机械设计基础教学设计（精编4篇）

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机械基础教案范文1

关键词：设备故障判断及维修；岗位能力需求；机械基础；综合教学案例设计

制造类企业对机修工的需求一直较为迫切，通过分析机修工岗位的能力需求，我们会发现它和职业教育机械类学生的培养目标是吻合的。机械类专业的学生除了应具备机械设备的操作能力、维护保养能力、零件的检测分析能力之外，还需具备常用机械设备的故障排查和维修能力。机床操作工偏重于前三种能力，而机床维修工则更偏重于第四种能力。

1.机修工要有较强的机械认知能力

企业选拔人才充实机修工岗位，往往通过两种途径。一是直接从校园里招聘综合素质高的学生，进行人才储备和培养。二是通过竞岗的方式从企业内部选拔。无论通过哪一种途径，对于机修工的考核都包含是否具有对机械较强的认知能力。

《机械基础》课程恰恰就是一门对机构、机械认知的课程，课程内容包括机械零部件、传动方式等，知识点涵盖各行各业的机械产品。学好本课程可以让学生全面掌握机械的结构和工作原理，为进一步判断设备故障打下良好的认知基础。

2.结合机修工岗位能力需求进行《机械基础》课程综合教学案例设计

案例设计如下：在完成《机械基础》前十五个章节的基础教学后，以CA6140机床为载体，把原本分散的知识点重新组合起来，还原机械产品全貌，并进行机床故障分析和判断，课时设计为6-8节。

选择CA6140机床为教学案例的载体，原因有四个：

学生已能操作该种机床

CA6140机床是进行车削加工的一种常用机床，主要加工轴类、盘套类零件。学校在教学计划安排中，《机械基础》和《普车实习》课程是同时进行的。

该机床结构与《机械基础》课程教学内容结合紧密

CA6140机床包括了典型的传动方式，其中齿轮传动作为教学的重点内容，在CA6140机床中也有充分的体现：机床主轴箱、进给箱、溜板箱内均有齿轮传动，并且由多组齿轮传动组成了轮系，实现变速和变向的要求。

学校有可供装拆的CA6140机床设备

学校有15台CA6140机床，因使用时间较长，加工精度差，已进入报废期，正好可为《机械基础》等课程的教学增加现场观察、拆装等实验环节。

机床机械故障在实际生产中具有一定的典型性

目前很多企业已经不再使用普通车床，但该机床产生的机械故障仍具有一定的代表性，系统掌握和了解该机床的机械故障，对于其他设备产生的故障可谓是“举一反三”。

型车床的机械认知、故障分析与排除

带传动

观察认知

车床的动力由电动机通过带传动传递给主轴箱。

（1）观察并记录车床电动机的类型、型号、转速及额定功率。

（2）观察记录V带的材料、截面形状、型号、根数、长度。

（3）观察V带在带轮中的松紧程度、两带轮轴线的平行度。

故障及后果

（1）安装电动机的支座松动，造成V带传动过松。

（2）带轮等旋转零件有偏心松摆。

（3）同组V带长短不一，有松有紧。

如果主轴切削负荷较大，电动机传动带调节过松，磨擦力不足，会出现主轴转速明显地低于标牌转速或者自动停车现象，也即闷车现象。

故障排除方法

紧固电动机支座上的螺钉，调整带轮等旋转零件，消除偏心松摆。V带过松无法调整时，更换V带，注意同组V带应全部更换。

螺旋传动

观察认知

观察位于溜板箱中的开合螺母机构。当上下半螺母合拢时，螺母与丝杠啮合，形成螺旋传动，带动刀架进给。

故障、后果及排除方法

（1）机床开合螺母磨损，与丝杠啮合不良或啮合间隙过大，会造成车床在车削螺纹时螺距不均匀及乱纹现象。当啮合间隙过大，通过拧动丝杠螺栓来调节，如果调节不能解决问题，就要对开合螺母的燕尾导轨进行修理。

