摘要：機械原理主要是圍繞機械共性問題進行探討和研究的一門基礎性課程，是后續機械設計學習和機械制造工作的知識和理論支撐，具有實踐性強等顯著特征。鑒于此，本文主要就提高機械原理課程教學質量進行思考和探索，從而為機械原理課程教學質量的提升提供重要地借鑒與參考。

關鍵詞：機械原理課程；教學質量；思考

將機械原理課程與其他課程進行對比可知，其不僅對學生的實踐性要求較高，而且還需要學生具備較強的邏輯能力。因此，在針對這一課程進行學習時，學生必須主動地參與到實踐和操作過程中，而就教師來講，則需要為學生提供更多、更豐富的實踐操作機會。

1機械原理課程概述

機械原理課程是機械設計制造及自動化專業中不可或缺的基礎課程內容，具有應用性強和工程性強等特征[1]。在學習此課程時，一方面要求學生對機構結構、機構運動學和機構動力學等理論知識有充分地了解與掌握，另一方面還需要借助實踐這一載體促進其理論分析能力和水平的提升。以微觀角度來講，機械原理課程將對學生創新機構運動方案設計能力進行培養作為立足點，以多樣化設計目的和設計任務為中心進行深入研究與分析，并依托多樣化方案的綜合比對和評價從中挑選出最優方案，因此，從這個角度來講，機械原理課程也具有較強的實踐性特征。

2提高機械原理課程教學質量的具體措施

摘要：基于工程教育專業認證，對傳統“機械原理”和“機械設計”課程設計進行教學改革探索。課程設計選題突出陶瓷機械特色，切合工作實踐，完善課程綜合性。對照專業認證標準從機械課程設計的教學內容、教學目標和組織實施三方面提出了改革。

關鍵詞：工程教育專業認證；課程設計；陶瓷機械；教學改革

工程教育專業認證是針對高等學校工科專業實施的專門性認證，也是實現工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎[1]。高等教育質量問題成為社會關注重點，為進一步提高工科專業教學質量，對標國際標準，教育部于2006年啟動了工程教育專業認證試點工作，2013年，中國成為《華盛頓協議》預備會員，2016年正式加入國際工程教育組織[2]。“機械原理與機械設計課程設計”是機械類專業培養學生綜合機械設計能力和創新能力的重要實踐教學環節[3]。課程主要任務為簡單結構運動分析，簡單的機械設計，旨在引導學生整合機械原理和機械設計的所學知識：機構運動簡圖、基本零部件設計校核、傳動方案設計等，以期培養學生工科思維。如何對“機械原理”和“機械設計”課程設計教學進行改革，以適應新時代工程教育認證的新要求，是擺在各工科院校面前的一大挑戰。

1對“機械原理”和“機械設計”課程設計現狀的分析

“機械原理”和“機械設計”作為機械專業學科非常重要的專業基礎課程，其課程設計大綱明確了常用機械零部件、機械傳動系統、聯系實際設計過程、正確的設計思想、分析和解決問題能力等要求指標。但傳統的課程設計難以滿足新時代工程教育專業認證標準。本校目前仍存在以下問題：①機械課程設計的選題較為單一。“機械原理”課程設計只是對典型機構、四桿機構或凸輪機構運動分析。“機械設計”課程設計一直以來都是以二級圓柱齒輪減速器作為設計題目。題目傳統單一，學生抄襲現象嚴重，不求甚解風氣較重。與工程教育專業認證標準的符合學校定位、適應經濟發展需要的培養目標尚有差距。機械作為一門工科，理應與實際接軌，應與生產實踐相結合，與社會發展需要契合，充分體現出各地區高校的機械專業特色。②機械課程設計的相關性不足。雖然機械原理中的執行機構和機械設計中的零部件設計都得到了訓練，但學生學完機械基礎系列課程后，缺乏對整體機械的認識，“機械原理”課程設計著重于運動分析，“機械設計”課程設計著重于機構零部件性能參數，二者甚至不在同一機構中，兩門課程沒有建立必要的對接點，使學生沒有形成一個有機的整體系統工程的認識以及掌握機器設計的完整過程。

2課程設計改革探索

1目前機械設計教學體系存在的問題

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。

一引言

為進一步促進我國工程教育的深化改革，加快建設我國向工程教育強國的轉變，更好地推進我國經濟轉型的升級，2017年，教育部提出了新工科建設[1]。建設與發展新工科成為我國由制造強國向創造強國發展的必然要求，高校培養新工科人才對當今社會新經濟發展有重要戰略意義。大學生是實施創新發展戰略的人才儲備，新工科人才的培養是當今社會對高等學校的迫切要求，也是高校義不容辭的職責[2]。

