時間：2022-12-09 06:29:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇減速器課程設計總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
針對應用型本科的培養特點，分析總結了機械設計課程設計中存在的問題。該文介紹了采用較直觀，且帶有一定解釋和索引功能的圖解圖示教學方法，讓學生更容易、更方便地理解設計內容和設計方法，以便更好地完成機械設計課程設計，提高教學質量，也為其他地方高校創新人才培養提供一定的參考價值。
關鍵詞
圖解法;機械設計;課程設計;教學實踐
機械設計課程設計是機械專業學生必不可少的一次實踐性教學環節。目前，各個高校大都采用的是比較經典的題目《帶式輸送機的設計》，要求學生主要設計輸送機傳動系統中的齒輪減速器。在各類《機械設計課程設計指導書》以及《機械設計課程設計手冊》中，雖都有減速器結構設計圖樣，但是，由于圖樣是經大比例縮小的，許多細節不能表達清楚，甚至還容易造成誤解［1－2］。機械設計課程設計的安排只有短短3周時間，在這個時間段里，正值期末考試，厚厚的一本設計指導書學生沒有時間閱讀。雖然，在此之前學生們也做過減速器模型的拆裝實驗，但實驗時間短，學生沒有留下更深的印象，甚至機器中某些零部件的名字和作用都不清楚，更不用說進行合理的設計和正確的選取。另外，本次設計是機械類專業的學生第一次接觸這么復雜的裝配圖，從何處開始設計、怎么設計，令他們感到茫然;在繪制零件圖時，除了課本上講解過的V帶輪、齒輪、鏈輪及軸以外，對零件的結構設計或者是標準件、外購件的選取更是不知道如何下手。學生失去信心后就糊里糊涂地照抄圖，甚至是按比例描圖，不能很好地達到教學目的［3－4］。在具有豐富設計生產實踐經驗的老師的指導下，我們分析了典型的減速器的結構裝配圖，然后，局部分解并標出該處關鍵零件的名稱、作用以及設計選取途徑，用圖解圖示的辦法，很好地詮釋了結構設計及設計方法，直觀明了。經過近幾年在教學過程中的不斷完善和補充，逐漸形成了一套圖解法的教學模式，取得了良好的效果。
1圖解法授課措施
圖示圖解法，就是將所表達的重點部分用圖示的辦法表現出來，同時注有簡潔的文字說明，相對純文字的敘述，圖解法作為一種教學方法，更加直觀、清晰、生動，容易被學生接受［5］。
1.1三維做出總裝配爆炸圖在課程設計開始之前，指導教師利用三維軟件Pro/e或其他軟件做出一個三維的裝配模型圖，表現出減速器整體形狀，用三維爆炸圖來展示減速器各個部分的名稱和作用，讓學生對減速器有個感性認識。
1.2用二維圖紙進行結構設計選擇視圖，從繪制裝配圖的第一條線開始，到整個裝配圖的完成，分步驟，每隔一個重要環節制成一張圖，這樣便于學生作為參考。如圖1所示為在裝配圖繪制時，中心線位置的確定、畫好齒輪后箱體內外壁線的位置、油溝的位置，及上下箱體凸緣的寬度和厚度。其中，分箱面凸緣的寬度尺寸A=δ+c1+c2，此處的c1和c2是分箱面連接螺栓的扳手空間尺寸，查機械設計手冊可得。如圖2所示為如何確定減速器中高低速軸的各軸段的直徑和長度及支撐軸承的型號和位置。用類似于圖1和圖2的過程圖共計25張，基本上就能夠把減速器結構設計的整個過程表達出來。教學時，可以將這部分圖紙做成PPT，逐張圖按照順序給學生講解設計過程。
1.3分析結構重點和學生容易出錯的部位根據減速器實際生產和裝配的實踐經驗，再針對學生對結構常見的疑惑和設計過程中容易出現的錯誤和問題、注意事項等，采用局部放大的形式，制作成圖片，同時，用文字形式簡述該局部的名稱、作用以及設計依據的出處和設計要求。如減速器上檔油盤的設計注意事項，當齒輪速度大于等于2m/s時，采用飛濺，但不希望飛濺起來的油直接進入軸承，所以在箱體和箱蓋的結合面處加油溝和導油結構，把油引入軸承，同時在小齒輪處加檔油盤。詳細結構如圖3所示。另外，軸承的選用和位置的確定時需注意:軸承外圈端面要與箱體內表面有5～10mm的距離，軸承使用時一定要考慮便于拆裝，因此軸肩尺寸和軸套尺寸一定要嚴格按照軸承標準中給出的尺寸進行設計。詳細結構如圖4所示。對繪圖容易出錯的地方用圖形表達出來，讓學生避免出現同樣的錯誤。如圖5所示的是螺紋連接處的畫法;同時把學生畫圖時容易遺忘的地方也局部放大重點表達出來，如圖6所示的是六角螺栓和油塞的畫法和位置，畫圖時要嚴格按照設計手冊所規定的尺寸畫，油塞設計位置時要考慮能夠把全部的油放完。用以上這樣的圖片共40張，基本上就可以把減速器設計過程清晰明了地展示給學生。最后，繪制出一張典型減速器的正規裝配圖，把以上的局部說明，按照相關位置標出文字，授課時，先將局部圖片用PPT形式給學生講述。學生繪制圖紙時，將帶有說明的裝配圖掛在教室，以方便學生隨時查看，提高學習效率。
2注意事項
2.1注重圖紙表達的完整性學生先期所學的機械制圖，更多的是注重了零件圖形部分的表達，在本次課程設計中零件圖和裝配圖的設計，更要注重圖紙內容的完整性，不僅僅是要正確表現零件的結構，還應該強調尺寸的正確標注、適當的加工要求、材料的合理選擇;以及熱處理要求等信息，力爭完整、正確、全面的圖紙表達能力的培養［6］。
2.2邊計算邊設計部分學生只重視數據計算，不重視結構設計，總認為制圖前，要把各個尺寸計算出來，導致整個設計費工費時。要提醒學生有些地方是邊結構設計邊定尺寸的。
2.3嚴格按照國標制圖標準件選擇與裝配結構，必須按照國家相關標準制圖。例如，安裝軸承位置的軸肩尺寸、端蓋形式及其尺寸、密封件位置對軸的要求等，應該按照相關標準要求設計，不能自由發揮。對國標沒有明確規定的部分零部件，也要參照《機械設計課程設計手冊》推薦內容設計。
3結束語
經過幾年的實際應用，圖解法教學取得了很好的效果。學生能夠更快地進入設計狀態，思路清晰;能夠更加方便快捷地運用工具書，照抄圖描圖現象明顯減少;課程設計完成質量得以提高，良好、優秀率增加。
參考文獻
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［2］郭登明，劉明堯，江山.提高機械類畢業設計質量的研究［J］.長江大學學報(自然科學版)，2004，1(2):104－106.
［3］李文斌，董長雙，軋剛.機械工程類本科生畢業設計(論文)教學探討［J］.太原理工大學學報(社會科學版)，2007，25(3):69－72.
［4］張燕燕，馬小玲，何春霞.“機械設計基礎”項目任務驅動式教學探究［J］.中國電力教育.2012(26):72－73.
［5］郭清，韓文偉.固定選題教學模式在實踐課程中的應用研究［J］.實驗科學與技術，2013，11(5):93－96.
