２０１１年第３１期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ０本刊重稿０ 科技信息 《机械设计》教学的研究与创新 魏艳春 （南京航空航天大学金城学院江苏【摘南京２１ ００００） 要】本文以机械设计课程教改为研究课题，针对《机械设计》课程教学和课程设计中存在的问题进行了研究和探讨。提出了改革教学 内容和教学方法，加强创新设计训练，把课程设计融入整个教学全过程，在提高教学效率和效果等方面获得了显著的成效。 【关键词】机械设计；教学；研究与创新 《机械设计》是机械工程学科的主干课程之一，也是机械类本科生 门重要的专业基础课 它在机械类本科生的培养计划中一般位于专 业基础教育的末端 通过该课程的学习 学生即可具备设计机械 系统中的通用装置（如传动装置等）及常见机构的能力。这对于培养高 素质创新型的机械工程科技人才，既具有较强的工程应用价值，也为 后续相关专业课的学习奠定了基础。 传统的机械设计课程教学体系主要由课堂教学、实验教学和课程 设计三个环节构成，一般是以课堂教学为主，辅以一定的习题练习：再 一学内容、深入了解机械仓４新设计的理论和方法，积极开发适合的教材， 提高教师自身的素质．从而有利于教师在传统的课程教学中开展创新 能力培养的改革工作 实践证明．此举使我们的教改获益匪浅，不仅可以获得许多极有 价值的信息．而且坚定了我们突出实践性的课程教学改革的思路和决 心。 配置一定量的实验教学．在这两个环节基本实施结束时：再安排学生 进行大学期间首次较全面、较系统、较长时间、较贴近实际、综合运用 多门前期课程知识的机械设计课程设计 该教学体系有其成熟、稳定．易于实施的优点：但也存在不适合多 层次人才培养的要求 教学效率不够高等缺点 围绕本学科的教学目标．我在教学实践中作了改革与创新．下面 就总结如下．供同行参考 １ 现行的教学中存在的突出问题 １．１传统的课堂教学形式仍占据主要地位 课堂教学是传授知识的 主要阵地和渠道，机械设计课程内容的广泛性与授课方式及学时的有 限性之间有矛盾，影响了学生掌握更多有关机械设计的知识．了 学生分析、构思和设计能力的培养，学生理解起来费力．也了教学 改革。 １．２缺乏实践手段，教学目标难以实现 机械设计是－－Ｉ＇１实践性较强 的课程．应该边学习边实践才能实现提高设计能力、培养创造性素质 的要求 但实际上由于学时所限．加之一般院校缺乏合适的实验操作 手段．所以很难达到上述要求 由于学生缺乏对实际机械系统的感性 认识．所以教学效果不甚理想 相当多的学生只是把这门课作为一门 课程学习．在实际中难以自觉运用其中的知识去指导设计 ｌ＿３课程设计中缺乏创新训练。许多的新技术冲击着传统的机械设 计方法及设计思想，象航空航天技术，超微技术、核能工程、特种机器 人技术等一系列高科技领域的快速发展．为机械设计提出了更高的要 求 另外．市场经济也呼唤高校培养真正适应市场需要的人才．社会要 求的是具有扎实的实际设计能力和富有创新意识的设计者．是多学科 兼融的全才。而在现行的机械设计课程教学模式中．忽视了让学生进 行的创新设计 ２．２努力改革完善课程教学体系 充分体现实践性突出的特征．第一步可规划实施把课堂教学与课 程设计有机地结合起来．把完整的设计分解到各章节的课堂教学中 去．逐步实施设汁计算，再集中进行结构图面设计，并整理设计计算说 明书。这样一来．一方面使课程设计的实践性、趣味性和课堂教学的理 论性、严谨性相融合而互补，以起到活跃学习气氛，激发学生兴趣，调 动其学习积极性的作用：另一方面又可以延伸课堂教学的空间与课程 设计教学的时间．留给教师和学生更大的交流、发挥、练习余地。 第二步进行机械设计课程设计理论计算时应用先进的计算机辅 助设计方法 以往学生由于一些计算错误或方案选择错误 理论计算 往往会有反复的过程 这些导致学生对机械的结构设计时 没有足够 的时间去思考、构型．