机械零部件结构设计课程标准机电专业机电方向副本剖析.docx
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机械零部件结构设计课程标准机电专业机电方向副本剖析
《机械零部件结构设计》课程标准
课程代码：
JD1021B课程类别：
专业基础课
适用专业：
机电一体化专业机电方向授课单位：
机电工程系
学分：
6学时：
108（54+54）编写执笔人及编写日期：
审定负责人及审定日期：
1.课程定位和课程设计
1.1课程的性质
本课程是机电专业的必修课，是专业平台课程。
目标是让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，并能进行较简单的机械传动设计、计算及校核的能力。
本课程立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准作了改革，力求改变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。
同时考虑到软件运用能力的要求，把CAD软件的学习和机械零件设计过程相结合，可以提高学生的学习兴趣和学习效率，有利于培养学生综合应用知识的能力，实现了理论与实践的一体化。
课程内容突出对学生职业能力的训练，考虑到高职层次的学生在今后的设计工作中多以辅助性设计为主，因此理论知识的选取根据基本够用的原则紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑了学生的学习和掌握能力。
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简单机械零件受力分析（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。
通过本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结构和传动辅助设计的工作任务。
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学习的需要，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。
先修课：
高等数学、机械制图
后续课：
机械加工工艺的编制、机电一体化技术等
1.2课程的基本理念
1．坚持以教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，以应知、应会”的原则，以培养锻炼职业技能为重点。
2．注重培养学生的专业思维能力和专业实践能力。
3．把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力。
4．培养学生分析问题、解决问题的能力。
1.3课程的设计思路
1．以专业教学计划培养目标为依据，以岗位需求为基本出发点，以学生发展为本位，设计课程内容。
2．让学生在了解常用机构及零部件的基本知识及设计方法和设计理论的基础上，能进行简单机械及传动装置的设计，培养学生初步解决工程实际问题的能力。
3．在课程实施过程中，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。
2.课程目标
2.1课程总体目标
通过本课程的学习，学生能够系统的掌握机械零件设计的基本流程，会熟练查询相关设计手册进行典型机械零件的设计，同时培养学生认真、严谨、一丝不苟的工作态度和良好的团队协作精神。
2.2具体目标
（一）知识目标
1.会对工程构件和结构进行受力分析，熟练地画出受力图；
2.掌握机械结构件拉压、剪切等强度计算知识；
3.能够熟练分析机电产品内部常用结构件受力情况；
4.掌握一般机械中常用机构和通用零件的工作原理、组成、性能特点，初步掌握选用和设计方法。
5.具有对机构和零件进行分析计算的能力、一定的制图能力和使用技术资料的能力。
6.能综合运用所学知识和实践技能，具有设计简单机械和简单传动装置及分析、解决一般工程问题的初步能力。
（二）能力目标
1．认识本课程学习的一般过程，注重激发学生的学习动机，通过理论教学、实验课程、课程设计、课外综合实践等多种形式的教学活动培养学生的机械设计能力。
2．认识本课程学习的基本方法，注重理论联系实际，善于观察问题、发现问题、并能运用所学知识解决有关工程实际问题。
3．养成踏实、严谨、进取的品质及独立思考的学习习惯。
（三）素质目标
1．通过课程的学习，使学生了解我国人民在机械历史上的巨大贡献，激发学生强烈的民族自尊心和自信心，形成对国家、民族的责任感，进而培养爱国主义情感。
2．认识到我国机械设计与世界发达国家的差距，增强学生的国际竞争意识。
3．感受机械设计成果的美感，培养学生运用知识进行创新设计的能力，并以此增强学生的审美情趣。
