導語：如何才能寫好一篇機械設計與機械原理的區別，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞： 機械設計；綠色理念；環境保護

近些年，人們已經深切認識到環境惡化給人們的生活帶來的不利影響。這是因為人們無何止地開發與利用自然環境所造成的惡果。自然環境破壞、資源被過度消耗、環境發生嚴重污染，讓人和自然之間的關系達到了非常緊張的程度。對于環境污染，此前的機械設計理念負有一定的不可推卸的責任。而提倡綠色理念，就是改變傳統理念，讓機械設計更能適應環境保護的現實要求。

1 綠色理念機械設計綜述

可持續發展指的是一方面可以滿足當代人的發展需求，而另一方面又不至于損害后代人的需求能力。換言之，即是指社會、經濟、資源與環境的協調發展?？沙掷m發展有三方面的概念內容，一是平均分配內容，本代人公平分配與公平發展權；代際間的資源平均占有權；國家間的資源平均分配。目前存在的現實是，占全球人口25%的國家消耗了全球80以上的資源。二是技術發展內容，其核心價值體現是社會發展、人類經濟發展，都不能逾越環境與資源的承載極限。三是共同發展內容?？沙掷m發展屬于全球性的大目標，應當體現出持續性與共同性的發展原則。而從可持續發展的角度來看，綠色理念機械設計能夠有效解決機械設計影響公平與持續性發展的問題。設計過程中沒有生態環境危害或者生態環境危害極少，具有環境友好的優良特性，可以最大限度地將資源材料的作用發揮出來，能夠盡量使產品結構得到簡化，所使用的材料應用合理，讓產品中的每一部分零件盡可能地回收再利用。綠色理念下的機械產品在每一環節中消耗掉的能源也應當是最少。

2 綠色理念同傳統理念的區別

舊有的產品理念，在設計上主要考慮了產品在功能上的屬性，如成本、質量、壽命等，對于環境屬性考慮得比較少。依照傳統的理念所達到的產品，等到使用壽命結束之后，就會便為廢棄物，產生嚴重的資源浪費情況。綠色理念下的機械設計與舊有設計的重要區別就在于在設計構思時期便要考慮到機械產品的消耗以及回收再利用等有關環境保護方面的內容。原有的產品設計方案只考慮到成本、壽命、性能等項內容，在出現問題之后，才去想解決方法，很顯然，這樣的解決思路根本不能適應可持續發展的現實要求，基于綠色理念下的機械設計在設計時把環境要素考慮進去，擺脫了原來的簡單粗放型程序設計，建構出從數據庫到環境評價到設計開發再到包裝運輸的中心輻射四周式新型設計理念，更加利于所有設計環節的優化。

3 綠色理念對機械設計所產生的現實影響

3.1 關于材料設計

在產品的每一壽命周期，如設計、生產、利用、廢棄等每個環節，將材料影響環境的內容當作控制目標，實現材料控制與功能實現的同步管理，讓材料對環境的影響降到最低。首先，在產品的計劃時期，以產品的經濟性、技術性與環境性等指標進行產品可行性研究，選擇對環境產生影響輕微的材料進行利用。在機械設計時期，就要對每種預備應用的材料進行功能與經濟分析，使每一種材料都可以滿足便于拆卸回收的要求，對于產品材料的拆卸性能和回收性能，都應該建立系統數據庫，以便回收處理時能有理論依據。其次，選擇材料時應當重點關注那些可以自然分解或者易為環境所吸收循環的材料，凈化環境，降低機械產品對環境的壓力，盡量采用不加涂鍍的材質，盡量采用可以再生的材質，以方便回收利用。第三，要在前面的基礎上，研究利用新型綠色材料，綠色材料是指基于滿足一般功能的前提下，具有更好環境兼容能力的材料，綠色材料也被叫做環境材料與生態材料，其發展前景非常廣闊，比如輕量材料設計、長奉命材料設計、可降解材料的利用等。比如英國的ICI化學公司利用某種形式的微生物把丙酸與葡萄糖發酵為共聚型聚酯；意大利的諾孟特公司以聚乙烯醇和淀粉混合形成了新型生物可降解材料等，目前都已經在國內開發使用，取得了良好的環境保護效應。

3.2 關于環境設計

設計應該面向環境，應該從根本上避免污染的發生，以期節約能源，而不能等到發生環境影響再進行防治。應當在機械產品的設計時期，就從產品的可維護、可回收、可拆卸、可循環利用等方面進行環境安全性考慮。面向環境的機械設計理念，其中包括的學科很多，涉及到的知識面很廣泛。現在很多方面都處在持續的發展完善過程中，其中的主要技術有下列幾個方面，一是機械產品的建模描述，設計評價方法指標體系的構建。二是各可拆卸模塊的結構劃分及接口設計。三是建立環境影響指標的量化規則。四是對可回收產品構件進行分類識別系統的構建。五是系統研究綠色理念下的機械產品的設計方法理論。綠色設計理念對于機械產品形成的影響，一方面需要考慮到材料應用與環境保護，另一方面也要注意給機械產品加入新的研發活力，讓其功能思想得到設計上的實現，在工業設計與人機工程學發展的基礎上，讓機械設計進入到人性化階段。

3.3 關于提出功能思想

美國的社會學家麥爾斯曾經說過：“客戶所購買的并非是產品，而是產品所包含的功能?！彼岢龅倪@種功能思想，現在已經逐漸被人們所理解與接受，讓后來的機械設計人員充分認識到，能夠采取多樣化的原理或者結構來實現完全相同的產品功能，這帶給人們尤其是設計者本身的，實際上是一場思想變革，極大地拓展了設計視野。此前，人們設計機械產品時，最多地考慮到的是應用力學與數學方法進行機械研究設計，以合理的結構促成機械產品自身的完善，卻忽視了產品本身只是功能的載體這一本質。綠色理念影響下的功能思想，讓產品設計實現了突破，產生了很多新型產品，如激光打印機、數碼產品等等，這些產品對綠色理念本身是一種很好的回饋。

4 總結

綠色理念的應用屬于一項長期的發展目標，想要使這一目標得到實現，就應當徹底改變原來的傳統觀念。實現節約資源、保護環境的目標，讓機械設計工作人員和企業承擔更多的社會責任，讓人和自然實現和諧共處。

參考文獻：

[1]機械設計的新理念“綠色設計”[J].現代企業文化，2009（33）.

[2]賀志博，基于機械產品綠色設計的研究[].機電技術，2010（04）.

[3]趙紅、常立，機械產品綠色設計關鍵技術研究[J].硅谷，2010（13）.

[4]徐愛莉，綠色設計及其在石油機械中的應用[J].石油礦場機械，2007（07）.

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關鍵詞：機械 使用 創新 新趨勢

1 現代機械設計方式在包裝機械設計中的使用

目前我國在現代機械設計方式在包裝機械設計中的使用狀況，主要可以分為以下幾個部分：

首先就是針對包裝機械設計的理念上，主要是借鑒西方先進國家的經驗，把用戶的需求當作設計的首要目標，并且結合現代柔性設計以及模塊化設計的理念，一機多用或者通過更換少量零部件來完成不同功能的使用需求。

針對現代包裝機械的設計與現代機械設計其過程是基本一樣的，但是在設計的具體階段會有不同的側重點，例如說在總體設計的階段，需要全面的考慮包裝機械系統中的布局以及運動協調性、運輸和造型設計等。在對包裝設計過程中，模塊化設計也是一種較為先進的方式，其核心理念就是根據不同功能來分成是若干個模塊，通過不同模塊的各種形式組合來實現包裝機械的多功能以及系列化。這種設計理念的優點有以下幾點：

第一就是讓包裝機械的更新速度加快，在之前包裝機械的替代往往都是進行局部的更新換代，但是將這種新技術引進到包裝機械設計中就可以更為容易的實現局部改進；其次就是有效的縮短設計周期，如果當機械用戶提出新要求之后只需要更換模塊或者是制造新模塊就可以得到新的包裝機械機型來滿足用戶需求；第三就是可以便于維修，降低成本，同時使用性能更為穩定可靠。

除此之外，在針對包裝機械設計中的綠色設計理念，這種設計理念是將包裝機械設計的質量設計和制作設計、維修設計等綜合起來的設計理念，因為我國目前在發展水平上依然落后于西方先進國家，同時經濟增長方式較為粗放，這就要求我國針對包裝機械的設計需要考慮到安全性以及環保性等多方面的因素。

隨著科學技術進步和市場競爭越來越激烈，包裝機械的使用客戶提出的要求也越來越高。這種需求主要體現在以下幾個方面：第一就是提高機械生產效率來滿貨期和降低成本的需求；第二就是當包裝機械設備出現故障可以進行遠程診斷，第三就是有利于保護環境，降低噪聲和粉塵；第四就是機械成本降低。

