基于教学研究的机械设计论文

摘要：目前，高等工程教育普遍存在重理论、轻实践的问题，导致培养的学生动手能力差，创新能力不足。针对这一现状，结合我校机械设计专业本科生的培养经验，在“回归工程”理念指导下，着重对机械设计专业实践教学课程体系的建构和应用进行了研究，旨在提高学生的实践能力和创新创造能力。今天小编给大家找来了《基于教学研究的机械设计论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

基于教学研究的机械设计论文 篇1：

基于CDIO的机械设计课程教学研究与探讨

摘要：本文分析了独立学院机械设计教学的现状与存在的问题，并结合北信学院应用型人才的培养目标，提出了基于CDIO工程教育理念对机械设计课程教学的一些探讨与建议并加以实施，以达到培养学生分析、解决工程问题的能力与勇于创新的精神。

关键词：CDIO理念；应用型人才；机械设计

CDIO工程教育模式是2000年10月以来，由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等四所大学组成的工程教育改革研究团队提出，CDIO（Conceivingnesis—Designing—Implementing—Operation）即构思—设计—实现—运行的工程教育理念和以能力培养为目标的CDIO一体化理念。CDIO程教育模式以产品从研发到运行的整个周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习。目前国内，汕头大学康全礼等人提出了CDIO课程计划，鼓励多学科综合、创造性和创业精神培养，让学生通过自评、互评改变对学习和生活的态度并逐步形成相应的工作技能；浙江工业大学李红霞等人基于CDIO工程教育大纲提出了理论力学教学改革，强调了基础教育应与工程教育相结合，培养工科大学生自主创新、沟通、协调及团队合作能力，充分调动了学生学习的积极性与主动性，培养学生分析问题、解决问题的能力，取得了良好效果。CDIO工程教育理念中国化的实践将成为培养创新应用型人才的有效途径[1]。西安工业大学北方信息工程学院人才培养目标是培养具有创新精神和实践能力、特色鲜明、能够适应市场竞争的本科应用型高级专门人才。结合学院人才培养目标，基于CDIO工程教育理念，就机制专业的主要专业基础课机械设计课程，通过研究课程与学生的特点，探讨行之有效的教学方法，不断提高教学质量，培养学生分析、解决工程问题的能力与勇于创新的精神。

一、机械设计课程的特点

机械设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业基础课之一，它的地位与重要性不言而喻。该课程具有综合性、理论性与实践性很强的特点。机械设计课程本身所包含的内容比较多，综合性强，体现在要具备先修多门课程：材料力学、理论力学、机械制图、机械原理等，全面学习前期相关的基础知识，才能顺利过渡到该课程；其理论性很强，相关原理的学习及重要公式的推导对大多数学生来说有一定难度，课程所涉及的知识面范围较广，各章节之间看似无必然的联系等等；实践性体现在通过该课程的系统学习之后，要求学生具有设计通用零、部件和简单机器的能力，通过为期两周的课程程设计进一步强化与检验所学的理论知识，最终为后续专业课的学习及专业产品和机器的设计打下坚实的基础。

二、机械设计教学现状与问题

北信学院作为独立学院，大多数专业在师资与实验配备方面都依赖其母体学校，教学大纲、教材的选取等沿用母体学校的，大纲的要求过高与北信学生特点存在着不适应的地方，影响学生学习的积极性；在实际的教学过程中，教学环节中缺乏实践内容，课程的安排往往忽略各课程的衔接关系，课程与实践教学环节的教学条件有待于改善，具体主要有如下方面：

1.课程之间缺乏系统的衔接，教学大纲要求过高。先修课程的学习情况会直接影响机械设计的学习效果，由于好多课程一味压缩课时，上课内容只能删减，课程的开设、内容的安排缺乏系统地考虑，使得前后课程关系、衔接上出现脱节现象。学生在学习后一门课的时候，往往出现前面有些知识点不清楚；有时前后课程有重复的内容，易造成时间的浪费。教学大纲是实施教育思想与教学计划的基本保证，由于所用的教学大纲大多沿用母体学校教学大纲，要求相对较高，而我院学生整体基础相对薄弱，过高的要求起不到实质性作用，很难提高学生的学习兴趣，只能成为摆设；大纲版本相对比较旧，教材在不断更新，新的知识点在不断增加，旧大纲体现出跟不上发展的需要。

