链传动设计教学的机械设计论文

摘要机械类基础课程是介绍常用机械机构基础知识和通用机械零件一般设计方法的机械技术基础课。探讨进行机械类基础课程有效教学的策略问题，为机械类基础课程的教学和研究提供新思路和新方法。下面是小编为大家整理的《链传动设计教学的机械设计论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

链传动设计教学的机械设计论文 篇1：

改革实验与设计训练,推动机械基础课程创新教学

摘 要 通过在机械基础课程教学中，完成课程实验与设计训练的改革，提高学生的主观能动性和创新设计能力，从而推动机械基础课程的创新教学。

关键词 机械基础课程 设计训练 创新教学

机械基础系列课程，具有较强的理论性和实践性，在机械教学体系中起着承上启下的关键作用，其教学的创新性在新世纪机械工程创新型人才培养的环节中至关重要。如何提高学生的创新能力，如何进行相应的行之有效的创新教学改革，成为该学科的一大课题。针对知识、素质和能力三位一体的培养理念，教研室以基本理论教学的创新性为先导，特别突出工程素质、工程实践与创新能力的培养，构建了理论教学、实验教学和设计训练的新体系，进一步促进学生的自主学习、研究性和创造性学习。

实践是以理论为指导，理论在实践过程中得以验证和深化。随着教学改革的层层深入，机械基础系列课程在理论教学上充分运用多媒体和现代教育技术手段，丰富课程课堂教学素材和网络教学资源，增加立体化教学比例，建立创新教学理论，推进课堂创新教学模式，极大地调动了学生的学习积极性和自主性，为指导实践教学打下坚实的基础。同时，实践教学也改变了实验课程与设计训练的割裂局面，除了加强各自实力之外，二者有机融合，达到了相互配合、相互促进的效果，增强了学生的动手动脑能力和主观能动性。下面介绍教学实践改革的几条措施：

1 增加综合性与研究性实验和创新实验

学生的工程实践环节比较薄弱，要培养学生的动手能力和创新能力就必须依靠课程的实验环节配合。实验不能光是对书本知识的验证与演示，而应产生验证理论、提高动手能力与激发创新思维的三重效果。

为此，教研室在传统的实验项目基础上增加一定量的创新与综合实验项目，如机械原理课程的JPCC平面机构组装实验 、3DMC机构组合与创新实验、机械设计课程的轴系结构创意设计实验及机械传动性能综合实验等。如3DMC实验台根据创造性思维原理和机构组成原理设计，是二十一世纪新一代综合性智能化实验测试设备。学生通过机械原理、机械设计和机械创新设计学习所萌发的创造性思维可以从本实验台上得以实现。实验台既有组成机构的低副杆组、高副杆组及组成这些杆组的各构件、机架和其他辅助连接件等，也有机械传动等内容，可拼装连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动以及由它们组合成的性能各异、平面的、空间的机械传动系统，培养了学生机械传动方案的设计能力。实验台可以测试原动件和执行构件以及中间任意构件的位移、速度、加速度。无论构件是转动还是移动，计算机都能准确地反应这些机构的参数，对已知机构的运动参数进行验证分析；也可测试创新机构的运动参数，为动力学分析提供依据。

学生在实验过程中，将课堂知识与自身的判断、联想、动手能力结合起来。通过对实验题目的分析、实验方案的构思和优化、对实验设备的拆装、实验过程成与败的反复，不断提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生理论与实践相结合的基本素质，真正发现理论与实践的不可分离性，理论在实践中得以验证、延伸与创新。

