机械设计课程考试方法的研究与实践

案例式教学 的研究与实践
刘 静 胡 琥 陈 雷
（ 黑龙江东方学院， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５００
摘 要： 应用型本科是 以培养应用型人 才为 目 标的本科层 次教 育， 用性 、 以应 职业型为人 才培养核心。而《 机械设计 》 作为传统的工程 技 术基础课 ， 它主要论述的是机械设计的理论基础和设计方法 ， 是培养机械 专业 学生机械设计 能力的一 门主 干课程 。然而由于课程 内容 相 对比较成熟 ， 传统、 经验 的东西较 多， 课程 内容相对 比较枯燥。因此 ， 以应 用性人才培养为核心 ， 案例式教 学方法应用于《 将 机械设计》 课 程 能够 实现理论知识 同实际工程应用的有机结合， 有助于培 养专业基础知识扎 实、 实践能力强、 具备较高专业综合素质 的高级 工程应 用型
人 才。
关键词：机械设计》 案例教 学 ； 《 ； 实践 《 机械设计 》 课程 的案例式教学， 能够为理论 知识 与工程实际的 就能 自行解决， 了课程设计 阶段 ， 但到 我们发现学生 的工程表达能力 结合找 到最佳 的切人点 。教师本着理论与实际有机结合 的宗 旨， 较弱。鉴于此， 遵 在课堂教学中注重机械零 件的结构设计 ， 以三维设计 循教学 目的和要求， 以案例为基本素材， 将学生引入到机械设计工程 软件为基础， 通过零件建模过程帮助学生提高结构设计 的能力， 而且 问题现场， 运用典型案例调 动学生参 与讨 论 、 对案例进行深 入分 三维实体零 件更 能体 现工 程实际， 并 这样学生对机械零件 的结构认识 析， 领会案例涉及 的工程领域 中的重要理论 、 基本 技能及 内在原理 ， 会更直接 、 形象 。利用三维软件 自带的各种分析功能进行计算机三 使 学生能将机械零件 的原理 、 结构 、 用与工程案例 中的实际应用 维分析设计， 作 能够加深学生对重点 、 难点 的理解 ， 启发学生理论 联系 相对应， 保证理论教学与工程实际 的有机结合。通过讨论与分析， 设计 ， 提 进行创新设计 。例如对齿轮 、 轴等关键零件进行 三维有 限元和 高学生分析 和解决具体工程问题的能力， 培养学生理论联 系实际的 动力学分析计 算的方法 ， 使学生初 步掌握使用 有限元 、 动力学 分析 自觉性， 同时培养学 生创新思维意识 、 主动学习方法 、 沟通 能力和合 软件计 算与零件 强度 校核 、 应力 、 变结构分析的过程与方法 ， 应 教学 作精神 。 而且， 通过实际工程案例的学习与讨论， 可将机械设 计 、 液压 过程也 由理论 向工程转化 。与此 同时 ， 适当将《 机械工程材料》 《 、金 与气压传动 、 机械原理 、 可编程控制器原 理及应用 、 电传动与控制 属工艺学》 《 机 、互换性与测量技术》 《 、机械制造技术基础 》 等相关课程 等课程有机的结合起来， 强化学生工程实践能力和动手能力 的培养， 纳入案例式教学 ， 实现零件的设计 、 制造 、 应用等生产一线情景真实 促进应用性人才 培养 。 再 现。 １课 题 研 究 的 背景 ２２ 多 措 并 举 ， 现 教 学 内容 的优 化 － 实 近年来 ， 案例式教学在我 国高校逐步推广使用 。其本质是理论 教学 内容 的设计是案例式教学 的重点和难 点。案例式教学课 的 与实践相结合的互动式教学。 它通过真实 的事例模拟 、 情景再现 ， 基本 内容是 以一个案例为 主线 ，通过对一个完整解决流程 的剖析 ， 学 生在特定 的情景 中进行体验 、 分析 、 决策， 从而培养他们独 立思考能 串接基本概念 、 理论 和方法 ， 使学生掌握解决估计 问题 的基本过程 ， 力和解决具体问题能力 、 强化实践能力的的一种教学方式。 