2.教学环节中实践内容的不足。学院实验室还在规划与建设中，缺少课程必备的教学器材，给教学带来很大的挑战，当给学生讲通用零部件的结构、组成时，只能用PPT图片或画简图的形式讲解，由于没有必备的零部件模型，学生没有亲自动手去拆装过，理解起来就相对困难。例如，学生在做课程设计时，对减速器的设计就显得很抽象、困难，没有动手装拆过减速器，只见过图片，有些地方的结构无法设计出来，有的同学即便画出图来，也讲不出设计的原理，更谈不上创新。

3.課程与工程实践培训未很好对接。学院在加强学生工程实践能力培训上做了许多工作，不仅要求教师要参加工程实践培训，作为职称评审、教师考核依据，学生必须参加一定时间工程实践，以获得必需的学分。但一些技术含量高的高新企业、研究所很难接收学生真正参与它们单位实践，大多数学生往往参加的是与专业不太一致的简单重复劳动，对课程的学习作用不大；生产实习时间有限，往往是参观学习，又排在机械设计课程结束后，对该课程学习与课程设计无任何影响。

由于各方面的原因，加上独立学院学生的基础知识整体薄弱、自觉性相对较差，对于机械设计这门综合性、理论性相对较强的课来说，显得相对困难，在学习方面的积极性不高、兴趣不浓厚，最终导致理论知识不扎实，实际动手操作能力难提高。

三、机械设计教学的探讨与建议

目前各个学校、学科都在强调实践环节、工程教育背景，但硬件设施不足与投入的力度不够，工作是做了，口号是喊了，仍然没有实质性的效果。实践的基础是理论知识的完备，必须在抓好理论教学的基础上，加强教师、学生的工程实践能力培训。由于机械设计本身的特点，充分利用我院有限的教学资源，基于工程CDIO教育理念，教学过程中注重学生工程实践能力与创新精神培养，对机械设计理论教学与实践教学环节，提出如下改革的思路与建议：

1.修订教学大纲，灵活调整教学内容。以课程群的形式，充分考虑各课程之间相互关系与衔接情况，对原来的教学大纲进行系统修订。结合学生的情况与学院培养目标，对相关课程的章节内容、学生的要求及考核评价形式做了详细明确的说明，对某些原理、公式要求以“会用”为尺度，对其证明与推导过程不过分追求，重点突出学生灵活应用知识分析、解决问题的能力培养。目前教材琳琅满目，必须根据大纲要求与学生的特点来挑选适合学生的优秀教材，使教材成为教师授课与学生课后学习的主要参考书之一。

2.加强教师、学生工程背景培训。由于目前我们的专职教师队伍以青年教师为主，缺乏工程实践经验，因此加强工程实践培训显得尤为重要。青年教师利用工作之余进行与专业相同或相近的工程背景培训，积累自己在工程实际中接触的问题来充实理论教学环节，通过实际案例分析，将课堂理论与实践有机结合，使课堂气氛更加活跃，充分调动学生学习的积极性与主动性。积极开展与学校周边企业的合作培训，给学生提供方便、多样化的工程培训机会，学生可根据自己的专业及兴趣选择，也可以自行联系合适的单位进行工程培训，将所学的理论运用于工程实践中，再通过实践使得对某些原理与理论理解更加深刻。

3.充分发挥多媒体教学的优势。学院实验室在规划与筹建中，随着逐步分期分批建设，为机械设计课程购置必备的零部件模型与实验设备仪器，将为教学顺利开展与提高学生的实际动手能力提供有力保障。教与学的互动是实现有效教学的关键。目前，充分利用多媒体进行引导与互动，在讲到传动装置与轴系零部件时装时，播放相关视频、动画取得良好的效果。