現代包裝機械的設計主要包括了市場調研、對用戶需求進行分析、確定包裝機械功能、論證包裝機械可行性、制定機械設計方案，然后再到分析用戶效益和論證方案可行性、設計原理圖和結構，制定樣機，隨后進行技術驗證和制定售后服務方案，最后進行改進設計和系列化設計等。在這些具體環節中，市場調研是針對所有包裝機械基礎工作，只有通過市場調研才可以了解政策導向以及包裝機械行業的供求信息等。在確定原理方案設計過程中首先需要了解一些經典樣式的產品信息，了解機械中元件性能來簡化包裝機械的傳動性能，或者是使用躲電機拖動來縮短傳動鏈，對于包裝機械的傳統系統來說應該盡量使用現代化手段進行系統建模和動態優化。

2 包裝機械設計的創新

針對包裝設計需要由新穎性，也就是要求包裝機械的新型號等其結構特點與已出現的同等型號等有明顯區別；其次就是設計需要由先進性，新產品在性能上優于其他產品；第三就是要求設計的實用性，需要讓包裝機械新產品可以有更廣闊的使用范圍和市場前景。

針對包裝機械的創新設計不可以僅僅依靠測繪或者仿繪國外產品的方式，一定要在設計理念上進行改進或者提高。針對包裝機械的創新設計，首先需要大量參閱國外資料以及先進機械。針對一些選定的機型要全面分析其性能中的優劣，更重要的是要吸取其設計理念中的內涵。針對任何機械設備的設計，都需要從工藝以及關鍵環節和部位入手。針對包裝機械的創新設計更是需要如此，首先從工藝和關鍵部位入手做細致的設計分析來找到創新點。

目前隨著虛擬概念的提出，計算機輔助設計以及三維設計等新技術等都融入到了包裝機械設計的過程中。虛擬設計以及虛擬制作技術就是指將包裝機械的各種機器元素等都存入到計算機中，然后將圖紙進行數字化后輸入到計算機中，既可以得到三維模型，然后再將包裝機械進行生產時的數據和指標都輸入到計算機中來演示實際生產中的能力、產生廢品的數量等。

3 包裝機械設計新趨勢分析

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關鍵詞：機械設計;教學改革;技能訓練;工程素質

作者簡介：曾珠（1972-），女，重慶北碚人，重慶市工業職業技術學院講師，研究生，研究方向為機械設計基礎，夾具。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1001-7518（2012）05-0041-02

在高等職業教育地位日漸明確、作用日漸突出的當今時代，高等職業教育如何與普通高等教育相區別，如何實現高等職業教育本身對于社會和國民經濟的積極作用成為教育界內外人士共同關注的問題。作為一名從事高等職業教育工作的教師，筆者認為，必須在教育教學方面有所突破，站在一定的高度上，實行積極有效的課程及教學改革才是解決問題的出路。

一、《機械設計基礎》課程的相關問題分析

《機械設計基礎》是高等職業院校機電相關專業必修的專業基礎課程，既居于基礎性的地位，又帶有較強的專業色彩。長期以來，由于受到了普通高等教育的影響，高等職業院校在進行該課程教學中，也存在較為嚴重的問題：

（一）學術化傾向

高職院?！稒C械設計基礎》課程的學術化傾向體現在教材上表現為教材中概念、理論占有相當大的比重；表現在課堂上，就是教師在講課時講授了過多、過深的理論知識。實際上，這是沿用了普通高等教育的傳統教學理念，其培養目標是將學生培養成為具有一定學術素養的高級知識分子。這樣的教學模式與高等職業教育實際并不切合，也與高等職業教育培養目標背道而馳。其直接結果就是如果學生按照現有教學模式認真學習的話，只會導致畢業的學生高分低能，到實際工作中將會遇到很嚴重的問題，必須從頭學起，即使對于時間的浪費，也是教育資源的浪費，還會影響到此類院校畢業生的出路，進而危及院校本身的生存[1]。何況面對高深的理論，并非所有高職生愿意并且能夠坐下來認真攻讀，而造成教學無效呢？這也是資源浪費。

（二）落后枯燥的教學手段

我國的高等職業教育起步較晚，教學方面多數情況下也是沿用傳統教學手段，僅僅依靠干巴巴枯燥乏味的圖紙和黑板粉筆等傳統教學媒介落后的教育教學手段，對于學生來講宛若聽天書，需要充分發揮想象力才能夠理解，對于教師則需要花費很大的氣力來備課講課布置作業，教學效果也不好。對于《機械設計基礎》這樣的課程來說，雖不能完全排除其理論內容，也不能將理論看得太過于重要。畢竟，高職生未來的工作并不要求他們有太高深的理論知識和素養，而是側重于技術能力和實際操作能力以及相應的技術創造創新能力要求。本課程的教學手段也應該適應這一要求。

（三）忽視學生能力培養

長期以來，由于受上述問題的影響，高職院校《機械設計基礎》課程只看到了其基礎性而在學生能力培養方面存在著軟硬件都較差的問題。從軟件方面來講，教學內容安排、教學手段、教學階段以及教師的教學思想都沒有充分重視到學生能力培養問題。一些教師認為《機械設計基礎》無非就是一門基礎課程，只要講清楚基本理論知識就可以了……完全無視基本能力培養也是其重要方面；從硬件方面來看，高職院校機電專業要么沒有與時代同步的實訓教學儀器設備，要么即便有也是安排其他課程來使用，《機械設計基礎》幾乎沒有機會帶學生實際操作和訓練。這就與教育部16號文件中培養實用型高技能人才的要求存在較大差距。

簡單來說，以上問題可以歸納為人才培養模式和手段以及教學環境三大方面的問題。

隨著時代的發展和技術的進步，社會和用人單位的需求在變化，本課程高職階段的教學就必須相應作出改變和更新。

二、《機械設計基礎》課程改革的思考與實踐

鑒于以上問題，《機械設計基礎》課程改革就成為當務之急。依據相關部門的精神，高等職業教育的培養目標是具備某一特定職業或職業群所需綜合職業能力的，為生產和管理第一線服務的應用型、技術型人才[2]。其工作的主要特點是將設計、規劃、決策轉化為現實產品等物質形態，或對社會產生具體作用。這種培養目標直接決定著課程內容和課程標準。

筆者認為，《機械設計基礎》課程改革應該從以下方面著手：

（一）教學內容體系改革

《機械設計基礎》課程的教學內容有通用機構、零部件等的基本概念、運行原理，傳動和滑動軸承等運作基礎知識、聯軸器與離合器工作原理等。根據學生層次和接受能力的不同，應該有所區別。比如，基礎較差的學生、稟賦偏高的學生與中等的學生在具體的感知能力、理解能力與接受能力都存在差異，則教學中雖不可能做到面面俱到，也應該考慮到照顧多數學生，不能為了照顧后進而忽略大多數人，也不能為了引導先進而對那些學習本課程存在障礙的學生棄之不管。那樣的話既有違公平，也不是高職院校的教育方向。

《機械設計基礎》課程的教學內容體系的改革重點可以考慮：

1.過時落后內容的刪減。不可否認，《機械設計基礎》課程是一門具有悠久歷史的課程，曾經在大中專院校開設多年，本科教育機電專業也要開設。但正是由于這一原因，才導致教學內容體系存在許多陳舊、落后的東西，對于當今機電行業來說，機器設備越來越精密、計算機遠程控制（即數控）技術越來越先進，高職院校教學如果依舊停留在過去的教學內容中，明顯不合時宜[3]。此類內容不加刪減對學生造成的影響就將是他們難以適應新的機電行業要求，沒上崗就會被淘汰。所以刪減是必須進行的。

2.純理論部分的壓縮。不能否認，《機械設計基礎》課程原有內容中存在大量純理論內容。這部分內容對于學生來講，尤其是高職高專學生而言，理解起來相對較難，并且除非繼續進入更高一級學府深造，未來的實際價值不大。作為機電類企業需要的并不是擁有多么深刻理論知識的口頭雄辯家，而是具有更強時間操作能力的應用性人才。企業也沒有那么多時間和精力以及金錢來對高職高專畢業生進行專業培訓，而且這一工作完全應該由學校完成。所以，純粹理論的內容不能完全拋棄，卻可以在一定程度上進行適當壓縮，使其被限制在一定范圍內就可以了。正如教育部文件所提出的那樣理論只要“夠用”就行，不必太高太深。

3.實訓體系的強化。對學生實際應用能力和操作能力培養的重要途徑就是實訓―在高度真實的環境中對學生進行各種機構、零部件的操作訓練，這將使學生得到現實的好處，就是理性知識與感性體驗實現了結合，能力得到了訓練和提高。因此，教學內容體系中的實訓階段不僅不能缺少，而且必須強化。要建立專業實訓場所，或者與企業建立良好合作關系，帶領學生參觀、見習，甚至直接上手演練。還要有明確的實訓計劃，數量充足、素質較高的實訓指導教師（可以外聘業內人士），每次實訓課程都要有實訓計劃書、任務書、過程記錄、實訓報告，教師和學生都有實訓日志之類資料存檔，從而充實并強化實訓階段教學[4]。

