《机械基础》课程课程标准

《机械基础》课程课程标准

课程名称：机械设计

适用专业：城市轨道车辆应用技术

开设学期：第二学年 第2学期

学时：48    学分：3

一、课程性质与作用

本课程是城市轨道车辆应用技术专业的一门专业基础课程。本课程的教学目标是培养学生掌握工程力学中的相关分析计算方法，并能将之运用到常用机械机构、传动及零件的设计计算与校核中。具备运用机械设计手册进行常用机构及常用零件的设计，并能进行典型的机械传动设计、计算及校核的能力。为轨道交通车辆专业的后续专业课程的深入学习打好基础，在本课程在教学案例的选取中更倾向于从车辆结构中选取合适的零部件进行教学。

先修课：《机械制图与CAD》

后续课：《三维CAD造型（PRO/E基础）》、《毕业综合实践》、《轨道交通车辆构造》

二、课程设计思路

1.总体思路

机械基础是机械类、交通运输类专业群的一门专业基础课。从就业情况来看，毕业生从事的机电类产品设计工作岗位中涉及到设计环节内容很广泛，但其中常用机械零件和传动设计是各种机电产品设计中的关键，也是不可缺少的。 本课程的功能是培养学生较熟练掌握利用平面力系分析机械零件的受力状况的能力、计算强度的能力、设计平面连杆机构的能力、设计链传动的能力、设计齿轮传动的能力、设计带传动的能力、设计螺旋传动的能力、设计轴系结构及选择轴承能力。这些是高职学生所从事的设计类岗位中最重要和基本的能力，因此在机械制造专业群中也处于非常重要的地位，应当作为必修课程。

本课程立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。

2.课程设计思路

经过行业专家深入、细致、系统的分析，本课程最终确定了一下即7个学习项目：机械机构件受力分析强度计算、平面连杆机构的设计、链传动的设计、齿轮传动的设计、带传动的设计、螺旋传动的设计、轴承选择及轴系机构设计。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识的学习的需要，学生对理论知识的学习和掌握能力。例如，“受力分析和强度计算”这个学习项目着重培养学生利用工程力学知识进行机械零件受力分析（主要为平面力系）的能力和典型强度计算能力。使学生能够掌握拉压、剪切、弯曲、扭转、组合变形强度的计算。“平面连杆机构设计”这个学习项目主要培养学生熟悉典型的平面连杆结构类型，具备套筒滚子链传动的参数设计和强度校核能力。“齿轮传动的设计”这个学习项目主要培养熟悉常用齿轮传动的类型，具备渐开线直齿圆柱齿轮传动、90º夹角斜齿轮传动的参数设计和渐开线直齿圆柱齿轮强度校核能力。“带传动设计”这个学习项目主要培养学生熟悉带传动类型、具备V带传动的设计能力。“螺旋传动设计”这个学习项目主要是培养学生熟悉螺旋传动的类型、具备常用螺旋机构设计能力。“轴承选型及轴系机构设计”着重培养学生轴系机构的设计和轴承选型的能力。通过以上课程内容的训练学习和相关课程设计，有利于培养学生掌握常用机械零件设计的能力，将能够胜任未来工作岗位中有关机电类产品机构和传动设计的工作任务。

按照情境学习理论的观点，只有在实际情境中学生才可能获得真正的职业能力，并获得理论认识水平的发展，因此本课程要求打破纯讲述的教学方式，实施项目教学以改变学与教的行为。这是教学模式的一个重大转变，要有力地推动这以转变，需要以项目为载体来组织课程内容。在项目课程设计中，项目载体设计是一个关键环节。本课程每个项目的学习都按以对应的实际机械零件受力分析强度计算和传动设计为载体设计的活动来进行，以工作任务为中心整合理论与实践，实现理论与实践的一体化。确立了以实际机械零件受力分析，强度计算到机械传动设计校核的项目设计思路，项目设计的典型性既有在企业中普遍应用的含义，又有能最为有效的促进学生职业能力发展，达到本课程目标的含义。本课程最终确定了以下9个项目：机械创新设计、常见设备机构设计/创新、带传动、齿轮传动、机构连接及标准件选择、轴的结构设计、机械制造基础、材料力学基础、齿轮设计。教学过程中，根据实际情况采用动画模拟、现场参观、课程设计等多种教学组织形式，以自主学习、小组讨论和网络学习等方式来训练下学生的独立思考能力、解决问题能力。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的设计能力、职业态度。