无法转化为图形等．导致设计效果差。为此将现 代工程上采用的创新设计理论、优化设计理论、有限元设计和可靠性 设计等理论介绍给学生 比如用ＵＣ、ＭＤＴ等软件对执行机构和传动 机构进行运动分析的方针及方案比较、以及零部件的三维构型．采用 有限元设计方法对轴系零部件进行强度计算、刚度计算等，这些软件 减少了学生的设计计算量．提高了设计的准确度和精确度．大大提高 了学生的空间想象力，激发了学生进行创新设计的兴趣。 ２－３改革教学内容和教学方法．解决目前存在的问题 第一．适当修改教材内容．完善设计所必需的基本知识和基本理 论。在教材中我删减了过深的、不必要的理论推导和证明，过时内容： 或是偏深偏难而又不实用的内容：舍去概念化的、对提高设计人员的 设计水平意义不大的部分。而对其中可操作性强、对提高设计人员的 设计水平有益的部分作了加强 以机械传动、机械零件的设计为重点． 完善基本理论。 第二，充实基本设计方法和实践性内容，保证实用性。《机械设计》 教学内容改革，要突出机械设计主题．即培养学生的从业能力．实现高 等技术应用性人才的培养目标。特别是实用性、实践性内容和习题．增 加应用性的设计方法、经验数据和公式、图表．增加零部件结构设计内 容。突出应用性．将学生引向实际设计．培养应用性人才 ２突出课程教学实践性的思考与实践 第三，补充现代科学技术的内容．体现先进性。现代科学技术发展 ＣＡＤ、优化设计、有限元设计、绿色设计、反求设计、系统设 机械设计实践要适应现代科技发展的要求，牢牢把握住本学科的 日新月异，发展脉络，及时补充新型机构，介绍新的设计理论、方法、技术，以拓宽 计等，新的设计理论与方法层出不穷。《机械设计》要适应现代科学技 把握本学科的发展脉搏，及时补充新型机构、传动、零 视野，培养创新设计的思路和方法。为有效的实现教学目标，在实践中 术发展的需要，件，介绍新的设计理论、方法、技术、计算机辅助设计等内容，拓宽视 不断的改进教学方法．主要做到以下几点： 野，培养创新设计的思路和方法．培养创新型的人才 ２．１坚持联系工程实际．确保突出实践性 第四，充分利用现代化教学手段．加强教学效果 在本课程各个教 我们把联系工程实际．经常倾听来自生产企业、科研院所和后续 摆脱时间和空间的约束．是加强教学效果保证实 专业课程对机械设计课程教学的反映、要求等信息．作为我们突出实 学环节中采用ＣＡＩ．现教学目标的有效措施 充分利用计算机多媒体的教学手段．展示各 践性的基础性环节来坚持、实施 呈现不易观察的零件内部结构与动态特征．演示 近年来我们利用各种条件，先后在常熟—创美工艺、南京一艾志 类机构的运动过程．增加学生的感性认识．启发和引导 工业技术集团、南京一江苏华瑞国际实业集团、南京一卓润环保科技、 实际加工机床的运动与加工过程．激发学习兴趣．应用多媒体提高教学效果。 无锡～上海学教育、南京南汽模具装备有限公司等企业以及学校．建 学生积极思维，立了产学研基地。 ３结束语 教师也走进生产第一线。了解新设备。学习所教专业在生产实践 随着教育改革的不断深入。围绕新时期对人才培养的要求，还会 中应用的新知识、新技能、新工艺和新方法．以此促使教师加快对现代 化设计技术的了解和掌握，促使教师结合企业的生产实际不断完善教 积极地对《机械设计》课程的教学进行深入地研究、改（下转第２３页） 科技信息 ０本刊重稿Ｏ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１１年第３ｌ期 其中△＋Ｐ 同定理１的定义，则方程（１）是振动的。 一 －一 根据积分中值定理，存在∈Ｅ ｚ～，ｚ ＋ ），使得 △（ｚ ）＝ Ａｚ ， 由（９），（１２）和（１３），可得 一注１：显然，当ｂ ＝Ｏ，定理１和推论１即化为文［３】中的定理２．１和 推论２．１． 