（二）教學方法手段革新

對于一門像《機械設計基礎》這樣的老課程來說，教學方法和手段的老化也不能小看。畢竟時間已經來到了21世紀，隨著國際國內形式的變化、經濟和社會的進步，學生相對于過去的學生不論是心理還是性格情況有了相當大的變化，對于教學方法和教學手段也提出了更高的要求，如果教學方法教學手段不能讓學生感興趣或者學生不能理解甚至教師不受喜歡也會直接導致學生精神上的罷課，教學效果自然談不上。況且當今教學教育的技術條件也有了很大改觀，《機械設計基礎》完全可以利用這些嶄新的技術如3DMAX、PPT、FLASH等多媒體技術實現教學方式的革命性變化，教師和學生之間就課程問題也可以通過互聯網或即時通訊軟件等多種新渠道和媒介，使教育教學完全可超越時間和空間的限制而達到一個嶄新的高度和境界。

從筆者自身進行《機械設計基礎》課程教學的實踐來說，這門課程的教學內容的確不能太過死板和教條，教學方法更要靈活機動，實訓極端非常重要。如果課程教學毫無新意，就要招致學生的不良反應，影響教師形象、更影響教學效果。經常使用自編講義，整合教材、添加不落伍于時代的新內容，使用多媒體教學，利用FLASH、PPT等新型教學方式，將僵死的東西動起來，使不便于理解的東西變得簡單，而且經常和專業課教師“爭搶”實訓室，甚至帶學生外出見習，從而課程受到學生熱烈歡迎，教學效果不斷提高?？梢姡瑢τ谟谢盍Α⒂谐瘹獾男率兰o高職生，就應該使用有新意、有創意的教學方法和手段，有革新才會有進步就是這樣的道理。

具體說來，教學上我在采用多媒體技術的同時，還將理論教學、現場教學、實驗教學等教學手段相結合。通過CAI在機械基礎教學中的運用，改進了教學方法，進一步提高了例如在講述螺栓聯接，齒輪傳動，輪系，帶傳動，鏈傳動和軸等章節的內容時，結合常見的桌椅、鐘表、汽車、自行車等很熟悉的事物，比較直觀親切，貼近生活實用，便于展開聯想思維，達到舉一反三的目的。

另一個體會就是設置具有綜合型、設計型的實驗和課程設計環節對于《機械設計基礎》課程相當重要：實驗課的內容比較多，而且比較散，安排兩個實踐性環節，實驗課和課程設計。一方面要求學生親自動手進行實驗，認真完成實驗報告。達到驗證、鞏固和加深對所學理論知識的理解，同時可以使學生獲得實驗技能的初步訓練。如機構簡圖測繪和減速拆裝，通過實驗熟悉和掌握各種機構的性能、特點和設計要求。課程設計可以安排三個階段：即總體設計及計算、裝配草圖設計和工程圖樣和說明書的編撰。在每個階段開始時，將本階段要做的內容和涉及到的細節通過課件講清楚，使學生知道方法和過程。這種課程設計環節對學生的設計訓練非常有效，有利于他們深入細致地掌握本門課程，也有利于他們鍛煉工程設計能力。

三、關于教師和學生的工程素質的研討

實際上，以上問題的出現還有一個不能忽視的背景，那就是師生工程素質問題。在一定意義上說，《機械設計基礎》課程教學中出現的諸多問題，都與教師自身的工程素質有內在的關系，也與教學中對于學生工程素質的磨練與培養的態度與重視程度有直接關系。（下轉第45頁）

正是由于本課程的部分任課教師本身缺乏工程素質或工程素質不高才導致教學中無法關注學生工程素質的培養[5]，也由于學生工程素質問題不受關注或沒有引起其足夠的重視，才使得許多高職生出了校門就面臨失業或者剛上崗就由于不能適應工作崗位而下崗，甚至一些人被迫改行做其他的工作，造成殘酷的社會打擊。這樣的事其實完全可以避免或將其降低到最小程度，出路就在于從思想上、態度上、教育教學過程中切實將工程素質培養問題放到足夠重要的位置上來，并采取切實有效措施，培養和提高師生共同的工程素質，這樣才能從根本上解決《機械設計基礎》課程存在的眾多弊病。

其實這一要求可以說是教師、學生的職業素質問題。因為《機械設計基礎》課程任課教師的職業素質就是除了教育教學能力以外最根本的就是工程素質，也就是說教師自己應該具有一定的工程資質如工程師高級工程師、機械師高級機械師等專業職稱，并且親自參與過相關工程就再好不過，換句話說有過機電相關行業從業經驗的教師來講授這門課程的話就會有明顯的不同，有別于科班出身的教師，那些具有行業資質或有從業經驗的教師必然更側重于行業需求和能力培養以及學生素質養成。這樣必然會給《機械設計基礎》帶來一縷清風，提升課程的教學效果，為學生就業，起碼是今后在校學習以及日后終身學習打下堅實基礎。

當然，《機械設計基礎》課程也未必必須到社會上、到企業中選聘教師，對現職教師的培養和訓練也是必不可少的，甚至可以同步培養老師和學生雙方的工程素質。比如到企業見習實習，選派教師帶隊甚至掛職帶隊就是一種較好的思路，教師可以既是帶隊教師又是企業工作人員，對于學生管理和教師自身工程素質提高都將大有好處。另一個想法就是可以由院校出面接攬相關工程，從設計到施工驗收，完全由院校和相關教師甚至有學生的參與，則同時有經濟效益，又鍛煉了教師、培養了學生，何樂而不為呢？這是一種較為理想的教學和培訓模式。

四、結語

只要開動腦筋、敢于創新、勇于進步，《機械設計基礎》課程就一定會解決現有問題，發揮應有作用，實現自身發展。

參考文獻：

[1]陳立德.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，普通高等教育“十五”國家級規劃教材（第三版），2007.

[2]李國斌.在機械設計基礎課程教學中培養和提高學生的創新能力[J].番禺職業技術學院學報，2007（9）：53-55.

[3]濮良貴,紀名剛，主編.機械設計[M].北京：高等教育出版社，第六版.1997.

篇4

關鍵詞：機械設計；新思路；淺析

Abstract: The author introduces the concept of sustainable development under the influence of green concept, green philosophy with the traditional concept of comparison。Finally, produce some impact on the mechanical design of the mechanical design of the green concept permeate.Analysis of Keywords: mechanical design; new ideas;

中圖分類號：TH122文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

機械產品引用綠色設計理念之后，一定會產生一系列的優勢，特別是中國融入國際市場后,對機械產品的綠色化會有更高的要求。雖然各個國家面臨的國情不同,發展水平不一致,但都有解決環境、資源和可持續發展的共同要求。雖然綠色設計方法在不斷完善和發展的,但要真正要實現機械產品的綠色設計,還需要社會各界人士廣泛參與進行更多的試驗與探索。以此來順應我國可持續發展戰略的同時，也能獲得更廣闊的國際市場，不僅為企業自身帶來效益，也為地球的生態保護提供了保障。

1 綠色理念機械設計綜述

綠色設計也可以叫做生命周期設計，環境設計或者是生態設計，它是指從產品的整個使用周期來考慮產品的一些環境屬性，比如可拆卸性，可回收性，可維護性及可重復利用性，并且將這些屬性作為設計的目標，而且同時也要保證產品具有應有的功能，以及滿足產品的質量，經濟和使用壽命的要求。綠色設計的核心就是不僅要減少材料和資源的消耗，減少排放有害的物質，還要使產品及其零部件可以方便的進行分類回收并且循環再生或者重新利用。

可持續發展指的是一方面可以滿足當代人的發展需求，而另一方面又不至于損害后代人的需求能力。換言之，即是指社會、經濟、資源與環境的協調發展?？沙掷m發展有三方面的概念內容，一是平均分配內容，本代人公平分配與公平發展權；代際間的資源平均占有權；國家間的資源平均分配。目前存在的現實是，占全球人口25%的國家消耗了全球80以上的資源。二是技術發展內容，其核心價值體現是社會發展、人類經濟發展，都不能逾越環境與資源的承載極限。三是共同發展內容?？沙掷m發展屬于全球性的大目標，應當體現出持續性與共同性的發展原則。而從可持續發展的角度來看，綠色理念機械設計能夠有效解決機械設計影響公平與持續性發展的問題。設計過程中沒有生態環境危害或者生態環境危害極少，具有環境友好的優良特性，可以最大限度地將資源材料的作用發揮出來，能夠盡量使產品結構得到簡化，所使用的材料應用合理，讓產品中的每一部分零件盡可能地回收再利用。綠色理念下的機械產品在每一環節中消耗掉的能源也應當是最少。

2 綠色理念同傳統理念的區別

舊有的產品理念，在設計上主要考慮了產品在功能上的屬性，如成本、質量、壽命等，對于環境屬性考慮得比較少。依照傳統的理念所達到的產品，等到使用壽命結束之后，就會便為廢棄物，產生嚴重的資源浪費情況。綠色理念下的機械設計與舊有設計的重要區別就在于在設計構思時期便要考慮到機械產品的消耗以及回收再利用等有關環境保護方面的內容。原有的產品設計方案只考慮到成本、壽命、性能等項內容，在出現問題之后，才去想解決方法，很顯然，這樣的解決思路根本不能適應可持續發展的現實要求，基于綠色理念下的機械設計在設計時把環境要素考慮進去，擺脫了原來的簡單粗放型程序設計，建構出從數據庫到環境評價到設計開發再到包裝運輸的中心輻射四周式新型設計理念，更加利于所有設計環節的優化。

