机械设计课程案例教学的研究与实践
机械创新设计课程中的案例探究
《机械创新设计课程中的案例探究》摘要：本文针对在机械创新设计课程中如何选取案例、设计案例、展示案例，提出了具体看法，并结合教学实践阐述了该方法的可行性，笔者按这种教学方式，经过一年的教学实践发现，通过收集典型案例，有效制作、展示案例对机械创新设计课程案例教学起到了很大的作用，机械创新设计案例教学不同于其他课程，需要根据学生的兴趣去选取案例内容，根据现有资源用不同的技术手段去设计、制作、展示案例，并根据不同案例类型去进行教学设计，达到不同的教学效果摘要：案例教学对培养应用型人才发挥很大的作用，在很多课程中被推广使用，在机械类课程中应用较少。
本文针对在机械创新设计课程中如何选取案例、设计案例、展示案例，提出了具体看法，并结合教学实践阐述了该方法的可行性。
为机械类其他课程的教学改革提供参考。
关键词：机械；创新；案例制作案例教学法最开始在法律课程中应用，之后在医学类课程、管理学课程、教育学课程上逐步推广。
在机械类课程中实施案例教学非常少，目前主要有“工程材料及制造基础”“工程力学”“机械设计基础”“机械原理”等课程，在机械创新设计课程中实施得更少。
机械创新设计课程对培养学生的创新创业意识起着关键性的作用，是众多应用本科高校积极推广的一门专业基础课。
一、在机械创新设计课程案例教学中案例的选取机械类课程内容里面存在较多机械结构，一般都较为抽象，很多概念不能用简单的文字表述就可以阐述清楚，因此如果要在机械创新设计课程中实施案例教学，需要有一种更为直观、形象的载体，这就是案例。
那么机械类课程中如何选取案例会起到更好的效果呢？根据文献调查和实践证明，首先要对教学对象有一定的了解，掌握其兴趣所在，而且可通过问卷调查的方式实现。
笔者在对我校2015机制专业学生授课前一学期通过问卷调查发现：在生活机械、工业机械、农业机械中，大部分学生喜欢生活机械，因此在教学中讲授生活机械时大部分学生表现出了较高的兴趣。
二、案例的收集与制作案例质量的高低直接影响学生的兴趣和学习效果，因此收集的案例需要经过筛选，原则是案例的内容要体现教学大纲，要突出教材的重点和难点。
横向课题成果用于《机械设计基础》教学实践改革研究
横向课题成果用于《机械设计基础》教学实践改革研究1. 引言1.1 研究背景现代教育理念强调培养学生的创新思维和实践能力，机械设计基础课程作为工科学生必修课程之一，在培养学生的实际操作能力和工程实践能力方面起着关键作用。
传统的教学方法往往以理论知识为主，缺乏对学生实际操作能力的培养，导致学生在实践中的应用能力不足。
随着横向课题研究的深入开展，一些教育工作者开始探索将横向课题成果应用于教学实践中的可能性。
通过将科研成果与实际教学相结合，可以有效提高学生的学习积极性和实践能力，推动教学改革和教育质量的提升。
借助横向课题成果来改革《机械设计基础》课程的教学实践，具有重要的理论意义和实践价值。
针对以上问题，本研究旨在探讨横向课题成果在《机械设计基础》教学实践改革中的应用及效果，并提出相关改革建议和措施，以促进学生技能的全面提升和创新能力的培养。
通过对横向课题成果的深入研究和实际运用，期望在提高教学质量和学生综合素质的为教学改革提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的旨在探讨将横向课题成果应用于《机械设计基础》教学实践改革中的可行性和有效性，从而提高教学质量和学生学习效果。
通过对横向课题成果进行深入挖掘和分析，结合《机械设计基础》课程教学特点，研究如何将这些成果有机地融入教学过程中，激发学生的学习兴趣和思维能力，促进他们的创新意识和实践能力的培养。
本研究旨在探讨教学实践改革对学生的学习动机、学习效果和综合素质的影响，以及如何更好地推动课程改革和教学创新，为提高教学质量、培养高素质人才提供参考和借鉴。
研究目的旨在为《机械设计基础》课程的教学改革提供理论指导和实践经验，为推动教育教学改革和提高教育质量做出积极贡献。
1.3 研究意义《机械设计基础》是工程类专业的重要基础课程之一，对学生的专业知识和设计能力培养具有重要作用。
随着社会的不断发展和技术的不断进步，教学内容和方法亟需更新和改革。
本研究旨在探讨横向课题成果在《机械设计基础》教学实践中的应用，通过引入新颖的教学理念和方法，提升学生的学习兴趣和创新能力，从而提高教学效果。
