时间：2023-09-15 17:31:11
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械原理重要概念，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【中图分类号】：G712
【文献标识码】：B 【文章编号】：1673-4041(2007)10-0176-01
《机械基础》是职业学校机械类专业的一门重要基础理论课，它的学习不仅关乎着相邻专业基础课的认知，也直接影响到学生对生产实习课题的理解和技术技能的掌握，从这个意义上讲，学好《机械基础》显得尤为重要。
《机械基础》这门课程具有内容广、概念多、易懂难记的特点，这使得学生在记忆方面存在诸多障碍，教师教学过程中也常常出现深浅程度难以把握的情况。概念教学在很大程度上影响到学生对本学科知识的掌握，因此，我们在教学中应注意采用多种方法，加强基本概念的教学，尽量与实践结合起来，加深学生对概念认识和理解，努力提高教学效果。
《机械基础》的内容包括机械传动，常用机械以及液压传动的工作原理、结构特点和应用特点等，其中有大量的概念需要以直观的认知做基础才能做到真正掌握，因此，我在教学过程中，就概念的讲解采取了以下措施：
1通过教具演示，帮助学生认识概念
对于以具体形象思维为主要思维方式的初中生来说，机械知识领会的起点，就在于观察，充分利用直观性原则，才能帮助学生了解，认识它们的特征。因大多机械都是运动的，属于动态概念，因而介绍各类机械结构特点的概念，如果通过教具或机械实物的演示、讲解，就能使学生在演示中能够更好地理解和掌握，在实物面前展示概念的内涵，将动态的全过程演示出来，增加学生的感性认识，给学生便于记忆的直观映象，变理性为感性，变抽象为具体，通过具体的感性认识变成抽象的理性概念，加深学生的认识和理解，从而提高教学效果。例如，在讲解四杆机构中的“曲柄”、“摇杆”；轮系中“定轴轮系”、“周转轮系”等概念时，我都是通过演示教具先让学生看明白而留下深刻的感性印象，然后再引伸出新的概念。
2借助现象看本质，帮助学生理解概念
现象是指人们对事物的大量的例证观察中，通过他人的肯定与否定所获得的表面印象。概念是指通过对现象的总结、定义而概括出来的内涵。这类概念高度精确地概括了事物的本质，是从内涵上认识事物的本质，只有在一定的表象积累的基础上，才能正确地认识事物的本质。学生思维发展的阶段性决定了其思维的经验的积累。比如“死点”这个概念，我们在教学中从“缝纫机的卡死”和“死点夹具的夹紧”等日常生活及生产实习中的现象入手，帮助学生积累充分的表象，在此基础上学习“死点”的概念，取得了较好的效果。
3在实践中学习，帮助学生掌握概念
《机械基础》是一门与生产关践紧密结合的学科，其内容是从生产实践中来的，其中的概念都是生产实践中各类机械设备的发展过程中总结概括而来的，技校学生的学习也需要与生产实际结合起来，学生对生产中直接运用的知识往往具有强烈的学习兴趣，在教学过程中选择生产实践中经常运有的具体结构来验证有关概念，往往能够激发学生更加浓厚的学习激情，形成强大的学习内在力，进一步增加学生对于基本概念的认识和理解。我们在讲解螺纹传动时，把学生带到车间里，参观车床丝杠传动以及台虎钳，让学生具体观察丝杠传动的具体结构和工作情况，然后再在课堂上讲解有关的内容，学生看到这些机构是自己在工作中经常见到和使用的，学习兴趣很浓，积极性很高，这样对概念的掌握就容易多了。
4通过比较分析，帮助学生消化概念
各类机械的发展都有其内在的共性，对一个概念的理解可以帮助学生引申理解出几个相关的概念，各类机械既有许多相同的地方，也有许多不同的地方，相对各类机械的概念总结出其内在的共性，达到举一反三、逐类旁通的教学效果。机械基础中的许多概念就是这种关系，在教学中必须抓住它们的这种特点，在对比中扩大各自特征上的差异，帮助学生认识和理解。如在讲解《带轮传动原理》时，结合前面学过的摩擦轮传动，两者都是利用摩擦力传递运动和动力，在传动原理上有很多共同之处，但由于带传动是通过中间挠性件-带来传递运动和(或)动力的，所以，它们又有许多不同之处，这样通过两个概念的比较，既强化了以前所学的知识，又帮助了后面的概念的掌握，加深了学生对概念的理解，提高了学生的认识。
【关键词】机械设计;高职教育;教学资源;教学法
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)10―0076―03
引言
高等职业教育是高等教育的重要组成部分,是以培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向基层、生产、服务和管理第一线岗位的实用型、技能型人才为目的的教育[1]。机械设计基础是高职教育机械系列课程中的一门主干课程,对于培养学生机械设计和解决工程实际问题的能力发挥着重要的作用[2]。同时,它也是一门综合性很强的课程,涉及到力学、机械原理和机械设计等多门课程的知识,是这些基础知识的综合体现和运用。目前,机械设计教学方法的研究已经得到了广泛的关注,见参考文献[3-9]。传统的教学方法是将工程力学、机械原理和机械设计等课程分开来讲,忽视了彼此之间的联系,学生学完后难以将所学知识融合起来应用于机械设计。高职机械设计基础课程的特点是重视应用性教学,强调知识的运用,降低理论的深度,对于公式、公理等推导、证明的理解、认知不重要。教学内容以“必须够用”为原则,在不影响知识理解连贯性的前提下可以减略,以便学生集中精力掌握实用的结论,以解决实际设计问题[10]。针对传统教学存在的问题,结合高职教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法。以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将工程力学、常用机构、通用机械等教学内容有机的融合,并开发了相应的教学资源,运用后取得了良好的效果。
一 教学目标
从高等职业教育培养应用型、技术型人才的总目标出发,遵循“以应用为目的”,“以必需、够用为度”,“以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则,提出了基于知识融合的机械设计教学法。传统的教学目标只是针对某一课程基础知识的掌握,忽视了课程之间的交叉与联系。不同的老师担任不同的课程,学生可能在学习某一门课程时掌握得很好,但是在机械设计真正的应用时,会感觉很迷茫,不知从哪里入手,所学的知识不能得以应用。原因在于学生没有从整体上把握机械设计的过程,所学的知识没有融合在一块,各自是孤立的。
机械产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计、施工设计等环节。通过学习,学生不仅应掌握一般机械产品设计所需的基本理论知识,还应对机械系统有一个整体的认识,并应掌握机械产品设计的基本过程。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限。将理论力学、材料力学、常用机构和通用机械的知识相互融合,使力学的内容渗透到常用机构和通用机械以及与之相关的内容中,理论与实践紧密结合。不但使学生掌握机械设计所必需的基础知识,包括常用机构的结构、运动特性和工程力学方面的基本理论。更为重要的是使学生将所学的知识融汇贯通,对机械设计形成一个整体的认识。超越各门课程之间界限,随时能够灵活熟练地运用所学的知识进行机械产品的设计,具备一般通用机械的设计能力。培养学生建立初步的工程概念,对机械产品具有整体的概念和正确的设计思想,为解决实际问题打好基础。
二 基于知识融合的机械设计教学法
在有限的学时内,合理取舍课堂教学内容,是关系到能否真正实现课程目标的关键。高职院校的机械设计课程应遵循以下的原则:精选重点和难点的内容进行详解与指点,避免烦琐公式的推导和易于自学的内容占用过多的学时;拓宽学生的知识面,注重工程应用,启发学生举一反三;注重机械学科发展,将机械学科的科研成果融入教学,让学生了解机械学科的新技术、新方法[3]。
以机械系统分析和综合设计能力的培养为主线,突出工程意识和创新精神的培养,并将这一思想贯穿课程始终。从整体设计思想出发,精简烦琐的公式推导及过时的工程方法,删减各门课程重复交叉的内容,实现教学内容的整体优化。多年来机械原理和机械设计两门课程的教学内容基本变化不大,课程内容自成体系,相互之间缺少衔接,存在内容交叉和重复的问题。如齿轮传动设计,历来是机械原理和机械设计课程的重点内容,由两门课程分别讲授,不但部分内容重复,且从设计的思维过程来看,有些内容本来是紧密联系的,却被两门课程所分割。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限,将这些课程有机地融为一体,如图1所示。