【關鍵詞】減速器；拆裝；多媒體
減速器是典型的機械基礎部件，被廣泛應用于各種機器中。因此減速器的結構、功能及設計一直是我校機械類專業的學生必須學習的內容。而清楚地學習和了解其內部結構及工作原理是進一步分析和設計減速器的關鍵[1]。減速器的安裝、拆卸過程以及相關參數測量。旨在能使學生加深對所學內容的理解，提高學習興趣，有利于激發學生學習的主動性和積極性。增強學生對過程實踐的感性認識，增強學生綜合解決實際問題的能力，提高教學質量和水平。
1.減速器拆裝實驗的教學現狀與不足
“減速器拆裝實驗”的教學目的主要是：通過拆裝掌握減速器的結構、零件功用、裝配關系以及調整方法等。裝拆實驗用的減速器有單級圓柱齒輪減速器；單級圓錐齒輪減速器；圓錐圓柱齒輪減速器；展開式雙級圓柱齒輪減速器；同軸式雙級圓柱齒輪減速器；蝸桿蝸輪減速器等。在減速器拆裝實驗中，一般選用單級齒輪減速器或兩級齒輪減速器。因為該類減速器較為典型，只要掌握了它的結構特點、功用及安裝調整方法等，其他類型減速器就可以舉一反三。達到事半功倍的效果。
傳統的教學方法是通過實物，介紹減速器的主要零部件，有箱體、齒輪、軸、端蓋、滾動軸承、鍵、銷，螺栓、螺釘、墊片等。在教師講解相關內容之后，學生拆解、裝配減速器。讓學生在實驗中動手、動腦、動口、動眼、動筆，對學生出現問題比較多的地方有針對性地進行集中輔導答疑。整個過程中讓學生互相交流，查找資料。在實驗中學生分組輪換觀察各種不同類型減速器，通過觀察、比較、對每個零件的作用、結構進行一番分析。總結出它們的各自特點和作用。
實驗中存在一些不盡人意之處，減速器拆裝實驗是一個綜合實驗。主要考察學生的知識點掌握情況、知識的綜合運用，并且要求有較強的動手能力。部分學生做減速器拆裝實驗時，往往出現對減速器的結構不了解；對零部件知識認識不深，零件認識只介于書上，出現零件混淆，或者實物完全未接觸過；零部件之間的關系不清楚，結構不了解；減速器拆完未能完全裝好。如齒輪、軸承、軸套等零件實際上是拆不下來或是不允許拆解的；齒輪與軸裝配的鍵和鍵槽等更是無法窺其全貌；很多零件笨重且有油污；測量的中心距等參數實際上只是粗測值。一般來講，新鮮事物對學生往往都有很強的吸引力，而笨重，甚至是“臟兮兮”、“油乎乎”的減速器，會在一定程度上削減學生學習的動力與興趣。基于上述原因，這樣的教學就很難達到理想的教學效果。
2.實際操作與多媒體教學相結合
減速器拆裝實驗過程中教師在個別指導時是和學生面對面接觸，教師的言傳身教作用得到充分體現。但是，實驗中由于學生多，指導教師少，工作量大，在解答學生的共性問題時。往往只有少數在教師附近的同學聽得清、看得見，很多學生看不到實物的具體結構，搞不清楚教師解釋的問題，影響了教學效果。當前，隨著多媒體教學的普遍應用，在實驗中利用多媒體對減速器進行虛擬裝配，可提高教學質量。
教師在多媒體演示時可以進行動態教學，讓學生在屏幕上觀察零件復雜形體的外型與內腔、各個側面和局部細節特征。將減速器的零件結構和裝拆過程以虛擬動畫的形式，形象、生動地展現在學生面前。例如，減速器的主要零部件有箱體、齒輪、軸、端蓋、滾動軸承、鍵、銷、螺栓、螺釘、墊片等，多媒體演示可以直觀地顯現整個零件的結構，裝配體中零件之間的連接關系，使教學中的知識更加清晰、生動。虛擬裝拆可以刺激學生的感官，動畫部分更能抓住學生的眼球、帶著好奇、興趣，促使學生主動學習。利用多媒體介紹裝配基準，演示如何進行傳動件的周向和軸向固定；軸的支承、固定；軸承類型，軸承如何裝配，間隙如何調整等。使學生對齒輪減速器的裝配過程、軸系零部件之間的固定、定位方法、機械裝置的類型和密封裝置及其他減速器附件結構等有一個直觀的了解，著重講解減速器各組成部分的結構、相互之間的定位關系。在實驗中教師在多媒體虛擬模型上指定某些加工表面，讓學生在減速器實物上找到相應的地方并分析該零件的結構工藝性及加工要求，以利于后面課程設計的順利開展。例如：與螺栓頭部和螺母接觸的支承面，應加工出沉頭座坑，以減小螺栓的附加應力；安裝窺視蓋處應設有凸臺，減小機械加工表面面積；放油孔處的機體外壁應凸起一塊，以便于加工成為螺塞頭部的支承面等等。這樣，不僅在較短時間內能給學生提供正確的指導，培養學生的幾何構思能力，同時介紹了有關結構工藝知識，培養了學生合理的設計思維。這樣更有利于學生理解減速器的工作原理、裝配關系、各零件的相對位置關系，以及各零件的結構特點，提高了學生的學習興趣，增強了學生的分析、認識和記憶能力，活躍了課堂氣氛。
但是虛擬裝配無法取代學生親自動手拆裝操作，如果只使用虛擬拆裝實驗，學生印象不會那么深刻，難以建立拆裝的總體的感性認識。減速器拆裝實驗通過與計算機虛擬拆裝有機結合，才能充分發揮教師的主觀能動性，提高了學生的空間想象力，使學生輕松掌握零件的結構，增加學生知識儲備，為以后課程設計作了必要的準備，實現教學效果的最優化。在我們的教學中只有通過不斷地研究新的教學方法，才能提高教學質量。
3.結束語
教學需要創新精神。將板書、教具等傳統的教學手段與現代化教學手段相結合。把減速器拆裝實驗與多媒體有機結合，使課堂教學形式由單調呆板變得豐富生動，使學生對常見的機械零件有直觀的感性認識，使該課程的理論教學與實踐訓練得到了有機結合，有利于學生動手能力與創新意識的培養。大大的提高了教學質量，從而高質高效的完成了教學任務。
【參考文獻】
關鍵詞：高職教育 傳統教學法 項目教學法
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0124-01
UG NX6.0是我院制機械類專業的一門專業核心課程，要求學生熟練掌握草圖繪制，三維實體建模，裝配圖建模技術和工程圖的繪制方法等。學習任務艱巨，采用傳統的教學方法照著課本講解命令的用法，學生大多不感興趣，積極性不高，而對于實例都比較感興趣。因此嘗試采用項目教學法進行UG的課程教學，在做項目的過程中學會基本命令的操作。
1 項目教學法簡介
項目教學法是一種宏觀的教學方法，旨在實現學生學習過程的組織和實施的獨立自主性。其內涵是基于項目的一種教與學的模式，通過典型項目的分析和工作任務的完成，培養學生獨立、富有責任意識、解決實踐問題的能力。
2 UG課程教學項目教學法設計
UG是一門實踐性比較強的課程，光靠理論的講解是遠遠不夠的，學生學好這門課程，精通這個軟件主要靠自己堅持不懈的練習，如何激發學生的學習興趣是每一位教學工作者不斷探索和思考的問題，為此選擇了項目教學法。在教學中項目的選擇比較重要，既要讓學生能運用所學知識，又要有一定的想象空間，項目設定須考慮學生的實際水平，進而根據學生的情況設計出激發學生興趣的項目。
在進行項目教學時UG教材的知識點需進行有效的整合，在項目進行的過程中把所有的知識點都學到。本設計中的項目是和機械設計課程設計緊密結合，由于我校一般是機械設計和UG課程同一學期上，機械設計課程設計題目是減速器的設計，因此所選項目即為減速器設計，目的在于增強學生學習的積極性，把所有項目完成之后，既了解了減速器的結構，又使學生有能力進行減速器的三維建模和二維繪圖，同時把兩門課程都學好了，是一箭雙雕的好事。
構建的教學體系如下所示。
項目一：項目簡介，掌握軟件和軟件的基本操作。
任務一：草圖的繪制，培養學生對各種形狀草圖繪制的能力，6學時。
任務二：零件三維造型圖的繪制，培養學生對拉伸、旋轉、掃掠、鍵槽、溝槽、孔和倒斜角命令等命令的使用能力，6學時。
任務三：裝配體和工程圖的繪制，培養學生對裝配體創建和完整工程圖繪制的所有命令的使用能力，6學時。
項目二：單級圓柱齒輪減速器的零件繪制。
任務一：主、從動軸的實體建模，考察學生草圖繪制、旋轉或拉伸操作，鍵槽，溝槽和倒斜角的能力，2學時。
任務二：鍵的繪制，考察學生對草圖、拉伸命令的使用能力，2學時。
任務三：大、小齒輪的繪制，考察學生對齒輪插件使用、公式曲線繪制、陣列和拉伸等命令的使用能力，2學時。
任務四：軸承的繪制，考察學生對旋轉體、成型特征繪制和圓形陣列等命令的使用能力，2學時。
任務五：軸承蓋的繪制，考察學生對草圖、旋轉和拉伸切除等命令的使用能力，2學時。
任務六：上箱體的繪制，考察學生復雜草圖創建、拉伸體、掃掠、抽殼、簡單孔、沉頭孔、邊倒圓、鏡像特征和筋的繪制等命令的使用能力，4學時。
任務七：下箱體的繪制，考察學生對復雜草圖創建、拉伸體、掃掠、抽殼、簡單孔、沉頭孔、邊倒圓、鏡像特征和筋的繪制等命令的使用能力，4學時。
任務八：螺栓、螺母的繪制，考察學生對草圖繪制、拉伸、螺紋繪制、倒斜角等命令的使用能力，2學時。
任務九：油標尺的繪制，考察學生對圓柱、圓錐、環形陣列等命令的使用能力，2學時。
項目三：減速器裝配體的創建。
任務一：減速器裝配體的創建，考察學生對添加組件、配對組件、引用集、組件陣列等命令的使用能力，4學時。
任務二：生成裝配爆炸圖，考察學生對裝配爆炸圖的建立、克隆裝配的使用能力，2學時。
項目四：減速器裝配體的創建。
任務1：從動軸從程圖的表達，考察學生對基本視圖的設置、添加局部放大圖、斷開視圖、對齊視圖、圖紙的標注等命李龜年的使用能力，2學時。
任務2：大齒輪工程圖的表達，考察學生對視圖參數設置、基本視圖創建、全剖視圖、圖紙的標注等命令的使用能力，2學時。
