传统的机械原理课程设计教学中多以机构的分析为主，这并不利于学生设计能力和创造新兴事物的能力的训练与提高。该课程设计通常用两种类型的题目：一类题目是选用对典型机构进行运动分析和动力分析；一类题目是根据某些功能，要求对确定的机械运动系统来进行方案设计，并对机械中某一机构进行设计，两类题目的侧重点不同，前者偏于分析，后者注重设计。设计内容有导杆机构的设计；两个指定位置的图解法机构运动分析；图解法的让刀凸轮机构设计。这类课程的设计一般集中安排在两周内完成，时间相对来说比较短，设计过程中学生很难一次性圆满完成，一般需做修改，甚至修改多次，所以手工书写、手工绘图图面质量都将难以保证。
如何有机整合分析与设计内容是提高该实践教学质量的关键。它应以培育学生的创新设计能力为主，机构分析为辅而开展的一次实践性教学，如果以机构的分析为主，将会削弱学生在方案设计方面的训练。机械系统的方案设计是整个机械设计的第一步，也是最具创新性的一个环节，方案设计的好坏将直接影响到机械设计产品的性能优劣及其在市场上的竞争力。机械系统方案设计最重要的包含执行系统和传动系统的方案设计。其中执行系统的方案设计是机械系统方案设计的核心，其重点是执行系统的功能原理的设计，执行构件的运动规律设计以及执行系统的协调设计，根据设计结果可绘制出机械工作循环图。，图3a为某一金属片冲制机的工艺动作分解（分别为送料、冲制、退回等），它以主轴为定标件，冲头和送料以主轴的转动角度为基准绘制而成。为提高生产率，各执行构件的工作行程允许局部重叠。在课程设计教学中，为了使所有的学生都能基本完成设计任务，题目难度应具有一定的开放性和伸缩性。在内容上可以扩展，进一步延伸至后续教学的机械设计课程设计，凸显出教学的连续性，使学生得到更系统，更完整的实践训练。学生通过收集资料、方案设计和课堂讨论等方法，能获得一次较为全面的创新设计的初步训练。如设计题目可以只给出机器需实现的功能要求，老师能够给大家提供一种实现该功能的典型机构，让学生对此机构做多元化的分析。在此基础上，要求每个（组）学生再提供一种新的方案，可以是执行系统的方案，也可以是传动系统的方案，以此激发学生，充分的发挥其主观能动性，使其认真查阅资料，独立思考，积极创新。最后汇总方案，评选出几种较好的方案，通过讨论与比较方案的优与劣，达到提升学生分析与创造新兴事物的能力的目标。如在牛头刨床中实现刨头的慢进快退功能可采用连杆机构、凸轮机构。连杆机构中可采用各式各样的滑块机构，凸轮机构能够使用平面或空间凸轮机构，还能够使用组合机构。由此将衍生出很多传动机构，再从实现功能的难易、传动性能的好坏、结构的合理性以及经济性等方面给予评价。
在当前的教学中，课程设计环节一般要求手工书写计算说明书和手工绘图。但是，现代机械设计根本离不开计算机技术的应用，所以在课程设计中，应用计算机辅助分析与设计技术也是将计算机理论知识得以实际应用的一次实践活动。因此，要积极鼓励学生努力将计算机技术应用到课程学习当中，提高其学习兴趣，同时避免手工书写、绘图慢且不容易保证质量的弊端。在上述方案确定之后，机构的尺寸参数、机构的运动分析、工作循环图绘制、飞轮设计及绘图等应用计算机技术之后，能够获得精确的计算结果，分析或设计修改较为方便，可以较快地得到修改后的结果。如改变某一机构尺寸参数，此改变参数对机构运动性能和动力性能的影响能够最终靠计算机技术分析快速获得。同时，还能更加进一步利用计算机仿真对整个机械系统的运动规律进行演示和研究。当然，做到这一步是需要较为扎实的计算机功底，所以应用计算机完成工作量的比例应给予认真考虑，因材施教，避免造成以计算机应用为主的实践性教学。
一般理论考试每题每个步骤都有得分计算，但是课程设计没有，最终成绩也几乎都是五分制计，即优秀、良好、中等、及格和不及格等五个档。这就使成绩的评定容易带有一定的主观性和随意性，从而失去可信度，这将在学生中产生很不好的影响，某些特定的程度上打击了认真学生的积极性，又助长了不主动学习学生的惰性。所以考核要有其合理性、科学性。考核分教学过程和课程设计成果两部分进行。教学过程是指从学生拿到设计题目开始，到整个设计过程结束，指导教师应掌握每一个学生的具体进行情况，并作简略的记录，做到评定有据可查。课程设计成果是指学生最后上交的材料，可组织2～3名教师组成的答辩小组进行答辩，这样做才能够检验学生学习的扎实度，也可某些特定的程度上检查出学生是否有抄袭行为，同时还可当作学生毕业设计答辩的一次简单训练。
机械原理课程设计是学习机械原理的重要实践性环节，也是机械类学生大学四年中接触“工程设计”的第一个环节，对学生树立工程设计的观点，培养自学能力、独立工作上的能力、创造新兴事物的能力，应用现代工程工具的能力有着无法替代的巨大作用。
我校机械原理课程设计从原来一个题目：锁梁自动成型机，以图解法进行运动分析为主，发展到今天10个题目以上，以计算机解析法VB编程进行运动分析为主，可以说有了非常巨大的进步。但由于各方面原因，目前我校机械原理课程设计与现代工程的实践与应用慢慢的出现差距和不足，主要体现在以下几点：
1.1 VB编程对机械类一般学生难度过大，很多连主程序都弄不清，更不可能自己编写子程序。而掌握计算机编程技术是一个长期过程，兴趣是关键，如果学生没有编程基础和兴趣，此方法很难推广应用。此外，指导书中包含的基本杆组运动分析子程序只有3个，许多学生在设计机构时很受限制，许多想法都因为缺乏相应杆组子程序而不能够实现，只能按“套路”重新设计，严重束缚了学生的创造能力。