常用机构及其传动设计一般包括工作原理、运动设计、承载能力设计和结构设计四个方面的内容,将这些内容所涉及的基本理论进行融合。首先学习工程实际中常用机构和机械的有关力学方面的必要知识。包括力学模型的概念,对力学模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性质,平面一般力系平衡问题的解法。四种基本变形的内力和应力分析、强度计算,减速器轴的弯扭组合变形分析及强度计算等。在讲授力学方面的知识时,将一些机械设计中的常用的机构融汇进来,对后面的机构学习可以起到抛砖引玉的作用。同时,也让学生学会了如何将力学知识应用到机械设计中。再接着学习机械中常用机构及通用零部件的类型、特点、工作原理、运动特性、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。在讲授具体机构及零部件设计计算时,针对具体机械的工况与技术要求,进行力学性能的强度校核。又可以回顾以前所学的力学知识,真正做到知识的前后呼应,融会贯通。与目前的基于项目的教学法有异曲同工之妙。而原来的工程力学、机械原理和机械设计的课程是分开的,工程力学以受力分析为主,机械原理是以机构的分析为主,机械设计是以零件的强度分析和绘制图纸为主。各自独立的课程配置使学生学习起来难以真正体会它们之间的联系,相互之间的应用就更无从谈起。而机械产品的设计正是融合了多学科的知识,相互之间应用起来更是融为一体,难以分割。
三 教学资源的开发
根据基于知识融合的机械设计教学法,编写了机械设计基础教材,制作了相应的教学资源,如图2所示。教材包括物体受力分析基础、常用机构、联接、传动件及传动装置、支承零部件五部分。物体受力分析基础对物体所受力进行了分析,介绍了平面力系和空间力系;常用机构介绍了机构运动简图和自由度、平面连杆机构、凸轮机构和其他常见机构;联接主要介绍了联接件的变形、螺纹连接、轴毂联接、轴间连接和弹性联接;传动件及传动装置对齿轮传动、蜗杆传动、轮系、带传动和链传动等传动装置的结构、特点、应用范围及设计计算进行阐述;支承零部件介绍了常用的支承零部件轴和轴承。
多媒体教学因其具有直观性、动态性、可重复性、针对性、图文并茂等优点,为课堂教学打开了一幅别开生面的画卷,日益受到广大教师和学生的青睐。机械设计基础课程要求学生对机械传动有较强的感官认识,懂得各种机构运动的原理和动作的顺序,而这些单凭黑板上讲解是掌握不了的,必须通过实物演示或实验操作才能获得。以螺栓联接的结构和受力分析为例。如图3所示为螺栓联接的结构和受力分析,包含了预紧前、预紧和受载三个状态。上面有正常加载、超常加载、加载和卸载四个按钮,当点击其中的任一按钮时,在右边力的坐标系中可以显示力的变化情况,同时受载状态结构图中也可模拟结构实际的变化情况。如图4所示,即为点击超常加载按钮的模拟情况,不但在力的坐标系中显示了此时力的大小,而且可以在螺栓联接的结构中呈现出结构的实际变化情况。其图文声像并茂等优势能将教学中抽象、陌生的知识直观化、形象化,创建出生动的表象,增大课堂信息量,活跃气氛,有效激发学生学习的兴趣,调动其学习的积极性,获得较好的教学效果。
四 结论
机械设计课程有着其他课程不能替代的作用,这是由课程的性质、任务、地位和内容决定的。针对传统教学存在的问题,结合高等职业技术教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法,以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将多科目基础课程内容融合。完善整个机械设计过程所必要的基本知识和基本理论,增加基本设计方法和实践性内容。着力体现了高等职业教育的特色,有利于提高学生认识问题和解决问题的能力。编写了机械设计基础教材,制作了相应的多媒体教学资源,在教学中进行了实际应用,取得了良好的效果,具有重要的实际应用和广阔的推广价值。
参考文献
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[3] 于晓红,王小群,邱丽芳.机械原理与机械设计课程体系的优化整合[J].中国大学教学,2008,(7):34-36.
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关键词：机械基础；现代化教育技术；应用
《机械基础》是机械类专业的基础课，它的教学成败将直接影响本专业其他课程的理论学习和实践。如何在学习《机械基础》学科中，帮助他们在建立兴趣和学习自信心的同时.激发他们的思维，培养他们的创造能力，这是摆在所有职业学校专业教师面前的重要任务。但在《机械基础》教学实践中的每一次测验、考试之后，教师就会发现已经教过多遍学生本应该掌握的内容，不少学生实际上并未真正懂。那么为什么会出现这种现象以及如何解决呢?
一、课堂教学中存在的问题
教师主观教学。现在课堂里传授的各科知识是人类认识的最后结果，课堂教学就是把人类认识的最终结果教给学生。人类认识的最后结果是高度抽象化、概念化、充满分析推理的理性思维形式。在学生这个年龄阶段，他们的认识是以形象思维为主要特征的。科学抽象、理想模型对他们来说是两种截然不同的认识方式，在认识上造成了极大的矛盾冲突，导致了教师滔滔不绝、津津乐道，而学生却一窍不通的结果。问题就产生在已经学过多遍且教过多遍的教师，往往很难体会一个初学者在接触新概念、新知识时可能产生的种种错误和误解，以自己的主观想象代替学生的客观实际。从《机械基础》教学来看，职业学校的学生从初中升入职高一般数学等文化基础较差，且实际生活、工作经验不足，对《机械基础》中的有关计算、机械运动机构的工作原理等不能马上充分理解，学习《机械基础》的困难较大，容易产生畏难情绪，害怕学不了，学不好。通过调查发现进入职校学习的学生自信心普遍较弱，有的学生低估自己的潜能.产生严重的自卑心理态势，从而对学习失去兴趣，更谈不上主动性和进取心，得过且过，这对他们的成长十分不利，对学习《机械基础》课程也不利。
(2)教学缺乏反馈。现代控制论告诉人们:对一个系统的有效控制必须取得足够的信息量，反馈是系统优化的关键，没有反馈的系统是无法实现控制和无从优化的。一个系统要高效、稳定，必须通过反馈调控才能实现，因此，《机械基础》教学中的反馈是+分重要的。课堂上的察言观色、个别提问、课外作业、测试考试等，无一不是为了从学生那里取得反馈信息改进教学。由于传统的教学手段费时太多，致使教师无法由此获得足够的信息量以准确、及时地调控自己的教学.使教学成为单向的、缺乏有效反馈的、盲目性极大的低效传输系统。这种缺损的教学带来了可靠性较差、效率不高、质量较低的必然结果。
(3)课堂中角色移位人是能动的个体，学生的学习和个性的发展是机体自我组织的过程，是任何人替代不了的，因此，学生是学习的主人，是教学的主体。但在课堂教学中却出现了另一个颠倒和角色移位:以教师为中心，学生成了被动的接受者，课堂教学是“满堂灌”“一言堂”，一切由教师说了算，扼杀了学生的主动精神和创造能力的培养和发挥。
二、在教学中运用现代化教育技术
(1)运用多媒体技术，按学生的认识规律组织教学现代教育技术以计算机为核心，综合处理文字、图形、图像、声音、动画以及视频等多媒体信息，并使这些信息建立起逻辑连接.以表达更丰富更复杂的思想或方法，这些教学信息能够在短时间内作用于学生的各个感官，使学生产生一种前所未有的深刻感受。当代高新技术，特别是多媒体技术的发展，为《机械基础》教学提供了足够的技术支撑，使传统的“一嘴巴、一支粉笔、简单挂图”的说教变成多感官刺激，使抽象变得具体、形象，使看不见的变成看得见，使静的变成动的。这就使教师有可能为学生创设一个尽可能真实的情景，让学生对《机械基础》认识的最后结果变得生动、有趣、充满魅力，更加符合学生的认知规律，为学生所接受，大大提高《机械基础》教学的质量。《机械基础》课程的特点是概念多、原理多、公式多、图表多。能否使学生真正地理解并掌握基本概念和原理，是学好机械基础这门课程的前提和基础。例如机械基础课程中常见传动机构:平面连杆机构、凸轮机构、步进运动机构等工作原理与实际联系比较紧密，如果照本宣科，学生是很难理解其原理的，无法掌握相应其他对应的知识点。反之采用多媒体课件，可以把枯燥高深的理论通过生动、直观的形式充分展现，同时使教学内容和方法充满新颖性、多样性、趣味性，使他们带着一种好奇心进入教学中，从而使他们在感性认识的基础上掌握知识要点。例如通过多媒体课件演示曲柄摇杆机构两次共线的运动情况，证明曲柄存在的条件、死点位置、极位夹角、急回特性等问题，感受非常直观，否则你就是费尽口舌也难以讲清原理.难以让学生掌握知识。