3 綠色理念對機械設計所產生的現實影響

3.1 關于材料設計

在產品的每一壽命周期，如設計、生產、利用、廢棄等每個環節，將材料影響環境的內容當作控制目標，實現材料控制與功能實現的同步管理，讓材料對環境的影響降到最低。首先，在產品的計劃時期，以產品的經濟性、技術性與環境性等指標進行產品可行性研究，選擇對環境產生影響輕微的材料進行利用。在機械設計時期，就要對每種預備應用的材料進行功能與經濟分析，使每一種材料都可以滿足便于拆卸回收的要求，對于產品材料的拆卸性能和回收性能，都應該建立系統數據庫，以便回收處理時能有理論依據。其次，選擇材料時應當重點關注那些可以自然分解或者易為環境所吸收循環的材料，凈化環境，降低機械產品對環境的壓力，盡量采用不加涂鍍的材質，盡量采用可以再生的材質，以方便回收利用。第三，要在前面的基礎上，研究利用新型綠色材料，綠色材料是指基于滿足一般功能的前提下，具有更好環境兼容能力的材料，綠色材料也被叫做環境材料與生態材料，其發展前景非常廣闊，比如輕量材料設計、長奉命材料設計、可降解材料的利用等。比如英國的ICI化學公司利用某種形式的微生物把丙酸與葡萄糖發酵為共聚型聚酯；意大利的諾孟特公司以聚乙烯醇和淀粉混合形成了新型生物可降解材料等，目前都已經在國內開發使用，取得了良好的環境保護效應。

3.2 關于環境設計

設計應該面向環境，應該從根本上避免污染的發生，以期節約能源，而不能等到發生環境影響再進行防治。應當在機械產品的設計時期，就從產品的可維護、可回收、可拆卸、可循環利用等方面進行環境安全性考慮。面向環境的機械設計理念，其中包括的學科很多，涉及到的知識面很廣泛?，F在很多方面都處在持續的發展完善過程中，其中的主要技術有下列幾個方面，一是機械產品的建模描述，設計評價方法指標體系的構建。二是各可拆卸模塊的結構劃分及接口設計。三是建立環境影響指標的量化規則。四是對可回收產品構件進行分類識別系統的構建。五是系統研究綠色理念下的機械產品的設計方法理論。綠色設計理念對于機械產品形成的影響，一方面需要考慮到材料應用與環境保護，另一方面也要注意給機械產品加入新的研發活力，讓其功能思想得到設計上的實現，在工業設計與人機工程學發展的基礎上，讓機械設計進入到人性化階段。

3.3 關于提出功能思想

美國的社會學家麥爾斯曾經說過：“客戶所購買的并非是產品，而是產品所包含的功能?！彼岢龅倪@種功能思想，現在已經逐漸被人們所理解與接受，讓后來的機械設計人員充分認識到，能夠采取多樣化的原理或者結構來實現完全相同的產品功能，這帶給人們尤其是設計者本身的，實際上是一場思想變革，極大地拓展了設計視野。此前，人們設計機械產品時，最多地考慮到的是應用力學與數學方法進行機械研究設計，以合理的結構促成機械產品自身的完善，卻忽視了產品本身只是功能的載體這一本質。綠色理念影響下的功能思想，讓產品設計實現了突破，產生了很多新型產品，如激光打印機、數碼產品等等，這些產品對綠色理念本身是一種很好的回饋。

4 總結

近些年，人們已經深切認識到環境惡化給人們的生活帶來的不利影響。這是因為人們無何止地開發與利用自然環境所造成的惡果。自然環境破壞、資源被過度消耗、環境發生嚴重污染，讓人和自然之間的關系達到了非常緊張的程度。對于環境污染，此前的機械設計理念負有一定的不可推卸的責任。而提倡綠色理念，就是改變傳統理念，讓機械設計更能適應環境保護的現實要求。綠色理念的應用屬于一項長期的發展目標，想要使這一目標得到實現，就應當徹底改變原來的傳統觀念。實現節約資源、保護環境的目標，讓機械設計工作人員和企業承擔更多的社會責任，讓人和自然實現和諧共處。

參考文獻：

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[4] 徐愛莉，綠色設計及其在石油機械中的應用[J].石油礦場機械，2007（07）.

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關鍵詞：工業設計；機械設計；產品開發；方案；專業

一、引言

機械設計作為機械工程的重要組成部分，在我國高等教育中占據著重要的地位，相對于其他學科發展歷史較長，形成了比較完備的課程培養體系。然而，技術完善并不意味著必然獲得商業上的成功；與新產品開發設計密切相關的工業設計，在一定程度上反映了一個國家的工業技術水平[1]；我國的工業設計發展歷史較短，很多人對其本質及重要性認識不足，甚至存在很大的誤區。《普通高等學校本科專業目錄（2012年）》將“工業設計”（專業代碼：080205）專業設置在工學之下的機械類，對應于原工學學位的部分；而對應于原文學學位的部分則設置在藝術學之下的設計學類，名稱為“產品設計”（專業代碼：130504）[2]。新專業目錄要求工業設計專業學生具備相當的自然科學知識，尤其是機械學科的知識，以便為機電產品的創新設計提出切實可行的創新性方案。國內工業設計專業大多是在藝術類院系開設并發展起來的，時至今日也有很多高校仍然開設于藝術院系，因此在很多人的觀念中，工業設計就是外觀設計，是純藝術的專業，與機械關系不大。筆者認為這種觀點是錯誤的，至少也是不全面的。外觀設計絕不是工業設計的全部，把外觀設計等同于工業設計是不正確的。針對這一狀況，本文從機械設計與工業設計的角度分別闡述了新產品設計開發的一般程序，說明工業設計與機械設計的關系以及工業設計在機械產品開發過程中的作用和地位。

二、新產品開發設計的一般流程

1.機械設計的一般流程。從機械工程的角度來講，機械設計沒有固定的設計流程，需要視實際情況而定。機械設計的一般流程簡述如下[3]：（1）產品規劃：確定設計對象，展開相關的調研和預測，論證新產品開發的必要性以及可行性；明確設計目標完成設計任務書。（2）總體方案設計：根據設計任務書，進行功能目標分解尋求功能原理解法；擬定總體方案，進行執行系統、傳動系統等設計形成多種可行性方案。對各可行方案進行運動規律、機構型式、造型以及色彩等方面的設計。對各可行方案進行評價，選擇最優方案。（3）結構設計：擬定傳動系統、執行系統的具體方案。設計零部件的結構，確定零部件之間的相對位置及聯接方式；確定零件的材料、尺寸公差等技術要求。繪制總裝圖、部裝圖及零件圖，編制設計說明書。（4）施工工藝設計：進行加工與裝配工藝的設計。制定零件的加工工藝流程以及檢驗標準，必要時還需進行專用工具、夾具以及模具的設計。制定裝配、調試、性能測試的技術文件。確定產品包裝、運輸、安裝等方面的要求以及使用說明書。（5）改進設計：進行樣機試制并進行試驗測試，做出評定，提出改進意見。通過小批量生產試銷，獲取用戶的使用意見，進行改進設計。2.工業設計視角下產品設計的一般流程。工業設計視角下的產品設計程序目前沒有統一的定義，大多數學者的觀點是產品設計程序可以由如下四個階段組成：（1）確認需求：發現需要解決的問題，查閱相關資料；分析市場需求以及商機，制訂可行性計劃，并對融資問題進行研究制訂合理計劃等方面的準備工作。（2）研究分析：深入進行資料的收集與分析；開展市場調查、競爭產品分析、產業發展分析、預期消費群體等研究工作，進行產品造型意象定位以及形態分析，并考慮人因、產品結構、材料和功能等因素，研究與本產品相關的專利與法律文件，制訂詳細的發展計劃或設計規范。（3）整合發展：此階段由如下三部分構成：①構想概念發展：充分運用創意法則或相關工具，提出多種可行的解決方案。②造型整合發展：根據前期制定的設計要求進行產品造型設計，并進行視覺性篩查制訂出最佳修正方案；通過制作立體模型、運用評估以及細部修正等手段，最終確定產品的外形并且繪制外觀尺寸圖。③工程規劃發展：進行細部設計，獲取精確的工程圖面數據進而制作準確的功能模型。為保證數據的可靠性，需完成整體結構、材料以及使用性進行研究或者試驗。如果各項指標數據達到設計要求則可形成最終的工程技術資料，開展小批量試生產。（4）設計評估：這一階段的內容一般在造型整合發展過程階段同時進行。當構念、圖面以及模型評估時需依據先前制定的設計規范，運用恰當的評估工具或方法，篩選出可行方案；進行小批量試產試銷階段，需要通過使用情況調查或者市場接受度調查為大量生產以及營銷提供必要的準備工作。