实践教学教学实例(3篇)
第1篇一、教学背景随着我国高等教育的不断发展，实践教学在人才培养中的地位越来越重要。
实践教学能够帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的动手能力、创新能力和综合素质。
为了提高实践教学效果，本文将以某高校机械工程专业为例，探讨实践教学的教学实例。
二、教学目标1. 培养学生具备机械设计、制造、检测等方面的基本技能。
2. 提高学生动手能力，使学生能够熟练操作各种机械设备。
3. 培养学生团队合作精神和创新能力。
4. 使学生了解企业生产流程，为将来就业打下基础。
三、教学内容1. 机械设计基础（1）教学目标：使学生掌握机械设计的基本原理和方法，具备初步的机械设计能力。
（2）教学内容：机械设计原理、机械制图、材料力学、机械零件设计等。
2. 机械制造工艺（1）教学目标：使学生了解机械制造的基本工艺过程，掌握常用机械加工方法。
（2）教学内容：金属切削原理、金属切削机床、切削刀具、金属切削过程、机械加工工艺等。
3. 机械检测与测量（1）教学目标：使学生掌握机械检测与测量的基本原理和方法，具备初步的检测能力。
（2）教学内容：测量原理、测量仪器、测量误差、测量数据处理等。
4. 实践教学项目（1）教学目标：使学生将所学理论知识应用于实际项目，提高动手能力和创新能力。
（2）教学内容：机械设计、机械制造、机械检测等实践项目。
四、教学方法1. 案例教学法：通过实际案例，引导学生分析问题、解决问题，提高学生的实际操作能力。
2. 项目教学法：将教学内容分解为若干项目，让学生在完成项目的过程中掌握知识、技能。
3. 讨论教学法：组织学生围绕某一问题进行讨论，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 实验教学法：通过实验操作，使学生掌握实验原理和实验技能。
五、教学过程1. 理论教学（1）教师讲解机械设计、制造、检测等方面的基本原理和方法。
（2）学生通过课堂讨论、案例分析等方式，加深对理论知识的理解。
2. 实践教学（1）教师指导学生进行实验操作，使学生掌握实验原理和实验技能。
《机械设计》案例式教学的研究与实践
刘 静 胡 琥 陈 雷
（ 黑龙江东方学院， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５００
摘 要： 应用型本科是 以培养应用型人 才为 目 标的本科层 次教 育， 用性 、 以应 职业型为人 才培养核心。而《 机械设计 》 作为传统的工程 技 术基础课 ， 它主要论述的是机械设计的理论基础和设计方法 ， 是培养机械 专业 学生机械设计 能力的一 门主 干课程 。然而由于课程 内容 相 对比较成熟 ， 传统、 经验 的东西较 多， 课程 内容相对 比较枯燥。因此 ， 以应 用性人才培养为核心 ， 案例式教 学方法应用于《 将 机械设计》 课 程 能够 实现理论知识 同实际工程应用的有机结合， 有助于培 养专业基础知识扎 实、 实践能力强、 具备较高专业综合素质 的高级 工程应 用型
人 才。
关键词：机械设计》 案例教 学 ； 《 ； 实践 《 机械设计 》 课程 的案例式教学， 能够为理论 知识 与工程实际的 就能 自行解决， 了课程设计 阶段 ， 但到 我们发现学生 的工程表达能力 结合找 到最佳 的切人点 。教师本着理论与实际有机结合 的宗 旨， 较弱。鉴于此， 遵 在课堂教学中注重机械零 件的结构设计 ， 以三维设计 循教学 目的和要求， 以案例为基本素材， 将学生引入到机械设计工程 软件为基础， 通过零件建模过程帮助学生提高结构设计 的能力， 而且 问题现场， 运用典型案例调 动学生参 与讨 论 、 对案例进行深 入分 三维实体零 件更 能体 现工 程实际， 并 这样学生对机械零件 的结构认识 析， 领会案例涉及 的工程领域 中的重要理论 、 基本 技能及 内在原理 ， 会更直接 、 形象 。利用三维软件 自带的各种分析功能进行计算机三 使 学生能将机械零件 的原理 、 结构 、 用与工程案例 中的实际应用 维分析设计， 作 能够加深学生对重点 、 难点 的理解 ， 启发学生理论 联系 相对应， 保证理论教学与工程实际 的有机结合。通过讨论与分析， 设计 ， 提 进行创新设计 。