（2）因机床导轨磨损而使床鞍倾斜下沉，造成丝杠弯曲，与开合螺母的啮合不良，会造成机床在精车螺纹时，表面有波纹。如果丝杠仅仅是弯曲，磨损不严重，常用压力法及敲打法来校直，允差不大于。

（3）如果因经常车制较短的螺纹工件而使近主轴箱一端的丝杠磨损较严重，就要采用修丝杠、配开合螺母的方法。

齿轮传动

观察认知

（1）观察主轴箱、进给箱、溜板箱里面的直齿轮。

（2）观察主轴箱里的一对斜齿轮。

（3）观察溜板箱里面纵进给的齿轮齿条。

故障及后果

（1）齿形不良，譬如齿轮表面点蚀、齿面磨损、齿面塑性变形等。

（2）啮合不良，啮合间隙太小或太大。

（3）齿廓缺损、断齿或齿面胶合。

齿形不好或啮合不好，加工时工件表面出现有规律的波纹，机床运转噪声也很大。如果是溜板箱中的纵进给齿轮与齿条啮合不好时，则会造成在精车圆柱表面时，轴向会出现有规律的波纹，波纹的间距与齿条的齿距相同。

故障排除方法

（1）有效排查。由于CA6140机床中齿轮传动路线长，啮合对数多，排查时要掌握技巧。譬如主轴箱在某一档时转动的噪声特别大，可以先根据机床传动路线图，找出相关齿轮进行重点检查。

（2）齿轮啮合间隙不得太大或太小，侧隙保持在左右；当啮合间隙太小时可用研磨膏研磨齿轮；啮合间隙过大或齿形磨损过度无法进行调整时，只能更换齿轮，齿轮必须成组更换。

链传动

观察认知

观察主轴箱变速操纵机构中的链传动。

故障、后果及排除方法

本案例中，链传动的常见故障是链条松动，造成主轴箱外变速手柄杆指向转速数字的位置不准。排除方法是调整链条松紧，使转速手柄杆指向转速数字中央，再调紧链条装置。

蜗轮蜗杆传动

观察认知

观察机床刀架机动进给时纵向和横向进给传动链中的一对蜗轮蜗杆。

故障、后果及排除方法

蜗轮蜗杆传动比大，齿间发热量大，磨损较大，严重时会发生胶合现象。此外，由于蜗轮常用青铜或铸铁制造，质地较软，而蜗杆常用碳钢或合金钢并进行热处理后制造，硬度高，蜗杆齿部的强度高于蜗轮轮齿强度，因此，失效经常是发生在蜗轮上。当磨损较大时，需要成对更换蜗轮蜗杆。

凸轮机构

观察认知

（1）观察主轴箱变速操纵机构中的凸轮机构。当转动操纵手柄时，通过凸轮机构拨动轴上的双联滑移齿轮移换位置，主轴实现变速。

（2）观察溜板箱中纵、横向机动进给操纵机构中的两个凸轮机构。当操作手柄左右或上下扳动时，通过凸轮机构带动拨叉移动，拨动离合器移换位置，啮合上空套齿轮，使刀架相应地左右或前后移动。

