关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革
Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0201-02
0引言
机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。
近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。
1教学内容的改革
长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。
鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。
对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。
2教学方法和手段的改革
现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。
在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。
3设计成果的展现形式
采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。
设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。
4结束语
机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。
参考文献:
作者简介：戴雪晴（1964-），女，江苏滨海人，安徽理工大学机械工程学院，副教授；宫能平（1964-），男，安徽含山人，安徽理工大学教务处，教授。（安徽 淮南 232001）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0093-02
为了培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，教育部于2009年提出了“卓越工程师教育培养计划”。该计划对高等工程教育阶段培养学生的工程能力和创新能力提出了更高的要求。让学生在接受高等工程教育阶段工程能力和创新能力得到强化，除了要进行工程教育模式改革和创新、创立高校与企业联合培养人才的新机制、实现工程实践教学与工程实际的“无缝衔接”外，在高等工程教育阶段占很大比例的课堂教学过程也应适应“卓越计划”的需求。这就需要工科院校的教师在讲授每一门专业课和专业基础课时，将激发学生的学习热情，不断提升学生的终身学习能力，把课程设计和工程实践贯穿于整个课程教学过程中，尽可能实现课堂教学与专业课程设计及工程实际的“无缝对接”，作为课堂教学不断追求的目标。为了达到此目标，解决学生学习每门课的盲目性至关重要，为此，笔者将小项目教学法引入课程教学中，在这方面做了一些尝试。
一、小项目教学法简介
项目教学法是以工程实践为导向，通过完成一个完整的“项目”工作而进行的实践教学活动，将多门课程所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生，学生根据任务要求，运用所学的知识和技能，通过“确定项目任务—制定工作计划—组织项目实施—检查考核评估—总结评比归档”等5个阶段，采用“团队学习”的方法，动脑、动手、交流和合作，最终完成项目任务并以成果的形式予以展现。将这种方法完全移入每门课的课堂教学是有困难的，但可以把这种方法中“项目”这个关键词移植到实践性较强的专业基础课和专业课的课堂教学和课后训练中，取名为“小项目教学法”。小项目教学法就是将多章所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生，讲课时将这个具体的项目实例分解成多个小项目，融合到讲解课程的各章节的知识环节及课外作业中。学生与教师沿着项目的分解步骤一起学习，最后再将分解的每一部分内容汇总，组合成一个完整的项目。这样，课程的学习不再是单方面教师的教，而是融合了学生的学，学生在教师的指导下分析问题，提出问题，解决问题，整个过程能极大提高学生学习的兴趣与能力。通过这种方法让学生学以致用，将理论知识与实际有机地结合在一起，既强化了应用能力的培养，又使学习者更容易理解理论知识，大大改善课堂教学效果。
二、小项目教学法在“互换性与测量技术”教学中的运用
机械类工程技术人员最重要的基本能力之一是掌握机械产品的几何量精度设计方法、图样标注、检测以及判断零部件是否满足图样要求的能力，“互换性与测量技术”这门课正是能够使学生初步具有这种能力的一门重要的专业技术基础课。它含有丰富的精度设计和检测基础理论，又具有很强的实践性，是联系机械设计与后续机械加工工艺等课程和课程设计的纽带，是从专业基础课学习过渡到专业课学习的“桥梁”。因此，将小项目教学法应用在本门课的教学中，实现这门课的教学与专业课程设计及工程实际的“无缝衔接”更为重要。
由于课时的限制，不能在课堂大量举例，所以小项目教学法的项目案例选择非常重要。减速器是机械产品中最常见的一种机械传动装置，一般也是学生进行“机械设计”课程设计的设计内容。在进行“机械设计”课程设计时，正确的几何精度设计和标注，往往是学生们感到头痛的问题，因此，可以选择减速器的精度设计和有关零件的检测作为项目案例，贯穿在整个教学过程的中。
讲绪论时，把减速器的精度设计作为一个总项目介绍给学生，并把这个总项目要解决的精度设计问题作为课外专业。通过讲解减速器精度设计的主要任务，讲清楚机械产品的精度设计是机械产品的设计的一个必不可少的环节，而几何量精度设计是机械产品精度设计中的重要内容。几何量精度设计是否正确、合理，对机械产品的使用性能和制造成本，对企业生产的经济效益和社会效益都有着重要的影响，有时甚至起决定性作用。让学生清楚地知道学好这门课就能掌握机械产品的几何量精度设计的基本原理、方法和基本步骤，能为他们顺利地完成即将进行的课程设计打下基础，更重要的是能为成为一个合格的工程师打下基础，这样把本课程与实际及课程设计结合起来，让学生能够学以致用，从而激发学习热情。
讲授“轴、孔结合的极限与配合”时，可导入减速器的精度设计的小项目“尺寸精度设计”案例。在减速器中，多处存在轴与孔的结合的尺寸精度设计问题，是比较典型的尺寸精度设计案例。讲解本章，可以从减速器的装配图和部分零件图开始，让学生知道机械产品的装配图和零件图上正确的尺寸精度标注是必不可少的，而通过本章的学习，就可初步掌握如何根据减速器的使用功能要求设计、确定组成减速器各零件之间的配合和零件上各相关尺寸公差的方法，学会在机械产品的装配图和零件图上正确标注的方法，并把该减速器的尺寸精度设计问题作为一个精度设计小项目，在本章一开始就布置给学生，然后展开本章的讲解。
讲授“测量技术基础”时，可导入在标准温度下，对减速器中某一实际输出轴上某处直径尺寸进行了多次等精度测量的案例。案例要求对测得数据进行处理，得出测量该处直径尺寸的测量结果。让学生知道，要完成本案例所提出的任务，需要掌握本章所述内容。
讲授“几何公差及检测”时，可导入减速器的几何精度设计案例，让学生一开始就知道机械零件上几何要素的形状和位置精度是一项重要的质量指标，它直接影响零件（机械产品）的使用功能和互换性，正确选择形状和位置公差是机械产品几何量精度设计的重要内容；知道学会本章内容，就初步学会了如何根据减速器或其他机械的使用功能要求，设计并选择减速器或其他机械中各零件的形状和位置公差的方法，学会了在机械产品的零件图样上进行正确标注的方法，这是机械类工程技术人员最基本的能力之一。
讲授“表面粗糙度及其检测”时，可导入减速器输出轴和输入轴的表面粗糙度进行参数及数值的选择和图样标注。让学生一开始就知道表面粗糙度对零件的使用功能的影响，要完成本案例提出的任务，需要掌握本章的内容。
讲授“光滑工件尺寸检测和量规设计”时，可导入减速器中的零件案例，让学生知道在各零件加工过程中以及加工之后，需要对各零件上要求检测的尺寸、形状和位置等几何参数进行检测，得出检测结果，并作出正确判断，这就涉及到本章的内容。并以检验减速器中的某一轴或齿轮孔用的光滑极限量规的工作量规设计为一个小项目，把该减速器的某一轴颈尺寸和齿轮孔的检验问题作为另一个小项目，在本章一开始就布置给学生，要求学生通过课后完成通用计量器具的选择和光滑极限量规的设计，从而掌握在保证机械产品的零件质量和最佳经济效益的前提下，正确选择通用计量器具的方法，掌握设计光滑极限量规的原理和方法，然后展开本章的讲解。