4.发挥好课程设计的作用。机械设计课程设计作为实践课程，要求学生在老师的指导下在两周的时间里独立完成，工作量相对较大。机械原理中学的连杆机构和凸轮机构学生无法应用，致使机械原理与机械设计课程内容脱节，这两门课程的课程设计分别为机器方案设计和减速器设计，致使两个课程设计脱节。如何起到预期效果，值得不断地研究、探索。为了避免传统的题目减速器在网上资料应有尽有，学生抄袭不利于培养学生创新能力的培养，把题目设计成包含有减速器的传动装置设计，在结构与装置的选择上，使得设计更加灵活，给学生一定的设计空间，鼓励他们大胆创新，充分利用机械原理中所学的机构，使课程之间自然衔接起来。实施过程中采用以组为单位，共同讨论设计方案，在总体方案一致的条件下，每个同学的部分设计参数有所不同，来加强学生团队合作精神与创新能力的培养。

今后可将课程设计题目与工程实践相结合，教师可通过工程拓宽题目内容，改变传统设计题目比较单一的现状；学生可根据自己的参加实践的情况提出感兴趣的设计题目，鼓励大胆创新，从而真正实现理论与实践的结合，使学生走出学校之前得到充分锻炼。

基于CDIO工程一体化理念，通过对机械设计课程教学中存在的问题与课程本身特点，并结合北信学院人才培养目标的要求，进行初步研究和探讨，对教学大纲的修订、工程实践培训、课程设计等提出了一些建议，旨在通过改革，提高教育教学质量，培养学生分析、解决工程问题的能力与勇于创新的精神，为后续专业课的学习、毕业设计及今后从事相关工作打下坚实的基础。

参考文献：

[1]康全礼，陆小华，熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报，2008，31（4）.

[2]李红霞，张淑佳，李乐胡等.基于CDIO工程教育大纲的理论力学教学改革[J].神州，2011，（5）.

[3]錢静，陈安军.CDIO理念下的包装工程专业实践教学初探与思考[J].西南师范大学学报：自然科科学版，2012，37（1）.

[4]吕宏，王慧，刘大力.高校机械设计课程有效教学的探讨[J].教育探索，2013，（8）.

[5]张永安.我国机械设计教学现状的思考及建议[J].中国大学教学，2013，（6）.

作者：阮红芳　刘星茹

基于教学研究的机械设计论文 篇2：

基于“回归工程”理念的机械设计实践教学研究

摘要：目前，高等工程教育普遍存在重理论、轻实践的问题，导致培养的学生动手能力差，创新能力不足。针对这一现状，结合我校机械设计专业本科生的培养经验，在“回归工程”理念指导下，着重对机械设计专业实践教学课程体系的建构和应用进行了研究，旨在提高学生的实践能力和创新创造能力。

关键词：机械设计；回归工程；实践教学

一、引言

高等工程教育是造就工程科技人员的主要渠道，对工程技术人员的知识、能力、素质等起着至关重要的作用，特别是对创新精神和创新能力的培养具有决定性影响。随着我国高等教育步人大众化时代，其规模已经跃居世界前列，每年培养数以百万计的工程类毕业生，但学生的实践能力不仅没有随着规模扩大而提升，甚至有下滑趋势。根据瑞士洛桑国际管理开发研究院对“工程教育市场提供合格工程师能力”的统计，我国在49个排序国家中居于末尾，企业单位也普遍反映招收的毕业生存在理论知识丰富、实践能力欠缺的弊端。如何切实提高学生的工程实践能力，已经成为高等工程教育必须面对且亟需解决的一个难题。为此，世界知名工程类院校麻省理工学院率先提出“回归工程”理念，强调工程教育必须回到工程实践的根本上来，为解决学生实践能力不足的难题指明了方向。