例如对齿轮 、 轴等关键零件进行 三维有 限元和 高学生分析 和解决具体工程问题的能力， 培养学生理论联 系实际的 动力学分析计 算的方法 ， 使学生初 步掌握使用 有限元 、 动力学 分析 自觉性， 同时培养学 生创新思维意识 、 主动学习方法 、 沟通 能力和合 软件计 算与零件 强度 校核 、 应力 、 变结构分析的过程与方法 ， 应 教学 作精神 。 而且， 通过实际工程案例的学习与讨论， 可将机械设 计 、 液压 过程也 由理论 向工程转化 。与此 同时 ， 适当将《 机械工程材料》 《 、金 与气压传动 、 机械原理 、 可编程控制器原 理及应用 、 电传动与控制 属工艺学》 《 机 、互换性与测量技术》 《 、机械制造技术基础 》 等相关课程 等课程有机的结合起来， 强化学生工程实践能力和动手能力 的培养， 纳入案例式教学 ， 实现零件的设计 、 制造 、 应用等生产一线情景真实 促进应用性人才 培养 。 再 现。 １课 题 研 究 的 背景 ２２ 多 措 并 举 ， 现 教 学 内容 的优 化 － 实 近年来 ， 案例式教学在我 国高校逐步推广使用 。其本质是理论 教学 内容 的设计是案例式教学 的重点和难 点。案例式教学课 的 与实践相结合的互动式教学。 它通过真实 的事例模拟 、 情景再现 ， 基本 内容是 以一个案例为 主线 ，通过对一个完整解决流程 的剖析 ， 学 生在特定 的情景 中进行体验 、 分析 、 决策， 从而培养他们独 立思考能 串接基本概念 、 理论 和方法 ， 使学生掌握解决估计 问题 的基本过程 ， 力和解决具体问题能力 、 强化实践能力的的一种教学方式。 机械设 并 通 过 拓 展 研 究 题 目引导 学 生 对 相 关 估 计 问题 的深 入 研 究 。 学 的 《 教 计》 作为机 械类专业 最重要 的专业基础 课之一 ， 践性 、 实 抽象性 较 主要 内容是教学案例 的分析和解决过程。 教学内容包括教案 的撰写 强， 课程 内容相对 比较 成熟 ， 传统 、 经验 的东西较 多 ， 课程 内容 也相 和教学课件 的编制 ， 实际上也就是整个教学 内容的具体规划 。教案 对 比较枯燥 。 因此 ， 根据《 机械设计》 课程 特点 ， 采用多种教学方法才 的撰写实际上就是一个理清教学思路 的过程 。包括教学 内容 、 手段 能更好地满足学员 的需求 。应用案例式教学， 师生可 以即时地 介人 及 时间设计 。 教案撰写 中重点考虑的一个问题是 如何使案例通过一 课堂 、 入课 堂、 进 卷入课堂和投入课堂， 充分发挥 自己的智 慧和潜能 个 自然 的 、 合乎逻 辑的认识过程展示在学 生面前 ， 学生在教 师的 让 来解决 问题 。通过课堂讨论和交流， 每组学员在发挥本组潜 能的同 启发引导下 ， 通过 自己思考悟出怎样用 书本课 程的知识解 决实际问 时， 学习 了其他组 的智慧， 也 形成 了集全员智 慧于一身 ， 大家共 同学 题 。为此 ， 我们设计 了零件的功能一 工作情况分析一 失效形式一设 习 、 同提高 的理想学习效果 。 共 计准则一设计计算 数的选择） 结构设计 这样 一个从 理论分析到 一 ２课 题 研 究 内 容 系统实现 ， 到性 能评 估的案例分析过程 ， 再 使案例 的解决符合认 知 应用性人才培养 ， 必然要求教学 内容 、 教学方法 的改革与创新 。 规 律 。而 且 这 个 过程 通过 教 师 与 学 生 、 生 与 学 生 之 间 的 交 流 来 完 学 目前 ，机械设计 》 程教学还存在着 ： 《 课 学生所学知识陈 旧； 教学手段 成 。教案撰写 中另一个重点是拓展研究题 目的选取。拓展研究题 目 和方法仍存 在不 足 ； 实践教 学环 节和工程实践环节薄弱 ； 实验教 学 既要 有 一 定 难 度 ， 要 具 有 可 实 现 性 。 所选 的题 目要 与 实 际 或 科 研 又 主 要 以验证 性 实 验 为 主 ， 乏 综 合性 和设 计 性 实验 ， 新 实 验有 待 完 有 较 强 关 联 ， 样 更 能 激 发 学 生研 究 的兴 趣 。 教 学课 件 的 编制 上 ， 缺 创 这 在 善； 对学生学习成绩的评定方法过于单一等诸多 问题。 课程组充分利用已有 的科研素材 ， 助动画展示 了典型零 件的工作 借 本课题 以应用性人才 培养 为核心 ， 以案例 式教学为依托 ， 形成 过程 ， 使理论 的实际应用更生动。 