1、3-2教学队伍整体结构 东北大学国家工科机械基础课程教学基地是全国八个同类教学基地之一。机械设计课程教师是基地建设的主要成员,承担着机械设计、机械设计基础、机械设计理论相关方向的教学改革与科研任务。机械设计课程组现有教师13人,专职实验教师5人(均为本科毕业)。另有部分博士、硕士生参加课程辅导和课程信息化建设工作。师资队伍的结构如下:职称结构: 教授3人(23%);副教授7人(54%);讲师3人(23%)年龄结构:50岁3人(23%);4050岁7人(54%);40岁3人(23%)学历结构: 博士4人(31%);硕士9人(69%)(在读博士6人)学缘结构: 东大7人;哈工大2人;吉大1人;沈工
2、大1;辽工大1人;华东石油1人;师资配置情况: 辅导教师与学生比例:1:30实验教师与学生比例:1:100说明:专职实验教师负责实验教学及实验室日常管理。授课教师负责学生的辅导、指导课程设计,并参加实验室建设、实验教学设计和实验指导工作。部分博士、硕士生参加课程辅导和课程信息化建设工作。机械设计方向师资队伍以中青年教师为主,人员稳定,知识结构合理、专业范围较广,体现学科交叉、专业互补的特点。主讲教师长期工作在教学、科研第一线,教学经验丰富,学术水平高,具有丰富的专业实践知识,满足人才培养对师资的需求。机械设计课程组教师具有丰富的教学经验和良好的职业道德,教学特色鲜明,在学生评教中均被评为优秀。
3、年终考核均获优秀、良好以上成绩。课程负责人2006年被评为东北大学教学名师,多人被评为东北大学优秀教师。 3-3教学改革与教学研究 结合东北大学机械基础课程国家教学基地建设,机械设计课程组教师长期开展教学内容改革、教材建设、实验教学体系改革与实验项目开发、多媒体教材设计及应用等领域的教学研究活动,教研活动推动教学改革,成果显著。近年来,完成教育部“东北大学工科机械基础课程国家教学基地建设”等校级以上教改项目9项。获国家级优秀教学成果二等奖1项,省部级优秀教学成果一等奖3项,校级优秀教学成果一、二等奖8项;发起辽宁省机械设计竞赛,组织学生开展创新设计竞赛,获国家青少年科技创新奖1项、全国大学生科
4、技竞赛二等奖1项,辽宁省机械设计竞赛获奖25项;学生创新设计作品获实用新型专利2项;发表教学研究论文30余篇;主持编写机械设计手册等大型工具书5部;主编机械设计系列教材一套8本,并多次修订,被省内13所高校作教材使用;机械基础实验教程被列为“十一五”规划教材。这些研究工作,有力促进了机械设计及相关课程的改革与发展。1) 教育部“东北大学工科机械基础课程国家教学基地建设”项目1996年,教育部批准建设东北大学工科机械基础课程国家教学基地,这是全国8个同类教学基地之一。历经8年的建设,东北大学机械基础课程国家教学基地于2004年通过教育部评估验收。基地建设过程中,将机械基础系列课程的课程体系与实践
5、教学体系综合改革,构建了机械基础课程教学新体系并付诸实施。体现了“理论教学与实践教学的整体配套改革;硬件建设与软件建设相互协调;教学方法、手段与现代教育技术有机结合,整体优化,促进协调和可持续发展”的建设思想。教学基地建设成果多项获奖,其中:国家级二等奖1项、省部级一等奖3项。冶金部教学成果一等奖:“拓宽专业,强化管理,深化机械工程类专业课程体系与教学内容改革的探索与实践”,1996。辽宁省教学成果一等奖:“全面推进机械设计系列课程的教学改革”,2001。国家优秀教学成果二等奖、辽宁省教学成果一等奖: “机械工程与自动化专业培养模式与教学内容体系改革与实践”,2005。教学研究论文“发挥优势,
6、把握方向,建设有特色的机械基础国家教学基地” 在国家教委教学基地建设经验交流上交流。2) 机械设计及理论国家重点学科建设与教学改革依托国家重点学科,实现学科建设与教学改革互动。东北大学工科机械基础课程国家教学基地建设依托具有博士授予权的机械工程一级学科和机械设计及理论国家重点学科,以一批资深机械工程学科的专家、教授和中青年学者为骨干,按机械工程一级学科构建人才培养方案,把机械基础系列课程建设与科学研究、学科建设紧密结合,实现教学与科研互动,把学科优势转化为人才培养和教学优势。学科建设为机械设计课程队伍建设、课程改革与发展提供了良好的基础。参加完成国家“九五”攻关内项目:机械设计试题库的建设与开
