīng)分析時，對方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對所學(xué)理論知識的認(rèn)識，明確了理論知識的實際應(yīng)用，從而不至感覺學(xué)無所用。

三、分析和解釋數(shù)據(jù)能力

在我國的工程教育認(rèn)證中，第二條畢業(yè)要求學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論[5]。傳統(tǒng)課程設(shè)計整個傳動方案為教師所指定，分析方法固定，無需學(xué)生深入了解，只需按部就班完成畫圖和分析即可，可見，傳統(tǒng)課程設(shè)計在第二條畢業(yè)能力要求上基本沒起到培養(yǎng)作用。

改革后的課程設(shè)計，從設(shè)計任務(wù)到設(shè)計方案的確定，均需要學(xué)生根據(jù)具體情況進行分析，然后根據(jù)所學(xué)知識，自己設(shè)計傳動方案，并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細(xì)設(shè)計傳動系統(tǒng)時，需要根據(jù)實際任務(wù)確定各參數(shù)，最后對機構(gòu)進行分析，并對數(shù)據(jù)進行誤差分析。為了更真實地讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)的意義和正確性，要求學(xué)生對所設(shè)計的傳動方案進行全部或者部分的搭接實驗，通過搭接實物并測量參數(shù)，再與理論分析數(shù)據(jù)進行對比，找出誤差存在原因，從而得出相應(yīng)結(jié)論。

四、考核方式的改進

評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié)，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續(xù)改進有非常重要的作用，與課程設(shè)計所培養(yǎng)能力相對應(yīng)，《機械原理》課程設(shè)計成績分為四部分：選題成績、平時成績、設(shè)計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據(jù)如下。

選題成績占總成績的30%。主要考查設(shè)計機械傳動系統(tǒng)方案能力。每個團隊均需通過PPT形式，結(jié)合參考文獻查閱或調(diào)研情況，對自己團隊的設(shè)計任務(wù)進行說明，根據(jù)所定任務(wù)設(shè)計兩到三種機械傳動方案，每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機構(gòu)，并且必須包含四桿以上連桿機構(gòu)。根據(jù)傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創(chuàng)新點、是否實用進行綜合考核。

平時成績占總成績的10%，主要依據(jù)設(shè)計階段的出勤情況和態(tài)度評定，這是設(shè)計正常進行的基本保證，也是初步對畢業(yè)要求9中個人與團隊能力的培養(yǎng)。

設(shè)計成績占總成績的40%，主要評估工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力與分析和解釋數(shù)據(jù)能力，根據(jù)所選擇分析方法、數(shù)據(jù)分析的正確性、模型建立、運動仿真、簡圖繪制等進行評價。

答辯成績占總成績的20%，各組將集中設(shè)計階段的工作及成果以PPT形式作匯報，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評分，搭接視頻等，并回答提問，據(jù)此評判答辯成績。

通過此類考核方式，對畢業(yè)生的能力9（個人與團隊）和10（溝通，包括撰寫報告和陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令）也起到初步培養(yǎng)的效果。

此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學(xué)投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學(xué)目標(biāo)分解和教學(xué)方法選擇，要求其自身具有扎實的專業(yè)理論知識、較廣博的基礎(chǔ)知識面、較強的動手能力及計算機應(yīng)用能力。對設(shè)計中可能出現(xiàn)的各種方案及其特點要有充分認(rèn)識，能夠正確引導(dǎo)學(xué)生，使他們經(jīng)過認(rèn)真思考和分析比較后，可以選擇一個適當(dāng)?shù)姆桨浮＿@樣才能適應(yīng)當(dāng)前實踐教學(xué)改革和發(fā)展的需要，從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

五、結(jié)束語

經(jīng)過近兩年的實踐，發(fā)現(xiàn)根據(jù)OBE教學(xué)理念改革后的《機械原理》課程設(shè)計，為學(xué)生機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺，并確實取得了較好的效果。然而，OBE工程教學(xué)模式是一個系統(tǒng)的工程，無論是在設(shè)計內(nèi)容，還是在設(shè)計方法和評估方式上，還有很多需要完善之處，需要進一步的改革和探索，持續(xù)改進，以更好地培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的畢業(yè)能力，實現(xiàn)培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師的目標(biāo)。

參考文獻：

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[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式――汕頭大學(xué)的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.