了以工程实践 为素材 ， 以课 堂教 学为主线 ， 以互 动教学为基本 内容 ２３引入三维设计软件＇ 强学生对机械结构 的感性认 识 － ± 曾 的案例教学新模式 。这种教学模式 突出了学生 的学习主体地位 ， 较 在讲授过程 中， 引入 Ｐ Ｏ Ｅ Ｕ Ｒ ／ 、 Ｇ等三维设计 软件， 对零件进 行建 好地实现了课程服务于培养学生知识应用能力与职业能力 的目标 。 模 、 结构分析 。充分运用三维软件 的零件设计和智能装配功能， 运用 主要研究内容如下 ： 软件对 工程 问题进行 设计 、 分析 、 计算 ， 对抽象机 械进行原理 分析 、 ２１以服务企事业单位生产实践为指导思想 ，从 工程 项 目中选 动 态干涉检查 、 ． 运动过 程模拟， 引导学生 在三维动态 过程 中掌握 机 取 、 炼 教 学 案 例 提 器 的工作原 理， 使学生 了解工 程设计 、 析 、 分 仿真 、 制造 的全过程， 开 在机械设计课 程的教学 中， 二级齿轮 减速器 、 铣床用 五步箱通 阔学生 的设 计思路 。同时， 在教学过程 中， 要积极 引导学生进行 机械 用零件螺纹 、 齿轮 、 、 轴 轴承 、 联轴器作 为研究对象 ， 结合教材 ， 选取 虚拟装配， 用运动仿真检验其运动 的可行性和准确性， 学生拓展 鼓励 直齿圆柱齿 轮、 Ｖ带传动 、轴等作为案例式教学内容 。讲 授的思路 思维， 大胆创新 。例如： 学生感觉轴 系结构设计很抽象， 我们可以在课 是： 的功能一工作情况分析一 失效形式一设计准则一设计计算 程教学 中， 零件 将带轮 、 联轴器 、 齿轮 、 等常用零件设计成零件 库， 键 上课 渗 数的选择卜 结构设计。 在以往的教学中， 过于注重设计计算， 对于 时直接把所用零件装配成运动部件， 使学生 不出教室就能观察 到各 结 构设计往往一 带而过， 以为学生学过制 图， 图表 、 利用 手册等工具 种机械的结构， 从而增 强学生对机械结构 的感性认识， 激发 了学生的 基 金项 目： 黑龙 江东方学院 ２ １ 高等教 育教 学改革项 目立项 ， 目名称 ： ０ ２年 项 培养和提 高工程 实践应用能力的《 机械设计》 案例式教 学
以项目驱动的机械创新设计与实践课程设计
以项目驱动的机械创新设计与实践课程设计一、课程简介本课程旨在培养学生的机械设计和创新能力，通过项目实践的方式，让学生掌握从需求分析到设计开发的全过程。
本课程要求学生在小组中完成一个机械创新项目，通过课堂教学、设计指导和实践操作，探索机械创新设计的思路和方法，学生将围绕目标问题、关键需求、创新点等进行综合分析和设计研究，完成具有可行性和创新性的机械创新设计方案。
二、教学目标1.掌握机械创新设计的基本方法和流程。
2.培养国际化视野和创新意识，提高学生的综合素质和职业素养。
3.通过项目实践，提高学生的设计和实验能力，培养团队协作和沟通能力。
4.加强学生与工业界联系，提高学生的工程实践能力和就业竞争力。
三、教学内容和方法本课程采用课堂讲授、案例分析、设计指导和实践操作相结合的教学方法，课程内容主要包括：1.机械创新设计的思路和方法。
2.机械创新设计的流程和技巧。
3.设计需求分析和设计目标制定。
4.创新点探索和解决方案设计。
5.机械系统结构设计和力学性能分析。
6.制造和装配技术的选择和应用。
7.项目演示和成果评价。
本课程还将在课堂上邀请机械创新设计领域的专家和行业人士分享经验和案例，帮助学生深入了解机械创新设计的应用和前沿。
四、项目实践本课程要求学生以小组为单位完成一个机械创新项目，具体要求如下：1.项目题目：根据学生兴趣爱好和社会需求，自行确定机械创新项目的选题和方向，可以是实用性、创意性或改进性的设计。
2.项目计划：学生需要在开课后第二周完成项目计划书的编写，包括项目的目标、技术路径、时间计划、人员分工、预算等内容。
3.项目实施：学生需要在第三周至第十四周的时间内完成项目实施和调试的全过程，期间需要按照计划书的要求进行进度跟踪和成果展示。
4.项目演示：学生需要在第十四周的课堂上进行项目演示和成果评价，课程指导教师和行业专家将对项目的设计原理、技术优势、市场前景等方面进行评估和点评。
五、考核方式1.项目计划书：10%。
机械教研记录(3篇)
第1篇一、教研背景随着科技的飞速发展，机械行业在我国经济建设中发挥着越来越重要的作用。
