系统化设计的主要特征方法是：将设计的几个设计元素组成的一个系统，每一个设计拥有独立的设计元素，各元素之间存在有机的联系，并具有层次性，这样的话，所有的设计要素进行组合后，可以达到设计系统所需的任务。我国设计者在进行产品方案设计时，基本上沿用了德国标准设计方式。另外，还借鉴了其他发达国家的系统化设计思想，如下：
(1)产品功能特征构思、结构设计和零件设计等都来源于用户的需求，具体设计时，利用质量功能布置方法从产品开发的宏观过程出发，系统地将用户需求信息合理有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
(2)借助于生命系统理论，将产品看作有机体的生命系统，就是产品的设计过程可以看成：功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时，产品的功能要求由生命系统图符抽象地表达，形成产品功能系统结构。
(3)将系统科学的应用(机械设计中)分为两个问题：
(1)应用系统处理的方法处理所设计的产品，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；
(2)为了根据设计目标，合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段，可将产品设计过程看成一个系统。
2结构模块化设计方法
通过结构模块的组合，实现产品的方案设计的方法被称为结构模块化设计方法。其具体的应用场合为：适用于特定种类的机械产品：由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易。结构模块化设计方法的基本要求是：在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，不同的产品可以通过选择和组合这些模块化基本结构组建而成。
3智能化设计方法
借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，根据设计方法学理论，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构是智能化设计方法的主要特点。目前，利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计是智能化设计方法的主要途径，因其直观性好而被用户接受。但其系统性较差，且零部件的结构、形状，尺寸，位置的台理确定，要求软件具有较高的智能化程度，一般有丰富经验的设计者可以熟练应用。虚拟现实技术在我国还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，主要是研究按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察。利用智能型CAD系统SIGRAPH—DESIGN作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件sIGRAPH—DEsIGN提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。
4基于产品特征知识的设计方法
二、课程设计内容的充实与合理编排
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所在。它应以培养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。机械系统方案设计主要包括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，能够得到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，老师可以提供一种实现该功能的典型机构，让学生对此机构进行分析。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新能力的目标。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，凸轮机构可以采用平面或空间凸轮机构，还可以采用组合机构。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。
三、合理利用计算机技术
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，可以得到精确的计算结果，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可以通过计算机技术分析快速获得。同时，还可以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。
四、考核方法
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，一定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，这样可以检验学生学习的扎实度，也可一定程度上检查出学生是否有抄袭行为，同时还可以作为学生毕业设计答辩的一次简单训练。
《机械原理》是高等工科院校机械专业必修的一门重要的专业技术基础课[1，2]，《机械原理课程设计》则是使学生较全面系统地掌握及深化机械原理课程的基本原理和方法，培养学生综合运用所学知识，提高分析和解决工程实际问题的能力的重要实践环节。