2 改变课程设计模式，增加设计内容的创新性

机械基础设计训练主要包括相关课程设计及机械设计创新活动。课程设计是课程体系中的一个重要实践环节，传统的课程设计模式和设计内容已经不能满足现代人才培养的需要，为此教研室对课程设计进行了相应的改革。如机械原理课程设计由原来的利用图解法或解析法进行机构的运动分析变成了机械系统的运动方案设计。课程设计任务可在理论课结束进行，也可在理论课上到一定程度时与理论课并行。提前布置任务，学生就可提前入手，调研资料。这样就可带着问题设计，不懂的内容可通过网络查询或到书本上提前自学，或在老师讲课的时候有针对性地去学，从而获得更深刻的理解。课程设计本着学生为主、教师为辅的思想，激发学生的主观能动性，实际上是对学生将来成为一名工程技术人员的提前演练。设计内容灵活化，可由教师给出，也可由学生自定，自定时就又增加了相关的很多调研工作，增加了对更多设计内容的了解。机械系统运动方案的设计一般分组进行，同学们既群策群力，又有自己的独特之处，大大提高了学生的综合素质和创新能力。又如机械设计的课程设计模式发生转变，由减速器传统设计模式变为CAD编程，既让学生了解现代设计理论，又提高了计算机编程水平。计算机仿真软件也运用到课程设计环节中，便于学生在设计中完成虚拟样机的制作等。

3 开展创新型实验开发与创新设计活动，促使实验与设计训练的有机融合

将实验装置作为课程设计或创新设计的载体，也成为教研室课程改革的一项内容。课程设计或创新设计在实验室进行，如利用3DMC组合与创新实验台完成部分同学的课程设计，学生通过机械原理、机械设计和机械创新设计学习所萌发的创造性思维可以从实验台上得以实现。各种基本机构的性能是有局限性的，对基本机构创新也是困难的，而将多个基本机构联合起来组成一种组合机构来使用，往往能较好地满足人们对运动形式、运动规律和机械性能的要求。实践中已产生和创造发明了多种实用的组合机构，实验台可提供大量的组合机构供拼装，从中可以很好地认识组合机构的多种性能，为今后的创新和工程设计打下良好基础。课程设计内容可通过“黑箱” 的形式给出机构的功能要求，作为机构创新设计题目，同学们仔细研究机构的功能要求，将总功能分解为各子功能，选择确定各子功能的功能元解，完成机构的功能设计。所解方案灵活多样，要能满足题目要求，同时展开积极的交流与方案对比，促进学习提高。同学们也可自行拟定题目，但涉及的构（零）件应在实验台配置范围内。在题目自行设计过程中，不断研究，不断发现问题，并进一步开发出新的创新性实验，完成了实验内容的积累工作，使设计与实验良好地融合起来。

为了激励学生创新设计的热情，教研室开展了机械创新设计活动。好的作品可参加机械创新设计比赛，以便设计成果的验证，促进技术交流。这给学生又一提高自我、展示自我的平台。创新设计同样可在实验室进行，部分实验开放，学生可自主选择实验内容，可以是创新科技小制作，甚至是小型科学研究。自主安排设计步骤，在教师指导下独立完成，至今已有同学的作品在省机械设计创新竞赛中获奖。

4 结论

课程实验与设计训练的改革，为机械基础课程理论与实践的结合搭建了更多的平台，将创新的触角延伸到多自由度的空间。实验与设计理念、模式的变化以及内容的完善补充，特别是二者的有机融合，大大提高了学生的学习积极性和责任感，进一步培养了创新设计能力，对将来学生走上工作岗位，独立从事科学研究非常有利，也大大提高了教学效果。

参考文献

[1] 强建国.改革实践教学，培养学生综合能力.兰州理工大学学报,2007(5).

[2] 贺瑗.机械创意性试验的探索与实践.兰州理工大学学报,2007(5).

[3] 徐淑珍等.机械设计基础实验教学改革与创新能力培养.高等教育研究,2007(2).

作者：刘彩玉

链传动设计教学的机械设计论文 篇2：

机械类基础课程师生共进式有效教学策略分析

摘 要 机械类基础课程是介绍常用机械机构基础知识和通用机械零件一般设计方法的机械技术基础课。探讨进行机械类基础课程有效教学的策略问题，为机械类基础课程的教学和研究提供新思路和新方法。

关键词 机械类基础课程；有效教学；教学模式

Strategies of Effective Teaching with Teachers and Students Pro-

gress on Mechanical Basic Courses//LIU Shanzeng， FENG Shizhe，

FU Shunling， ZHAO Zijiang， HAN Zhenduo

Key words mechanical basic course； effective teaching； teaching model

1 前言

随着科学技术和高等教育的发展，高校工科课程内容的广度和深度得到极大扩展，使得机械类基础课程（如机械原理、机械设计、机械设计基础等）的教学难度逐渐加大[1-2]。在机械类基础课程教学中出现“教师不知如何教，学生不知如何学”的突出问题，整体教学效果不理想。因此，针对机械类基础课程教学效果欠佳的现状，探讨改善机械类基础课程有效教学的策略方法，达到师生共同进步发展的目的，具有重要的现实意义。