机械设计专业课程是培养机械工程师专业素质和实践能力的基础课程。为提高本专业学生的实践创新能力，本文立足“回归工程”理念，主要从教学方法探索、实践环节创新和教学质量评估等几方面对机械设计实践教学体系进行了研究，并将成果推广应用到学生培养过程中，取得了良好效果。

二、实践教学体系创新研究

1.实践教学方法探索

教育的真谛不仅在于传授知识，更在于激活学生的思维，开阔学生的视野，赋予他们重新认识世界的能力。由此可见，课程讲授除了要将问题解释完毕，还要激发学生进一步求知的欲望。在实践教学中，首先要改变过去只能按照“实验指导书”进行简单操作的方法。根据课程内容，告知学生某实验的目的和要实现的目标，由学生个人或自由组合构成若干小组，拟定实验方案，确定实验方法，再分别在课堂上介绍和讲解，与大家共同讨论方案的先进性、可行性等；随后，再根据现有的实验条件来分析具体可开发出实验的原理和方法，对于最终实验结果也是以组为单位进行讲解分析，充分调动学生参与的积极性和能动性。

2.实践环节创新

专业实验、实践环节是培养学生动手能力、创新能力、分析问题和解决实际问题能力的主要环节。这一环节使得学生所学的理论知识与实际相结合，得到课堂上难以学到的知识，在实践中有所发现、有所创造，对于培养应用型本科学生的实践创新能力至关重要。按照“重基础、宽口径、强化能力”的原则，结合实践课程体系的教学特点，进行了以下几方面的实践教学探索：

（1）柔性课程设计

机械设计实践教学中，课程设计是必不可少的环节之一，也是学生将理论用于实践的一次综合训练。为了强化课程设计的实践效果，通过团队教师的共同努力，建立了柔性课程设计体系。通过教材内容建设、课程教学进度的优化等手段，将所要开展的课程设计内容分解到各个知识单元中，教师分阶段对学生的设计成果进行评判；进入到实践环节时，学生直接进入到图纸绘制阶段，但设计内容主要转入到零件的加工工艺等方面的训练，改变了以往课程设计“重设计轻工艺”的不足。

（2）开发特色化实践项目

开展了突出知识能力的共性化要求，强调个性化发展的项目驱动式团队课程设计改革。项目课程实施贯穿整个学年或学期，1个班级分成5-7个团队，分别由不同的教师指导。学生成绩由团队成员互评、答辩、指导教师综合初步评定成绩，经班级各团队公开讲演答辩后，决定最终成绩。教学过程中，已经完成了踝关节康复机器人的设计及制作、面向助力机器人的液压驱动装置的设计以及输电塔攀爬机器人越障机构的设计与制作等5个项目的技能实训。这些团队化、特色化实践项目的展开培养了学生独立思考、缜密分析的素质，塑造了“人人为我，我为人人”的团队精神，实物模型的加工制造也增强了他们的实际动手能力，受到学生的欢迎。

（3）搭建校企合作平台，建立校外实训基地

“回归工程”的应用型教学一定要突出其应用性与服务性，而二者的好坏与否都要以企业的实际需求为评判标准。为此，通过与企业共同开设应用实践环节，建立培养学生设计创新能力与工程实践能力的实践教学体系，拓宽学生的知识面，提高学生的综合设计能力与动手实践能力。按照行业内先进、规范、企业文化氛围较好的原则，本专业先后与南京康尼机电技术公司和南京康翔工程机械有限公司等企业共建校外实训基地，选择优秀学生利用假期和课外时间进驻公司参与工程实践，利用所学的机械设计知识和辅助设计软件Pro/E、UG、Ansys等，解决工程项目中遇到的一些问题。这种学以致用的方式将理论和实践紧密结合在一起，加深了学生对所学知识的理解，提高了他们解决实际问题的能力，对培养学生“触类旁通、举一反三”的综合性创新创造能力大有裨益。

