工程机械设计基础范文

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技工教育具有明确的导向性，即以学生就业为导向，以培养高技能人才为目标。它强调以能力为本位，重视学生实践动手能力的培养。现有大部分机械设计基础教材过于强调学科体系的完整性，注重学生设计、计算能力的培养，不符合当前技工院校学生整体素质偏低的基本学情；同时与工程力学的衔接不够好，一般院校两课独立设课，分开教学，不能很好地实现知识的融合，需要教师不断重复讲解，挤占了大量的课时。同时因为内容枯燥复杂，导致学生丧失学习兴趣，教学效果不佳。所以，将此等专业基础课进行合理的整合，是技工教育发展的必然趋势。

2.课程整合是行业发展的需要

随着现代工业的不断发展，机械设计中模块化趋势日益显现，标准件应用愈加广泛，使得技工院校机械设计基础的教学重点由设计向合理选用转变。同时，计算机辅助设计技术不断发展，进一步提升了机械设计项目的效率和质量，广泛为企业（行业）所采纳。为此，技工院校机械设计基础应适时进行课程整合，推陈出新，减少教育的滞后性，以期培育成果能被企业所接纳。

二、课程整合中的关键问题及对策

1.整合课程内容，建立更加科学合理的课程体系

“整合”不是简单的合并，而是通过某些方式彼此衔接，实现资源共享和协同工作，形成一个有价值有效率的整理。可见要求整合后的机械设计基础课程内容上更符合技工院校的整体学情，更贴近现代生产实际。具体做法有如下几方面。其一，选取内容上推陈出新，去除传统教材中现实生活中已淘汰的或不适用的内容，增加新技术、新方法。如去除传统老旧过时的机械分析与设计内容，增加计算机辅助设计和运动分析。其二，针对技工院校学生自身学习特点，压缩传统和叙述性内容，减少理论性较强内容的公式推导、理论计算，突出应用性和实用性，不过分强调知识的系统性和完整性。如弱化材料力学中强度、刚度等的计算，将一些专业理论知识有机地融入到实验、实践环节中，真正做到因材施教，为学生减负。其三，内容整合，将机械设计基础与工程力学课程中的知识点揉为一个整体，进行集中串讲，如齿轮传动的受力分析、轴的强度计算等内容，利于学生理解和掌握。其四，突出专业特色，目前大多数院校机电专业、机制专业、模具专业甚至是汽车专业的专业基础课程授课内容均一致，与专业形成“两层皮”割裂的状态，导致学生误以为这些课程无用，学习兴趣不浓。为此，此次整合应根据不同专业，选取不同的工程实例，组织相应的教学内容，做到学以致用。例如，针对汽车专业的学生，教师应选用汽车组件、零件作为实例讲解；针对维修专业的学生，选用各种机床部件、零件作为实例，并以这些工程机械作为分析对象，讲述工作原理，分析机构特点、进行设计等。授课内容为学生所熟悉，又关乎专业，容易引起学生兴趣，激发学习热情。

2.整合教学方法和手段，注重工程意识及实践能力的培养

传统教学中，机械设计基础课程的教学不外乎老师讲、学生听，学生进行“满堂灌”的被动式学习。学生除了熟记公式、原理，卷面上获得一个高分外别无所获。这也解释了为什么在校拿高分的学生到企业进行独立设计与开发时无从下手，不能很好地实现理实转化。因此，整合课程内容的同时还必须对教学方法、教学手段进行整合改革。传统教学中以教师为主导，通常结合典型案例讲解知识点，学生通过例题了解某个知识点，但无法获知其在整个系统中的作用、与其他知识的链接等，以至于无法运用。由此我们将传统的“知识传授型”教学模式向“能力培养型”转化。通过学生自身动手探究、验证、获得知识和技能，强调以学为主，注重学生在教学过程中的参与性和主动性，让学生真正体会到学以致用，提高学生的职业素质和技能。在具体实施中，以模块、项目教学的方式展开教学。例如将典型的平面机构作为一个模块来展开教学，可以选取牛头刨床作为实例，学生通过自己动手拆装，了解牛头刨的基本结构、各机构各自的特点及相互的传动关系，掌握带传动、齿轮传动、曲柄导杆机构等常用平面机构的工作原理，对机构的应用形成感性认识，再由教师讲授其中涉及的平面机构常见的理论知识，学生通过测绘、组装、试运行，使得理论知识得以升华，最终起到指导实践的作用。在这里课堂不再是常规的教室，而是设在了车间；学生也不再是规规矩矩地坐着听，而是以动手探究、小组讨论、总结的方式获得知识；教师在此过程中起到组织、管理、协调和监督的作用，学生在整个教学过程中处于主体地位，提升了其主人翁意识，使其增进了对专业的理解，培养了他们的工程实践意识。在教学手段中，光凭粉笔、挂图、模型等传统教具进行演示的方法已无法满足当前的教学需要。以多媒体网络技术为主体的电化教学可以使抽象问题变得直观，复杂问题变得简单，动态问题变得可视，在提高教学效率的同时也提升了教学效果。例如两齿轮的啮合原理通过动画模拟，直观地将啮合过程展示给学生，使其轻松理解教师的教学意图。当前计算机辅助设计的发展也为该课程教学提供极大的便利，原先需要复杂计算、推导的内容，只要通过相应软件对某种机构进行设计计算，便可轻松获知，如齿轮传动中的受力分析、机构间的相互干涉等。

三、课程整合中的相关问题

1.实践环节的配套改革

本课程中的实践教学除配合理论教学外，主要是培养学生观察、测量、分析能力及对专业（职业）的忠诚度。因此在设立实践项目时一方面需要考虑学校自身的硬件配套，另一方面需要紧密联系市场，淘汰老旧过时、引进新技术、新发明，定期更新实践教学内容，尤其是在配套的课程设计过程中，应结合技工院校学生自身学习特点，减少计算的难度和数量，突出应用软件辅助设计，重点放在结构设计方面。

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中图分类号：TF325 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0090-02

随着我国建设的不断发展，为我们改善生活水平、提高生活质量带来不小优势。然而，随着工业的迅猛发展，在带来一定经济效益的同时，我们生存的环境也遭到了极大破坏。科技水平的发展意味着我们现在不用耗费过多的人力，然而随着科技的创新，我们机械设计的目的以及方法并未改变，这就导致了现在很多工程机械存在较大弊端。现在的机械虽然不需要耗费过多人力，然而还是会给操作人员带来一定不适感，与此同时，机械制作过程中还大大污染我们所在的环境。目前，我国走的是可持续性发展路线，为了跟上时代的脚步，在机械设计过程中我们需要注入一些低碳环保元素，同时还要设计出比较人性化的机械。

1 在机械设计中添加人性化因素

现今社会中，我们一直在贯彻“以人为本”的理念，因此想要设计好一个机械必须要考虑好人的因素，在设计中添加人性化因素。人性化因素添加的目的在于保证操作人员的安全以及舒适度，工作过程中主要是操作人员在进行，所以工作人员的基本安全需要防护好；另外，还要照顾到操作人员的情绪以及舒适度。为了操作人员工作的效率，让其在一个舒适、愉悦的环境中工作，我们需要设计出一种人性化的低碳环保型机械。如何能够体现设计中的人性化，具体表现如下：

1.1 舒适驾驶室的设计

驾驶室是操作人员工作的环境，为了保证工作人员安全，需要充分利用工程机械的设计原理，设计出具备足够安全性的驾驶室，在此基础上，还可以加入一些操作便捷的设计来保证操作人员的舒适度。

1.2 外观的设计

操作人员需要长时间在机器面前工作，因此，机器的外观非常重要，在外观设计过程中多加入一些温馨的元素，通过改变外观的颜色、标牌以及造型来改善员工的心情，让员工高高兴兴地开始一天的工作。

1.3 自动化控制系统的设计

将计算机系统与机械设计结合起来，应用计算机的控制系统，让员工通过电脑来控制机器的运作，设计过程中需要考虑设计的安全性、舒适度等。

1.4 可靠性的设计

为了能够更好地符合人性化原则，还需要保证机器整体的可靠性，设计比较完整的体系，避免零部件的频繁更换，最重要的是在设计环节中注意不要破坏环境。

1.5 系统的设计

在设计过程中需要注意防尘，在结构中加入一些防尘设计，以免异物进入机器中。设计过程中不能忘记系统，在一个机器中，作用非常重要，为了在安全前提下更好地节省成本，我们可以设计定时定量的自动注入系统，这样还可以更有效地将集中到

一起。

2 优化低碳环保工程机械自动化控制系统的设计

2.1 对材料的选择

设计过程中为了符合我们的环保主题，我们需要严格控制材料的选择。对于不可再收、不可利用的材料，我们全部放弃，选择可再回收利用的资源。在材料选择过程中，尤其是结构件的选择，我们更需要保证其无毒、环保。为了提高机械运作效率，保证机械的耐久性，我们必须遵守一个原则，即长寿、无污染、低

能耗。

2.2 对电机的选择

选择电机的时候也需要保证其低碳环保性，电机是带动整个机械运作不可或缺的物体，因此，对电机的选择需要慎重。选取的时候需要找公害较小的电机，保证其排废气少、耗油量低、噪音少。同时，在设计的时候，需要利用先进的科学发展技术，更好地减轻机械噪音以及污染的影响。为了让机械能够更好地运转，设计过程中我们需要遵守低噪音、低排放、低耗能的原则。