一、问题的提出
我校《机械原理课程设计》所选用的设计题目以往多为针对不同类型的连杆机构进行运动分析及动态静力分析。机构的类型机构及尺寸由教师指定，一般为平面六杆机构。班级各学生所需分析的机构类型或机构的尺寸不同。
随着科技的进步与发展，对高等教育的要求也在不断提高。培养具有创新精神和实践能力的人才，提高工科学生的综合能力已成为机械工程教育工作者的共识。在此大环境下，对《机械原理课程设计》进行改革，将以分析为主的《机械原理课程设计》改变为“机械系统运动方案设计[3，4]——型综合——尺度综合——运动动力分析”的设计型《机械原理课程设计》，势在必行。
二、设计型《机械原理课程设计》
课题组首次在大三詹天佑班及车辆专业部分学生中试点，进行了设计型《机械原理课程设计》的探索与实践。
课题组在充分调研查阅的基础上，选用文献[5]作为主要参考教材，并自编了与之配套的任务书等教学资料。
1.设计的目的及任务。设计型《机械原理课程设计》的目的在于：使学生巩固理论知识，并使其对于机械的组成结构、运动学以及动力学的分析与设计建立较完整的概念；掌握机械运动方案设计的内容、方法和步骤，培养机构选型与组合和确定运动方案的能力；培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。其任务为：针对某种简单机器（它的工艺动作过程比较简单）进行机械运动简图设计，包括机械系统运动方案的设计与评定，机构尺度综合等。
2.设计题目。本次《机械原理课程设计》选择了“圆盘型自动包本机进本系统”、“水稻插秧机”等六种机械系统作为设计与分析的对象。各个机械系统由多个能够完成具体工作的机构组成，其各组成机构必须动作协调，方能实现预期要求的功能。教师根据各机械系统所包含的具体工作机构的数目，将学生分为2～4人一组，每位学生在完成所要求的整体机械系统运动方案设计的前提下，还须独立完成该机械系统中的指定工作机构的型综合、尺度综合及其运动分析（动力分析部分为选作）。因此，任意一名学生的工作均需各自完成，不可能“拷贝”他人成果。
3.设计内容及要求。设计型《机械原理课程设计》要求学生根据教师下达的任务书完成：①全组讨论及提出两个以上系统设计方案；②经比较、选优，确定系统最终方案；③每个学生设计分析总体系统中的一个机构；④每个学生对自己设计的机构运用解析法完成机构运动分析；运用解析法选作机构受力分析；⑤每个学生运用软件选作机构的仿真与验证；⑥完成设计说明书。
三、《机械原理课程设计》指导方法的改革
1.《机械原理课程设计》前期工作。《机械原理课程设计》为期两周，为使学生能够有充分的时间消化理解《机械原理课程设计》的内容，做好先期准备工作，我们提前一周半进行《机械原理课程设计》授课。许多学生听课后即开始查阅资料，重温课程设计中所用到的相关先修课程的知识，讨论方案，主动找老师答疑等，教师也插空到班级辅导，收到良好的效果。
2.集思广益，确定机械系统运动方案。各组学生拟定出两个以上机械系统运动设计方案。所有参加设计型《机械原理课程设计》的六十多名学生一起进行讨论，集思广益，优选机械系统运动方案。具体做法为：每组选派一名学生主讲，其他学生补充，借助PPT介绍本组初定的几种设计方案，指出各方案的优缺点及筛选原因，其他学生提出问题及建议。通过讨论，学生对许多概念、基本理论有了新的认识和理解，巩固了课堂教学中学到的知识，并且各组学生取长补短，相互学习，开阔了思路，对本组原有的设计方案又有了许多新的设想。
3.理论联系实际，完成机构设计。由于所承担的任务不同，每个学生必须独立完成总体系统中一个机构的设计，难度较大。指导教师与实验室老师一道，带领学生参观各类机构模型，演示各类机构动画，讲解各类机构的优缺点及适用场合，一一解答学生的各种问题。指导学生运用solidworks软件对自己设计的机构进行仿真与验证。
4.综合运用知识，对机构进行运动分析和力分析。教师对运用解析法对机构进行运动分析和动态静力分析进行了较为详细的讲解，对运用solidworks软件和ADAMS软件进行机构的运动分析和力分析的方法及常见问题的解决进行了辅导，使得学生在求解机构的运动过程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在课程设计的各环节中强化学生综合素质的培养。教师在课程设计整个过程中注重对学生查阅文献、基础理论知识的掌握、各科知识的融会贯通、理论联系实际、独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、动手能力、克服困难、创新意识、团队协作精神等多方面的能力进行培养，并在对每位学生单独进行答辩的过程中加以考核。强化了对学生综合素质的培养，效果较为理想。许多学生感慨，这次课设虽经历了许多困难，但收获了知识，获得了成功的喜悦。
四、结束语
开展“设计型《机械原理课程设计》”，收效明显：
1.使学生进一步巩固和加深了对理论知识的理解，并逐步掌握了工科学生应具备的理论联系实际的学习方法。
2.调动了学生学习的主动性和积极性，使学生动手实践能力、创新设计能力、团结协作精神和综合素质得到了提高。
3.促进了师资的培养，教师自身的业务水平得到提高，队伍得到了锻炼。
参考文献：
[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第七版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理[M].第二版.北京：高等教育出版社，2010.