例１考虑二阶非线性差分方程 （１４） △（ｎ ’（△（ｘ ＋旦 （２０） ）） ）＋ （△（ｘ＋旦 Ｌｘ ｎ＋ｐｎ ｘ ＝ｏ 尝… 一 其中ｐ＞０， ≥１为常量ｎ≥１，Ｔ， ，为非负整数，在方程（２０）中，ａ ＝ ｎ … ＋ｃ 血 一 ｈ ， １ ＝ｐｎ ・因乏［ （ ｍ－ｉ， ≥ ｓｕ ［ｎ一 ，方 ］一， 程（２０）满足条件（日。）和（ ），我们选取Ｐ ＝ｎ ≤－ 一 Ⅲ． （１－ ［ 一— ）’ｎ一盯）’ ｓｕ 其中 ＝（ ＋ｌ ，０５）式两边同乘以‘Ｐ ，可得 ｎ（ 一 ）ｗｎ．１一 ｌ（１６） ｐ＞ （７＋１）’ ．由推论１，ｐ＞ ＋１） ， ＞１１时，方程（２ｏ）是振动的。ｅ 。 对（１６）式从ｎ，到ｍ一１求和可得 【参考文献】 ［１］Ｊ．Ｊｉａｎｅｈｕ，Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｉｒｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｑｕａｓｉｌｉｎｅａｒ ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｌａｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｐｐ１．Ｍａｔｈ．Ｃｏｍｐｕｔ，２００２，（１２５）：２８７—２９３． ［２］Ｊ．Ｊｉａｎｇ，Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｌａｙ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ，［３３．Ａｐｐ１．Ｍａｔｈ．Ｃｏｍｐｕｔ，２００３，（１２５）：７９１—８０１． 芝 １ ）’ ， ＋鄯 ｃ 一 ， 卷ｗ Ｉ） 鄯 ｃ 一 一器 Ｉ】 ｕｎｓ不弑Ｔ［３］Ｖ．Ｇ．Ｓｕｎ．Ｎｅｗ Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｌａｙ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｅｑｕａｔｉｏｎｓ［３３．Ａｐｐ１．Ｍａｔｈ．Ｃｏｍｐｕｔ，２００５，（１６３）：９０９—９１８． ［４］Ｂ．Ｇ．Ｚｈａｎｇ，Ｇ．Ｄ．Ｃｈｅｎ．Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｅｃｏｎｄ ｏｒｄｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｍａｔｈ．Ａｎｎａ１．Ａｐｐｌ，１９９８，（１９９）：８７２—８８３． ［５Ｉｓ．Ｈ．Ｓａｋｅｒ，Ｎｅｗ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｌａｙ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｐｐ１．Ｍａｔｈ．Ｃｏｍｐｕｔ，２００３，（１４２）：９９—１¨． ［６］Ｓ．Ｈ．Ｓａｋｅｒ．Ｎｅｗ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｌａｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｑｕａｔｅｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｐｐ１．Ｍａｔｈ．Ｃｏｍｐｕｔ，２００３，（１４４）：３０５—３２４． （ Ａ＋ｐｎ一Ｐ．ｂｎ 一 ｗｎ＋一 ：＋：：Ｉ ：：： Ａ＋ｐ．：五ｐ五．ａ￣ ≤ １） ｐ ‘Ｐ： 由（１７）和（１８）可得 ∑－Ｉ【ｐｎ ｎ（１ ∑【ｐｎ‘Ｐ ｐ （１呻ｍ一… ，） 一————— （＾ｙ＋１） ｐ ‘Ｐ 一 ！