(2)构建双向双控的反馈教学模式。若不改变传统的教学模式，再好的教学软件也只能解决优化教学过程的一半问题.即教的一半，教学中依然是教师为中心的一言堂教学模式，只是改变了一种形式，因此必须补上另一半，即学的一半，构建一个双向双控的反馈模式.这样的教学才是完整的。教师和学生都可以从反馈信息中不断调控自己的教和学，这样的控制不再是传统意义上的控制，而是教师的他控和学生自控的完美结合，必将有效提高课堂教学的效率和质量。现代教育技术不仅提供了《机械基础》教学的多媒体技术，同时也提供了《机械基础》教学质量多媒体教学反馈测评系统。
关键词：机电一体化;产品创新;概念设计
机电一体化产品的概念设计有着极其丰富的内容，同时也是产品在整个生产过程内最具创造性的阶段。其中，包含的原理与方法论对相关产品研发者起到关键的引导效用。因此，对机电一体化产品创新性概念设计进行探索，具有十分重要的现实意义。
1机电一体化产品概念设计的概述
1.1机电一体化产品概念设计的内容
机电一体化产品是在机电一体化基础上建立起的包含系统与构件、基本元内容的集合，而机电一体化产品概念设计的含义则是依据产品使用周期中各个环节所需要求对产品实施功能改造、分析和子功能开发，进而实现其满足功能结构要求的系统化设计活动。这种设计工作的过程包括前期规划、设计概念以及对计划进行详细化和丰富化，并加以改进补充。机电一体化产品概念设计过程中的程式化内容可以通过计算机技术代为实现，但除此之外难以被程式化的方面还需产品设计人员通过人工设计逐步完成。通过构建人机协同的概念设计理念，对其功能与组织开发的过程按照模块化思想进行划分，以此实现这一设计工作的层次性、协调性。目前，发达国家对机电一体化概念设计的深入研究大体集中于其调控系统的设计。机电一体化的理念自1971年被提出以来，经过几十年的发展，内容也在逐步丰富，尤其在科技快速发展的今天，广阔的市场空间与消费需求的升级，更加迫使机电一体化产品对自身性能、可靠程度提出更高要求。而计算机技术、互联网信息技术、传感技术、AI技术、微电子技术、新材料技术、集成技术以及其他相关技术的进步，都为机电一体化产品的革新打下了技术根基，使得机电一体化产品朝着更优质、更高效的方向迈进。
1.2机电一体化产品创新概念设计的意义
机电一体化产品的创新型概念设计本身有着重要作用，其既是产品品质的深层内容，又是其功能属性得以发挥的保障，对其本身质量的影响也约占60%～70%。因此，建成机电一体化产品创新的概念设计具有极其显著的意义。简要概括，主要包括以下三方面内容。第一，创新机电一体化产品的概念设计是保障机电一体化产品品质的必要性要求。机电一体化体系具有多种学科互相交叉、集成融合的特点，本身具有着复杂内涵。因此，现今许多的机械产品的设计并不适应机电一体化技术本身的特色，难以做到根据机电一体化技术特征随之作出应对。第二，机电一体化产品概念设计的创新促使其理论体系得到发展。要创新这一概念设计，必将建立新的方式、理论基础。只有在合理、可靠的概念设计基础上，才能使之收获具有优异性能的机电一化体产品。再加之如今概念设计的思想理念获得了社会中乃至整个世界越来越多的关注与认同，如QFD理论、公理化理论、TRIZ理论等设计理论的建立，对于推动创新机电一体化产的概念设计发展起到了不可忽略的效用，进一步促进了机电一体化技术体系的建立和机电一体化技术的完善。第三，机电一体化产品创新概念设计对于生产能力与工作质量的提高起到切实的帮助作用。许多机电一体化产品都带有自动处理、调节的功效，通过这些能力的实现，能够保证工作质量与效率的稳步提升。例如，在数控机床的使用过程中，其生产效率要高出普通基础5～6倍，并能够实现机床数量减少50%，节省50%操作人员的效能，生产周期也能缩短40%，进而使得生产成本降低50%左右。
2机电一体化产品创新概念设计理论
2.1机电一体化产品应用到的系统原理
机电一体化系统是该类产品中最为重要的基础。就其本质来说。它算是一种复杂机械，但与普通的机械相比还有着显著区分。机电一体化体系是通过在机构的动力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先进的电子技术，并使之与软件相互联合形成的一类新型机械系统。就其功能来说，机电一体化系统包含机械力、能量流、运动力等多种动力学有关的特殊机械，以及一些机电部件互相关联的系统。其中，机电一体化系统的核心又在于集成协调各种技术，通过对机械工程、控制系统、计算机技术、电子技术、电工技术等多项技术的联合利用，实现其运动行为可控的目标，而不仅简单对各项技术进行拼凑堆积。这也是利用计算机的调节和处理能力，实现驱动元件可控特征的现代化机械系统。有关机电系统化原理的研究主要包含三方面内容。第一，三环论。研究者认为，机电一体化产品可以划分为电子、机械、软件三项功能模块。第二，五块论。通常视机电一体化产品是由动力功能、控制功能、构造功能、操作功能和传感检测五个功能模块组成的。第三，两个子系统理论。研究人员认为，机电一体化系统是由控制系统和物理系统两项分支系统共同组成的。以上三种理论的提出具有重要意义，但同时也有着较大的局限性。三者立足于控制和电力两部分，但没有对机械主体加以强调，也并未对处理好机电一体化系统的概念设计中出现的复杂性、多面性和模糊性等问题提出方法。因此，这些理论对该类产品的概念设计不能起到重要作用。在概念设计实际工作中，机电一体化系统往往会被划分为传感检测、执行机构、信息控制处理三个子系统。通过这三个子系统的系统分工，各自完成信息检测、机械运动与信息控制的工作，这种分工方式才能真正实现该系统中各项功能的优化和最佳效果的发挥，并以此获得机电一体化系统的概念设计合理的相关方案。
2.2机电一体化产品创新的概念设计方法
对机电一体化产品而言，其概念设计是许多领域内知识、技术之间的交织融合，具有新颖复杂、反复迭代、目标多解、结构不良等特点。满足机电一体化产品概念设计的创新，关键在于发挥设计者的主观能动性，通过展现设计智慧，满足创新性的要求。要实现这一目标，主要在于实现人机协调配合。计算机技术的飞速进步，促使人们对人工智能提出新的期待。但创新产品设计这类任务，主要还得依靠人类的智能实现。机电一体系统也是人机协同系统，通过对设计者与计算机的分工，来达到创新概念设计的目的。机电一体化产品概念设计创新主要方法包括三方面内容。第一，落实人才战略，培养专业性人才。科技竞争最终都会落实在人才竞争上。要实现机电一体化产品概念设计的创新，人才供应是重要保障。机电一体化技术专业人才在制造行业占据就业满意度第三位的好名次，就业率更是高达100%。因此，加强专业人才培养更有着多方面的积极意义，国家以及机电行业要在培养、优化道路中贡献出更多力量，从多方面对学生展开培训工作，以此实现增强研究者、开发者、设计者以及其他相关从业人员素质的目的。第二，努力拓宽供应市场，严守质量关。市场是检验产品的试金石，将机电一体化产品投放到市场中，一方面保障其生命周期能够实现，另一方面通过买方对产品性能体验所作反馈也对产品研发起到反作用力的效果，使其优点得以保存、延续，缺点得到改良、进化，从而不断促进机电一体化产品性能的整体提升。第三，将环保技术纳入机电一体化的发展策略中。机械技术、计算机技术、电子技术、电力技术等多种技术的应用，往往会伴随着电子、机械污染的问题。在机电一体化产品的生产过程中，无可避免也会产生一些污染物。因此，设计者在设计研发过程中要考虑到环保问题，让机电一体化产品朝着节能环保的方向发展，以施行环保、可持续的发展策略为其提供方法指引。通过一些环保设施和环保科技的实行，有效遏制资源浪费、污染物增多的问题。当实际运行过程中出现技术故障时，也可以反复利用一些资源，以减少资源、材料的消耗。相关生产负责人还应主动淘汰一些产能落后的设备、产品，以此改变过去投入高、输出高的模式，最终实现发展的可持续，使人们拥有健康的生存环境。
2.3机电一体化产品创新的概念设计的发展展望
机电一体化产品创新的概念设计主要发展在于理论的进步。虽然机电一体化体系中依旧存在许多问题需要加强分析、研究，但其发展总趋势还是积极向上的。概括有五方面内容：第一，根据被测物理量，建立传感器特点和类型的知识库；第二，构建与机电一体化产品的概念设计相关的推理方法库；第三，将执行机构的实现运动与动作进行分类，构建执行机构库和驱动元件库，以促进驱动元件、执行、传动机构和两者的集成选择实行；第四，实现对该类产品概念设计在各个环节评价体系的建立，尤其在概念设计初期中构建对功能原理设计环节的评价体系；第五，构建调节和控制信息的资料库，以促进挑选硬件和编制软件中对机构子系统高效管控的实现。随着机电技术与各项科技的快速进步以及机电一体化研究的逐步深入，促使机电一体化产品概念设计的理论体系更加丰富，并具有更为强大的实用功能和操作功能，从而顺利实现对机电一体化产品的创新与研发。
3结束语
机电一体化产品的研究虽然已经取得了较为瞩目的成绩，但关于机电一体化产品设计的研究成果目前依然处于初级阶段，仍需要相关从业者不断加强探索、创新，通过大量细致的实践研究工作，促进机电一体化产品创新概念设计的完善和成熟，并最终实现其优异的实用价值。