为了提高机械教学质量，提升学生实践能力，我校机械教研组于2022年X月X日开展了机械教研活动。
本次教研活动旨在探讨机械课程的教学方法、实践环节的设计以及学生创新能力的培养。
二、教研内容1. 机械课程教学方法探讨（1）传统教学方法与新型教学方法的结合在本次教研活动中，我们首先对传统教学方法和新型教学方法进行了对比分析。
传统教学方法主要依赖于教师的讲解和学生的被动接受，而新型教学方法则强调学生的主动参与和实践操作。
我们认为，在机械课程教学中，应将两者有机结合，以实现教学效果的最大化。
（2）启发式教学法的运用启发式教学法强调教师在教学过程中引导学生思考、发现和解决问题。
在机械课程教学中，教师应注重启发学生思考，培养学生的创新意识。
具体措施如下：①设置问题情境，激发学生思考；②鼓励学生提出疑问，培养学生的质疑精神；③引导学生分析问题，提高解决问题的能力。
2. 机械实践环节设计（1）实践项目选择在机械实践环节的设计中，项目选择至关重要。
本次教研活动，我们针对机械专业特点，从以下几个方面筛选实践项目：①与课程内容紧密结合；②具有实际应用价值；③能够激发学生兴趣；④有利于培养学生实践能力。
（2）实践环节组织为确保实践环节的有效开展，我们制定了以下组织措施：①明确实践目标，让学生明确实践任务；②制定实践计划，合理安排实践时间；③配备实践指导教师，为学生提供技术支持；④组织学生进行实践总结，提高实践效果。
3. 学生创新能力培养（1）开展创新实践活动为了培养学生的创新能力，我们组织了以下创新实践活动：①机械设计竞赛；②科技创新项目；③创新实验室开放；④产学研合作项目。
（2）加强创新教育在教学中，我们注重以下创新教育措施：①开设创新课程，提高学生创新意识；②鼓励学生参加各类创新竞赛，提升创新能力；③开展创新讲座，拓宽学生创新视野。
三、教研成果通过本次教研活动，我们取得以下成果：1. 明确了机械课程教学方法和实践环节的设计思路；2. 丰富了学生创新能力培养的途径；3. 提高了机械教研组成员的教学水平和实践能力。
机械基础课堂教学实践(3篇)
第1篇一、引言机械基础课程是机械类专业的核心课程之一，对于培养学生的机械基础知识、实践能力和创新意识具有重要意义。
本文以机械基础课堂教学实践为例，探讨如何提高教学质量，培养学生的综合素质。
二、教学目标1. 使学生掌握机械基础的基本理论、基本知识和基本技能。
2. 培养学生的实践能力和创新意识。
3. 提高学生的综合素质，为后续课程学习打下坚实基础。
三、教学内容与方法1. 教学内容机械基础课程主要包括以下内容：（1）机械制图：介绍机械制图的基本知识、制图方法和识图能力。
（2）公差配合与测量：讲解公差配合的基本概念、公差等级、测量方法和量具。
（3）金属材料与热处理：介绍金属材料的分类、性能、热处理工艺及应用。
（4）机械原理：研究机械的运动规律、受力分析和运动分析。
（5）机械设计基础：讲解机械设计的基本原理、设计方法和设计过程。
2. 教学方法（1）理论教学：采用讲授法、讨论法、案例分析法等多种教学方法，使学生掌握机械基础的基本理论。
（2）实践教学：通过实验、实习、课程设计等环节，培养学生的实践能力和创新意识。
（3）多媒体教学：利用PPT、视频、动画等多媒体手段，提高课堂教学效果。
（4）翻转课堂：让学生在课前自主学习，课堂上进行讨论、答疑和互动，提高学习效果。
四、教学实践1. 课前准备（1）教师根据教学内容，制定详细的教学计划，包括教学目标、教学内容、教学方法等。
（2）教师收集相关教学资源，如教材、参考书籍、网络资源等。
（3）教师设计课堂活动，如小组讨论、实验操作、案例分析等。
2. 课堂教学（1）导入：通过提问、案例分析等方式，激发学生的学习兴趣。
（2）讲授：采用讲授法、讨论法等，讲解机械基础的基本理论。
（3）实践操作：指导学生进行实验、实习、课程设计等实践环节，培养学生的实践能力。
（4）课堂互动：鼓励学生提问、讨论，解答学生疑问，提高课堂氛围。
（5）总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点。
3. 课后反馈（1）教师通过作业、实验报告、课程设计等方式，了解学生的学习情况。
对《机械设计课程设计》的一次数字化教改实践与分析
对《机械设计课程设计》的一次数字化教改实践与分析1. 引言1.1 背景介绍机械设计课程是一门重要的工科课程，旨在培养学生的创新能力和解决问题的能力。