讲授“零件典型表面的公差配合与检测”时，可导入减速器中的零件典型表面设计案例这一小项目，让学生在开始学习本章时，就知道键和齿轮以及螺纹、圆锥等为典型表面，它们的精度设计在机械产品的精度设计中所占的比重较大。通过学习本章，可知道国家相关标准对这些典型表面的公差与配合作了哪些规定，应如何选择公差与配合，如何正确地标注，并将确定减速器中典型表面的公差配合问题，在本章一开始就布置给学生，作为课外作业。然后，通过讲解减速器输出轴与带孔齿轮联接、输出轴与联轴器的联接，介绍键联接和花键联接的配合精度、选择及检测。从减速器上、下箱体固定螺栓与螺母的结合入手，介绍螺纹的配合的精度、选择与检测。根据减速器传动齿轮使用要求，讲解齿轮的偏差项目，以及如何正确选择标准圆柱齿轮的精度，如何对渐开线圆柱齿轮进行检测。根据锥形轴端与轮毂的结合方式，讲解圆锥配合的精度、选择与检测。
以上就是笔者将“小项目教学法”应用于“互换性与测量技术”这门具体课程教学过程的一些做法。
三、结束语
“小项目教学法”将具体的工程案例导入课程每章节教学过程中，围绕工程案例这个中心，通过课内教学、课外训练两个紧密联系的环节，使每门课程在提高学生综合素质方面充分发挥其作用，尽可能做到专业课和专业基础课与专业课程设计及工程实际的“无缝衔接”。通过小项目教学法，学生对各门课程的学习做到心中有数，避免了学习的盲目性，提高了学习积极性和主动性，培养了学生实际应用能力，收到了很好的教学效果。
参考文献：
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0171-02
一、引言
机械设计是机械类学生一门重要的技术基础课[1]，而机械设计课程设计又是继机械设计课程结束后的一项重要的实践教学环节，同时是第一次对学生进行全面的设计训练。它在培养学生核心技能方面，占有重要的地位。机械设计课程设计可以说是引导学生进入机械设计领域的环节，通过对通用机械（或其他简单机械）的传动装置的设计，培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和零部件设计的能力，达到理论联系实践的初步能力[2]。本文结合我院三本学生的特点，对机械设计课程设计指导方法进行了一些有益的研究与实践。
二、我院机械设计课程设计的背景
我院建校前几年由于师资力量有限，主要依赖兼职教师指导课程设计，这些兼职老师大多来自一本院校，他们时间有限，指导方法基本沿袭一本院校的指导方法，每天集中一两个小时在教室集中指导，而三本学院的学生依耐性强，老师走后基本是放鸭子，因此抄袭现象特别严重。此外，在教学指导过程中也存在一系列问题，比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确，指导过程因老师而异，随意性较大，标准不统一。因此，进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群，显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进，我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践，使学生达到掌握知识点的目的。
三、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革
（一）设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。传动方案及原始数据如图1和表1。
要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
（二）指导方法改革
在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
（三）进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表，如表2。
（四）考核方法进行改革
课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
四、结束语
通过对机械设计课程设计题目、指导方法、进度安排、考核方法等改革与实践，学生课程设计的质量明显体高，从学生课程设计的总结体会看到，每个学生都收获颇多。不仅对《机械设计》课程的内容有了更深入了理解，也为今后的学习和工作奠定了基础。
二、数控技术专业课程项目式教学过程的设计
选择好合适的教学项目后，还需根据项目教学法的特点，将这些项目应用于课程实际的教学过程中。图2所示为项目教学法的教学过程：在采用项目教学法的教学过程中，教师只在分组和评估总结中直接参与。在整个教学过程中，教师扮演更多的是组织者、咨询人员以及仲裁者的角色。而学生是项目和实施和完成者，学生始终处于主动地位，是项目教学过程中主体。以减速器设计项目为例，其具体的项目教学过程可按照以下步骤进行。第一，学生分组和任务布置。减速器设计是一个综合性的项目，有一定难度，可将学生分为5人一组。布置减速器项目的要求和具体任务。第二，制订计划。根据项目的要求和任务，各组成员对减速器进行总体分析，明确减速器组成结构和工作原理，确定利用CAD/CAM系统进行造型、仿真加工和装配的工作步骤和程序。在教师的帮助下，各组学生进一步修改完善实施计划，并确定最终的计划。第三，实施计划。首先根据计划准备好资料、手册等。减速器项目具体实施过程为：利用CAD/CAM系统软件对减速器中各组成零件进行几何造型，将造型好的零件进行装配，可先对传动轴部件进行装配然后进行总体装配，创建工程图并对箱体、端盖等零件进行数控加工（包括工艺分析和程序的编写）。项目完成后，小组成员进行项目总结并撰写项目报告。第四，成果展示。对获得的成果进行展示，包括减速器装配动画、主要零件数控仿真加工等内容，如图3所示的减速器装配爆炸图。第五，总结评估。可先由学生进行自我评估，之后再由教师进行项目总结，主要包括对项目中出现的问题和各种解决办法优劣性的总结，最后对各小组的项目实施结果进行检查评分。
三、教学中须注意的几个问题
在数控技术专业课程的教学过程，实施项目教学法还必须注意以下几个问题：
（一）教学应紧密联系生产实际数控技术课程专业性和实践性很强，要加深学生对所学知识的理解、使学生对所学知识能够做到融会贯通，结合教学条件，可通过实际生产视频录像或者让学生参与生产实际，通过感性认识和切身体验来内化知识和技能。如学生对于数控加工涉及的零件装夹、加工工艺等知识比较生疏，往往不能很好地应用到教学实例中，此时，教师可利用通过多媒体教学中播放加工视频或者带领学生到实习工厂观察具体零件的数控加工过程，如箱体的数控加工中如何进行装夹和定位、夹具的形式，以及整个切削过程等来辅助教学。
（二）解决问题时采用“发散思维”对于同一零件的几何造型和数控加工，通常有不同的实现方法。在项目式教学过程中，应尽量引导学生从不同的角度进行思考、采用不同的方法来解决问题，并引导学生考虑各种方法的优缺点及适用范围，这样学生通过较少的项目实例就可以学到不同的方法技巧，做到举一反三。如箱体零件造型有先整体造型再分割，箱座、箱盖分别造型的方式进行以及将箱座、箱盖共有部分集中造型，余下部分分开造型三种方式，这三种方式中整体造型方式简单方便，分体造型方式相对较为烦琐。
（三）教师指导应恰到好处和传统教学方法不同，项目教学法中学生应处于主动地位，即主要通过学生自己思考、自己动手解决问题来发现知识和提高技能，教师过多的讲解和指导会限制学生思路的拓展和创新能力的发挥，容易使学生变得被动。因此，教师在指导时应把握好尺度，注重引导而不要过多对解决问题方法进行阐述。另外，在教学过程中还要做到因材施教，在项目进行过程中对学生基础知识、解决问题的能力进行观察，根据学生个人不同情况进行适当指导。
（四）构建合理的项目教学评价体系合理的评价体系对于正确引导学生的学习动机、提升项目教学过程的质量有着重要作用。在数控技术专业课程的评价、考核过程中，应加大工作任务完成情况占课程总成绩的比例，建立能全面、真实地反映学生学习效果的评价体系。在具体的评价过程中，可将考核指标进行分类，如学习态度、学习能力、动手能力以及团队合作能力等，这样既考核学生的主动获取知识、解决问题的能力，又注重学生与他人交流合作的能力以及团队精神，体现项目教学法侧重于对学生综合素质的培养的宗旨。
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2014）01C-0062-03