[3]孟宪源，姜琪.机构构型与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
关键词：
机械设计；节能减排；基本原理；应用
1引言
在当今社会下，经济迅猛发展，人们在物质和生活上得到了极大的满足，但是经济发展的同时也带来了许多的环境问题，比如环境污染、资源浪费等。所以人们开始寻求一条环境与经济和谐发展的可持续性道路。正确处理好环境和经济的关系，不仅关乎国家的稳定发展，而且关乎社会的和谐安宁。机械设计节能作为节能减排，实现健康可持续发展道路的重要组成部分，已经逐渐成为机械设计人员的重要研究方向。
2机械设计节能的背景
机械设备在人们的生产生活中随处可见，特别是工业生产中表现的尤为显著，它不仅是工业生产的重要组成，也是国家经济发展的重要支柱。但是大量机械设备的使用，必然会造成国家巨大的能源浪费，这与我国提倡的“节能减排”政策十分不符。为了响应我国的节能政策的号召，设计人员必须对机械设备从设计到制造最终到完成这一过程进行合理的机械节能优化，保证资源最大化的利用，这其中对于机械设备的设计是节能工作最重要的环节。近年来，机械使用者们为了减少资源的不必要浪费，降低生产成本，提高机械使用效率，使经济利益最大化，他们越来越青睐于节能型的机械设备，这使得传统的机械设计和制造方法即将淘汰。
3机械设计节能原理及其应用
机械设计节能原理又称为平衡节能原理，要求在设计中从动力源、减少摩擦、功率匹配节能等方面入手，充分考虑实际应用中的能耗问题，不断完善设计图纸，尽可能在设计源头上减少能源的浪费。
3.1动力源
动力源一般指机械设备的发动机，在机械设计时要求尽可能减少输入功率的同时尽可能的提高输出功率，简单的说就是提高能源的转化率。在实际的应用中，这一理念体现在机械设备的启动和减速两个阶段上。
3.2设计中减少摩擦
发动机所产生的动力，必须依靠齿轮、动力传送带等进行传送，传递到机械设备所需要的运作部位，这一过程的运动难免会产生摩擦，从而损耗动能。因此，对于机械设备的设计，要尽可能的减少机械构件间的摩擦。一般对于减少机械设备活动处摩擦的方法是使用光滑构件、对机械设备进行定期，这样可以减少动力的损失。
3.3功率匹配节能，合理运用节能
在设计中，需要合理的分析机械设备所需的功率，处于不同的环境中，或者工作性质的不同都会导致机械设备所需的功率不同。所以在设计机械设备时要依据的设计标准功率。
4机械设计能源浪费的原因
4.1缺乏节能设计理念
传统的机械设备是为了更好的提高机械设备的生产能力，促进企业的生产最大化，所以设计者往往更加注重的是如何提高机械设备的载重量、运转速度等，然后保证设备运作的稳定性和可靠性，可以说完全忽视了对于节能这一方面的考虑，甚至有些设备在设计时为了更好的提高以上的两方面性能，不惜消耗更多的资源，造成资源的严重浪费。
4.2设计人员专业水平低
对于机械设备的设计人员一般都是专业性的人才，他们拥有丰富的经验，但是他们有些人员不愿意进行理论学习，一直闭门造车，不想去了解新的理论，最终使得与社会先进的新型设计脱节，不利于国家机械行业的发展。同时有些人员长期工作，没有进行基层实地考察，导致自己所设计出来的设备与实际应用不符，不能满足企业生产的需要。
4.3技术水平无法满足设计需要
由于经济技术的制约，导致许多新的设计理念和设计思想难以实施，即使勉强能够完成，不说是否会出现问题，就是生产成本也会大大的提高，不符合经济利益最大化的原则。所以许多的机械制造商回来减少利益的损失，还是不愿意在机械设备中引入节能技术。
5如何做好机械设计节能
5.1选用环保型材料和环保型发动机
从机械设计环节入手，在满足设计要求的条件下，尽可能选择环保型材料，这样可以使得材料无污染、无公害、易于回收、方便处理。在机械设备中，机械发动机是机械设备的主要污染源之一，为了减少环境污染，有害物质的排放，要选用环保型的发动机，可以使得发动机具有油耗低、排放低等的优势。
5.2电子控制系统精确化控制
利用电子计算机和无线区域网组成的控制系统，实现对机械的精准控制。信息终端智能化可以实时监测机械的实际运作情况，同时做出智能化的判断，已达到控制发动机的输出功率，来尽可能的减少能源消耗。同时，这样的检测还可以及时的发现问题，做到及时的处理，这样就延长了机械设备使用的寿命，提高了经济利益。
5.3引入新型技术
机械设计离不开技术的支持，在设计中不能脱离现实生活生产的实际发展水平，但是又不能思想陈旧，固步自封，需要设计人员在设计时要有创新精神，要敢于尝试，将新型技术大胆的融入到自己的设计中去。这样不仅提高了技术人员的创新能力，还使得我国的机械行业发展不断的提高。
6结束语
随着我国经济的不断发展，国家和个人越来越重视环境问题，对于国家而言，出台了许多的政策，比如“走可持续发展道路”、经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设“五位一体”的总布局。这些都可以看出国家对于环境的重视。对于个人，我们越来越喜欢使用清洁环保的工具，比如对于汽车的选择，我们更加青睐于环保型的汽车。机械行业作为节能减排的重要组成部分，就要从源头做到尽可能的减少环境污染，提高资源使用率。这就对机械设计人员有了更加严格的要求，不仅需要他们设计出机械产品，还必须达到能耗低，资源浪费少，同时可以给企业带来利益最大化的机械产品。
作者：李永森 单位：久益环球（佳木斯）采矿设备有限公司
参考文献：
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 054
[中图分类号] F273 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）01- 0091- 01