作者:王中元 单位:内蒙古机电职业技术学院
参考文献:
【关键词】 功能 分层次教学 动能定理 机械能守恒定律
【中图分类号】 G421 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962（2012）10（a）-0041-01
在整个高中物理，“功和能”占有非常重要的地位，它不仅是力学部分的重点，并且贯穿整个高中物理，是高考的重点考察对象，也是重要的解题工具。这一章涉及的内容较多，有功、动能、势能等基本概念，还有动能定理，机械能守恒定律等物理规律，学生学习起来感觉比较抽象，做题时往往不知道用哪一个规律好，很多概念也容易混淆。根据以上原因，这一部分在教学过程中应当逐步展开，根据内容分清层次，条理清晰的展开，逐步递进。
1 层次递进方法的总体概述
根据认知规律，学生初次接触新的概念，需要一个比较长的接受过程，高中阶段既要求学生理解“功和能”的概念，还要求学生能够熟练应用，因此需要对两个概念进行适当的拓展，但又不能一下子拓展的太多太深，使学生难以掌握和吸收。根据教材的编排体系，可以把这一章教学划分为以下三个层次：
（1）关于功的概念，是第一层次
（2）动能和势能的概念是第二层次
（3）功和能的转会规律是第三层次
2 具体实施方法
第一层次、功的概念。
（1功的定义。功是描述力对空间累计作用的物理量。力的功
（2）对功的概念应注意两点：（1）功是标量，功的大小取决与的大小，理解正负功的物理意义；（2）功是过程量，离开了过程，功便失去了意义
（3）功的计算：可以按照功的定义计算功，其中几个力做的功等于各个力分别对物体所做功的代数和是重点。
（4）功率：功率是反应做功快慢的物理量，应明确功和功率之间的关系。
以上是关于功的概念教学的要点。学生在学完功的概念后，若能够真正掌握上述知识，则基本完成这部分教学任务，能够顺利进行下一层：动能和势能等能量概念的教学。对于这一部分，在教学中应当突出以下几点：
第二层次、动能和势能
（1）动能的定义。动能是描述物体运动状态的物理量，对于给定速率的物理量，物体的动能是确定的。根据做功的性质，重点强调重力做功只与物体的初末位置有关，与路径无关，也就是说物体沿闭合路径做功为零，从而引出势能的概念。
（2）势能。对于势能应当明确，势能是与物置有关的物理量，重力势能是其中一个典型例子。强调重力做功是与重力势能紧密联系在一起的，即系统势能的增量是系统内重力做功的负值，即。对于重力势能的概念应使学生明确（1）势能是属于系统的，而不是属于物体的。（2）势能的数值是相对的，与势能零点的选择有关，但势能差是绝对的，与零点的选择无关。
在完成功和能的概念教学后，学生对功和能的定义与计算有较好的掌握，但对功和能的联系与区别并没有太深刻的认识，给后面功能转换规律的学习带来困难。因此有必要对功和能的概念进行比较分析和总结，以澄清概念。通过比较分析，可得到以下结论：动能势能是由物体状态所决定的状态量，对于给定速率的物体，其动能是确定的；功是与过程相练习的物理量，离开了过程，功便失去了意义。明确功与能量的概念是有很大区别的，但是它们也有着密切的联系。这种关系集中体现在功能的转换规律上，即第三层次的教学。
第三层次、功能的转化规律
机械运动中功能关系主要包括动能定理、功能原理和机械能守恒定律三大规律。面对各种各样功能转换的综合题，学生往往感觉到无从下手，不知道该使用哪一个定律。针对这种情况，在完成三大规律基础教学的基础上，还应进一步推导和总结：
（1）动能定理。力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。当物体受多个外力时，总功等于总的动能变化量。即
（2）功能原理。重点强调重力做功等于重力势能增量的负值，非重力做功改变机械能，即，带入动能定理，可推得，式中E为系统的机械能，系统非重力做的功等于系统机械能的变化量。
（3）机械能守恒定律。由功能原理得到，当系统只有重力做功时，外力做功是零，可以得到结论：在只有重力做功的系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能不变，这就是机械能守恒定律。
3 教学中的注意事项
为了更好的实现教学效果，在教学过程中还应当注意以下几个事项。
（1）在教学过程中要突出学生的主体地位，根据学生的认知特点，由浅入深，逐步推进，加强理解。
（2）教学过程中要注意及时的巩固复习，了解学生的掌握情况，根据实际情况及时调整教学进度，快慢结合。
（3）一切教学活动应当连贯进行，注重知识的衔接，既复习旧知识，又学习新知识，使学生学习有系统性。
通过实践教学，使用层次递进方法对功和能教学，能够较好的突出学习的连贯性，由浅入深，促进了学生对知识的理解和记忆，使知识和规律的学习有系统性，取得了较好的教学效果
参考文献
关键词：机械基础 教学方法 多功能教学用具 讲练有机结合
新版《机械基础》（第四版）教材在编排质量上较以往版本有了很大的提高，能够极大地调动学生的学习兴趣。在本文中，笔者结合自己的实践谈一谈提高机械基础教学效果的几个有效教学方法。
一、研究制作适合学生特点的多功能教学用具，增加抽象概念的直观性
在讲解一些抽象、难以理解的概念时，可以借助手边常用物品制作一些多功能实用教具，边操作边讲解。这样不但可以使概念学习更加生动、形象、具体，而且学生掌握得也会更加牢固，教学效果得到显著增强。例如，在介绍渐开线的定义时，为了增加概念的直观性，笔者利用胶带纸作为渐开线的基圆，用一根棉线作为动直线，把粉笔固定在棉线上就可以很快地画出渐开线，这样学生就有了亲身体会，更容易理解纯滚动和渐开线的概念，也为后面学习渐开线的性质打下了基础。
二、注重引导、激发学生的学习兴趣，增加课程的趣味性
俗话说“兴趣就是最好的老师”。实践证明，教师滔滔不绝地进行填鸭式教学，取得的教学效果往往就是事倍功半。对于略显枯燥乏味的课程来说，为激发学生的学习兴趣，营造和谐的学习气氛，在教学中可采用启发式教学法、直观性教学法，创设适合教学实际的教学情境，质疑设趣，引导学生积极主动地参与探究性教学。
笔者认为要提高机械基础的教学效果，关键要上好学期初的第一节课。第一节课的教学对学生整个学期的学习起着非常重要的导向作用。在第一堂课中，教师要注重培养学生对本课程的兴趣，激发学生学习本课程的浓厚兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，如能做到这一点，那教学之路就将是一马平川，师生教学相长，教学活动游刃有余。要实现这样的理想状态，要求专业教师应具有良好的教学素质和教学技能，能引导学生在课堂中学到有用的知识与技能，获得事半功倍的教学效果。
三、适当采取讲练结合的有效方式，让课堂更高效
讲练结合，是各科教学采用的最基本、最有效的教学方式。当然，讲练结合并不是将一节课进行讲与练的机械堆积，而要做到讲要讲到肯綮处，练要落到实效处。讲的形式多种多样，最根本的一条是精讲，讲经典，讲方法，讲操作要点，讲概念理解等。在讲的过程中，教师要充分把握教材大纲，充分考虑学生的实际情况，讲解精辟透彻，画龙点睛，抓住实质和关键，讲在点子上，而完全以学生的学代替教师的教的说法是对精讲的曲解和误解。练的形式是也多种多样的，在课堂上让学生归纳总结知识要点、结合实际举例说明、对疑难问题进行口头辩论等都属于练的范围。例如在讲授机械上广泛使用的凸轮机构时，首先提出三个问题进行启发性练习：什么是凸轮？什么是凸轮机构？从动件的运动规律看，该动件由哪个核心构件来控制？课堂教学即围绕这三个问题展开，让学生通过教材阅读和小组之间的讨论与辩论展开教学互动，以练促学，以学促教，最终实现对凸轮机构知识的理解与掌握。
四、开展丰富多彩的技能比武活动，提高学生未来就业的竞争力
机械基础作为机械类专业的技术基础课之一，在基础理论课与专业技术课之间起着承上启下的桥梁作用，它所涉及的知识面广、量宽，包含数学、几何学、物理学、热力学、机械制图、液压传动等大量知识点，内容枯燥，需要学生具备较强的理解能力和空间想象能力。但是升入技校的绝大部分学生在初中时就是淘气、好玩、基础差的后进生。为了让他们快速掌握本课程知识，更好地适应竞争激烈的社会，可以充分利用课余时间，围绕机械CAD、数控车、数控铣、普车、钳工等技能开展技能大比武活动。通过大比武活动，让学生思维产生质的飞跃，大大增强空间想象力，对不少模糊知识感到豁然开朗，同时可增强其学习信心，提高其学习兴趣，同时也能有效增加学生未来就业的竞争力。
参考文献：
[1]何元庚.机械原理与机械零件[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2]季明善.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2005.