7、发,并主持验收工作;参加完成教育部“面向21世纪的机械制图与机械基础系列课程改革”,推动了机械设计课程的建设与发展。3) 高质量、全方位推进本科教学精品工程建设机械设计1990年被评为东北大学首批优秀课,并连续16年保持优秀课称号;近几年中获得“东北大学教学名师奖”、 “辽宁省首批优秀课”、“辽宁省及东北大学精品课程”、“东北大学江河奖教金”、“东北大学建龙奖教金”、“东北大学优秀教师”、“东北大学青年教师教学大奖赛优秀奖”、“东北大学优秀教学成果一、二等奖”等多项奖励。本科教学名牌工程的全面实施,极大地促进了课程的教学质量的提高。4) 机械工程与自动化专业培养模式与教学内容体系改革与实践 该
8、项目结合机械工程与自动化大专业培养目标,体现厚基础、宽口径人才培养的特色,在机械类人才培养的总体目标下,确立机械设计等课程在人才培养中的作用,探索了机械设计课程理论与实验改革模式,并付诸实施。该项成果2005年获辽宁省教学成果一等奖,国家优秀教学成果二等奖。5) 全面推进机械设计系列课程的教学改革研究该项目结合教学基地建设,对机械基础系列课程(机械设计、机械原理、机械制造基础等)综合改革,实现了理论教学与实验教学的综合与统一。该项成果2001年获辽宁省优秀教学成果一等奖。教学研究论文“全面推进机械设计系列课程改革”在高等教育研究会议上发表。6) 拓宽专业,强化管理,深入机械工程专业课程体系和教
9、学内容的探索与实践该项目深入探讨了机械工程专业课程体系育教学内容改革问题,明确机械设计在机械基础系列课程中的位置及在宽口径人才培养中的地位与作用,解决了机械设计与其他机械基础课的合理接口问题。该项目1996年获冶金部教学成果一等奖。7) 发起成立辽宁省机械设计教学研究会,组织机械设计系列教材建设1986 年发起成立辽宁省设计教学研究会,并任理事长单位;主编出版机械设计系列教材一套8本,至2005年已完成第四版修订工作。主持编写机械设计手册等大型工具书5部。这些教材著作凝炼了东北大学几代人的教育思想和改革成果,在国内工程界产生重大影响。l 主编机械设计沈阳:东北大学出版社 2000l 主编机械设
10、计课程设计沈阳:东北大学出版社 2000l 主编机械设计习题与解题分析沈阳:东北大学出版社 2000l 主编机械设计基础沈阳:东北大学出版社 2000l 主编机械设计基础课程设计沈阳:东北大学出版社 2000l 主编机械基础实验教程北京:高等教育出版社 2005l 主编机械设计手册(第二版) 北京:机械工业出版社2004l 主编机械零件设计手册(第三版)北京:冶金工业出版社1994l 主编机电液设计手册北京:机械工业出版社,1997l 主编机械设计大典 南昌:江西科学技术出版社,2002l 篇主编齿轮手册(第二版)北京:机械工业出版社,20048) 组织机械设计竞赛,培养学生创新意识2000年
11、开始组织东北大学本科生机械设计竞赛,发起辽宁省普通高校本科生机械设计竞赛,并任组委会单位。至今已举办五届竞赛,此项竞赛已经成为在全国有一定影响的地区性赛事,对促成全国大学生机械设计竞赛的举行起到推动作用。我们组织学生成立机械创新设计协会,每年举办东北大学学生机械设计竞赛,根据不同年级学生的知识层次不同,分成三个层次竞赛。大一学生参加创意竞赛,大二、大三学生参加设计竞赛,大三、大四学生参加省级设计竞赛并制作实物。通过组织机械设计竞赛,为学生创造了不断学习与思考的机会,形成了创新设计的学习氛围。近年来,我们指导的学生获得首届全国青少年科技创新奖1项;第四届全国CCTV杯电视机器人大赛季军;全国大学