2.3 对技术的改进

2.3.1 对机械产品噪音和振动的改善。在机械产品中，噪音和振动问题一直困扰着人们，如何设计更好的产品，减轻产品的振动问题以及噪音污染一直是我们要面对的问题。减轻产品噪音以及振动不仅仅是为了保护我们的环境，还能够体现出产品的人性化设计，减轻噪音与振动问题，员工操作起来才能更舒心。

2.3.2 液压系统的保养与后续改进。液压系统的寿命和液压系统的日常清洁有很密切的关系，要想保持液压系统的工作性能，延长液压系统的使用寿命，日常的清洁和保养必不可少。日常的液压系统保养和清洁能够确保其工作过程中内部油温不会升得过快，从而延长更换机油的时间。一般的液压系统会采用增压液压油箱，这种油箱能够防止灰尘以及外部空气水分进入其中，从而达到清洁液压的目的。为了延长液压油箱的使用时间，对液压系统的零部件选择也有要求，一般都采用耐腐蚀能力强，性能优良的材料以确保液压系统使用过程中不会出现渗漏污染。此外，液压系统的设计阶段也很重要，目前液压系统的设计多采用国内外先进的科学技术和相对前沿的设计想法，这种设计理念能够确保液压系统在工作中尽量减少油液中的垃圾，并最大程度降低液压系统运行时的零部件磨损。

2.4 液压系统的节能设计

随着国际能源供应的日趋紧张，节能问题日益为人们所重视。液压系统有很大的节能潜力，绿色是当前社会倡导的热点话题，也是机械工程发展的最终目标。因此如何确保液压系统的低消耗、无污染也是一个我们需要关注和思考的问题。那么如何让液压系统做到高效、节能呢？笔者以为首先可以选用节能发动机，其次利用双泵分合流技术、液压负荷传感技术和静液驱动技术等多项技术来实现低消耗。通过对液压系统的控制元件、执行元件、工作介质和辅助装置等方面的节能设计，可以很大程度上降低液压系统的能源损耗，有效节约

资源。

3 结语

随着社会的发展，机械自动化的脚步已不可阻挡。为顺应大潮，设计人员要做的是在现阶段的基础上实现设计里面的创新并将其应用的机械设计实践当中去，只有这样我国的机械行业才能够取得巨大的进步和实质上的质量提升。以上所表达的就是这一主题――如何做好绿色环保机械的设计，如何在绿色环保机械设计中融入人性化的理念以及最新的设计思想。只有做到这两点，才能够说我们在机械自动化这一块有了一定的心得体会。而笔者以人为本的最新机械设计理念将是机械工程产品今后发展的必然趋势，同时也会对我国的可持续发展产生重大影响。

参考文献

[1] 李学忠，孙宽.工程机械产品的自动化与智能化控制――信息技术在工程机械上的应用综述之一[J].工程机械，2009，7（9）.

[2] 张建蕾.低碳环保下工程机械自动化控制系统的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2013，12（8）.

[3] 蔡君军，张骞，李碧强.探索新时期人性化的绿色环保机械设计[J].科技风，2013，14（11）.

[4] 李国旗.就环保问题探究工业机械的设计原理及其发展[J].科技资讯，2011，6（21）.

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0前言

《机械设计基础》课程是我国高等院校机械类和近机械类工科专业开设的基础必修课程之一，也是浙江海洋大学轮机工程专业开设的一门重要专业基础课，本课程注重多学科基础理论和实践知识的综合运用[1][2]。近年来，国家对轮机工程专业人才培养提出了更高的要求[3]。而传统的“机械设计基础”课程的教学方式存在机械式灌输，课堂气氛沉闷，学生活跃性低，教学效果差等问题[4]。导致原有的教学模式已经无法满足现在国家和社会对轮机工程毕业生的需求。为了适应全球化的时代需要，培养工程技术人才的高等工程教育的学制与质量必须进行多方互认，即开展工程教育认证[5]。工程教育认证作为国际上公认的工程教育质量保证制度，是实现我国高等工程教育和工程师资格与国际互认的关键基础[6]。本文则基于工程教育认证的基本理念，通过修订教学大纲，增配教学资源，改进理论与实践教学方法，完善考核方式，建立闭环教学反馈系统等措施，完成了对《机械设计基础》课程的教学改革探索。可为相近的工程类专业工程教育认证提供一定的经验，促进我国高级应用型工程人才的培养。

1工程教育认证背景下《机械设计基础》课程教学要求和目标

《机械设计基础课程》是连接轮机工程基础课和专业课之间的桥梁，涵盖多学科理论、知识点散而杂、理论性强，要求理论与实践的综合运用。工程教育认证对本课程的理论和实验教学都提出了新的更高的要求[7]。理论教学应一改传统的满堂灌、机械式教学，运用灵活、新颖的方式，理论教学的内容包括：一是“机构的组成和机械设计概论”等机构和机械设计的共性基础知识；二是连杆、凸轮、轮系等“常用机构”的工作原理、应用和运动设计方法；三是带传动、链传动、齿轮和蜗杆传动等“机械传动”的工作原理、标准规范和设计计算方法；四是轴承、轴、联轴器、离合器和制动器等“轴系零部件”的工作原理、组合设计和选用计算方法；五是常用机械静联接和弹性联接的工作原理、标准规范和计算方法[8]。实验教学应改变以往单一性验证实验的机械套路，在实验的安排上，将原本的单一知识点验证性实验改为三级阶梯式实验教学。分别为要求学生掌握实验基本方法的第一级基础实验；强化学生动手操作能力和解决工程实际问题，融入项目化教学并要求理论与实践结合的第二级核心实验；要求学生独立设计并完成的第三级突破创新型实验，通过三级实验教学的递进式培养，逐步实现机械设计基础实验由理论知识点到工程运用实践的过渡[9]。该课程的教学目标是让学生掌握对机械结构原理的认知，培养学生良好的操作动手能力、灵活的创新思维以及分析、解决实际工程问题的能力。为培养出能够从事轮机系统的设计、制造、监修与监造、设备维护和管理等工作的综合性应用型工程技术人才打下良好的专业基础[10]。

2《机械设计基础》课程存在的问题

2.1大纲制定不合理

原本的教学大纲对课堂理论教学和实验、实践教学的课程量规划不合理。理论教学时长占比过大，达到了90%，导致实验和实践教学的学时被大量挤压。《机械设计基础》这门课程的目标是让学生在熟练地掌握常用机构和零件知识的同时，具备良好的实践操作能力和解决实际工程问题的能力。实验和实践环节的课时过少，直接导致无法有效的锻炼学生的实践操作能力。原有的考核方式为学期末笔试占总成绩的60%，平时分占总成绩的40%（20%的课堂出勤、20%的实验报告组成），存在无法准确评价学生的实际成绩，不能通过考核反向刺激学生主动学习以达到教学目标等问题[11]。多数学生通过期末短时间的突击便可以达到较高的最终考试成绩，成绩的水分过高，不能准确地对学生的实际成绩进行评价。而课堂教学的平时成绩仅将课堂出勤率作为评定标准，无法驱动学生主动学习，实验成绩占比过少，则无法改善学生对实验课的轻视现状。

2.2理论教学枯燥无味

目前教室理论知识教学仍然采用黑板板书加多媒体课件的教学方式[12]。这种传统的教学方式，有其优点，但缺点更甚。首先，这种教学方式对老师的教学水平要求极高，大多数老师都无法将课堂气氛调动起来，只是按部就班地机械式灌输，导致学生大都提不起学习兴趣。其次，多媒体课件内容没有及时更新，且重要的机构和零件的内容没有做到图文并茂，通俗易懂。

2.3实验教学与理论知识脱节

实验教学一向都是教学效果较不理想的环节。一方面，通常实验教学和课堂教学分别是由两个老师负责，实验课老师往往应付了事，对学生的实验学习效果要求不高，且二者之间没有做到无缝对接。另一方面，实验教学依旧采用传统的单一性验证实验，还未形成系统规范的实验教学体系，实验对学生能力的锻炼与实际工程需求不符[13]。这就导致实验环节和理论教学脱节，无法有效训练学生的创新思维和动手能力，学生不能在实践中主动学习理论，做到理论和实践相结合。大多数学生随大流做完实验，却并不知道做的实验是在证明什么或有什么实质性意义。

2.4教学资源匮乏

教学资源紧缺不光是浙江海洋大学面临的问题，也是众多高校面临的共同窘境。《机械设计基础》教材章节中，包含众多的典型机构和重要零件。这需要学生有较强的立体空间思维能力和想象力，而能够轻松理解这些机构和零件的立体形状和运动状态的学生少之又少。课堂教学缺少可用的立体教学素材，比如典型的机构和零件三维模型。学生无法形成一个直观的感受，理解不了书本的内容，也自然丧失了学习兴趣。实验教学中仪器设备资源的短缺问题更加明显。实验仪器和设备一方面数量严重不足，另一方面仪器和设备老旧，部分零件丢失。导致实验课时，一部分学生在做，一部分学生在旁边看，另一部分学生则完全脱离了实验课堂。

2.5师资力量不足

学校缺少可以同时担任理论和实践教学的双向老师，理论课老师缺乏实践经验，而实验课老师理论知识又储备不足。导致理论教学与实践教学之间没有相互衔接、相互促进，理论无法指导实践，实践也不能反作用于理论。

