前言：教育教学质量是学校生存发展的生命线。近年来，学校围绕应用型人才培养目标定位，不断深化教育教学改革，人才培养质量得到了大幅提高。随着教研教改工作的深入推进，广大一线教师中涌现出一批敢于探索、勇于创新的改革者，他们结合自身教学实践，从教法、学法等方面进行了大胆尝试，取得的先进教改经验在促进教师教学能力提升、提高人才培养质量等方面发挥了重要作用。

为总结我校教师的成功教学经验，充分发挥优秀教学案例的引领示范作用，促进教师之间相互学习与提高，更好地推动课程教学改革，优化课堂教学效果，提高教育教学质量，学校在全校范围内组织开展了优秀教学案例评选活动。案例评选活动得到了广大教师的热情支持和积极参与，尤其是近年来获得各级教学成果奖、主持省市级及校级重点教改项目的教师对已有成果进行了精心总结并踊跃申报，二级院系对本单位申报案例进行初步审核后，择优推荐至学校，学校组织专家评审，评选结果经公示无异议，最终评选出优秀教学案例51篇。

为进一步促进教师之间的学习和交流，教务处组编了这套《郑州科技学院优秀教学案例集》，入选的优秀教学案例均来自教师真实的教学实践，是广大教师多年来扎根教学一线、辛勤工作的结晶，其中反映的教学过程和活动事件符合学校教学改革精神，符合应用型人才培养的特点，符合学生认知规律，案例展现的现代教育教学新理念、新模式、新方法、新策略以及现代教育技术的应用对教师实施教学具有正确的导向性，值得每位教师借鉴学习。

“他山之石，可以攻玉”，希望广大教师积极学习借鉴优秀教学案例，汲取先进的教育理念和教学方法，主动进行教学反思，不断提升业务水平。各部门要进一步做好优秀教学案例的学习推广工作，引导广大教师深入开展教学研究，充分发挥优秀教学案例的示范作用。俗话说“教无定法”，每位教师都应当继续加强教学研究，积极探索实现高效课堂的新方法、新途径，不断总结教学经验，探索教学改革，为提高自身教育教学能力、提高学校教学质量作出新的贡献。

《机械设计课程设计-蜗杆传动设计》教学改革案例

机械工程学院 李路可

机械设计课程设计是高等工科院校机械类及相关专业学生独立完成的一次较为全面的机械设计综合训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合实践教学环节。以通过设计实践能让学生进一步巩固、加深和拓宽所学的基础知识，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识，培养分析和解决工程实际问题的能力。

一、存在问题

多数高校的机械设计课程设计过程展开主要是老师给学生布置设计任务，学生实验室进行相关试验，查阅相关的设计资料，完成任务书里要求的相关设计内容，再由老师进行评阅。但是，由于设计时间有限，机械设计课程设计涉及到了大量的计算，学生在设计过程中，会对所选或计算的数据产生怀疑，验证的过程比较繁琐，会耗费较多的时间和精力，同时，老师在评阅过程中，也缺少足够的时间和精力去一一验证学生们在计算和选取设计参数的正确性以及图纸和设计数据的吻合性，多次带学生课程设计老师早就体会到了课程设计教学中的问题，而这也一直是困惑高校机械类教师的一个问题。为了充分发挥课程设计的意义，进一步提高教学效果，在本案例中，设计了一种基于机械设计课程设计的软件，该软件能够实现机械设计参数的自动计算，同时可以实现设计过程中的自动绘图功能。

二、教学改革模式

减速器设计是大多数高校机械设计课程设计的主要内容，蜗杆传动是减速器可选传动方案之一，传统的计算过程可以参考机械设计教材和机械设计课程设计手册，在这里就就不再做详细的介绍，本文主要介绍通过计算机编程软件展开课程设计的计算过程。

1.软件系统功能设计

进入软件设计系统可以出现如图1所示界面

图1 软件系统参数输入界面

 

用户可以按照自己的需要，在界面填入自己相应的设计原始数据，如动力参数，工作日制，载荷系数等。一般在进行设计的时候，功率、蜗杆转速、蜗轮转速和传动比都是已知的，蜗轮和传动比在输入时，输入一个就可以了，系统可以自动计算。用户还可以根据自己的需要进行蜗杆材料和硬度选择（如图2所示）

轴承和搅油效率输入（如图3）蜗轮传动精度选择（如图4），等输完参数之后点击继续会出现蜗杆头数选择（如图5所示）。

图2蜗杆材料、硬度和粗糙度选择

图3 搅油效率

图4 蜗杆传动精度

 

图5蜗杆头数选择

 

点击确定之后，出现蜗轮材料选取和绘图所需相关参数界面，如图6所示，根据相对滑动速度选取材料。

图6蜗轮材料选取和绘图所需相关参数

 

选取材料之后点击计算，通过热平衡校核，如图3.7所示，同时右侧蜗杆孔径，蜗轮孔径都得出数据。点击绘图可以将计算好的数据进行自动CAD绘图。

 

 

图7热平衡计算

 

用户在相关数据选好以后，可以点击绘图按钮，系统可以自动调用CAD软件，按照用户设计好的数据在CAD软件里面，自动画出用户需要的图像，如图8所示。

a 蜗杆图形                            b 蜗轮图形

图8 软件系统自动生成的CAD齿轮图形

2.试用

本次教学改革以郑州科技学院2014级车辆工程的两个班为实验对象，其中一个班采用本案例中介绍的方案，另一个班采用以往传统的方法进行设计，通过比较学生完成设计所需时间和设计作业效果分析可以明显看出来，采用本案例中介绍的计算机编程辅助设计方法可以大大提高学生的积极性，改善学生的学习效果，减轻教师工作的教学压力，大大提高工作效率，为学校的应用型本科教学改革起到了很好的示范作用。

三、改革效果

在本次的《机械设计课程设计》教学改革案例中，首次将计算机和传统的教学方法进行结合，通过对所带班级学生的课程设计进行试验，实现了以下几个方面的突破：

1）首次将计算机软件使用在机械设计课程设计的教学当中。为计算机软件使用在其他的课堂教学中起到了一个很好的示范作用。

2）利用计算机软件，学生可以在自己设计完成后将参数输入计算机软件之中，验证自己的设计计算的正确性。由于大部分老师给学生课程设计的原始数据是不同的，学生在自己设计完成之后并不确定自己的设计是否一定正确，通过这一计算软件，学生可以验证自己的设计计算是否正确，有利于学生及时发现自己在设计中的错误。

3）通过本案例可以大大减少教师的工作量，以往由于机械设计课程设计的计算量很大，而每个学生的原始数据又不相同，那么老师要想知道学生设计计算的正确性，就必须自己亲自进行计算。由于老师带学生多，老师要想自己完成这一工作几乎是不可能的，但是有了这一软件之后，学生在提交自己的课程设计资料时，老师只需要让学生自己也提交一下通过软件的验算结果，通过对比，老师可以很容易地发现那个学生的设计计算是错误的。

4）可以指导学生进行绘图工作。大部分学生在进行机械设计的计算后需要进行绘制图纸，但在绘图的时候却无从下手，在本案例中就很好地解决了这一问题。由于软件可以实现机械设计的自动绘图功能，学生可以根据软件自动生成的图形作为参考进行绘图，同时这可以解决老师需要一一指导学生进行绘图的问题，这也大大地减少了老师指导机械设计课程设计的工作量，提高了工作效率。