2 有效教学的含义

毋庸置疑，学生与教师是教学过程中不可分割的学习共同体。在教学过程中，学生在不断获取科学新知识的同时，也要逐步培养起获取新知识的学习能力，还要树立正确的价值观、人生观，培养较强的社会责任感和良好的身心素质；同时，教师作为学生学习活动的引导者和合作者，不仅需要时刻掌握学生的学习状况，也需要不断总结教学经验和修炼自身素质，提升教学能力[3-5]。所以，对于有效教学来讲，不仅需要关注学生对新知识的获取和学习能力的培养，也需要关注教师教学水平的提升和人生价值的实现。教师和学生在教学过程中都获得进步与发展，才是最佳教学效果的体现。针对有效教学的本质含义，开展机械类基础课程有效教学策略的研究与应用分析，具有重要的时代意义[6-8]。

3 有效教学的理论分析

机械类基础课程具有内容繁杂、枯燥和不系统的特点[9]，

采取以学生为主体、教师为主导的“双主教学模式”，较为契合机械类基础课程教学的需要。在教学过程中，师生间要保持教学信息和情感交流，及时总结分析有效教学的特征，逐步改进教学策略和教学设计，达到有效教学的目的，促进师生能力或素质的共同提升。

有效教学的特征 有效教学具有动态性，不同学者对有效教学特征的认知和观点迥异。有的学者认为，“目标正确、准备充分、组织科学、时间高效、师生关系良好、能促进学生学习等”是有效教学区别于低效甚至负效教学的标志。也有学者根据构成教学活动的主要因素及其特征，将影响有效教学的诸多因素划分为主体变量（如教师与学生等）、内容变量（如教学内容）、过程变量（如教学过程）和环境变量（主要指在教学过程中影响教学的条件和因素等）等，进行有效教学活动的研究分析，探求前述各主要变量以及相互间的特征和影响关系。因此，针对机械类基础课程的特点，可从前述两方面着手研究机械类基础课程有效教学的基本特征，如开展有效教学特征或品质研究、教学行为研究、学生学习行为研究、教学过程设计及教学组织研究等。

有效教学的策略 诚然，提高教学效率是教育部门、教师和学生等的共同心愿，以提高课堂教学效率为主的有效教学策略的研究也是大家共同关切的主题之一。目前，有效教学策略的研究主要包括两个方面。

1）目標达成性方面，如向学生指明教学内容、学习目标，指导学生学习方法，激发学生学习兴趣等，在教师的主导之下尽力发挥学生的主体作用，使学生主动学习、善于学习，培养学生主动探求新知识的习惯和能力。

②时间规定性方面，如把教学时间按课前预习、课堂教学、课后复习等进行划分，根据教学计划安排的教学时数，确定合适的教学内容，采用灵活多样的教学手段或教学技巧，提高教学活动的时效性和效率。

也有研究者把实现学习目的的教学途径分为主观方面（指学生的主动性、兴趣等）和客观方面（指教师对知识的加工、编排等）。显然，主观方面（即培养学生的主动性、兴趣等）是实施有效教学策略的重点。所以，针对机械类基础课程的特点，如何进行教学内容的编排、阐述，激发学生自主学习的兴趣，培养学生主动探求机械知识的能力和习惯，是值得深入研究的教学课题。

有效教学的设计 由于有效教学的动态性，目前对有效教学还没有一个统一的量化标准。一般理论研究者认为，应从影响教学的因素着手，研究如何提高教学效率的问题，使教学变为有效教学；而实际教学工作者认为，应从教学实际出发，设计出切实可行的有效教学方案，来提高教学效率。因此，对于机械类基础课程来讲，就需要分析各课程、章节的内容特点（如机械原理与机械设计课程中以及各课程各章中的内容差异显著，影响教学效果的因素也各异，就不便采用相同的教学策略），并根据具体的教学内容，确定教学内容的知识点、重难点及合适的教学方法，进而编排有效的教学方案和丰富多彩的教学课件，再通过实验教学、现场教学或实物演示等，增强教师的教学效果，提高学生学习的主动性和效率。