12、生机械设计竞赛二等奖1项;全国大学生机械设计竞赛东北赛区一等奖2项、三等奖2项;辽宁省大学生机械设计竞赛奖励25项,其中:一等奖8项、二等奖9项、三等奖8项;学生创新设计作品获实用新型专利2项。总结组织机械设计竞赛经验,撰写“组织机械设计竞赛 培养学生创新意识”在机械设计教学研究上发表。9) 实验教学体系改革与实验教材建设 结合教学基地建设,机械基础系列课程综合考虑,构建实验教学新体系。整合原有实验项目,开发基础实验、综合性实验、研究设计性实验24项,实验教学单独设课(40学时)。实现了理论教学与实验结合、实验教学课内外结合、实验教学与设计实践和机械设计竞赛相结合的人才培养模式,收到良好效果。
13、实验教学改革成果凝练成机械基础实验教程,由高等教育出版社出版(2005),并被列入“十一五”国家规划教材。10)实行“班导师”制,解决学生的工程概念问题 机械设计课程是紧密结合工程实际的一门技术基础课,考虑学生缺乏实践经验会影响课程学习。根据教学需要和学生需求,在机械类各班中,每班配备一位教师担任班导师,从教育教学出发,帮助学生了解课程,参与实践,了解学科专业,使学生不但及时解决了课程学习过程中的问题,提高了学习效果,同时对学生建立理论联系实际观念、提高实践能力以及后续课程的学习都起到非常积极的作用。 3-4师资培养 (1)坚持机械设计教学小组活动制度为了加强青年教师的培养,机械基础教学与研究
14、中心坚持机械设计教学小组活动制,结合教学基地建设,定期组织教学教研活动,对教学内容、教学方法进行讨论和交流,将教研中心的优良教风传给青年教师。(2)实行导师制青年教师的培养实行导师制,中心为每位青年教师指定一名指导教师,负责帮助青年教师过教学关,并在科研过程中加以指导。青年教师上讲台必须通过一个循环助课、在中心试讲,合格后才可正式参加授课(3)坚持岗位培训制组织青年教师参加现代教育技术培训、普通话达标培训、双语教学外语培训,促进了青年教师教学水平的提高。 (1) 坚持青年教师进修学习制中心为每一位青年教师制订了进修学习计划,并在教学任务安排上为青年教师参加教学科研活动创造方便条件,引导青年教师
15、把握学术方向,注重自身提高。8名中青年教师中,1名于2004年获得博士学位,并继续在沈阳机床作企业博士后,有6名正在攻读搏士学位。(2) 资助青年教师参加学术活动学院设立青年教师资助基金,要求青年教师每年必须至少参加一次全国性学术会议,推进青年教师对外交流活动,加快对学科发展的了解,有利于青年教师学术水平的提高。通过培训、学位进修,提高了教师队伍的整体素质和教学科研能力,满足了人才培养的需求。青年教师参加工作后很快成为教学科研骨干,并在教学过程中得到学生好评。 4.课程描述4-1本课程校内发展的主要历史沿革 机械设计课程是机械类学生的技术基础课,课程的任务是使学生了解机械设计的过程,熟悉通用零
16、件的设计与选用方法,培养学生具有一定的综合设计构思能力。经过我校机械设计教师几代人的努力,形成了良好的教育教学研究传统,并取得丰硕成果。课程的发展主要经历下述几个阶段:一、建校初期1972年1923年东北大学建校设立机械系。1950年沈阳复校后,学校成立机械原理与机械零件教研室,开设机械零件课程。19501954年主要使用原苏联教材。19541960采用自编系列教材;1960年编写机械零件由冶金工业出版社出版;1972年修订机械设计基础由辽宁人民出版社出版。这一阶段课程体系主要采用原苏联模式,部分教师参加由苏联专家主讲的进修班;教研室形成良好的教学与科研氛围,为后期的发展与师资队伍建设奠定良好
17、基础。二、19721985年1974年编写机械零件设计手册由冶金工业出版社出版,至1994第三版发行时累计发行80余万册,成为当时机械设计工作者必备的工具书,在机械行业产生较大的影响,1982年机械零件设计手册获冶金科学技术研究成果奖。参加编写机械工程手册于1978年获国家科技大会奖,1982年获全国优秀图书一等奖。1977年恢复高考后,机械设计教研室教师继续执行严格的教学管理制度,对青年教师严格要求,认真培养。坚持教学科研小组活动制,对青年教师的成长起到推动作用;一批中青年教师成为教学科研骨干。1984主持制定了渐开线圆柱齿轮强度计算方法国家标准、齿轮损伤的术语、特征和原因国家标准、金属切削