随着信息技术的发展，数字化教育已经成为教育改革的重要方向。
传统的课程设计方式已经无法满足学生的学习需求，因此需要对机械设计课程进行数字化教改。
当前，许多高校已经开始尝试对机械设计课程进行数字化改革，以提高教学效果和教学质量。
数字化教改可以通过引入虚拟仿真实验、在线学习平台和数据分析等手段，使课程内容更加生动有趣，促进学生的参与度和学习动力。
数字化教改还可以帮助教师更好地了解学生的学习情况，从而个性化地指导学生学习，提高教学效果。
对《机械设计课程设计》进行一次数字化教改实践是非常必要和迫切的。
通过本次实践，希望可以更好地激发学生学习的兴趣，提高他们的实践能力和创新意识。
也能够为其他高校开展类似的数字化教改提供经验和参考。
1.2 研究目的本次研究的目的是探讨在《机械设计课程设计》中进行数字化教改的实践效果和影响。
通过引入数字化技术和教学手段，希望能够提升学生的学习效果和学习兴趣，促进他们在实践中掌握更多的专业知识和技能。
我们也希望通过这次研究，可以为其他类似的课程设计课程提供一个有效的教学模式和经验，促进教育教学的创新和发展。
通过对照实验和效果评估，我们希望可以评估出数字化教改对学生成绩和学习态度的影响，为今后课程设计的教学改进提供参考和依据。
本次研究的目的是为了探索如何利用数字化教学手段提升学生的学习体验和学术成就，进一步完善《机械设计课程设计》的教学模式，提高教学质量和效果。
1.3 研究意义数字化教改在当今教育领域中具有重要意义。
通过数字化教改，可以提高教学效率，促进教学资源共享，拓展教学内容，提升学生学习兴趣和参与度，促进教师专业发展，推动教育教学方式的创新。
在《机械设计课程设计》中实施数字化教改，可以更好地激发学生的学习热情，培养学生的创新意识和实践能力，提高课程的实效性和针对性，符合当前社会对高素质人才的需求。
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基金项目：2010年度上海市教委重点课程立项课题（S201001001）作者简介：金晓怡（1966—），女，江苏常州人，教授，博士，研究方向为仿生机器人、机械设计、机构学。
机械设计课程案例教学的研究与实践金晓怡（上海工程技术大学机械工程学院，上海201620）摘要：把案例教学法引入机械设计课程教学，进行面向卓越工程师培养的机械设计课程案例教学的研究和实践。
给出一种已用于案例教学的典型案例。
把案例教学法广泛引入工程类专业的课程教学，将有利于“卓越工程师培养计划”的实施，有利于高素质应用型人才的培养。
关键词：卓越工程师培养；机械设计课程；案例教学中图分类号：TH12；G424．1文献标志码：B文章编号：1671-5276（2011）03-0073-04Research and Practice on Case Teaching for Course of Mechanical DesignJIN Xiao-yi（College of Mechanical Engineering ，Shanghai University of Engineering Science ，Shanghai 201620，China ）Abstract ：The case teaching is introduced into the course of mechanical design to make the research and practice on applied talentcultivating．A typical example of case teaching is given．Finally ，this paper proposes that to widely introduce the case teaching into the engineering education ，benefits the applied talent cultivating and the excellence engineer training program．Key words ：excellence engineer training ；course of mechanical design ；Case Teaching0引言社会经济的变革，大众化教育的推进，为我国应用型高等教育的发展提供了历史机遇［1］。