3《机械设计基础》课程教改探索

3.1教学大纲的修订

第一，针对学时占比不合理的问题，对大纲中的课堂理论教学时长和实验教学时长进行了调整。实验教学学时由原来的10%增加到25%，其中包括5%的校外企业参观实践时长。第二，根据轮机工程专业人才培养目标和行业要求，对《机械设计基础》课程的五大部分内容以及各章节的教学时长进行适当的增加和删减。突出课程的重点内容，让学生掌握得更牢靠，缩减不必要的课程内容，以减小学生不必要的学习压力，提高整体的学习效率。最后，考虑到原有的考核方式无法准确地体现学生的实际成绩，对考核方式进行了修改和完善。其中，期末闭卷笔试占40%，课堂成绩（课堂出勤与问答情况15%，工程案例报告15%）占30%，实验、实践成绩（实验成绩占25%，校外参观实践占5%）占30%。

3.2理论与实践教学方式改革

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随着多媒体技术的迅速发展和计算机网络的普及，计算机辅助教学技术被广泛用于各类教学中，将传统教学与网络化学习有机结合起来，有利于促进网络课程的发展。本文基于机械工程控制基础课程的培养目标和教学要求，充分利用Dreamweaver软件的技术特点[1-3]，建设机械工程控制基础网络课程，向学生提供更全面、广泛的网络教学内容，帮助学生更好地理解和吸收新知识，获得最佳教学效果。

1 网络课程开发工具

本文采用Macromedia Dreamweaver8.0，Adobe Photoshop8.0，Macromedia Flash8.0三种软件建设机械工程控制基础网络课程。

Dreamweaver软件是Macromedia公司开发的一款专业网页制作软件，它具有很强的可视化特性，用户无需编写任何代码，即可创建出比较简单基础的网页，制作效果可以方便地通过IE浏览器浏览。同时，Dreamweaver软件还提供纯粹的代码编辑环境，包括html，CCS，JavaScript，Asp等语言代码编辑工具箱参考资源，用户可以创建完全属于自己的对象和命令，并编写代码扩充功能等[4]。

Photoshop软件是Adobe公司开发的图形图像处理软件，具有多种文字效果和各种滤镜。

Flash软件是Macromedia公司开发的平面动画制作软件，可以产生多幅连续运动的动画，非常适合演练一些原理性的教学内容。用Flash制作的动画体积小，在网络上可边下载边播放，还可以加入声音，增加表现力。Flas能够被多种浏览器所接受，非常适合演示各种教学平面动画。

2 网络课程框架

利用Dreamweaver表格功能把机械工程控制基础网络课程界面分成3个板块（如图1所示）[5]。第一个板块是不随连接变动的LOGO。LOGO主要包括山东建筑大学校徽标志、动态的精品课程和机械工程控制基础字幕、时间和日期、欢迎语、菜单栏，其中菜单栏包括首页、申报表、课程介绍、教学队伍、课程建设、理论教学、实践教学。第二个板块是随着用户点击不同菜单内容时变动的动态版面，版面上显示不同菜单内容的具体介绍。第三个板块是在每个动态版面都会有的固定下载板块，包括教学录像、CAI课件、电子教案、实验指导书和网络答疑。

3 网络课程建设技巧

3.1 图片的制作

图片能使页面内容更加丰富美观，而且还能表达出文字不能表达的效果，所以图片是机械工程控制基础网络课程制作的必备素材之一。图片主要应用于展示菜单、图标、背景以及课件的内容，包括GIF，JPG，PNG格式。其中GIF格式能支持256色，适合显示色调不连续或有大面积单一颜色的图像；JPG格式支持24位真彩色，适宜表达网页中色彩的浓淡，并且在压缩时能达到图像品质和文件大小的平衡；PNG格式在使用时能进行无损压缩，使图片不失真。网络课程中涉及的图片是用Photoshop制作的，通过用Photoshop工具中的一些命令如剪切、图片效果、文字编辑和滤镜等完成。很多图片可以利用现在发达的网络进行收集，然后经过Photoshop工具进行美化处理，以达到自己想要的效果。

3.2 动画的制作

网页上的LOGO为动画，它以动态的方式显示，使整个网站充满着生机和活力。动画的格式为SWF。SWF是一种支持矢量和点阵图形的动画文件格式，具有缩放不失真、文件体积小等特点。它采用流媒体技术，可以一边下载一边播放，目前被广泛应用于网页设计，最大的特点是因其为矢量图，放大后不会失真。这个动画主要用网页三剑客之一的Flash软件制作。

文本是网页是上不可或缺的元素。在Dreamweaver的文本编辑环境中，一般的文本编辑非常简单，大部分操作和平常的文本编辑工具相同，可直接在文本编辑框中编辑。很多文本内容也可以在Word中编辑后，转换成网页文本。笔者介绍几个文本编辑技巧：

（1）文字既可以通过可视化窗口输入，也可以在代码窗口的相应代码中输入。

（2）在Dreamweaver中输入多个空格。平时输入的空格是半角字符，在Dreamweaver中只能输入一个半角空格，要想输入多个空格只要输入全角空格就可以了。输入全角空格的方法是：打开中文输入法，按Shift+Space切换到全角状态，这时输入的就是全角空格。

（3）Dreamweaver不支持首行缩进的直接设置，需要输入空格来实现这个效果。而输入多个空格时系统会忽略成一个空格，要想达到需要的效果，可通过“插入/字符”面板中“不换行空格”实现，也可以直接在代码视图中输入“ ”实现。

（4）上下标设置。在网页中，如果要输入m2和x1等带上下标的文字，可以通过HTML中表示上下标的标签来实现。表示上标， 是下标的标签，这些标签既可以手工加进代码中，也可以用输入框加入。例如：m2的代码为m2；x1的代码为x 1。

3.4 表格凸起特效的制作

网络课程需要有凸起特效的表格，在制作时要有间距边框，要有明暗的边框颜色，在实现边框明暗时，要使暗边框改成亮ordercolordark="#CCCCCC"，亮边框改成暗ordercolorlight="#666666"。

3.5 浮动框架的建立

浮动框架是一种特殊的框架技术。在网络课程中利用浮动框架，可以比普通框架更加简易地控制网页内容，在LOGO和菜单都不变的情况下，可以使页面内容发生变化，单击菜单可以在浮动框架中显示相应的内容，这样其他不变的页面内容就不用重复加载，使整个网站页面流畅。在Dreamweaver8.0可视化编辑界面中没有建立浮动框架的命令按钮，所以要在视图代码框中进行代码的编辑。浮动框架建立代码如下：

3.6 时间日期的实时更新

网络课程的时间日期主要有年月日、时分秒及星期，这些时间随本地计算机系统实时更新，这一动态时间的实现是通过在Dreamweaver的视图代码中编写Javascript语言代码实现的，具体的语言代码如下：

3.7 文字和图片的滚动制作

（1）文字的滚动。机械工程控制基础课程网站的欢迎问候语“欢迎光临机械工程控制基础”是滚动的，具体实现技巧是在Dreamweaver的视图代码中编写代码，其中scrollamount="3"是表示文字滚动的速度，在没有标明方向的情况下，默认的方向是向左滚动，具体代码如下：

欢迎光临机械工程控制基础

（2）图片的滚动。网站首页是与机械工程控制基础课程有关的一些学术活动和奖励图片，需要滚动展示。要求图片向上滚动，当鼠标滑过时滚动图像停止，当鼠标移走后继续滚动。这些图片经过表格的排版美化，然后在Dreamweaver的视图代码中编写Javascript语言代码实现滚动效果。

3.8 把表格做成细的水平线

在论文课程网页上，水平线的使用可以使页面内容更有层次感。在Dreamweaver可视化的窗口中使用命令“插入/HTML/水平线”可以直接添加水平线，但是这样直接插入的水平线有时不能达到想要的效果，如直接插的水平线与上面的内容间距太大，本文用表格水平线来实现理想的展示效果。

在要加入水平线的地方插入一行一列的表格，表格的边框等都设为零，具体代码如下：

4 结束语

本文基于机械工程控制基础课程的内容，利用Macromedia Dreamweaver8.0，Adobe Photoshop8.0，Macromedia Flash8.0三种软件的制作特点和技巧，建设机械工程控制基础网络课程，获得充实美观的课程网络页面，但也存在不少烦琐之处，将在今后网络课程建设中不断完善。

参考文献

[1] 周改云，高敬礼.《Dreamweaver网页设计与制作》教学模式研究[J].电脑知识与技术，2011，7（8）：1850-1852.

[2] 戚爽.“Dreamweaver网页制作”课程的教学研究[J].长春理工大学学报，2010，5（12）：169-170.