二機械原理課程地位

機械原理課程是機械類各專業必修的一門重要的技術基本課程，其知識面更寬、適用性更廣、更接近工程實際，在培養新工科人才中將起到不可或缺的重要作用。本課程研究的內容主要包括機構結構分析的基本知識、機構的運動分析、機器動力學、常用機構的分析與設計和機械系統的方案設計等問題[3]。通過本課程的學習，使學生掌握各種機構中的一些共性問題，理解基本原理，并初步具有設計機械系統方案的能力。本課程的學習為學生后續專業課程的學習打好理論基礎，為機械產品的創新設計打下良好基礎，為機械的合理使用和革新改造打下良好基礎。本課程在創新機械所需的知識結構中占有核心地位，在高層次的人才培養中具有提升學生對機械新產品的開發和創新能力的作用[4]。

三實驗教學現狀

機械原理實驗教學是機械原理課程整個教學過程中的一個重要部分，是學生將機械的理論知識與工程實際相結合的必要手段，對培養學生的創新能力和綜合素質起著關鍵作用[5]。但是，目前的實驗教學存在一定的問題，具體表現在以下幾個方面。（一）考核方式不完善。傳統的機械原理實驗教學一般是作為理論教學的輔助手段，大多依托于相應的理論課程。對實驗教學的考核也是依托于課程成績，沒有單獨的考核成績，只是作為最終課程考核成績的一小部分，一般占10%左右。實驗考核大多以實驗報告完成情況作為評分依據，很難體現出學生對知識的掌握程度。因此教師更加注重學生對課堂理論知識的掌握和理解，對實驗教學的重視程度不夠；學生為了應對課程考試，也僅僅是注重對理論知識的學習，對實驗課程學習的重視程度也不夠。這嚴重阻滯了學生工程實踐能力的培養，對學生的培養極為不利。（二）實驗教學模式滯后。傳統的機械原理實驗缺乏系統性，沒有形成一個完整的實驗教學體系[6]。實驗教學的基本要求僅僅停留在學生加深對理論知識的理解以及對課堂上所學理論知識的驗證，沒有發揮實驗教學的真正作用。在實驗的開設過程中，往往以教師的講解為主，學生很少思考，對實驗的原理和儀器的測試方法處于一知半解，甚至完全不懂的狀態，不主動參與實驗，做實驗的積極性不高，只是照本宣科的按照實驗指導書的步驟和方法進行，不能充分發揮學生作為實驗課堂的主體作用。這種實驗的開設對學生自身的鍛煉意義不大，學生只是為了完成任務，不能真正參與其中，實踐動手能力差，不能滿足當今社會對人才培養的要求。這些實驗的開設沒有體現實驗課程對學生創新能力發展的價值，只是加深了對理論知識的理解。（三）實驗手段簡單。傳統的機械原理實驗中，實驗手段比較簡單，主要以認知性和驗證性試驗為主，綜合設計性實驗沒有發揮作用[7]。例如機構結構創新設計實驗，學生沒有設計思路，為了應付實驗，搭建的機構過于簡單，而且完全按照書上已有的模型進行搭建，沒有自己的思考。這種實驗由于學時有限，沒有獲得充分的重視。但這種實驗恰恰是最能鍛煉學生的，培養學生如何根據所學知識解決現實生活中遇到問題的能力，能夠充分發揮學生的主觀作用，有理論教學不可替代的作用。

1《.機械設計基礎》課程傳統教學體系和特點

這種從理論到實訓實踐的傳統教學方法的最大弊端是課程理論性太強。由于學生專業基礎，工程基礎和知識基礎都不扎實，再加上現在高職學生的學習積極性普遍不高，造成學習起來很吃力。即使聽懂了也不知道怎樣才能應用到工程實踐上，怎樣去解決實際問題。為了提高學生的學習積極性，讓學生更能夠聽懂，達到更好的教學效果，很多人都在《機械設計基礎》課程原體系的基礎之上進行了教學改革研究。其課程改革綜合起來包括：整合課程內容，拓寬知識面，增加信息量的改革1；采用精講多練、加強自學、分析討論三環節相結合，以啟發式教育為主的教學方法改革2；利用現代教學手段，增強教學的直觀性的改革3；重視實驗教學，使學生學有所用的改革4；搞好課程設計，培養學生的綜合技能的改革等等5。通過這些教學改革，教學效果得到了較大的提高。但并沒有擺脫從理論到實踐的框框，理論性太強，應用理論解決問題太少，學生學起來還是很吃力。