1.2 机械原理的教学已经从传统的以机构运动和动力分析为主，转向以机械系统运动方案设计、机构的综合为主。因此，机械原理课程设计应该更多的侧重方案的选择和拟定，而在现行课程设计过程中，学生必须花大量的时间熟悉编程进行运动分析，有些学生为了赶进度，没更多时间考虑并优化方案，草草定案反而成为主流。
1.3 随着现代工程技术的不断迅猛发展，以Pro/E、UG、CATIA等为代表的CAD/CAE/CAM软件慢慢的变成了现代机械工程行业中不可或缺的工具，作为机械类学生如果不了解、不会应用现代工程软件就会与时代脱轨，就会在社会求职中缺乏基本的竞争力，也不符合地方高等院校“培养社会需要人才”的办学理念。
基于上述原因，对原有机械原理课程设计方法与内容做革新，在设计过程中引入现代工程软件的应用，使学生在设计中更着重于机构运动方案的研究，提高学生的工程实践能力成为我校机械原理课程设计的改革重点。现以我校“09级机自专业机械原理课程设计”为例进行说明。
以”旋转型灌装机”设计为例，首先是根据设计任务书中的要求确定并绘制最终的机构运动方案草图，初步估算各构件的基本尺寸。其次，根据所得相关尺寸参数利用PRO/E进行各个零件的构造，再依次组装，完成后利用PRO/E自带的机构运动分析模块对机构进行运动仿真及分析并输出结果。整个构建及分析步骤如图1-4所示。
原有机械原理设计在完成机构运动方案设计和计算后，学生进入上机操作阶段，要消耗大量时间用VB编写机构运动分析相关程序才能进行有关的运动分析。而新模式下应用PRO/E等现代工程软件对机构运动方案中涉及到的构件做构建和组装，完成后可以每时每刻运行机构分析，还可以观察机构的整体运动轨迹和各构件之间的相对运动，输出各构件的运动轨迹和运动速度图，并且能进一步对机构的运动方案作对比分析和参数分析，实现机构的创新设计，从而使机构方案设计更加直观、生动、高效，大幅度的提升了学生的积极性、主动性和创造性。
[1]牛鸣岐，王保民，王振莆.机械原理[M].重庆：重庆大学出版社，2001.
机械原理课程一直是我国机械类专业的一门重要的技术基础课，从机械类课程的体系来看，机械原理课程起着承上启下的作用。力学、机械制图和金工实习等课程使学生有了机械设计的理论基础和初步工程背景，从机械原理课程开始步入培养设计能力和创新意识阶段。因此在面向应用型人才培养的教学改革中，机械原理课程的教学改革长期处在前沿和热点的地位，起着举足轻重的作用。机械原理课程是机械系统模块设计和机器人技术的重要基础，与现代机械设计紧密关联。显然长期以来以机构分析为主的教学模式已不能适应时代对人才培养的要求，尽管人们已经意识到这一点，但目前在机械原理课程中，存在的普遍问题是对设计能力和创新意识培养效果不够明显。
因此，通过对专业培养目标及机械类课程的分析和研究，根据机械原理课程地位、内容和特点，我们提出面向设计的机械原理教学改革的指导思想，即以机构设计为主，具有机械系统方案设计能力为目标。
由于我国过去传统机械行业主要是以引进先进的技术消化吸收为主，机械设计是以经验加经典理论分析计算的模式，因此机械原理课程一直是以机构分析为主的教学体系，它的优点是可以培育学生扎实的机构学理论基础，而忽视了对学生综合设计能力和创新意识的培养。明显问题是学生到了机械系统模块设计课程及毕业设计时还不具备应有的机构设计能力，21世纪已进入技术创新的时代，现代机械设计需要的是设计和创造新兴事物的能力。过去机械原理课程教学体系的弊端在近年来应用型人才培养中日显突出。为此，机械原理课程以机构分析为基础，机构设计为主来构建教学体系和组织教学内容。
围绕机构设计展开教学。机械原理课程的重点内容是各种常用机构的设计及应用，以机构设计为中心组织教学内容，对于典型机构，加强机构特性、应用特点讲解，重点讲解机构的组成、演化变异，培育学生的分析问题和创新思维能力。减少和理论力学重合的分析部分内容，系统讲解机构的运动分析和动力分析。避免过去机构设计建模时，单一强调数学方法，善于考虑实际要求和条件，学会运用工程化的建模方法，解决设计问题。机构设计有图解法和解析法，图解法在过去的工程设计中起到过重要的作用。随着计算机技术的发展，现代机械工程设计已进入建模加计算机辅助设计时期，解析法越来越得到人们的重视和认可。但图解法简便直观，有助于学生对基本概念、基本理论的理解。因此，在教学中机构设计以解析法为主，图解法主要用来进行机构分析，为设计服务。现代机械设计发展较快，机械原理课程应能反应机械设计的新成果、新技术，而课程有些内容已显陈旧、没有实际意义。我们针对机械原理课时少、内容多的矛盾，删去课程中一些陈旧、过时的内容，如对连杆机构设计的图解法，删去实验法和图谱法，保留实用的、对机构分析有用的内容。对新成果和新技术的讲解，采用介绍性的方法，让学生了解所学知识的发展前沿，开阔视野、培养学习兴趣和创新意识。
在课堂中适时引入现代设计的技术和方法，使教学改革跟上发展的步伐。现代工程技术中已有多种对机械系统来进行计算机辅助设计的方法，解析法是建模加计算机辅助设计。一般课堂教学中，解析法一般讲到建模，学生对解析法的学习处于方法原理阶段。在教学中通过典型机构例子演示编程及工程软件的应用。如在曲柄连杆机构教学中，用解析法建模后，演示用matlab编程，输出构件的运动和动力学分析曲线，向学生讲解机构设计过程。引入动力学分析软件（ADAMS），采用交互式的图形环境，创建参数化的机构模型，再对模型进行运动学和动力学仿真分析。机构设计通过教师快速建模、生动的动画及分析图形的输出，使学生进一步理解机构动态参数化设计过程，认识工程新技术的应用，提高学习的兴趣，增强设计能力。
