课程简介

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是在各种限定的条件下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

负责人及团队介绍

课程负责人王书亭教学工作涉及本科教学和研究生教育的各个环节，承担本科生《机械设计》《现代设计方法》《科学思维与研究方法》《专业导论》、研究生《计算力学》等课程，年平均课堂教学工作量达148学时；负责学院本科专业建设、课程建设和实验室建设工作。

王书亭十分注重教学涵养的养成、教学理念的更新和教学水平的提高。他积极开展面向新工科的教育、教学改革，推动课堂改革；主持或参加多项教学研究项目，努力贯彻从基于几何的设计向基于性能设计的理念转变。教学过程中，他结合科研实际，引入工程应用背景案例，培养学生分析和解决实际问题的能力。近3年，他先后获评“最满意课堂”“研究生知心导师”，获得课堂教学卓越奖、教学质量一等奖、三育人奖等荣誉。

课程团队主要成员还包括胡于进、凌玲、陈继勇、赵欢等教师。

课程建设理念与举措

课程从机电产品研发需求出发，贯穿基础理论与工程实践的融合，突出系统设计理念。课程力图以统一的概念框架，建立理解、认识、分析、设计现代机电产品的基本思路和方法；强调系统的观点和综合集成的观点；强调所学知识的贯通和机电专业知识的综合运用。课程加强结构刚度设计和结构稳定性设计内容；在教学模式方面，通过专题研讨和学生开展小型实际产品设计等形式，培养学生实际工程实践的能力，解决基础知识与工程实践的融合问题。

课程基于“主动实践”的教学方法，进行内容与实践环节改革。一是改革课程大作业，指定题目范围，具体题目由学生自定，由学生自行查找资料独立进行，引导学生主动实践。二是课程实验采用自主模式，由实验者自己设计实验方案，并独立完成系统搭建、测试、数据采集及分析过程。三是课程设计采用项目式实践模式，不过分注重成果的完成度，看重成果的创新性。在教学方式上，课程采用实际工程案例教学，更加注重学生的发现问题、实际解决工程问题的能力。

经过多年的发展，课程形成了“厚基础、强能力、重实践、求创新”的特色。

课程结合机械设计学科的前沿和工程、科研实际， 从追求知识、素养和能力三位一体化全人的教育，强调培养学生的大系统观、大工程观、宏观思维等需求出发，突出系统设计理念，力图以统一的概念框架，建立理解、认识、分析、设计现代机电产品的基本思路和方法；强调系统的观点和综合集成的观点；强调所学知识的贯通和机电专业知识的综合运用。

课程体现内容的实用性和先进性，介绍机械设计学的体系、设计理念和方法；重点介绍机械产品的系统集成设计理论和方法，尤其是当今一些重要、通用零部件的选配原则和习惯；重点介绍在实践中广泛应用的三大类设计准则：强度、刚度和稳定性；分门别类讨论通用机械零部件的设计方法，如零部件的工作原理、工作能力、参数设计、结构设计、制造工艺等，并贯穿刚度设计和稳定性设计内容；适当减少挠性传动、弹簧设计、制动器设计等传统内容。

课程大力推行“引导学生主动实践”的改革，取得良好效果，在国内已有一定的影响。在现场课教学中采用“三明治”教学法，以学生能力达成为目标，对于学生知识掌握以外的能力进行考核，课程考核注重形成性评价。

课程坚持立德树人，突出人才培养的核心地位，从服务国家战略和制造业转型、升级的角度出发，结合新工科改革，面向智能制造人才培养需求和科技发展，深化本课程教学改革，适应个性化培养和多元化人才培养需求，突出思维训练，培养学生的创新思维能力。

课程全面修订改版《机械设计》教材， 突出机械系统集成设计理念，结构动态设计方法，打造精品教材；进一步完善本课程的慕课化工作，形成线上金课，让更多学习者受益；按照OBE的规范，进一步构建新的“机械设计”课程理论教学和实践教学相融合、课内教学与课外指导一体化的教学体系；充分利用实践创新中心实训条件，结合创新创业活动， 培养学生的动手能力和创新思维；建设教育思想先进、学术水平高且结构合理的师资队伍；继续完善教学内容的设置、教学实践活动的组织等问题，通过专题研讨和学生开展小型实际产品设计等形式，培养学生实际工程实践的能力，解决基础知识与工程实践的融合问题，强调所学知识的贯通和机电专业知识的综合运用；完善考核评价机制，由以知识掌握为主向综合能力达成为主转变，平时着重考察基本知识的掌握与运用情况，在终结性考核中，适当运用灵活的方法重点考核学生综合分析和运用能力。

课程建设及推广应用效果

课程通过课程教学与实验、实践环节培养学生：机械工程科学知识的应用能力；设计机械系统、部件和过程的能力；对于机械工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力；在机械工程实践中初步掌握并使用各种技术、技能和现代化设计工具的能力。一是掌握通用机械零部件的设计原理、设计方法和机械设计的一般规律，突出创新意识和创新思维的培养，具有基本的机械系统设计能力；二是了解国家当前的有关技术经济政策，树立正确的设计思想；三是具有应用计算机辅助机械设计的能力；四是具有获取与运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；五是掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；六是了解机械设计发展的新趋势。

我校《机械设计》课程已有60多年开课历史，每年承担全校五个学院10个专业上千名学生的教学任务，机类56学时，近机类32学时。课程先后建成国家级精品课程、国家级精品资源共享课、国家级实验教学示范中心、国家工科机械基础机械基地、国家级课程教学团队，2010年出版了本课程国家“十一五”规划教材，2019年本课程慕课首轮上线。

面向新工科的教学改革，课程着重围绕课程高阶性、创新性和挑战度要求，实现了由注重知识传授向知识、能力和素养三位一体教育转变；课程结构由强调零件设计向机械系统设计、部件设计和零件设计转变；课程内容及时更新，保持时代性和先进性；倡导学生主动参与的探究性学习；加强课程评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。

课程内容与资源建设课程包括课堂理论教学、现场认知与拆装实验、课程实验等组成。团队先后编写出版《机械设计》《机械设计基础》《机械设计课程设计》等教材，其中多部教材已修订再版，现用教材2013获中国大学图书奖一等奖。

课程建有精品资源共享课程网站和慕课，有相应的教学软件、视频资料等资源。课程实验室建设项目获国家级教学成果特等奖，并进一步优化《机械设计》这一核心课程实验教学和综合实验课程体系，形成完备的机械设计类核心课程实验及综合实验配套实验设施。

近几年，课程从机电产品研发需求出发，贯穿基础理论与工程实践的融合，突出系统设计理念。课程力图以统一的概念框架，建立理解、认识、分析、设计现代机电产品的基本思路和方法；强调系统的观点和综合集成的观点；强调所学知识的贯通和机电专业知识的综合运用；加强结构刚度设计和结构稳定性设计内容；培养学生实际工程实践的能力，解决基础知识与工程实践的融合问题。

基于“主动实践”的教学方法，团队进行课程与实践环节改革。改革课程大作业，指定题目范围，具体题目由学生自定，由学生自行查找资料独立进行，引导学生主动实践；课程实验采用自主模式，由实验者自己设计实验方案，并独立完成系统搭建、测试、数据采集及分析过程；课程设计采用项目式实践模式，不过分注重成果的完成度，看重成果的创新性；采用实际工程案例教学，更加注重学生的发现问题、实际解决工程问题的能力。