数控技术作为机械产品自动化加工的一种重要手段，在制造业中具有非常重要的作用，它关系到制造业自动化水平的高低。目前，大部分机械加工企业已经引入各种数控设备。为了满足制造行业的人才需求，数控技术专业也在各大高等院校大力发展起来。然而，数控技术专业是一门综合性强、实践性强的专业，不但要求学生具备扎实的专业基础知识，还要求学生具有较强的动手、工程实践能力。然而目前数控技术专业相关课程的教学方法仍然大量采用传统“教师讲、学生听”的教学方法，过于重视理论知识传授，使学生学习的主动性和创造性受到极大的压制，不利于学生自学能力、创新能力和综合能力的培养，致使学生毕业后在岗位上不能很好地胜任工作，或者需要在岗位上重新学习后才能胜任。
项目教学法以激发主动探究和研究的精神及培养独立思考与解决问题的能力为目标而受到教育界的重视。项目教学法提倡在具体的创造实践活动中主动的学习，其突出优点是它使学生从传统的“满堂灌”的被动的学习中解放出来，在完成项目的过程中逐渐使学生掌握教学计划中所要求的知识和技能。项目教学法的应用对于培养学生分析问题和解决问题的能力、提高学生学习的积极性以及促进学生综合能力的培养有着重要作用。
为了克服传统教学方法的不足，促进学生学习的积极性、主动性以及综合素质的提高，本文从能力本位的角度对数控技术专业的项目式教学实施过程进行相关探讨。
一、数控技术专业课程项目式教学培养规划及教学方法实施
（一）培养规划
数控技术专业在此从能力本位的角度对教学内容进行针对性的设计，考虑到学生毕业后的就业方向主要是在机械加工企业中进行数控机床的操作或机床设备的维护，因此对数控技术专业学生的教学安排也从他们的职业能力出发，课程的设计也主要从职业能力培养的角度来考虑。在此讲学生大专学习的三年分成三个阶段来培养，包括基础职业能力培养、核心职业能力培养以及综合职业能力培养三个阶段。第一阶段即入学第一年，学生才刚进大学，对本专业还不是很熟悉，此时对学生主要是培养他们的基础职业能力，一方面，让他们知道以后的大致就业方向，让学生明确学习方向；另一方面让他们具有一些专业基础知识，包括会画、会看机械图、看懂简单的电路、会对计算机进行常规操作和程序的编写，开设的课程主要有：机械制图、CAD、金工实习、计算机基础、电工电子、C语言等。第二阶段，应让学生掌握本专业的一些基本技能，以及一些处理问题的基本方法，如：简单零件的工艺分析、常见软件的三维造型及数控编程，包括零件的铣、车等加工，同时获取相应的职业技能证书，开设的课程主要有机制工艺、CAD/CAM应用技术、数控加工及编程等。第三阶段，即在校最后一年，此时，应对学生进行综合能力的培养，能将所学的知识用于复杂问题的处理，开设的课程主要包括：复杂件及组合件数控加工、数控机床维修与调试、生产实习、毕业设计。
（二）教学方法实施
为了让学生更好地掌握本专业的技能、更好地服务社会，数控专业的教学过程以项目教学法的方式进行。项目教学法中，“项目”是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的任务。通过项目的整合与选取，将课程中的理论知识和实践应用结合起来用于教学内容的学习是实施项目教学法的关键，也是项目化教学首先需要解决的问题。
如以CAD/CAM技术应用为例，其教学要求为老师给定项目要求，学生做出具体实物。其中包括的内容有实物的尺寸确定、三维造型，工艺确定和数控加工成型及装配。其教学内容可以划分为以下几个模块：实体及曲面造型模块、装配及运动仿真模块以及CAM模块。其中装配、数控加工模块是CAD/CAM课程教学的重点和难点，实体及曲面造型模块是基础、且其学习内容相对简单。目前的教学方法都是首先逐个讲解CAD造型的基本方法，如拉伸、旋转、放样等，然后讲解具体的实体及曲面造型实例，最后在零件造型的基础上讲解装配和CAM模块的内容。实际上，这些内容通过以具体的项目为载体来供学生学习，如选择减速器设计作为课程学习中的一个项目，图1所示为一级圆柱齿轮减速器装配图和与课程相关的教学内容。
（a）一级圆柱齿轮减速器
（b）减速器项目教学内容
图1
由图1，减速器项目的具体学习内容为：对于给定的减速器图纸要求，通过分析减速器有哪些组成零件、零件间的装配关系以及主要零件的数控加工工艺，来学习减速器各零件的CAD造型方法、有关装配和数控轨迹生成的操作。作为教学项目，减速器具有如下特点：一是实际应用价值高。减速器是典型的机械传动装置，其作用为在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩，被广泛地应用于汽车、矿山机械和冶金、化工机械等各种机械的传动。二是综合性强且难度适中。由图1可看出，减速器设计项目包括了各零件几何造型、装配及数控加工各方面的内容，将数控技术专业课程中原本各孤立的模块有机地联系起来。在机械设计基础、机械制图等课程中学生已经接触过减速器的设计和绘图，但也包含一些课程涉及的专业知识，如齿轮标准件的参数化设计、箱体夹具设计等。三是容易引起学生的兴趣。学生对减速器的设计内容及组成结构比较熟悉，在前述课程中接触过减速器具体的实物模型，但如何利用软件进行减速器三维造型、装配和加工，是学生的兴趣所在。
在项目的实际选取中，还可以选择其他项目，如电风扇造型与装配、可乐瓶底设计与加工和锻模零件设计与加工等。这些项目均来自实际的产品，既能引起学生的学习兴趣，又能将单个零件的造型设计、数控加工和产品总体装配内容联系在一起，能够调动学生学习的积极性、主动性，有利于达到较好的教学效果。
二、数控技术专业课程项目式教学过程的设计
选择好合适的教学项目后，还需根据项目教学法的特点，将这些项目应用于课程实际的教学过程中。图2所示为项目教学法的教学过程：
图2 项目教学法教学过程
在采用项目教学法的教学过程中，教师只在分组和评估总结中直接参与。在整个教学过程中，教师扮演更多的是组织者、咨询人员以及仲裁者的角色。而学生是项目和实施和完成者，学生始终处于主动地位，是项目教学过程中主体。以减速器设计项目为例，其具体的项目教学过程可按照以下步骤进行。
第一，学生分组和任务布置。减速器设计是一个综合性的项目，有一定难度，可将学生分为5人一组。布置减速器项目的要求和具体任务。
第二，制订计划。根据项目的要求和任务，各组成员对减速器进行总体分析，明确减速器组成结构和工作原理，确定利用CAD/CAM系统进行造型、仿真加工和装配的工作步骤和程序。在教师的帮助下，各组学生进一步修改完善实施计划，并确定最终的计划。
第三，实施计划。首先根据计划准备好资料、手册等。减速器项目具体实施过程为：利用CAD/CAM系统软件对减速器中各组成零件进行几何造型，将造型好的零件进行装配，可先对传动轴部件进行装配然后进行总体装配，创建工程图并对箱体、端盖等零件进行数控加工（包括工艺分析和程序的编写）。项目完成后，小组成员进行项目总结并撰写项目报告。
第四，成果展示。对获得的成果进行展示，包括减速器装配动画、主要零件数控仿真加工等内容，如图3所示的减速器装配爆炸图。
图3 减速器装配爆炸图
第五，总结评估。可先由学生进行自我评估，之后再由教师进行项目总结，主要包括对项目中出现的问题和各种解决办法优劣性的总结，最后对各小组的项目实施结果进行检查评分。
三、教学中须注意的几个问题
在数控技术专业课程的教学过程，实施项目教学法还必须注意以下几个问题：
（一）教学应紧密联系生产实际
数控技术课程专业性和实践性很强，要加深学生对所学知识的理解、使学生对所学知识能够做到融会贯通，结合教学条件，可通过实际生产视频录像或者让学生参与生产实际，通过感性认识和切身体验来内化知识和技能。如学生对于数控加工涉及的零件装夹、加工工艺等知识比较生疏，往往不能很好地应用到教学实例中，此时，教师可利用通过多媒体教学中播放加工视频或者带领学生到实习工厂观察具体零件的数控加工过程，如箱体的数控加工中如何进行装夹和定位、夹具的形式，以及整个切削过程等来辅助教学。
（二）解决问题时采用“发散思维”
对于同一零件的几何造型和数控加工，通常有不同的实现方法。在项目式教学过程中，应尽量引导学生从不同的角度进行思考、采用不同的方法来解决问题，并引导学生考虑各种方法的优缺点及适用范围，这样学生通过较少的项目实例就可以学到不同的方法技巧，做到举一反三。如箱体零件造型有先整体造型再分割，箱座、箱盖分别造型的方式进行以及将箱座、箱盖共有部分集中造型，余下部分分开造型三种方式，这三种方式中整体造型方式简单方便，分体造型方式相对较为烦琐。
（三）教师指导应恰到好处