18、机床齿轮强度计算国家标准等项目。对推动教师队伍教学与学术水平的提高起到促进作用。三、19851995,成立机械设计教学研究会加强教材建设1986年发起成立辽宁省机械设计教学研究会并任理事长单位,由鄂中凯教授担任理事长;19871994年加大教材建设力度,组织出版机械设计系列教材一套八本,包括:机械设计、机械设计课程设计、机械设计习题解题分析、机械设计实验、机械设计程序设计、机械设计学习指导、机械设计基础、机械设计基础课程设计,系列教材在辽宁省13所工科院校使用,并被国内35所高校作为教材;其中机械设计主教材于1990获全国高等学校机电类优秀教材二等奖。 1990年机械设计课程获首批东北大学优秀
19、课称号,在入选四门课程中位居第一。这一阶段,教研室形成4个实力雄厚的科研梯队,有7名教师晋升正教授。承担完成国家自然科学基金7项;省、部级基金20余项;主持制定“齿轮承载能力计算标准”等国家标准4项;主持完成5种大型工具书的编写工作;教学科研能力在国内有较大影响。 参加完成国家“九五”攻关内项目:机械设计试题库的建设与开发,并主持验收工作;参加完成教育部“面向21世纪的机械制图与机械基础系列课程改革”,推动了机械设计课程的建设与发展。 19902006年期间,机械设计课程教师鄂中凯、程乃士、陈良玉教授连续四届担任教育部机械基础课程教学指导委员会委员。对推动本校机械设计课程的改革与建设起到重要作
20、用。四、19962006东北大学国家工科机械基础课程教学基地建设阶段1996年教育部批准建设“东北大学国家工科机械基础课程教学基地”,这是全国8个同类教学基地之一。基地建设过程中,将机械设计、机械原理、机械制造基础三门课程及相关的课程作为一个系统综合考虑,探索机械基础系列课程的改革方向。创建了“以培养学生创新意识为核心,以现代设计技术应用为主线,以提高学生综合设计能力为目标”的机械设计课程的理论与实践教学模式。提出了以机械设计系列教材与多媒体教材相结合的课堂教学、机械基础实验、机械设计课程设计、创新设计制作、机械设计竞赛“五位一体”的机械设计教学体系并付诸实施,实施全方位的教学改革与探索。(1
21、) 教材建设1997年修订出版冶金部“九五”规划教材(4部)机械设计、机械设计课程设计、机械设计基础、机械设计基础课程设计和机械原理、机械原理课程设计,形成以计算机辅助设计为主的教材体系;参考国外大学的教材体系,引入了优化设计、有限元法、可靠性设计等现代设计方法。将计算机辅助设计引入到机械设计课程设计中,适应现代设计技术发展的需要。总结教学基地建设成果,2000年再次对机械基础系列教材进行修订。并增加了机械设计习题与解题分析、编写机械基础实验教程校内版。系列教材一套8本在省内13所高校作为本科教材应用,受到了学生的欢迎和教师好评。结合教材建设,开发了配套的电子教材及“械设计课程设计”、“减速器
22、装配仿真”、“机械设计数据库”等教学软件,并在教学过程中应用。(2) 实验教学总结实验教学改革成果,编写机械基础实验教程2005年由高等教育出版社出版,2006年确定为教育部“十一五”规划教材。重新规划机械基础系列课程的实验教学内容。构建了以基础实验、综合设计性实验、创新性设计实践、科技创新制作为一体的实验教学体系。对原有实验项目进行整合改造,开发出可重构机器人机构及运动轨迹仿真、摩擦学实验研究、基于“慧鱼”模型的机电结合创新设计实验、基于“ADAMS”的机构动力学仿真实验等18个新的教学实验;创建虚拟设计实验室,配置高端PRO/E、ADAMS等工程软件供学生使用。实验室实行开放管理;实验教学
23、单独设课(40学时),教学环节中设置实验周,可开设24个实验项目。通过实验室开放、提供选做实验项目,为学有余力的学生提供了发展空间,有利于学生的个性化培养与发展。(3) 课外创新实践活动2000年起,组织成立学生“创新设计协会”,把“机械设计竞赛”作为机械设计课程的教学环节引入教学过程中,每年循环进行;针对不同年级的学生,举行不同层次和内容的创意竞赛、设计竞赛、机械设计竞赛等;机械设计教师担任指导教师为学生提供技术支持;推荐校内优胜队参加“辽宁省普通高校大学生机械设计竞赛”,创造了培养学生创新意识的学术氛围,使学生有所学、有所思、有所用,学生创新设计成果显著。近年来,学生创新设计作品获得实用新