故障、后果及排除方法

（1）三个凸轮都是由凸轮上开的曲线槽通过圆销来带动拨叉移动，由于接触面小，工作应力大且是交变的，因此会引起点蚀、磨损等现象。

（2）相对运动带入的硬质颗粒，会停留在曲线槽中，加剧磨损。

（3）曲线槽曲线因磨损发生变化，造成机构运行不良，振动大。

采取有效是防止或减轻上述磨损失效的主要措施。

离合器

观察认知

重点观察主轴箱里的双向多片式换向磨擦离合器。它是利用离合器在左、中、右三个位置时，通过摩擦片的动力传动，实现主轴正反转和停转。

故障及后果

（1）磨擦片间隙调整过紧，停机后磨擦片仍未完全脱开，主轴仍有自转现象或制动时间过长。

（2）磨擦片间隙调整过大、过松，主轴转速明显地低于标牌转速或者自动停车，出现闷车现象。

故障排除方法

（1）修磨、调整磨擦片的间隙。

（2）无法修磨调整时，更换磨擦片。

（3）保持良好的。

制动器

观察认知

观察主轴箱里的闸带式制动器。

故障、后果及排除方法

通常制动器的故障是制动力不够，机床停机后主轴仍有自转现象或制动时间过长，可通过调整制动机构的螺钉来调整制动带的拉紧。

系统

观察认知

观察主轴箱油泵、粗精滤油器、油管、分油器、油标等。

故障、后果及排除方法

（1）油箱内缺油，此时应及时加油，并定期更换油。

（2）滤油器、油管等堵塞，因此要清洗滤油器、油管等。

（3）密封不严漏油的情形下，更换密封圈。

《机械基础》前十五个章节的学习过程是将机械逐一进行解剖，而综合教学案例的设计是将零部件重新组合还原。通过学习，学生会更明晰机构在机械中的位置、作用，不仅能“知其然”，还能“知其所以然”，对以后可能从事的机修工岗位奠定认知基础。

参考文献：

[1]人力资源和社会保障部教材办公室组织编写。机械基础（第五版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.

[2]王士柱。金属切削机床[M].北京：国防工业出版社，2010.

[3]贾亚洲。金属切削机床概论（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2011.

[4]吴先文。机械设备维修技术（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2012.

机械设计基础2

机械设计基础》考试大纲

一、考试的性质与地位

《机械设计基础》是高等工科院校机械类专业的一门重要技术基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。它在培养机械类工程技术人才的全过程中，具有培养学生的工程意识，增强学生的机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的重要作用。本课程的目标在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；培养学生具备机械设计中的一般通用零部件设计方法的能力，为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。

二、考试内容(一)绪论

1．了解本课程的研究对象及本课程在教学中的地位。2．掌握机器、机构、构件、零件等基本概念。3．了解对机械设计的基本要求。(二)平面机构的运动简图及自由度 1．掌握运动副的概念及分类。2．能够绘制简单的机构运动简图。3．掌握机构自由度的计算。(三)平面连杆机构

1．了解平面连杆机构的基本类型、特点及应用。2．掌握铰链四杆机构基本类型的判别。

3．掌握四杆机构基本特性及四杆机构的设计方法。(四)凸轮机构

1．了解凸轮机构的类型和应用。

2．熟悉凸轮从动件常用运动规律，了解其特性及应用场合。3．掌握图解法设计凸轮轮廓的方法。4．熟悉凸轮机构基本尺寸的确定原则。(五)螺纹联接

1．了解螺纹的形成、分类、主要参数、特点和应用。2．掌握螺纹联接的主要类型和预紧、防松的原理和方法。3．掌握螺纹联接的强度计算。4．了解提高螺栓联接强度的措施。(六)带传动 1．了解带传动的工作原理、特点和应用，了解V带的规格、带轮结构、带传动张紧的目的及张紧装置。

2．掌握带传动的受力分析及带的应力分析。3．掌握带传动的弹性滑动和打滑的概念。

4．掌握带传动的失效形式和计算准则，掌握带传动设计中主要参数的选择原则。会设计普通V带传动。(七)齿轮传动

1．了解齿轮传动的类型、特点及应用。2．掌握齿廓啮合基本定律。3．熟悉渐开线的性质。

4．熟练掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算。

5．掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动条件和无侧隙啮合等概念。6．了解渐开线的切齿原理，了解根切、最少齿数及变位齿轮的概念。

7．了解渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点，掌握其正确啮合条件。8．理解斜齿轮各部分名称、重合度、当量齿数的概念，能计算渐开线正常齿标准斜齿圆柱齿轮的尺寸。