3.教学质量反馈评估

为提高机械设计实践教学的质量，建立了一套多元化的反馈评估体系，主要包括评估内容、评估主体和评估阶段的多元化。评估内容的多元化是将实践教学原来单一的试卷考试变为现场答辩、研究报告、产品设计分析等多种方式；评价主体的多样化是为了减少传统单一评价主体的局限性和片面性，实行学生、课程教师、企业专家、责任导师、企业导师等多主体评价，提高导师团队成员对学生的关注度以及评价的客观性；评估阶段的多元化明确规定学生成绩由课堂讨论、阶段测评、期末考核三部分构成，按2：3：5分配，实现成绩构成的分段，促进课程考核从评价“分数高低”向评价“能力强弱”转变，全面提高学生的工程实践能力，扭转重成绩轻实践的教学风气。通过实践教学质量的反馈评估，持续改进实践教学中的薄弱环节，不断提升教学质量。

三、结语

“回归工程”理念为全面提升学生综合素质，切实加强学生工程意识及实践能力指明了方向。在机械设计实践教学中，立足“回归工程”理念，通过改进教学方法并配以良好的实验环境，充分调动学生“主动学习的积极性”，实现了“学中做”与“做中学”的完美結合，激发学生的实践创造性思维，提高了实践创新能力。在具体实施过程中，通过项目化的教学与实践，使学生既能了解学科发展前沿又能掌握服务社会的必要技能，为日后成为一个合格的工程技术人员打下了坚实基础。

作者：闫国栋 冯勇 张长东 贾丙辉

基于教学研究的机械设计论文 篇3：

基于创新与实践能力培养的机械设计试验教学研究

【摘 要】在我国的机械设计课程当中，最重要的是为了培养学生在创新以及在设计方面的能力，这也是突出的重点，而高校的教育的目的就是要培养出一批具有较高素质的人才，要把技术与素质合二为一。对于在培养专业的机械设计人才时，不仅让学生要全面的掌握专业知识，方法以及理论基础，更要提高他们对机械知识的应用，培养他们的创新能力，这才是我们教育改革最重要的目的。在创新能力的培养过程当中，思维开发，意识创新，提高教育的本质思想，这才是最为核心的教学内容，而在机械设计实验当中，工程应用能力才是关键的问题，在教学应用当中应更为深入的研究分析，并且找出最有效的方法与措施。

【关键词】机械设计;创新实践;教学应用

机械设计专业课作为实践性非常强的一项技术，也是最基础的一门课程，同时也是作为学生在机械设计方面的综合能力，在设计和创新能力以及训练工程意识时都具有非常关键的作用。在进行实践教学的过程当中它对于培养学生的思维，创新意识以及达到怎样的教学目标都起到了非常重要的意义。在当前形势下，实践教学环节是广泛应用的，但是由于落后的测试设备，落后的师资队伍，陈旧的教学方法等方面都影响了实践的发展，学生更不能有效的进行动手和创新，所以，必须要提高教学的实践性，从而才能加强对学生专业的培养，实践能力的提高，开辟出一条新的途径和有效应用。

一、机械设计教学的创新和实践

通过在教学当中，我们可以选用一些以往的学生作品当成教学演示，再应用多媒体教学作为课堂的技术方法，把这些好的作品带进课堂当中，让学生可以更为直观的参观欣赏，让他们不再有一些畏难的心理负担，从而也可以增强他们的积极性，开创性。最后让学生通过这些作品进行分析讨论，分享体会，从而来引导他们可以更为细致的对这些作品进行深入研究，找到创新立意，进而来提高学生的综合能力。