4．培养学生树立崇尚科学精神，坚定求真、求实的科学态度，形成科学的人生观、世界观。
5.在以实际操作过程为主的项目教学过程中，锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。
3.课程内容与要求
通过实际制作过程完成教学内容，课程建议总课时为108，项目内容组织与学时分配如下所示。
力学部分（40学时）共六个学习情境
情境一：
静力学基础参考学时：
8
学
习
目
标
专业能力目标：
（1）掌握工程简化原则
（2）掌握静力学基本概念和公理；
（3）掌握约束与约束力的分析能力及绘图能力；
（4）掌握物体的受力分析和受力图的知识；
方法能力目标：
（1）能分辨各种常见约束和其性质；
（2）对简单的物体系统能熟练地取分离体并画出受力图；
（3）具有自学能力、理解能力及表达能力；
（4）具有将知识运用自如的能力；
社会能力目标：
（1）具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）良好的人际沟通能力及团队协作能力
学习子情境
教学方法建议
工作资料
任务一：
工程结构的简化原则
宏观：
引导文教学法
微观：
大脑风暴法、启发引导教学法
相关教材、工具书、网上资源等
任务二：
力的分类、作用效果以及静力学基本公理
任务三：
约束反力的类型及约束反力的绘制方法
任务四：
支座的类型并说明其反力的绘制方法
情境二：
平面力系参考学时：
8
学
习
目
标
专业能力目标：
（1）掌握各种类型力系的简化方法和简化结果
（2）能熟练地计算主矢和主矩；
学
习
目
标
（3）会应用各种类型的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体的平衡问题；
（4）能熟练地取分离体和应用各种形式的平衡方程求解；
方法能力目标：
（1）能简化各种类型力系并对其分析；
（2）具有自学能力、理解能力及表达能力；
（3）有将知识运用自如的能力；
（4）能把实际和理论联系在一起的能力
社会能力目标：
（1）具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）良好的人际沟通能力及团队协作能力
学习子情境
教学方法建议
工作资料
任务一：
力平衡条件
宏观：
引导文教学法
微观：
大脑风暴法、启发引导教学法
相关教材、工具书、网上资源等
任务二：
各种力系的平衡方程
任务三：
利用平衡方程求解静定结构支座反力
任务四：
考虑摩擦时的物体平衡问题
情境三：
轴向拉伸压缩杆件强度、刚度参考学时：
8
学
习
目
标
专业能力目标：
（1）理解内力、应力、位移、变形及应变、应力集中等基本概念；
（2）掌握轴力的计算和轴力图的绘制；
（3）掌握横截面、斜截面的应力计算，拉（压）杆内最大正应力和最大切应力的计算；
方法能力目标：
（1）会分析杆件变形的基本形式；
（2）能绘制轴力图并计算强度
社会能力目标：
（1）具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）良好的人际沟通能力及团队协作能力
学习子情境
教学方法建议
工作资料
任务一：
轴向拉伸、压缩杆件的受力特点
宏观：
引导文教学法
微观：
大脑风暴法、启发引导教学法
相关教材、工具书、网上资源等
任务二：
轴向拉压杆内力计算方法。
任务三：
轴向拉压杆件截面上的应力、应变及胡克定律
任务四：
材料在拉压时的力学性能
任务五：
轴向拉压杆件强度计算方法
情境四：
剪切与挤压的实用计算参考学时：
4
学
习
目
标
专业能力目标：
（1）掌握工程实际中连接体受剪切与挤压的特点；
（2）掌握剪切与挤压的实用计算
方法能力目标：
（1）会进行剪切与挤压的实用计算；
（2）具有自学能力、理解能力及表达能力；
社会能力目标：
（1）具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）良好的人际沟通能力及团队协作能力
学习子情境
教学方法建议
工作资料
任务一：
工程实际中连接体受剪切与挤压的特点
宏观：
引导文教学法
微观：
大脑风暴法、启发引导教学法
相关教材、工具书、网上资源等
任务二：
剪切与挤压的实用计算
情境五：
圆轴扭转参考学时：
6
学
习
目
标
专业能力目标：
（1）理解圆轴扭转的概念；
（2）掌握外力偶矩、扭矩的计算和扭矩图的绘制；
（3）熟练运用等直圆杆扭转的强度条件和刚度条件进行强度和刚度计算；
（4）了解矩形截面杆在自由扭转时横截面上切应力的特征；
（5）掌握强度条件和刚度条件及其应用
方法能力目标：
（1）能自主绘制扭矩图；
（2）熟练运用所学知识强度条件和刚度条件进行强度和刚度计算；
社会能力目标：
（1）具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）良好的人际沟通能力及团队协作能力