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中图分类号：F407.1 文献标识码： A

1 前言

在进行机械设计进应当对操作人员的心理以及生理特点予以充分考虑，以此为操作人员构建一种高效、健康、安全以及舒适的工作环境，这样能够使操作变得更为简捷与方便，进而充分将人机效能予以发挥，对系统的效率予以提高。这也正是对机械设计中人机工程学研究的重点内容。

2人机工程学在机械设计中的应用

机械设计是一项极其复杂的过程，在设计过程中除了应考虑机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各零件的材料和形状尺寸、方法等因素外，还要求充分考虑人—机—环境之间的关系，坚持“以人为本”的核心理念。要求在设计机械产品时充分考虑如何适应人的要求，以保证人在操作过程中简便省力、迅速准确、安全舒适，使人机系统整体效率达到最大值。机械产品设计，就是科学地利用人—机—环境三要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。

2.1人机匹配与人机系统总体设计

人机匹配是指人的特性与机器的特性进行恰当合理的分配。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，为人服务，所以机器应当适应人的特点。相对于机械而言，人的体能是有限的，但是，体现在机器设计中的人类智慧却永远超过先进的机器设备本身。所以在设计机器或装置时，应尽可能考虑人体的机能和人的心理生理特征，例如，人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人在劳动中的心理特征和人为差错等，力求在人操纵机器时所接触的部位尽量符合人体的要求，须使人体骨架结构能够适应它，肌肉组织能够操纵它，精神系统能够控制它。其目的是为减少人在使用过程中的差错，发挥人和机器各自的特点，以提高机械产品的可靠性，为操作者（或使用者）创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。

在人机系统设计中，首先要按照科学的观点来分析人和机器各自的特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点。在设计中尽量防止产生人的不安全行为和机器的不安全状态，做到安全生产。

人体的功能动作具有对称性及协调性，因此在设计操作动作时除考虑人的形体和最佳用力范围外，还应使操作简便、连贯、协调。人机系统中，操作空间的设计应同人机界面设计结合起来，操作空间主要应根据人们的习惯和人体外形尺寸来考虑工作空间、工作姿势、座椅形式、工作台面、照明以及工具安放位置的设计；人机界面的设计应适应人的视觉、听觉和触觉的特性，一般要求控制装置集中方便、仪器显示明显、人机信息交换迅速及时等。

2.2人与机器间信息传递装置和工作场所的设计

信息传递装置包括显示装置和操作装置。据统计，人有80％以上的信息是靠视觉获得的，因此视觉显示装置在人机界面的设计中尤为重要。一般人的眼睛习惯自左向右、自上而下、顺时针方向圆周运动扫视，人眼的观察效率依次由左上方、右上方、左下方、右下方递减，所以尽量采用水平式显示，仪表排列顺序也应遵循这一原则。研究表明，人的正常操作视距为38cm～76cm，最佳视距为50cm～55cm。双眼视区大约在左右60°以内的区域，字的辨别视角为10°～20°，字母的辨别视角为5°～30°，对于特定颜色的辨别，视角为30°～60°。人最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内。人对视野最佳范围内的目标，认读迅速而准确，且不易引起视觉疲劳。因此，重要的显示仪表应布置在最佳视野范围内，而视野最大范围以外不应布置显示仪表，或只布置不经常认读的仪表。工作场所的设计一般包括工作空间设计、作业场所的总体布置、工作台或操纵台的设计以及座位设计等。其设计符合人体尺度的特点，而人体尺度又因为年龄、性别、种族、地区等不同而具有明显的差异性。合理的工作场所设计可保证操作者安全、舒适、高效地完成工作，且操作者感到舒适和不易产生疲劳。

2.3环境控制和人身安全装置的设计

安全生产在机械作业中是最重要的。机械产品在长期使用后会出现故障，操作人员在长时间的工作中也会出现差错而导致事故的发生。因此为了确保安全，不仅要研究产生不安全的因素，并采取预防措施，而且要探索不安全的潜在危险，寻求减小人为差错的途径，力争把事故消灭在设计阶段。

人机工程学对环境控制的重点就是减少环境对操作者的消极影响，从而提高生产效率。环境对人的影响主要有温度、湿度、噪声、粉尘、照明、辐射以及有毒气体等因素。例如人在低温环境下长时间工作，不仅肢体易麻木，而且灵活性也会降低。研究表明，夏季的温度在18℃～24℃、冬季的温度在17℃～22℃是最适宜的，人的精力与体能最旺盛，工作效率最高。如果室内温度长时间过高，会影响人的体温调节功能，使人精神疲惫、四肢乏力、头晕脑涨、思维迟钝，甚至记忆力变差。工作环境的湿度对人的工作效率也有一定的影响，长期工作在潮湿的车间里会出现四肢乏力，全身关节疼痛，影响操作者对加工零件尺寸精度的把握，且潮湿的环境极易腐蚀设备，诱发事故。一般来说最适合的湿度范围为40％～60％，过于干燥，将会使人心情烦躁不安。此外，噪声也同样会影响人的工作效率，人长时间的工作在噪声很大的车间里，其听力会逐渐下降，注意力和记忆力也会受到一定程度的影响，且操作者易燥易怒，不能高效地完成作业。最后，光照和色彩对人的工作效率影响也是不容忽视的，如机床上照明条件不好又恰逢阴雨天气或者黑天，就会严重影响操作者的视线范围，极易产生误操作，轻则产品报废，重则危及操作者的人生安全。而色彩对人们的心理影响也是非常微妙的，明快的色彩使人心情愉悦，而厚重的色彩使人压抑，易产生孤独感，严重影响生产效率的提高。环境的好坏，直接影响人们的身心健康，影响产品的质量，恶劣的环境会腐蚀损坏设备，诱发事故，因此对作业环境应定期检测，及时治理，排除隐患。

在设计中还应考虑安全防护问题。安全防护主要包括两方面的内容：一是采取有效措施避免错误的操作，对机器进行防护；二是对操作者人生安全的防护。除要求设备具有设计合理、安装可靠和不影响操作的防护装置如防护罩、防护档板、防护栏外，还要求安装保险装置如超负荷安全保护装置、行程保险装置、制动保险装置、顺序动作联锁装置和意外事故联锁装置等，同时还应对操作者进行安全生产辅导。

3结束语

科学技术日新月异的发展，使人类驾驭、控制和改造自然的能力有了巨大的提高。现代化的技术装备正是新科技和上述能力的具体体现。目前，企业已越来越多地将人机工程学的设计理念即人性化设计应用于新产品的开发和设计中，给操作者或用户构建一个安全、舒适、健康、高效的工作环境，从而充分发挥人机效能，提高系统效率，增强产品的市场竞争力，进而实现人与产品的完美和谐统一。

参考文献：

[1].何萍.人机工程学在工程机械设计中的应用[J].萍乡高等专科学校学报，2007（3）：1-3.

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淮阴工学院是一所培养应用型人才的普通高等学校，“机械设计制造及其自动化”本科专业被江苏省教育厅授予“江苏省品牌专业”，被教育部遴选为“第二批高等学校特色专业建设点”。机械设计基础类课程包括《工程制图》、《机械原理》、《机械设计》及其课程设计等，是该专业主要的专业基础课。本文根据专业人才培养目标和课程的特点，从教学内容、教学方法、教学手段方面进行了探索，引入三维设计软件在机械设计基础课程教学中应用，提高学生工程设计能力，培养适应企业需要的应用型人才。

一、机械设计基础课程传统教学方法的弊端

机械设计基础类课程主要研究机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计原理和计算方法，是学习进程上从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程。本课程在教学方法和教学手段上常利用多媒体、教学模型和挂图，再辅以教具在黑板上绘制结构图形。而多数学生没有太多的工程实践经验，且零部件设计都是二维图设计，多以设计计算为主，因而学生学习感到比较枯燥，设计零部件时缺乏全面考虑，绘制工程图错误较多且自己很难查出问题。

二、机械设计基础课教学实践

随着机械CAD技术的成熟，众多三维设计软件广泛应用于社会各个领域，极大地提高了设计、绘图的质量与效率。为此，高校的机械设计基础课程急需进行教学体系改革，建立以三维设计为主线的机械设计模式。

1.整合教学内容，制定教学计划

要使学生具备较强的三维设计能力，根据本院教学条件和学生情况，必须整合课程的教学内容、修改教学计划、提高师资质量，建立符合本院实际情况的应用型机械类本科人才的培养体系。在学生接触机械设计初期引入三维设计的概念，在机械设计基础课程的教学各环节应用，并在四年学习过程中，不断地应用，提高学生的工程设计能力。三维设计能力培养体系如图1所示。

2.三维设计软件应用于教学

机械设计基础类课程大多在低年级开设，学生刚接触机械专业知识，缺乏实践经验，对实际生产中的一些零件及结构不太了解，因此对教学内容难以掌握。用SolidWorks软件进行辅助教学，改变传统的教学方法和手段，提高学生的学习兴趣，提高教学质量。

《工程制图》课程难点和重点就是正确绘制工程图，以往教学要用许多学时使学生掌握机件的投影关系，学生要有很强的空间想象力，而用SolidWorks软件的零件模块可以方便直观地进行零件的三维造型，在工程图模块中自动生成二维工程图，并随三维模型的尺寸变化而变化，这样能使教学的重点放到工程图的表达和零件的技术要求标注，提高绘图质量。《机械原理》主要讲解各种常用机构，运用SolidWorks软件的运动仿真功能，可以把各种复杂的机构以三维的形式，通过形象、生动、逼真的动画演示直观地展示给学生；利用其参数化设计，将修改自动反映到所有的相关对象。例如讲解平面四连杆机构时，利用模型仿真不仅可以验证所设计的机构是否满足要求，同时还可以改变相应的参数，或以不同的构件为机架或调用不同长度的连杆进行装配，让学生参与设计并对设计结果进行现场演示加以验证。《机械设计》中在讲轴的结构设计时，对轴上零件的定位和固定，可预先绘制出各类轴上零件固定件，利用SolidWorks软件装配模块对轴系各个零件进行装配，演示如何进行齿轮的周向和轴向固定，轴的支承与固定，轴承如何装配如何调整间隙，各零件之间的相互位置关系、零件的装拆顺序及零件的结构工艺性应注意的问题等，使学生掌握轴结构和轴上零件的固定结构，改变了以往单纯的教学方式，在课堂上真正实现教学的互动。