三、工業設計與機械設計的關系

通過機械設計與工業設計視角下產品設計的一般流程的比較可以看出，二者在總體上是類似的，均始于需求終于產品，但是二者之間也絕不是可以相互替代的，在內容上也是各有側重。機械設計側重于應用自然科學知識來對機械的工作原理、結構形式、力和能量的傳遞與轉化方式、各個零件的材料和形狀尺寸等各個方面進行創新性的構思、分析計算并形成詳細規范的技術文件。工業設計狹義上是產品設計，是為了滿足某一特定要求，創造性構思出一個切實可行的解決方案，并且明確其采用的技術手段，涵蓋了一切使用現代化的技術手段進行設計、生產和服務的全過程。機械設計的產品規劃概念設計階段涵蓋了工業設計視角下產品設計的確認需求階段、研究分析階段、整合發展階段中的構想概念發展階段。二者完成的內容是一致的，但是產品設計更細致、更具體，論證更充分也更專業。機械設計的總體方案設計階段與結構技術設計階段對應于產品設計的造型整合發展階段與工程規劃發展階段，這一部分是傳統的機械工程師的工作領域，對相關人員的專業要求，需要扎實寬廣的專業知識和豐富的實踐經驗，是工業設計專業人員難以勝任的工作階段。機械設計的改進設計階段部分等同于產品設計的設計評估階段，二者相互融合效果更佳。在產品設計開發的整個流程中，涉及到機械工程、電工電子學、美學、心理學等多學科的知識。傳統的機械專業無法涵蓋以上的全部內容，尤其是美學、心理學。而無論是工業設計專業還是產品設計專業在自然科學知識方面則相對薄弱，如機械工程、電工學；雖然開設了相關課程但是在深度和廣度上，無法滿足獨立進行產品開發設計的全部需要。如果兩者能夠互相結合、取長補短則可以很好的完成產品設計開發的任務。工業設計專業人員可以避免自然科學知識深度不夠的問題，機械專業人員則可以解決藝術美學方面的不足。更重要的是，競爭已經由價格的競爭、質量的競爭進入到了設計的競爭，通過工業設計可以在現有的技術條件下實現產品的系列化與多樣化，滿足不同客戶、不同消費群體的個性化需求。畢竟在追求個性化的今天，單純的依靠機械設計很難提高產品的市場競爭力。

四、結論

通過分析可以看出，工業設計與機械設計是具有密切聯系的，二者如果能夠取長補短、優勢互補可以極大的提高創新活力，推動企業的發展和社會的進步。教育部2012年的專業目錄中界定了工業設計的工科性質，在培養方案設置上需要考慮開設機械原理、機械設計等機械專業的主干課程，盡管在深度和難度上還需要降低要求。另一方面，傳統的機械類專業，應適當開設一些工業設計方面的課程，至少是一些選修課程，同時不應排斥工業設計。這兩方面應該相互結合、相互促進、共同發展。

參考文獻：

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[3]朱龍英.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2012.

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關鍵詞 機械電子學 項目驅動課程 課程群

中圖分類號：G712.3；TH-39 文獻標識碼：A

1研究背景

2012、2013、2014、2015連續這四年以來，高職機械電子學專業的畢業生的工作與所學專業的相關性均低于全國其他高職專業的平均水平。換句話來說就是近四年來的高職機械電子學專業的畢業生在畢業之后大部分人從事著與學校所學專業幾乎無關的工作。因此，高等機械電子學專業的人才供給與市場需求之間還存在很大的偏差。分析出現這種偏差的原因，在很大程度上是因為高職院校機械電子學專業的課程設置已經不能適應當今的經濟發展與社會需求了。所以各個高職學院的機械電子學專業要根據目前的市場和社會需求、重新確定專業定位，全面的整合教學內容， 選擇能夠提升學生就業潛力的課程內容。

2高職機械電子學專業教學內容的選擇與課程體系的構建

2.1選取專業課程內容的方法與原則

2.1.1選擇不同的課程模式來安排專業課程

在課程安排中可采用“以專業化生產過程為課程安排主線”、“圍繞生產項目組織課堂教學和實訓”以及“以職業實踐為導向安排課程”等不同的模式來安排專業課程內容、在教學過程中采用案例式或者實例式教學。

2.1.2在課程選擇過程中遵循實用原則

在課程選擇過程中要安排好“描述性知識”和“程序性知識”這兩部分的教學內容?！懊枋鲂灾R”主要用來說明事物的各種性質、特征以及狀態，通常用來區別和辨別事務?！俺绦蛐灾R”是只能借助某種具體的作業形式間接推論其存在的知識?！懊枋鲂灾R”用來解決“是什么”的問題而“程序性知識”解決“為什么”的問題。

2.1.3要改變課程內容選擇的標準

高職機械電子學專業的課程選擇要從原來力求單一學科知識的完整性逐漸向諸多相關學科知識的綜合性轉變。例如《機械設計基礎》這本教材的課程內容可綜合機械原理、機械設計、接口技術、機械工程材料等內容，在課程實施過程中按機械設計的過程組合上述內容的教學。

2.2專業課程內容綜合模式

2.2.1綜合基礎專業課程

高職機械電子學專業的課程包含了機械制造、電子技術、計算機技術等模塊的基礎知識。傳統高職機械電子學專業的課程安排中每個模塊的基礎知識都要由幾門相關專業基礎課程來完成。具體分析這些相關專業的教材，會發現其具有將這些課程綜合的條件。例如機械制造技術這個模塊的基礎知識一般由機械制圖、計算機基礎、計算機繪圖、機械設計基礎、公差配合與技術測量、電工學及工業電子學、工程力學、機械原理、等課程組成。基礎專業課程綜合中可將計算機基礎和計算機繪圖這兩門課程綜合；將機械原理、機械設計基礎以及機械制圖這三門課程綜合。

2.2.2綜合核心技術課程

高職機械電子學專業在新的就業形勢下要做到針對職業崗位安排教學內容。核心技術課程的課程內容安排要以核心技術為主線緊密的結合起來，綜合為一門新的技術課程。由核心技術組合的課程不僅包含基礎含理論知識，也包括理論與實踐相結合的教學內容，具體如何組合就要根據各個高職院校的具體情況而定。例如：數控機床操作這個崗位是所有機械制造企業比較重要的崗位之一，以數控機床操作為核心技術可供綜合的課程有：機械材料基礎知識、零部件加工及裝配工藝、計算機編程設計。如果高職學生能夠認真學完這一綜合課程之后，在企業的生產實踐環節進行練習操作，畢業之后就能勝任數控機床的編程以及操作工作。

2.2.3綜合核心技術與支撐技術課程

核心技術是專業技術的核心，而支撐核心技術的支撐技術普遍屬于專業基礎。如果將核心技術與支撐技術以及其他的相關課程綜合，打破高職機械電子學專業傳統的三段式課程設置，形成一種新的課程設置模式，或許會為高職院校學生的培養提供新的方向。目前國內外有不少學者在探討打破基礎課、專業基礎課以專業課這三段式的傳統課程結構的可能性以及利弊。許多學者主張將專業課與專業基礎課綜合起來，形成基礎課和專業課的模式。這種綜合核心技術與支撐技術課程模式的教學能夠使學生投入更多時間學習專業課。

3實施高職機械電子學專業課程建設的措施

3.1重視課程的個體差異， 實行開放式教學

在機械電子學專業的課程安排中選擇應用性、操作性以及技術性強專業課程，在專業課程的教學計劃中針對市場需求的某種能力進行有目的的培養，根據培養目的組合課程模式。這樣高職院校畢業生就能夠滿足社會上的職業需求，從事與所學專業相關的職業。

3.2 在教學過程中要嚴格控制教學質量

由機械電子學產業界、機械電子學專家、學校的管理層、相應專業的教師等編寫機械電子學課程大綱，然后由專業任課教師根據課程大綱實施教學。在教學過程中，要有完整的嚴格的教學管理制度來保證教學質量。

3.3實施措施控制課堂教學質量

各高職院校要加強對專業課教學質量的監督和評估。建立一套適合本院校的、有理論依據的、具體可行的評價機制，并通過考試等各項措施及時反饋專業課的教學質量信息。

3.4積極發揮教師在專業課程建設中的作用

在高職機械電子學專業課程的建設中，不僅要有效發揮教師隊伍的帶頭作用，而且要培養大量的能夠把理論知識與實踐過程結合起來的教師隊伍，鼓勵他們積極投入到課程建設和課程改革中。

參考文獻

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1.教師按章節授課，把每章知識孤立分割教學，學生知其然而不知其所以然，所學的知識在學生腦海里是雜亂無章的，無法提起學生的學習興趣。