机械原理课程使学生开始接触专业及机械设计类问题，对培养工程意识和系统观念至关重要。
机械原理课程机构内容部分，各章是一种不同的、独立的机构。在课程中，机构是由线段和符号构成的平面图形、机构分析和设计多为数理计算，内容是孤立的、静止的。由于学生又缺乏实践知识和工程背景，学习起来感觉枯燥，机械原理课程一直以来被认为是难学的课程。机构来源于机械，因此，我们在教学中采用从机械系统入手，提取和分析常用机构，进而设计机构的教学思路。在每种机构的讲解前，先搜集并放映一些典型机构系统的动画实例，使学生先了解该种机构在机械系统中的位置和作用，进行机构分析时，单一、静止和孤立的机构变为机械系统中动态的机构，通过机械系统学习机构，了解机构的工作原理、作用，不但有助于分析理解机构，重要的是认识了系统中的机构。再进入机构设计环节时，学生容易用动态开放的思维、系统的观念进行思考，有利于培育学生机构运动方案设计能力。另外在教学中，尽可能多的引进相关的工程实例，介绍机构的应用，开阔视野。同时启发学生到生活中找机构应用实例和要设计或改进的小课题，通过讨论课、小作业等形式，从多环节培育学生工程意识。
实践教学是培育学生工程设计能力的重要环节。机械原理课程由理论教学、实验教学和课程设计三部分构成。应注意机械原理教学中理论教学与实践教学的关系，合理的安排实践教学。
实验教学是培育学生动手能力和工程实践能力的重要环节，还有助于形象思维能力的培养。以前实验课时间由实验老师安排，没注意实验的时效性，实验应该与理论课同步进行，才可能正真的保证教学效果。例如：机构运动简图绘制是难点内容，“机构的测绘和分析实验”应尽量安排在课后尽快进行，学生是刚开始接触这门课程，及时配合实验，对教学能起到事半功倍的作用。机械原理课程设计是培育学生设计能力的重要环节，内容主要有机构运动方案的选择和设计计算，要求用解析法完成。机构运动方案设计最能体现灵活性和创新性的关键。过去机械原理课程设计安排在课程之后，时间较紧，学生主要时间和精力用于建模、编程等内容，一些学生对计算机编程不熟，更是草草了之。课程设计达不到培养设计和创造新兴事物的能力的目标。为此我们将课程设计的题目从开课就布置给学生，让学生带着问题去学，有充分的时间进行机构运动方案设计的思考，鼓励学生进行开放性思维，提出较多机构方案作比较和选优。改革后的课程设计教学，从教和学的层面都从系统机构设计问题展开，且贯穿于整个教学过程中，有效保证了设计质量。另外，在教学过程中，鼓励学生观察实际生活和工程实践中的机构，根据教学节奏自拟课程设计题目，培养观察和发现问题的能力的同时，有效提升了学生的兴趣并激发出设计冲动和创新意识。
创新是设计的灵魂。在教改中将创造新兴事物的能力培养确定为我校机械原理课程教改的主要目标之一，着重研究创新思维方法的培养。通过一系列分析影响大学生创新思维的教育学因素，在机械原理的教学中，将创新思维方法的培养贯穿于理论教学、实践教学整个教学环节，从教学内容、教育学生的方式多方面改革，全方位营造创新环境，通过改变传统继承式教育模式，避免满堂灌的套路式教学，多用启发式、讨论式教育学生的方式，激活学生的思维。将创造性思维方法贯穿于教学过程中，培育学生创新意识和发散思维能力等。运用多媒体立体化教学培育学生形象思维能力。给实践性教学环节提供足够的时间和空间，为学生营造创新环境，激发创新兴趣。鼓励学生参加机械设计竞赛，提高、彰显和检验创造新兴事物的能力。我校自浙江省第一届机械创新设计大赛开始参赛，且连年在大赛中获奖。近两年来，在我校学生“全国三维数字化创新设计大赛”中取得一等、二等和三等奖的好成绩。图1为2010年全国一等奖作品风火队—“大力水手”号挖掘机的虚拟样机，图2为2011年全国一等奖作品“开拓者探险车”的总体设计图。
面向设计的机械原理的教学改革在我校已进行多年了，几年来，学生学习兴趣逐步的提升，学生越来越能接受新的教学模式，从学生的学习热情和考试成绩，以及连年机械设计大赛中逐年取得的好成绩，证明我校机械原理课程教学改革在培育学生的设计能力方面是有效和成功的。
[2]黄昌华，郭庚田，白彩勤.采用三层次培养方案进行机械原理课程教学改革[J].清华大学教学研究，1995，（01）：47-49.
[3]郭卫东.机械原理课程教育学生的方式和手段的改革与实践[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008，（26）：56-59.
《机械设计》是高职机电类专业的专业基础课，对其他课程的理论教学和相关实训顺利开展有着重要的基础性支撑作用。基于工业4.0与产业升级的大环境，机电类的专业课程教学改革已经大量增加先进的自动成形设备、自动化生产线、工业机械手、多元自动化输送装置等人机一体化智能系统设备内容，作为机电类的专业基础课的《机械设计》必须在课程内容、模式上有所创新，增加智能制造相关联的内容，并改变传统授课方式，为后续相应的课程与实训提供支撑。
智能制造所涉及的岗位技术要素和知识点在《机械设计》课程中均能找到相对应内容。机电类高职培养的是面向企业工程设计与生产一线的技术技能型人才，教学内容一定要符合当前技术发展的新趋势，必须包含人机一体化智能系统所涉及的技术要素，必须经历完整和系统性的工程设计训练才能满足智能制造工程对从业人员的要求。