3.三维设计软件应用于课程设计

齿轮减速器是最常见的一种典型传动装置，由许多零件组成，如轴上传动零件、轴承、联轴器、轴承盖和箱体等。机械设计基础课程的课程设计主要内容是根据减速器的主参数（如输入功率与转速、输出功率与转速等）对每个零件进行设计、绘图。首先根据设计数据，利用零件模块绘制减速器各个零件的三维建模，对于标准件和齿轮，可以利用Solidworks中的插件直接生成。利用装配模块对绘制好的零件进行装配，装配过程中可以直观地发现零件的尺寸是否有误，各部分的结构是否合理，各零件的固定是否准确，装配好的结构可以进行干涉检查，发现问题可适时修改零件模型，在装配结构中重新生成即可。装配正确的装配结构可以进行运动仿真，检查减速器的运动状况，对重要的零件进行受力分析等等。利用三维软件设计，有限的在2周时间内，使学生将重点放在减速器的结构设计上，可以较全面地考虑整体结构（包括油沟结构，油杯的选择等），使设计贴近实际的工程设计，掌握正确的工程设计基本理念，而不是把时间用在绘制图纸上，从而提高机械设计效率和质量，提高学生的工程设计能力。

三、结 论

通过以三维设计为主线的机械基础课程教学，使学生初步具有用三维设计软件设计机械产品的能力。在后续的机械加工等专业课学习中，可以利用三维设计软件的加工模块生成NC程序进行模拟或机床加工，可对三维软件开发产品的全过程有较深刻的了解；在大学生课外创新设计或毕业设计中可以灵活利用三维设计软件进行设计，做到大学四年不间断，提高学生的工程设计能力，适应企业对人才的需求。

参考文献：

［1］　曹岩，赵汝嘉.Solidworks2007基础篇［M］.北京：化学工

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作者简介：王（1966-），女，河南郑州人，北京信息科技大学机电工程学院，教授；张怀存（1956-），男，陕西延安人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目（项目编号：2010JG06）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0087-03

一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景

随着高等教育改革的不断深入和发展，课程作为高等学校培养计划的基本组成单元，是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段，基于互联网，包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革，更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]

1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议，对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨，会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心，以CAD/CAM为主线，拓宽基础，重视实践”的总体改革思路；重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革，进行专业改革，将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要，将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程，也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时，其中实验8学时；车辆工程专业计划40 学时，其中实验6学时。

北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求，实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求，[5]学生既要具有必备的理论基础，又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善，2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考，特别注重教学内容的与时俱进；注重教学方法和教学模式的改革；构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系，实现对学生工程能力的培养。

二、与时俱进优化课程体系和教学内容，适应学科最新发展

“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强，与实际工程结合紧密，图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展，新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接，教师需密切关注学科发展，与时俱进优化课程体系和教学内容，协调传统内容与先进性。

课程的内容围绕产品的加工制造，以机械加工工艺为主线，以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨，将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来，并根据这条主线的需求作为取舍的原则，强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发，使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识，具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识，增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容，使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。

目前，“机械制造技术基础”教学内容多课时少，在教学内容的讲授上既要加强基础，又要拓宽知识面；既要保持经典，又要体现先进制造技术的发展；既要掌握基本理论，又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则，对教学内容进行必要的调整，如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授，而将这部分内容放在实验课中，学生在现场对着实物进行感性观察，学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解，但是更加注重对实际工程问题的分析和理解，强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。

高水平教材的建设是课程建设的基本，本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础（第3版）》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项，该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》，分为学习指导和习题（包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案）。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告，用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案，网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料，实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时，进一步拓宽知识面，增强理论学习的深入性，使课堂教学得到扩展。

三、以工程能力培养为中心，构建层次式的实践教学体系，实现理论教学和创新实践活动的有机融合

深入企业调研，分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度，构建专业认知与实践－金工实习－课程实验教学－生产实习－课程设计-综合实验周－制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中，特别注重学生实践能力的培养，努力实现从模拟型向实战型转变，由限制性向自主性转变，由验证性向综合性转变，由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念，了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作，注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养，体现渐进性教学方式。

金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法；生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备，将所学理论知识与生产实际紧密联系起来；课程实验教学将科研成果引入教学，教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验，让学生亲自动手，提高了学生实验技能和实际动手能力；课程设计选自实际生产课题，要求学生独立完成，同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力；综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练，全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程，提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求，进一步融合理论与实践，使学生的工程能力得到进一步提升。

在课程建设过程中，本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设，设立长春一汽生产实习基地，使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模，进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品，使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。

实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项，而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外，安排学生生产实习，使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识，每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试，取得了较好的效果。

在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用，实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析，然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程，通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工，得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化，使学生的课程设计真正取得实效。

面向工程实际，为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作，每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观，为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势，增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备，设有专门的制造实验室，为学生构建了实际的工程环境，使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念，突出实验的演示性、设计性和综合性，追求实验手段的先进性。

为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设，学校开设综合性和设计性实验，构建实验平台，编写实验指导书和任务书；编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验，初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标，让学生自主设计实验项目和方案，并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验，包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验，使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法，建立现代制造工业先进技术的实际概念，完成先进技术设备实际操作的基础训练。

四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革

1.以建构主义理论为指导，以工程应用为主线，研究基于项目的教学模式，注重工程能力的培养

针对目前普遍存在的教学与科研相脱节，课堂教学内容缺乏现实感，学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性；课堂教学与企业的实践操作彼此割裂，学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼；校园生活与工业实际彼此分离等问题，以建构主义理论为指导，在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践，整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践，以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。

从“机械制造技术基础”课程的第一节课，提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书，一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合，1～3人为一个小组，以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展，基于项目的要求，在教师的指导下，学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料，遇到问题请教教师，循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体，充分调动学生的主观能动性，将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习，通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动，相互交流想法、相互鼓励和沟通，培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后，学生的学习积极性和主动性提高，解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。

2.课堂讨论法

在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点，设计课堂讨论题目，通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力，使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误，教师设计题目，供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订，如何判断封闭环是关键，教师给出一个实例，给同学们讨论，然后通过正确和不正确方法的比较，和同学们一起总结出“尺寸链很重要，基准转换用得着；先看封闭环，再判增和减，极值和概率法帮计算；多尺寸计算，图表法最有效” 等朗朗上口的口诀，便于学生记忆。注重结合生产实践，讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。

3.案例教学法

本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目，得到科研经费上千万，获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中，将科研成果作为案例介绍给学生，从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式，使学生较真实地接触工程实际，将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来，培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候，将研制的复合机床作为实例，使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时，介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时，以研究的电主轴为例，提出电主轴概念的来源，在于缩短传动链，揭示机械制造科学技术进步内在规律，开阔了学生的学术眼界。其次，鼓励学生参与科研，积极拓展第二课堂，吸收学生参与教师科研项目，依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。

在“机械制造技术基础”精品课程建设中，基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作，需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进，才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。

参考文献：

[1]教育部高教司.教育部关于启动高等学校教学质量和教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL].．

[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究，2009，（3）.

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一般工程机械电气设备所处的作业环境都比较恶劣，噪音较大，且很容易受到振动或冲击，因此其在运行中需要定期进行检修维护，并在出现故障时尽快排出，尽量避免带病运行，以最大程度的延长设备的服役寿命。然而在实际的运行中，尽管已经作出了很多检修工作，还是很有可能会突然发生故障而停止运转，此时若不尽快修复，则很可能会给生产带来较大的损失。因此除了做好日常维护管理，还要在发生紧急事件时尽快处理。以下笔者就结合自己的工作经验，提出几种工程机械电气设备故障的应急处理措施。

1 工程机械电气设备常见故障的判断方法

受运行环境等因素的影响，工程机械电气设备是一种故障发生概率相对较高的设备，技术维修人员在长期的检修维护工作中，总结出几种常见故障的判断方法，这对于提高电气设备的维修效率有重要意义。尤其是在一些紧急情况下，根据经验尽快对故障进行判断，可以将故障所带来的损失降低到最小，以提高工程机械电气设备的运行效益。一般来讲，常见故障的判断方法主要有以下几种：

1.1 直观法

这是最基础也是最简单的故障判断方法，其是在故障发生后，利用五官来察看工程机械电气设备并判断故障所在位置的方法。例如通过看过听觉来判断机械内部零件是否正常工作，利用嗅觉来判断是否有异味，利用触觉来判断设备的温度是否过高等等。这些都是电气设备出现故障后首先需要进行处理的，当然这需要检修人员具备较为丰富的经验，虽然可能无法找出故障的根本原因，但是却能够缩小故障排除的范围，提高故障处理效率。

1.2 分析法

在直观法的基础上，若不能很好的判断电气设备的故障，就可以运用分析法来对其进行故障排除。一般多从主电路进行分析，并对接触器的连接情况进行检查和分析，以判断电机是否处于正常运转状态，然后再分别对各个支电路进行分析，用排除法逐步找出故障所在。