如机械类基础课程涉及众多常用机构（连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构、凸轮机构等）和通用零件（螺栓、键、轴、滚动轴承以及齿轮传动、带传动、链传动等）的设计计算等内容，这些内容相对独立、缺乏有机的关联性，学生学习过程中容易产生思路不清、枯燥无味、厌学等感觉。在讲授这些内容时，可以通过一些日常生活或现代机械中的典型工程实例，提出相应问题，引导学生通过分析问题、解决问题的方式学习新知识，增强学习兴趣，提高主动性。

4 实施有效教学的具体方法

有效教学特征方面 目前，有效教学的研究主要以教为研究主线，以课堂教学为研究平台，通过研究教师的特点以及教学行为，继而关联研究学生的学习行为。

1）教师的特征与行为的研究。20世纪初期，西方学者认为教师的教学有效性是教师拥有的某些特点（特别是人格特征或品质）的结果，教师要成为有效教师，就必须培养有效教师所具有的或应该具有的特征或品质。因此，可以通过观察和记录的方式进行有效教师特征与行为的研究。目前，有效教师特征与行为的研究方法有以下几种。

①评估法：将教学有效教师和教学低效甚至无效教师加以区分，然后根据教师教学行为评估表或问卷调查表等设定的指标，评估和总结有效教师在教学上的特点。

②问卷法：利用教师、学生、教育管理者以及教育学者等对有效教学行为的开放性描述，归纳出有效教师的特点。

③观察法：通过观察教师在课堂上的教学行为，探究教学有效教师和教学低效或无效教师的差异特征。

2）学生学习行为研究。在机械类基础课程教学过程中，教师的“教”对学生的“学”具有重要影响，但并不完全决定学生的“学”。学生是整个教学活动的真正主体，教师的有效教学行为只有被学生感知、反应、配合、接受等，并通过学生表现出有效的学习行为时，其效果才能体现出来。所以，针对机械类基础课程的特点，探讨、分析有效教学所引起的学生学习行为和学习结果（这里的学习效果也應该包括学生诸如课程设计、实验操作、机械创新能力培养等方面的成绩），揭示教师教学行为与学生学习结果之间的关联性，是机械类基础课程有效教学研究的重要内容之一。

有效教学策略方面 有效教学需要教师掌握一定的教学策略，以便在教学过程中针对不同的授课内容或面对具体教学情境时，及时做出更为合理的教学决策。如机械原理与机械设计课程的教学目标不一样、教学内容不一样，因此，所采用的教学策略也应该因时因事而异，不可千篇一律。当然，每位教师有各自的人格魅力和教学特点，可以根据自身的优势来选择最佳的教学行为，设计本人个性化的教学方式，创造独特的教学风格，以更好地激发学生学习的兴趣。对机械类基础课程来说，有效教学策略方面也应包括实验课程设计，以及生产实习项目规划、实习内容和实习方式等的教学策略内容。

有效教学设计方面 任何有效教学都意味着“想方设法”地让学生在单位时间内获得更好更有效的发展。为了达到有效教学的目的，教师必须在“上课”前尽力做好各种授课准备或教学设计。在教学设计方面，有效教学大体有三种发展方向：

1）建构主义，以杜威的“参与者知识观”为代表；

2）科学主义，以加涅的“设计教学”思想为代表；

3）多元智能，以加德纳的理论为代表。

针对机械类基础课程的特点，教师可根据各个章节的教学重点、难点、知识点以及课程实验内容安排等具体情况，结合前述有效教学设计方法展开教学设计，以达到增强教学效果的目的。

5 总结

机械类基础课程具有教学内容多、涉及知识面广、授课时数少、授课难度大等特点，进行机械类基础课程有效教学策略的研究与应用的探讨还将持续下去，希望本文对增强机械类基础课程教学效果起到积极意义。

参考文献

[1]周瑾，马希直，徐龙祥.合理利用数字化信息技术，提高高校《机械设计基础》课程教学质量[J].黑龙江高教研究，2004（7）：141-142.

