非機(jī)械類專業(yè)“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程的教學(xué)改革

摘要：分析了非機(jī)械類“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合課程的特點和學(xué)生的實際情況，就該課程的教學(xué)內(nèi)容和手段、實踐教學(xué)和考核方式等方面進(jìn)行了改革和探索。運用多種教學(xué)手段豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果；設(shè)置實驗教學(xué)環(huán)節(jié)以提高學(xué)生動手能力；采用多種形式的考核方式提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。實踐證明，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)；教學(xué)改革；實踐教學(xué)

作者簡介：嚴(yán)樂（1967-），女，江蘇無錫人，北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（北京100192）

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）16-0042-02

當(dāng)今社會非常重視學(xué)生的素質(zhì)教育，工程素質(zhì)是衡量學(xué)生整體素質(zhì)的一項重要內(nèi)容，而工程素質(zhì)的培養(yǎng)包括工程意識、各種工程實踐能力和應(yīng)用能力等。[l]“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”不僅是本科階段一門涉及較多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，而且能培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。對北京信息科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）會計和財務(wù)專業(yè)學(xué)生來說，本課程是一門專業(yè)選修課，但是教學(xué)內(nèi)容卻和工業(yè)設(shè)計、工業(yè)工程等專業(yè)相近。和機(jī)械類專業(yè)學(xué)生相比，會計和財務(wù)專業(yè)在前期的教學(xué)基礎(chǔ)等方面的要求不同，因此這種教學(xué)方法給兩個專業(yè)的學(xué)生增加了學(xué)習(xí)的難度。如何讓學(xué)生掌握課程的基本內(nèi)容，培養(yǎng)非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)和動手能力是值得教育工作者探討的問題。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”選用的教材是高等教育出版社出版，楊可楨主編的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》，[2]內(nèi)容包括平面機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系、機(jī)械零件設(shè)計概論、連接、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、軸、滑動軸承和滾動軸承等。目前，我校會計和財務(wù)專業(yè)開設(shè)的本課程學(xué)時數(shù)為40學(xué)時。

由于本課程的內(nèi)容相對抽象，概念、原理繁雜且實踐性強，對于基礎(chǔ)知識薄弱、生產(chǎn)實踐經(jīng)驗欠缺的財務(wù)、會計專業(yè)學(xué)生來說，會產(chǎn)生畏難、厭學(xué)的情緒。主要表現(xiàn)在以下幾方面：先修知識缺乏，在學(xué)習(xí)本課程之前，他們對工程制圖、力學(xué)和材料等課程沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)，缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識的連貫性，增加了學(xué)習(xí)本課程的難度；課時少，課程內(nèi)容多，進(jìn)度快，涉及面廣，非機(jī)械類學(xué)生的空間想象能力相對不足；該課程對于財會類專業(yè)來說屬于非專業(yè)課，課程較難掌握，學(xué)生學(xué)習(xí)起來不太認(rèn)真。

二、教學(xué)思考與改革

1.精心安排教學(xué)內(nèi)容

在有限課時內(nèi)講授本課程，應(yīng)注重學(xué)生的素質(zhì)教育，突出課程應(yīng)用性。

課件內(nèi)容簡潔明了，文字精簡，減少煩瑣的理論推導(dǎo)，突出對重要知識點的強調(diào)，舉一反三，讓學(xué)生有充分的時間去理解；基礎(chǔ)理論適度介紹，減少過于晦澀難懂、比較枯燥的公式推導(dǎo)和冗長的證明；適當(dāng)刪減部分難度較大、與財會類專業(yè)關(guān)系不密切的內(nèi)容，如材料選擇、零件設(shè)計、強度校核等。

2.教學(xué)手段與教學(xué)方法的改革

教學(xué)手段和教學(xué)方法是教學(xué)改革的兩個重要內(nèi)容，有了好的課程體系和教材，再加上良好的教學(xué)手段和方法才能獲得理想的教學(xué)效果。本課程授課時數(shù)為36學(xué)時，在教學(xué)過程中，以教學(xué)大綱為準(zhǔn)繩，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，充分發(fā)揮選用教材的優(yōu)勢，又不限于教材本身，不斷教學(xué)實踐，使教學(xué)方法不斷完善。成功的教學(xué)手段和方法可以獲得事半功倍的效果。