和传统教学方法不同，项目教学法中学生应处于主动地位，即主要通过学生自己思考、自己动手解决问题来发现知识和提高技能，教师过多的讲解和指导会限制学生思路的拓展和创新能力的发挥，容易使学生变得被动。因此，教师在指导时应把握好尺度，注重引导而不要过多对解决问题方法进行阐述。另外，在教学过程中还要做到因材施教，在项目进行过程中对学生基础知识、解决问题的能力进行观察，根据学生个人不同情况进行适当指导。
（四）构建合理的项目教学评价体系
合理的评价体系对于正确引导学生的学习动机、提升项目教学过程的质量有着重要作用。在数控技术专业课程的评价、考核过程中，应加大工作任务完成情况占课程总成绩的比例，建立能全面、真实地反映学生学习效果的评价体系。在具体的评价过程中，可将考核指标进行分类，如学习态度、学习能力、动手能力以及团队合作能力等，这样既考核学生的主动获取知识、解决问题的能力，又注重学生与他人交流合作的能力以及团队精神，体现项目教学法侧重于对学生综合素质的培养的宗旨。
四、结束语
本文探讨了数控技术专业课程的项目式教学方法，包括教学项目的选取、项目教学过程的设计以及数控技术专业课程项目教学法应注意的几个问题。在数控技术专业课程教学中，通过实施项目式教学法也取得了较好的教学效果，近年来我校学生在全国大学生机械创新设计大赛中已屡次获广西赛区多项奖励。实践证明将项目式教学方法应用于数控技术专业课程的教学中，对于激发学生学习兴趣、提高学生专业知识技能以及综合能力有着重要作用。
【参考文献】
[1]尹珊波.基于项目教学法的CAD/CAM教学实践与思考[J].装备制造技术，2009（4）
[2]赵晓凤.项目式教学的实践探索[J].教学研究，2010（10）
[3]朱美娟.论项目教学法的实施与反思[J].中国电力教育，2011（2）
[4]陈荣. 基于项目教学法的机械CAD/CAM课程改革初探[J]. 陕西广播电视大学学报，2011（2）
[5]戴裕崴，田美丽.CAD/CAM应用技术[M].大连：大连理工大学出版社，2009
[6]叶邦彦，刘建萍，张承忠，赵学智.面向数控技术课程的创新教学模式研究[J].现代教育技术，2010（11）
[7]金桂芝.浅谈数控专业项目教学的实践与思考[J].科技创新导报，2009（27）
2减速器拆装实验教学中存在问题的解决
根据以上教学过程中发现的问题，我们在该实验的教学过程中引入较为先进的机械设计方法，即反求设计（也称逆向工程）。反求设计是指针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合。它主要根据先进产品设备的实物、软件、图纸、技术文件或者影像资料等作为研究对象，应用现代设计理论的方法进行系统的分析和研究，掌握其关键技术，进而开发出同类的先进产品。虽然对于《机械设计》这门课来说，主要是对于传统机械设计的方法进行讲解，但是无论在理论课的教学中还是在实验课程的教学环节中，我们都尽可能地将先进的设计理念引入到教学中来，让学生尽可能地了解最新的设计手段和设计方法，在日后的设计工作当中，能够把先进的设计手段、设计方法和传统的、经典的设计手段和方法想结合，更好地运用所学的知识解决实际问题。对于减速器拆装这个实验来说，在教学过程中充分将教师教的主体和学生的主观能动性结合起来，让学生了解反求设计的简单思路和过程，和学生一起探索解决减速器中零件测量存在的一些问题。
2.1齿轮参数的测量
在齿轮参数的测量中，学生无法很准确地找到齿轮的分度圆，更无法精确地测出齿轮分度圆的直径，以及齿轮的模数。为了高效、精确地测得齿轮的参数，我们可以引导学生利用反求设计的方法进行测量。学生可以很容易测得齿轮的齿顶圆直径da，通过计数可以数出齿轮的齿数z，如果该减速器是斜齿圆柱齿轮减速器，还可以测得斜齿轮的螺旋角β，另外，由于该齿轮是标准齿轮，还可以得知齿轮的压力角α=20°，齿顶高系数h*a=1，顶隙系数C*=0.25，根据齿顶圆直径的计算公式可以反求齿轮的模数m。但是，这样反求出来的齿轮模数大多都不是标准模数系列，这时，我们让学生思考，理论课中齿轮的模数是国家标准规定了的，不应该是一个任意的值，这时学生会对照标准模数系列表，将模数就近圆整成标准模数系列，从而可以确定齿轮的模数m。根据这个标准的模数m，以及齿轮的齿数z，和压力角，齿顶高系数和顶隙系数，就可以确定该齿轮的各几何尺寸参数，并再将这些几何参数填入实验报告的记录表格中。通过这样反求设计的方法，培养学生测定齿轮参数的能力，为日后的相关设计工作打下基础。
2.2螺栓参数的测量
在减速器中有多种多样的螺栓，为了能够确定其尺寸，在实验中，要求学生主要对螺栓的大径（即公称直径）进行测量。学生测得的大径由于误差原因不一定是标准值，在教学过程中，让学生让学生根据自己测得的大径，到国家标准中查找相接近的标准螺栓进行圆整。最终，将圆整后的螺栓公称直径记录在实验报告中。通过这样的简单的反求方法，能够培养学生在工程实践中以国家标准为依据的能力。
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0152-02
一、前言
《互换性与测量技术》课程是机械类专业的一门专业技术基础课程，主要是以零件几何精度设计为基础，对机械零件的设计标注进行完善，达到产品加工的标准。因此，本课程不但包含丰富的基础理论知识，而且包含必要的工程实践知识，是介于机械类基础课与专业课之间的桥梁[1，2]。目前，该课程普遍采用传统式教学法――灌输式教学，以教师讲授为主体，学生参与较少，因此教学效果不太理想[3]。为适应湖南文理学院应用型人才培养的要求，必须对该课程进行改革，引入案例式教学法，使学生学习本课程之后能够应用到实际生产中。
二、案例式教学的概念及意义
案例式教学最早始于哈佛大学法学院。20世纪80年代初引入我国，经过多年的实践和探索，案例式教学已日趋规范。该教学法需要教师精心策划与指导，根据教学目的，调动学生参与到典型案例的讨论中去，变被动式学习为主动式学习，提高学生的学习积极性[4，5]。通过学生的独立思考或集体协作，进一步提高其解决具体工程问题的能力。
三、案例式教学的设计
1.案例的选择。教师针对机械设计制造及其自动化专业的学生采用案例式教学，采用接近实际或工厂现有典型案例是教学的重点和基础。案例与专业的契合程度将直接影响到教学效果，因此在选择案例时要重点考虑以下几个方面：（1）个性化定制。针对各个专业的特点，采用个性化定制案例。案例必须能够覆盖互换性与测量技术教学内容主要的知识点，通过案例的学习，学生可对相关案例进行借鉴和参考并得到启示。（2）贴近工程实际。贴近实际的案例，可以让学生将学习到的知识马上应用到实际中去，真实感受到本课程的实用性。（3）与其他课程的相关性。《互换性与测量技术》是大多数机械类专业课程的基础。譬如湖南文理学院机械工程学院《机械设计课程设计》的内容是减速器的设计，因此本课程在选择案例时，就以实验室现有的二级减速器为例，这样既可以让学生对减速器有更直观的了解，又方便后续课程的开展。针对案例的选择原则，设计了四个案例：
案例一：在涉及到尺寸公差与配合制等名词时，学生不容易理解，也难以产生学习兴趣。以校实训中心现有的机械零件图为例，对学生学习进行引导，使学生对实际的零件图有感性认识。在此过程中，提出一些相关的问题，让学生随堂思考。
案例二：在讲解标准公差数值表和基本偏差表时，以实验室减速器中的输入轴为案例，对不同轴颈尺寸所对应的标准公差和极限偏差进行设计。
案例三：在讲解滚动轴承公差与配合时，以实验室减速器为例，分析滚动轴承与减速器主动轴和传动轴的配合关系以及与减速器箱体的配合关系，进一步完成对滚动轴承公差和配合的选择。
案例四：键与花键是传动系统中不可缺少的一个环节，用以传递扭矩和运动。因此，键与花键公差与配合的设计就显得尤为重要。本案例同样以实验室现有的减速器输为例。首先让学生了解平键的功用，进一步学会选择平键的公差与配合。然后结合学生自己的分析，完成平键图样上的标注。
2.案例的导入。案例的导入可以在理论知识介绍之后，这样容易使学生将理论知识和实际应用相结合。譬如在介绍滚动轴承这章内容时，首先，给学生介绍滚动轴承的种类、滚动轴承与轴和外壳孔的配合性质及轴和外壳孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素，让学生对滚动轴承有初步的了解。接着，给学生展示减速器中的滚动轴承。这样容易激发学生带着问题去学习，提高学习的效果。
3.案例的分析讨论。案例的分析讨论是案例式教学的核心。根据典型案例，在课堂上开展讨论。讨论方式通常采用两种：（1）小组讨论，可以调动每个学生的学习兴趣；（2）在教师的引导下，来对案例进行分析讨论，可以使讨论更深入、更全面，使学生提前体会到作为一个机械专业学生所面临的一些问题。