1.3 试验法

若上述两种方法都无法找出故障所在，则可以利用试验法来判断故障，即在保证不损伤设备的前提下进行通电试验，并通过不同的电路动作控制顺序来找出故障所在位置。

2 工程机械电气设备故障的应急处理

直观法、分析法和试验法是一般常见故障发生时所采用的故障判断方法，在找出故障原因之后，应当立即作出正确的处理措施，来避免故障继续带来更大的损失。在此笔者提出一些工程机械电气设备出现故障后可以采取的应急处理措施：

2.1 外接电源法

当由于控制电路或辅助电路断路、电器元件（如直流电源）损坏，造成直流电源中断时，可采用外接电源方法进行应急修理。例如1台正在作业的HBT30型混凝土输送泵突然停止工作，检查发现其DC24V变压器已烧毁。由于施工现场地处偏远郊区，且无备用件，为不影响作业，决定借用混凝土搅拌运输车的蓄电池作为电源。具体做法是：先准备1根长20m、截面积2.5mm2以上的2芯电缆，再将混凝土输送泵上的DC24V电源输出端断开，然后将准备好的2芯电缆的一端接在该输出端上，另一端安装鳄鱼夹。将2芯电缆通过鳄鱼夹连接到附近混凝土搅拌运输车的蓄电池上，即可启动混凝土输送泵继续工作。

2.2 临时隔离法

当电路中某一电器元件损坏时，可将该损坏电器元件从电路中临时隔离（断）开，直接将两侧电路连上。例如1台正在作业的阿特拉斯352E型液压凿岩台车突然停机，故障显示其电路缺相。用万用电表测量上一级配电箱电路不缺相，而电缆集电卷盘缺相，由此断定问题出在电缆集电卷盘内。经拆解，发现集电卷盘内导电铜环接触面烧蚀。经查询，配件国内无现货，国外订货需要3个月。为尽快修复机器，决定将转换连接器上电缆进、出接线端拆下，再将出线端直接与上一级配电箱电路进行连接。这样虽然每次作业时都需人工进行收放电缆，但并不影响正常生产。

2.3 临时接线法

如果某一线路或某一电器元件损坏导致电路不通，可采用临时接线法。例如1台A L500型干湿两用混凝土喷射机突然出现不能行驶故障。经初步检查控制机器行走的电磁阀正常，只是电磁阀供电出现问题。决定采用临时接线法。具体如下：先将原电路断开不用，再从蓄电池处临时引线直接连接到该电磁阀上，然后在该引线中间连接1个开关，以控制电路通断。

2.4 短接法

工程机械电气系统出现断路故障包括导线发生断路与虚连、触点发生接触不良与虚焊、熔断器熔断等。当断定电路中出现断路，且现场不具备修复条件时，可用1根绝缘良好的导线，将断路部位短接起来，从而将故障排除。例如1台麦斯特MEYCO Potenza型干湿两用湿喷机作业时，发生摆臂无动作故障。经检测，判定故障原因是遥控电缆线内与摆臂有关的线路断路。此时若电缆线内无备用线，可按如下方法应急修理：将断路线拆除，将1根长20m、横截面积1.5mm2以上的电缆线，沿遥控电缆的方向，一端连接在摆臂手柄上，另一端连接在电缆插接头上。

2.5 强制手动法

当工程机械电气系统自动方式失灵时，可采取强制手动法，将带有手动控制的部件强制切换到某个工作状态并锁死或定位，以保证其他部件或系统能够正常工作。对一些无手动操作杆的电磁阀，只要在液压原理方面能行得通，都可以采用螺丝刀等工具将阀芯顶到工作状态位置，从而使工程机械继续工作。

2.6 其他应急处理方法

当然，在实际的生产运行中，工程机械电气设备可能发生的故障问题种类较多，不同的故障问题所采取的应急处理方法也有很大不同。除了上述五种以外，还有很多其他的应急处理方法，例如应急替代法，这是一种用相同或相似元器件来替换发生故障元器件的方法，一般多用在继电器、各种开关的故障处理中。再例如拼凑修补法，这是一种以粘合修补或拼凑的方法来临时修复损坏元器件以恢复设备正常使用的应急处理方法，多用在没有备用元器件的情况下。还有拆东补西法、改装修复法等等。

结束语

总之，在工程机械电气设备的运行中，一旦出现故障就应该立即作出正确判断，并采取应急处理措施来对作应急处理，以尽量减少停机时间，将损失降低到最小。本文中列出了一些常见故障的判断方法和应急处理方法，只是工程机械电气设备故障维修中的一部分，还有很多其他故障判断方法和处理方法还需要我们在实践中不断的总结。

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一、课题的意义

随着我国加入世界贸易组织十周年，改革开放不断深入，综合国力不断增强。这样的大背景下，辽宁省提出发展先进装备制造业，提升装备制造业整体水平，打造中国先进装备制造业基地。加大对创新型，实用型人才的培养力度，形成人才资源的储备优势为我国的装备制造业提供智力保障。成为了摆在我们每一个职业教育工作者面前的重要课题，也是我们的责任和历史使命。职业中专和技工学校是为企业培养生产一线所需要的技术应用型人才，目标是企业一线工作要求为标准，培养适应性强，适应市场需求的合格毕业生。使我们的学生在校期间就拥有熟练的技术操作水平，能够对学校现有的技术装备做到懂原理，熟应用，会维修。让学生在校期间就能够逐步适应与企业生产实际相近的知识接收强度，和自我学习能力，实现企业生产一线与学校教学之间的“无缝连接”。

二、现状与问题

《机械设计基础》是机械专业主干基础课，机构的工作原理以及工作特性、轮系的传动比计算、通用零部件的设计准则，强度校核等基本理论是应用的基础，在机械设计课程的教学中，注重基本概念的理解和基本设计方法的掌握，不强调系统的理论分析；注重零件参数的合理确定原则；注重合理的结构设计；注重理解公式建立的前提。

笔者的学校是一所技工学校，学生大多为初中起点，所以数学基础非常薄弱，很多机械设计理论的数学阐述对于学生来说是难以理解的。因为没有相对应的数学知识储备，而且机械设计的理论性非常强，很容易对学生在学习过程中产生畏难情绪。所以在教学过程中侧重点应该在应用方向上，如果偏重于设计理论，机构的工作原理，机构运动分析，推导与计算的话。一是课时量巨大而难以完成，而是学生没有相对应的基础，学起来晦涩难懂，而且对于他们来说不实用。

三、教学改革的探索

笔者在近十几年的工作承担了实验班的教学任务，所谓的实验班就是一种新的教学体制的探索。一切的教学模式与管理手段，课程安排完全以企业的实际需要为出发点，突破原有的教学形式，采用立体化的结构，大幅度增加与学生之间的互动，打造一个全新的教学体系。

首先，针对学生的数学基础薄弱的特点在机械设计课程开设之前，对学生做有针对性的数学强化训练，使学生能掌握简单的数学建模的结构公式，理解为什么要掌握数学公式，这些数学的运算最后都干什么用了，让学生在心里对这些抽象的过程有一个感性的认识是最重要的。

然后在机械设计开课以后，安排两周左右时间的机械加工实训。目的在于让学生对机械加工的过程有初步的了解，什么是数控机床，刀具的种类、用途，刀具使用的注意事项，机械加工的工艺流程安排。了解机床的结构工艺性以及功能分析，在实习工厂看学生在具体环境中看到实际的生产过程，把课本上抽象的文字概念具体化。课本上今后要提到的比如：机床、刀具、工艺、蜗杆、传动轴系，这些机械概念都会在实习工厂中真正真正的存在，能看得见，摸得着，学生通过亲手实际操作是最好的认知过程。这样以后在机械设计基础课的教学中，再进行具体概念的讲述，因为学生的脑海里已经有了初步的概念，老师的课堂教学加以视频动画模拟演示就会达到比较理想的教学效果。

在进行到具体的机械机构讲解时，遇到难于理解的，比较复杂的系统，随时加入实训环节。把学生带进实习工厂，在具体的环境里，用实物给学生进行讲解。教学的意义在于知识的传授和掌握，不拘泥于形式。同时在教学过程中减少说教的成分，启发学生的自我认识与反思，使得教学的互动性达到一个理想的水平。使教与学，学与用紧密的结合在一起，形成有个有机的整体。课程安排上一切以学生学会学好为目的，掌握了、理解了就可以了。然后再回到课堂教学的效果会有大幅度的提升。

关于加强学生自我的学习兴趣与创新意识，是笔者在实际教学过程中的一个重点。传统的教学，都是老师在讲台上教，学生坐在下面学。这里有一个重要的问题就是沟通互动，老师和学生之间的沟通尤为重要。老师对知识的讲述对于学生来说是不是能听懂，能听懂多少？什么地方是难于掌握的，什么地方应该加深学生的印象。这些信息的反馈在传统的课堂教学环节中都是相对滞后的，笔者在机械设计教学过程中，采用了一种新的形式。

让学生上台去讲课，笔者找来了我校高年级获得过省市学生技能竞赛获奖的同学，让他们以论坛的形式来讲讲他们在机械设计基础课学习当中遇到的问题和解决的办法。同龄人之间的交流压力小，有很多共同的语言和困扰。互动性会更强，在高年级同学讲解的过程中，笔者的学生会更加容易提出质疑。这是非常好的一件事情，有质疑了，证明进行了思考，进而提出自己的新想法。他是这样学的，如果我换成另外一种方式可以不可以，创新性是学生最重要的而优秀的品质。学习的过程不再简单枯燥，在学生互相提问解答的过程中，老师能更加充分的认识到教学过程中的缺陷和不足，对今后的课堂教学加以完善和改进。