9．了解直齿圆锥齿轮的啮合特点。10．掌握齿轮传动的五种失效形式。

11．掌握直齿轮、斜齿轮和锥齿轮的受力分析。

12．掌握直齿轮传动的接触疲劳强度计算和弯曲疲劳强度的计算准则及计算方法。13．了解齿轮传动的结构。(八)蜗杆传动

1．了解蜗杆传动的特点和类型。

2．掌握圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。3．了解蜗杆传动的失效形式，材料和结构。4．熟练掌握蜗杆传动的受力分析。5．了解蜗杆传动强度计算的特点。

6．了解蜗杆传动热平衡计算的目的，了解散热及冷却措施，了解传动的效率与润滑的关系。(九)齿轮系

1．了解轮系的类型及应用。

2．熟练掌握定轴轮系、不太复杂的周转轮系及复合轮系的传动比计算，包括从动轮转向的判定方法。(十)轴和轴毂连接 1．了解轴的分类、应用。2．了解轴的常见失效形式、对轴材料的基本要求，轴的材料及热处理的选用。3．掌握轴的结构设计方法，能识别和改正不符合基本要求的错误结构。4．掌握轴的强度计算方法。

5．了解轴的刚度计算及轴的临界转速概念。

6．熟悉轴毂连接的几种形式及应用；掌握平键的选用及设计方法。(十一)滚动轴承

1．了解滚动轴承的基本类型、特点和应用。

2．掌握滚动轴承代号的表示方法，记住其公差等级代号和基本代号的意义。3．了解滚动轴承的主要失效形式和计算准则。4．熟练掌握滚动轴承寿命计算的方法。5．掌握滚动轴承组合设计方法。

三、试 卷 结 构

1、考试总分：150分

2、考试时间：120分钟

3、试题难易比例：

较容易题 约40% 中等难度题 约50% 较难题 约10%

四、建议使用教材与参考书 教材：

陈立德，机械设计基础。北京：高等教育出版社，2003年 参考书：

1、潘骏 等主编。机械设计基础。南京：南京大学出版社，20072、杨可帧，程光蕴。机械设计基础(第3版).北京：高等教育出版社，19993、卢玉明。机械设计基础（第6版）.北京：高等教育出版社，19984、董玉平，机械设计基础。北京：机械工业出版社，1998

机械基础教学设计3

机械基础教学设计

一、课题名称

硬质合金

二、教材版本

高等教育出版社

李世维主编

三、教学目标

1、能力目标

培养学生研究新生事物的能力，激发学生的创造潜能以及对新生事物的好奇心。

2、情感目标

激发同学们利用自己的所学为祖国贡献才干的热情与豪情。

3、知识目标

能使学生认识硬质合金，了解它的特点和应用，掌握几种最常见的硬质合金的牌号和用于。

四、教学重点

硬质合金的分类和牌号

五、教学难点 硬质合金的加工

六、教学过程

1、通过小说人物引出主题

2、讲授新课

一、定义

是将一种或多种难熔的金属碳化物粉末与粘结剂混合，加压成型，再经烧结而成的粉末冶金材料。即将高硬度、难熔的碳化钨（WC）、碳化钛（TIC)、碳化钽（TAC)等和钴（Co）、镍（Nie）等粘结剂金属，经制粉、配料（按一定比例混合）、压制成型，再通过高温烧结而成。

二、特点



1、硬度高（86～93HRA，相当于69～81HRC）



2、红硬性好（温度达900～1000℃时，仍保持60HRC）

3、耐磨性好。硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍。制造模具、量具，寿命比合金工具钢高 20～150倍。可切削50HRC左右的硬质材料



4、硬质合金脆性大。不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。

 被誉为“工业牙齿” 

三、用途



1、硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。



2、硬质合金还可用来制作矿山工具（如凿岩工具、采掘工具、钻探工具）、量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴、五金模具（如拉丝模具、螺栓模具、螺母模具、以及各种紧固件模具）等。 3 日常用品，钨钢手表等

四、分类 

1、钨钴类硬质合金

（1）主要成分：碳化钨（WC）和粘结剂（Co）

（2）牌号：是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。



例如，YG8，表示平均含Co=8%其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。常用牌号，YG3YG6YG8YG15YG20等。