4.案例的总结。案例分析讨论完以后，教师要进行总结。首先，对讨论过程进行评价，表现好的学生应当予以肯定。接着，对讨论过程中遇到的一些问题，可以帮助学生找出解决问题的方法，引导学生对相关问题保持长期的关注和不断的思考。
5.案例式教学成绩评价体系。学生学业评价和教师教学绩效评价是案例式教学的重要环节之一。改变传统的学生学业评价中“一考定全局”终结性评价模式，实行形成性评价和终结性评价相结合、课内教学与课外自主学习相结合的全程评价，采用多样化的考试方式，推进考试制度改革。
本课程案例式教学评价可规定学生课程最终成绩分平时成绩与期末考试成绩两部分，平时成绩占40%，期末考试成绩占60%。平时成绩的考核方法：平时成绩满分40分=出勤成绩（满分10分）+案例式学习过程成绩（满分15分）+案例分析总结报告/几何精度设计大作业/学科竞赛（满分15分）。
四、结论
为适应应用型人才培养的要求，本文对案例式教学法在《互换性与测量技术》课程中的应用进行了探索和实践。案例式教学法由四个阶段组成：案例的选择、案例的导入、案例的分析讨论和案例的总结。它不同于传统教学法，突出了学生的主体地位。通过该教学法的实施，学生学习的积极性得到很大的提高，教学效果也有了改进。
参考文献：
[1]王晓玲.公差与测量技术[M].北京大学出版社，2010.
[2]廖辉，黄崇林.案例教学在“互换性与技术测量”中的实践[J].课程教材改革，2013，（293）：79-80.
减速器是典型的机械基础部件，被广泛应用于各种机器中。因此减速器的结构、功能及设计一直是我校机械类专业的学生必须学习的内容。而清楚地学习和了解其内部结构及工作原理是进一步分析和设计减速器的关键[1]。减速器的安装、拆卸过程以及相关参数测量。旨在能使学生加深对所学内容的理解，提高学习兴趣，有利于激发学生学习的主动性和积极性。增强学生对过程实践的感性认识，增强学生综合解决实际问题的能力，提高教学质量和水平。
1.减速器拆装实验的教学现状与不足
“减速器拆装实验”的教学目的主要是：通过拆装掌握减速器的结构、零件功用、装配关系以及调整方法等。装拆实验用的减速器有单级圆柱齿轮减速器；单级圆锥齿轮减速器；圆锥圆柱齿轮减速器；展开式双级圆柱齿轮减速器；同轴式双级圆柱齿轮减速器；蜗杆蜗轮减速器等。在减速器拆装实验中，一般选用单级齿轮减速器或两级齿轮减速器。因为该类减速器较为典型，只要掌握了它的结构特点、功用及安装调整方法等，其他类型减速器就可以举一反三。达到事半功倍的效果。
传统的教学方法是通过实物，介绍减速器的主要零部件，有箱体、齿轮、轴、端盖、滚动轴承、键、销，螺栓、螺钉、垫片等。在教师讲解相关内容之后，学生拆解、装配减速器。让学生在实验中动手、动脑、动口、动眼、动笔，对学生出现问题比较多的地方有针对性地进行集中辅导答疑。整个过程中让学生互相交流，查找资料。在实验中学生分组轮换观察各种不同类型减速器，通过观察、比较、对每个零件的作用、结构进行一番分析。总结出它们的各自特点和作用。
实验中存在一些不尽人意之处，减速器拆装实验是一个综合实验。主要考察学生的知识点掌握情况、知识的综合运用，并且要求有较强的动手能力。部分学生做减速器拆装实验时，往往出现对减速器的结构不了解；对零部件知识认识不深，零件认识只介于书上，出现零件混淆，或者实物完全未接触过；零部件之间的关系不清楚，结构不了解；减速器拆完未能完全装好。如齿轮、轴承、轴套等零件实际上是拆不下来或是不允许拆解的；齿轮与轴装配的键和键槽等更是无法窥其全貌；很多零件笨重且有油污；测量的中心距等参数实际上只是粗测值。一般来讲，新鲜事物对学生往往都有很强的吸引力，而笨重，甚至是“脏兮兮”、“油乎乎”的减速器，会在一定程度上削减学生学习的动力与兴趣。基于上述原因，这样的教学就很难达到理想的教学效果。
2.实际操作与多媒体教学相结合
减速器拆装实验过程中教师在个别指导时是和学生面对面接触，教师的言传身教作用得到充分体现。但是，实验中由于学生多，指导教师少，工作量大，在解答学生的共性问题时。往往只有少数在教师附近的同学听得清、看得见，很多学生看不到实物的具体结构，搞不清楚教师解释的问题，影响了教学效果。当前，随着多媒体教学的普遍应用，在实验中利用多媒体对减速器进行虚拟装配，可提高教学质量。
教师在多媒体演示时可以进行动态教学，让学生在屏幕上观察零件复杂形体的外型与内腔、各个侧面和局部细节特征。将减速器的零件结构和装拆过程以虚拟动画的形式，形象、生动地展现在学生面前。例如，减速器的主要零部件有箱体、齿轮、轴、端盖、滚动轴承、键、销、螺栓、螺钉、垫片等，多媒体演示可以直观地显现整个零件的结构，装配体中零件之间的连接关系，使教学中的知识更加清晰、生动。虚拟装拆可以刺激学生的感官，动画部分更能抓住学生的眼球、带着好奇、兴趣，促使学生主动学习。利用多媒体介绍装配基准，演示如何进行传动件的周向和轴向固定；轴的支承、固定；轴承类型，轴承如何装配，间隙如何调整等。使学生对齿轮减速器的装配过程、轴系零部件之间的固定、定位方法、机械装置的类型和密封装置及其他减速器附件结构等有一个直观的了解，着重讲解减速器各组成部分的结构、相互之间的定位关系。在实验中教师在多媒体虚拟模型上指定某些加工表面，让学生在减速器实物上找到相应的地方并分析该零件的结构工艺性及加工要求，以利于后面课程设计的顺利开展。例如：与螺栓头部和螺母接触的支承面，应加工出沉头座坑，以减小螺栓的附加应力；安装窥视盖处应设有凸台，减小机械加工表面面积；放油孔处的机体外壁应凸起一块，以便于加工成为螺塞头部的支承面等等。这样，不仅在较短时间内能给学生提供正确的指导，培养学生的几何构思能力，同时介绍了有关结构工艺知识，培养了学生合理的设计思维。这样更有利于学生理解减速器的工作原理、装配关系、各零件的相对位置关系，以及各零件的结构特点，提高了学生的学习兴趣，增强了学生的分析、认识和记忆能力，活跃了课堂气氛。
但是虚拟装配无法取代学生亲自动手拆装操作，如果只使用虚拟拆装实验，学生印象不会那么深刻，难以建立拆装的总体的感性认识。减速器拆装实验通过与计算机虚拟拆装有机结合，才能充分发挥教师的主观能动性，提高了学生的空间想象力，使学生轻松掌握零件的结构，增加学生知识储备，为以后课程设计作了必要的准备，实现教学效果的最优化。在我们的教学中只有通过不断地研究新的教学方法，才能提高教学质量。
3.结束语
教学需要创新精神。将板书、教具等传统的教学手段与现代化教学手段相结合。把减速器拆装实验与多媒体有机结合，使课堂教学形式由单调呆板变得丰富生动，使学生对常见的机械零件有直观的感性认识，使该课程的理论教学与实践训练得到了有机结合，有利于学生动手能力与创新意识的培养。大大的提高了教学质量，从而高质高效的完成了教学任务。
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.11.061
Teaching Practice of Optimal Design of Machinery Course Based on CDIO
LI Keqin
（School of Mechanical Engineering， Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068）
Abstract Higher engineering education is experiencing the huge changes， CDIO education concept is gradually accepted by people. And optimal design of machinery is a professional elective course of mechanical engineering， CDIO education concept， introduced in the teaching， make students take the initiative to explore the essence of optimization algorithm， practical optimization algorithm， combined with the practical problems in mechanical engineering and application. To select two project instruction teaching and achieved good teaching effect.