任務3：下箱體工程圖的表達，考察學生對視圖參數設置、基本視圖創建、對齊視圖、局部放大圖、半剖視圖和圖紙的標注等命令的使用能力，4學時。
任務4：減速器工程圖的表達，考察學生對創建視圖、標注裝配圖尺寸、裝配圖零部件明細表、標注零部件序號、技術要求等命令的使用能力，2學時。
在整個項目教學的過程中，教師進行理論和技能引導，項目的計劃和實施環節由學生自行討論決定，教師充當咨詢師的角色，并對項目結果進行分析評價。
3 項目教學法的實施
在項目教學過程中，學生是分組合作模式，以培養學生的團隊合作能力。項目教學法的完整工作過程分為：信息、計劃、決策、執行、評價和遷移六個基本步驟。具體做法如下。
（1）項目確定之后，老師把項目足夠的信息提供給學生，項目中待解決的問題應包括理論和實踐兩方面的，讓學生去思考;（2）在獲取信息后，由各組的學生根據設定的項目設計一個工作計劃，教師負責提供咨詢確保制定的計劃合理、可行;（3）決策過程由學生小組獨立完成，鍛煉學生團隊創造性的、獨立的開發項目問題的解決方案的能力，學生通過各種途徑搜集項目所需要的信息，最終決策出如何具體實施和完成項目計劃中所確定的工作任務;（4）項目執行由小組內的學生交流、討論，組員分工協作共同完成項目。在此過程中，學生分工合作，創造性的獨立解決項目中出現的問題。（5）評價分為兩個步驟，成果匯報和評價。先由各小組派代表匯報其項目成果，以及在項目進行過程中遇到的問題和解決方案，然后師生共同對項目的成果、學習過程、項目經歷和經驗進行總結和評價并打分。對項目的成果進行理論深化后，可使學生意識到理論和實踐間的內在聯系，增加對理論知識的學習興趣，為后續項目的開展打好基礎。（6）項目遷移，在作業環節，通過其他類似項目的練習，體現學生在項目中所獲得的知識和能力并加以深化，在下一項目的練習中會把學生的這種遷移能力反映出來。
4 教學效果
（1）由于打破了傳統的照本宣科的教學方法，不再單一的把知識灌輸給學生，提高了學生學習的積極性，做中學，學中做，做的過程中發現問題就會主動去學習，學習更自覺，更有針對性，更加理解理論與實踐之間相互關系，學到的知識更加牢固。
（2）通過項目的完成把在校學生變成職業人，培養學生嚴謹認真的工作態度和獨立解決問題的能力，為學生將來走上工作崗位奠定良好的基礎。
結合相關課程，對“互換性與測量技術”開設基于三坐標測量機的綜合性實驗進行研究。實驗有豐富創新的實驗內容、完整規范的操作步驟、簡單明確的參數設置及必要的數據記錄，并對實驗課程的實施和考核細節展開分析，形成行之有效的教學模式。實踐證明教學效果良好，有利于鞏固學生測量理論知識，同時為相關課程的實驗教學改革提供借鑒。
關鍵詞:
互換性與測量技術;三坐標測量機;綜合實驗
綜合性實驗教學改革與創新是實驗教學研究的熱點［1－3］。作為機械類、近機類各專業必修的一門技術基礎課程，“互換性與測量技術”傳統實驗教學大都基于一些常規的實驗儀器，設備精度較差、操作過程繁瑣且實驗內容偏重對理論知識的驗證，缺少綜合性、創新性實驗。隨著制造業的快速發展，越來越多的零件日趨精密復雜，精度也越來越高，一些新型快捷的高精密測量設備(如三坐標測量機、影像測量儀等)被廣泛應用到企業生產中［4］。探討如何在實驗中引入高新設備以改進教學方式的做法已成為當今實驗教學改革的一種重要途徑［5］。本文基于我校國家級車輛實驗中心所屬精密測量實驗室，改革實驗教學，開設綜合性實驗，將三坐標測量機真正應用于現代測量技術的實驗教學環節。
1實驗設計
綜合性實驗是指實驗內容涉及一門課程多方面知識或多門課程知識的實驗，能夠培養實驗者的綜合思維方法和創新能力［6］。針對“互換性與測量技術”實驗課程，本文在實驗內容設置上參考其他院校開設CMM實驗的經驗［7－10］，結合同一學期的“二級齒輪減速器課程設計”、“機械設計”及“機械制造技術”等課程內容，由淺入深地設計了基于三坐標測量機的綜合性實驗—減速器零部件實物測量分析，如“減速器箱體測量分析實驗”、“判斷減速器軸類零件是否合格實驗”等。實驗旨在讓學生綜合運用有關尺寸設計、加工及測量等方面知識，根據課程設計圖紙要求完成減速器零部件的尺寸、公差等全面測量，領會各種公差的定義及作用，判斷圖紙所選取技術參數或公差等級的合理性，掌握形位公差的標注必須建立在了解零件工作原理的基礎上，是對實驗技能和相關知識的全面訓練和綜合應用。下面以二級圓柱齒輪減速器低速軸的三坐標測量分析實驗為例。實驗設備采用德國蔡司公司生產的ConturaG3RDS9168三坐標測量機，其測量范圍為900*1600*800mm，測量精度為1．8μm。
2實驗步驟
測量前首先選擇合適的探針并校準，然后完成工件的有效裝夾，通過IGES接口將工件的CAD數模導入測量軟件Calypso，利用軟件脫機編程完成基本坐標系的建立、安全平面的確定、測量元素的定義及評定、模擬測量等，最后聯機對實際工件進行手動找正，自動完成測量，輸出測量報告并進行分析。
2．1探針校準
由于測量時系統記錄的是探針球心坐標，而不是工件接觸點的實際坐標，因此必須對測量使用的探針進行校準，從而獲得探針的有效半徑補償值，其原理是從各個不同方向分別測量固定在工作臺上已校準的標準球，系統按測量坐標值計算出各個探針方向的實際球徑和相互位置關系，存儲這些數據作為實際測量時的誤差補償值［11］。實驗中利用蔡司RDS旋轉測頭座的CAA功能，即旋轉步距角為2．5°且只需簡單標定便可實現20736個空間位置的自如使用，校準步驟如下:(1)將主探針和參考球正確地安裝在三坐標測量機的主軸和臺面上，適當移動探針確保所有位置都能校準到，檢查清潔探針和參考球表面;(2)選擇正確的參考球轉角和斜角，在A0B0角度位置進行主探針RDS－CAA校準，完成后確保主探針的形狀偏差S值小于3μm，否則需查找原因并重新校準;(3)卸下主探針，根據工件形狀特點安裝合適的工作探針，選擇RDS模式，由軟件校準程序在標準球上自動完成，得到相對主探針XYZ位置值、探針半徑R值、形狀偏差S等，同樣注意S值，否則需重新校準，由此完成工作探針的選擇與校準。
2．2工件裝夾
精確的測量來源于精密的測量儀器、正確的測量方法，更離不開可靠的裝夾方式［12］。實驗利用配套的蔡司CARFITCMB－E通用柔性夾具，通過三明治底板、彈性壓板、支撐柱、定位銷、萬向接頭等部件的簡單組合快速地實現減速器零件的裝夾。首先根據減速器軸外部形狀，使用具體型號的夾具把工件支撐在三明治底板上，然后再根據工件的側面特征，選擇緊固型夾具，使其在底板上固定且不動搖。由于安裝板的每個孔及夾具組件都有獨一編號，因此實驗中的裝夾方案可通過記錄這些代號，不同批次的學生只需按記錄把相應夾具組件安裝在三明治底板上，夾上工件，實現快速裝夾及拆卸。
2．3脫機編程
實驗測量程序的編寫利用Calypso軟件的脫機編程功能，這種方式的優點在于只需導入工件的CAD數模即可編程，不必等到裝夾成功后，因此實驗裝夾與編程可以分小組并行進行從而大大提高測量效率，另一方面在于脫機程序編寫完成后，可以直接調用軟件的“模擬”測量模塊進行驗證，找出程序運行中可能出現的錯誤測量路徑和測量點，將實際測量中可能出現的撞針等問題降到最低，最大程度地保證測量的安全。實驗脫機編程的第一步是在Calypso軟件中將三坐標測量機設置為脫機模式，然后通過IGES接口將減速器低速軸的CAD數模導入測量軟件中。第二步是建立工件的基本坐標系。本著測量基準與設計基準保持重合的原則，實驗中基本坐標系的建立運用典型的“3－2－1法”即校正平面、確定軸線、設置原點，利用軟件的坐標系功能模塊，首先選擇軸的端面圓測量三點或三點以上作為校準基準面，確定Z軸正向，然后測量鍵槽長度方向兩點建立基準軸，確定Y軸，最后指定端面圓心作為計算坐標原點。為防止實際測量中探針與待測工件發生意外碰撞，下一步應設置安全平面。實驗根據已導入的工件CAD數模，點擊“從CAD模型獲得安全平面”，輸入合適邊界距離，便可在待測工件自動構建一個長方體以保證探針旋轉安全性。根據實驗任務，需要對軸完成圓柱、鍵槽等元素的尺寸，輪廓度、圓柱度等形狀公差以及對稱度、同軸度等位置公差的脫機測量程序編寫。如鍵槽的對稱度測量，根據定義應從3個方面設定:(1)基準平面的采集與設定;(2)被測平面的采集與設定;(3)基準平面與被測平面之間的位置關系評價。由于平面的測量至少需3個點，因此分別點擊鍵槽表面所要采點位置，此時模型會顯示采點的位置及其矢量方向，并自動構建為平面元素，然后對平面的測量策略及評定如探針速度、采點方式以及濾波粗差等進行更詳細的設置。通過在CAD數模上依次設置待測特征，生成完整測量路徑后，在脫機狀態下模擬測量過程從而查看是否會發生碰撞，如有碰撞則需調整測量設置或路徑直至沒有碰撞發生。
2．4報告輸出
脫機編程完成后，即可通過聯機測量自動生成完整的測量報告，從報告中可直觀地得到測量實際值、公差與理論值的偏差、超差等詳細信息，據此與圖紙中的技術要求進行對比分析，以驗證零件是否符合設計、加工工藝要求或者公差選取是否合理等。
3實驗的組織及考核方式