学习子情境
教学方法建议
工作资料
任务一：
圆轴扭转变形的受力特点
宏观：
引导文教学法
微观：
大脑风暴法、启发引导教学法
相关教材、工具书、网上资源等
任务二：
扭转变形的强度、刚度计算
任务三：
扭矩和扭矩图
情境六：
梁的弯曲参考学时：
6
专业能力目标：
（1）理解梁平面弯曲的概念；
（2）掌握梁发生弯曲时的内力（剪力、弯矩）的计算方法及其剪力图和弯矩图的绘制；
（3）掌握梁发生平面弯曲时横截面上正应力的推导过程及其计算公式；
（4）了解矩形截面、圆截面梁发生平面弯曲时横截面上正应力的特征；
（5）能应用梁发生平面弯曲时的应力公式进行简单的强度校核
方法能力目标：
（1）能自主绘制剪力图和弯矩图；
（2）熟练运用所学知识强度条件和刚度条件进行强度和刚度计算；
社会能力目标：
（1）具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）良好的人际沟通能力及团队协作能力
学习子情境
教学方法建议
工作资料
任务一：
梁变形的受力特点
宏观：
引导文教学法
微观：
大脑风暴法、启发引导教学法
相关教材、工具书、网上资源等
任务二：
梁的剪力图和弯矩图
任务三：
梁平面弯曲横截面的应力
机械设计部分（68学时）共五个学习情境
学习情境1：
总论（约2学时）
教学目的与要求：
知识点：
1．了解机械工业的发展史及我国历史上在机械方面的重大贡献。
2．解释机器、机构、构件和零件的概念。
3．了解机械设计的研究对象和基本要求，说出机械设计的方法和机械零件设计的步骤，归纳机械零件的工作能力和设计准则。
技能点：
1.掌握机械设计的方法和机械零件设计的步骤，归纳机械零件的工作能力和设计准则。
教学建议
1．明确本课程的学习方法。
2．从日常生活中常见的机器设备导入该部分内容。
3．结合参观陈列室中的机构、零件进行教学。
学习情境2：
常用机构（约20学时）
教学目的与要求：
知识点：
1．辨认机构的组成，说出运动副的概念及分类，能绘制平面机构运动简图，理解自由度的计算方法。
2．说出平面连杆机构的应用，辨认平面四杆机构的基本型式及其演化型式，理解平面四杆机构的基本性质，区别急回特性、死点位置、压力角和传动角的特性。
灵活运用图解法设计平面四杆机构。
3．识别凸轮机构的分类及其应用，区别从动件的常用运动规律，解决用图解法设计盘形凸轮轮廓的实际问题。
4．识别棘轮机构、槽轮机构的原理和用途，一般了解其它常用机构。
技能点：
1.运动副的分类，自由度的计算
2.设计平面四杆机构
教学建议：
1．教师应列举大量的日常生活、生产中的实例进行教学。
2．可组织学生进行课堂讨论。
学习情境3：
传动部分（约22学时）
教学目的与要求：
知识点：
1.了解带传动的工作原理、类型、特点和应用；识别带和带轮的结构；能进行带传动的工作能力分析；列举带传动的安装及维护方法；了解同步带传动。
联系实际设计普通V带传动。
2.了解链传动的特点和应用，说出滚子链的结构，理解链传动的运动分析。
3.了解齿轮、蜗杆传动的特点、基本类型和应用，说出渐开线齿轮的齿廓形成过程，理解齿轮的加工原理及变位齿轮的概念，掌握渐开线直、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆的啮合原理、主要参数及几何尺寸计算，区别直、斜、锥齿轮传动及蜗杆传动的受力及转动方向，能根据工程实际选用直齿轮、斜齿轮。
4.说出齿轮系的分类及应用，一般了解其它新型齿轮系，熟练掌握定轴齿轮系、行星齿轮系传动比的计算，识别实际机械中的齿轮系。
技能点：
1.带传动的工作能力分析，设计普通V带传动。
2.掌握渐开线直、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆的啮合原理、主要参数及几何尺寸计算。
3.识别实际机械中的齿轮系。
教学建议：
1.可选择课外参观通用、专用机械设备，增加感性认识。
2.可进行习题讨论。
学习情境4：
联接（约8学时）
教学目的与要求：
知识点：
1.了解螺纹和螺纹联接的主要参数、类型、特点及应用；说明提高螺栓联接强度的措施；理解螺纹联接的预紧和防松；了解螺旋传动的特点、类型；掌握螺旋传动相对运动判断及运动量的计算。
2.识别键、销联接的特点和类型，能根据工程实际对平键联接进行设计计算。
技能点：
1.螺纹和螺纹联接的主要参数、类型、特点及应用。
2.键、销联接的特点
学习情境5：
轴系（约16学时）
教学目的与要求：
知识点：
1．识别轴的功用与类型，能根据工程实际对轴进行设计计算。
2．区别轴承的功用与类型，了解滑动轴承的主要类型、结构和材料，说出常用的润滑剂和润滑方法。
3．说出滚动轴承的组成、特点，区别常用类型，解释滚动轴承的代号，掌握滚动轴承的类型选择、尺寸选择方法，解决轴承的组合结构设计问题。