2.教學手段和方法仍存在不足。雖然CAI等教學課件的引入提高了課堂容量和課堂效率，但從培養學生能力尤其是創新能力上看，效果不顯著。

3.重視理論，重視知識的培養，重視教師的主導作用，因而對綜合分析能力、實際應用能力、創新能力的培養不足，學生主動學習精神較差。

二、機械設計系統教學法研究

系統教學法是以具體機械設備（項目）為背景；以學生、項目和實際經驗為中心，而不是傳統的教師、教材和課程。把整個課程內容在一臺具體機械設備上得到有機的整合，使機械設計各章節內容與課程體系銜接地更加緊湊、順暢。學生開始接觸課程就了解了科 學、嚴謹的設計思想。教師在授課過程中根據相關章節的零部件在機械設備中的作用，通過結合具體實物講述，使學生對相關內容零部件的作用產生較高認識，對每一個零部件的理解與選擇，必然會達到“學有所用”的要求。系統教學法課堂理論教學以改變過去傳統單獨各章節的分散學習，知識體系雜亂無章，使學生出現“知其然不知其所以然”的現象。通過對這些基本內容的學習去掌握有關的設計規律和技術措施，從而使學生具有設計其他通用零部件和某些專有零部件的能力。系統教學法特點：①系統性。整個課程內容作為一個系統，每個章節內容作為要素。②典型性。具體機械設備包含大多數機械設計課程的知識。③目的性。學習通用機械零件的設計與選型。④科學性。根據學生理解具體情況，靈活掌握、實施教學。⑤直觀性。設備結構和各個零部件的作用一目了然。⑥應用性。應用書本理論直接解決設備失效的問題。⑦關聯性。充分體現各個零部件相互關聯關系。

三、機械設計系統教學法實踐

“系統教學法”的核心是一臺具體機械設備，具體如何實施教學，可以根據具體情況靈活掌握。設備應具有形象化、具體化的特點，與傳統教學中的舉例有本質的區別，是把整個課程知識作為一個系統，而系統又是以一臺具體設備而體現的，各章節的知識通過設備零部件的設計和選型來學習。設備零部件具有形象化、具體化的特點，以提升絞車作為一臺具體設備實例教學。課程教學前，學生首先通過視頻了解這臺設備的用途，然后到實驗室參觀，讓學生確實感受到設備的外形。教師上課根據視頻首先介紹其工作原理以及各個部件的功能和作用，讓學生清楚認識到學習這門課程的目的就是要學會這臺機器的設計。在教學中要始終貫穿“使用場合—失效形式—受力分析—強度計算—結構設計”這一主線，本課程的學習分成三個單元進行，機械零件的疲勞強度設計和主要零部件，諸如齒輪傳動的強度計算、軸的設計、滾動軸承的選擇及組合設計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內容列為重點內容作為減速器的重要組成部分，作為第一單元知識，在課堂上重點講授；而把比較易于理解的某些章節，如機械零件常用材料和選擇原則、過盈連接、摩擦輪傳動等列為一般性內容，安排學生自學。第一單元———減速器。①減速器原理。強調是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，是一種相對精密的機械，用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要。設計減速器時，應根據工作機的選用條件、技術參數、動力機的性能、經濟性等因素。②齒輪。通過視頻和圖片，讓學生理解齒輪的失效形式，然后講解制造齒輪需要材料和熱處理、齒輪的受力和強度計算、齒輪的加工精度和效率、齒輪的和齒輪的設計、材料、加工熱處理。③軸。根據減速器中軸具體結構進行教學，還要結合齒輪的結構和受力分析講授軸的結構，對軸的設計、材料、加工工藝、熱處理和精度公差要結合實際詳細講解，并對軸的失效形式和國內外最新維修方法進行介紹。④鍵連接。結合減速器的齒輪和軸進行教學，解釋鍵的作用，重點學習平鍵和花鍵的選型計算和實效形式，其他類型的鍵作為擴展知識進行介紹。⑤軸承。結合減速器的軸系，解釋軸承的作用，介紹軸承的種類，重點學習軸承的選型計算；結合減速器的工作特點學習軸承的和實效失效形式。⑥螺栓連接。以減速器箱體的各種螺栓為例，學習螺栓連接的種類、應用特點和使用場合、預緊力的作用、防松的措施、引伸學習螺栓的強度計算和提高強度的措施。第二單元———提升絞車其他部件。①聯軸器。首先根據提升絞車介紹各個聯軸器的作用，重點學習聯軸器的選型設計，聯軸器的種類以自學和課堂討論為主。②剎車器。教師簡單介紹提升絞車中剎車器的作用和類型。第三單元———機械其他知識。①帶、鏈和蝸輪蝸桿傳動。學習這部分知識時，要把這三章內容進行整合，改變過去按章節分別教學的方式。首先采用對比法進行教學，就是以齒輪傳動為參照物，重點介紹三種傳動的特點、應用場合，然后再分開單獨學習。②摩擦、磨損及。學習時以減速器為例，講解摩擦和磨損的危害以及的作用。重點學習劑的選用和方式。③機械零件強度。結合齒輪、軸和軸承的失效形式，學習材料的疲勞特性；結合齒輪、軸和軸承的工作中的受力形式，學習交變應力特性。要通過具體減速器齒輪、軸和軸承的失效案例，使學生掌握零件疲勞破壞的危害。

四、結語

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【關鍵詞】三維建模；國家標準；繪圖能力；空間想象力

1.引言

工科機械專業高職學生在學習機械知識時，鑒于其初學以及對機械結構沒有感性認識，加之自身基礎較差，學習中往往存在很多困難，久而久之就會導致學生學習積極性的下降，課堂教學效果變差。三年高職學習下來后，在校學習的內容就忘得所剩無幾了，這給以后工作及學生以后發展帶來很多阻礙。利用什么方法，可以在主要專業課程教學前，使學生先行接觸一些機械零部件及其常識，在產生一定的感性認識后，再進行后續課程的學習，以提高學習效果，是擺在每一個職業教師面前的一大難題。筆者在三維建模教學中，不僅僅教授三維建模知識，而是在三維建模的同時有意識的對機械知識進行教學，發現對學生獲得機械感性知識及后續課程學習有很大幫助。

2.運用國家標準，提高機械制圖作圖能力

高職機械專業學生，其中一項職業能力就是要求學生能熟練運用機械制圖方法，完成符合國家標準的機械圖樣。然而，由于傳統教學方式中的某些缺憾，學生畢業后往往不能拿出一張合符標準的機械圖，主要表現是學生對機械制圖國家標準掌握不好，如線型運用不對，表達方法不好，標注不符合規范等。在三維建模教學中，有意識的讓學生對實體建模后，利用軟件可以快速自動生成二維平面工程圖的功能，要求學生還要生成一張標準的二維平面圖。在這個過程中，當學生出現不符合國家標準的情況時，及時的、一對一的指出并要求其修正。在教學實踐中，一般一次課作一次這樣的練習，經過一個學期64學時的反復訓練、強化，學生基本上能對國家標準熟練運用，如一幅標準圖樣的格式，包括圖框格式、標題欄格式及明細表的格式與填寫等，各種線型的正確運用，各種表達方法如視圖、斜視圖、局部視圖及剖視圖的運用等，各種簡化畫法和正確的標注及其含義都能較好的掌握。這給后續課程的學習奠定了很好的基礎，作圖能力大大提高。

3.三維空間想象能力的提高

人們常說，機械圖樣是工程界的“語言”，機械設計、加工、檢驗以及裝配，都依據二維機械圖這樣的“語言”進行交流。熟練、正確的閱讀機械圖樣，是每一個工科機械類學生必須具備的基本技能。在閱讀機械圖樣時，三維空間想象能力至關重要，如果缺乏空間想象能力，不僅繪制不好機械圖，就是讀懂機械圖也十分困難，這對空間能力差一些的學生來說就更是如此。要完成這一任務，必須對學生進行由空間到平面，由平面到空間，再空間到平面……，如此反復訓練方可完成，這種做法，也是符合人類對一事物的認識規律的。

要提高學生識圖的空間想象能力，僅靠機械制圖課程來完成這一任務相當困難。只有較少的學生能閱讀簡單機械圖樣，而多數學生不能正確閱讀，若機械圖樣更復雜一點，則看懂的人就少之又少了。

CAXA實體設計，由于其軟件本身易學易用的特點，三維建模的學習，用少量的時間就可以完成基本操作，然后主要是各種建模。較好的做法是，初期學習時，給出的是具有立體感的軸測圖，要求學生對其建模，這一階段主要是訓練其三維軟件命令的用法；爾后給出的則是由易到難的平面圖，要求學生對其建模，這除了進一步熟悉命令外，更重要的作用是進行空間想象力的訓練。在這個過程中，學生首先要讀懂二維平面圖，如果他有些沒搞懂，他會思考、探索，同學間會交流，若還有問題，就會問老師，通過老師講解，以及后來繪制出的三維模型，他會明白二維平面圖對應的三維模型的真實情況，在這個過程中，學生還會反復的觀察、比對二維平面圖和三維空間模型，以期發現它們的內在聯系和規律。這一過程，實質就是由平面到空間，由空間到平面的反復再現。經過若干次的反復訓練，不斷的對大腦進行刺激，三維模型投影的二維平面圖形狀及二維平面圖對應的三維模型，就會在其頭腦中形成條件反射，讀圖能力得到很大提高，即便是難一些的平面圖，通過其思考，推敲和比較，調動其大腦中儲存的相關信息，也能正確的把三維形狀想象出來。