由于三坐標測量機屬于大型貴重儀器，實驗教學的開展面臨學生人數多、儀器臺套數少、課時緊張等諸多問題，因此實驗利用學生的課余時間，采取網上預約的全開放教學模式，通過學校實驗教學管理系統，采用學生自主學習為主、指導教師啟發為輔的教學方法和手段。實驗以5～6人為一個項目組，實驗前首先在網站上選擇不同難度等級的任務書(如測量參數的個數、難易程度等)，進行資料查閱、方案構思等，然后安排兩組同時進入實驗室，第一組做實驗的同時，第二組觀摩學習，第一組完成實驗后，第二組就可以無縫進入。為了避免學生初次操作用力不當而損壞探針，在機房安裝脫機測量軟件，只需簡單配置操作手柄完成編程和模擬測量，待練習成熟后再分組操作，事先讓學生在木板、塑料或鋁等軟性材料上練習，操作熟練后再進行實體測量，大大提高了設備的利用率和實驗效果。實驗實施以“學習成果”為導向的分組考核模式，重點考核實驗項目組的團隊“學習成果”和協作精神。首先根據該組的“學習成果”(如實驗測量分析報告等)確定該組的基本成績等級，然后乘以該次實驗的難度系數得到該組的考核結果，最后根據該組的上機操作情況，確定組員個體的學習成績。例如，某組實驗任務由5人組成，該組成績等級確認為A，實驗難度系數1．2，則該組考核結果為1．2*A，計為A+，則大部分組員個體成績應被確定為A+或A，最差成績應不低于B。
4結語
實踐證明，在“互換性與測量技術”課程中開展基于減速器零部件的三坐標測量綜合實驗，不但使學生對高精度、高效率的現代測量技術和手段在實際工程中的應用有了從理論到實踐的全新認識，加深了課程設計中相關基準、尺寸和公差等選取原則的理解，而且為后續“機械制造工藝”等課程打下基礎，對提高學生的工程實踐能力及創新意識起到積極作用。
作者：林祖勝 蘭靛靛 柯曉龍 廖文海 龍海飛 單位：廈門理工學院國家級車輛工程實驗教學示范中心
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關鍵詞：實驗改革；公差配合；教學設備；減速箱拆裝
中圖分類號：G642.43 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0185-02
為適應教育部卓越工程師培養計劃，達到增強學生綜合工程能力培養的要求，各高校教學改革不斷強化和深入，實驗實踐環節越來越受到高校的重視。通過逐步增加實驗學時、實驗課程單獨設課等措施，可以增強實驗課對學生工程能力的培養。各高校在實驗改革方面進行了深入研究，主要體現在以下幾個方面：改革教學管理模式，加強實驗過程管理；[1]合理設置實驗內容，加強學生綜合能力培養；[2，3]增強理論與實踐結合，改進實踐教學環節，增加學生動手機會；[4，5]利用多媒體及計算機技術進行實驗探索等。[6-9]實驗改革強調實驗管理和實驗方式等方面的改革，但當前高校在實驗課內容設置和實驗安排等方面普遍存在一些問題。一方面延續傳統實驗教學思路和教學內容，單獨設課僅僅是一種形式，實驗教學內容往往未自成體系，基本上還是依附于各自的理論課程，實驗安排依附于理論教學進程；[11]另一方面相關實驗安排在課堂教學以后進行，由于學生普遍存在課堂學習目標不明確，學習過程不認真，最后突擊應付考試的學習心態等問題，導致學生實驗時對實驗課所需掌握的先修內容一知半解，實驗課堂上還要重新講解相關內容，實驗課和課堂教學成為兩門互不相關的課程，無法做到實驗教學和課堂教學相輔相成。這些現象在很多高校的實驗課教學過程中普遍存在，嚴重影響了實驗課的教學質量，已經引起了許多教育工作者的注意，正逐步上升為亟待解決的共性問題。
一、實驗改革目標
針對以上實驗教學中存在的各種問題，結合機械設計實驗強調工程技能和實踐動手能力的特點，以機械設計實驗為改革對象，以增強學生的學習主動性和持之以恒的學習態度為教學目標，以改革舊的實驗內容安排和實驗與課堂教學的協調關系為突破口，逐步實行問題驅動式教學和討論式教學，引導學生根據實驗要求關注和學習課堂內容，思考課堂內容在實驗中的應用，最后在實驗課中檢驗和考核課堂所學內容。通過對相關教學內容和教學方式的改革，一方面可以增強學生課堂學習的針對性和主動性，另一方面階段性實驗考核督促學生必須加強課堂教學的日常學習才能較好地完成實驗內容，減少應試學習思想，使學生逐漸養成良好的課堂學習方式和實驗意識，體現了實驗和課堂教學相輔相成的關系。
二、機械設計實驗問題分析
減速箱拆裝實驗是機械設計實驗課程中重要的實驗內容，所用知識點涉及機械設計課堂教學的多個章節，是機械設計實驗中綜合性較強的實驗，因此，應以該實驗內容教學改革為入口，探討機械設計實驗的改革內容和實施方法。
當前的減速箱拆裝實驗一般安排在機械設計課程后期，要求學生先期完成齒輪、軸、軸承等章節知識的學習。在實驗過程中，要求學生首先進行減速箱的拆解，觀察各零部件之間的裝配關系和零件的定位方法，然后測繪低速軸上的所有零件，包括端蓋和部分下箱體，最后根據測繪結果繪制低速軸裝配草圖。主要目的是通過拆解、測繪和繪圖的過程，讓學生掌握齒輪箱體的結構、軸和齒輪的結構、軸上零件的定位和固定方法、密封以及各附屬零件的作用、構造和安裝位置。但由于多數學生在課堂上為被動學習，對學習的相關知識點沒有深入理解和認識，導致在軸承和齒輪的定位、套筒的使用、端蓋和軸的配合等環節出現了各種錯誤。雖然指導教師在檢查作業時指出了錯誤并讓學生修改，但由于學生理解不深入，沒有真正掌握相關知識點，在課程設計環節仍然會出現同樣的問題。因此，如何合理安排實驗內容和實驗方式，讓學生真正理解和掌握相關知識點是重點探討的內容。
三、機械設計實驗改革內容
當前開展的卓越工程師教育強調增加學生的實踐環節，培養學生的工程實踐能力。為適應教學要求，北京工業大學先期對機械設計實驗課程進行了改革，實驗獨立設課，與教學同步進行，一方面增加了實驗學時與學生的實踐時間，另一方面實驗與課程分離，擺脫了原有的依附地位，增強了實驗的自主性。針對獨立實驗的優勢和學生實驗實踐環節存在的問題，以提高學生實踐能力和動手能力為目標，以減速箱拆裝實驗為突破口，對機械設計實驗內容及實驗安排進行改革，突出讓學生帶著實驗問題去課堂學習的理念和自主學習的思想。
實驗改革內容以減速箱拆裝實驗為基礎，調整實驗相關內容及實驗安排，故圖1主要列出了減速箱相關的實驗內容，其他沒有列出的實驗穿行。圖1所示的機械設計實驗改革內容，是在實驗初期提出相關問題后，讓學生逐步在課堂學習中找出答案，并逐步完成和完善實驗內容；同時針對綜合工程實踐能力訓練的要求，把與機械設計緊密相關的測繪、制圖、三維建模、公差標注等技能訓練融入到實驗內容中，通過逐層推進的方式，讓學生逐步掌握和靈活運用知識與技能，從而達到學習和訓練同步進行的目的。
四、減速箱拆裝實驗的具體實施
1.減速箱拆裝
原有的減速箱拆裝實驗一般安排在學生學習完軸、軸承和齒輪設計以后進行，共4學時，導致學生為完成任務而實驗，根本沒有時間考慮其中的技術細節。為了增強學生對實驗內容相關知識點的認識和理解，根據帶著問題去學習，自己尋找答案的理念，在實驗課第一次課就讓學生進行減速箱的拆解和零件測繪，拆解的對象為使用多年的小型實驗減速箱。該減速箱經多年使用，零件磨損和人為造成的裝配混亂，已無法準確展示零部件的裝配和定位關系，所以學生測繪后在后期裝配時需要根據所學知識完成零部件裝配，對于錯誤零件尺寸還要根據裝配要求自行修改完善，最終達到正確裝配和定位關系無誤的目的。首次實驗不要求繪制裝配圖，不對測繪結果進行檢查，所有檢查工作在后期實驗內容中逐步進行，留給學生充足的理解和修改時間。實驗課堂上僅留下思考題讓學生在課堂學習過程中認真總結，尋找答案。
2.減速箱零件繪制及測繪數據檢查
三維建模軟件和實驗課相關教學內容的學習，以簡單且易于學習的solidworks為學習對象，讓學生掌握基本的三維零件建模和三維裝配技術，為后期的課程設計和工作打下基礎。在對學生進行三維軟件設計教學時，以減速箱零件為建模對象，讓學生邊學習邊繪制自己測繪的零件，自己驗證測繪的數據是否完整，在學習軟件的同時，完成測繪零件建模任務，同時增強學生對測繪的認識。課后作業要求提交所有測繪零件的三維圖原始文件，以檢查軟件學習和零件繪制情況。針對電子作業易于拷貝的問題，制定相關考核原則，所有拷貝作業全部按0分記。同時要求在課堂學習時關注各類零件結構設計原則和定位方法。
3.減速箱三維模型初裝配
完成三維建模軟件學習后，要求學生根據測繪情況和所學三維裝配技術，完成箱體零部件的裝配。裝配要求以測繪圖為準，對發現錯誤的位置不需修改，以此考查學生的三維裝配知識和箱體測試結果，考評時以和實物一致為考核目標，不考核裝配關系是否正確。
4.實習作品減速箱拆解及錯誤分析
自己往往很難發現自己的錯誤，而查找別人的錯誤常常比較容易，且錯誤點和錯誤原因也容易掌握，為此應安排一次錯誤分析實驗內容。北京工業大學在學生進行機械制造課程實驗時，每年都會產生大量的減速箱作品，由于對相關結構設計認識不足、公差配合設置不合理，所以制作出的作品存在各種各樣的問題，這為增加學生認識提供了良好的道具。在錯誤分析實驗中，從學生制作的作品中挑選一批減速箱讓學生進行分組拆解，每組學生拆解一臺減速箱，分析減速箱存在的各種問題，并向其他組同學進行匯報，以增強學生對結構設計和公差配合選擇的直觀認識與理解。
5.減速箱三維模型再裝配
通過前期三維建模知識和課堂理論知識的學習，以及減速箱錯誤分析實驗，學生對減速箱的正確結構有了充分的認識和理解。結合前期實驗內容，要求學生完成箱體裝配圖的修改，檢查零件結構和定位關系是否合理或正確，對當前不能滿足裝配要求的零件自行修改結構及尺寸，以保證零部件裝配關系正確，以此增強學生對零件結構設計和零件定位的認識。