（3）用途：适用于加工铸铁等脆性材料，如，YG3含钴量少，适合精加工；YG8含钴量多，适合粗加工。

2、钨钴钛类硬质合金

（1）主要成分：是碳化钨、碳化钛（TiC）及钴

（2）：牌号：由“YT”（“硬、钛”两字汉语拼音字首）和碳化钛平均含量组成。 例如，YT15，表示平均含TiC=15%，其余为碳化钨和钴含量的钨钴钛类硬质合金。常用牌号，YT5YT15YT30 (3)用途：适用于加工钢或其他韧性较大的塑性材料。如，YT5含钴量多，适合粗加工，YT15含钴量少，适合精加工。

3、钨钛钽（铌）钴类硬质合金

（1）主要成分：是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴，这类硬质合金又称“通用硬质合金”或“万能类硬质合金”。

（2）牌号：由“YW”（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）加顺序号组成，如 YW1 ,YW2，YW3等。

（3）用途：既可以加工钢又可以加工铸铁及有色金属等，主要用于加工高温合金、高锰钢、不锈钢以及可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等难加工的材料。

4、钢结硬质合金

（1）主要成分：碳化钛和高速钢（粘剂）

（2）特点：性能介于高速钢与硬质合金之间，可以锻造、焊接、切削加工和热处理，韧性好。

（3）用途：适用于制造各种形状复杂的刀具，如麻花钻头、铣刀等，也可制造较高温度下工作的模具和耐磨零件。 小结



一、定义

 碳化物+粘结剂-------------硬质合金 

二、特点 

1、硬 

2、红硬 

3、耐磨 

4、脆 

三、用途 

1、高速刀具 

2、矿山工具 

3、钨钢手表 

四、分类

 1钨钴类硬质合金       YG3(精）

YG8

（粗）

2、钨钴钛类硬质合金

YT15

(粗）

YT30（精）

3、万能硬质合金 YW1

YW2 4钢结类硬质合金

机械基础教案范文4

［关键词］高职院校；机械基础专业；思政教育

当前，思想政治教育的地位逐步提升，成为高职院校培育具有较高素养、符合企业需求人才的重要抓手，需要重点加以关注和落实。除了要开展专门的思想政治课程教育外，将相关内容融入专业教学也极为重要。对于高职机械类专业教学而言，思想政治教育内容的融合能够促进学生综合素养、职业道德和专业技术水平的提升，具有极高的落实价值。

一、高职机械类专业课程与思想政治教育简述

（一）高职机械基础专业课程的特点本文主要以机械基础专业教学为切入点，探究思想政治教育与高职机械类专业课程教学的融合。对于机械基础专业而言，其内容中包含着大量的机械原理，是自然、科技与科学的融合，反映了客观真实世界，并不存在主观立场的不一致。同时，专业课程内容具备极高的实用性与职业性，其教学主要为学生后续的就业活动、职业发展提供支持，与实践的联系极为紧密。同时，相关教学更侧重于学生专业技能的培养。为了提升机械基础教学的质量，引入思想政治教育极为重要。

（二）高职思想政治教育内容在高职思想政治教育中，相关内容涉及的范围极为广泛，包括道德品质、思想水平、文化素养、政治觉悟等。包含的内容主要有毛泽东思想、中国特色社会主义理论体系、新时代中国特色社会主义思想与治国实践、爱国主义、社会主义核心价值观、人生观、法律基础等[1]。

（三）专业课程与思想政治教育的联系高职机械基础的专业素养包含“价值理性”这一思想政治教育内容，因此，使用专业教学完成思想政治教育元素的传递具有极高的可行性，因为社会主义的价值追求是价值理性最突出的代表。从高职机械基础教育的角度进行分析能够了解，相关课程的展开为思想政治教育提供了更广阔的平台，以及深厚的专业学科基础，促使思想政治教育说服力、针对性得以提升。从思想政治教育角度进行分析能够了解，其增强了机械基础专业教育的质量。因此，将思想政治教育融入高职机械基础专业教育势在必行。