（1）隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，教師普遍采用多媒體教學(xué)。與傳統(tǒng)板書、模型加掛圖的教學(xué)方法相比，多媒體技術(shù)將文字、圖形、動畫、影像結(jié)合起來，能夠?qū)?fù)雜的圖形、機(jī)構(gòu)運動原理、機(jī)械構(gòu)成進(jìn)行分解，幫助學(xué)生理解機(jī)構(gòu)的組成、運動方式和運動規(guī)律。多媒體畫面生動，立體感強，使抽象晦澀的理論知識生動形象地表現(xiàn)出來，教學(xué)方式更加直觀，并且可以反復(fù)播放，使學(xué)生一目了然，印象深刻。比如內(nèi)燃機(jī)工作原理講解，利用傳統(tǒng)教學(xué)方法很難幫助學(xué)生理解和掌握，而通過多媒體課件中三種機(jī)構(gòu)的運動配合來完成工作的動畫過程，可清楚地表現(xiàn)出機(jī)構(gòu)之間的空間關(guān)系，工作原理容易被學(xué)生理解和接受。

多媒體教學(xué)可以緩解本課程教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)生接受相對困難的矛盾，提高教學(xué)效率，教學(xué)效果明顯。但是，如果只采用單一的多媒體技術(shù)授課，雖然可以減少板書和作圖的時間，但教學(xué)節(jié)奏相對太快，不利于學(xué)生掌握難點和重點。對于難點和重點，采用傳統(tǒng)黑板加粉筆教學(xué)來放慢講課節(jié)奏，便于學(xué)生抓住重點；師生之間的互動，使學(xué)生充分掌握各章難點，從而消除該方式教學(xué)的不足，充分發(fā)揮其積極作用。對于在課堂上學(xué)生理解困難的內(nèi)容，如四桿機(jī)構(gòu)的演化，可以采用教學(xué)模具進(jìn)行講解，既直觀，學(xué)生也容易掌握。

在實際教學(xué)中，采用多媒體、實物模型、黑板、粉筆有機(jī)地結(jié)合，各取所長，才能達(dá)到理想的教學(xué)效果。

（2）教學(xué)過程中需要教師與學(xué)生配合，共同實現(xiàn)教學(xué)目的。教師講、學(xué)生聽的傳統(tǒng)教學(xué)模式使學(xué)生被動接受知識，阻礙了學(xué)生思維和智力發(fā)展，挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動性。因此在教學(xué)過程中應(yīng)將教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的教學(xué)活動中來。如針對學(xué)生工程基礎(chǔ)薄弱的特點，課堂上精講多練，采用啟發(fā)式為主的教學(xué)方法，教師可提出問題并作引導(dǎo)性啟發(fā)，學(xué)生帶著問題思考；然后組織學(xué)生討論，解答疑惑；最后教師對討論結(jié)果進(jìn)行分析，最終引出正確結(jié)果，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性，培養(yǎng)學(xué)生理解問題、分析問題的能力。這種教學(xué)方式不僅活躍了課堂氣氛，而且通過啟發(fā)、討論，進(jìn)一步加深學(xué)生對教學(xué)重點和難點的理解。例如在定軸輪系傳動比計算公式的推導(dǎo)的授課中，從機(jī)構(gòu)運動簡圖出發(fā)，首先回憶齒輪傳動傳動比的計算公式，然后提出輪系的傳動比這一問題，引導(dǎo)學(xué)生分析參與嚙合的齒輪有哪些，討論兩齒輪嚙合和同一根軸上兩齒輪運轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)速是否發(fā)生變化，進(jìn)一步推導(dǎo)出輪系的傳動比的公式。這樣提出問題，啟發(fā)學(xué)生思考，從而達(dá)到解決問題目的。通過這樣的教學(xué)過程，學(xué)生能夠很好地掌握這一知識點。