自2008級開始，我校機械類專業在機械制圖課程，均開設了CAXA實體設計，進行三維建模教學，從實際的教學效果看，學習了三維建模的學生，其讀圖能力遠超在沒有進行這方面訓練的學生，讀圖正確率達到90%以上，空間想象能力大大提升。

4.對掌握機械零件結構的影響

真實的機械零件與機械制圖中教授的機械模型，存在很多區別。這主要是由于毛坯生產、機械加工或是裝配工藝的原因，導致實際零件與模型有差異。在三維建模的學習中，作為練習的平面圖，一般都是零件圖，學生在練習建模時，會接觸到如退刀槽，砂輪越程槽，中心孔，沉孔，盲孔，拔模斜度等等機械零件中的常用工藝結構，這些結構對于沒有進行建模的而言，其形狀和作用往往是模糊的，就算是通過后續課程的學習，也不一定能掌握好，并且可能會因此影響到后續課程學習中更為重要的知識的接收。通過三維建模，學生接觸到了這些結構，并把它繪制了出來，對這樣的結構產生了一個真實的印象，它的作用也搞得明明白白，甚至象箱體類零件中用于加工定位的工藝孔，裝配時為保證上下箱體準確對齊的用于定位的孔也都清清楚楚，并能把它們和連接上下箱體的螺孔區別開來。

由此可見，通過不斷接觸，仔細推敲，動手操作，其機械常識在此構建，教師在后續課程教授過程中，涉及這些時，就不會因為這些“細枝末節”的東西，成為學生學習上的障礙，學生就會有更進一步的時間去掌握更為重要的、當時需要掌握的知識。

5.提高裝配體的閱讀能力及了解機構工作原理

在機械設計和機械維修時，經常需要由裝配圖拆畫零件圖；在生產過程中，我們也常常需要閱讀部件裝配圖；在高職學生后續課程的學習中，如講液壓閥，或是機械加工設備等都要閱讀裝配圖。裝配體的閱讀要求是了解部件的構造、性能、工作原理，裝配關系和拆裝方法，讀懂各主要零件的結構形狀及在裝配體的作用。裝配圖的閱讀能力如何，在很大程度上影響其后續的專業基礎課和專業課的學習效果。在后續課程學習中，往往講述的是機械部件的性能及工作原理，這是建立在學生已經掌握了裝配圖閱讀，或是教師默認學生已經了解裝配圖的構造的基礎上的。然而，如果學生前期課程學習得不好，沒能把裝配圖讀懂，則教師的授課目的就達不到。因此，能否讀懂裝配圖就非常重要。

如何才算真正的讀懂了裝配圖，教師怎樣才能知道學生讀懂了裝配圖，如果能否正確拆畫零件圖，或是能將裝配體的零件進行三維建模，就算是真正的讀懂了。

CAXA實體設計提供了將三維零件裝配成部件的功能，其裝配是否正確，或是裝配體在運行時是不是會發生問題，該軟件還提供了干涉檢查及仿真動畫的功能。

在CAXA三維建模中，學生根據教師給出的裝配圖，先繪制三維零件圖，再利用軟件提供的裝配功能，將其裝配成部件裝配圖，如果通過了仿真動畫的試運轉檢查，那么說明閱讀的裝配圖沒有問題，否則就會有，這就會促使學生再次仔細推敲，是哪里出錯了，以便進行修改。如此反復，學生的裝配圖閱讀能力就會大大提高，為以后學習掃清障礙。

在裝配體中，還涉及裝配結構的合理性問題，如兩零件接觸面在同一方向上只允許有一對面接觸；軸上零件的定位與固定；方便拆裝的結構、操作空間等。教師若能在學生作裝配練習時，將涉及到的這方面的問題進行講解，則會因為有直觀的“實物”，而使空洞的問題變得實在，易于理解，在其后續課程學習中遇到這些，它已經不是問題了。

教師在學生三維建模中，如果有意識的對裝配體的工作原理進行講解，學生還會建立起根據裝配圖初步了解其工作原理的能力。

6.結語

三維建模在學生大量接觸機械知識之初，就使其在虛擬的空間中接觸機械零件及部件，并且通過其自身的努力，對零件加以大量的想象，通過建模，將想象中的實體再現出來，使其理解國家機械制圖標準，建立三維空間想象力，理解零件結構及部件裝配方面有很大幫助。不僅如此，學生在學習三維建模過程中，還會培養其獨立思考的能力，自主探索的能力，學習接受新知識的能力；更可以激發其學習的積極性和主動性；另一個重要影響是，確立了他學好新東西的自信心，解決問題和戰勝困難的信心。這些對學生來說，都是終身受益的。所以，在機械類專業中開設三維建模課程，其意義不僅在于三維建模本身，而更在于其背后所挖掘出來的學生潛力，所教給他的解決問題的一般性思維方法。

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關鍵詞：教學方法；課件和板書設計；課堂節奏掌控；能力培養；提高教學質量

引言

《機械設計基礎》屬于機械類本科學生必修的一門專業基礎課，屬于重要的課程之一，使機械專業學生對機械的零部件和運動方案有一定的認識和設計方法的掌握。《機械設計基礎》主要為《機械原理》和《機械設計》簡明合訂本，學時通常理論為64學時甚至更多，另外還有2-3周的課程設計時間，內容多且有相當的難度和深度，對于學生理解和運用的知識要求高，章節貫穿連續，不拘泥于書本知識，這就需要授課教師需要有一定的功底、系統的、連貫的、全面的進行講解，因此這門課程的講授對教師提出了更高的要求。

1.備課

1.1備課內容

課前備課尤為重要，備課首要內容有三個依據：第一是了解教學大綱要求及內容；第二是依據課本內容并做適當擴展；第三是結合當前行業水平和最先進技術融入教學中。這樣既可以保證學生學習到規定的內容，又可以將知識應用在升學的專業課考試和工作的實際應用中，突出教學方向。

1.2教案和課件設計

針對機械類學生，教案方面的設計盡量采用簡圖和方便板書的文字，板書環境下畫圖較為浪費時間，效率低且不容易完成教學任務。所以在綜合分析后認為應用多媒體教學符合教學趨勢，授課效率高，吸引學生注意力并使學生對本課程產生興趣。但在使用多媒體教學時，也并非說不采用板書，在做課堂例題和習題時板書仍是必不可少的。

多媒體教學多以教學課件（PPT）為主，在調查中發現，通篇文字的課件很難讓學生理解，并且容易造成教師的照本宣科的習慣，學生也無興趣對文字進行內容研究和分析。因此，教學課件中以圖文并茂的形式展現是較為受歡迎的，不但可以加快對知識的理解，更加使知識容易牢記，提高教學質量。另外，在教學課件中添加簡短的視頻和動畫可以使教學效果更好。因為《機械設計基礎》以機械運動和機械設計為主，所以視頻和動畫在演示機構運動時的效果遠遠優于圖片和文字。

2.課堂講授

2.1開課前引言

正式上課后，教師用2-3分鐘的時間，先進行上次課的內容回顧，此環節極為重要，既可以使學生回憶起上次課的內容，更主要的是可以加深對知識點的記憶。然后再從當前學科或社會的應用技術作為切入點，介紹前沿技術引申到課堂內容上，并說明本次課的重點和難點。這種方式雖然占用了課堂一定的時間，卻能把學生的注意力和興趣快速吸引到課堂上，并且給予學生剛上課時狀態不穩定一定時間的緩沖，對保質保量完成課堂教學起到促進的作用。

2.2課堂互動及氣氛調節

進入正軌內容講授的時候，教師不時的應用引導的方式進行講臺上下的互動交流，對于理論講解和公式推導采用啟發式互動講解，到重點難點是及時詢問理解的情況。課堂互動不但可以帶動學生學習的興趣和積極性，更主要的是使教師掌握了學生對知識的了解程度，起到評估教學質量的作用。

2.3課堂重、難、疑點強調

課堂上突出重點時應提高語氣并用重音重復強調，以提高學生的重視度。難點可以從多個角度和不同場合進行解釋，促進學生的對難點的理解。疑點通常出現在概念不清晰，分類不明確，易混淆的內容，只需將彼此的區別和特性進行對比即可使學生清晰明確。

在實踐教學中，發現此類例題用板書一步步引導學生共同解題，共同發現錯誤，共同解決錯誤的教學方法極為有效，學生對重難點的掌握更為牢靠。

2.4課堂總結及預習

在授課結束時，用簡單的形式對此次授課內容進行總結，包括知識要點等。總結這個環節也是非常重要，使學生學習的知識深入淺出，提高了對知識掌握的深度和全面性。

在下課前可以進行下次課將要講授的知識點進行扼要的說明，并點評重、難、疑點。下課前預習主要是使學生對知識的連貫性更加深刻理解，還可以使學生在課后預習時有明確的方向。

2.5課后總結

課后總結為經驗的積累，教學方法的優缺點總結下來，對以后的教學避免彎路和錯誤有極大的幫助，從而可以持續提本課程的高教學質量。

3.考勤與作業

3.1考勤方式

學生可以接受課堂知識的前提是來到課堂學習，因此考勤第一個作用是了解學生的出勤情況和個別學生的學習狀況。期末評定成績時通常有平時課堂成績和考試或考察成績，考勤的第二個作用是評定期末課堂出勤成績的重要證據之一。平時成績較低則期末總成績就會不高，因此會使部分邊緣狀態學生出勤上課，考勤的第三個作用就和成績掛鉤的威懾力。