6.零部件二維工程圖和裝配圖繪制
在完成前面的實驗內容后，配合公差與實驗設備進行公差配合基本知識和使用問題的講解。課后要求學生繪制低速軸工程圖和低速軸二維裝配圖，繪圖時要求關注各類公差的選擇和標注、軸的結構、零件定位等問題。通過作業檢驗前期的學習成果，并進行圖紙關鍵位置錯誤檢查和圖紙答辯。
通過各環節的學習和實驗，使學生逐步掌握零部件測繪、三維建模和裝配、工程圖繪制等技術，通過實際應用增強對課題知識的理解，同時也為后期課程設計奠定良好的基礎。
五、結束語
針對目前學生普遍存在的學習積極性不高和應試學習的問題，通過對與課堂教學緊密配合的實驗教學環節進行相應改革，促進學生的課堂學習；通過提高學生實驗作業質量要求，促進學生的學習主動性；同時，實驗教學中交互式學習將有效增強學生對所學問題的認識和理解，為培養具有綜合實踐能力的人才打下基礎。
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【關鍵詞】輪機工程；機械設計基礎；課程設計；教學改革
《機械設計基礎》是機械類、近機械類如輪機工程專業的一門必修主干課程，而課程設計則是繼《機械設計基礎》課程后的一個重要實踐教學環節。通過課程設計，使學生獲得一次完整、系統、全面的機械設計的訓練，培養學生綜合運用已學過的有關知識和理論，具備機械設計的基本能力、掌握基本設計方法和技能，并為學生今后的專業課學習、專業課設計、畢業設計以及畢業論文等奠定基礎，同時能夠對今后從事技術工作產生重要的意義和深遠的影響。
近幾年來隨著教學改革的深入，學科建設的進行和課程體系的調整，課堂教學時數不斷被壓縮，而隨著科學技術的進步，要求機械設計基礎課程適應時展的需要，這樣在教學過程中既要介紹傳統的基礎理論知識，同時還要不失時機地向學生介紹本課程與輪機專業的聯系，介紹新的理論和技術在工業發展中的應用，因而課程的面廣、內容多現象與課時短的矛盾愈發突出，課程設計的教學質量難以保證。
此外，在理論過程中許多學生反映，現在許多課程學得枯燥無味，不知道自己所學的課程將來到底有什么作用，這些情況反映了目前我們教學中存在的問題。筆者經過多年教學實踐，對機械設計課程設計教學進行了一些改革的探索和思考。
1 課程設計的題目多樣化
課程設計選題，通常大部分工科院校機械類、近機械類等專業課程設計都是帶式運輸機的傳動裝置設計，內容陳舊，且題目多年不變。不同專業的定位與培養目標各不相同，如果都是進行減速器裝置設計，就不能很好地反映專業特點。輪機工程專業的畢業生一般從事現代船機修造、監造、檢驗、修造經營及機務管理等工作，而帶式運輸機的傳動裝置的設計不能很全面地反映輪機工程的專業特點。另外，由于是幾個班多人同時進行課程設計，這樣有可能出現一些學生的題目相同或非常相近，客觀上會造成抄襲現象。
為此我們做了以下嘗試：一方面繼續保留原有的設計題目，同時，另開設一些與輪機專業有關的設計題目，如零部件或系統測繪與分析，研究對象為船舶柴油機的活塞、汽缸、曲軸等要零部件；海水、淡水、燃油、滑油等管路系統的測繪與分析，主要從運動、結構強度、工作能力、精度、材料、工藝等方面進行綜合分析，既豐富了課程設計的內容，也增加了對專業知識的了解與認識，達到了課程設計的目的。
2 鼓勵學生創新
改革原來在機械設計基礎課程設計中教師抱著學生走的被動局面，鼓勵同學主動觀察日常生活中常見的機械裝置，要求學生結合輪機專業，加強方案設計，提高學生學習興趣，調動學習主動性，破除學生對創新設計的神秘感。為鼓勵學生創新，我們向學生提供多個設計方案參考，學生也可提出自己更合理的設計方案。對于結構設計，不給學生過多的限制，而是充分發揮學生的想象力和創造性。為了解決學生對機械結構知識普遍缺乏的問題，讓學生在設計前參觀機械傳動陳列室，使學生對結構設計有所啟發。對于學生中普遍存在的工藝知識和公差知識的缺乏，結合課程設計實際進行必要的講解和補充，使學生通過設計全面掌握和鞏固機械設計的相關知識。另外，我們還積極鼓勵學生在圖版繪圖完成之后，再利用CAD軟件在計算機上進行設計，使學生通過課程設計來掌握現代化的設計手段和方法，但是不主張學生完全甩掉圖版，否則在時間緊、任務重的情況下，會有部分同學拷貝偷襲現象存在。
3 培養學生的團隊精神和協作能力
由于學生多，題目少，可對學生進行題目分組，幾個人一個小組，一套題目。這樣大家可分組坐在一起共同研究一個問題，該怎么設計這個，怎么設計那個，集思廣義，博采眾長，既優化了設計，又加深了理解，然后具體分工，確定每個人的具體零件。在制圖過程中，不是各人干各人的，而是保持聯系，保持一致。這樣做既快又準確，效率高。不但鍛煉了大家的機械設計技能，也培養了同學們的團隊精神和協作能力，多屆實踐后，同學對這種團隊協作具有較高的認可。
4 優化設計時間
按照教學計劃課程設計安排在第四學期的期末考試階段。完成課程設計的時間一般為1至2周，在這么短的時間內，學生要完成20頁左右的計算說明書、減速器裝配圖1張；軸、及齒輪工作圖2張，難度是不言而喻的。在期末考試階段學生還要應付很多課程考試，輪機工程專業還有輪機考證的理論和實操訓練課程，多方面原因造成相當一部分同學疲于應付課程設計，再加上學生對于一些先修課程的掌握程度不是很好，最終導致課程設計質量不高。
在這種課時較少的情況下，為提高課程設計質量，需采用“先分散后集中”的模式。即先把設計計算說明書的撰寫分散安排到機械設計基礎課程教學中，然后再把裝配圖及零件工作圖的繪制集中安排在最后1、2周內。同時課程設計是一項重要的理論聯系實踐的教學環節，時間安排應該固定成為一種制度，尤其不能與其他重要課程的學習相沖突。
5 課程設計與課堂教學緊密結合
在機械設計教學過程中，應把課程設計中涉及到有關問題貫穿于整個教學過程中，把有關內容靈活的穿插到相關章節，比如齒輪、軸、帶傳動、滾動軸承、聯軸器等，既是理論教學的重要內容，也是課程設計的重點，在授課過程中應講清在課程設計的應用并強化。在習題練習中除完成普通習題外，還要強化與課程設計有關的題型，使學生感到學有所用，始終對課程設計抱有一定的參與欲望，既增加了學生的學習興趣，又調動了學習主動性，加深鞏固了相關知識。
6 應將先修課程內容適時適度的穿插到機械設計基礎教學中
機械設計基礎是一門綜合性課程，必須先修了機械制圖、輪機工程材料、、金屬工藝學、工程力學、之后才能開設本課程，在課程設計的過程中，需要綜合運用前面學到的相關知識。比如選則材料的時候，需要用到輪機工程材料里的材料選型、熱處理等內容；在零件尺寸設計及強度計算中，需要運用到理論工程力學的知識進行受力分析，進行彎矩、扭矩的計算；在減速器裝配圖、零件工作圖繪制過程中，需要運用機械制圖的視圖、剖視圖、尺寸標注、技術要求等。從課程設計完成效果來看，學生對于這些先修課程遺忘的較多，靈活掌握程度不是很好，綜合運用知識能力不強，結果造成課程設計質量不高。因此指導老師應把先修課程的內容適時適度的有機穿插到機械設計基礎課程的相關部分講解，使學生在學習新知識的同時，復習、鞏固、運用已有知識，提高課程設計質量。
7 結語
使學生在課程設計的教學過程中學到扎實的機械基礎知識，掌握一般通用零部件設計方法，為后繼專業課程學習和今后從事專業工作打下堅實的基礎，是我們最終的目標。經過筆者的摸索和實踐總結出的一些措施和方法，實踐證明能夠較好的提高輪機工程專業課程設計的質量。
一、目前教學中存在的問題
(1)培養目標對于高職學生而言,將來所從事的職業大多是面向生產第一線。所以,學生應具有解決生產實際問題并在實際工作中應用的能力,而不需要象本科生那樣,重點培養學生的創新和綜合設計能力。因此,在教學中應加強學生對工程實際中常用機構、零件等知識的學習和結構的拆裝等動手能力的培養。
(2)教學內容及教學時數目前,課程所選用的教材普遍存在內容不符合必須與夠用的原則,有的教材重理論分析,輕實際應用,而與工程實際結合的相關內容偏少,且實例少;有的教材則是在本科教材基礎上的壓縮和刪繁就簡,而導致所含內容不夠或教學時數較少與教學內容多的矛盾。高等職業技術教育培養的是高等技術應用型人才,必須要求實踐性教學環節的課時數高于理論教學課時數。
(3)教學方法注入式教學與高職教育的教學特點不相適應。注入式教學在教育目標上,重知識的傳授而忽視學生能力的培養,往往采用的是單向填鴨式的強制灌輸,這樣,既不利于學生個性的發展,也不利于學生創造性思維和創新能力等綜合素質的培養。
(4)教學手段傳統的教學手段與現代教育的大信息量、高要求相互矛盾。《機械設計基礎》課程的特點是四多,即講授的機構多、零件多、圖表多及設計計算多,僅靠一塊黑板、一支粉筆的陳舊教學手段顯然會影響教學的效果和知識的傳遞。
二、教學改革的原則及基本思路
《機械設計基礎》課程內容有較強的理論性和實用性。本著理論必須與夠用及注重培養學生解決工程實際問題和創造性思維能力的原則來實施教學改革。具體思路如下:
(1)更新舊的教材體系,優化重組課程內容將《機械設計基礎》課程體系調整為:機械的組成及特性聯接機械傳動支承零部件機械設計綜述。這樣安排就將以往的機械原理和機械設計兩門單列的技術基礎課程有機地融為一體,形成了課程新體系。課程新體系首先從機械的整體出發,從宏觀上使學生了解機械整體的基本知識和要求,把握零件和整體的關系。從簡易的聯接入手,到各種機械傳動、支承結構,以機械傳動(除帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動外,還包括連桿傳動機構、凸輪傳動機構、棘輪傳動機構和槽輪傳動機構)為課題重點,把握各種機械傳動的特點,為培養學生機械安裝和調試能力打下良好基礎。機械設計綜述一章,強化了整機設計的內容,對機械設計的一些共性問題進行綜合闡述,為兩周的課程設計做準備。
優化重組課程內容。如齒輪傳動部分盡可能減少繁瑣的理論推導而直接引用,以突出工程實用。同時,將同一知識點的內容融合在一起,以增強知識的系統性和教學的連貫性。如齒輪傳動與齒輪設計,帶傳動與鏈傳動。另外,適當補充有關新知識與新技術,以擴大學生的視野,開拓學生的思路。在螺紋聯接中增加介紹滾動螺旋傳動,帶傳動部分增加同步帶傳動等新知識。
(2)提高教師的綜合素質和工程素質,增強教師的敬業精神教師的綜合素質應包括兩個方面:一方面要有高度的責任心和敬業精神,另一方面要有較高的教學水平。青年教師其理論水平不比老教師低,能滿足高職教育的教學需要。但由于市場經濟等各種因素的影響,青年教師對教育工作的責任心和敬業精神,往往不如老教師,另外,大多數青年教師沒有機會參加真正的機械工程設計,因此實踐經驗相對不足,工程意識相對單薄,在教學中往往照本宣科,不能做到理論聯系實際,舉一反三,難以激發學生的學習積極性。針對這些問題,應該要求青年教師上崗前便通過學校組織的崗前培訓外,還可采取如下措施:一是青年教師在上講臺前要過好三關:即聽課、備課和試講關。二是通過聽青年教師的課,并了解學生對青年教師教學的反映,及時對青年教師的教學工作加以總結,肯定其成績,指出其不足之處。
(3)充分利用多種教學手段,改進教學方法,達到最佳教學效果隨著教學改革的深入和課程體系的調整,機械設計基礎課程的教學時數越來越少,但隨著科學技術的進步和機械設計學科的發展,需要向學生講授的內容卻越來越多。如何在有限的教學時數內完成規定的教學內容,同時取得比較好的教學效果,除了要精選教學內容,講授時突出重點、難點,縮短課堂講授與板書的時間外,應充分利用有利于改善教學效果的多種教學手段,特別是現代化的教學手段。在教學實踐中,我們可充分利用實物和模型在課堂上給學生演示,增加學生的感性認識;通過播放錄像帶使學生對各種機構和零件的結構、工作原理和在各種機械中的實際應用有深入的了解,提高學生的工程意識,激發學生的學習興趣;通過引入CAI教學,特別是計算機動畫可使學生更形象地理解課堂上不易講清楚的機構工作原理等,使課堂教學更生動、直觀。總之,行之有效的多種教學手段的應用,不但可以改變傳統的教學方式,使課堂教學變得生動活潑,提高學生的學習興趣與熱情,使教師在同樣的時間內向學生傳達更多的知識和信息,教學效果與質量都得到提高。因此,現代化的教學手段必須與傳統的教學方法有機地結合起來,才能充分發揮教的主體教師和學的主體學生的主觀能動性,對提高教學質量起到事半功倍的效果。
(4)改進實驗教學,提高課程設計的質量機械設計基礎實驗是機械設計基礎課程教學的實踐環節,是學生學習該課程進行工程實踐的主要途徑,對于培養學生的工程實踐素質、鞏固理論知識、提高實踐動手能力,具有不可替代的作用。對課程原有的實驗進行了更新,淘汰了一些內容陳舊、驗證性的實驗。如:漸開線齒廓范成實驗,而代之以帶領學生到專業的齒輪加工廠參觀,如泰隆減速機股份公司、飛船廠等,全面了解齒輪的加工過程,從毛坯、鍛造、機加工、熱處理等全過程。另外,為了配合課程設計,培養學生動手能力,增加減速機的拆裝和軸的測繪兩個實驗。
機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程教學的最后一個重要教學環節,它的實踐性、綜合性和整體性都比較強。課程設計的目的是使學生能綜合運用機械設計基礎及有關課程的理論和生產知識進行設計實踐,使理論知識和實踐密切結合起來,并在設計實踐中學習和運用基本理論進行傳動裝置或簡單結構的設計。通過課程設計培養學生分析問題和解決機械設計問題的能力,使學生在計算、結構設計和構思、運用并熟悉設計資料、標準、規范等方面必備的機械設計基本技能。
由于學生在課程設計過程中是第一次較全面的設計訓練,尤其是結構設計和工藝設計問題。為了加強這一薄弱環節可采用多元化教學手段,從三個方面進行努力:1)在課堂教學中加強結構設計的教學內容。如聯接、齒輪傳動、帶傳動、軸等章節各上一次結構課,讓學生增加感性知識。在課程設計之前,安排學生做減速器拆裝實驗,使每個學生自己動手把幾種典型減速器拆開,了解各部分的結構以及其各附件作用,并完成一張軸系結構圖,從中了解到結構設計要考慮的問題。2)利用現代教學手段使學生在課程設計前充分了解設計內容和常見錯誤。零件的加工是學生的一個薄弱環節,不了解這方面內容,學生難以設計出合理結構。針對這一情況,通過教學錄像帶,使學生了解箱體、軸、齒輪等常用零件的加工過程,并通過正確的結構和錯誤的結構進行對比,讓學生加深印象。此外,還可以在多媒體教室利用課程設計CAI軟件對學生進行任務布置,利用軟件中動畫功能和交互性能使學生全面了解設計內容和步驟的全過程(總體介紹、設計計算、裝配圖設計、零件圖設計、編寫設計說明書),收到了教師在黑板上講解難以達到的效果。3)嚴格把關,規范課程設計全過程。課程設計共分六個階段,即設計計算、裝配草圖設計、完成正式裝配圖、零件工作圖設計、編寫設計計算說明書、課程設計答辯。每個階段,指導教師必須嚴格把關。通過嚴格的訓練,學生不僅掌握簡單機械的設計方法,而且對機械設計課程的內容又有更深的理解,對其他課程的有關內容也進行了一次全面的復習,同時也為以后的畢業設計打下了堅實的基礎。
(5)規范課程教學的各個環節,加強對教學質量的監控規范課程教學的各個環節即對該課程的課堂教學,課程設計教學及實驗教學的各個實施環節均要制訂規范,提出詳細要求,并要求教師在實踐中遵照執行。同時,對考試和考核也進行規范,建立試題庫和習題集,實現同一課程,同一試卷,教考分離,共同閱卷和同一評分標準,對學生的試卷及課程設計圖紙及時存檔。嚴格執行學校的教學管理制度,完善聽、評課制度,加大教研室、系領導隨機聽課的頻率,抽查學生作業,聽取學生對任課教師的意見并及時反饋給任課教師,通過對課程教學全過程的監控,從而有效地保證教學質量。
1.理論知識沒有形成系統。主要有兩個方面：一是先修課程的理論知識沒有跟《機械設計基礎》聯系起來。《機械設計基礎》的課程學習，要綜合運用到《工程材料》、《工程制圖》、《工程力學》、《互換性與技術測量》及《機械原理》等課程的知識，由于這些課程學習時是分開單獨學習的，學生在獨立進行設計計算時，往往無法運用這些知識，比如不能運用力學知識去校核齒輪、軸及軸承等零件的強度；不能運用互換性原理中的公差知識去設計軸孔配合公差；不能運用工程材料的知識選擇零件材料等。二是本課程內各章節知識沒有形成有機整體。由于各章節基本上是以機器中不同類型的機構來進行劃分的，學生在碰到多機構組合的裝置時，往往不知道如何進行設計，比如不知道軸承設計的輸入參數應該從軸的設計結果中獲取。
2.缺乏查閱資料解決問題的能力。查閱資料解決問題是進行機械設計必備的技能之一。在實際教學過程中，由于教材一般不會強調這方面的知識，學生在這方面的能力相對匱乏。比如在查閱機械設計資料時，遇到圖表不能根據橫縱坐標查到所需的參數，或者遇到表格不知道表頭所指代的參數，遇到新的問題不知道從目錄中找到參考資料的位置等。
3.缺乏思考、生搬硬套。學生在進行設計計算時，生搬硬套比較多，機械地套用公式，或者完全按照例題參數進行設計，不考慮自己的設計任務與現有方案的差異，缺乏獨立的思考。比如在進行帶傳動設計時，未直接給出轉速（需要用其他參數計算得出），有的學生直接將例題中的轉速帶入計算。甚至有些學生直接照抄別人的設計結果，數據計算和結構設計都相同。
4.對設計參數缺乏宏觀把握。對設計參數缺乏宏觀把握主要表現在課程設計的過程中。由于學生缺乏工程經驗，對所設計的機構沒有在大腦中形成一個宏觀的概念，對其尺寸和參數也沒有感性的認識，因此在設計出現明顯不合理，甚至錯誤時，不能及時發現，直到設計后期，甚至繪圖時才發現問題，已經沒有足夠的時間修改，影響設計成績。比如在設計減速器時傳動比分配不合理，導致制圖時發現結構比例不協調等。
5.制圖能力弱。制圖能力弱同樣是主要表現在課程設計的過程中，課程設計的最后都要求學生把自己設計的裝置按照國家標準要求的工程制圖樣式表達出來，在這一過程中出現了很多問題。主要是因為學生對工程制圖的標準掌握不夠，比如標題欄格式、零件簡化畫法、螺紋的繪制、殼體相貫線的繪制等經常出現錯誤。綜合上述問題分析可以看出，學生在創造能力及設計思維上相對較弱，實際上通過平時作業和操作實踐，學生基本都能完全掌握單一零件的設計，比如設計帶傳動、設計齒輪機構、軸的結構設計等，但卻在需要整合運用這些知識技能時出現了問題。這實際上就是因為心智技能的匱乏，因此，培養心智技能是提高學生機械設計能力的關鍵。
二、心智技能培養在《機械設計基礎》教學中的應用