24、型专利2项;全国青少年科技创新奖1项;第四届全国CCTV杯电视机器人大赛季军;全国大学生机械设计竞赛二等奖1项;全国大学生机械设计竞赛东北赛区一等奖2项、三等奖2项;辽宁省大学生机械设计竞赛奖励25项,其中:一等奖8项、二等奖9项、三等奖8项。(4)精品工程建设2001年机械设计理论(含机械设计、机械设计基础)获首批辽宁省优秀课称号。2003年机械设计课程被评为东北大学精品课、辽宁省首批省级精品课。机械基础实验室被评为辽宁省“双基合格实验室”。2004年5月东北大学国家工科机械基础课程教学基地以优异成绩通过教育部专家组评估验收。专家组高度评价教学基地建设成果,认为:“机械基础课程国家教学基地理
25、论与实践教学改革有重大突破”。2006年课程负责人被评为东北大学教学名师。东北大学国家工科机械基础课程教学基地理论与实践教学改革、教研活动、教材建设、组织机械设计竞赛等取得丰硕成果,在辽宁地区起到重要的辐射作用。五、学科建设推动课程建设1981年机械工程一级学科获首批博士学位授予权,2000年机械设计理论学科被评为国家重点学科。本学科一直是校“211”工程、“985”工程建设的重点学科。在机械传动、可靠性设计、疲劳强度理论、系统风险分析等方向取得多项具有国际先进水平的成果,形成鲜明的特色。近年来,机械设计课程组教师完成国家自然科学基金7项;省、部、国家八五、九五项目20余项;企业横向课题100
26、多项。发表各类研究论文200余篇,被三大检索系统收录40余篇。随着学校学科建设投资力度的加大,教学科研条件得到极大改善,学科建设与课程建设互动,为课程的改革与发展奠定了坚实基础。六、课程的积累与发展经过几代人长期积累,机械设计方向教师共出版机械设计类教材38部;研究生教材7部;科技著作10部;主持或参加编写大型工具书18部;教材手册获省部级奖9项;教学改革获省部级以上奖励7项;科研获市、省、部级以上奖励18项。主持编写机械设计手册、机械零件设计手册、机电液设计手册、齿轮手册、机械设计大典等大型工具书5套,在工程界产生较大影响。其中机械设计手册(第一版)由台湾建宏书局出版发行海外版,在海外产生巨
27、大影响。这些工具书的编辑出版,促进了教师水平的提高。承担了完成教育部项目“东北大学国家工科机械基础教学基地建设”;参加国家“九五”攻关项目:“机械设计试题库研制”,我校主持了全国专家测评会;参加教育部面向21世纪教改计划“工程制图与机械基础教学改革与实践”等多项教改教研项目的研究。通过这些教改项目的研究工作,促进了教学内容、教学体系的改革和建设。19922005年,教学改革成果获国家二等奖1项,辽宁省一等奖2项,冶金部一等奖2项:1992年“搞好课程建设是提高教学质量的基础”获冶金部优秀教学成果一等奖;1996年 “拓宽专业,强化管理,深化机械工程类专业课程体系和教学内容改革的探索与实践”获冶
28、金部优秀教学成果一等奖;2001年“全面推进机械设计系列的课程体系与教学内容改革”获辽宁省教学成果一等奖;2005年机械工程与自动化专业培养模式与教学内容体系改革与实践,获辽宁省教学成果一等奖,国家优秀教学成果二等奖。经过多年的科研与教学实践,机械设计教师队伍的学术水平和科研能力不断提高,教学中心的整体实力不断增强。现有主讲教师13名、实验教师5名,主讲教师均为博士或硕士毕业,年富力强,教师的知识结构、学历结构合理,为机械设计课程的进一步改革发展奠定了基础,为培养适应现代社会发展需求的高层次人材提供了保障条件。 4-2理论课和理论(含实践)课教学内容4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和