随着教育教学改革的不断深化，提高应用型本科层次学生的整体素质、培养学生的创新能力，已经被提升到一个突出的位置。
以拓宽知识为基础、以培养能力为主线、以提高素质为前提，以培养学生的创新意识、创新精神、创新能力为核心，把知识、能力和素质教育等融入教学的全过程，达到培养具有创新精神和创新能力的应用型人才培养目标，越来越成为应用型普通高等院校教育工作者们研究和实践的热点之一［2］。
2010年，上海工程技术大学被列为教育部“卓越工程师培养计划”第一批试点学校。
实施“卓越工程师培养计划”是应用型普通高等院校创新人才培养模式和深化教学改革的又一个重要契机。
上海工程技术大学正在高质量地制定培养卓越工程师的学校标准，着力构建具有鲜明工程教育特色的卓越工程师培养体系。
机械设计课程是机械类各专业中非常重要的一门专业基础课程。
上海工程技术大学机械设计课程服务的专业有车辆工程（汽车）专业、车辆工程（城市轨道交通车辆工程）专业、飞行技术专业、机械工程及自动化专业、现代装备与控制工程专业等，涵盖了学校“卓越工程师培养计划”的全部试点专业，在目前这个特殊的阶段进行机械设计课程案例教学的研究，使机械设计课程快速适应学校正在构建的具有鲜明工程教育特色的卓越工程师培养体系，意义重大。
案例教学法由古希腊哲学家苏格拉底最早开创。
原是一种讨论问题的方式，即从意见对立中寻求矛盾，在矛盾中寻找新的意见，在归纳的基础上，形成对真理的表述，也就是在教师的指导下根据教学目标和内容的需要，利用案例组织学生进行学习、研究，以锻炼学生的分析、归纳、总结的能力。
现代案例教学兴起于美国哈佛大学法学院，后被广泛运用医学、工商行政管理、市场营销等教学之中［3］。
1面向卓越工程师培养的机械设计课程案例教学的研究把案例教学法引入机械设计课程教学，进行面向卓越工程师培养的机械设计课程案例教学的研究，包括以下几个方面。
1．1机械设计课程案例教学的优点a ）直观性。
案例来自工程实际，它的使用可以形象直观地诠释机械设计教材理论，使之生动有趣又能说明问题。
b ）典型性。
案例的选择一般具有突出的代表性，对机械设计教材内容有较强的说服力。
c ）系统性。
选择一个典型案例，可以“一案到底”，将教材内容融会贯通，使学生系统掌握理论知识。
1．2机械设计课程案例教学应注意的几个问题a ）案例选择的原则。
案例应有明确的应用背景并且能激发学生的学习兴趣。
工程实际中与机械设计教材内容相关的案例很多，案例的选择既要典型、知名，又要贴近实际、贴近学生兴趣。
b）案例的剖析。
在案例分析过程中，教师要引导学生剖析案例，要培养学生分析问题的能力。
c）案例的拓展。
案例是为理论和教学服务的，要尽量避免“以偏概全”的逻辑错误，在对案例进行理论升华的同时要注意拓展学生的思维，帮助学生完成从实践到理论再到实践的完整思维过程。
1．3机械设计课程案例教学的步骤a）学生自行准备提前把案例中描述问题的材料发给学生。
让学生阅读案例材料，查阅指定资料和读物，搜集必要信息，积极思索，初步形成关于案例中问题的原因分析和解决方案。
教师可以在这个阶段给学生列出一些思考题，让学生有针对性地开展准备工作。
b）小组讨论准备将学生划分为由3 5人组成的讨论小组。
小组成员以自己有效的方式组织活动，教师不进行干涉。
c）小组集中讨论各小组派出自己的代表，发表本小组对于案例的分析和处理意见。
发言时间控制在5分钟以内，发言完毕后发言人接受其他小组成员的讯问并作出解释，此时本小组的其他成员可以代替发言人回答问题。
小组集中讨论的这一过程是学生发挥的过程，然后教师可以提出几个意见比较集中的问题和处理方式，组织各个小组对这些问题和处理方式进行重点讨论。
这样做可以将学生的注意力引导到方案的合理解决上来。
d）总结阶段在小组和小组集中讨论完成之后，教师留出一定的时间让学生自己进行思考和总结。
这种总结可以是总结规律和经验，也可以是获取这种知识和经验的方式。
教师还可让学生以书面的形式作出总结，这样学生的体会可能更深，对案例以及案例所反映出来的各种问题有一个更加深刻的认识。
2面向卓越工程师培养的机械设计课程案例教学的实践“案例教学法”的核心是案例，具体如何实施教学，可以根据具体情况灵活掌握。
案例应具有形象化、具体化的特点，与传统教学中的举例有本质的区别。