2.本教學改革的教學模式

本教學改革的基本要求是將從理論到實踐的傳統的《機械設計基礎》課程教學模式，轉變成以學生的設計項目做引導，整個教學過程都圍繞著學生要解決設計項目的實際問題來進行教學。其教學過程，就是一個學生要完成自己的設計項目，老師要通過教學，指導學生完成其設計項目的過程。而學生的設計項目的內容就包含《機械設計基礎》教學目標的內容。老師根據設計項目理論性的問題進行講解，對方法性的問題進行指導。學生通過自己的努力，去完成自己的設計項目，以這種方式最大程度地去完成《機械設計基礎》的教學任務和目標。具體來說學生的設計項目要包含有《機械設計基礎》課程中大多數的內容。包括各種簡單運動機構，如平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等機構的結構、種類、工作原理、設計計算方法及設計過程；包括各種傳動機構，如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等傳動機構的結構、種類、工作原理、設計計算方法和設計過程；包括機械中的軸、軸承、聯軸器、離合器、彈簧、連接件等常見通用零件的結構、種類、工作原理、設計計算方法和設計過程；包括有機械系統總體設計的設計原理和方法，如傳動方案的確定、原動機的選擇、總傳動比及各級傳動比的確定、傳動裝置的運動和動力參數的計算。雖然這個項目不可能把所有的機構和零件都包括進去，但可通過老師的介紹，掌握大多數的設計原理和方法后，學生可根據自己的設計項目去選擇具體設計內容。這種項目引導化的教學模式具體以以下步驟來完成：

3.教學模式的實施

（1）學生的設計項目我們給學生的設計項目就是設計一個簡單的將產品從一個地方轉到另一個地方的產品運送機。其結構簡圖如圖二所示。圖二設計項目簡圖這個設計項目幾乎包括了《機械設計基礎》課程中的大多數內容，包括機械系統總體設計、帶傳動設計、齒輪設計、離合器設計、軸設計、工作機的機構設計、連接的鍵設計、軸承選擇設計、螺釘選擇設計等。學生把這個項目設計出來后，《機械設計基礎》中要掌握的內容都掌握了。我們不主張分組進行設計，而是每個學生都給這樣的機器產品項目設計，但每個學生工作機的運動參數，如功率、轉速、工作機工作的方式不一樣。這樣每個學生都要去完成自己的設計項目，都學到了機械設計的原理和方法，避免了吃大鍋飯的現象。（2）學生的知識儲備學生拿到設計項目后，開初由于沒有知識儲備是不能完成設計項目的，需要老師進行教學，使學生有足夠的知識儲備后才能進行相關的設計。如學生獲得的設計項目，都含有工作機的機構設計，傳動設計中的帶傳動設計、齒輪設計，輸入和輸出軸的設計，軸輪連接的鍵設計，離合器設計等等設計。老師在進行教學時，先進行各種類型設計的知識介紹，讓學生先進行知識的鋪墊，理解和掌握了這些知識后，才進行后續相關設計。比如，在完成工作機的設計時，老師先圍繞學生要完成的工作機的機構設計，介紹各種機構的組成、材料、分類、工作原理、設計原理、設計方法和設計過程，讓學生了解和掌握了這方面的知識后，以進行自己的機構設計。再比如，在完成帶傳動和齒輪傳動的設計時，老師也先圍繞學生要完成的帶傳動和齒輪傳動，介紹各種帶傳動和齒輪傳動的組成、材料、分類、工作原理、設計原理、設計方法和設計過程，讓學生了解和掌握了這方面的知識后，學生也才能進行自己的傳動設計。其他的設計內容的知識儲備也按照這種方法來完成。這樣學生就可以知道自己的設計內容用什么原理和方法去完成，學的知識究竟用來干啥，用來怎樣解決具體問題。（3）學生設計內容的選擇學生通過老師對項目中的每個內容進行講解后，就掌握了這方面的知識，就可以選擇這方面的知識去解決自己的問題。比如老師講解了機械系統總體設計的設計原理和方法后，學生就可以進行總的傳動方案的設計、原動機的選擇設計、總傳動比及各級傳動比的確定、傳動裝置的運動和動力參數的計算，確定出該項目機器的各基本參數。又比如老師講解了帶傳動的工作原理、設計原理和設計方法后，學生根據自己項目的要求選擇自己所需要的帶傳動的種類，進而進行具體的帶傳動設計。再比如，老師講解完了機構的種類、工作原理和設計原理后，學生就可以根據自己的設計項目的工作方式和特點，選擇符合自己工作機要求的運動機構，進而進行相應的運動機構的設計。（4）學生完成自己的設計項目學生選擇出了符合自己項目工作特點的設計原理和方法后，就可以進行自己的具體設計。包括系統總體設計、帶傳動設計，齒輪設計、各軸設計、連接鍵設計、軸承選擇設計、離合器設計等等的設計。主要是要完成其設計過程，計算出各零件相應的尺寸參數，進行各尺寸的校核，畫出相應的設計零件的零件圖，最后寫出一部完整的、符合要求的設計說明書。學生在完成設計過程中，可以按照老師介紹的方法和過程來完成，也可以通過查閱資料，用不同的方法來完成，也可以相互討論來完成，但最終要獨立完成自己的設計說明書。（5）學生對自己的設計進行闡述、答辯學生的設計說明書完成后，可以通過主動申請或老師指定同學來進行闡述、答辯。闡述是說明自己的設計是采用什么設計思路完成的，整體和每個具體機構和零件是怎樣進行設計的，采用的設計原理和設計方法是什么，最后達到了什么效果，還有哪些不足需要改進的地方等等。答辯是學生對自己的設計進行闡述后，學生和老師都可以根據他的設計過程、原理和方法提出各種問題，讓他進行解答。這樣，通過學生的闡述和答辯后，更加鞏固了所學的理論和設計方面的知識，了解了自己哪方面需要進行改進，還需要增加哪些方面的知識，怎樣改進可以達到更好的設計效果。雖然不可能每個同學都進行答辯，但參加的同學越多越好。（6）老師的點評與打分同學完成闡述和答辯后，老師都要對同學的設計、闡述和答辯進行點評，指出哪些方面是搞得好的，哪些方面需要進行改進，采用哪種方案可以獲得更好的效果等等。最后根據每個同學的設計的情況和效果進行評價，評價結果作為期末成績的主要依據。