29、生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标 办学定位:东北大学是教育部所属 “211”与“985”工程建设的国家重点大学。以创办“多科性、研究型、国际化”的国内一流、国际知名的研究型大学为发展目标;注重培养具有远大抱负和国际视野,基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高的具有创新精神的高层次人才。专业培养目标:按着厚基础、宽口径的人才培养模式,机械工程相关专业注重培养具有扎实的理论基础知识、具有一定创新意识和综合设计能力,能在机械工程领域从事装备设计、制造、产品研发、应用研究及技术管理的高级研究型技术人才。 课程定位与目标:机械设计课程是机械类专业系列技术基础课程中的核心课。需要综
30、合应用工程力学、工程材料与制造基础、机械制图、机械原理等先修课程知识,系统阐述机械设计基本理论和基本设计方法,培养学生的总体设计意识与整机构思能力;对于学生的创新意识、工程意识和综合设计能力的培养具有重要作用。机械设计课程在专业人才的培养中占据重要地位。 机械设计课程是一门理论与实践密切结合的课程,由理论教学、实验教学、课程实践等环节组成。机械设计课程的建设目标:以机械设计理论国家一级学科建设为依托,以国家工科机械基础课程教学基地建设为基础,更新教育观念,引入现代工程教育理念,适应现代机械工程技术发展和人才培养需求;通过机械基础系列课程的综合改革与探索,构建理论教学、实验教学、设计实践、科技制
31、作、设计竞赛五位一体的理论与实践教学体系,实现对学生创新意识、工程实践能力和综合素质的培养和提高。 使学生获得机械工程基础训练,具备系统方案设计和通用零部件设计与选用的能力;掌握现代设计理论与方法,形成整机总体设计的思维方法与工程意识,具有初步的综合设计与构思能力。东北大学机械基础系列课程体系:机械基础系列课程机械基础理论教学系列课程设计基础系列课程机械原理机械设计机械制造基础制造基础系列课程工程材料机械制造基础机械基础实 践机械设计实 践机械认识实践机械原理课程设计机械设计课程设计综合机械设计课程设计课外科技制作机械设计竞赛机械制造实践机械制造技能实习机械基础系列实验基础性实验带传动,齿轮传
32、动,滑动轴承,平衡,齿轮范成、测量,金相综合性实验传动综合,摩擦综合,失效分析设计性实验机构设计,机构搭接,机器人轨迹规划创新性实验慧鱼创新,创新认识虚拟实验齿轮加工,减速器装配,机构设计研究型实验摩擦学,慧鱼模型,机器人4-2-2知识模块顺序及对应的学时知识模块与学时分配表序号内容 讲课实验习题讨论上机讲座小计1机械设计基础理论721102联接零件设计721103带传动4264链传动225齿轮传动7221126蜗杆传动4157其他传动自学8轴4269滚动轴承42610滑动轴承421711联轴器与离合器2212弹簧2213机械系统方案设计224总 计49610772注:本表实验学时为课内计划学
33、时,实验教学总学时包括实验周所开实验,参见机械设计课程教学大纲、实验教学大纲。 课程教学过程中安排综合设计大作业34个,课外完成。4-2-3课程的重点、难点及解决办法1、课程的重点与难点(1)机械设计基础理论部分重点难点:机械设计程序的建立;不同工况条件下零件强度计算。静强度与疲劳强度失效的差别、疲劳破坏的特点、疲劳强度计算方法;(2)联接件的设计计算:重点与难点: 联接零件的组合设计;螺栓组受力分析,螺栓联结强度计算;(3)传动零件设计(带、链、齿轮、蜗杆传动设计)带传动重点与难点:带传动参数设计与选择;弹性滑动与打滑的影响分析;链传动重点与难点:链传动参数设计与选择;链传动运动不均匀性;齿
34、轮传动重点难点:齿轮的参数确定与选择与受力分析,不同参数对传动性能的影响,设计过程中参数的选择;蜗杆传动重点难点:蜗轮蜗杆参数设计与受力分析;(4)支撑类零件的组合结构设计(轴、滚动轴承、滑动轴承)重点难点:轴的结构设计、滚动轴承组合设计、滑动轴承参数选择及影响。涉及定位、拆装、润滑、密封等内容,是综合性、实践性最强的部分。(5)机械设计综合设计机械系统综合设计概念的建立是本课程的重点和难点:课程教学过程中,讲授多种零件的设计理论与方法,实际工程中的设备都是由各种零件有机组合而成的整体。培养学生建立整机设计的概念和总体构思能力,是机械设计课程教学的关键。2、重点难点内容的解决办法(1)课堂理论