机械设 并 通 过 拓 展 研 究 题 目引导 学 生 对 相 关 估 计 问题 的深 入 研 究 。 学 的 《 教 计》 作为机 械类专业 最重要 的专业基础 课之一 ， 践性 、 实 抽象性 较 主要 内容是教学案例 的分析和解决过程。 教学内容包括教案 的撰写 强， 课程 内容相对 比较 成熟 ， 传统 、 经验 的东西较 多 ， 课程 内容 也相 和教学课件 的编制 ， 实际上也就是整个教学 内容的具体规划 。教案 对 比较枯燥 。 因此 ， 根据《 机械设计》 课程 特点 ， 采用多种教学方法才 的撰写实际上就是一个理清教学思路 的过程 。包括教学 内容 、 手段 能更好地满足学员 的需求 。应用案例式教学， 师生可 以即时地 介人 及 时间设计 。 教案撰写 中重点考虑的一个问题是 如何使案例通过一 课堂 、 入课 堂、 进 卷入课堂和投入课堂， 充分发挥 自己的智 慧和潜能 个 自然 的 、 合乎逻 辑的认识过程展示在学 生面前 ， 学生在教 师的 让 来解决 问题 。通过课堂讨论和交流， 每组学员在发挥本组潜 能的同 启发引导下 ， 通过 自己思考悟出怎样用 书本课 程的知识解 决实际问 时， 学习 了其他组 的智慧， 也 形成 了集全员智 慧于一身 ， 大家共 同学 题 。为此 ， 我们设计 了零件的功能一 工作情况分析一 失效形式一设 习 、 同提高 的理想学习效果 。 共 计准则一设计计算 数的选择） 结构设计 这样 一个从 理论分析到 一 ２课 题 研 究 内 容 系统实现 ， 到性 能评 估的案例分析过程 ， 再 使案例 的解决符合认 知 应用性人才培养 ， 必然要求教学 内容 、 教学方法 的改革与创新 。 规 律 。而 且 这 个 过程 通过 教 师 与 学 生 、 生 与 学 生 之 间 的 交 流 来 完 学 目前 ，机械设计 》 程教学还存在着 ： 《 课 学生所学知识陈 旧； 教学手段 成 。教案撰写 中另一个重点是拓展研究题 目的选取。拓展研究题 目 和方法仍存 在不 足 ； 实践教 学环 节和工程实践环节薄弱 ； 实验教 学 既要 有 一 定 难 度 ， 要 具 有 可 实 现 性 。 所选 的题 目要 与 实 际 或 科 研 又 主 要 以验证 性 实 验 为 主 ， 乏 综 合性 和设 计 性 实验 ， 新 实 验有 待 完 有 较 强 关 联 ， 样 更 能 激 发 学 生研 究 的兴 趣 。 教 学课 件 的 编制 上 ， 缺 创 这 在 善； 对学生学习成绩的评定方法过于单一等诸多 问题。 课程组充分利用已有 的科研素材 ， 助动画展示 了典型零 件的工作 借 本课题 以应用性人才 培养 为核心 ， 以案例 式教学为依托 ， 形成 过程 ， 使理论 的实际应用更生动。 了以工程实践 为素材 ， 以课 堂教 学为主线 ， 以互 动教学为基本 内容 ２３引入三维设计软件＇ 强学生对机械结构 的感性认 识 － ± 曾 的案例教学新模式 。这种教学模式 突出了学生 的学习主体地位 ， 较 在讲授过程 中， 引入 Ｐ Ｏ Ｅ Ｕ Ｒ ／ 、 Ｇ等三维设计 软件， 对零件进 行建 好地实现了课程服务于培养学生知识应用能力与职业能力 的目标 。 模 、 结构分析 。充分运用三维软件 的零件设计和智能装配功能， 运用 主要研究内容如下 ： 软件对 工程 问题进行 设计 、 分析 、 计算 ， 对抽象机 械进行原理 分析 、 ２１以服务企事业单位生产实践为指导思想 ，从 工程 项 目中选 动 态干涉检查 、 ． 