传统《机械?O计》课程在知识内容上按章节安排内容做学习，缺少整体机构和设备的系统性。没有面向人机一体化智能系统相关机构和设备做整合知识内容与安排工程设计训练；高职机械类课程教学体系中一般不开设《机械原理》课程，而在实际的智能装备精密机构零部件设计中核心的设计要素往往要涉及《机械原理》中的相关联的内容，而目前的高职《机械设计》课程内容并没有将《机械原理》中一些必要的内容融入进来。所以使得在实际机械工程设计应用中最重要的两块内容不进行很好的整合，导致学生难以在实际的工程设计中得到很好的应用，整体设计水平较低，达不到智能制造设备设计要求。
通常在《机械设计》课程完成后，开展2―3周左右的《机械设计综合实训》，虽然实训内容是对《机械设计》所需内容的综合应用训练，但目前的实训主要内容仍然停留在简单传动装置的设计―圆柱齿轮减速器的设计，虽然涵盖了部分《机械设计》的内容，但其设计理念、方式、流程与智能制造装备完全不同，实训基本偏向于培育学生对机械设计流程的理解，没有面向人机一体化智能系统装备机构设计开展，达不到培养技术、技能型机械设计人才的目的。
1.面向智能制造与工程设计训练模式，重新整合《机械设计》课程内容。将智能制造设备做教学化提炼与改造，形成适合进行工程设计训练模式的项目案例，通过案例的分析与讲授完成《机械设计》所涉及的相关联的内容的学习，并进行延伸扩展，在知识学习完成的基础上学生可自行进行工程设计训练。
2.设计与整合实训过程。引入工程设计训练模式，《机械设计》课程完成后，有必要进行的《机械基础综合实训》整合到《机械设计》课程之中，将原来的一个减速器设计实训项目改变为多个针对人机一体化智能系统设备、机构、结构的小项目，涵盖更多的课程内容知识点，将原来独立的实训融入到课程教学当中，面向人机一体化智能系统设备的针对性更强，做到完成一个阶段的授课学习之后就进行各分项目的工程设计训练，边学边练。改革现有的《机械设计》课程标准，面向智能制造设备的机械设计，精细化分析解构知识要素和能力要素，将提炼整合出的项目融入到新的课程标准的内容中。并精细化到课时数，子项目数，形成新的面向智能制造，且适用于高职层次的《机械设计》课程标准。
3.改革课堂教学授课模式，引入多种方式方法完成课堂授课任务。通过信息化教学平台、课程教学微信、翻转课堂、微课、学生分组学习汇报等多种形式辅助完成课堂教学，增强授课形式的新颖性，增加互动，提高学生学习兴趣，使学生对《机械设计》课程内容与智能制造相关知识有了更好的理解和掌握。
指出“谋创新就是谋未来”，“科技发展的方向就是创新、创新、再创新”。面对复杂的国内外形势以及我国的改革环境和发展任务，“创新”慢慢的变成了21世纪产品的重要“代言人”。作为培养人才的高等教育领域，格外的重视学生的创新设计与实践能力培养，努力培养出高等创造型人才是高校教师责无旁贷的责任。①
机械原理主要研究机构组成原理、常用机构的特点及应用与设计、机构运动学及机构动力学、机械系统的方案设计等问题，②是学生掌握设计能力、提高创新思维的重要知识基础，因此，有着其他课程不可代替的作用。③
机械原理是高等院校机械类专业的一门十分重要的主干技术基础课程，这门课程的最大的目的是让学生认识和了解机械、为机械类有关专业课程学习打好理论基础，更重要的是为机械产品的创新设计、现有机械的合理使用和革新改造打下良好基础。
目前，在机械原理的教学过程中，教师一般较为注重于去“教”机构原理、运动学及动力学分析这些基本知识。通常老师讲解得仔细透彻，但学生往往自主学习能力不强、不够积极，且机械原理有些知识比较抽象，很多学生头脑中对一些机构没有感性认识，因此往往不能很快掌握、进而问题遗留拖延，导致积累更多问题，课堂效率低下。④
目前，我校机械原理的教学模式仍然偏重于理论知识的教学，且学生对课程中涉及到的常用机构普遍缺少直观认识，因此对一些内容不能做到很好理解。机械原理是机械类专业一门重要的专业基础课，由于不能将课堂上学到的原理知识与实践相结合，因此很多学生对老师讲解的知识难以理解，很难打好机械入门的基础。尽管机械原理课程也有相应的实验环节安排，例如认识机构、机构运动简图绘制等，但多数学生基本上走马观花，对机构认识很肤浅，仍然不能与课堂上学过的机构、原理联系起来，故实验效果很差。
机械原理目前多采用多媒体教学辅助教学，在课件中也有大量机构及其原理的应用实例，但由于课堂教学学时有限，有些学生没有生活、生产中机构的实际应用概念，故不能很好地将这些实例与理论知识联系起来，这些都造成了理论教学与工程实践的脱节。
机械原理课程中，有些内容是比较枯燥的，在授课过程中若无法激发学生的兴趣和能动性，那么学生对课程知识的掌握就更加不理想。机械原理课程是设计道路上的第一道关口，学生创新设计能力是机械原理教学中很重要的环节。很多学生有许多新颖的构思和创新的思想，但教师不能很好地引导他们将机械原理理论知识融入到创新设计中，不能开拓他们的创新思维，因此学生不能充分的发挥想象力和创造性思维，不能将课堂上学到的知识灵活应用于实践中。
目前，国内外高校都十分重视培育学生的科学技术创新能力，我校机械原理课程建设结合理论知识与工程实践之间的密切联系，突出了对学生综合设计能力、创造性思维及创新设计能力的培养。在创新设计能力培养方面，特别提出通过参与教师科研项目、科技创新模块等加强对学生能力的培养。⑤
在课堂教学模块中，动力设计模块、机构设计模块为机械原理的基础模块，通过其学习使学生掌握机械原理机构分析、机构设计的基本原理和方法。另外，综合设计模块是前两个模块的延伸和提高，主要进行机械系统方案的设计，要求学生在所学机械原理理论知识的基础上，结合各种实践经验，充分发挥个人主观能动性及想象力，灵活运用现代设计理论和方法、技巧，设计出新颖独特、节能高效、紧凑灵巧的机械系统，这些对于培养工科机械类专业学生的综合设计水平、创新设计能力有尤为重要的意义。