35、教学以精讲和启发式为主推行以教师为主导下,以学生为主体的精讲和启发式教学方式。教师的主导体现在精讲,讲重点、难点,讲分析问题与解决问题的方法。简化推导、讲授分析思路,授课讲究启发式,通过提问、自问自答、反问和安排自学写读书报告等实现教与学的互动。(2)合理运用现代教育技术课堂教学中综合运用黑板、粉笔、电子课件等教学工具,力求增加信息量,提高课堂教学质量和效率。对于重点、难点内容,增加课堂讨论时间;并结合开发的多媒体课件、典型零件失效模式库等,增加学生的实际知识,有利于对知识点的理解。(3)实验教学与理论教学互补实验室开放管理,整合开发不同层次的实验项目供学生探索。课堂中的问题在实验教学中进一步
36、加深理解;针对学生实际经验不足的情况,创建典型零件与设备陈列室和失效案例室,供学生分析参考,开出机械零件失效分析实验。(4)综合设计作业与习题课为使理论与实际应用结合,课程教学中安排34个综合设计大作业。通过综合设计大作业模块,使学生进一步消化课程的知识点。通过安排习题课,结合具体机械工程案例的设计,拓展掌握工程设计的一般方法。坚持作业批改与讲评制度和定期答疑制度,及时辅导学生的学习。(5)创新实践与设计竞赛相结合,拓宽学生的视野创建创新设计实验室,提供机电结合创新平台、机构创新设计系统、传动方案综合设计平台等设计环境,供学生进行创意设计,创新方案的实现与验证,锻炼学生的机械设计知识的综合应用
37、能力。组织不同年级学生进行不同层次的创新设计竞赛,包括概念设计竞赛(大一新生)、机械设计竞赛(大二、大三)、省级设计竞赛(大三、大四),将设计竞赛贯穿于大学四年的整个学习过程中,配备指导教师进行指导,引导学生建立工程思维方式,培养市场意识。使学生理解课程的理论知识与工程实际结合的模式。(6)加强课程设计实践环节,提高综合设计能力机械设计是实践性很强的课程,为此,我们将课程设计的时间增加到4周,提供数字化设计中心上机设计条件,每人专机专用,并提供工程软件。设计题目多样化,即包括传统减速器题目,也有多种新型机械设计题目,如:机械炉排式热风炉设计、螺旋脱水机设计等;机械设计竞赛题目可在课程设计中完成
38、。设计任务由教师指定与学生自选相结合。要求学生进行方案分析与比较;根据题目性质不同、过程考核、分组答辩综合评定成绩,机械设计竞赛优胜者成绩加权,鼓励学生进行探索创新。通过在课程设计中应用理论与实践知识,进一步加深学生对课程内容的理解。(7)建立课程教学网站、提供多种教学资源供学生课外学习建立教学基地网站和机械设计课程网站,多种课程资源上网,供学生学习使用。通过多种方式相结合,较好地解决了课程的重地与难点问题,达到消化课程内容,培养学生形成总体构思、综合设计能力的目的。4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)1、实践教学设计思想实践教学是创新人才培养不可缺少的教学环节。通
39、过加强实验创新和科技制作实践创新两条主线相互结合,按实验、设计实践、工程实践、课外科技实践活动四大模块构建实践创新教学体系。目的在于通过理论与实践教学相结合,拓展学生的知识范围,培养学生的总体构思能力,培育创新意识与市场意识。(1)实验教学独立设课按照学生的认知规律,打破原有课程界限,按照基本实验,设计、创新、综合性实验,虚拟实验,研究型实验规划出独立设课的实验教学体系。共设置24个实验,包括:摩擦学综合实验、机电综合创意系统设计、虚拟样机ADAMS软件教学系统、机械传动性能综合实验、机器人综合控制实验等。编写机械基础实验教程阐述实验理论、实验设计、实验指导。编写摩擦学实验研究、机电综合创意系
40、统设计与实践-“慧鱼”机电创意模型指南、虚拟样机ADAMS软件系统等辅助实验教材。通过设置实验周,实验室实行开放管理,进行实验教学独立设课的探索。通过提供必做实验、选做实验、开放研究型实验项目,促进学生的个性化培养,为学有余力的学生提供发展空间。(2)设计实践设计实践含课程设计与创新实践活动。课程设计过程中提供不同性质的设计题目和设计方式,适应不同能力学生的培养。将计算机辅助设计技术引入到课程设计中,采用编写零部件设计程序和计算机会图相结合的方式,提高学生运用现代设计技术的能力。强调机械系统的方案设计、系统设计及其综合设计,提高工程设计能力和计算机应用能力。 建立创新设计实验室,提供“慧鱼”机