Key words project instruction; CDIO; optimal design of machinery
1 CDIO概述
CDIO①②③代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
2 机械优化设计课程体系架构
随着设计过程的计算机化，自然就要为设计过程能自动选取最优的设计方案建立一种迅速而行之有效的方法。机械优化设计④应运而生。优化设计借助计算机能进行大量的分析计算，从众多的设计方案中选出一个既满足设计要求又使设计指标最好的最优设计方案。
机械优化设计课程体系大致有四部分：一是优化设计数学基础;二是无约束优化方法;三是约束优化方法与工程应用;四是现代的优化方法与工程应用。当然部分教材只有三部分：优化设计基础;基于导数的优化方法;非导数的优化方法;而现代的优化设计方法的内容极其丰富并在进一步发展完善中。目前的教材以介绍优化基本理论占相当大的篇幅，而缺乏结合优化商品化软件包运用来介绍优化设计的内容，导致学和用的脱节。
3 CDIO和项目教学在机械优化设计课程中的教学实践
MATLAB④⑤是当前最优秀的科学计算软件之一，也是许多科学领域中分析、应用和开发的基本工具。MATLAB经过多年的发展，已经成为一种功能全面的软件，几乎可以解决科学计算中的所有问题，使得MATLAB在机械工程、通信、控制和信号处理等领域得到了广泛应用。
3.1 CDIO项目教学案例之一
CDIO教育理念别强调项目教学和实践。案例一的优化数学模型如式（1）。
（） = + + 4
（） = + 2 ≥ 2 （1）
（） = + 1≥ 0
（） = ≥ 0
（） = ≥ 0
在MATLAB软件环境的CDIO求解过程为：（1）构思，先将优化数学模型的约束条件转化为适宜MATLAB求解的标准形式;（2）设计，如何利用MATLAB软件工具;（3）实现，编写MATLAB程序;（4）运作，调试MATLAB程序并分析优化设计的结论。
优化数学模型的约束条件转化为适宜MATLAB求解的标准形式如式（2）。
（） = + 2 ≤ 0 （2）
（） = + 1≤ 0
（） = ≤ 0
（） = ≤ 0
在MATLAB软件环境中求解过程略。
表1给出了求解运行的结果;图1为优化案例中的目标函数值与循环次数的关系变化趋势示意图。
3.2 CDIO项目教学案例之二
二级圆柱齿轮减速器的优化设计⑥及其MATLAB实现。
如何让其设计的二级圆柱齿轮减速器在现有的条件下实现输出最大、重量最轻或其它目标？这些疑问，可以在机械优化设计课程中得到满意的解决。
案例二的具体要求：二级圆柱齿轮减速器的优化设计问题。要求在满足强度的条件下，使其体积最小，以达到其结构紧凑、质量最小的目的。其输入参数：给定传递的功率 = 6.3kW、总传动比 = 31.5、输入转速（高速轴） = 1450rpm，齿宽系数 = 0.4。大齿轮：45钢正火187～207HBS;小齿轮：45钢调质228～255HBS。总工作时间不少于10年。图2为二级圆柱齿轮减速器传动简图。
案例二是一个机械工程实际问题，在MATLAB软件环境的CDIO求解过程为：（1）构思，利用先修课程，将二级圆柱齿轮减速器问题转化为优化数学模型，即转化为适宜MATLAB求解的标准形式;（2）设计，如何利用MATLAB软件工具;（3）实现，编写MATLAB程序;（4）运作，调试MATLAB程序并分析优化设计的结论。
MATLAB的求解程序和优化结果略。
优化设计结果分析与处理是很重要的一环，也是CDIO和项目教学取得成效的关键环节。
4 结束语
CDIO工程教育的最大特点是项目教学和动手能力的培养。在最近几届的机械优化设计课程教学中，尝试引入MATLAB软件包，贯彻CDIO和项目教学教育理念，让学生在做中学，通过项目带动，设计应用的技能得到强化。教学实践表明，学生的工程实际运用能力有较大的提升。
注释
① The CDIO Syllabus v2.0.An Updated Statement of Goals for Engineering Education [C].Proceedings of the 7th International CDIO Conference，Technical University of Denmark，Copenhagen，2011.June ：20-23.
② 顾佩华，李N平，沈民奋，等.以设计为导向的EIP-CDIO创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育，2009（3，4）：47-49.
③ 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）：1-6，9.