在实践教学方面，包含实验教学模块、课程设计模块和科技创新模块。前两个模块注重对学生机械原理基本知识的实践掌握和巩固，科技创新模块则注重于鼓励、支持学生参加政府、教育厅等各部门举办的各类科技创新竞赛活动，将所学理论知识应用到实践中，以提高他们创新设计的能力。
在机械原理课堂教学中，把教师的科研项目、科技创新的理念融入其中，加强对学生创新设计能力的培养。根据自己的科研项目开展相关机构创新的教学内容，例如在学习平行四边形机构时，结合科研项目码垛机器人手臂、钢制容器壁面爬行机器人手臂的研究，使学生加深对平行四边形机构运动特征、应用、设计及其存在问题的深入理解，鼓励学生将所学机械原理理论知识与科研项目中实际设计结合起来，这样既提高了学生学习机械原理的兴趣，掌握、巩固并应用了所学的理论知识，又极大提高了创新设计能力和工程实践能力。
为了提高学生的创新设计能力，学校建立了三个层次的大学生课外科技创新活动的组织机构和保障、各种奖励措施对学生的课外科技活动提供制度及物质保障。⑥其中，第一层次为学生科技创新领导小组，由学校领导和有关职能部门牵头，另外由各领域知名专家教授组成，负责课外科技创新活动的发展规划和开展、筹集活动资金、工作协调及评比表彰等;第二层次为教学管理与服务组织，主要由学校教务处、科研处等具体实施、监控部门以及各二级学院的教学管理部门组成，负责课程教学过程的具体设计和组织实施、质量监控等;第三层次为课外科技创新活动组织实施，由共青团、学生会、各类学生社团等组成，负责课外科技创新实践活动的规划与具体实施。学校相关部门制定各类科技活动及竞赛奖励办法，依据参加赛事级别及获得奖项名次等级及时给予相应的表彰与奖励。
通过这些课外科技活动组织、保障措施和激励机制，能持续鼓励、支持保障学生参加各类课外科技创新实践活动，如山东省挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛、山东省大学生机电产品创新设计竞赛、山东省大学生科技创新大赛。学生根据竞赛主题与相关要求，结合所学理论知识，充分发挥想象力和创造性思维进行构思设计，构建产品的虚拟样机或实物模型，将理论与实践结合，极大提高了创新设计和工程实践的能力。
目前，各种科技创新竞赛活动已成为大学生素质教育的重要项目。在课题组相关老师参与及指导下，学生能够在学习机械原理课程过程中或者结束该课程后，积极参加各种创新设计竞赛。在近几年参与大赛中，取得全国大学生机械创新设计大赛中二等奖2项，全国大学生过程装备创新与实践大赛中二等奖1项、三等奖2项;在第十四届山东省挑战杯学生课外学术科技作品竞赛中获得特等奖并推荐进入国赛;山东省大学生机电产品创新大赛中获一等奖9项、山东省大学生首届科技创新大赛一等奖1项、山东省电子产品设计大赛中获得一等奖1项等等。这些荣誉和奖项极大鼓舞了大学生们参加科技创新实践活动的积极性，提高了他们学习机械原理等课程的兴趣，更重要的是提高了将理论知识与实践相结合的能力、创新设计的能力。
创新设计能力是工科机械类专业学生培养过程中非常重要的一个环节。本文分析了机械原理课程教学现状及其存在问题，提出在教学过程中融入创新设计，将科技创新实践与教学活动相结合，鼓励支持学生参与教师科研项目、参加各类科技创新竞赛。通过在教学活动中实践，极大提高了学生创新设计与工程实践的能力，取得了预期效果。
① 袁爱霞，高中庸，李宝灵.机械原理与机构创新设计[J].高教论坛，2007（6）：78-79.
③ 侯莉侠，侯俊才，郭红利等.在机械原理课程教学中引入创新设计的探讨[J].中国教育技术装备，2014（24）：139-140.
④ 巫海平.机械原理教学与创新设计相结合的实践与探索[J].职业技术，2013（6）：149-150.
摘要：“机械设计”课程设计是机械设计课程学习的一个重要环节。结合“卓越工程师培养计划”的基本要求，针对“机械设计”课程
基于卓越工程师培养的“机械设计”课程教学改革 环境工程专业基于“卓越工程师计划”的课程设计改革 基于“卓越工程师培养计划”的工程管理专业课程设计改革研究 机械设计课程设计的改革探索 面向卓越工程师培养的《机械设计》教学改革与实践 基于给水排水卓越工程师培养的课程设计实践教学方法改革 基于培养卓越工程师的机械优化设计课程改革研究 基于创造新兴事物的能力培养的机械设计课程设计改革探索 卓越工程师教育培养计划框架下机械设计教学特点 基于3D技术的机械设计综合课程设计教学改革 《机械设计》课程设计的教学研究 轮机工程《机械设计基础》课程设计改革与实践 CAD/CAE在机械设计课程设计教学改革中的应用 论高职《机械设计基础》课程设计的教学改革 浅谈高职《机械设计基础》课程设计的改革 机械设计课程设计的改革研究与实践探索 机械设计课程设计现状与改革实践的探索 基于卓越工程师计划的“机械原理”课程改革与创新 机械类卓越工程师培养计划中机械基础实验改革的探索 卓越工程师计划下物流专业综合课程设计研究 常见问题解答 当前所在位置：l.
[2]任济生.机械设计基础课程设计[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.
[3]席本强，王琦，曲辉.机械原理课程设计的创新型教学模式[J].中国现代教育装备，2010，（21）.
[4]隋涛，刘娟娟.环境工程专业基于“卓越工程师计划”的课程设计改革[J].价值工程，2011，（28）.