[2]马宝丽.基于建构主义的机械设计基础教学探讨[DB/OL].http：//www.paper.edu.cn.

[3]刘雷.基于建构主义理论的机械设计基础教学[J].理工高教研究，2007（1）：90-91.

[4]谭顶良.高等教育心理学[M].南京：河海大学出版社，

2006.

[5]刘德贡，李广洲.有效教学的价值取向：从“效”与“学”转向“教”与“学”[J].南阳师范学院学报，2008，7（6）：81-84.

[6]高慎英.“有效教学”的理想[J].课程·教材·教法

2005，25（8）：22-25，43.

[7]崔允漷.有效教学：理念与策略（上）[J].人民教育，

2001（7）：46-47.

[8]范蔚，叶波，徐宁.“师生共进”的有效教学评价标准建构[J].教育理论与实践，2013，33（19）：57-60.

[9]何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报：社会科学版，1997（5）：75-81.

作者：刘善增　冯世哲　付顺玲　赵子江　韩振铎

链传动设计教学的机械设计论文 篇3：

谈谈机械设计中的智力培养

摘要：机械设计是从事机电产品设计的重要基础知识，本文结合机械设计课程内容的教学，提出观察、比拟与借用、拓展、实例设计、简约、反对本本主义与教条主义和想象等培养学生智力的方法，并且讨论了从专业基础知识的掌握、思维能力的发展、获取新知识的能力的提升、健康的人文心理等方面评价学生的产品创新设计智力。

关键词：机械设计；智力的训练；方法；智力的评价

1 引言

机械设计是机械工程专业的一门技术基础课，其对掌握机械工程的专业知识、提升产品创新设计能力有重要的作用。作为生产力的一个要素，工程技术把科学原理转变为改造世界的动力，是科学发现和产业发展联系的桥梁，是产业革命、经济发展与社会进步的强大杠杆。机械工程作为工业化的支柱产业，为电气化、信息化和智能化产业提供技术装备，因此，探讨机械设计课程教学中，学生能力的培养具有现实意义。在德、智、体、美的素质方面，机械设计教学对培养和提高学生的智力有积极的意义。

中国的机械工程高等教育从20世纪初开始，在建国后特别是近几年来有长足的发展。在创新教育提升到国家战略层面以后，机械产品的创新设计就成为机械设计的核心目标，而创新能力的培养贯穿在每门课程的教学过程中，在教学中与同学一起探索机械产品原理设计、参数设计和结构设计的奥秘，发现机械设计中原理和方法的奥妙。机械原理和机械零件的内容是机械工程的技术基础，有必要讨论该课程教学中的学生智力培养问题。

机械设计的教学包括知识的掌握和能力的提高。本文拟结合多年的机械设计课程教学体会，讨论学生的智力基础、机械设计课程中的智力训练方法和智力培养的评价三个问题，以期与同行交流，起到抛砖引玉的作用。

2 学生的智力基础

经过高级中学阶段的语文、外语、数学、物理和化学等课程的学习，同学们已经掌握了较好的读书、写作、计算、观察和表达能力。经过高等中学和大学前两年的学习，同学们已经掌握了学习的5种不同形式，即简单联想学习、工具性条件作用和尝试错误的学习、模仿性学习、顿悟学习和数理推理的学习。经过大学阶段的高等数学、画法几何、机械制图、工程力学等理论课程的学习，并且经过实践和生产实习等实践环节有力地加深了同学们对机械工程、机械设备自动化的认识。机械设计课程的核心就是使得学生掌握通用机械零部件的设计原理、设计方法和设计准则，能够详细地分析机械的原理设计、参数设计和结构设计。作为工程科学技术人员的培养目标，基本要求是阅读能力、思考能力、表达能力、计算方法、原理解和结构解的掌握和应用。