运动过 程模拟， 引导学生 在三维动态 过程 中掌握 机 取 、 炼 教 学 案 例 提 器 的工作原 理， 使学生 了解工 程设计 、 析 、 分 仿真 、 制造 的全过程， 开 在机械设计课 程的教学 中， 二级齿轮 减速器 、 铣床用 五步箱通 阔学生 的设 计思路 。同时， 在教学过程 中， 要积极 引导学生进行 机械 用零件螺纹 、 齿轮 、 、 轴 轴承 、 联轴器作 为研究对象 ， 结合教材 ， 选取 虚拟装配， 用运动仿真检验其运动 的可行性和准确性， 学生拓展 鼓励 直齿圆柱齿 轮、 Ｖ带传动 、轴等作为案例式教学内容 。讲 授的思路 思维， 大胆创新 。例如： 学生感觉轴 系结构设计很抽象， 我们可以在课 是： 的功能一工作情况分析一 失效形式一设计准则一设计计算 程教学 中， 零件 将带轮 、 联轴器 、 齿轮 、 等常用零件设计成零件 库， 键 上课 渗 数的选择卜 结构设计。 在以往的教学中， 过于注重设计计算， 对于 时直接把所用零件装配成运动部件， 使学生 不出教室就能观察 到各 结 构设计往往一 带而过， 以为学生学过制 图， 图表 、 利用 手册等工具 种机械的结构， 从而增 强学生对机械结构 的感性认识， 激发 了学生的 基 金项 目： 黑龙 江东方学院 ２ １ 高等教 育教 学改革项 目立项 ， 目名称 ： ０ ２年 项 培养和提 高工程 实践应用能力的《 机械设计》 案例式教 学

措施 。
关键词： 机械设计； 课程设计； 学改革； 教 工程意识
中图分类号 ： ６ Ｇ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０７ ８ ２ （０ １０ — １０ ０ １０ — ３ ０ ２ １ ）９ ０ ７ — ２
Ｔｈ ｐｌ ｒ ｔｏ ｎ ａ ｔｃ ｆ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ Ｒｅ ｏ ｍ ｎ ｔ ｅ Ｃｕ ｒ ｃ ｌ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｅ Ｅｘ ｏ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｒ ｃ ｉｅ ｏ ａ ｈ ｎ ｆ ｒ ｉ ｈ ｒ ｉｕ ａ ｓｇ ｏ ａ ｈ ｎ ｒ ｓｇ ｆ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ
进 行 重 新 建 构 、 现 、 新 的 过程 。 实 际 上 。 生 总 习惯 于照 发 创 而 学
圆柱 齿 轮 减 速 器 等 。 计 时 间一 般 为三 周 ， 排 在 机 械设 计 设 安
收稿 日期 ：０ １０ — ２ ２ １－ ７ １ 作者简介 ： 刘建 华（ ９ ９ ） 男 ， １６ 一 ， 河南漯河人 ， 硕士 ， 副教授 ， 主要 研 究 方 向 ： 体 机 械 的 研 究 与 开发 。 流
摘 要： 《 机械设 计课程设计》 机械 设计》 是《 课程教 学 中 个必不可少重要环 节， 一 提高《 机械设 计课程 设计》 的教 学 质量 对培养 学生分析问题 和解决问题的能力起 着十分 重要 的作 用。 为此， 长期指 导课程设计的体会 ， 结合 针对《 机械设 计》 课程设计 中存在 的问题 ， 就如何提 高课 程设 计的质量进行 了一 系列的探 索与 实践 ， 并提 出了提 高课 程设计的有效
生 实 践 能力 和创 新 能 力 的效 果 ， 还 存 在 一 些 问题 。 但
１２ 存 在 的主 要 问题 及 原 因 ＿ “ 械 设 计 ” 程 设 计 存 影 响 课 程 设 计 质 量 的 问 题 主要 存 机 课