摘要：機械水平的提升于人類生產與加工效率的提高有積極的推動作用，近些年來我國社會高速發展，為機械行業的發展提供了良好基礎。機械加工是機械行業中最關鍵的內容之一，加工精度的管控直接影響機械加工的質量和效率。所以為了滿足現階段不斷提升的機械產品質量需求，必須給予加工精度控制高度重視，最大限度提升機械加工產品的精度，進一步促進我國機械加工行業的發展，于我國綜合國力的提升也有十分積極的意義。

關鍵詞：機械加工；加工工藝；加工精度

1概述機械加工工藝

綜合來講機械加工工藝其實是一種將加工工藝流程作為根本基礎，通過特定的方式、方法改變生產對象的位置以及形狀，進而獲取可滿足需求半成品以及成品的工作過程。通常情況下將工藝選擇的有關過程稱之為工藝流程，產品數量、人員素質以及生產設備條件等是該過程的決定性因素。對于加工過程中的工藝而言，其實質是將工藝中的內容編寫為相應的工藝文件。眾所周知，包含多樣化的內容是機械加工生產的基本特征，現階段機械加工中涉及的主要工藝內容包含原材料的運輸、原材料的保存、毛坯制造、零件熱處理等。對于機械加工而言，工藝過程屬于其核心部分，又可將其分為多個順序的具體加工工序，對機械加工的精度、產品質量以及加工效率產生直接影響。

2探討機械加工工藝于加工精度的影響

2.1加工方法原理誤差對加工精度的影響。加工方法的原理誤差通常是指將近似刀具輪廓、近似成形運動應用于加工過程中造成的誤差。該種加工工藝對加工原理的近似關系進行利用，因此，無法像理想加工原理一樣展開正確的原理運動。采用此種近似加工原理的手段不僅可確保加工精度，而且有利于加工成本的降低，最終加工精度存在的誤差處于允許范圍內。2.2機床自身存在誤差對加工精度的影響。任何機械設備自身都具有一定的誤差，此種常見誤差主要是制造、磨損以及安裝誤差，對于機械加工機床而言同樣如此。無論是機床安裝還是后續使用都會因地基不穩、磨損等原因使得誤差不斷增加，直接影響加工的精度，并且造成制作方面的誤差，主要包含導軌誤差、傳動鏈誤差以及主軸回轉誤差三種形式。又可將導軌誤差具體拆分為相互位置誤差、扭曲度誤差和直線誤差。上述所言的各種誤差都是機械加工機床自身存在的誤差類型，換言之，誤差產生方式具有多樣化的特征，其中部分誤差對機械加工精度造成的影響處于允許范圍內，但是還有部分誤差對機械加工精度的影響較大，所以需要提高重視。2.3調整誤差對機械加工精度的影響。對于調整誤差而言，其對機械加工精度的影響相對較大，所以一旦在機械加工過程中發現夾具、機床以及道具存在誤差要及時進行調整。但是此調整過程無法達到精準無誤的目的，有眾多因素都會對調整誤差的結果產生直接影響，采用不同調整方法會進一步滋生不同的調整誤差，所以需要結合具體情況對此種誤差進行考慮。

摘要：分析數控機床基礎部分結構構成，并掌握其實質性實踐原理，有利于更好了解數控機床技術應用特點，加強技術人員對數控機床技術故障的排查能力，解決數控機床技術故障存在維護、管理難題。