[3]陆立颖.机械知识[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2001.
1、极限理论
春秋时，有个叫尸佼的人这样定义宇宙：“上下四方曰宇，往古今来曰宙。”几百年后，墨子这位雄心勃勃的科学启蒙者，企图用更系统更严密的语言来描述他所观察的宇宙，于是一部奇异的著作《墨经》流传于世。
《墨经》分《经上》、《经下》、《经上说》、《经下说》四篇。《经上》大都是原理、定义、界说；《经下》则建立论题并论证；《经说》则是对《经》的解释与阐述。希腊人芝诺提出过一个著名的悖论：阿基里斯追不上乌龟。
阿基里斯是《荷马史诗》中的善跑英雄。奔跑中的阿基里斯永远也无法超过在他前面慢慢爬行的乌龟。因为他必须首先到达乌龟的出发点，而当他到达那一点时，乌龟又向前爬了一段。中国先秦也有类似的悖论，如庄子为了证明他的虚无主义，提出：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”
墨子化解了这一千古疑难。他设想有一条线ab，从a端向b端前进，进到全长一半c，则斫去，剩余cb是全长的一半。再如前法取cb一半，剩为全长四分之一。如此取至无穷多次，最后必将到达线的最前端b。这正是数学上的极限逼近原理。直到1655年英国的瓦里斯出版《无穷算术》，才有“极限”概念的正确解释。
2、力是动因
众所周知，墨子首先是位机械师，因而在他的著作中，包含大量力学与机械设计原理。
他在《经上》中明确提出，力是物体加速运动的原因，即“力，刑之所以奋也”。更进一步，他在《经上说》中指出，力与重力等效，即“力，重之谓”。纠正了流传已久的谬误：把重力与重量混淆。他这种论断与近两千年后伽俐略、牛顿的理论极为接近。
3、朴素时空观
在《墨经》中，空间是一个与时间密不可分的概念，墨子认为“宇”即“域徙”，即物体运动的区域。两千多年后，爱因斯坦的相对论为这一直觉的朴素时空观添上了完美的注脚。
4、小孔成像
在光学方面，墨子还详尽地说明了小孔成像的原理。光线照入小孔同箭的射入一样，即光是直线传播的，从物体高处射入的光线到达壁的下方，从物体低处射入的光线到达壁的上方。人足在下，蔽着下光，故足的影成于壁的上方，人首在上，蔽着上光，故首的影成于壁的下方。
5、几何学说
《墨经》成书的年代比古希腊欧几里得的《几何原本》还要早，但其涵盖的内容却要丰富得多。
6、三大定律
作为机械制造大师的墨子，第一个提出机械设计三大定律，以规范机械师的设计标准。这三大定律在《墨子》中称“三表”，说的就是，一要根据历史的经验，二要考察人们的反应，三要考察实际效果是否有利于国家人民。
在墨子的著作中，对杠杆、斜面、滑车等于民有利的机械原理大书特书。比如他完整无误地阐述了杠杆原理，短臂叫本，长臂叫标，指出杠杆省力的原因乃“本短标长”。他提倡用滑轮（挈）与斜面（滑车）来帮助提升重物。他设计的滑轮系统与英国的“阿特伍德机”极其相似。
以“墨守”闻名的墨子，在军事器械的设计上自然不遗余力。通过他的著作，我们不难窥见先秦战场上华丽的机械化作战场面。
“赣车”乃攻城战车，覆盖有生牛皮，里面可以装载十人，推动它直抵城墙，可以挖掘破坏墙体，堪称古代坦克。
“连弩车”，结构极其复杂，一发数十箭，反力甚大。故制造连弩车的木材两端须一尺见方，长度视城墙厚度而定。需十人操作。
“籍车”，全车由纯铁打造，一部分埋在地下，由多人操纵，能够投掷炭火、石块等。籍车就是古代的大炮—投石机。
关键词 化工设备机械基础 教学手段 工程实践能力
中图分类号：G424 文献标识码：A
On Mechanical Basis of Chemical Equipment Course Teaching
SUN Yuhong， SI Chongdian
（College of Chemistry and Chemical Engineering， Jining University， Jining， Shandong 273155）
Abstract Mechanical Basis of Chemical Equipment was a Professional and technical course， having very strong theoretical and practical characteristics. From the teaching methods， curriculum design， evaluation method etc are discussed in teaching. The practice proved that these methods were able to stimulate students' interest in learning， enhancing their social sense of responsibility， developing the students' engineering practical ability， improving the teaching quality.
Key words Mechanical Basis of Chemical Equipment; teaching methods; engineering practical ability
化工设备机械基础是一门理论性、实践性都非常强的专业技术课程，该课程设计的概念和公式都很多。在授课学时有限的情况，怎样提高学生的学习兴趣，增强社会责任感，加强他们对概念的理解能力和熟练运用各种公式进行强度设计的工程应用能力就显得非常重要。我们通过实际教学过程发现，采用多种教学手段、联系学生的日常经验、渗透思想教育、改革课程设计环节、改变评价方法、充分利用网络育资源等措施，能够充分激发学生的学习兴趣，增强社会责任感，更好地培养学生的工程实践能力，教学效果提高明显。
1 采用多种教学手段，提高教学效果
人的认识规律是从感性认识到理性认识的过程，化工设备机械基础课程的教学内容大多数涉及化工设备的结构，但是在学习本课程前，绝大多数同学都没有见过化工设备，对一些基本概念认知基本为零，所以很难理解很多结构和概念。因此，让学生对化工设备先形成感性认识，有助于学生更深刻地理解所学的理论知识。
（1）把工厂见习安排在该课程开设之前进行。这时也是大多数学生初次接触工厂，教师配合见习过程把化工厂的重要硬件――化工设备给同学们做详细的介绍，让他们对化工设备的构成和作用形成了一个直观的印象。另外，通过和企业协商，在实习时可以拍摄相关设备的照片，在讲解本课程时， 根据具体的授课内容，展示拍摄的照片，这样学生通过回忆结合当时见习时的情景，极大提高了学生对本门课程的学习兴趣，强化了教学效果。
（2）建立了化工设备模型室。为了让学生更加直观地、清晰地观察化工模型的内部结构，我们建立了化工设备模型室，并且全部是透明的模型。根据课程的内容，有时把模型带到课堂上，结合具体讲授的设备展示给学生们。有时，让学生分组进入模型室，让学生近距离地观察各种化工设备的内部结构，有的设备还装有电动装置，这样接上电源之后，模型就能运转起来。比如，反应釜，当转起来后，学生对反应釜和搅拌器的作用和运用原理就有了更为直观、深刻的认识，同时提高了学生的学习积极性。
（3）利用动画、视频。有的概念和原理，仅仅通过理论讲授比较枯燥、难懂，所以我们采用动画、视频的方法。例如，在学习外压容器的失稳时，先让学生观看外压容器失稳的动画过程，最后和学生们一起分析外压容器失稳的原因、危害和预防方法。实践证明，这样充分调动了学生的视觉、听觉等多种感官，极大地提高了学生的学习兴趣，对理论知识的理解和掌握更加全面和深入，教学效果显著。
2 结合学生的日常经验，帮助学生掌握新概念
建构主义学习理论认为，学习是学习者以原有的知识和经验为基础，对新知识进行选择和加工的过程。化工设备机械基础课程中很多概念和内容，学生都是第一次接触，所以接受起来有一定的难度。为了帮助学生更快地理解和掌握这些知识，在教学过程中，特别注意结合学生的日常经验讲授。例如在讲授金属材料在外力作用下，发生变形和破坏过程时，以大家熟悉的弹簧秤为例，学生很容易地掌握了金属材料在外力作用下，发生弹性变形、弹塑性变形，最后断裂的三个阶段及各阶段特点。