本课程的项目基本是并列式的，除了零件的受力分析，强度计算应安排在前期教学，轴系的设计应安排在最后教学，其他传动设计没有严格顺序要求。但是任务的难易程度存在差别，因此根据学生能力递进规律，本课程采取了依据任务难易程度编排排课程内容的思路。总体内容编排顺序设计为：机械结构件的受力分析、强度计算→平面连杆机构的设计→带传动设计→链传动设计→齿轮传动设计→轴系结构设计和轴承选型。例如“链传动设计”的内容编排顺序设计为：套筒滚子链和链轮→链传动的传动比及运动特性→链传动的设计计算。

为了更为清楚的表述课程目标，提高课程目标对教学过程的指导价值，本课程采用表现型课程目标表达方式，即不再采用“掌握……”、“了解……”、“熟悉……”、“具备……职业能力”等传统的课程目标表述方式，改为用学生在相关课程内容掌握中所能表现出的实际行为来表述课程目标。即使是概念和原理知识也要求如此。比如“能够掌握齿轮传动设计计算方法”，这是传统的表述方式，按照表现目标的要求，它应表述为“能够准确计算齿轮传动的各参数及强度”。基本格式为“能（会）+课程用语+动词+对象”。本课程所涉及的程度用语主要有“熟练”、“准确”、“基本”。“熟练”只能在所规定的较短时间内无错误的完成任务，“准确”指没有任何错误，“基本”旨在没有时间要求的情况下，不经过旁人提示，能无错误的完成任务。

三、课程目标

通过本课程的学习，学生应熟悉机械零件设计的基本流程，会熟悉查询相关设计手册。熟悉机械结构件受力类型及强度计算的类型、出现场合，熟悉平面连杆机构的特点、类型和用途，熟悉链传动类型、特点和用途，熟悉齿轮传动的类型、特点和用途，熟悉带传动的类型、特点用途，熟悉轴系机构设计的类型、轴承类型、特点和用途。掌握机械零件受力分析的知识，掌握强度计算的方法，掌握螺旋传动设计方法，掌握链传动设计方法，掌握带传动设计方法，掌握齿轮传动设计方法，掌握轴系结构设计机轴承选型方法。