1.機械設計心智技能形成分析。根據馮忠良教授的研究，心智技能的形成是階段性的，其過程分為原型定向、原型操作和原型內化三個階段。原型定向階段以理論知識傳授為主，讓主體掌握技能操作的原理；原型操作階段通過實踐讓主體熟練掌握操作技能，為原型內化奠定基礎；原型內化階段在主體大腦中形成內化的思維模式，使主體能夠靈活運用操作技能解決實際問題。根據上述理論，結合《機械設計基礎》教學的實際情況，機械設計心智技能的形成階段如圖1所示。機械設計心智技能的形成分為三個階段：掌握基本理論、熟悉常用設計和綜合設計計算三個階段。在整個學期的教學過程整體上按照三個階段進行劃分，同時每個章節的教學同樣按照三個階段進行，甚至具體到每次課都盡可能遵循心智技能形成的過程進行，如此不斷反復強化，才能提高心智技能。在整個學期的教學過程中，掌握基本理論、熟悉常用設計和綜合設計計算三個階段的主要教學內容是：（1）講授常用機構和通用零部件的工作原理、設計、應用等知識；（2）講授常用機構和通用零部件的設計步驟，通過課內實訓，大作業等方式加以鞏固；（3）指導學生綜合運用所學知識，獨立進行機構設計，總結設計中出現的問題，形成經驗反饋。而在具體某個機構或零件設計的教學過程中也應遵循三階段原則，教師首先講授機構或零件的工作原理。然后按照設計步驟讓學生動手練習，在此過程中不斷發現和改正出現的問題，再通過針對性布置大作業及課內實訓進行鞏固。最后提出一些設計案例，組織學生進行分組討論，培養獨立設計的能力。
2.教學內容及教學模式。在前述理論研究的基礎上，《機械設計基礎》的教學內容分為理論教學內容、實訓教學內容和討論教學內容。其中，理論教學內容針對機械制造專業學生必須具有通用零部件和常用機構的初步分析能力和設計能力而設置，對教材中的內容進行簡化，重點講授平面連桿機構、凸輪機構、帶傳動、齒輪傳動、滾動軸承、軸、減速器等內容。實訓教學內容與理論教學的重點相呼應，包括平面運動簡圖的測繪、機構的結構及特性分析、漸開線直齒圓柱齒輪參數的測定、軸系結構設計、機械傳動裝置的拆除和結構分析、機械創新設計。討論教學內容則針對常用機構和零件的設計中存在不確定性的部分，例如平面連桿機構、凸輪機構、帶傳動、齒輪傳動、軸等，這些機構或零件的設計往往需要學生在一定范圍內去選取參數，經常會讓學生不知如何進行，因此進行討論和總結是有必要的。
三、小結
長期以來，我國中專學校采用的是學歷教育，學生學習以理論教學為主，實踐教學較薄弱。現國家提出中等職業技術學校辦學方向應是培養高素質的勞動者，這就使學生動手能力及綜合素質的提高成為教學改革的重點。《機械原理與機械零件》是機械類的一門重要專業基礎課，學生學習過程中，由于對機械接觸認識不多，學習時感到空洞、抽象和枯燥，且這門課程掌握的好壞將直接影響到后續專業課的學習。如何培養學生學習興趣，挖掘學生內在潛能一直是教學中探討的問題，現就我在教學中的方法和心得淺談如下：
一、變繁為簡，變抽象為具體，實施聯想教學
現階段采用理論與實驗教學學時1：1的教學模式，在課堂教學中出現難懂和抽象的問題就把學生帶到實驗室、實習工廠進行現場教學，根據示教模型和機構實物講解，如：學習平面機構時，對縫紉機、鶴式起重機、蒸汽機等模型進行觀察，特別是曲柄連桿機構的動作過程，同時要求學生進行聯想，即聯系生活中的具體實物，如手動跑步機等，使學習內容簡單具體化。學習齒輪機構進行范成實驗時，針對某一個實驗結果講解齒輪加工的各個環節、順序及齒輪與齒坯漸開線齒廓被根切的關系，并參觀車床主軸箱，觀察齒輪工作過程。學習輪系時，應用生活中用到的削蘋果機、手表實物講解。講到仿形加工時，以學生常見到的電動配鑰匙機進行講解。通過聯系日常生活中看得見、摸得著的實物講解，使學生能很快地將所學機構聯想到實際生活中去，從而使學生感到所學知識在日常生活中是非常有用的，這樣就提高了學生的學習興趣，并學會用所學知識解決一些實際問題，充分挖掘學生想象力和創造潛能，抓住身邊點滴小事，大膽想象創新。
二、教學有法，但無定法，因材施教
《機械原理與機械零件》是一門綜合專業基礎課，是對新知識的學習了解和對已學內容的鞏固、發揮。教學大綱上雖然已明確各教學環節的重點、難點和需掌握、了解的內容，但根據目前學生基礎較差，有的內容按大綱要求強行灌輸，效果不大，有的學生感覺理論性強，不易懂而放棄這門課的學習。因此針對這一情況，教學上采用理論夠用、實際管用進行有的放矢。教學中，多給學生參觀、實習、實驗機會，這樣才能不斷激發學生的求知欲望，為學生以后走向專業工作崗位打好基礎，滿足社會對中等職業技術學校機類人才的要求，增強學生就業競爭能力。
三、把握市場變化，不斷充實新課題
《機械原理與機械零件》在學習結束時必須進行一次課程設計，一般都是設計減速器。隨著學生一屆一屆的畢業，本課題始終沒變，但根據學生畢業后反饋的信息，有相當一部分學生在生產流水線上從事維修、檢驗和加工工作，為了使學生學以致用，在設計上增加了課題"機械扳手"，該課題在結構、內容上和減速器有很多相同點，如需先進行電動機的選擇、軸的結構設計，計算軸的轉速、功率和轉矩、效驗軸和鍵的強度等，同樣能使學生在學習《機械原理與機械零件》的基礎上綜合運用《機械制圖》、《工程力學》、《金屬工藝學》、《互換性與技術測量》等課程知識，并學會查閱《機械設計手冊》，設計時獨立能力增強，且設計時課題靈活多樣，效果較好。同時對老師也提出了更高要求，要求老師不斷了解市場，更新知識，為社會培養出合格人才。
以上是我個人從教學中總結出的教學方法，我認為作為一個中職教師只要嚴格按照《中等職業學校教師職業道德規范》要求自己，再結合實際教學情況，就一定能為社會培養出實用型人才。
在以往的教學安排中，本門課程的教學一般安排在第二學年進行，課時量控制在120―150學時左右，同時在期末配有一個星期的課程設計專用周。近年來，隨著企業用人需求的不斷變化和教學改革的不斷深入，中專學生按照教育部的要求，各專業都在第三年進行不少于一年的頂崗實習。這樣，各門專業課的課時均有不同程度的壓縮，《機械設計基礎》課時大都壓縮為90學時，課程設計專用周有些學校甚至取消，有些學校雖有安排，但時間安排在期末，容易受到復習考試的沖擊，學生在時間和精力上都難以保證。“課時少、任務重、容易受沖擊、質量難保證”現已成為課程設計普遍存在的問題，已引起相關部門和專家的重視，各地各校也在想盡辦法解決此類問題。
一、教改思路
寶雞職業技術學院從2002年以來，在認真調研、深入分析的基礎上，在歷屆教學當中、采取邊教學邊教改的辦法，逐項改革、穩步推進，進行了大膽的探索和實踐。面臨理論課時減少，但對學生實踐能力和操作技能要求不斷提高的實際情況，《機械設計基礎》課程設計不但不能減少、不能削弱，而且要克服困難、積極應對、強化課程設計本領，提高實踐操作技能，為頂崗實習和就業安置打下堅實的知識基礎。
總結起來，我們的教改做法是：“整體提出設計思路，分步完成設計作業，前期進行‘部件’生產，后期完成‘設備’安裝”。這種時間前移的思路，克服了理論教學與課程設計相互脫節的毛病，既節約了設計專用周寶貴的設計時間，同時又保證了正常的教學作業和大型課程設計的配套完成，使理論教學和課程設計互聯互通、相互促進，達到了二者雙贏的目的。
二、方案設置
結合三年制中專學生“年齡小、底子薄、實踐知識欠缺”的特點，課程設計任務一般選擇簡單的單級直齒圓柱齒輪減速器設計。它的主要內容包括：齒輪傳動設計、皮帶傳動設計、軸系部件設計、箱體設計、聯接類（聯軸器、鍵類、螺紋類）零件選擇、密封選擇等，基本可以涵蓋機械設計課程的全部設計內容。
按照前述設計思路，在課程教學進行到學期中期時，這時常用機構已基本講完，而通用零件剛開始講授。此時，我們就將本門課程的課程設計任務書下發給學生，并用適當時間向學生進行整體設計思路講解，使學生有一個概括的了解。然后結合教學課程的正常進行，在每一教學章節完后，逐項拆分設計任務并分步完成設計內容。這就像工廠生產設備一樣，將零件的制造（分步設計）提前分散到各車間制造完成。
大部分設計內容可隨著課程的進度進行，到學期末教學課程完成時，已基本完成分步設計。等到課程設計專用周時，學生即可按設計指導書的要求與步驟，利用3-4天時間，將分步設計內容進行整合，完成裝配圖繪制，同時編寫設計說明書，進行答辯及后期資料整理工作，這樣學生就可以輕松地完成整個課程設計任務。
三、方案分析
1.節省設計時間。按原有的方案，大量的設計內容集中在一周內完成，學生在短時間內要進行超強度的勞動，常常需要晚上進行通宵加班，才能按時完成設計任務，況且還要面臨期末復習考試的壓力。新方案由于大量的設計內容已預先隨著教學課程而完成，設計專用周只進行整體組合，完成后期資料整理，因而，在3―4天時間內，大部分學生都可完成設計任務。既減輕了學生負擔，又節約了設計時間。
2.保證設計質量。由于分步設計是隨著課程進度進行的，在此過程中，學生在消化課程內容的基礎上，設計思路比較清晰，設計計算時間相對較長，指導老師可以隨堂進行示教講授。同時教師可對設計結果和設計過程提前進行評審，學生改錯時間也較長，因而，設計質量都可以得到保證。
3.考試與設計互不沖突。原有方案的課程設計安排在期末。此時又面臨著別的課程的復習考試，學生既要進行高強度的課程設計，又要分心復習其余課程以迎接期末考試，容易引起二者的沖突，對此指導老師的意見也很大。現有方案由于設計時間的提前可以有效地解決這一矛盾，既保證了設計質量，又不影響學生期末考試，學生和教師比較滿意。