3 渗透思想教育，提高学生的社会责任感
“教书育人”，提高学生的科学素养和道德素养是每一位教师应尽的责任。在教学工程中，课程组教师非常重视学生的思想教育。化工设备是每一个化工生产企业都必需的装备，而设备设计和制作的质量，直接影响着企业能否安全生产，关系着环境污染问题，关系着生产人员及周边人员的生命安全问题。所以，学习本课程时，根据教学内容，结合生产实际，讲授生动案例。这样，让学生从惨痛的教训中提高社会责任感，养成严肃、认真的学习态度，科学、严谨、准确地设计化工设备的每一个零部件。例如，在讲授内压容器的强度设计时，就通过图片、视频的方式，向学生展 示了最近一起因容器强度设计不合格造成的爆炸事件，学生们在对事故进行分析、讨论的过程中，增加了学习好本课程的社会责任感和使命感，增强了学习动力。
4 注重培养学生的工程应用能力，提高学生的就业竞争力
因为化工设备机械基础不是一门纯理论的课程，它的工程性和应用性都很强，所以课程设计是教学中的一个十分重要的环节。课程设计是一次综合性的实践性教学活动，其目的是通过课程设计，使学生对所学知识融会贯通，培养学生综合分析问题和解决实际问题的能力。为此，我们采取了以下措施。
（1）注重和化工原理课程的横向联系。对于化工类本科生来说，化工工艺和化工设备机械设计是两项重要的内容。工艺设计是根据化工生产任务提供的工艺条件：包括压力、温度、产量物料性能等，通过化工工艺计算和生产经验确定设备的结构型式、设备总体尺寸及管口尺寸和方位;机械设计则是在工艺设计的基础上，进行强度、刚度和稳定性设计或校核计算，对设备的内外附件进行选型和结构设计计算，最后绘制设备的装配图和零部件图。经过充分的调查研究和论证，在和化工原理教师沟通和协调后，把化工原理和化工设备机械基础课程设计结合起来，学生在化工原理课程设计中，通过工艺计算将化工设备机械基础课程设计所需要的设计参数计算出来，然后进行化工设备机械基础课程设计。首先根据化工原理课程设计提供的参数选择材料，然后进行强度计算设计厚度等，使学生练习掌握设备设计的全过程，这样更接近工程实际，对学生的综合能力和工程应用能力的培养非常有益。
（2）聘请设计院专家亲自讲授指导课程设计。为了使课程设计更接近于工程实际，我们专门聘请济宁化工设计院的专家来讲授和指导。他们通过自己丰富的实践经验指导学生的设计，及时解决学生遇到的问题，这样让学生更能真切地处在实际工程环境中，增强了完成设计任务的紧迫感和成就感，充分提高了学生的工程实践水平。
5 充分利用网络资源
以精品课程建设为平台，充分利用网络。由于本课程存在内容多和课时少的矛盾，所以充分利用网络资源就成为解决这一矛盾的有效途径。利用网络教学可以有效避免课堂教学在时间、地点方面的限制，学生和学生之间、学生和教师之间进行讨论、互动，在辩论中加深对知识的理解和掌握。但是要想充分发挥网络资源的作用，必须采用先进的网络教学技术，同时提供教学视频、习题库、试题库等多媒体资源，并且要及时更新网页信息，让学生了解国内外最新的行业信息，调动学生的学习兴趣，提高学习效果。
6 形成性评价和终结性评价结合，增强学生的学习动力
以前化工设备机械基础课程实行的是由任课教师命题的闭卷考试，考试的成绩占100%。由于本门课程不属于考研课程，所以有不少学生平常旷课，或者即使上课也不听课而看考研课程资料的情况。这种一考定成绩的模式，造成了有的学生平常不学，在考试前突击学习，考后立即遗忘的情况。针对这种情况，我们改变了评价模式，现在采用期终考试成绩占70%，平时成绩占30%的模式，平时成绩包括出勤、课堂练习、作业等几个方面，通过形成性评价，可以不断督促学生，激发他们的学习动机，及时复习、巩固所学的知识。实践证明，改变评价方式后，学生的出勤率和课堂学习、作业、课程设计等方面都有了很大的改善。
基金项目：济宁学院教学改革项目：2012JX33;2012JX 35;2013JX03
参考文献
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关键词 公差配合与技术测量 中职教育 知识运用能力
一、中职《公差配合与技术测量》课课程改革的目标
中职教育的培养目标是在初中阶段教育的基础上，为生产，建设、管理、服务一线和工作现场培养能将设计、规划转化为现实产品或其他物质形式以及能生产具体物质产品或提供服务的高等技术人才、管理人才、服务人才和智能型操作人才。《公差配合与技术测量》是机械及其相关专业的一门重要的技术基础课。中职学生毕业后要在机械制造及相关行业生产第一线从事技术工作，就必须掌握几何量公差与测量技术方面的基本理论和基本知识，具备确定生产图样上的技术要求以及产品常规检测的初步技能。针对这些情况，中职《公差配合与技术测量》课程改革的目标：以培养学生专业技术应用能力为核心，围绕职业需求，理论知识坚持实用为主、够用为度，实训内容紧跟本学科发展方向，强调学生的实际读图能力、动手能力和对具体问题的分析和解决能力。
二、目前中职《公差配合与技术测量》课程教学中存在的问题 教材版本虽多，但多数为本科教材的缩减版，不适应中职教学。教材普遍存在三个方面的问题：
1.公差配合章节：论述理论公式推导、表格参数形成原理的内容多，介绍公式运用、表格查找原则及方法的内容少。
2.测量技术部分：论述计量器具的工作原理、误差分析推导的内容多，介绍各类量仪的操作方法、使用范围，以及测量数据的处理等内容少。
3.教材内容落后于本学科的发展，对计算机辅助公差设计（ComputerAidedTolerancmg简称CAT）、精密测量技术、先进测量仪器、标准化体系等内容讲述不多，学生普遍缺乏这方面的知识。随着改革的不断发展，国标也正逐步与国际接轨，掌握先进的测量技术、标准化知识已经成为时代的需要，成为大中型企业对中职人才知识结构的迫切要求。
传统的教学模式强调课程内容的系统性和完整性，使学生处于被动地接受状态。课堂教学过多、过细，缺乏新意，不能培养学生的独立思考、解决问题的能力，同时由于课程内容中名词术语多、标准项目多，抽象概念多，符号代码多，且涉及的知识面广（如机械制图，机械设计基础、机械制造基础等），导致传统的教学方式，容易让学生产生畏难情绪，不能激发学习的兴趣，更谈不上灵活运用。受教师操作技能和实验设备的影响，学生实际操作能力难以提高。本课程所用到的试验设备（如：立式光学计、万能测长仪、干涉显微镜等）一般价格较高、日常维护繁琐、对教师和实验员的操作要求严格（一般要求获得精密测量员资格证）。目前中职院校普遍存在由于实验设备缺乏、教师和实验员操作水平不够，而无法开设综合型和设计型实验。
三、中职《公差配合与技术测量》教学改革
坚持实用为主、够用为度的教学原则，精选授课内容。《公差配合与技术测量》课在中职院校一般设置为36到45个学时，理论课与实践课学时比约为6：4。在理论教学实践中，根据本课程的任务和特点对教学内容进行适当的取舍，划分为重点讲解、一般讲述、简单介绍、自学4个部分。
1.重点讲解部分：着重介绍尺寸及形位公差的基本术语、定义、符号和标注方式、公差表格的使用、简单的公式计算、公差原则；常用量具的选择和使用、测量数据的分析与处理。
2.一般讲述部分：表面粗糙度的基础知识，表面粗糙度的选用，测定等内容：标准化的基本知识，随着改革开放的不断发展，各项标准正逐步与国际接轨，掌握标准化知识已经成为时代的需要。但现有教材对此知识点讲述--不多，因此授课时补充讲授有关标准化组织、认证机构、标准化体系，各种标准的基本关系等方面的知识。
3.简单介绍部分：介绍典型零件（如：滚动轴承、螺纹、键和花键、齿轮等）的公差与配合，通过实例讲解，让学生掌握代号的含义、查表方法、标注方式、测量器具的选择。
4.自学部分：公差表格的形成原理、计算公式的推导过程：常用量具的工作原理：典型零件误差产生的原因以及标准构成原理等方面的内容。联系各科知识点，注重知识的交融，突出知识的应用。在教学过程中，各相关学科和操作训练之间都存在着一定程度的相互影响。《公差配合与技术测量》与《机械制图》、《机械设计基础》，《机械制造工艺学》课程以及机械专业生产实习的工程训练之间就存在一定的联系，知识的应用性很强，教师在教学中将相关课程与本课程结合起来，着重讲知识的运用，并给学生“讨论、归纳”的机会。例如在讲解基本尺寸、极限偏差、公差等几个重要概念时，先给学生一张已使用的零件图，教师对照图纸和实物讲解公差的基本术语定义，公差值确定的原则，用判断零件合格的依据与公差带图解释它们的关系，然后将学生分组，每组成员分析一张自己《机械制图》课中所画过的零件图，经过分析讨论得出图纸上标注的各类公差的含义及作用、精度选择的依据，最后派代表叙述，归纳。