3.2課后作業

課后作業通常以課后習題和教師自擬作業題為主，作業題盡量突出本次課程的內容的運用和理解，并且在不同環境下，多個角度的多類型作業題。在實踐教學研究中，采用小組式作業布置，即不多余6人一組進行課后作業的解答，每組作業題目不同進行布置，題目可以為小組自擬，既避免了抄襲情況，又充分給予學生學習的自主性，對培養學生的自主學習能力有相當的作用。

課后作業也是評定平時成績的證據之一，因此對學生選擇題目的質量有一定促進性。

4.期末考試題

對于機械類學生，《機械設計基礎》由于有課程設計的環節，因此期末成績評定采用考試的方式而不用考查的方式。

期末考試題的客觀題類型多以選擇和填空為主。主觀題多以簡答、作圖、計算和設計為主。在研究中發現，最后的計算題和設計題（通常稱為大題）題目可能會以偏概全，并且分數比重較大。為減少部分學生知識的不扎實和避免對于知識點的一刀切，在最后的設計題和計算題中采用選作的形式，即三選二或五選三的形式，既體現考試的全面性，又符合出題方法的合理性。

由于《機械設計基礎》這門課內容多且復雜，前置學科又較多，因此期末考試采用開卷符合培養工程技術人員的趨勢。開卷考試理由有：

1、依據教學大綱，學習本課程后有一定設計機械運動方案和機械零件的能力，有查閱工具書，采用行業標準的能力。即處理實際工程問題和進行機械設計時應有相應的工具書配套

2、當今知識大爆炸時代，因此個人無法窮盡所有知識，因此重在解決問題的能力，不在于公式和參數記住的多少。

3、21世紀的科技時代，機械工程師的工作環境為電腦設計、模擬、仿真和分析，信息的開放和共享促使了設計人員對設計的完善性。

5.總結

《機械設計基礎》為機械類學生的必修課，必須嚴把教學質量，從備課，到上課，再到期末考試，每一個環節都要依據教學大綱、教科書、行業標準、先進技術和時代趨勢，進行科學的、嚴謹的、系統的、人性的教學，從多個方面提高教學質量，為機械行業和社會培養高素質人才。

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篇10

關鍵詞：工業設計；機械基礎課程；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）35-0083-02

我校機械學院的工業設計專業，是順應了浙江省經濟發展的需求而逐漸完善建立的。這個專業的生源普遍有藝術繪畫的修養，但是學生普遍數理課程的基礎相對薄弱。考慮到專業需求的特殊性，有必要制定不同的教學目標與教學方式以區別其他機械專業，推進符合浙江省經濟發展需求的高教改革。

一、工業設計專業機械基礎課程現狀

我校工業設計專業的“機械基礎課程”安排在大一下學期，目前教學過程中存在的主要問題包括：

1.工業設計專業學生普遍理科基礎較差，畏懼數理化教學內容。在上“機械基礎課程”前期沒有理論力學、材料力學的課程基礎做鋪墊，沒有基本的機械概念。

2.該課程僅安排了32學時，教學內容囊括了機械原理、機械設計兩門課程的基本內容。同時課程沒有安排同程的實驗教學環節。

3.同其他藝術類課程的開放式教學模式相比，學生認為本課程枯燥乏味、深奧難懂，缺乏興趣、學習動力不足。

二、改革理念、思路及目標

課程改革理念、建設思路與目標如下：

1.明確教學定位，確立教學大綱。適應浙江省機械行業發展對工業設計的需求，確定我校工業設計專業學生對機械基礎知識的認知程度與深度，建立相適應的教學大綱與教學內容。

2.探索立體化教學模式和方法。鑒于工業設計專業的藝術類特性，在教學環節中更需要精心設計為學生們的個性化發展提供足夠的機會和空間來培養學生的綜合能力。設計“教師講授+基于團隊的實驗討論互動課+基于團隊的實驗研究項目”于一體的教學模式和多方位的課程考核指標體系。

3.構建理論與實踐緊密結合的實驗教學新體系。體現理論、技術、實踐有機融合的工程教育理念，形成以“課堂教學+討論互動+動手實驗+項目研究+課程設計”立體融合的實驗教學新體系。

4.將工程中的典型案例引入教學內容，并借助教師的引導、學生的動手實踐和課堂討論，使學生掌握機械設計的思路和基本方法；提高學生分析問題和綜合設計的能力。

5.培養團隊協作精神，形成良好的職業能力和職業素養。分組進行教學，按組分配任務，進行討論、查閱資料、分工合作，培養團隊協作精神。

6.強化能力、過程考核，提高學生的學習興趣。加大學生平時成績比重，將期末考核轉變為章節考核。實踐考核與理論考核相互結合，形式上做到有機統一、相互滲透。

三、課程改革內容

首先，工業設計專業學生對機械產品僅進行外觀設計而非結構設計與功能設計。該專業需要了解機械產品的運動原理與設計原理，而非原理性的設計機械產品。因此該專業的機械基礎課程應普及常見機械結構的運動原理及相關的實際產品形式。更多地體現對機械部件的科普介紹，而非進行機械原理的理論公式化推導。同時要灌輸機械設計及機械產品質量的把關參數，如剛度、強度、安全系數等。其次，以學生為主體，教師為主導，實現了對學生知識、能力和素質協調培養的教學思想。鍛煉學生綜合應用所學知識的能力，鞏固所學的專業知識；團隊配合，增強學生的團隊協作能力；培養學生機電系統的綜合設計能力；實際過程中，針對具體設計目標開放性加入工業設計元素，使學生真正體驗理論與自身專業實踐相結合，改善教學效果。再次，在已有的實驗課程基礎上，進一步深化提出相關的具體實踐項目，結合項目實施過程完成教學任務，熟悉工程項目的一般流程，培養鍛煉學生團隊精神，有效地培養學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。這一模式可突破傳統的實驗教學模式，強調實用技能和知識創新，建立課堂實驗教學與工程實踐的聯系，展示“以能力為本”的價值方向和“做中學”的教學理念。最后，體驗型討論課互動實驗教學方式，讓學生主動參與教學過程，讓機械類課程教學方式接近藝術類課程的教學形式，消除學生對數理化課程的枯燥感?；趫F隊的討論互動課貫穿于整個實驗教學過程中，基于已有的實驗器件，結合實際運用需求確定項目主題，查閱資料、分組討論，上臺講演、提問答辯和評價考核等環節，學生可主動參與教學，體驗整個教學過程，分享學習的樂趣和成果。通過兩個小組同題進行競賽，師生互動提問答辯，可以激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性和主動性，充分發揮學生的主體作用，使學生成為課堂上學習知識的主人。基于以上課改內容，其重點大多也是難點，主要包括以下幾個部分：（1）工業設計專業機械基礎課程的實驗教學方法是針對工業設計特點增加的教學環節，其教學模式教一般實驗課程更具有開放性，這對于教師提出了更高的要求。機械設計基礎理論體系豐富，且具有很強的工程技術針對性，其教學過程需要教師與學生綜合運用抽象與具體、邏輯與感性、演繹與歸納等多種思維方式。然而工業設計專業學生在理論推導、抽象概念的接受能力相對薄弱。故而要求授課教師采用有靈活多變的教育教學方法，能夠化枯燥為生動，化抽象為具體，以激發學生學習的積極性、主動性，提高學生的感性認識和深入探究意識。（2）開放式與項目型實驗教學模式的實施對現有的實驗內容和實驗條件提出了更高的要求。以往的實驗課往往是驗證性的課題，老師演示居多，學生模仿為主。這樣的實驗課對學生的鍛煉與吸引力很差，因此需要在鍛煉學生實驗基本能力的基礎上提出綜合性與設計性的實驗內容，這將是教師團體需要花費巨大精力的環節。所提出的新型實驗還需要綜合考慮學?，F有的實驗條件與能夠投入的實驗經費等多種因素。（3）考核方式的改進需要引導學生注重平時的學習和技能的訓練，同時對教師提出了更高的要求。教師必須圍繞學生的學習開動腦筋，不斷研究、創新教學，這將大大增加教師的工作勞動強度，對教師、對學生都將是一種挑戰。

工業設計專業的機械基礎課程的革新是順應浙江省經濟發展對多層次高等教育的需求。我們從實際出發，分析了現有工程材料及熱處理課堂教學中的普遍問題。基于工業設計專業學生學習機械基礎課程時出現的難以“消化”現象，提出課堂教學改革思路與改革內容，并對其改革的實現提出了相應的方法。其次，針對不同層次要求的教學過程，增加相關實驗課程相輔的教學模式，積極探索如何在現有教學和管理制度背景下，積極尋求教學創新和教學改革的策略。通過我們為期近一年的課堂實踐，發現在工業設計專業的機械基礎課程教學過程中實施課堂教學的相關改革，對提升我校機械工程人才培養質量具有重要的現實意義。

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