生 的 自主学 习能 力 、 人 际沟 通与 交流 能力 、 组 织协 调 能力 、 工程 管理 等 能力 。
将原来在理论教学结束后的课程设计作为课程教学 的主轴线。课程一开始讲清楚课程的主要内容后 ， 就布置
生 学 习兴 趣 ； 另一 方 面 ， 也 能培 养 学 生初 步 的科研 和解 决
３ ． 教学评价方面 。建立按照以设计为主线 、 基于教学
－ －－
＋ ＿ － － － ＋ ＿ 一 － － ＋ 一 一 — ＋ 一 一 — 一 一 — ＋ 一 － — ＋ 一 一 — － 一 － — ＋ 一
四、 结 语
问题 的能力 ， 为将来走上工作岗位后解决更为复杂 的实际 问题做准备 。 数学建模的训练， 对于培养学生的能力 ， 提高
学生的综合素质， 具有十分重要的意义。 近年来 ， 本专业为 学生开设数学建模课程和讲座 ， 组织学生进行数学建模培 训， 多次参加全国大学生数学建模竞赛 ， 屡创佳绩 ， 获得广
西、 全 国的奖的专业 ， 该专业 的人才培养模式 、 培养 目标呈现多样化的趋 势 ， 并受到高 校办学层次 、 办学条件等多方面的制约。 同时， 该专业在办
【 探索与实践 】
以设计为主线的《 机械设计》 课程教学体系的研究与实践
王铁军
（ 沈 阳理 工大学 机 械工 程学 院 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ １ ５ ９ ）
摘要 ： 本文介绍了以设计 为主线的《 机械设计》 课程教 学体 系， 体 系中把《 机械设计》 课程设计作为主线贯 穿于《 机械
学顺序 ， 每部分理论教学 围绕 当前“ 子项 目” 来进行讲授 ， 建立新的理论教学体 系， 体现理论为实践服务 ； 课程 的实
验 教 学 围绕 “ 项 目” 的需要 和理 论 教学 进行 ， 建立 新 的实 验

作者简介：刘贺平 （１９７５一），男，黑龙 江汤原人 ，哈 尔滨工程 大学机电工程 学院，副教授 ；罗阿妮 （１９７８一），女，陕西乾县人 ，哈 尔滨
工程大学机 电工程学院 ，副教授 。（黑龙江 哈 尔滨 １５０００１）
基金项 目：本 文 系黑龙 江省 教育科 学 “十二五”规 划课 题 “基于英国ＢＴＥＣ教育模 式的机 械设 计课 程 培养方 法研 究”（课题
项 目教 学法 是 以实践 为导 向，教 师为主导 的教 学方 法 ，是
涉及 到和具体零 件设 计有 关的规范 、经验公式 等方面的内容。 从 工程实际 出发 ，教 师选 择具 有典 型性的事例作 为教学 内容 ，
单纯讲解 这些 内容 ，学 生在理 解方面会 有困难 ，从 而导致 对知 学生在教 师的指导下，按 照问题 的要求 ，自主解决 问题 ，得出结
程 。 其课堂教学 、课 程设 计和课 程实验等教学 环节对于学生 工 程实践能力和创新 能力的培养具 有十分重要的作用 。［４１“机械 设 计 ”课程设 计是机械 类和近机械 类专业 的本科 生在学完 “机
周 。所以在 “机械设 计”课 程设计 阶段 ，学生 忙于准备考试 ，进 行多 门课 程 的复习，不 少学生难 于集 中精力认 真做 课程设 计， 课程设计完成 质量不好。
点 多，分析 、计算繁琐 ，工作量 大。在设计 参 数选 择过程 中，许
解决 “机 械设 计 ”课 程知识 点多 、关联性 差问题 的一 个方
多参 数值给 出的是取值范 围，需要计 算者根 据具体情况 和经 验 法就是 ，把这 些知 识点 系统化 ，强化其 间 的联 系。在项 目教 学
ＧＢＣ１２１２０２５）、哈 尔滨工程大学教 学改革规 划课题 “《机械 基础》教 学研 究与改革”的研 究成果。

学 生 的 设 计 能 力 和 创 新 能 力 起 到 了 举 足