阅读能力。阅读是学习的基础，中文文献和外文文献的阅读是掌握知识的基本途径，因此对文献的阅读过程，应掌握文献的主题思想、段落大意，这点同学们在小学阶段就已经有了长期的训练。在大学阶段，通过阅读某个主题的科技进展报告，理清这个主题的层次关系，从而全面地把握这个科技研究方向的科技知识。通过对理论模型的阅读，可以掌握理论数学物理建模的思路，以数学的语言来客观地表述物理对象的客观规律。通过对实验文献的阅读，可以从实验原理、实验设计、实验测试过程和实验数据分析等方面，养成实践是检验科学真理标准的习惯，在实验设计方面锻炼自己的原理创新能力。记忆能力是一个人智力发展的必要基础，博闻强记对于知识和技能的学习是十分重要的，尤其对于增长经验知识是十分必要的。在阅读前人知识的过程中，应该养成思考的习惯。

思考能力。批评、反思和批判能力对于创新的智力培养是基本途径之一。科学的最基本态度之一就是疑问，科学的最基本精神之一就是批判。高度的思考能力是人类优于自然界其他物种的智慧体现，在阅读资料的过程中，应培养同学的批判性思考习惯。前人说“有所发明的人，沟通自然和人类的人，好像镜子前面的实物；一味背诵的人，则好像镜子里面的物影。”对于前人提出的理论模型，要分析其前提假设条件和适用范围；对于前人的实验原理和实验设计，应该思考其测试参数和测试范围的局限性。对于一个新的科技方向，应思考其各个研究问题，全面的分析问题和解决问题。对于成熟的工程技术，探索新的工程原理，以简化机械系统的复杂程度、降低成本或使得其操作和维护更加安全和方便。同时，作为机械设计的学习和思考结果，要用技术语言表达出来，以达到信息交流的目的。

表达能力。对于技术思想和技术流程的系统表达，不仅体现在读书报告中，也是毕业设计和学位论文撰写的要求。对于机械设计课程的设计结果，能够用文字、图表和公式，按照计机器的程序完整的表达给他人。表达能力的强弱与语言能力密切相关。大学生已经学习了多年的中文和外语，但是要做到准确地表达自己并不是一蹴而就的，对技术内容的表达要求是正确、明了和简洁的。

技术语言的表达首先要求是正确的，错误的表达会引起读者的误解和茫然，别人不能理解作者要表达什么，并且损害别人对设计者的信任和评价，因此提交给别人的技术资料自己必须修改三遍以上，尽可能的消除表达的误漏之处。在此基础上，技术资料的撰写应有逻辑性和层次性，便于读者的阅读和理解。技术资料的写作还应简明扼要，不要拖泥带水，不要为了篇幅而堆砌图表，而应以典型的理论公式和实验结果来说明关键问题。

计算方法的知识。通过数学的学习，同学们已经掌握了必要的计算能力，结合计算方法的学习，同学们具备了运用计算机解决问题的能力。机械设计的物理对象，依据工程力学的原理建立数学模型，然后求解，也可以进一步讨论参数优化设计和可靠性设计。在技术因素和成本因素的基础上，探寻机械产品的价值设计和成本优化设计。对于机械系统，用系统优化的思想进行功能分解和优化设计。近来，分形几何、神经网络和智能方法等在机械设计中得到越来越多的应用，例如零件表面质量的分形分析、润滑和磨损过程的神经网络模型、智能的机械结构设计方法等。

原理解的知识。在机械设计中，除了中学阶段学习的滑轮、杠杆和斜面等原理外，还学习凸轮传动、连杆传动、齿轮传动、螺旋传动、带传动、链传动和间歇传动等。为了实现机械能的传递，设计人员可以采用不同的传动原理方案，即原理解。轴的支承，可以用滑动轴承、滚动轴承、电磁轴承、静电轴承等不同的原理解。原理解的知识及其灵活运用是设计人员必须掌握的技术能力。

在工程中的机械产品设计中，原理解的提出与创新是关键问题之一。例如，测量液体的粘度技术，有落重式、毛细管剪切式、机械冲压式、超声波式等等。原理解的创新会导致产品新的概念设计，例如电风扇的设计，可以是叶片式、喷管式或吸管式等，还可以是机械式或电磁式等。