如今职业技术教育在工业飞速发展的推动下蓬勃发展起来，社会需要越来越多的应用型技能人才，客观上对教研教改提出了更高要求。传统教学观念和模式已经难以适应现代职业技术教育的发展，也难以满足现代社会对技能型人才的需求。当今社会，职业教育的教学思维、教学理念和教学方式，仍未完全脱离传统的教学窠臼，学校对学生的培养难以达到预期的目标，即不能在一定的教学时段里成长为社会需求的符合职业标准的技能人才，因而还需要全方位深入地进行教学改革。而教学改革的核心问题，就是如何提高学生的应职岗位能力，为社会培养合格的技能人才，而实施一体化教学，快速培养技能人才，是一种有效的途径。一体化教学是近年来职业教育教学的一种采用理论教学与实践相结合的方法，旨在提高被教育者的综合素质。“理实一体化”教学强调教师的主导作用，将理论学习与实践动手紧密结合起来，突破以往理论与实践相脱节的现象，注重培养学生动手能力，全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。为此，笔者在多年的教育教学工作中，也尝试进行“一体化”教学模式的探索。 其中,《主减速器的检查与调整》教学设计就是我对一体化教学的一次有效尝试。《主减速器的检查与调整》是汽车维修专业教材中驱动桥部分重要的检查调整部位之一，也是学生必须掌握的最基本技能之一。学生掌握的好坏将直接影响下节课程《齿轮啮合印痕和啮合间隙》的学习质量。怎样通过有效的一体化教学让学生学好本节知识，提高相关技能呢？笔者在研究了《汽车构造》、《汽车拆装技能训练》、《汽车修理与检测》等相关教学参考资料之后，结合所教班级学生情况，确定本课题教学的主要任务是让学生掌握主减速器轴承预紧度的检查和调整方法。课程组织思路：制定课程的目标、明确重难点→设计教学过程→组织实施→总结→修正教学过程。各项目标如下表：为更好的突出重点，突破难点，笔者将采取以下措施：1、利用实物，教师分步操作演示，学生跟随完成检查与调整步骤。2、运用比较手法，强化训练，达到熟练调整。用问题引导、启发讨论、媒体运用、观察演示、鼓励教学和指导练习等方法，带领学生进行学习探究。 一、教学过程 （一）复习提问，案例引入新课 1、复习提问：1）主减速器有何功用？其主要组成有哪些？2）主减速器按齿轮副分为哪几种类型？设计意图：对课前预习内容的提问，帮助学生复习主减速器的功用和主减速器构造组成。为本课题教学做好铺垫。 2、案例思考：日常生活中时有发现汽车驱动桥部位有异响、漏油、过热等故障现象。那么，导致的原因有哪些呢？从驱动桥的结构、工作原理分析，主减速器、差速器和半轴连接部位出现异常都将可能导致上述故障发生。设计意图：启发学生探究学习和讨论，通过对相关知识的复习，结合实际故障案例，将问题引入到本教学课题。 3、设疑：主减速器工作中什么异常会导致异响、漏油、过热故障呢？设计意图：设置疑问，让学生带着问题去学———有的放矢。为解决问题而学———以疑激学。 （二）讲解新课课题主减速器的调整 1、主减速器总成分解与装复（理论）播放EQ1090E型主减速器拆装教学光盘播放要求：控制好播放节奏，对重要的步骤应停顿进行适当的讲解。观看要求：认真观看，做好拆装记录，为观后发言做准备。设计意图：通过对主减速器的教学光盘播放，给学生拆装起到正确的导向作用，使拆装过程和步骤清晰明了，避免操作盲目性———提高学习效率。在播放和观看时按相应要求去做，加深学生对解体和装复注意事项的印象。组织学生讨论发言，补充不完整记录。最后，教师再用多媒体课件对拆装过程和注意事项给予演示。 2、主减速器总成分解与装复（实践）化分组：每组选一名学生跟随老师做同步性拆装操作（请学生协助）。其余同学以组为单位，边听老师讲解，边协助本组代表共同完成各步操作。避免使动手能力差的同学集中在一个组。教师分步讲解，学生跟随做同步拆卸。启发学生注意观察主减速器的结构组成，明确调整的零部件位置及功用。思考：为什么轴承需要预紧？设计意图：分步操作、分组协作过程中重视培养学生严谨细致的工作作风，引导观察构造组成，鼓励参与意识，培养协作精神，养成善观察、勤思考、文明作业的好习惯。 （三）轴承预紧的必要性及调整方法采取启发式教学，由浅入深，层层递进，最终解决问题 1、分项教学 （1）对主减速器进行受力分析，理解预紧的必要性，明确轴承预紧度要适度，并按规定进行调整，否则适得其反。 （2）主动锥轴承预紧度的检查与调整按照装复顺序将主动锥齿轮与轴承座装复，注意不装油封，并按规定扭矩拧紧凸缘槽形螺母。检查方法：用弹簧秤测量主动锥齿轮轴转动阻力的大小来判定（图2）。将轴承座夹在台虎钳上，用弹簧秤切向拉动主动锥齿轮轴上的凸缘边缘孔，测量主动锥齿轮轴开始转动的瞬间拉力大小。其拉力值应符合原厂规定。强调操作注意事项，按规定要求去做，对照原厂规定做出正确判断，把握质量标准———树立质量意识。调整方法：增减前端两圆锥滚子轴承间的调整垫片厚度进行调整。让分组同学在调整操作时，把轴承的预紧度调整成三种不同状态（合适、过大、过小），然后用手去感受不同预紧度下主动锥齿轮的转动情况，摸索经验检查法。从而作出准确判断，选择合适厚度的垫片进行再调整。预紧度调整合适后，再将油封装复。装复时小心油封不要被尖锐物划伤，而且还要注意油封唇口方向不要装反，以免造成漏油现象。 （3）从动锥轴承预紧度的检查与调整将从动锥齿轮及轴承正确装入主减速器壳内。检查方法：①用百分表测量从动锥齿轮背面的端面圆跳动量；②经验检查法：用手转动从动锥齿轮，应灵活自如，无卡滞现象。轴向推拉从动锥应无间隙感，否则应调整。调整方法：通过左、右两端轴承的调整螺母进行调整（如图3）。调整时先将螺母旋紧，再退回1/10～1/16圈，使最近的一个开口与锁止板重合，用锁止板固定。#p#分页标题#e# （4）轴承预紧度均调整合适后，将主动锥齿轮轴总成正确装入主减速器壳内，完成拆装和调整工作。再次检查装复后的主减速器，转动应灵活、无卡滞、无松旷。为齿轮啮合印痕和啮合间隙调整做好准备。 2、观察演示 教师示范性操作，指导学生认真练习，手眼协调———提高操作能力。 3、感受体会 轴承预紧度的调整既是本节课的重点也是难点。把轴承预紧度调整出合适、过大、过小三种状态，让学生用手去感受主、从动锥齿轮的转动情况，通过强化练习，体会掌握———经验检查法。 4、实例教学 以EQ1090E型主减速器的检查与调整强化轴承预紧度的调整方法。引导学生从结构入手，讨论预紧度调整的方法，充分调动学生的主观能动性，鼓励学生积极发言，最后教师归纳。 5、讨论归纳 通过对问题的讨论，活跃课堂气氛，调动主观能动性，扩展思维，得出答案———调动学习主动性通过具体车型的实习操作，教会学生基本操作技能，更重要的是教会学习方法，针对具体的问题进行具体的分析达到———触类旁通，举一反三。装复后的检查为下个课题埋下伏笔，为学生自学预习导向。 6、学习导向 通过学习，让我们弄清了轴承预紧的道理，轴承预紧度不合适，会导致驱动桥出现异响和发热，同时还将破坏齿轮的正常啮合位置和啮合间隙。通过实际操作，掌握了主减速器的拆装和主、从动锥齿轮轴承预紧度的检查与调整。教育学生用发展的眼光看待维修业，不断学习补充新知———树立终身学习的思想。 7、指导练习 采用一体化教学方式，教师先进行理论和实际操作演示教学，让学生基本掌握拆装、检查、调整的步骤和方法。然后根据课时安排，分组进行强化训练，提高学生操作熟练程度。教师多巡视，多指导，及时纠正不正确的操作环节。同时，还要注重教育学生养成安全、文明的行为习惯。 8、作业与预习 作业：主减速器的调整。（按照实习报告所要求的内容填写）预习：齿轮啮合位置不正确，怎样调整啮合印痕与啮合间隙？完成实习报告的填写，可以较全面掌握本课题的教学内容。 二、教学效果 理论教学———采用教学光盘和多媒体课件演示教学，形象生动，既加深学生印象，又节省时间。