来 ． 国 内各 个 院校 所 采 用 的设 计 题 目为 “ 速 器 的设 计 ” 它 涵 盖 了机 械 设 计 中 减 所 有 基 本 通 用 零 件 的设 计 ．而 且 体 现 了 通 用 典 型 部 件 设 计 计 算 、机 械 系 统 设 计
概 念 及 方 法 ．是 所 学 机 械 基 础 系 列 课 程
轻 重 的 作 用 ．同 时 也 是 学 生 进 行 实 际 设
计 的 实践 性 环 节
速 器 的 课 程 设 计 中 ．要 求 学 生 把 各 种 基 本 常用 的机 械零 件 加 以 综 合 ．使 学 生 初 步 掌 握 机 械 设 计 的 方 法 ． 了解 设 计 的计 算 过 程 。 《 械 设 计 》 程设 计 中 ， 求 在 机 课 要
专 业 知 识 并 重 ．基 本 专 业 能 力 与 创 新 设 计 能力 并 重 课 程设计的改革 与实践 在 有 关 减
实 、 合 能 力 强 的 学 生 ， 社 会 输 送 这 些 综 向 人 才 在 机 械 设 计 制 造 及 其 自动 化 专 业 的 教 学 中 ．综 合 性 的 课 程 设 计 对 于 培 养
《 械 设 计 》 程 是 一 门多 学 科 知 识 机 课 的 综 合 运 用 ，综 合 了 理 论 力 学 、材 料 力
学 、 械 制 图 、 械 原 理 、 属 工 艺 学 及 机 机 金
热处理等 系列机械 基础课 程 的知识 ． 解 决 通 用 机 械 零 部 件 的设 计 问 题 ． 因 而具 有 综 合 性 、 计 性 ． 学 生 对 机 械 工 程 产 设 是 品 的运 动 原 理 分 析 、 构 制 造 、 度 综 合 结 强 的一 次 实 践性 训 练 。 技 术 基 础 课 、 业 在 专 课 程 以及 市 场 需 求 上 ．课 程 设 计 起 到 了 承上启下的作用 ． 培养具有工程意识 、 为 创 新 意 识 和 综 合 设 计 能 力 的 机 械 人 才 打

不 足或严 重缺 失 ， 本课 程 的讲 解带 来很 多 闲难 。 给 ２ 教 学 内容 取 舍 不 当。 机 械设 计基 础 》 含 《 ） 《 包 机
ห้องสมุดไป่ตู้
１ 先修 课 程不 足 的问题 ， ） 主要 是 制定人 才 培养 方 案时， 由于 受 到人 才 培养 方 案对 总 学 时 的限 制或 者 制
前《 机械设计基础》 课程的教学主要是依靠教师的课堂 讲解 ， 尽管大部分学校采用了多媒体辅助教学 ， 但效果
却不 明显 。
２ 问题 产 生的原 因 与解决 办 法
础》 课程之前开设 ， 为学习《 机械设计基础》 课程作好充 分 的 知 识 准备 。但 目前 绝 大部 分 近机 类 、 机 类 各 １ 非 专业 在 开设 《 械 设计 基 础 》 机 课程 之 前 ， 修课 程 开设 先
王 振 宇
（ 阴＿学 院 交通丁程学院 ， 淮 ｌ 汀苏 淮安 ２ ３ ０） ２０３
【 摘
要 】 文章从《 机械 设计基础》 课程 的特点 出发 ， 全面分析 了 机械设 计基础》 《 课程教 学过程 中存在 的 突出问
题 ， 出了问题 产生的原 因以及解 决的 方法 。此方法经过 多年的教学实践证明效果显著。 指
械原理》 机械设计》 和《 两部分的内容 ，， ［１ ２内容多 ， ３ 涉及 面广 。很多 教材 在 内容上追 求理 论知识 的系统性 和 完
解需要有《 高等数学》 《 、工程制图》 《 、机械工程材料及 热加Ｔ》 《 、金属１艺学》《 一 、几何量公差与检测》 《 、理论
力学》《 、材料 力 学 》 先 修课 程 的知识 作 为 基 础， 才 等 人 培 养方 案 巾必 须 把 上述 先修 课 程安 排 在 《 械设 计 基 机