结构解的知识。机械设计中介绍轮子的结构、连接的结构、轴承和轴的结构等。每种结构都有匹配性，例如内螺纹与外螺纹、大齿轮和小齿轮、轴与孔等的匹配。结构设计的结果是以机械图纸的形式予以表达，因此机械制图对正确地表达机械结构具有基础性地作用。另一方面，机械零件的设计过程中，必须考虑零件的材料和热处理、机械零件的加工工艺性等。机械结构设计的越简单，其制造加工成本越低，机械结构设计是机械工程的特色之一。

在机械设计的教学中，不仅要注重以上机械设计的基础能力培养，而且要提升设计者的分析问题和解决问题的能力，具体的表现为观察、拓展、想象和创造心理学等能力训练。

3 智力的训练方法

智力训练的目标是掌握猎取新知识的能力。而智力的培养过程是逐渐展开的，具有层次性和迭代性，呈现螺旋式上升的基本范式。古人说“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”产品设计能力的提升是日积月累的结果，不能指望一日过后，学生的产品设计能力就能刮目相看，而应是水滴石穿的过程，机械设计教学的教师同样需要不断地提高机械产品设计的能力。培养同学智力的方法有观察、比拟、实例分析、简约和想象等，在机械产品设计能力的训练过程中，应一切从产品设计出发，反对教条主义。

观察。对自然界中事物的观察和思考是发展智力的基本方法，“业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随。”不仅在机械原理和机械零件的实验课中要仔细观测实验现象和分析实验结果，在日常的生活中也要随时观察，观察遇到的各种机械的工作原理和机械结构，思考实现同样功能的新原理和新技术。结合科学知识的最新发展，思索能否用新的科学原理来实现已有机械的功能。主动的观察和思考是积极的人生态度的反映，也能巩固自己已经学习过的知识，养成灵活应用知识的习惯。

比拟和借用。在机械设计中有时需要借用其他学科的原理知识来进行创新，例如借用水变成冰时体积膨胀的原理来破碎物体，利用做冰冻豆腐的原理来设计多孔材料的制造设备。机械设计中的仿生设计大多是借用自然界中的物理和化学原理，来设计新型的机械装置。

拓展。对已学知识的拓展是机械设计方法发展的主要手段之一，例如从一维弹流润滑拓展到二维、三维弹流润滑的研究，从切向微动磨损拓展到切向和法向共同作用的微动磨损研究。对机械设计知识的拓展例子在机械设计教材中有很多，例如从滑动螺旋拓展到滚动螺旋、从滑动蜗杆传动拓展到滚动蜗杆传动。

实例设计。实例设计是培养同学掌握机械设计知识、设计方法、设计流程和撰写技术报告的有效途径。例如设计减速器，可以训练齿轮传动或蜗杆传动、螺纹连接、键连接、销连接、轴、滚动轴承或滑动轴承和联轴器等的设计准则和设计方法。机械设计课程教学中的大作业也起到同样的功效，例如千斤顶的设计和轴系结构设计等。

简约的设计。机械设计的不同阶段，原理解、结构解和参数优化等，设计者都要考虑多种方案，然后从这些方案中选择技术性能好、可靠性高的设计方案用于产品设计。“博观而约取，厚积而薄发。”设计者积累的知识和技术方案越多，对设计的最佳化无疑是有促进作用的。汉代的雕塑和宋代的工笔画这两种艺术思路对我们的机械设计是有启发意义的，简约而不简单是设计者的设计艺术的体现。

思维上要反对本本主义和教条主义。古人说“尽信书，则不如无书。”无疑书籍中的知识绝大多数是正确的，但是在机械产品设计中仅仅靠书本知识是不够的，同学们不应有书中没有说就不能做的思想禁锢，因此需要提出反对教条主义。机械设计中的零部件设计准则和设计方法都是在一定的失效形式下提出的，不能认为机械零件的失效形式是不变的。例如，设计滚动轴承主要考虑疲劳寿命和振动噪声，但在高速重载条件下，滚动轴承首先发生的是胶合失效，这时就需要从抗胶合失效来制订设计准则，推出设计方法，根据胶合失效的模型来设计滚动轴承。