《机械原理》是机械专业（对口高职）本科专业的主干课和学位课之一[1]。在机械类本科专业课程中起着从基础课过渡到专业课、从理论性课程过渡到结合工程实际的承先启后的桥梁作用[2-5]。通过该课程的学习，学生能够掌握机构学和机械动力学的基础理论、基本知识和基本技能，掌握机构结构的基本知识，常用机构的工作原理和运动特点，机构的运动学和动力学分析、机构组合基本知识，还能够了解分析与机构设计的新理论、新方法及发展趋势。
机械设计制造及其自动化（对口高职）本科专业招生对象主要为中职院校考生。与普招本科学生相比，他们基础知识比较薄弱，其主动学习能力也相对较差。如何在有限的教学资源的前提下激发学生的学习兴趣，提高《机械原理》课程教学的质量，降低教学难度，增加学生对机构的组合及运动分析的理解能力，最终提高教学效果是摆在我们面前的一个重要的课题。
目前，现有的机械原理课程教材理论性偏重，缺乏实际应用知识。理论深度与机制对口高职本科专业学生的基础和能力不匹配，导致学生学习比较困难，影响学习兴趣，从而导致学习效果较差。本课程在教学过程中，以专业教学计划培养目标为依据，以岗位任务为基本出发点，以学生发展为本位，设计课程内容。充分利用课程特征，加大学生工程体验和情感体验的教学设计，激发学生的主体意识和学习兴趣。笔者结合机械原理课程的实际教学内容，对教学内容资源进行优化整合。将课程教学内容分为平面连杆机构分析与设计、凸轮机构分析与设计、齿轮机构分析与设计和轮系分析与设计四个模块。对每个模块设计学习情境。具体案例和效果如下。
在平面连杆机构急回特性的教学过程中，以牛头刨床为案例，引出急回特性的含义。让学生弄清楚急回特性的定义。由定义引出急回特性与极位夹角的关系。最后，通过定义找出行程速比系数与极位夹角之间的关系。这样大大降低了学生对急回特性的理解难度。以实际例子，使学生认识所学知识来源于生活，应用于生活，加深学生的学习印象，从而引起学生的学习兴趣。
机械原理课程理论较重，对前期课程理论力学的学习效果要求较高。针对对口高职的学生，由于其基础相对较差，机械原理课程处于“教师难教，学生难学”的状态。为了让学生真正掌握这一门课程的相关知识，不仅要对教学内容进行改革，还要对教学方式进行改革。传统的教学方式属于“赶鸭子上架”式的教学模式。教师不断地在课堂上进行知识点的灌输，这样往往效果较差。笔者一方面在传统教学上注重多媒体技术的运用，加大动画演示教学手段；并且在教学过程中尽量采用任务驱动式、模块化等现代教学方法。另一方面，增加学生说课环节。对教学班级学生进行小组划分，每个小组自己设计一个教学选段，进行课堂教学。每个小组课堂教学效果进行评比，结果作为期末成绩的一部分。通过这种方法，让学生由被动学习转向主动学习，增加学生对知识学习的主观能动性。
《机械原理》课程是机械设计制造及其自动化（对口高职）本科专业的核心课程之一。它在培养机械类高级工技术人才的过程中，具有增强学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新的能力，为以后学习机械设计和有关专业课程以及掌握新的科学技术打好工程技术理论基础。通过对机械原理课程教学内容和教学手段的改革，提高学生的学习兴趣，让学生从“要我学”向“我要学”的学习态度转变，从而达到满意的教学效果。
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在机械类专业的教学中，机械设计是一门很重要的基础学科。在学习机械专业课程的时候，学生需要学习工程材料、机械原理等方面的知识。这些原理知识的学习，可以使学生逐步掌握机械设计方面的原理。在经过大量知识的学习储备之后，学生可以设计出符合实际需求的机械设计方案，可以适应社会的发展。
在进行机械设计教学的时候，课程通常以机械的零部件为教学对象，课程内容丰富，对于初学者来说具有一定的挑战性。为了减少学生在入门过程中的困难，可以采取自学与教学相结合的方式。教学的主要内容针对难点知识，例如零件的耗损设计等；自学的主要内容针对的是相对容易的知识点，例如机械零部件的选择原则等。为了保证学生自学的效果，教师必须进行随机抽查。
为了培养高素质的应用型人才，在机械课程学习的时候，可以加强对机械设计基本概念、基本设计方法的教学讲解，使学生形成系统而完整的知识链。对于一些耗时较长，但作用非常小的知识，可以适当进行删减，保持课堂的平衡。教学过程中，教学应当密切联系实际。针对具体的案例进行教学时，可以增加创新型教学内容，培养学生发现问题、解决问题的能力。在课后的练习中，教师也需要选择具有代表性的题目，让学生进行课后温习，加深对知识的理解。
在具体的教学中，可以增加讨论式的学习方式。在讨论课堂上，教师可以选择具有代表性的讨论题目，让学生分组讨论，培养学生分析问题的能力。例如对于齿轮转动的设计，在满足前提条件的状况下，可以让学生自由发挥，然后选出优秀的作品，并在教师的引领下进行相互评价，自我评价。除了以上的方法外，教师在进行教学的时候，还可以使用以下教育学生的方式。
在进行机械设计的教学时，教师可以使用多媒体方式进行教学，提升教学的质量。多媒体的教学方式能够使教学更形象化、趣味化，极大地激发了学生的学习热情，使学生对于教学内容的理解更为深刻。
为了使教学质量进一步提升，可以构建网络机械设计平台。在网络机械设计平台中，学生可以使用网上习题、网上答疑等资源。同时，教师还可以把最新的机械设计理论上传至网络，供学生下载学习。
创新发展是学科进步的灵魂，对于机械设计专业来说，创新发展是其发展的原动力。在培养学生的时候，可以通过以下方式培养学生的新能力。
机械设计的课程中包含机械零部件的识别课程、机械性能的实验课程和机械创新课程。通过观察机械零部件，学生能够形成对机械部件的感性认识。在学生获得感性认识之后，培养学生理论结合实际的能力。通过机械性能的实验课程，学生可以了解到机械原理、机械的运动规律等等知识，加深学生对机械的感知，并培养其动手动脑独立思考的能力。学生可以自行进行实验项目，自行设计实验的方法步骤，并付诸实际行动。
为了更好地调动学生的学习积极性，实验室可以面向教师和学生全天开放。学生在进行学习的时候，完全可以由于一时的灵感进入实验室进行实验验证，提升学生的动手能力和创造新兴事物的能力。
在各大高职院校的机械类专业，机械制图作为机械类专业极其重要的一门课程，主要培养学生绘制、阅读机械图样的专业能力，是学生的必修课程之一。机械制图使用的工具主要是以下三种：圆规、直尺和铅笔。利用这些工具，就能书写工程师的语言――工程图。工程图的描绘是所有工程设计当中非常重要的一个环节，利用二维图像的描绘，将已经设计好的三维立体工程模块进行准确的描述。