：！ ：盎 Ｓ．Ｈ．Ｓａｋｅｒ．Ｓ．Ｓ．Ｃｈｅｎｇ．Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｍｅｕｔｒａｌ ｄｅｌａｙ （１８） ［７］ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｂｕｌ１．Ｋｏｒｅａｎ．Ｍａｔｈ．Ｓｏｃ，２００３，（４０）：９４８９—５０１． ［８Ｉｓ．Ｈ．Ｓａｋｅｒ，Ｓ．Ｓ．Ｃｈｅｎｇ，Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｄａｍｐｉｎｇ ｔｅｒｍｓ田．Ａｐｐ１．Ｍａｔｈ．Ｃｏｍｐｕｔ，２００４，（１４８）：４２１—４４２． 【９ ＪＪ．Ｆ．Ｃｈｅｎｇ．Ｋａｍｅｎｅｖ—ｔｙｐｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｄｅｌａｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］． ｓ．Ｍａｔｈ．Ｓｅｉｅｎｔ，２００７，２７Ｂ（３）：５７４—５８Ｏ． 一】≤‘Ｐ ，ｗ Ａｃｔ这与条件（６）矛盾，故假设不成立，我们完成了定理１的证明。 作者简介：田亚州（１９８３一），男，硕士，主要研究方向为应用微分方程。 孟凡伟（１９６３一），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为微分方程。 如果我们选取，则我们可以得到下面的判别标准： 推论１假设（日 ）和（肌）成立，存在一个正的实数列（ｐｎ），对某个ｎ０＞ ０，使得， Ａ ｍ－Ｉ ※基金项目：国家高等学校博士点科研基金（２０１０３７０５１１０００３） 山东省自然科学基金（ＺＲ２ＯＯ９ＡＭ０１ １）。 ［责任编辑：江广霞］ ｐ ｂ￣，ｓｕｐ ｑ （１＿ｐｎ 一—＿＿ ｎ（１ ）一 一］＝ａ。 （（１９ ） 《机械设计基础》多媒体素材库的开发与制作叫．机械职业教育，２００８（８） （上接第４６页）革与创新，把握教材的重点与难点，为培养出更多的 ［６］陈春． 具有基先进的科学知识、创造性思维能力、高效的设计能力，而且一专 ５７—５９．多能的复合型人才，做出自己的贡献。Ｑ 【参考文献】 ［１］刘鸣，刘文平，陆萍，张洪才．乘专业认证之东风，提高机械设计课程实践教学 水平［ｃｙ／￣械类课程报告论坛组委会．机械类课程报告论坛文集．北京：高等教育 ［７］徐挥，迟宝东．深度介人教学活动提高教学资源集成水平【Ｊ］．中国大学教育 ２００６（９）：６３－６４． ［８］徐锋，左敦稳．关于机械制造技术课程改革的探索与实践田．高校教育管理 ２００７．１（４）：９０—９２． 作者简介：魏艳春（１９８ｌ—），女，满族，河北承德人，南京航空航天大学金城 出版社．２００８：３３９—３４３ 学院，讲师，研究生。 ［２］王颖．电子技术类课程数字化教学资源的建设研究［Ｊ］．考试，２０１０（８）：ｌ４５—１４６． ［３］宋敏，徐行．机械设计基础课虚拟实验的设计与开发［Ｊ】＿西安航空技术高等专 科学校学报．２００８．２６（１）：２１—２３． ２００５，２２（２）：１ １８—１２４． ※基金项目：本课题得到南京航空航天大学金城学院机械设计优 ２００９．１２。 『４］赖德华，张建辉，赵京，等．机构创新设计实验的探索【Ｊ】．实验技术与管理， 秀课程项目资助，［５］ＷａｎｇＤＬ，“ｌｌＪ，ＸｉａｏＤＺ．Ｇｅｏｍｅｔｉｒｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｐａｔｉａｌ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｈｅｏｒｙ，２０００，３５（１ｏ）：１４１３—１４３０． ［责任编辑：汤静］