教师通过听学生的“讨论、归纳”，发现问题并及时纠正错误，学生通过“讨论，归纳”巩固知识、提高技能、消化吸收课本内容，将书面的知识转化为综合应用的能力，同时也对以前的制图知识进行一次“反刍”。
充分利用多媒体等现代教学手段，实施直观启发式教学。在《公差配合与技术测量》课中形状和位置公差部分，概念多并且非常抽象，采用传统的“粉笔黑板”教学模式，学生很难理解。为增强教学的直观性，利用多媒体课件将一些抽象的概念转换为可视的图形或动画，帮助学生理解，同时也有利于激发学生的学习兴趣。
当前，社会对中职学校的毕业生有着很大的需求，而中职的机械基础课程培养的学生更深受企业的青睐。因此，中职机械基础教学能够培养学生的技术基础，为学生更好地学习其他相关专业课程发挥基础性作用。机械基础教学内容具有一定的理论性和较强的实用性，是促进学生机械实际运用能力，加强学生的工程意识的重要途径。然而由于机械课程内容比较抽象，又具有极强的操作性，课程章节连接不紧密。同时，中职生缺乏机械加工及传动的实践经验，与教师配合还很困难。因此，机械基础教学就必须转变传统教学方法，不能仅仅依靠教师的讲授，而要让学生参与到教学和实践过程中，以创新的教学方法进行教学实践。
2 提高中职机械基础教学的措施
2.1 中职机械基础实践教学应有目的性
教师应结合机械基础课程内容，为学生创造到企业实习的机会。在机械加工现场参照实物讲解机械的工作原理和过程，有目的性地增强学生的感性认识。这些实习经验与学习机械基础后续课程应紧密相连，奠定机械专业的操作基础。企业实习内容应针对机械基础教学课程，应包括机械传动、常用机构及轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点；了解和掌握机械零件的工作特性、机械传动的原理和应用特点；学生还应跟企业的师傅学习维护和使用机械设备的知识和技能。通过在企业的机械加工和操作实习，机械教学就更加生动，促进学生对机械工作原理的理解。实践课是机械基础教学的重点内容，学生应按照教师的指导，按照实训步骤进行动手操作，遇到问题要积极思考，参照机械理论进行解决，这样更能加深对机械工作理论的理解。例如在讲解定轴轮系时，可以带学生去参观普通车床的主轴箱，感受它内部的齿轮传动特点，这样直观、鲜明的教学形式能够取得良好的教学效果。
2.2 加强师生互动教学
中职学校的机械基础教师应在专业课上有着丰富的知识，可以通过灵活多样的教学方法，将机械基础课程内容生动地传授给学生。对于每节课程的设计，教师都应结合企业生产现状，将教学内容的重点和难点，通过生活和工作中的实际案例进行分析，这样可以化解学生对抽象概念和复杂公式的畏难情绪。教师应对学生存在的难点问题进行互动讨论，以降低课程难度。教师应尽量避免抽象的机械概念和公式，而采用直观的教具和生动的比喻加深理解，化难为易。教师还应通过课程作业与学生进行互动，对在作业中存在的问题，在课堂上进行详细的讲解。在课堂进行辅导，能够加深学生对所学知识的理解，从而成为机械基础教学的重要组成部分。教师应指导学生从那些角度分析问题，并且应强调对机械结构实物观察的重要性，鼓励学生多查找参考资料，这样就可以拓展解题思路和专业视野。
转贴于
2.3 培养学生的问题意识
在机械基础课程的教学中，教师提出与课程重点内容相关的问题，激发学生的思考，开展探究性教学。教师设置思考情境，通过学生的思考分析加深对知识的理解。例如，教师讲解棘轮机构时[1]，可以让学生思考生活中骑自行车，脚踩自行车的反转踏板时，自行车却不能倒车的原因。再如，让学生思考蜗杆传动中涡轮转向应如何确定[2]？
2.4 采用多媒体案例教学方法
当前，由于信息技术的迅速发展，多媒体技术已经广泛应用于学校的教学中。特别是机械类课程，通过多媒体的教学能够改善教学环境，提高以学生为主体的教学的实现，通过直观、形象的教学图片等，增强学生的理解力。中职机械基础课程中的机械机构教学内容，客观上应有动态的演示。例如教学平面连杆机构、凸轮机构时，最佳的教学就是应用多媒体教学课件，把曲柄摇杆机构的急回特性、死点位置，在凸轮机构中从动件的运动规律进行直观、生动的演示。教师应选取具体案例并接近生活进行讲授，如缝纫机、内燃机、摇头风扇、汽车雨刷、饮水机等案例，促进学生对平面连杆机构、凸轮机构应用到机器上的理解[3]。因此，教师应采用多媒体案例教学方法扩大学生的空间想象和抽象思维。
3 结论
通过对中职学校机械基础教学的分析，教师应提高实践性教学，将机械理论与机械的实际应用相结合，提高学生的创新能力。教师可以组织学生到企业进行实习，参观机械原理室、零件陈列室，进行现场教学，促使学生加深对机械原理的理解。教师还应根据企业的需求、学生的实际情况，不断创新教学方法，精心设计教学内容，将机械基础课的教学教出成效。
参考文献
[1]罗小霞.浅谈机械基础教学应用探究性学习模式[J].职业，2010(09)
【关键词】机械加工；成形过程；表面成形；成形原理
如果我们想要了解机械加工成形的原理，那么首要的任务就是要知道什么是机械加工、机械加工的含义、机械加工的内容、机械加工行业的发展等。下面我们就了解一下什么是机械加工。
一、机械加工简介
（一）、机械加工的概念
机械加工，顾名思义，就是运用一定机械加工机器对要加工的物品进行加工，从而使要加工的物品在原来的基础上在尺寸外形和有关性能上有所改变，从而达到我们对物品加工的目的。机械加工还有广义和狭义上的概念。广义上的机械加工主要就是指把要加工的物品在机器上，或者说是运用一定的机械手段让物品达到我们的理想状态的一个生产制造过程；而狭义上就是指运用铣床、钻床、压铸机、车床、冲压机等有关专用的机械设备对零件进行加工制造的过程。其实，总的来说，机械加工就是一个运用机械手段制造加工零件的过程。
（二）、机械加工的分类
机械加工有冷加工和热加工两种，冷加工和热加工是按照被加工的零件加工时所处的温度状态决定的。所谓冷加工，就是在保证被加工零件的物理性质和化学性质不变的前提下进行加工，因此，冷加工是需要在常温下进行工作的；相反，在不是常温下进行的机械加工就被叫做热加工，而这种不是常温下的温度同样也分为两种，一种是高温，一种是低温，这两种温度下的零件加工过程中，被加工零件的化学和物理性质是会改变的。
（三）、机械加工工作
在一些日常生活中，我们经常能看见很多有关机械加工的工作。例如我们会在一些建筑工地上看见工人焊接铁片、装修人员对室内进行装修过程中进行钻眼、维修公司对机电商品的维修等等。总的来说，机械加工工作有很多，其中包括：灯丝电源绕组、金属拉拔、重型加工、激光切割、金属板材弯曲成型、等离子切割、模锻、水喷射切割、金属粘结、精密焊接等。
（四）、机械加工行业的发展的重要性
在如今飞速发展的社会经济条件子下，机械加工行业成为了各个行业发展的前提，因为无论其他行业如何发展，首先最根本的就是机械加工行业。比如一个产品的成形过程离不开机械加工；一个商品的包装离不开机械加工；商品的运输途径、销售途径同样离不开机械加工。机械加工行业是一个为人们提供机械产品的必要性行业，是一个国民经济的装备部队，是一个衡量国家经济发展的标准之一。纵观西方的一些发达国家，他们国家经济的发展靠的就是机械加工制造业的发展，我国近几年发展迅速，很大程度上也是取决于机械加工制造行业的高超技术的发展。因此要想成为行业中的首领，经济中的强国，就要把机械加工制造放在发展的突出位置。
二、机械加工成形的过程
（一）机械加工成形过程简介
机械加工的过程就是零件加工成形的过程，各种零件的加工过程都有所不同，但都必须遵循一定的规律，而且都必须经历机械加工的生产过程。对于机械机器的生产方式而言，机械加工的过程包括对所需原材料的运输和保存、对零件做好生产前的准备工作、制作毛坯、对零件进行加工并且进行热处理、装配生产的产品、然后进行调试、涂油漆并且对产品进行包装等内容。