4.對課堂教學有促進。如果沒有課程設計和課堂教學的互聯互通、相互配合，課堂教學就顯得乏味且沒有針對性，尤其是涉及設計內容講得都比較空洞，學生接觸不到實際的東西，等到后期再進行課程設計時，就顯得無從下手。現有設計內容與課堂教學同步進行，二者可以起到互相促進、互相補充的作用。學生對課堂教學也愛學也能學得進，通過對幾屆學生的教學考核對比，課堂教學質量比以前有明顯提高。
四、需要注意的幾個問題
1.雖然課程設計內容與課堂教學同步進行，但課程設計只是對理論教學的強化，絕對替代不了課堂教學的主導地位，不能由于課程設計作業的提前布置而沖擊正常的教學。尤其是課堂教學的思考題、課余作業、答疑輔導等教學過程一樣都不能少，都應按照正常的教學進度執行，這一點尤為重要。
1機械設計基礎實驗教學現狀和問題
對于以研究型的高校而言，機械設計基礎課程理論與實踐緊密結合，實驗室開設的實驗項目較多而全，其中不乏教師自主研發實驗設備，增設實驗項目。另一方面，教師以自己的研究課題為中心，組建研究梯隊，以博士生帶碩士，碩士研究生帶領本科生的模式完成學生的創新能力的培養。這兩種模式目前在我們學校是很難實施的。另外一種為高職類院校，其教學以工程實踐為主，以“應用為目的，以必需和夠用為度”，重在培養學生綜合分析和解決工程實際問題的能力、動手能力、合作能力和從業能力。我校屬于本科院校中的“新生代”，大多數的課程沿用傳統的教學模式，強調教師傳授知識的主導性，忽視學生學習的主體性，教學模式看似合理，實際上沒有培養學生學習的主動性及應用知識、拓寬知識面和創新能力的機會，這對于應用型人才的培養不利。第一，實驗室目前能夠開設的項目有機構認知、機構運動簡圖繪制、機構創新、皮帶傳動、軸系結構、滑動軸承、齒輪范成及減速器拆裝等，這些實驗從內容和方法上屬于“示范型”和“驗證型”，比較單一，有些實驗設備老套陳舊。第二，從實驗授課模式上看很難調動學生的積極性，仍然是教師在課下準備很長時間，給學生講授實驗過程，課堂上學生用不到一個小時的時間重復操作一遍，撰寫實驗報告，實驗課結束。學生整個操作過程機械缺乏思考，知道怎么做，但是不知道為什么這樣做，不利于學生創新能力和解決問題能力的培養。第三，實驗室場地不足，實驗臺機組數過少，造成同組人數較多，只有個別學生實際動手操作，其余學生處于觀望狀態，“等待”實驗結果的現象，實驗課堂稍顯混亂。第四，這些實驗都是孤立的沒有系統性，沒有層次。
2機械設計基礎實驗教學的改革措施
本次教學改革旨在打破原有的傳統方式，以實訓項目為導向，以真實的工作任務及其設計過程為依據進行教學內容的整合，把課堂講解和實訓有機結合起來，注重能力本位的培養。在實驗內容和手段更新的同時，也注重實驗過程的改革，為滿足不同層次學生的要求，將實驗分為基礎實驗、創新實驗及自選型創新實驗。基礎實驗就是為滿足教學課程要求的常規實驗，通過實驗報告考核實踐成績；創新實驗為提高型實驗，成績考核包括課堂動手能力及報告兩部分；自選型實驗屬于額外加分項目，學生利用實驗室現有的構件自主設計方案，選擇構件進行拼搭，繪制簡圖，用Pro/E軟件進行運動仿真分析，觀察桿機構的急回特性、極位角及死點等現象并計算相應參數，給出結論。在教學方法上要適當延長實驗時間，增加組數，讓每個學生都能參與動手實做，在成績評定方面應該實驗課上教師逐個根據試驗臺前的表現及問題的回答上直接給出，避免學生課后實驗報告抄襲，達不到實驗課的教學效果。從教學手段上，提倡教師理論分析、實物演示、多媒體和影像資料等根據教學內容搭配選用，以達到預期教學效果。
3總結
通過實驗手段、學生分組情況、實驗過程及成績評定等方面的實驗教學的改革，學生在整個過程中由被動操作變成主動設計，教師由原來的主導者轉變為只為學生提供技術支持和考核的作用，充分調動了學生的積極性，用新穎的實驗模式激發對本門課學習的熱情，為后續的課程設計實訓環節甚至于畢業設計奠定基礎。讓學生在完成實驗學習的過程中，開闊思路，增長見識，享受動手實做的樂趣，進而達到提高教學質量，鍛煉學生創新能力的目的。
作者：劉春香 劉喜平 苗淑杰 寧慧燕 徐莉 付彥虹 單位：黑龍江工程學院
關鍵詞：以生為本；現代學徒制；專業課；創新教學模式
現代學徒制實行企業和學校結合交替式培養的模式，學生具備雙重身份：即在學校是學生，在企業是學徒工。依靠企業中的實踐與學校職業教育中的理論學習密切結合。每周1~2天在職業學校學習理論知識，4~5天在企業實踐學習，理論課與實踐課課時之比約為3∶7或2∶8。理論學習時間之短，要求專業課教學必須整合一切教學資源，以學生的專業能力素質和專業技能為本，突出實踐性，大膽地創新教學模式。
一、推行實施性教學計劃與開放性課程體系的創新
多數專業課實踐性較強，抽象概念又多，設備及工藝裝備結構復雜。有些內容在課堂上不能很好地表達，教學效果必然差。所以實施性教學計劃的創新就是要把教材中實踐性強的內容放到實習實驗、課程設計中去完成，把抽象的知識由模糊變清晰，這樣才能取得事半功倍的效果。例如機電專業，機械基礎中的軸的結構可放在車工實習現場中，指導學生動手拆開車床主軸箱，再講解；拉伸試驗可放在實驗室結合實驗過程和結論，進行現場講解、分析。
開放性課程體系的創新主要突出開放性。表現在兩個方面：一是進行多元化整合課程模式，要求課程間整合形成模塊，課程內實現知識、技能、態度整合，整合的突出特征，就是實行理實一體化，而理實一體化整合的有效途徑，是課程的項目化。讓學生在做中學、學中做；二是積極創設教學情境，注重學科間知識的滲透，使學生所學的知識由簡單到復雜，由單一到綜合，形成綜合職業能力，實現職業能力的遞進。例如，機電專業在機械制圖測繪綜合練習時改變以往測繪減速器，而測繪一副典型模具或車床尾座頂尖。又如金屬材料與熱處理課程在適當位置插入常用零件如帶輪、鏈輪、齒輪、蝸輪蝸桿等零件的常用材料選擇及熱處理方法。
二、教學方法與教學手段的創新
現代學徒制要求盡量壓縮專業理論課的教學時間，以注重學生的智力發展和創造思維的形成為主。教學方法的改革就是全面推行素質教育，用啟發式取代“灌輸式”，注重學生能力的培養。對教材的主要內容、重點和難點講清、講透，對次要內容略講或不講，留給學生自學、思考。
1充分利用現代化教學手段，加大直觀教學力度
為進一步提高學生的觀察與思維能力，在專業課教學中應廣泛應用多媒體技術。例如機械制圖中的圖樣表達方式，利用多媒體使學生能觀察到假想剖切、分離、旋轉、投影等整個過程。再如液壓系統分析，通過多媒體技術可以讓學生觀察到各控制閥的開啟、油液的流動方向、執行元件的動作的全過程。這樣既能有效地培養和提高學生的觀察思維能力，又能使學生在寓教于樂中學到各種專業的知識和技能。
2講練結合的教學方法，突出學生的主體性
講解與練習相結合是專業課教學的有效方法之一。在講解過程中，精選授課內容，在對重難點講深、講透的同時，要著重培養學生分析問題的能力，再讓學生自主練習，在實際參與和反復練習中獲得知識與技能。比如定軸輪系傳動比分析是機械基礎課的重點和難點。在分析過程中著重講清傳動比的定義和對公式的理解與運用。難點在于怎樣靈活地確定首輪和末輪，再對公式進行相應的轉變和運用。那么在教學中得首先分析一種基本形式的定軸輪系例題，然后讓學生自主練習一次。再以機械手表中的齒輪傳動為例，討論首輪和末輪的確定，告訴學生其實末輪也可以作為首輪，首輪也可以作為末輪，只要對分析問題有利，可以作適當的假設。然后讓學生動手練習，老師巡視，以發現問題并作相應的提示。最后根據學生完成的情況進行講解、答疑。
3引導與討論相結合的教學模式
在專業課的教學中，有些內容如果用引導和討論相結合的教學模式可能會起到更佳的效果，能充分調動學生的主觀能動性和創造潛能。例如《機械制造工藝基礎》課中的基準選擇的內容是該課的重點和難點，它對產品質量、夾具結構及操作加工影響均很大。為培養學生的獨立思考能力和創造思維能力，可采用引導和討論的教學模式進行教學。在講授基準內容時，先提出以下問題：什么是基準？基準有哪些類型？選擇定位基準要考慮選擇原則？接著讓學生觀看基準選擇的教學錄像片，使學生對選擇定位基準有一個直觀的認識。然后結合實物、模型進行講授和課堂討論，在講授過程中重點講解選擇原則。然后結合幾種不同形狀零件，讓學生自己分析，選擇基準并在課堂上展開討論。在討論過程中老師要注意引導、啟發和總結。通過課堂討論使學生能根據不同零件，不同加工方法，靈活地選擇不同的定位基準。
三、實踐性教學環節的創新
實踐性教學環節是向學生傳授專業知識和操作技能的重要途徑。書本上所學的理論知識要通過實踐性教學環節來消化、鞏固和提高。創新實踐性教學環節主要從以下兩方面入手：
1課程設計與專業實習相結合
課程設計與專業實習相結合是在學生進行專業實習前布置有關的課程設計題目。讓學生帶著問題、帶著任務進行實習，這樣就能讓學生把觀察到的、大量的原本是零散、無序的內容，按課程設計的要求清楚地表述出來。而教師在學生實習過程中的作用則是引導學生收集有關資料、數據、參數等，以便實習結束后能結合實際生產情況進行課程設計。這樣理論聯系實際的課程設計不再是紙上談兵，而是理實一體化，既充分調動和激發了學生學習興趣，又讓課程設計結合了企業的實際需求，取得了雙贏的教學效果。
2頂崗實習與畢業設計相結合