關鍵詞：數控機床；基礎部件；實踐原理

數控機床技術應用廣泛普及，對于提高社會生產力及社會生產水平起到關鍵性作用。未來階段，智能化技術與萬物互聯技術普及，將對數控機床技術發展產生新的影響。做好對數控機床基礎部件實踐原理分析，對于更好完善數控機床技術應用體系及提高技術應用水平具有重要意義。

1數控機床技術應用特點及優勢

數控機床技術應用起源于美國。但由于美國數控機床技術應用成本較高，核心技術主要應用于科研實踐，使20世紀90年代美國數控機床技術發展一度被德國、日本趕超。我國數控機床技術研究起步相對較晚，但截止20世紀80年代，已然形成數控機床技術開發初步技術積累。隨著近年來機械加工技術及計算機技術發展水平的進一步提高，數控機床技術應用高效化、高穩定性及高精準性的基礎優勢逐漸凸顯，為數控機床技術應用發展夯實基礎[1]。

1.1數控機床加工精確性及運行穩定性較高

一、礦山固定機械及運輸設備教學現狀

礦山固定機械及運輸設備是一門實踐性和實用性較強的課程，課程內容所涉及的知識面廣，包括機械原理、流體力學、礦井通風學、地下工程設計等，著重培養學生分析解決實際工程問題的能力，由于其對學生的知識儲備體系要求較高，一定程度上影響了學生學習的積極性，難以達到預期的教學效果。目前，礦山固定機械及運輸設備課程在教學過程中存在的問題如下：（一）學生缺乏對采礦工程的感性認識。該課程主要的授課對象為機電學院的機設專業，學生在掌握機械設計、機械原理、流體力學等課程內容的基礎之上，對掌握設備的結構原理具有一定的理論基礎。但是，礦山機電設備是在特定的工作環境下運行，其選型、設計、場地布置均與采礦作業的實際工作環境、地下工程設計、開采地層的地質條件直接相關。由于缺乏對采礦工程的感性認識，學生無法較好地結合設備的工作環境，領悟每種設備的設計主旨和設計要點。例如：在礦井排水設備的章節中，學生不能結合地質方面的知識，清晰地意識到一味利用水泵將區域的地下水排空可能造成的礦區地層塌陷，地下水位下降等危害；在空氣壓縮設備的章節中，尚不能主動結合井底采礦工作面中實際工作環境，意識到氣動工具相比于電動工具在安全方面具備的優勢，等。此外，本課程在面向采礦專業的本科生講授時，由于學生機械相關的專業基礎知識相比機設專業較弱，在理解設備工作原理方面相對較慢。（二）部分學生缺乏對課程的足夠興趣。產生的原因主要有以下兩方面：一方面，本課程學時短（32學時）、內容廣（共8章介紹近10種不同設備的工作原理）、無實驗和認識實習，少部分基礎較差的學生，無法有效跟上教學進度，在課程后半段缺乏足夠信心學好該課程內容；另一方面，隨著能源礦產行業近年來的資源整合和去產能改革進程的深入，以及現階段大學生就業形式的多樣性，大部分機設專業的畢業生并不會首選進入礦山行業從業，在心中形成了本課程的學習內容和就業無關，內容在以后的生活中用不到的片面認識，一定程度上降低了學習的主動性。（三）傳統教學模式難以滿足教學需要。本課程專業性極強，其目標是讓學生通過課程的學習了解礦山固定機械及運輸設備的基本結構特點、工作原理與用途，提高學生綜合分析和解決具體實際工程問題的能力。目前，本課程的教學模式是結合教材和配套的結構圖，以教師講授為主，然而具體設備的工作原理僅利用結構簡圖很難直觀地給學生展示和闡述清楚，使得學生在學習過程中往往比較迷惑。目前尚未建立與礦山固定機械及運輸設備課程實踐教學相匹配的教學環境，難以提高學生在相關設備方面的實踐能力。由于在現有教學模式下講授內容較抽象，相關知識無法吸引學生的注意力，學生學習積極性下降，教師和學生之間有效互動減少，難以達成理想的教學效果。（四）教材內容不能緊跟時代要求。礦山固定機械及運輸設備作為一門綜合應用課程，所授設備隨著新技術的應用不斷地更新和發展。但是在實際的教學過程中，教材更新較慢，無法緊跟科技發展，使得課程教學不能滿足科技進步發展的需求。同時現有教材普遍存在內容陳舊、章節內容不夠精煉、難以滿足本科短學時教學的要求，亦不能很好地與實際相結合。