随着计算机的普及应用，计算机辅助设计（CAD）开始大放异彩，在几乎是所有的制造领域，都发挥着重要的作用。在工程设计愈发复杂的今天，绘制工程图已成为一项复杂、繁琐且需要足够耐心的工作，人工方式已经很难满足商业需求。所以，在绘制工程图时，利用软件中丰富的工具，可以完成人工无法完成的部分，提高工程师制图的质量和效率。因此，实际教学中，将机械CAD教学与机械制图有机的结合顺理成章，是顺应时代的发展潮流和社会发展趋势的明智之举。
2.1 机械制图是基础支撑 虽然机械CAD在机械设计中具有人工无法媲美的强大功能，但是，究其本质，只是一款辅助设计软件。如果没有机械制图的基础知识提供支撑，缺乏机械制图所必须的基本素质，仅想利用计算机软件就完成一份优秀的设计图样，是不可能的，计算机还没有达到能替代人工思维的水平。所以，机械制图的学习是基础，只有在机械制图的课程中，借手工制图培养好学生扎实的制图知识，完全理解机械制图中所包含的原理和方法，才有可能利用计算机辅助工具，完成一份优秀的设计。
2.2 机械CAD是提高设计质量和效率的有力保障 作为一款通用图形软件，将原来的手工方式，转变为计算机方式，制图效率提高了10-20倍。在机械制图传统教学中，大量的宝贵时间被浪费在手工制图的过程中，必然会造成理论分析的缺失，就有可能导致学生难以理解机械制图当中所包含的原理和方法，绘制图像仅仅是照猫画虎。引入机械CAD制图，将原本需要制图的大量时间缩短，为老师进行理论分析和学生理解制图所包含的原理方法提供了时间保证。
机械制图作为机械专业非常重要的基础课程，在以往的机械制图课程中，制图原理、制图技巧往往是学生学习的重点和难点，要想熟练掌握机械制图，必须要花费大量的时间去练习。但是，随着课改的推进，机械制图课程的课时被明显压缩，学生应该掌握的知识、要熟练的技能等要求，并没有下降，反而有所提升。在这样的环境下，如何在有限的时间内，让学生完全掌握需要熟练应用的知识，非常重要。将机械CAD教学和机械制图结合后，很好的解决了学生学习时间短和需要大量时间练习的矛盾，避免了因需要大量时间练习制图而失去学习兴趣，明显提高制图效率。
4.1 教学内容的结合 在过去的课程教学安排中，机械CAD教学和机械制图是作为两门课程，分别进行教授。机械制图作为培养学生识图、制图能力的课程，对学生的空间想象能力有着较高要求，仅仅依靠老师在课堂中讲述，缺乏形象生动的演示，难以调动学生学习的积极性。在机械CAD的教学中，又缺乏针对性，虽然学生能完成软件功能的操作，但是却无法利用软件完成机械制图工作。所以，在教学内容上，将机械CAD教学引入机械制图当中来，把CAD当做机械制图内容中的工具来讲解。这样不仅节省了机械制图的教学时间，也给机械CAD的教学树立了目标。
4.2 课程安排的结合 在课程安排上，要将传统的机械制图课程，安排在机房，以保证机械CAD的教学环境得到满足。用电脑的显示屏、鼠标和键盘，来代替学生手中的圆规、直尺和笔。对两门课程，结合起来共同教授，彼此为依托，以机械制图为主线，以CAD教学为辅助，让学生在理解机械制图的基础上，充分使用计算机软件，不仅可以完成机械制图的任务，在这个过程中，也熟练的掌握了CAD软件的使用。把传统的机械制图课时和机械CAD教学课时融合，共同延长机械制图和机械CAD的学习时间，两门课程学习相互穿插、辅助，两门课程课时相加，可达到1+12的效果。
4.3 在实践中学习 学习掌握的知识，只有在实践过程中，才能得到真正的理解和升华。学校可以安排学生进入企业，或者把企业的诉求带入课程实践中，让学生用掌握的制图知识和CAD工具，完成企业任务。这样带入的实际案例，不仅使学生深刻感知企业的人才需求，更能帮助学生理解和升华机械制图和机械CAD制图的知识。
机械原理是以高等数学、机械制图、理论力学及普通物理等先修课程为基础，并为学习机械设计和有关机械类专业课程奠定必要基础的一门课程。通过课程的学习，学生需要掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械系统方案、分析和设计机构的能力。机械原理课程理论性较强，且各章节相对较独立，内容多，因此在其教学过程中应注重贯彻少而精的原则，不强调面面俱到，知识点要浅些，宽广度需适应成人教育的特点。成人教育具有和普通高等教育不一样的特点，主要体现在个体差异大，知识结构参差不齐，整体水平不高；一般年龄偏大，工作和家庭负担重，工作忙碌，学习时间难保证；原有的知识结构不适应目前所从事的工作，需要提高自身的专业素质；随着年龄的增长，成人的理解力增强，记忆力较差，但是成人学员大多为一线工作人员，实践经验丰富，对与现场联系较密切的教学内容及实践兴趣极高。近年来入学的成人学生的年龄有不断减小的趋势，其记忆力方面较强，但在实践经验方面略有欠缺。国家提倡的精品课程建设是以一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等为特点的示范性课程。成人机械原理精品课程建设的目的是针对成人教育的特点，从教学队伍建设、教学内容和课程体系改革、先进的教学方法和手段、教材建设、理论与实践结合、课程建设全面规划等方面进行努力和发展，使成人的机械原理课程教育教学在各方面符合国家示范性课程的要求。
根据精品课程建设的要求，并结合我校自身的发展和基础条件，从以下几个角度进行了相关工作：
1.面向工程应用的课程设置。机械原理是机械类专业的一门重要的专业基础课，在整个专业培养和课程体系中具有十分突出的地位，是从基础课过渡到专业课、从理论性分析为主过渡到工程实践为主的一门中间课程。该课程是学生接触工程化的第一个实践环节，因此如何深化工程化的概念对于机械原理的教学十分重要。随着各高校的扩招，年轻教师越来越多，而且具有博硕士学位的比例越来越高。但目前的年轻教师主要是从学校到学校，缺少工程经验，工程化的师资队伍建设成为时展的需求。结合部级“河海大学-宝菱重工卓越工程实践中心”的建设，为增加年轻教师的学习经历，在学生进驻企业的同时，各指导教师全程陪同，参与企业的项目建设。建立各学习模块，为各模块配备校内导师和企业教师，企业导师负责实践教育，校内导师负责理论教育，相互学习，既提高了校内导师的实践能力，也为企业带去了较高的理论分析水平。而为了提高课堂教学时课程的工程应用比例，还借鉴了蚌埠学院的相关做法，如：（1）优先引进同时具有高学历和工程实践背景的师资人才，聘请企业内高级技术人员做校外兼职导师；（2）集合学院乃至校区的力量，积极参与常州市及周边地区的建设，增强校企联合；（3）鼓励专利、产学研结合和技术服务，而不仅仅是理论研究和科技论文。