（一） 机械设计作为实践综合性非常很强的一门主要课程，在实验教学过程当中则是非常关键的一个环节了，实现教学目标是有着重要意义的。我们在培养学生机械设计课程时，实践则是一条不可小视的途径，同时也是培养学生分析能力，解决问题，理论实践和创新能力的一种重要途径。学生在掌握机械原理的程度会影响到具体的实践能力。我们都知道，在机械产品当中，主要是由运动机械以及多个零部件组成的，它们都具有不同的应用功能，并且所适用的场合也是不同的，所以必须要充分的了解机械产品的设计以及各个原理才可以更好的运用它的工程实践。此外，由于机械设计一般包括的体系是非常宽泛的，不仅有理论知识，计算推导，也需要一些图表与公式的配合，才能发挥出它的作用。在这门课程当中，教学的主要目的是让学生可以在短时间内学习有效的知识，但是在现阶段而言，由于学校在多方面都受到了一些限制，不利于学生的全面学习，从客观角度来讲对实践是不利的，所以我们必须要探索出一条更适合的方法，可以在短时间内让学生学到具有创新意义的实践技能，更为科学的与理论相结合。

（二）由于课程设计具有一定的复杂性，也具有一定的重要性，所以我们必须要改革以往的课程目标，重新设计课程内容。学校一般会安排几名老师作为技术指导，但在新的课程安排当中减少了老师的比例，这样不仅可以减轻老师的负担，也可以让学生在自己动手的过程当中找到创新的能力。在机械类的学科当中，一般包括机械方案的设计以及制作，在这个过程当中一般是为了培养学生的综合知识运用以及培养他们的能力实践创新，从而来提高他们的思维意识，在部分学校当中还会应用团队合作来完成设计实验教学，通过让学生自己做相关的课程设计，这样不仅可以提高了学生的收益，也降低了敷衍设计的比例。此外，在机械设计课程的学习过程当中，我们也可以让学生应用一些相关的软件作为辅助作图设计，可以更好的构建三维模型，达到传真的效果。我们清楚的可以看到三维软件具有非常强大的一些应用功能，所以在零件的设计上是非常明显直观的，而它的参数多功能也是非常强大的，所以极易修改零件图以及装配图当中错误的特征。而我们在建立整机装配模型时，应进一步的分析设计产品所具有的运动仿真以及干涉检验等问题，对于所发现的问题可以及时的解决，来加强学生在机械设计学习中的创新能力，全面培养他们的创新思维性。

（三）在机械设计课程的试验中，我们所要达到的目的就是为了让学生可以在短时间内学到最有效的知识，但是在现阶段的学校当中，在很多方面都受到了一些客观限制，这对于学生获取知识是非常不利的，所以，在一些高校当中为了让学生可以学到丰富的知识，便探索出创新的实验教学应用，理论结合于实践，作用比较明显。在很多高校当中都会应用这种方法，一些老师也对这种方法提出了不错的评价，当教师传授机械理论知识时，可以不受课本当中一些内容的束缚，并且让学生置身在具体的实验操作当中，其目的就是把实验的过程变成学习的过程，从而可以加深对理论知识的掌握，在学生提出疑问时也可以找到更好的方法进行解答，理论实践应用在创新当中，所得到的效果则是非常明显的，而吸收也是较为快速的，在短时间内学到丰富的理论知识，也提高学生的创新能力，通过设计实验不仅巩固了知识也增加了思维的创新意识。

二、结论

总而言之，对于在培养专业的机械设计人才时，不仅让学生要全面的掌握专业知识，方法以及理论基础，更要提高他们对机械知识的应用，培养他们的创新能力，这才是我们教育改革最重要的目的。在创新能力的培养过程当中，思维开发，意识创新，提高教育的本质思想，这才是最为核心的教学内容。

【参考文献】

[1]刘杨.银金光将创新思维方法融入机械原理等课程中的实践探索[J].中国校外教育.2013（10）

[2]徐成福，林远艳，吕勇浅谈.《机械设计》课程设计教学改革[J].黑龙江科技信息.2010（27）

[3]王慧，马岩.机械原理课程改革的思考[J].机电产品开发与创新.2010（05）

[4]朱健芬.机械设计实验教学改革探讨[J].安徽科技学院学报.2007（3）

（作者单位：青海大学机械工程学院）

作者：张长 沈海宁