0 引 言
环境与经济从来都是群众重点关注的问题，特别是在社会经济快速发展的今天，人们对环境和资源保护逐渐重视起来，人们逐步发现，正确处理经济与资源环境的关系，对社会的稳定发展和进步有着重要作用。其中，节能减排是促进社会可持续发展的基本要求之一，机械设计应该遵循节能减排，促进社会发展。
1 机械设计节能基本理论
在机械设计中，机械设计人员对机械改革结构的组成形式进行优化，以降低能源损耗为目的，努力达到节能指标要求。在此过程中，机械设计人员努力将各个零件设施的配合优化为最理想模式，减轻机械使用间的磨损，延长机械设备使用手柄，进一步达到节能需求。此外，机械设计人员，在设计时，借助机械制图软件优化机械结构，同时利用一系列的公式计算，对机械使用后的节能指标进行计算分析，将大部分能源提供到机械设备运行阶段，将个零件受力形式进行科学安排，进一步将科学节能落到实处。
2 导致机械设计产生能源浪费的主要原因
（1）节能理念欠缺。受到传统机械设计观念的影响，大部分机械设计人员还是以提高机械设备生产力为主要目的，因此，设计人员在进行机械设备设计的过程中，首先主要考虑如何提高机械设备的运转速度和承载量，其次也是对机械设备的运行稳定性和可靠性进行考虑，对机械设备的节能设计考虑少之又少，有些设计人员甚至直接忽略了机械设备的节能性能。甚至，为了提高机械的生产力，有些设计人员枉顾设计的节能性能，反而将设计能耗提高，这对于社会的发展和进步有着消极作用。
（2）专业水平不高。由于大部分机械设计工作有专门设计人员进行操作，如果设计人员在只是理论方面故步自封，不愿与更随时代的发展，与时俱进，与先进的设计方式和设计理念相脱节，甚至抵触新的设计知识，导致机械设计滞后，无法实现节能。另外，还有很多设计人员忙于设计工作，没有对设备的使用情况进行深入了解，导致设计理论与实践相脱节，所设计出的机械设备无法与实际使用相符合，造成了大量的资源浪费。
（3）设计水平过低。由于受到现有技术水平的限制，有很多设计思想无法实现，及时进行勉强实现设计思想，也会造成机械设计成本增加，因此，受限于经济效益，大部分机械制造商并不会完全按照设计要求进行节能技术的引用。这就导致节能技术和节能理念只停留于表面，并没有真正的落到实处。
3 做好机械设计节能工作的措施
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0133-02
《机械原理课程设计》是培养学生综合运用机械原理课程所学理论知识，系统地完成一个大型机构设计课题，使学生获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节[1-8]。本课程的时间一般安排在大二，它是机械类学生首次接触的专业基础知识，其重要性不言而喻。《机械原理课程设计》的教学改革，作为教学的重点和热点，一直在各高校中进行，研究课程设计的目的、内容、方法、题目、组织形式，探索如何培养学生的机械运动方案设计、创新设计和解决工程实际问题能力，但是，迄今未有广泛认同的一体模式，基本上是各高校根据自身的特点，各自拿出一套解决方案。鉴于以前课程设计方法已经沿用多年，这与时代的发展和要求有了不小的距离，迫切需要进行适当的改革，使得结合本校实际情况，任课老师群策群力、多次讨论和反复修改，得出了系统的改革方案，并在近三年里加以实施，获得了良好的效果。
一、改革主要任务与方法
改革主要涉及课程设计题目和时间安排。以前，本校《机械原理课程设计》源于传统的几个题目，如牛头刨床机构设计，凸轮、齿轮机构设计，主要以基础训练为住，是对理论课内容的加深巩固，基本等同于一个大作业，虽然能起到理论教学内容的目的，毕竟与时代的要求有一定的距离，因此必须做出改进。
机械原理课程改革主要体现在课程设计题目的改变。本课程设计提供了A、B、C三类题目。A为指定性设计题目，B为创新性题目，C为机构仿真类题目，要求每个学生选择其中的一个题目。下面是部分题目名称：A.指定性设计题目，题目1：洗瓶机设计；题目2：医用棉签卷棉机设计；题目3：步进输送机设计。B.创新性设计题目，题目1：设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质（如坐办公室人员运动少的特点）的健身机械；题目2：汽车夏天露天停车，设计一伞状机械装置，为汽车遮挡阳光；题目3：多功能担架。设计一种可用于崎岖路上手抬、平路上手推、静止时可作休息的小床或座椅的多功能担架。C.机构仿真题目，题目1：铰链式颚式破碎机方案分析；题目2：一种夹紧机构模拟与分析；题目3：汽车转向机构模拟。每年给出的题目可以有所变化。例如，对于B类创新性题目，可以结合每两年一次的全国机械创新大赛给出的题目，给出类似的题目，可以从中筛选出具有潜力的学生，参加大赛。改革的另一项体现在课程设计时间的安排上。由于新设计题目难度较大，一周的课程设计时间，很难完成，因此做了如下安排：①第18周一课程考试完后，老师就可提前布置设计任务。学生即日起可根据本任务选择自己的题目，查阅资料，构思设计。②课程设计周第1天～第3天，老师到新校区授课教室答疑式辅导，有问题的学生可以来问。③课程设计周第4～5天，小答辩方式，老师在教室检查设计。每个学生展示自己的设计结果，并做说明。④课程设计周第5天，学生上交课程设计结果。
二、实施效果