二、高职机械类专业教学思想政治教育的切入点与融入策略

高职机械基础专业教学中包含的思想政治教育因素，主要可以划分为职业精神、职业道德以及职业规范三项。高职机械基础专业中思想政治教育的融入途径，主要有知识关联、案例介绍、教师引导以及环境熏陶等四种。

（一）调整专业课程教学思路与过程1.教学思路为实现思想政治教育与高职机械基础专业教学的融合，相关教师必须要调整课程教学的思路。在这一过程中，需要结合课程内容、思想政治教育内容以及两者之间的关系，完成关联点的挖掘。在此基础上，需要将提取的专业教育中隐含的思想政治教育元素进行分解，并融入教学内容，落实典型案例教学或微视频教学，达到将思想政治教育融入高职机械类专业教学的效果。2.教学过程在实际教学中，为了提升学生的自主能力，发挥学生在机械基础学习中的主观能动性，相关教师可以实施“分组式”学习形式。此时，学生成为课堂教学的主体，教师发挥着主导性作用，且以实践教学活动为主要模式[2]。在教学方法方面，为了保证教学效果，必须选用先进的教学方法，包括小组合作学习模式、巡回指导模式、情境教学模式、多媒体教学模式、讲练评结合模式等。

（二）结合机械发展史开展思想政治教育在机械技术的长期发展中，富有探索精神的工程师、科学家通过大量的尝试与实践，书写了机械发展史。学生通过了解相关事例，能够树立勇于探索、创新实践的意识。由此可见，要将思想政治教育融入高职机械基础专业教学，应将机械发展史作为切入点。例如，通过在课堂教学中讲述莱特兄弟观察鸟类飞行，并经过多次尝试与实践完成了飞行测试与样机制造的实例，使学生树立不怕挫折、勇于探索的意识，落实工匠精神的培养。在教学中，教师也可以利用机械基础的相关知识点完成思想政治教学的拓展。例如，在讲述螺栓连接的知识点教学中，相关教师可以使用“连接前必须保证工件定位准确”的技术要求，教育学生明确自身定位，并及时纠正思想偏差。与此同时，也可以使用工件定位不准确可能产生的后果进行思想政治教育，引导学生认识到若不及时纠正错误认知或思想偏差，则会对自己的人生发展产生一定的负面影响。

（三）积极引入大国重器研发案例近年来，我国机械装备制造水平显著提升，国产航母、高铁、C919飞机、大型驱逐舰、天眼等装备已经投入国防、生活、交通等领域的实际应用中[3]。这些大国重器研发案例不仅包含着一定的机械基础内容，还蕴含着大量的思想政治教育因素，因此，相关教师可以将其作为在高职机械基础专业教育中渗透思想政治教育的切入点。例如，在进行轴承相关知识点的讲解中，高职教师可以引入高铁轴承研发的案例，在传授轴承原理、构造等机械基础知识点的同时，讲述相关研发人员十年如一日的设计、实践与优化，最终实现了国产高铁轴承的成功研发；还可以引入C919飞机的研发案例，通过引入这些事例，激发学生报效祖国、为祖国奉献的热情，引导其为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。

（四）落实全面的教学评价由于在实际的机械基础专业教学中融入了思想政治教育元素，因此在后续的教学评价中，也要对学生的思想政治水平进行评价。在这一过程中，应重点对学生的爱国主义、团队合作精神、爱岗敬业精神、工匠精神等进行评价。需要注意的是，由于对思想政治因素进行定量考核的难度相对较大，因此在实际的评价中应重点进行过程性评价。例如，相关教师可以利用项目教学法或小组合作学习模式进行教学，观察小组成员的参与积极性、配合与讨论情况等，完成学生团队合作精神的评价；可以结合学生在机械实训课、课堂活动中的操作行为，完成其敬业精神、工匠精神的评价。为了达到提升学生综合素养的效果，相关教师应将思想政治因素评价纳入最终的成绩评定中，增强学生对思想政治教育的重视程度。