1．认识目标

（1）掌握工程力学中有关受力分析的知识

（2）掌握机械机构件拉压、剪切等强度计算知识

（3）掌握平面连杆机构的设计知识

（4）掌握螺旋传动设计知识

（5）掌握链传动的设计知识

（6）掌握带传动设计知识

（7）掌握轴系结构设计轴承选型知识

2.能力目标

（1）能够熟练分析机电产品内部常用结构件受力情况

（2）会熟练查询相关设计手册，能够按照方法计算机电产品中机械结构件各种强度

（3）能够查询手册设计机电产品中的铰链四杆机构及其演化机构

（4）能够查询手册设计机电产品中的螺旋传动机构

（5）能够查询手册设计套筒滚子链传动，确定链轮材料及热处理方式，绘制联轮机构图

（6）能够查询手册设计V带传动，确定带轮材料及热处理方式，绘制带轮结构图

（7）能够查询手册设计渐开线圆柱齿轮传动及90°夹角锥齿轮外形参数，设计定轴轮系，选择合适的齿轮材料，确定并绘制齿轮结构图

（8）能够查询手册计算并选择合适的轴承，设计合理的轴系结构，以单级减速器为载体，结合前项目中齿轮设计模块完成减速器设计，图纸绘制。

3.素质目标

（1）养成独立思考的习惯，能对所学内容进行较为全面的比较、概括和阐述；

（2）能在学习过程中积极与他人合作，相互帮助，共同完成学习任务；

（3）具有热爱科学、事实求事的学风和创新意思、创新精神；

（4）具有良好的人文素质和职业道德，能够与人和睦相处，团队意识强；

（5）能够养成认真、严谨、一丝不苟的设计态度

四、课程内容和要求

1．课程内容结构安排

2．课程内容要求

五、实施建议

1．学习材料选用与编写

（1）必须依据本课程标准编写教材。

（2）教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思路

（3）教材以完成任务的典型活动项目来驱动，时间案例和课后拓展作业等多种手段，采用递进和并列相结合的方式来组织编写，是学生通过上述各种教学活动来获得职业认识和只能技能。

（4）教材应突出实用性，应避免把职业能力简单为纯粹的技能操作，同时要具有前瞻性。应将本专业领域的发展趋势及实际业务操作中应遵循的新规定及时纳入其中。

（5）教材应以学生为本，文字表述要简明扼要，内容展现应图文并茂、突出重点，重在提高学生学习的主动性和积极性。

（6）教材中的活动设计要具有可操作性。

2.教学组织与设计

建议课程采用工作过程驱动的项目化教学方法。课程中每个子系统、模块或项目应注意引入贴合工作实际的实例。在教学过程中应做到工学结合，所举实例应尽可能接近实际工作情况，并适当安排现场参观学习，以达到最佳教学效果。我们可将以下教学法方法相结合。

（1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。

（2）本课程教学的关键是“理论与实践教学一体化”，应选用典型的机械设计过程组织与各生产要素管理为载体，在教学过程中，教师示范和学生分组讨论、训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”的过程中，会进行常规的组织实施设计编制、现场实施的组织管理工作。

（3）在教学过程中，要创设工作情景，同时应加大实践实操的容量及现场参观。

（4）在教学过程中，要应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生熟悉工作的过程及控制要点。

（5）在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新材料的发展趋势，贴近工地现场。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。

（6）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。

3.课程考核与评价

课程采用过程评价和综合评价相结合的评价模式。在教学过程中，每个教学项目完成后可进行随堂测验、小设计等方式的项目考核，综合评价可采用试卷测试或项目设计的形式，考察学生综合运用能力。

对学生实行以职业能力为中心的考核，通过各种不同的考试形式激发学生自主学习的积极性，在解决实际问题的工作能力；获取新知识、新技能的学习能力；团队活动的合作能力；职业语言表达能力等方面得到体现。

（1）采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，项目评价，理论与实践一体化评价模式。

（2）关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、施工进度基本技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。

（3）应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。

（4）考核知识点与技能点全面开放，以项目带动知识点的学习。

考核应用举例如下：

表1 教学评价表

备注：

本课程按百分制考评，60分为合格。

4.课程教学性资源使用与建设（包括条件）

（1）注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，这些资源有利于创设形象生动的工作情景，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源利用效率。

（2）积极开发和利用网络课程资源，充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多种媒体转变；教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；学生单独学习向合作学习转变。

（3）运用现代教育技术和虚拟现实技术，建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟车间、虚拟项目等仿真教学环境，优化教学过程，提高教学质量和效率，有利于规范学生操作流程，有利于培养学生专业素质。

（4）建立习题库及答案，同时为学生提供了多种版本的参考书，有利于学生复习和巩固知识，。

（5）建立学习资料库，推荐国内外先进的仪表、国内与专业有关的网站地址，积极引导与培养学生学会自主学习、资料查询等能力。

（6）工学结合：产学合作开发课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，实践“工学”交替，满足学生的实习实训，同时为学生的就业创造机会。

（7）教学设施与实训环境

校内应有“先进制造中心”、“CAD/CAM数控机房”、“专业机房”，校外应有校外实训基地。