41、电综合创意系统、机构创意设计系统、常用机电创意设计单元等供学生进行方案设计、结构实现、系统分析等。(3)工程实践训练在传统成型与加工技术的基础上,实现向数控加工等先进制造技术的拓展。使学生理解设计与加工的关系,强化设计制造的总体观念。(4)课外科技实践以机械设计竞赛为组织形式和切入点,探索了课内与课外结合、校内与校外结合的学生创新设计实践活动新形式。通过对不同年级开展不同层次设计竞赛,形成一种连续的创新设计思维氛围,使学生有所学、有所思、有所为。2、实践教学效果通过实践教学体系改革与探索,编写出机械基础实验教程由高等教育出版社出版,并被列入“十一五”规划教材。实验教程与机械基础系列课程为一体,
42、综合考虑实验设置。设计性、综合性实验超过70%。在实验的开发、运行过程中学生反映很好。丰富了学生的知识,满足了不同层次学生的需要,为学有余力的学生提供了学习探索的空间。在已举办五届东北大学机械设计竞赛中,有700余名学生参加校内竞赛。近年来,学生设计作品获得实用新型专利2项;全国青少年科技创新奖1项;第四届全国CCTV杯电视机器人大赛季军;全国大学生机械设计竞赛二等奖1项;全国大学生机械设计竞赛东北赛区一等奖2项、三等奖2项;辽宁省大学生机械设计竞赛奖励25项,其中:一等奖8项、二等奖9项、三等奖8项。 4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学
43、效果;实践性教学环境;网络教学环境) (1) 教材建设自建校初期开始,我们一直注重于机械设计课程教材的建设,多次修订出版配套完善的系列教材,在国内产生重要影响。至2005年累计出版机械设计类教材38本;主编或参编大型工具书18部,其中主编大型机械设计工具书5部。机械基础国家教学基地建设过程中,为适应课程内容改革的需要。于1997年、2000年两次组织机械设计系列教材(一套八本)的编写、修订工作。此系列教材被辽宁省内13所高校做本科生教材使用。将实验教学改革成果凝练成机械基础实验教程于2005年由高等教育出版社出版,并被列入国家“十一五”规划教材。编写的部分主要教材和工具书如下:(2000年东北
44、大学国家工科机械基础教学基地主编出版的系列教材,正在教学中使用)l 机械设计, 沈阳:东北大学出版社,2000l 机械设计课程设计, 沈阳:东北大学出版社,2000l 机械设计题解与分析, 沈阳:东北大学出版社,2000l 机械设计基础, 沈阳:东北大学出版社,2000l 机械设计基础课程设计, 沈阳:东北大学出版社,2000l 机械基础实验教程, 北京:高等教育出版社,2005(国家十一五规划教材)(19971999由东北大学国家工科机械基础教学基地主编的冶金部“九五”规划教材)l 机械设计, 北京:冶金工业出版社,1998 l 机械设计基础, 北京:冶金工业出版社,1997l 机械设计课程
45、设计, 北京:冶金工业出版社,1998l 机械设计基础课程设计,北京:冶金工业出版社,1998(19871992年主持机械设计教学研究会,主编出版的系列教材)l 机械设计, 沈阳:东北工学院出版社,1988l 机械设计学习指导, 沈阳:东北工学院出版社,1988l 机械设计课程设计, 沈阳:东北工学院出版社,1990l 机械设计习题与解题分析, 沈阳:东北工学院出版社,1991l 机械设计实验, 大连:大连理工大学出版社,1987l 机械设计程序设计, 沈阳:东北工学院出版社,1992l 机械设计基础, 沈阳:东北工学院出版社,1987l 机械设计基础课程设计,沈阳:东北工学院出版社,1987(主持编写的大型工具书5部)l主编机械设计手册(第二版) 北京:机械工业出版社2000l 主编机械零件设计手册(第三版)北京:冶金工业出版社1994l 主编机电液设计手册 北京:机械工业出版社,