四、教学改革的成果

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中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

随着我国建筑机械制造水平的提高，各类建筑机械设备的性能、效率和可靠性正在赶超或超过国外同类产品，但在实际调试运行中发生故障的情况仍较多，完善系统设计、做好调试运行前的各项工作，密切注意建筑机械设备，在运行过程中的异常现象，加强维护工作等都是提高建筑机械设备可靠性的关键。

1 建筑机械设备安装概述

建筑机械设备安装是设备由生产厂运输到施工地点，借助一些工具和仪器，经过必要的施工，将设备正确地安装到预定的位置上，并通过调试运转达到使用条件。一台建筑机械设备能否顺利投入生产，能否充分发挥它的性能，延长设备的使用寿命和提高生产产品的质量，在很大程度上决定于建筑机械设备安装的质量。

1.1 建筑机械设备安装的一般过程

各种建筑机械设备的安装工序一般必须经过：吊装运输、设备开箱检验、放线就位、设备固定、清洗、零件装配和部件组装调整、试运转及工程验收等。所不同的是，在这些工序中，对不同的建筑机械设备采用不同的方法，例如，在安装过程中，对大型设备采取分体安装法，而对小型设备则采用整体安装法。

1.2 建筑机械设备安装的施工内容

主要包括设备的起重和运输、建筑机械设备整体与零部件组装、管配件的安装、切割和焊接、各种容器内部零件的装配、电动机的安装、仪器仪表和自动控制装置的安装调试、试压以及试运等工作。

1.3 建筑机械设备安装施工要求

首先要严格保证设备安装的质量，要按设计图纸、设备结构图、安装说明书和施工验收规范、质量检验评定标准以及操作规程进行正确的施工，其次还要采用科学的施工方法，加快工程进度，保证按期投入生产。

2 建筑机械设备安装过程中的调试

2.1 轴承温度过高

风机轴承温度异常升高的原因有三类：不良、冷却不够、轴承异常。离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高。一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断，如是不良、冷却不够的原因则可通过目测、手模等直观方法判断。而轴流风机的轴承集中于轴承箱内，置于进气室的下方，当发生轴承温度高时，由于风机在运行，很难判断是轴承有问题还是、冷却的问题。实际调试运行中应先从以下几个方面解决问题。

2.1.1 加油是否恰当应当按照生产厂家说明书规定要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况，主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升，到达某点后（一般在比正常运行温度高l0―l5℃）就会维持不变，然后会逐渐下降。

2.1.2 冷却风机小冷却风量不足。引风机处的烟温在120―140℃，轴承箱如果没有有效的冷却。轴承温度会升高。比较简单同时又节约用电的解决方法是在轮毂侧轴承设置压缩空气冷却。当温度低时可以不开启压缩空气冷却，温度高时开启压缩空气冷却。确认不存在上述问题后再检查轴承箱。

2.2 轴承振动

风机轴承振动是运行中常见的故障。风机的振动会引起轴承和叶片损坏、螺栓松动、机壳和风道损坏等故障，严重危及风机的安全运行。

风机本身引起振动风机振动，一般来说其振动源来自本身。如转动部件材料的不均匀性；制造加工误差产生的转子质量不平衡；安装、检修质量不良；负荷变化时风机运行调整不良；转子磨损或损坏，前、后导叶磨损、变形：进出口挡板开度调节不到位；轴承及轴承座故障等等。都可使风机在很小的干扰力作用下产生振动。对此，在风机运行过程中。必须采取一系列相应的处理措施减小或消除震动，如风机叶轮和后导叶进行了防磨处理，轴承使用进口优质产品，轴承箱与芯筒端板的连接高强螺栓采取了防松措施，对芯筒的支撑固定进行了改进，增加拉筋；严格检修工艺质量，增加风机运行振动监测装置等等。

风道系统振动导致风机的振动烟道、风道的振动通常会引起风机的受迫振动。这是生产中容易出现而又容易忽视的情况。风机出口扩散筒随负荷的增大。进、出风量增大。振动也会随之改变，而一般扩散筒的下部只有4个支点，另一边的接头石棉帆布是软接头。这样就使整个扩散筒的60%重量是悬吊受力。针对这种状况，在扩散筒出口端下面增加一个活支点，可升可降可移动。当机组负荷变化时，只需微调该支点，即可消除振动。

2.3 喘振

在风机运转过程中，当流量不断减少到Qmin值时，进入叶栅的气流发生分离，在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动，这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道，会使风机出口压力突然大幅度下降，而管网中压力并不马上降低，于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力，管网中的气体倒流向风机，直到管网中的压力下降至低于风机出口压力才停止。接着，鼓风机又开始向管网供气，将倒流的气体压出去，这又使机内流量减少，压力再次突然下降，管网中的气体重新倒流至风机内，如此周而复始，在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象，并发出很大的声响，机器产生剧烈振动，以至无法工作，这就是喘振。是否进入喘振工况，可根据风机运转的不同情况判断。

2.3.1 听测风机出气管道的气流噪音。在接近喘振工况时，出气管道中气流发出的噪音时高时低，产生周期性变化。当进入喘振工况时，噪音立即剧增，甚至有爆音出现；

2.3.2 观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大，当进入喘振区时，二者的变化都很大；

2.3.3 观测机体的振动情况。进入喘振区时，机体和轴承都会发生强烈的振动。防止喘振主要方法是采用出风管放气。在出风管上设旁通管，一旦风量降低至Qmin值，旁通管上的阀门自动打开放气，此时进口的流量增加，工作点可由喘振区移至稳定工作区，从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时，随着工况变化，导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求，从而避免气流失速，可有效防止风机喘振。

2.4 动叶卡涩

轴流风机动叶调节是通过传动机构带动滑阀改变液压缸两侧油压差实现的。在轴流风机的运行中，有时会出现动叶调节困难或完全不能调节的现象。出现这种现象通常会认为是风机调节油系统故障和轮毂内部调节机构损坏等。但实际中通常是另外一种原因，在风机动叶片和轮毂之间有一定的空隙以实现动叶角度的调节，但不完全燃烧造成碳垢或灰尘堵塞空隙形成动叶调节困难。动叶卡涩的现象在燃油锅炉和采用水膜除尘的锅炉比较普遍，解决的措施主要为：

2.4.1 调试运行中尽量使燃油或煤燃烧充分，减少炭黑，适当提高排烟温度和进风温度，避免烟气中的硫在空预器中的结露。

2.4.2 在叶轮进口设置蒸汽吹扫管道，当风机停机时对叶轮进行清扫，保持叶轮清洁，蒸汽压力≤0.2Mpa，温度≤200℃。

2.4.3 适时调整动叶开度，防止叶片长时间在一个开度造成结垢，风机停运后动叶应间断地在0～55°活动。

2.4.4 经常检查动叶传动机构，适当加油。

3 结束语

建筑机械设备在安装过程中，通常要进行单机调试和联动调试，其目的是验证设备正常工作的可靠性，但是，在实际工作中常常要面对很多意想不到的异常现象。只有对在实际工作中对这些“异常现象”进行有效的分析和处理，才能使建筑机械设备安装工程正常运行。

参考文献：

[1] 钱方杰.建筑施工信息化发展趋势与对策 [J].科技资讯.2011，（02）.

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（1）A类：成型———焊接———机械加工———涂装———装配；（2）B类：成型———焊接———涂装———机械加工———装配；（3）C类：成型———焊接———涂装———装配；（4）D类：钢板预处理———成型———焊接———机械加工———装配。通过上述我们发现，A、B、C类在实际处理过程中都需要进行涂装处理，只是其流程存在差异而已，这主要是由于结构件本身特点及企业对结构件的要求不同而导致的。

1.2涂装工艺的选择

在对工程机械结构进行涂装的过程中，首先我们需要清楚的了解结构件的表面是否需要进行漆化，若需要漆化的结构件，技术人员首先应涂刷一层底漆，然后在对其进行刮涂、打磨等处理；而如果不需要对结构件进行漆化，那么技术人员只需要对其涂抹底漆。其中需要漆化结构件的具体工作流程是：脱脂———除锈———喷底漆———烘干———冷却———刮涂腻子———干燥———打磨———烘干———冷却；而不需要漆化结构件的具体工作流程是：脱脂———除锈———喷底漆———烘干———冷却。

二、对结构件进行涂装之前的处理工艺与设备

对于结构件进行涂装的主要功能是为了使结构具有美观性特点以及防护性能。但是在实际工作中，我们需要清楚的知道，如果结构件表面锈蚀或者存在油污，那么漆膜也就不易附着于结构件表面，影响到其处理质量。

2.1脱脂工艺与设备。从上述涂装流程中不难看出，脱脂与除锈是涂装处理前的关键工作环节。结构件在焊接过程中，为了避免其出现飞屑，技术人员可以在构件的表面涂抹一层防飞溅剂，而当前使用的防飞溅剂大多以油为基础，这种虽然能够避免焊接过程中出现飞屑，但是却影响到漆膜的附着能力，这给构件的涂装处理加大的难度，或者技术人员将切削油应用在构件处理当中，虽然达到了冷却以及的效果，但是其中同样存在一定的油基成分，因此在实际工作中对于漆膜的粘结力同样有很大的影响。因此相关技术人员在对结构件进行涂装之前，必须要对其进行脱脂工艺，避免结构表面存在油污而影响到漆膜的粘结力。如果在结构件表面少部分存在油污，那么技术人员只需采用相应工具将其撒施即可，而如果大部分都存在油污，那么技术人员则需要采用碱水、热水等将其进行彻底清理，这样才能够将表面的油污去除干净。