二、礦山固定機械及運輸設備課程教學改革探索

通過廣泛調研，結合礦山固定機械及運輸設備課程教學過程中所展現的特點與現狀，可以從教學方法、教材改革、課程考評機制、團隊建設等方面進行改進，以便學生更好地掌握和理解該課程的講授內容。（一）加強學生對本課程的感性認識。對于機設專業的學生由于其并未學習過采礦學、礦山安全工程等采礦專業的基礎課程，并不清楚相關機械在煤礦井下的具體運行狀況，因此在第一次授課的課程綜述中宜增加適當學時并結合礦山施工安全、礦井救援等相關視頻，增加學生對所授設備工況環境的感性認識，了解礦山設備對安全、可靠性的嚴格要求。在整個課程的章節講授中以如何確保設備安全、可靠為主線，結合礦山施工的實際工況針對性地講解設備的運行原理和結構特征。隨著國家現階段煤炭鋼鐵行業去產能的宏觀結構調整，針對學生就業并不定會首選礦山行業的現況，授課教師應在授課之初對學生加強正確引導，強調本課程的重要性，應經常與學生交流，解決學生的疑問。本課程所授的設備例如提升機、礦用水泵、礦用通風機、礦井空壓機等設備其工作原理與生活中的電梯、市政工程中的排水泵、大型地下公共場所及大型購物廣場的通風系統具有相似之處，在生活中隨處可見。此外，設備的機械原理具有融匯貫通性，以礦山環境為應用載體掌握本課程所授設備的工作原理，能夠為以后掌握其他類似設備工作原理打下堅實基礎。此外，在相關課程設置安排上宜首先開設采掘機械等課程，為本課程提供基礎，不宜兩門課程同時進行。（二）教學方法改進。在教學的過程中采用案例教學法，以案例為背景環境，針對性介紹課程相關設備的工作原理及不同設備對礦山正常生產的影響，引導學生理解、掌握并實際運用教材中所述的知識點。1．理論教學可以采用討論式、啟發式、師生互動式等方法。每章節課程講授時選擇合適的知識切入點，激發學生主動思考問題。通過教師提問，讓學生運用已掌握的知識點分析思考、解答并幫助學生歸納總結；或者在講授的過程中著重講解其中一部分，讓學生運用已有的知識自學領悟另一部分，同時要求其他學生給予評價與補充等。采用這些教學方法，能夠提升課堂的師生互動性，提高學生學習的積極性，活躍課堂氣氛。2．實踐教學是鞏固理論知識、培養動手能力、提升創新意識的重要環節。受課程學時的限制以及目前煤礦企業從安全因素和生產效率等方面的考慮，學生井下實習認知的機會較少。因此，宜加強配套實驗室的建設，可配備一些礦用水泵、礦井空氣壓縮機、離心式通風機等小型的礦山固定機械的模型或樣機供學生拆裝，提高學生的動手能力和感性認識，組織學生參觀礦井三維立體動態模型了解采礦工程的整體工作流程，形成更加深刻的直觀印象。（三）課程考評方法改進。合理的課程考核評價機制是激發學生學習興趣和提高學習主動性的重要因素。礦山固定機械及運輸設備的課程具有章節內容相對獨立的特點，可從以下幾方面對課程考評方式進行改進。一是在每章節授課結束后增加階段性評價環節，對整個章節教學目標的實現程度進行評估，考查學生對本章節知識點的掌握程度，及時根據學生特點對后續章節的教學方式進行修正和完善。在進行階段性評價之前，教師將提綱下發給學生，學生在學習過程中對照提綱有目的地學習，考核時采用內容抽考的方式進行并計入平時成績。二是在授課后期，結合實際的工程案例，串講課程所授設備在案例中所發揮的作用，幫助學生再一次梳理總結課程內容，必要時可增加一次綜合討論課時，根據學生的作答情況作為平時成績考核依據。三是期末的考評試卷擬以討論題、分析應用題為主，重點考察學生的綜合實際運用能力。該考核評價方法重在考察和激勵學生的學習主動性和自主學習能力，體現以育人為本的教育理念。（四）加強教材建設。緊跟行業發展現狀編制適用于本科短學時教學的專業教材顯得尤為必要和迫切。在廣泛調研國內外礦山設備的基礎之上，以闡明礦山固定機械核心設備的工作原理為主旨，從典型設備的典型結構原理著手隨著教學的深入適當引入介紹時下相關設備與技術的發展趨勢，有利于幫助學生建立礦山固定機械的整體概念，豐富學生的視野和學習興趣。此外，受教學學時的限制，教材編寫應適當凝練章節內容，注重總結歸納，增加直觀原理圖數量，簡化公式推導過程，精簡文字介紹部分，強調適用性和實用性并注意課程內容的整合，避免有關內容的重復和脫節。（五）強化教學團隊建設。目前講授該課程的教師基本上以高校畢業的年輕博士為主，實踐工作經驗相對較少，雖具備相關理論基礎，但實際應用和操作的能力相對較弱，在教學過程中，尚不能較好地結合生產應用領域的實際情況介紹相關技術最新發展狀況，使得課堂教學與實際應用存在一定差距。因此在師資隊伍的組成方面應加強年齡梯度建設，形成老中青教師的合理搭配，促進經驗豐富的老教師幫助青年教師教學能力的提升。此外，積極利用相關課程的網絡與現場培訓不斷提升教師的教學能力，通過對礦山固定機械相關企事業單位的調研和生產實踐進一步提高青年教師的實踐應用能力。