然而机械加工中最重要的就是机械加工的工艺过程，工艺过程就是指的直接改变被加工物体的形状、尺寸等外在特性，或者直接改变他的内在性能，并且把加工的物品加工成一个成品。
（二）机械加工成形所需器械
机械加工过程中要用到很多器械，例如：数显车床、数显成型磨床、数显铣床、电火花机、内圆磨床、慢走丝、快走丝、中走丝、万能磨床、激光焊接、还有一些可以对零件进行精密加工的有关车、刨、磨等加工机器，这种机器功能很全，局限性小，能够加工一些形状不太规则的零件，并且能够达到很精密的程度。
三、机械加工成形的原理
机械加工成形的过程都要遵循一定的成形原理，下面我们就具体几种机械加工工作的成形原理进行分析。
（一）、零件表面机械加工的原理
各种东西都有它独特的外形特性，尺寸形状是不同的，但他们也有相同的地方，就是表面，例如圆柱、正方体、长方体、甚至不规则的几何体都是由很多个表面构成的。如果我们要得到我们需要的形状，就要对零件进行切割等机械加工工序，而对于传统的零件表面的成形原理太过局限，而且缺乏描述上的准确性，因此我们就要对零件表面成形的原理进行完善。
1 机床上零件表面成形的过程及原理
对于线性表面的需加工零件，需要运用金属切削机床进行加工。而这种零件表面发生线的成形原理就是这种现行的表面通过导线以及母线之间的相对运动而成形的原理。
2 简单表面的成形原理
简单表面的母线是沿着它的导线进行平行移动的，而它的导线是一种简单的成形线，有的导线就是圆或者直线。简单表面大多都是可逆的表面，就是说简单表面的导线和它的母线是可以交换的，因此，简单表面的成形方法有很多种。例如：加工直齿圆柱齿轮的齿轮廓表面时，要用到滚齿机，在齿轮的端面上，多齿滚刀首先了渐开线的母线。
（二）、超音波切割应用技术的过程及原理
超音波切割应用技术主要是应用于电子产品的有关零件，陶瓷有关的零件，还有光学的有关零件，主要针对的是一些加工比较困难的材料切割过程，例如玻璃还有陶瓷。因为普通的切割刀片有很大的局限性，例如刀片钝化、气孔堵塞等晴况，都会给材料的切割带来困难。因为这些原因，我们发现了超音波切割应用技术，这种技术有一定的加工原理，这种原理是把主轴后方的一个超音波振动器产生的前后振动，然后经过切割刀片的基台和主轴把振动传送到切割刀片的外圆部分，并且将其转换成半径方向上的膨胀运动。通过这种转换振动的方式，得到超音波加工所需要的理想振动方向。
超音波切割加工的的结果是一边使加工物体的表面产生一些细小的破碎屑，并且一边对其进行加工，这样很大程度上的降低刀片的负荷程度。超音波切割技术在运用过程中产生的振动，使得加工物品和切割刀片之间产生了细微的空隙，这种空隙的产生很大程度上改善了磨粒的有关冷却效果，除了这些，还可以防止磨粒的钝化，和之前所说的气孔堵塞等现象的发生，除此之外最重要的就是能够延长刀片的寿命并且会使物品的加工质量有所提高。
关键词：机械设计 架构方案 零部件
如今机械产品已经被广泛应用于各种行业当中，由于行业的不同，其架构方案和架构要求也是存在一定差异的，当然，还是具有相当一部分的相同之处。本文就机械设计中架构方案和架构要求进行了简单的分析。
一、机械设计架构的基本概念及主要特点
1.机械设计架构的基本概念
机械设计的架构是基于整体的设计，再结合规定的原理及方案，制出相应结构图的具体过程。在结构图中应体现该机械的所有具体要求及功能，并将抽象的工作原理量化为具体的零件。机械设计架构的具体内容是在对零部件的外观、材质、尺寸、耐热性、公差、表面处理等参数进行确定的同时，也不能忽略该零件的工艺参数，例如强度、硬度、及各种零件之间的影响等。
2.机械设计架构阶段的主要特点
机械设计架构的主要特点包括以下内容：设计架构是将思考、绘图、计算等环节相结合而形成的设计过程，该阶段在整个机械设计过程中是最为复杂的，它涉及的问题非常多，且工作量极大，所需时间占了总设计时间的百分之八十以上，由此可见该阶段对整个机械设计起着举足轻重的影响和作用。此外，机械设计架构中遇到的问题具有多重解答，换句话说，也就是若想满足同一个设计要求，其架构方式并不是唯一的。最后，机械设计的架构阶段具有很强的活跃性，需要循环进行，所以在开展该阶段工作的同时，必须先了解整个机械的结构与设计的基本要求。
二、机械设计中的架构方案与应用
1.机械中各种零部件的几何要素
机械设计中的加工功能只要是通过其零部件的几何形状及关联实现的。零部件的表面形成了其几何形状，一般情况下，每个零件都会有多个表面，而在这些不同的表面中，有些表面会与其他零部件的表面进行直接接触，则这种表面被称为功能表面，而功能表面中连接其他表面的部分叫做联接表面。由于零部件中的功能表面可以直接影响到机械的功能，因此在机械设计的架构时，功能表面的设计是核心环节。对功能表面进行描述的重要几何参数只要有几何形状、尺寸、表面数量、位置度等等。设计者可以对功能表面进行各种变换式设计，来达到同一技术多种架构方案的目的。
2.零部件之间的连接与架构
在任何机械中所存在的零部件都不是独立运作的，它们互相联系互相影响。所以在架构过程中，不仅要对每个零部件本身的性能和特征进行研究分析，还应对各个零部件之间的联系和相互间的影响进行探究。
所有零部件之间的关系均可以分为两大类，即直接相关和间接相关。当两个零部件之间存在直接组装关系，则这两个零件之间的关系成为直接相关，以此类推，两个零部件之间不存在直接装关系，被称为间接相关。而间接相关又包含位置相关与运动相关两种类型，位置相关两个零件在位置上相互制约相互要求，例如减速器中相间的传动轴中心距离必须确保规定的精度，来保证两轴之间的平行度，这样才能使齿轮在运转的时候保持吻合。运动相关是指每个零部件的运动轨迹均影响着另一个零件的，例如在车床刀架中，它的运动轨迹必须与主轴的中心线保持平行，因此主轴与导轨之间的关系是位置相关，而刀架与主轴之间的关系为运动相关。一般来说，大部分零件都有两个或者两个以上的直接相关零件，因此每个零件最少都有两个部分在结构上受到其他零部件的影响。在对机械设计进行架构时，必须同时分析两个零部件之间的直接相关部位，这样可以针对不同的材料选择更合适的热处理加工方式，也能更合理地确定相关尺寸、形状、表面处理等参数。除此之外，还应满足间接相关的一些要求，例如精度计算等参数。通常来讲，若一个零件的直接相关零件越多，它的结构和功能就越复杂。若一个零件的简介相关零件越多，它在精度方面的要求也就越高
三、机械设计架构中各种零部件中应注意的问题
由于机械设计中可使用的材料多样化，每种材料都具有不同的特性和性能，且不同的加工工艺所要求的材料也是不同的，在对机械设计进行架构时，必须结合功能需求来选择合适的材料，再根据所选取的材料来选择不同的工艺，最后根据不同的加工工艺所对应的条件来确定合适的架构方案。只有选择了合理的架构方式，才能最大限度地利用该材料所具备的优势，达到利益最大化。因此，设计者要想选择最恰当的材料，必须首先对材料进行一个充分的了解，包括材料的物理性能、加工性能等等。在架构过程中，应根据材料的性能及加工工艺来选择相应的设计原理。例如，在受到拉力时的力学特征与受到压力时的大体上一致，这一特性决定了钢梁结构基本上都为对称结构。而在铸铁材料中，它的抗压强度远远高于抗拉强度，所以铸铁结构多数为非对称结构，这种架构方式可以是负重时它的最大压力大于最大拉力。在塑料材料中，由于其刚度非常差，在铸造后会由于冷却不均匀等因素，导致结构变形，因此在对塑料结构进行架构时，其筋板与壁厚应均匀分布并对称。
有些零件在制造完成之后需要进行热处理，因此在前期的架构设计中应考虑以下几点：一是零件的形状应确保对称均匀，球形是最合理的形状；二是若某零部件具有不同的截面，则这些截面之间的国度必须保持平缓，防止过大变化而引起的内应力；三是应避免产生锐边尖角结构，这种结构通常会发生熔化或过热的情况，为了避免这种情况的发生，应在槽或孔的边缘上倒出2至3厘米的倒角；四是要避免厚度不均匀的截面产生，这种厚度不均匀的截面在遇到烈火，冷的情况下，会容易产生变形和开裂。
四、结语
目前，机械设计的架构仅仅局限在数理模型方面的问题上，将来会逐渐转向以加工工艺、数量、尺寸、材料、顺序、连接方式等参数为基础的架构进行发展。这种模式的机械设计架构会更具潜力，且更适合现有的发展现状。
参考文献
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