此次课程设计，学生总体经历和感受可以概括为“困惑—讨论—实做—成就感”。从选择三类题目的数量来看，指定性设计题目和创新性题目选择的人较多，且数量相当，自己选定题目后，马上发现题目很难；对创新性题目，一时想不起具有创新点的设计，对指定性设计题目，发现自己理论基础欠缺的有很多；对机构仿真类题目，发现自己软件应用能力很差。总之，学生的自信受到严峻的考验。课程设计周的前几天，也是最艰难的几天，同学们在受到暂短的挫折之后，会积极地查阅资料，与同类型题目同学相互探讨，相互学习，遇到不能解决的问题，辅导教师给出详细的解释，大多数同学能在规定的时间内独立完成主体设计。从完成的情况来看，对指定性设计题目，学生能给出完整的设计方案，基础知识应用较全面；对创新性题目，不少同学提出了很好的选题，在与老师和同学讨论后，图文并茂地描述出自己的设想；对机构仿真类题目，这些同学一般是对软件有较大爱好，有一定基础，也有的是在短短几天内突击学习，也有不俗的表现，对设计、分析软件的应用有了良好的开端。绝大多数学生独立地完成了设计，其中不乏具有创意的高水平作品，有的已经上报申请专利，总体成绩和往届相比较好。不少同学用“非常好的训练”、“艰难的过程”、“成就感”等来总结自己的课程设计。
三、存在的问题
此次课程设计的改革尝试，也暴露出不少问题：课程设计时间紧迫，不足以最好地供学生完成任务。目前课程设计时间为一周，但是，在前面的1～2天常被拖延到后面的考试科目占据，后面又面临回家，如果没有充分的时间保证，任何完美的改革尝试均不能收到实效。学生机械相关基础知识有缺陷，不足以完整表达自己的设计思想。《机械原理课程设计》的主要重点在方案设计，这是目前的共识，但是，即使仅仅表达设计方案，学生表现也力有不逮。反映在制图能力、计算能力，甚至文字表达能力，均很欠缺。这点有待整个机械类课程体系的全面改革，才能从根本上解决。设计题目有待进一步完善。此次改革，设计题目是在短期内集思广益收集得到的，难度参差不齐，总体来说较有新意，但是结合以后的专业发展，应该多纳入一些实际类型的题目。
四、进一步设想
目前，机械类学生的实践性教学环节大致有《机械原理课程设计》、《机械设计课程设计》、《金工实习》、《专业课程设计》和《毕业设计》等，这是数十年来一直沿用的模式，随着现代制造加工的更深、更广的要求，这种各种为战的教学模式，已经暴露出很多问题，难以分别解决，这里设想对这些课程加以整合，在不增加总体课时的基础上，用一门大的课程，姑且称为创新设计课程，来取而代之，时间安排在大三以后。这门课程的特点在于：教师给出一个大的题目范围，学生自己用三维设计软件进行产品设计，在计算机上制造出虚拟机械，并对此进行运动和动力学分析、有限元分析和优化等，最大限度地减少设计失误。学生自己动手，加工出自己设计的产品，进行产品答辩、。如此，学生对整个产品的开发有一个全面的认识，由于加工产品需要原料成本，学生将更具有对自己产品的责任意识，一个大的题目，是以小组的形式完成，在设计、制作过程中，可以培养学生的团队精神，对优秀的设计作品，完成后组织上报专利申请，并推荐参加各种大学生竞赛，如挑战杯、机械创新大赛等，激励学生创新。这也是对学生将来在企业工作的一次逼真的预演。
参考文献：
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仿生学原理，可以使用到很多的领域和行业。对于现在的科技成果来说，我们的仿生学也得到了很大的发展，也在很多的实际领域上取得很大的成绩，其研究的成果也是接踵而至。在于机械设计上，它的实际效果和设计理念也是表现得很明显的，其作用在机械设计上将会极大的强化机械的实际操作性，对于机械的研发改革是有很大的指导意义的。
1 机械设计的仿生的实际定义
机械仿生设计是以设计者的创造力为基础的，在相关技术和经验的根据下，使用现代化的仿生学原理激发想象，将独具一格的机械构造创造出来的一种实践活动。其要求我们要站在以前的经验和技术至上，不断突破就得思路，结合计算机设计，优化设计，相关的性能设计于一身，形成现代化的机械设计体系，最后以仿生学理论为激发点去展开机械的设计。这是一项创新活动，也是一项全新的设计领域，值得我们去深刻的探讨。
2 机械仿生设计关注的角度
2.1 机械功能结构中的仿生设计角度
机械功能结构的仿生设计，是整个设计过程的中心内容，这是有前提的，那就是对于生物机体的构造充分的熟悉，这有这样的才可以将生物身上的功能性优势展现在机械身上去，这两者的结合是和不容易的。我们知道自然界的生物是历经种种修炼和磨合，使得可以很好的适应自然环境，以实现自身的不断发展和进化，在这样的过程中无论是自己的形态，还是其结构都发生了很大的变化，这就是适应自然的结果。我们就是要利用生物身上这样的优势结构，将其使用到我们的器械的设计理念里。
2.2 机械运动性的仿生设计角度
对于机械的运行性能的研究就要关注与对于仿生学的运动技能展开深入的研究，要想充分的了解动物的运动机制，我们就要从多方面的内容着手，无论是其形态组成，还是其功能实现都要进行仔细的研究，确保形成全面的研究体系。在运动性上，我们关注的对象是仿生机器人的设计。社会的发展是没有办法阻挡的，机器人的使用也会渐渐的蔓延，在我们的生活，学习中将会扮演着很重要的角色。我们仅仅关注一些有着运动性的机械设计， 比如杯状饮料机械的手的设计，使用的是双曲结构，可以保证收到灵活性，可以满足现实的种种需要。还有就是生物肌肉的反应几乎是很我们的实际的肌肉的反应速度是一样的，这就是对于其运动性的充分利用。
2.3 机械材料选择的仿生角度
在仿生种类中还有一种仿生，其应用的范围十分的广泛，无论是生物的组成，还是其结构流程，都可以很准确的把握，并且以此来开展材料的设计，这就是为了更好的使用机械。天然材料的结果组织，微型纤维的研究，有利于我们开展复合材料的设计，这样的话以高仿生材料来代替本身有着缺陷的材料，这对于机械来说可以极大的强化其使用的价值，将最好的仿生材料应用的这样的环境是很有利于我们的机械设计的。
2.4 机械控制性能上的仿生学角度