2.课程实施条件。在课程的具体实施过程中，主要从教师队伍建设、教材规划、教学条件保障等方面进行：（1）主讲教师。从机械原理的教学人员构成来看，任课教师中有1名教授、1名副教授、3名讲师，学历均在硕士以上。年龄从35岁到50岁，结构合理，形成了一个教师梯队。课程的主讲教师在成人以及本科教育教学、教改研究等方面具有十分丰富的经验。全体任课教师定期召开教学例会、集中备课、针对教学过程中出现的问题及时处理和分析。（2）教材规划。理论课教学选用了由清华大学出版、申永胜编著的普通高等教育“十五”部级规划教材《机械原理教程》。该教材配有习题集可有效提供成人学生自主学习和研究性学习的资料。精品课程建设中，教材规划参考天水师范学院的立体化教材建设方法。立体化教材包括主教材、教师参考书、学习指导书、电子教案、CAI课件、网络课程、试题库等。该教材的建设与整个机械原理课程内容、体系的改革相结合，电子教案和课件能够及时反映教学改革的要求，网络课程建设促进教学改革的尝试，逐步提高机械原理的教学水平。（3）教学保障。成人的机械原理教育依托于本科教学环节，能够使课程教学的教学条件得到充分保障。学院经过二十多年的建设，教学设备先进，教学设施齐全。学院设有本科教学的机械基础省级实验教学示范中心、机电工程学院实验中心和河海大学常州校区工程训练中心，机械基础省级实验教学示范中心2007年立项建设，2010年顺利通过江苏省验收；专用与通用仪器和设备价值达2000余万元；学院实验室占地4000余平方米，拥有实验设备仪器1200余台套。目前实验室开设的实验课程主要包括：机构运动简图测绘；齿轮参数测量和范成实验；机构运动拼接实验；机构运动参数实验。目前实验课程主要对本科生开设，对于成人教育正逐步开展进行。（4）网络化教学。针对成人学生的上课时间较难保证、课时紧等问题，要鼓励学生能够充分的利用课余时间，因此建设好机械原理课程的网络资源是十分重要的。我校机械原理的精品课程网站内容主要包括课程简介、教学管理、教师队伍介绍、教学资源等。其中教学资源主要包括助学式课件、思考题、练习题、习题答案、课程重点及难点解析等。网站中还有留言信箱，方便同学对于课程的疑问和问题能够及时和老师沟通和联系。
3.课程评价体系。课程评价围绕课程培养目标，不仅要评价学生掌握的知识与技能，而且还要评价学生课堂的表现、出勤率和学习过程。评价时以课程考试为主要的评价方式，并辅助以课堂表现和出勤率等，力求评价方式的多样化[5]。单纯的期末考试不能完全反映出一个学生对课程的掌握程度，目前各高校大多都采用多种方式如课后作业、报告、实验、小测验、考试等进行考核，表1所示为根据我校成人教育的特点采用的评分标准和比例。多样化的考核方式，使学生必须注重平时的学习积累，不能通过突击的方式完成课程考试，学生有了积极学习的压力和动力，更能均衡反映学生学习的实际水平和学习效果，符合正态分布。
4.课程改革与创新。机械原理课程具有较强的实践性和可动性的特点。即课程研究的所有问题都来源于生产和生活中实际的机构和机器，并且研究对象都是具有确定运动的机构。因此学习方法也要与之相适应，在学习过程中，尤其应注意理论知识与实践应用相结合、机构运动简图与具体实物相结合、机构的静态分析与动态分析相结合、形象思维与逻辑思维相结合。机械原理的课堂教学、教学方法与手段等方面力求创新改革，探索适合成人学生学习的课程体系和教育学生的方式，培养学生的学习兴趣、创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。（1）教学内容的创新。针对成人教育中学生的理论学习时间少而又急需提高应用能力的学习特点和需求，机械原理课堂教学的主要内容为：机械运动方案选型设计、机构运动分析与尺寸综合、机械动力学分析和设计。此外还要重视介绍学科发展的新动态、新方向、新内容，注重激励学生的学习欲望，调动学生的积极性，让学生了解更多更新的理论、技术与方法。实践教学方面主要包括小项目和专题、实验教学、课程设计、课外创新等。如近年来国家以及省级组织的大学生创新训练计划，在创新竞赛的过程中提高了学生的创新意识，学生得到了实践锻炼的机会、开阔了眼界。（2）教育学生的方式的创新。机械原理教学方法配合教学内容的改革，加强与学生的互动，要将以教师为主的“灌输式”教学向以启发式、问题式、讨论式教学为主的新的教学方法转变，让学生从被动学习转变为主动学习，真正成为教学活动的主体。鼓励学生应用成熟的工程软件进行相关课程的学习。例如在很多章节中涉及到图形法可以采用AutoCAD软件来分析和设计，可以得到比手工绘图精确得多的解，又可以锻炼利用AutoCAD软件绘图的能力。如图2所示为图解法分析凸轮机构的相关参数。在解析法中可以结合matlab软件教学，既可以直接利用matlab编程的方法，具有丰富的库函数、编程简单、可视化功能强，又可以采用simulink和simMechanics进行机构的运动学和动力学分析。如图3所示，某曲柄摇杆机构中，各杆件长度分别为l1=120mm，l2=40mm，l3=70mm，l4=100mm，曲柄运动角速度250rad/s，利用simulink分析得到杆件BC和CD的角速度图形。（3）教学手段的创新。在教学手段上，着重培养学生对机械系统的整体认识，课程重点突出，难点得到有效分析，课堂教学过程吸引学生的注意力，注重学生的参与，启迪学生的思考、联想。加强学生对所学基础理论的理解。培养学生应用所学过的知识，锻炼其独立解决工程实际问题的能力。教学方法得当，充分利用多媒体教学，努力激发学生学习兴趣和提高教学效果。多媒体课件中除了课程的文字性内容外，主要包括自制的动画课件和机械相关的视频信息，如企业内各种设备、工具和零部件及加工录像等。此外，在机械原理课程中有关结构分析、运动分析、力学分析等方面的教学还应该注意多媒体和板书的综合利用。
机械原理课程在机械类成人教育的课程体系中处于承上启下的地位，因此加强成人机械原理的精品课程建设具有很重要的意义和作用。在课程建设过程中，从面向工程化、保证课程实施、课程评价体系以及课程改革和创新等方面采取不同的措施和方法，可提高成人的教育教学质量，提高学生的学习兴趣和自主性，提高学生的实践能力和创新能力，使学生能够牢固掌握机械原理中的相关基础知识和内容，为机械类的后续课程的学习打下良好的基础。
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