2.2除锈工艺及设备。当钢材闲置不用存放在仓库时，受到外界空气因素的影响，材料表面也就会出现锈蚀现象。而这同样会影响到漆膜的粘结性，若技术人员没有对其进行合理的处理，漆膜即使能够附着于材料表面，但随着时间的推移，其效力也就会很快失去，最终缩短了结构件的使用寿命。因此我们必须要采取有效方式对其进行除锈处理。在除锈过程中，技术人员可采用人工喷丸与自动抛丸两种方式进行处理，这两种不仅能够去除结构件表面的锈蚀部分，还能够提高其平滑度，提高漆膜在结构件表面的粘结性。喷丸和自动抛丸在除锈效果上相差不大，但选用时要根据生产的规模及工件的外形尺寸而定。大规模生产的应选用自动抛丸，小批量且外形尺寸较大的应选用人工喷丸。这是因为自动抛丸设备投资大，但效率非常高；而人工喷丸效率较低，工人劳动强度大，工作环境恶劣，但设备投资较小，喷丸室可以做得很大，喷射距离可以调整，具有较大的柔性，适应性更强。

2.2.1抛丸除锈工艺。由于抛丸除锈效率和自动化程度都比较高，不受工件外型尺寸、质量的限制，而且最为经济。因此，在工程机械结构件涂装前处理中获得广泛应用。另外，抛丸还用于铸件的落砂清理，齿轮的表面强化、焊接件的应力去除等。工程机械结构件采用抛丸除锈，不仅起到了涂装前处理功能，还起到了让焊缝释放应力的作用。抛丸的工件首先要脱脂，否则工件上的油污会污染循环使用的弹丸，从而使本身不带有油污的工件受到污染，并因吸附粉尘而影响到漆膜附着力。抛丸除锈的一般工艺如下：屏蔽加工面─上线─抛丸─去屏蔽─清理─下线。抛丸处理后下线的工件可进入喷漆线进行喷漆，但喷漆前还应进行吹扫，彻底去除表面残余粉尘。为了提高漆膜附着力，有的企业还在喷漆前采用溶剂喷淋清洗。

2.2.2抛丸设备及其选用.抛丸设备由供丸系统、喷(抛)器、弹丸循环系统、除尘系统、工件输送系统、电气控制系统等组成。吊钩式旋转抛丸机是最为常见的一种抛丸设备，它由两个吊钩装载工件交替进入抛丸清理室进行抛丸清理。双钩式抛丸清理机处理的工件一般尺寸不会太大，设备相对简单，投资相对较少。

2.2.3丸料。辅料价格不同，其性能就不同，抛丸处理效果不一样，耐用程度不同，消耗也不一样。相关研究表明，在白口铸铁丸、脱碳退火铸铁丸、铸钢丸、钢丝切丸4种丸料中，价格最低的是白口铸铁丸，综合效果评价最差的也是白口铸铁丸；铸钢丸虽然价格最贵，但综合效果评价最好；钢丝切丸的价格和综合效果评价则介于两者中间。在抛丸和喷丸应用的发展上，自动化抛丸的比例会越来越大，而人工喷丸的比例会越来越小。而且，随着抛丸设备大型化的发展，其处理能力和应用范围越来越大，同时，吊具的使用使设备生产柔性增加。

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2012）10-144-001

一、引言

《机械设计基础》是我院机车专业学生必修的一门重要的专业基础课程。通过本过程的学习，要求学生掌握机械设计的基本原理和设计方法，为将来从事轨道车辆检测维修、运行维护、车辆制造等工作打下坚实基础。本文通过对机械设计基础课程教学的实践，初步提出该课程以工作过程为导向，对课程进行了工作任务分解，以提高学生的能力。

二、传统教学方式

机械设计基础主要内容是机械原理和机械零件，主要讨论机械设计与制造的基础知识和常用方法。传统教学方法，授课内容多，而实践教学课时一直在压缩；即使是实践教学部分，仍以劳动性操作为主，对学生独立获取知识能力和创新思维能力培养不够。教学手段不尽如人意，很难取得好的教学效果。

三、教学改革的探索

1.基于工作过程的课程标准

课程标准是对一门课程从设计到实施的标准化规定，包括课程的性质、任务、目标、内容和实施等。它是教材编写的重要前提、是课程组织与实施的纲领性文件、是教师教与学生学的依据、是课程考评的重要依据，是教育与企业标准相融合的媒介。我们在《机械设计基础》课程标准实践中，充分发挥其导向性，引导教师和学生把教学的重点从掌握系统完整的学科理论转到增强学生的技术应用能力为主。

首先要确定课程理念，它是制订课程标准的指导思想。我们以工作过程导向为课程指导思想，以机车专业学生岗位中机构和零件的①运行、维护、保养；②装拆、修配、改装；③检测、调试、查阅标准资料等典型工作任务为课程的能力主线，把课程归纳为上述三个职业核心能力。其次是确定课程总要求即课程的口标与专业培养口标一致。内容的组织突出能力培养，保持知识、技能、态度三者的协调统一，融合职业标准并高于职业标准。从宏观上说明通过本门课的学习，学生应掌握哪些知识、形成哪些核心能力与技能、养成哪些素质等。例如，在机械设计基础课程中，围绕职业核心能力，确定学生应掌握的三个学习情境（工作任务模块）：常用机构技术应用、常用传动技术应用、常用零部件技术应用。形成机械设备检修、维护、调试等职业工作能力与技能，树立承担机械设备检修的安全责任心，培养良好的职业道德。

再次是确定学习目标与内容以就业为导向，以课程核心能力的培养或技术的形成为主线。通过典刑工作任务开发学习情境。以工作过程中常规性工作任务的技能和技术制定学习目标，产生学习内容

2.编写配套教材

传统的教材，是高等职业院校兴起后编写的试用性教材，是大学机械原理和机械零件以及原中专校机械原理和机械零件教材的大融合。教材中既有深奥的理论推导，又有许多知识的重复；新知识、新技术体现较少；章节编排不合理，不能适应高职学生的学习需要。

工作过程系统化，课程改革需要配套教材，关键在于课程的内容和结构是基于工作过程的系统化，而不是学科的系统化。教材的编写以职业工作过程中应用的经验和策略的习得为主，以适度够用的概念和原理为基础，整个过程中贯穿着“怎样做”、“怎样做更好”。机械设计基础的课程内容采用工作任务驱动。在课程内容的每个项目中，确定特定的“行为领域和学习领域”，每个“学习领域”都反映了组成某项工作过程的“行为领域”。为了确保每个“学习领域”都与整体工作过程相关，每项工作任务都应被看作是工作系统中的一个组成部分，而不仅仅是一个独立的工作任务

2.教学过程的改革

第一，组织多种教学形式，除了板书、讲解等，还要联系生活经验或具体事例来创设情境，活跃课堂的气氛，促进学生的思维。

第二，精心组织教学内容，把握重点，分解难点。

第三，教学与生产劳动相结合。把学生带到校内外实习基地，进行现场教学和生产劳动。课程中学到的很多机构，在机床中都有应用，如带传动、链传动、凸轮机构、齿轮传动、螺旋传动、液压传动等。例如，在学习螺旋传动原理时，让学生观察数控机床工作台的运动和普通机床工作台的运动，数控机床工作台的运动相较于普通机床工作台的运动，运动精度要高得多。经观察、思考，了解到数控机床工作台的运动，是借助于滚珠丝杠来实现传动的，而滚珠丝杠传动是滚动摩擦，因而效率高、精度好；而普通机床中所采用的只是普通的T形螺纹传动，而普通的T形螺纹传动螺旋之间摩擦是滑动摩擦，所以效率低、精度较差。通过比较学习，使学生在实践中获得知识。

第四，教学手段现代化。教材中抽象的原理较多，教师难以用语言描述清楚，如齿轮传动的啮合原理。因此，教学中可以借助多媒体、幻灯片、视频甚至机械零件实物进行辅助教学。在课件中将抽象的内容制成二维和三维动画，将生产场面制成视频影像，让学生有身临其境的感觉，在较短的时间内接受更多的信息。

四、改革考核方式

期末的考核有两个目的：一是考察学生对本课程学习内容的掌握程度；二是检验教师的教学效果，以改进和提高教学质量。基于工作过程的教学改革是以实际工作任务为核心，有笔试，考查对知识的储备和知识理解的深度；也有技能操作考试，主要考查以职业技能为主的机械设计应用能力，如减速器的设计。

五、总结

工作过程导向的职教课程能够让学生获得一种全面的、和谐的、切实有效的教育。这种课程模式在国际上已经非常普及。

我国的职业教育主要是学校教育，应该以综合职业能力发展为培养目标，应该注意教育课程与培训课程的区别；职业教育的学习领域课程是以一个职业的典型工作任务和以工作过程为导向的完整教学单元。职业教育的特点应该转向：学习的内容是工作，通过工作实现学习。

科研基金项目YQ1102

参考文献：