以机械原理、机械设计课程中变位齿轮的设计为例［4］，机械原理课程中的变位齿轮的设计计算，虽不涉及很高深的理论，但在长期的教学中发现，能掌握并合理应用其设计计算的人很少；而齿轮的结构设计，则属于机械设计课程的教学内容。
通过仿生扑翼飞行机器人扑翼驱动系统传动机构改进设计的案例［5-6］，可以使学生对变位齿轮的设计有兴趣、有理解、有感受。
以下是“仿生扑翼飞行机器人扑翼驱动系统传动机构改进设计”案例中教师应进行准备的全部内容。
“飞鹰”号仿生扑翼飞行机器人（图1，图2）是东南大学“仿生扑翼飞行机器人”课题研究小组研制的第一代试验样机［4］，它采用锂电池为动力源，通过电动机，驱动齿轮减速机构，带动与之相联的曲柄摇杆机构，实现飞行机器人的扑翼运动（图3）。
2．1扑翼驱动系统传动机构的传动比a）“飞鹰”号仿生扑翼飞行机器人扑翼驱动系统传动机构的传动比“飞鹰”号仿生扑翼飞行机器人扑翼驱动系统传动机构采用三级标准齿轮减速传动，其三对齿轮的齿数分别为：z1（1）=8，z2（1）=32；z1（2）=15，z2（2）=38；z1（3）=15，z2（3）=44。
总传动比i=i（1）i（2）i（3）=4ˑ2.53ˑ2.93=29.65。
（注：文中参数，当同时有上、下标数字时，下标1表示该对齿轮传动的主动轮，下标2表示被动轮；上标表示第几级传动。
以z1（1）为例，表示第一级齿轮传动的主动轮的齿数。
）b）传动比的改进设计选择高速电动机，最大效率时的转速为13790r/min，确定传动比i=i（1）i（2）i（3）=5ˑ4.3ˑ4=86。
扑翼机构（曲柄摇杆机构）曲柄的转速n6=n7=13790/86=160.35r/min，翅的扑翼频率f=160.35/60=2.67Hz。
改进设计后，传动比大于原设计的传动比，但高速电动机和减速装置的总质量小于原设计，且传动比分配更加合理。
同时采用变位齿轮传动，可基本避免根切现象，传动机构的传动效率和品质将大大提高。
2．2三级变位齿轮传动设计a）第一级变位齿轮传动设计原参数：m（1）=0.6mm，z1（1）=8，z2（1）=32，a（1）=m（z1（1）+z2（1））/2=0.6ˑ（8+32）/2=12mm，i（1）=32/8=4。
改进设计如下：分析实物结构尺寸后知，中心距可在原设计的基础上增大2mm，即a=12+2=14mm。
取z1=8，则z2=14ˑ2/0.6ˑ8=38.66，圆整后取z2=40，则标准中心距a=0.6ˑ（8+40）/2=14.4mm。
取设计中心距a'=14.6mm，采用变位齿轮正传动。
由a cosα=a'cosα'可得cosα'=14.4ˑcos20ʎ/14.6，故α'=22.056ʎ。
由无齿侧间隙啮合方程式［6］：x 1+x2=（in vα'－in vα）（z1+z2）/（2tanα）（1）式1中：in vα=tanα－α=tan20ʎ－20ʎˑπ/180ʎ=0.0149in vα=tanα'－α'=tan22.056ʎ－22.056ʎπ/180ʎ= 0.0202可得x1+x2=（0.0202－0.0149）（8+40）/（2ˑtan20ʎ）=0.35。
同时考虑z1=8时，允许齿廓非工作段有轻度根切的不产生根切最小变位系数为x1min=（14－8）/17=0.35，依此可选定变位系数x1=0.35，x2=0。
改进设计后的参数为：m（1）=0.6mm，z1（1）=8，z 2（1）=40，x1（1）=0.35，x2（1）=0，a'（1）=14.6mm。
主要几何尺寸计算如下：d1（1）=m（1）z1（1）=0.6ˑ8=4.8mm，d'1（1）=d1（1）cosα/cosα'（1）=4.8ˑcos20ʎ/cos22.056ʎ=4.87mm；d2（1）=m（1）z2（1）=0.6ˑ40=24mm；d2'（1）=2ˑ14.6－4.87=24.33mm；df1（1）=m（1）z1（1）－2（h*a+c*）m（1）+2x1（1）m（1）=0.6ˑ8－2（1.0+0.25）ˑ0.6+2ˑ0.35ˑ0.6=3.72mm；df2（1）=m（1）z2（1）－2（h*a+c*）m（1）+2x2（1）m（1）=0.6ˑ40－2（1.0+0.25）ˑ0.6+2ˑ0ˑ0.6=22.5mm；da1（1）=2a'（1）－df2（1）－2c*m（1）=2ˑ14.6－22.5－2ˑ0.25ˑ0.6=6.4mm；da2（1）=2a'（1）－df1（1）－2c*m（1）=2ˑ14.6－3.72－2ˑ0.25ˑ0.6=25.18mm。