三、結語

礦山固定機械及運輸設備課程具有多學科交叉的特點，現有教學模式下不能完全達到滿意的教學效果。根據目前礦山固定機械及運輸設備課程在本科教學中存在的問題，本文從教學手段、教學方法、考評機制、教材建設、教學團隊組建等方面提出了一系列改進措施與方法，以期提高課程教學效果，滿足教學改革的新要求培養更多高素質的工程技術人才。

1機械設計節能基本原理的分析

機械設備在工作的過程中，機械工作的損失功率以及有效功率之和就是能源消耗的功率。按照機械守恒原理，我們能夠推導出以下公式:NM=NSF+NCF+NR+dT/dt其中，NSF指的是其他作用力消耗的功率;NCF指的是有勢力所消耗的功率;NR表示的是無用功率;dT/dt指的是系統動能的變化率;NM指的是機械輸入的總功率。通過對該公式進行分析，可以得出機械設計節能基本原理如下:1．1減小機械勢能的變化范圍。由上述公式可知，系統勢能會對有勢力所消耗的功率造成一定的影響，當機械設備在工作的過程中，系統勢能一定會出現變化，在變化的過程中，會有一些勢能沒有得到有效應用的，這就會提高機械設備的有勢力消耗，從而增加機械設備的能源消耗。因此，在進行機械設計時，需要減小機械勢能的變化的范圍，以此來降低有勢力所消耗的功率，從而設計出節能的機械設備。1．2減少機械動能。動能是機械進行工作的最關鍵部分，一般來說，能源消耗就是在轉變成有效動能時產生的，在進行和動能有關機械的設計中，有很多影響動能的因素，比如:零件的材質和制作的精確程度、機械設備的啟動和停止頻率等。因此，要想使機械設備具有更好的節能減排效果，就要減少機械設備生產和工作中的制動作用力以及摩擦力，增加機械設備有效動能的轉化。比如，選用新型的材料進行機械設備的生產、降低機械設備啟動和停止的頻率等。1．3減少無用功。機械設備在工作的過程中，會產生非常多的無用功，這些無用功會造成大量的能源消耗。比如，機械設備的工作表面和物體之間以及零件之間，都會產生一定的摩擦力，摩擦力做功會產生非常多的熱量，這些熱量就是無用功。另外，有些機械設備的部件會出現塑性或者彈性變形，這些變形就是由無用功引起的。因此，在進行機械設計時，需要降低機械設備的產生的無用功，從而減少機械設備的能源消耗，達到節能減排的目的［1］。

2機械設計節能基本原理的應用

2．1在升降機械方面的應用。升降機械主要是應用鏈條或者大壓力容器移動升降設備，進行高空維修或者高空作業。在實際的工作中，升降機械需要非常大的動力能量才能將升降設備送到需要的高度。觀察升降機械工作的過程可以看出，升降機械需要消耗很大的功率，從而產生非常大的無用功，亟需采取相應的節能措施。因此，需要根據機械設計節能，再結合電梯的設計原理進行升降機械的設計和優化，以此來降低升降機械的能源浪費以及能源消耗。比如，當升降機械與曳引驅動機構保持一致的速度進行同等質量貨物的提升時，曳引驅動機構可以有效維持升降機械的平衡，降低提升貨物過程中造成的能源損耗，確保升降機械的系統勢能維持常量或者在最小的范圍內變化。2．2在機械加工設備方面的應用。機械加工設備在生活中的應用非常廣泛，機械加工設備在工作時消耗的能源也非常多，因此，機械加工設備也要采取一定的節能措施。比如，牛頭刨床，這種機械加工設備是依靠一個質量比較大的主軸來進行操作的，這個主軸可以確保設備的穩定運行，要想節約該設備的能耗，就要降低設備的輸入功率，應用機械設計節能的基本原理，在該設備的基礎上增加一個慣量比較大的飛輪，以此來降低設備主軸的速度變化，從而提升機械加工設備的功率，節約能耗。另外，在進行桌椅、衣櫥或者電腦等生活設備的加工時，可以采用電腦機械化來進行加工生產，減少沖壓以及焊接等設備的應用，以此來降低機械加工設備生產時造成的資源浪費。2．3在大型壓路機上的應用。大型壓路機是由三邊弧形的前沖擊輪以及后沖擊輪所組成的，沖擊輪的勢能是按照周期函數來呈現的，具有很大的變化空間以及變化范圍。因此，根據機械設計節能的基本原理可知，要想使大型壓路機節能，就要縮小大型壓路機系統勢能的變化范圍，當大型壓路機前沖擊輪以及后沖擊輪的勢能出相位達到一定的條件時，系統勢能就會在最小的范圍內變化。另外，還可以將重心最低時候的沖擊輪勢能變化減小到最小的區間內，這個區間越小，大型壓路機的節能效果就越好［2］。