4．区别联轴器和离合器的主要类型、结构，联轴器和离合器的选用方法。
技能点：
1.根据工程实际对轴进行设计计算。
2.掌握滚动轴承的类型选择、尺寸选择方法，解决轴承的组合结构设计问题。
教学建议：
教师最好结合比较有代表性的减速器进行教学。
4.课程实施
4.1教材选用与编写
必须依据本课程标准选用或编写教材。
教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想。
教材以完成任务的典型活动项目来驱动，实际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，使学生通过上述各种教学活动来获得职业认知和职业技能。
教材应突出实用性，应避免把职业能力简单理解为纯粹的技能操作，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。
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。
教材中的活动设计要具有可操作性。
教材应能给教学实践提供多视角、多思维和立体化的参考与指导。
4.2教学建议
教学建议：
应加强对学生实际职业能力的培养，强化案例教学或项目教学，注重以任务引领型案例或项目作业来诱发学生兴趣，使学生在案例分析或完成项目的过程中掌握分析、设计能力。
应以学生为本，注重“教”与“学”的互动。
通过选用典型活动项目，由教师提出要求或示范，组织学生进行活动，让学生在活动中增强职业意识，掌握本课程的职业能力。
应注重职业情景的创设，以多媒体、录像、案例分析、角色扮演、实验实训等多种方法来提高学生分析问题和解决问题的职业能力。
教师必须重视实践，更新观念，加强校企合作，实行工学结合，走产学研相结合的道路，探索中国特色职业教育的新模式，为学生提供自主发展的时间和空间，为学生提供轮岗实训的机会与平台，积极引导学生提升职业素养，努力提高学生的创新能力。
4.3教学基本条件
本课程教学实施建议配备校内专任教师及校外兼职教师，专任教师应具备2年以上的企业一线工作或实践经验，校外兼职教师建议由企业中级职称以上的技术骨干担任。
本课程教学应配备相应的多媒体教室，能实现上网、多媒体课件演示及动画、视频播放功能。
本课程实施过程中的具体设计环节建议在CAD/CAM机房中进行，机房中安装常用设计软件，如AutoCad、UG、Pro/E等，具备上网功能。
能够让学生利用最新的设计软件进行设计工作。
4.建议教材与主要参考书
（1）建议教材：
陈立德《机械设计基础》 北京：
高等教育出版社2008
（2）主要参考书：
《机械设计基础》（黄森彬主编）北京：
机械工业出版社，2003
《机械原理》（孙桓，陈作模主编）北京：
高等教育出版社2000
《机械原理教程》（申永胜主编）北京：
清华大学出版社1999
《机械设计》（濮良贵，纪名刚主编）北京：
高等教育出版社1999
《机械设计基础》（陈庭吉主编）北京：
机械工业出版社．2002
《机械设计》（邱宣怀）北京：
高等教育出版社，1997
5.教学评价与考核方式
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。
6.课程资源的开发与利用
（1）信息技术应用
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。
（2）工学结合
1）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。
2）建立一支适应本专业的、稳定的、开放性的、具有丰富实践施工经验的兼职教师，实现理论教学与实践教学合一、专职教师与兼职教师合一、课堂教学与生产现场教学合一，满足学生综合职业能力培养的要求。
（3）工作规范
1）认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，认真落实各项安全措施，坚持安全工作是一切工作的基础，积极完成各项工作任务。
2）有计划地组织对学生进行安全思想、安全制度和安全技术的教育培训，不断提高学生的安全技能和意识。
3）进入实训场地，认真组织各种安全活动，构筑安全文化，强化安全意识。
4）学生应做好预先复习，指导教师不得擅自脱岗，应记好考勤。
5）在实训中，学生必须服从指导教师，未经允许不得擅自启动电源，使用仪器、设备等。
（6）凡违反操作程、损坏仪器、设备者，应按规定赔偿损失。
7.其他说明
（1）授课：
理论讲授与实践教学结合在一起进行教学。
（2）实践地点：
中央与地方共建的电机与电器实践基地
（3）能力培养要求：
着重培养学生的自学能力，动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
（4）先修课程：
高等数学、机械制图、工程力学。
（5）主讲教师根据本课程标准制定具体的授课计划。
升级会员 