现代机器系统很多的都是采用机电合一的，是为了保证对于机械的智能控制，这是未来机械的发展趋势也是现在的机械不断发展的动力源泉。为了实现对于机械的控制更加的人性化和智能化，就会对于生物的控制展开研究，这样的话就会不断的增加我们在机械控制能力上的尝试，比如智能机器人的有效控制，在于农业方面表现的更加的明显。比如日本和美国都在农业领域展开智能化操作，其操作的主体就是对于机械控制性能上的仿生原理的使用，其在与定位，在于导航方面都是有很大的指导性的，可以确保农业生产的均匀化作业，精准化操作。
3 机械仿生设计的未来发展方向
3.1 机械仿生设计的理念不断深入和发展
首先，机械仿生设计其领域越来越广泛，所能够设计的方面也是日渐丰富，无论是概念上，内容上，还是目的上都有着很大的发展趋势。比如工程方面的仿生学，生命方面的仿生学，生物方面上的仿生学，结构方面的仿生学等等，这些都是机械仿生学之前的理论基础，我们通过对于这样的理论基础全方位，立体化的分析，对于其实践活动进行有效的指导。在这方面我们国家涉及的领域有工农机械的设计，以仿生学的角度来审视我们的工农机械的设计以及在使用中遇到的实际问题，像阻力大，容易掉链等问题都在慢慢的得以解决，由此产生的一些技术和仿生学的利用也渐渐的变得多了。
3.2 现代信息技术的使用，使得仿生技术不断的进入使用阶段
现代的信息技术飞速发展，这对于机械的仿生技术来说是一个很大促进，因为计算机的技术使用可以让我们更加直观的将机械的形状，构造与生物的原理结合起来，其结合的实际参考效果是很直观的，可以形成具体的操作方案，不再像以前一样知识单单的想象，没有实际的参考。在计算机技术下，我们就可以有效的将其想象中的仿生技术一一的反应出来，并对于这样的显示做出种种修改，以保证在投入使用中不会出现很多的问题。其CAD技术不断娴熟，生成图像的虚度很快，将对于实际的操作有着很直接的指导意义。可以说是现代的信息技术在不断的促进着我们的仿生事业的不断发展。
3.3 仿生学的智能化应用
我们仿生机器人是有着很明显的分类的，其一是仿生物机器人，其二是仿人类机器人。前者比如说蛇类，螃蟹，蜘蛛类，这样的功能实现是依靠这样的仿生模式的；而后者就是对于我们的人体的肢体动作，肢体组成，进行有效的分析总结，在这样的仿生基础上进行设计，我们看到的就是既可以爬山灭火，又可以完胜家务才做的高智能化的机器人，这对于我们的生活和娱乐都是很大的帮助。我们可以结合不同的生物特性，将动植物的特性一一的反馈到我们的实际使用的机械上，这样的话我们就可以最大限度的享受现代的仿生学带来的实际效果。
4 结束语
机械仿生设计是符合我们时代的发展要求的，这是人类知识积累和发展的结果，有着很高的创新性，但是在追求仿生化的同时我们要尤其注意掌握分寸，不能单方面的痴迷于仿生，将其最完美的效果展现出来就好了，我们为的是实现我们的机械更加的智能化，而不是建立一个惟妙惟肖的动物园。我们一致追求的是仿生学的最有效的使用，可以在这样的过程中最大限度的掌握其技巧，理解其真正的内涵。结构化，智能化，人性化这才是我们机械追求的仿生化。这是我们在追求仿生学中必须要明确的观念。
参考文献：
绿色设计虽然发展的时间并不长,但是已经形成了一套完整的技术系统,有它特有的技术特点。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。设计是工业制造企业生产产品的第一步,在设计的时候要考虑到产品制造过程中的每一部,确保每一步都是于环境无害的。设计之初,设计者就应该在产品生命周期的各个环节考虑产品的环境属性,比如说机械制造成成品之后的可拆卸性、可回收性、可维护性以及可重复性等。在进行机械设计时上述性质应该作为设计时的指导原则,时刻在设计的过程中体现出来。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性。在设计的过程中,它首先是在绿色设计指导的原则下进行的,设计时需要考虑的因素很多,有产品的质量、成本、进度计划和用户要求等,在绿色设计时要考虑这些因素,确保生产产品的这些因素都是环保的。在设计时,一个很重要的因素是制造材料,由于材料不环保而导致生产的产品产生污染是现代很多机械产品的通病。在设计的过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调。在设计的各个阶段,都需要将设计信息以及评价结果等进行及时的交流和反馈等,至于整体的设计方案更是要进行反复论证,确保在制造过程中的每一个环节都是对环境无污染的,使产品设计达到最优化。
2发展工业机械绿色设计制造的途径
2.1重视绿色意识教育,建立并遵守环境保护体系
工业机械设计要实现绿色设计、绿色制造,首要的一步是重视绿色意识教育。在我国的机械行业内大力宣传环保意识,让企业的每个员工都对环保有所了解并将环保进行到底。在机械制造的整个周期中伴随的环境问题进行正确识别。只要是发现是有害环境的,立刻采取措施加以预防和有效处理。在产品设计在制造的过程中,都要以环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化,也就是说在设计和制造的过程中,每一个步骤、每一个环节都是环保的,甚至还要在设计时就要考虑到产品报废后的处理是否是符合可持续发展的原则的。
2.2注重绿色设计,实施绿色制造工艺艺术