3結語

綜上所述，機械設備的設計中亟需進行節能設計。分析可得，通過對機械設計節能基本原理的分析與應用可知，機械制造企業要將節能基本原理作為依據，通過改變機械勢能、動能以及無用功的方式進行節能設計，降低機械生產和工作中的能耗，真正實現節能減排，提高機械制造企業的經濟效益和社會效益，從而提高機械制造業的發展。希望本文的研究可以幫助機械制造企業意識到節能的重要性。

【摘要】本文基于陜西國防工業職業技術學院的實驗教學平臺，結合機械原理與機械設計實驗教學概況和存在的問題，提出整合提升軟硬件建設、加大實驗室開放力度和實現理論實驗教學“雙師化”三個方面的教學改革思路，并進行初步成效分析，為高職院校同類課程的實驗教學改革提供一定的參考與借鑒。

【關鍵詞】機械原理與機械設計；實驗教學改革；成效分析

隨著現代職業技術的快速發展和社會、行業對技術技能型人才的需求不斷提升，機械原理與機械設計課程的實驗教學改革面臨著諸多挑戰。課程涉及的實驗設備、教學內容、評量方式以及學生積極性都對教學效果有著顯著的影響，如何全面提升教學效果、調動學生積極性，是機械原理與機械設計課程的實驗教學改革致力于解決的主要問題。

1課程改革背景

1.1實驗教學概況。教研室遵循人才培養方案要求，在機械制造與自動化、機械設計與制造兩個專業中開設機械原理與機械設計課程，共計48學時教學外加36學時（兩周）課程設計，課程涵蓋的實驗主要包括以下三類：1.1.1演示類實驗。包含機構運動演示和機構運動簡圖測繪，前者目的是使學生了解構件間運動關系及主動件、從動件概念，并深化機構及其組成概念；后者主要要求學生掌握比例尺運用、視圖選取、運動副符號及自由度計算等方面。1.1.2驗證類實驗。包括齒輪范成原理實驗和齒輪參數測繪實驗，前者要求學生使用范成儀繪制正、負變位齒輪和標準齒輪，通過觀察、分析和比較，了解標準齒輪與變位齒輪的區別；后者要求學生使用游標卡尺測量奇、偶數齒輪基本參數，了解齒數、模數、分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒距等參數和尺寸計算基本知識。1.1.3減速機拆裝試驗。該實驗為演示性試驗，10-20人一組，部分同學拆裝，部分同學觀看，主要了解減速機的結構、軸上零件的裝配關系、窺視孔、放油塞、油標尺、放氣孔、及吊鉤等附件的位置、尺寸大小等，為減速機設計奠定基礎。1.2教學改革前存在問題。1.2.1部分實驗設備老化，無法滿足實驗要求。由于實驗室搬遷和設備自身老化，部分實驗設備準確性、穩定性和可靠性不足，此前開設的相當一部分演示與測繪實驗已無法開出，教學效果受到了較大影響。課程相關實驗在一段時間里主要是減速機拆裝實驗，但由于設備有限，分組時每組學生較多，限制了學生實踐能力的提高。1.2.2教學方法較為模式化。多數實驗教學模式較為固定，學生嚴格按照步驟詳細、易于操作的實驗指導書完成實驗，教師主要指出原則性錯誤并負責學生安全。該模式在培養學生嚴謹細致、精益求精的素養方面具有積極意義，但與激發學生求知欲、樹立其創新精神并最終解決實際工程問題的目標具有一定的矛盾。1.2.3個性化考核方式有待實現。目前考核內容主要包括實驗完成度和按時到課情況。實驗內容的設定方面未能充分反映學生的水平差異，學生完成的實驗項目以及實驗報告內容基本相似，而考勤情況相同的學生基本會取得相同的實驗成績。評量方式與因材施教、個性化評估的初衷存在沖突。1.2.4學生的學習重視度有限。由于上述原因，外加本課程實驗為課內實驗，并未單獨設置考核學分，學生對實驗環節的重視程度有限，直接導致日后進行課程設計和畢業設計時毫無頭緒，也對學生參與各級各類機械創新設計大賽和學歷提升方面產生了一定的負面影響。

2課程實驗教學的改革思路