不仅吸引了同学们的学习兴趣，且起到了较好地导向作用，为实习车间的教学做好铺垫。实习车间教学———教师采用问题引导，启发讨论、同步操作等方式，让学生积极主动的参与课堂活动，充分调动了学生的主观能动性和积极性。气氛活跃，发言积极，整个课堂充满生机。通过强化练习，不同层次的学生动手能力均得到较大的提高，达到了预期的教学效果。 三、实施特点 实施理论与实践一体化教学有以下几个特点： 1、实现理论实践教学一体化、教室与实验室一体化、理论教师与实作教师一体化。 2、使教学更形象、生动、灵活，提高学生的学习兴趣，使教学目标指向明确，易达到目标要求。 3、使过去分散的课程知识和教学更集中，提高了教学效率；通过精心组织，使理论、实物、实验、基本技能的学时分配更合理，理论与实践结合更紧密。 4、实现教与学的互动，可以根据学生对知识的掌握情况及时调整教学环节和内容，从而达到教学目标要求。 四、教学反思 一体化教学取得了以下成果：教学从“知识的传递”向“知识的处理和转换”转变；教师从“单一型”向“行为引导型”转变；学生由“被动接受的模仿型”向“主动实践、手脑并用的创新型”转变；教学组织形式由“固定教室、集体授课”向“室内外专业教室、实训车间”转变；教学手段由“口授、黑板”向“多媒体、网络化、现代教育技术”转变，从而以“一体化”的教学模式体现职业教育的实践性、开放性、实用性。相信通过我们广大教师的探索和实践，一体化教学将会收到更大的成效。
中图分类号：G642.4 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）04-0075-02
材料力学课程是机械类专业中的一门专业基础课，对培养学生工程理念及学习其他后续课程具有十分重要的意义与作用。近年来，由于科学技术的迅猛发展，要求学生掌握的新知识日益增多，学校在保持现今学制不变的情况下，只能削减很多传统课程学时，材料力学是其中的一门。材料力学具有理论性强、内容抽象、基本概念众多、比较难理解的特点，这就要求教师必须在有限的学时内，采用高效的教学方法来提高教学质量，提高学生的能力，已期收到良好的教学效果。
项目教学法是指实施一个完整的项目工作所进行的教学活动，具体是指在教学过程中以一系列项目作为载体，把相关的知识点融入项目的各个环节，在逐步推进项目的开展中通过对问题的深化和扩充，来拓展知识的广度和深度，最后得到一个完整的项目解决方案，从而达到学习知识、培养能力的目的[1]。根据材料力学课程的特点和现状，很有必要在材料力学课程教学中应用项目教学法。
1 项目教学法在材料力学课程中应用的总体思路
在材料力学课程教授过程中应用项目教学法，要以典型的工程项目为依托，以材料力学知识要点为纲，实际的工程项目为目，做到纲举目张。要做到使学生在学习的课程中遇到某项知识点时能非常明确它的工程背景，充分感受到材料力学在工程设计中的重要性。项目教学法中所选择的工程项目应该是一个具体完整的、有广泛应用价值的机械产品的设计。应该具有以下特点：1）设计的产品应该具有典型性；2）能充分体现理论知识和实践技能的相互融通；3）应该有一定的设计难度，在设计过程中要求学生以已有知识为基础，经过逻辑思维之后能在一定范围内学习新知识和新技能。
项目教学法的学习过程应当是一个人人动手动脑参与的创造性的实践活动。学习的目的不是推导、验证已有的原理，而应该是为完成项目所经历的探求过程中，逐步理解和掌握课程要求的知识点和技能，体验发现问题、解决问题的乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。
2 项目教学法在材料力学教学中的实施
精选典型工程项目 选择一个恰当的项目是项目教学法能否顺利实施的重要前提。材料力学作为机械类专业的专业基础课，要为工程实践提供相应的力学知识，培养学生利用材料力学解决工程实践问题的能力。材料力学课程的主要内容是介绍杆状构件的拉压、剪切、扭转和弯曲四种基本变形及组合变形的强度、刚度的分析计算。在项目的选择上要充分考虑到上述知识点的特点，经过比对，可以发现减速器设计是一比较符合要求的项目。减速器包含了箱体、齿轮、轴承、轴、键、螺纹连接件、带等零部件，构件的难易程度合适，而且学生在前期课程中有所接触，在设计过程中所需的知识和材料力学基本教学要求有比较好的对应性。
项目的分解和教学过程的重构 要完成减速器设计项目，需要涉及多门机械学科的知识，而在学习材料力学时，学生有多门相关课程还未学习，因此在组织教学过程中，要特别注意所授具体知识的统筹分析与划分，要了解各门课之间的相关性、知识结构的特点，哪些知识是材料力学必须讲授的基础知识，哪些知识是相关课程已经提及的或需要深入研究的，哪些是放在后续课程讲授的，只有分清知识特点，才能合理分解项目，引导学生学习相关知识的同时培养分析问题、解决问题的能力。
下面结合减速器设计项目，具体阐述项目教学法的实施步骤。
首先，教师对应减速器设计项目进行项目分解，使得原来的众多综合性问题分解为一个个单独的力学问题。以便学生上手，根据减速器设计和材料力学课程的特点，项目分解如表1所示。然后教师和学生对整体项目进行讨论，学生要阐述他们对整体项目见解，联系本身已有知识，阐述项目中认为自己不能解决的问题。教师在其中要不断地对项目进行阐述解释，使得减速器设计这样的综合性工程项目变成学生能逐步理解的一个个力学问题，解决学生的困惑。
减速器属常用设备，教师应该在讨论中启发学生掌握其结构、使用功能及存在的问题，进一步了解需要解决的问题，即目前结构情况下的强度校核存在的问题与改进措施、改进后的强度计算等。对于分解后的小项目，教师一定要联系设计实践来讲述力学问题，这样有助于加深学生对工程实践和材料力学问题之间联系的理解，有助于以后在实践过程中学会选择有效的理论工具。课程的组织形式可以变成一个个小的专题讨论课，要充分发挥学生的主动探索性，提升学生学习的兴趣，教师也要适时点拨，把握方向，保证课程的完整性和延续性。在各小项目完成后，对减速器整体设计也应做说明和讨论。
项目教学法的思考 以工程实践项目为主线的项目教学方法和传统的演绎教学方法相比较，可发现项目教学法能有效地提高学生解决实际工程问题的能力，培养其创新思维。在材料力学课程中如何做到选择恰当的项目、充分发挥项目的作用，把理论讲授和工程项目有机地结合起来，是十分值得探究的。项目教学法的实施过程对教师也是一个促进。任课教师必须充分掌握完成一个工程实践项目所有涉及的专业理论知识和专业技能，做到胸有成竹。因此，选择一个教师自己已完成的工程实践课题作为项目教学的案例，有助于教师从容应对教学中出现的各种各样的问题，使得学生的行为能够在教师的掌控之中，随时为学生提供必要的理论和技术支持。
项目教学法能有效地培养学生的观察能力、动手能力、研究和分析问题的能力。为增强效果，在实施过程中应要求学生提前阅读相关教材、预习教学内容，准备与项目相关的知识，广泛获取类似问题的信息，并且组成项目小组，明确每人在项目中所承担的任务，在教师的指导下完成预期的教学任务。项目教学法最重要的特点是突出理论联系实际，但在授课过程中，切忌完全就项目论项目、以项目的实施代替力学系统知识的学习，应积极引导学生在授课过程中巩固力学基础知识，并能运用力学知识解决工程中的实际力学问题[2]。
3 小结
大量实践经验表明，适应现代工业生产节奏的人才需要具备创新的思维能力。材料力学的课堂授课学时比较少，在实施项目教学法的教学过程中，要特别注意力学基本概念和项目内容的融会贯通。通过课程教授过程中的探索过程，体现出理论和实践技术的相互融合，使学生创造能力得到提升，强化学生利用已掌握的知识来分析、解决问题的能力，掌握高超的实践动手能力，并为学生在以后的工程实践中利用材料力学知识解决实际问题奠定坚实的理论基础。
参考文献