绿色设计是绿色制造技术的核心。我们要做的环境保护是从源头上控制污染,而设计就是产品生命周期的源头。所以说实现绿色设计,就是从源头上控制环境要素,这样的方式对环保来说无疑是最有效的。绿色设计的内容应该包含三个方面:第一,选用绿色材料和绿色零部件进行设计。在设计时,必要的一步是选择制造的原材料,在选择的时候为了环保,所以最好是选用那些采用绿色工艺生产出来的原材料或者是零件。在产品的实现方式上应该选择的是节能、节水、省料的方式,这样可以保证资源发挥了最大的效用。第二,在评价设计方案时,应该采用绿色指标,比如说有节能、节水认证和再商品化率等,将这些指标作为产品设计的评价指标,这样设计出来的产品才是符合环保的观点的。第三,将产品进行绿色排序,采用第三方随机抽样的方法,让顾客对同行业同类的产品的能耗、美感、安全、健康、使用性能等做出评价,然后根据客户反馈的结果进行排序和改进。
2.3创新技术工艺,发挥环保效益
中图分类号：TH111 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0175-01
一、引言
从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。
二、机械结构设计的方法
1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。
模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。
复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。
分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。
载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。
变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
3. 模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
三、机械结构设计的原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。
理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的钢度设计。
材料力学原理。机械零件的强度和钢度设计是基于材料力学理论的，强度或钢度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。
弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。
本文从机械结构的设计方法和设计原理出发，分析了机械结构设计的基本知识和设计准则。毋庸置疑，机械结构的制造工艺性对机械结构设计有重要的决定性。笔者认为，今后的机械结构创新中仿生设计和智能化是发展的重要方向。
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0057-02
为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（Outcome based education，简称OBE）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于OBE理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。
《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。
本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。
遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出OBE所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。
在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。
此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。
任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。
改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。
选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。
平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。
设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。
答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。
通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。
此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践，发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，OBE工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
参考文献：
[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[M].北京：教育科学出版社，2015.