想象。设计思维的翅膀就是想象，机械产品设计者要有很丰富的想象力。作者曾经从功能、原理、结构、工具、方法和原理等角度讨论了想象力在产品设计中的作用。优秀的机械产品设计者应该有丰富的想象力，而且要敢于想象，不甘于做文献的奴隶。

讨论课是一种培养学生思考的好形式，引导学生对问题依次展开，由主到次，由近及远，逐一考量问题的各个方面，通过共同讨论、思考和总结，鞭辟入里地剖析问题，形成小组的讨论总结报告，然后提交全班讨论。

在智力的教育过程中对学生应“不愤不启，不悱不发。”通过学习机械设计课程，使学生养成“学而不思则罔，思而不学则殆”的学习习惯，学习知识与批判性的思考相结合，进一步的理解所学的知识，并且通过思考过程，获得一种依据所学知识去猎取新知识的能力。

4 智力培养的评价

原理和技术的创新是建设经济强国之本，而创新在于人才教育，不仅是大学阶段的教育，还应伴随科技工作者终生。以掌握的知识为基础，获取新的知识，探索未知的问题，拓展自己的能力，这才是一位创新人才的必备素质。另一方面，创新者应有良好的心理素质和品德修养，不以势压人，不嫉贤妒能，不固步自封，不妄自菲薄。以谦诚的态度和一颗感恩的心，去探寻新的原理和新的技术，以全面求索的态度面对工程实践中新问题的挑战。

专业基础知识的掌握。毫无疑问专业基础知识的掌握是机械设计教学的基本目标之一，学生只有掌握了专业基础知识，才能在以后去获取新的知识，创造出新的技术。机械设计的基础知识是设计者知识大厦的根基，因此必须很好地理解机械设计专业的基础内容，为今后的提高提供必要的准备。

思维能力的发展。机械设计教学的第二个基本要求就是掌握机械产品设计的几种思维能力，对零件失效形式的归纳思维，例如链传动的许用功率线图；演绎思维，例如流体动压滑动轴承的油膜压力生成原理；组合思维，例如防松螺纹连接的设计；变异的思维，例如不完全齿轮传动；综合的思维，例如轮系的设计；拓展的思维，例如摩擦轮轮系的设计。

在学习机械设计过程中，思维的能力得到拓展。系统优化设计思维，例如齿轮减速器的优化设计；新材料的应用，例如纳米润滑添加剂；加工工艺性的思维，例如螺栓的搓制加工工艺；安装和维护的思维，例如剖分式滑动轴承设计；安全性设计理念，例如带传动的摩擦静电消除设计；成本最低的价值设计思路，例如蜗轮齿圈的设计等。

获取新知识的能力提升。机械设计课程中有80％以上的机械工程专业词汇，熟悉专业术语的内涵和外延有利于设计者分类产品设计，有益于产品的创新设计。在大学本科毕业后，学生可以利用所学的机械设计知识，阅读科技文献，理解和拓展新的知识，为自己设计产品的能力添砖加瓦，不断提升自己的创新设计能力。

健康人文心理的完善。一名优秀的设计者应具备良好的心理素质。一方面，在遇到困难时不退缩，而是开拓性前进，持之以恒的探求新的问题。另一方面，在成绩面前不会固步自封，停滞不前，而是不断地学习和提高，使得自己的产品设计能力上升到新的高度。不然，会形成对问题的偏见，阻碍自己和他人的正确意见，成为技术进步的阻力。

5 小结

知识和创新能力是机械设计教学的主要内容。本文结合机械设计课程讨论了教学过程中对学生的智力培养，讨论了观察、比拟和借用、拓展、实例设计、简约、反对本本主义和教条主义、想象等课程教学中穿插的授课方法。提出从专业基础知识的掌握、思维能力的发展、获取新知识的能力的提升、健康的人文心理方面评价同学的产品设计能力。“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。”通过在机械设计课程教学中的智力培养，一定能提高同学的产品创新设计能力。本文所说之见，一管窥豹，所得体会是机械设计教学的沧海一粟，以期能引起更多的教师来讨论机械设计课程教学。

参考文献：

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[5]肯·贝恩.如何成为卓越的大学教师[M].明廷雄，彭汉良，译.北京：北京大学出版社，2007.

作者：汪久根