[2]余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进―美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1674-9324（2018）02-0128-02
一、引言
“机械原理”是机械工科专业的一门技术基础课，主要研究各种机构的共性问题[1，2]，机械原理课程理论抽象，研究内容宽泛，并对前期的基础课程有较高的要求，因此導致很多学生产生畏惧心理，觉得机械原理课程深奥，内容枯燥、课程索然无味。
与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学是利用机械创新设计大赛，通过创新设计大赛作品的制造，促进学生对课程内容的学习，督促学生自己提出问题、分析问题、解决问题，最后最大化地激发学生的机械创新能力[3，4]。目前，湖南文理学院有效地将机械创新设计大赛与机械原理课程相结合，并取得了卓有成效的成果。
二、与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学的实施过程
通过多年来参与机械创新设计大赛，我校对机械创新设计大赛与机械原理课程教学相结合积累了大量的经验，下面对其实施过程予以介绍。
（一）主办机械创新设计大赛的主题解析会
委派骨干老师参加历届的机械创新设计大赛主题解析会，对每一年的机械创新设计大赛的比赛主题有一个正确和深刻的理解，避免以后的作品出现跑题现象。骨干老师参加完主题解析会后，召集所有的学生和全院的老师，在学院内部把主题解析清楚，并以自由提问和临场解答的方式，尽量让学生理解每一届的主题。另外还邀请2名在往届机械创新设计大赛中取得优秀成绩的学生介绍经验，一方面让学生了解机械创新设计大赛的整个流程，另一方面提高学生参与机械创新设计大赛的积极性。
（二）开展与机械创新设计大赛主题相一致的工程创新三维设计大赛
为了提高全体学生的学习积极性，并进一步认识机械原理课程对于机械产品设计的重要性，我校在全体大二学生中主办工程创新三维设计大赛，并要求全体学生自发成立三人协同小组，为各个协同小组配备一名指导老师。在此阶段，学生在小组内充分讨论和互相学习，并阶段性地与指导老师探讨设计方案，通过反复查找资料和充分的方案论证，最终完成产品三维图形的绘制。完成此过程，学生需要自发学习机械原理的相关知识，并与指导老师充分交流。为了完成三维图形的绘制，学生还需要自学三维制图软件。通过2个月左右时间的训练，各个小组基本都能拿出一个合理的方案。学院组织三维设计大赛评比，由学校挑选的5名专业老师作评委，评选出优秀作品15件参加下一阶段的实物制作，并为期间表现优秀的小组和作品颁发奖状，一方面是对学生工作的肯定，另一方面也是对他们的鼓励，提高他们学习的积极性。
（三）实物作品的制作
进入实物作品的制作阶段，首先要解决的就是经费的来源。我校历来就重视学科竞赛，教务处有专用的用以支持学科竞赛的经费，学院内部也为实物制作预留了一定的经费。因此，此阶段所需费用得到彻底解决。更为重要的是，为了让学生尽早尽好地完成作品的制作，我们对所属的机械厂和加工中心作了硬性要求，学生提出作品加工要求后必须在3个工作日内得以满足，并要求学生自己完成作品的机械加工，这样做的目的也是为了提高学生的生产实践能力，让学生能够掌握产品的制作流程，也为机械制造基础课程的学习打下良好的基础。
三、近几年学生的机械创新设计大赛成果
自从学院将机械原理教学与机械创新设计大赛相结合后，老师和学生在思想上都更加重视学科竞赛，学校也加大了机械创新设计大赛作品的经费投入，近几年涌现出大量高质量的机械创新设计作品，在省内竞赛中也取得了显著的成绩。以下为湖南文理学院机械工程学院在近两届机械创新设计大赛获得的一等奖和二等奖的作品汇总表。
实践证明：在课程在近三年的考试中，2006届学生机械原理课程及格率只有56.5%，2007届学生机械原理课程及格率提高到81.2%，说明了机械创新设计大赛促进了机械原理课程的学习，这为学生今后从事机械设计、研究和产品的开发创新奠定了重要的基础。与机械创新大赛相结合的“机械原理”实践教学极大地提高了学生分析问题和解决问题的能力，提高了学生学习知识的兴趣。通过与传统教学法的结合，使学生掌握了机械原理课程的基本概念和核心能力，提高了其机械创新设计能力。
四、结束语
机械原理是机械工科专业一门重要的专业基础课，为了增强学生对机械原理课程的适应能力和挖掘其开发创新能力，通过与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学改革，可以显著提高学生的机械原理知识和机械创新设计能力。
参考文献：
[1]赵永杰，程西云.机械原理课程探究式教学改革与探索[J].大学教育，2014，（9）：141-143.
[2]施火结.机械原理教学内容及课程体系的改革[J].教育教学论坛，2012，（s5）：69-71.