（3）本課程課后的作業(yè)是常規(guī)的練習(xí)，內(nèi)容相對簡單。為了培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)能力，在教學(xué)過程中，介紹科技論文撰寫的要求和方法，并給出一些小論文的題目，學(xué)生可以選擇這些題目，也可以選擇自己感興趣的、機(jī)械相關(guān)方面的題目。學(xué)生通過課后查閱科技文獻(xiàn)，對所查資料進(jìn)行歸納整理，寫出一篇綜述性的科技論文，這樣既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，又可以提高學(xué)生的素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

三、實踐教學(xué)改革

實踐教學(xué)是本課程中不可缺少的組成部分，是學(xué)生獲得知識的一個重要途徑，對于培養(yǎng)學(xué)生動手能力和技術(shù)應(yīng)用能力，是非常有益的。

將原來40學(xué)時全部教學(xué)改為教學(xué)36學(xué)時+實踐教學(xué)環(huán)節(jié)4學(xué)時。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括零件、機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)認(rèn)知（包括與生活和生產(chǎn)有關(guān)的新型機(jī)構(gòu)和典型機(jī)械的模型和實物）、機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制、齒輪范成法加工原理和減速器拆裝等。

通過認(rèn)知實驗，學(xué)生初步了解本課程所研究的各種常用零件、機(jī)構(gòu)的類型和特點，了解各種傳動的特點及應(yīng)用以及對機(jī)器的感性認(rèn)識。通過展示的機(jī)械設(shè)備、機(jī)器模型等，學(xué)生清楚知道機(jī)器的基本組成要素：機(jī)械零件，培養(yǎng)了他們仔細(xì)觀察事物的能力。

通過機(jī)構(gòu)運動簡圖繪制實驗，學(xué)生熟悉并掌握機(jī)構(gòu)運動簡圖繪制的原則和方法，鞏固機(jī)構(gòu)自由度的計算方法，并檢驗機(jī)構(gòu)是否具有確定的運動，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

齒輪范成法加工原理實驗可以使學(xué)生對齒廓漸開線形成過程有一個直觀的認(rèn)識，掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，鞏固齒輪基本幾何尺寸的計算，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)的工作態(tài)度以及觀察能力。

減速器拆裝實驗幫助學(xué)生了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，要求他們仔細(xì)觀察零、部件的結(jié)構(gòu)及位置，考慮好拆裝順序，了解減速箱各部分的裝配關(guān)系，培養(yǎng)他們的觀察能力和動手能力。

以上這些實踐教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，使學(xué)生更加直觀地掌握書本上的知識，大大增加了學(xué)生的興趣，對提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力成效明顯。

四、考核方式改革

考核作為教育評價的基本方式之一，是教育教學(xué)活動的必要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程多為閉卷考試，由于本課程的特殊性，這種單一的考試方式難以反映學(xué)生綜合運用知識的能力。為此，教師對考核方式進(jìn)行了必要的改革，通過改革更好地發(fā)揮該課程在提高教育質(zhì)量、促進(jìn)教學(xué)效果和提高學(xué)生素質(zhì)方面的起到積極作用。[3-4]

改革之前只采用期末考試作為學(xué)生的最終課程成績，這種單一的考試方式不能全面反映學(xué)生綜合運用知識的能力。為了適應(yīng)財會類專業(yè)對本課程的要求，根據(jù)課程的特點、教學(xué)內(nèi)容，考慮到發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，采用期末成績和平時成績相互組合的方式對學(xué)生進(jìn)行評價，其中期末成績和平時成績分別占60%和40%；平時成績包括實踐環(huán)節(jié)10%、小論文10%和課堂表現(xiàn)20%。課堂表現(xiàn)包括出勤率、回答問題、討論、完成作業(yè)情況等；平時課堂上教師的提問、討論的內(nèi)容和作業(yè)都作為平時成績的一部分，并且可以穿插一些小測驗，使學(xué)生重視課堂學(xué)習(xí)，能夠主動掌握相關(guān)知識，提高學(xué)生上課學(xué)習(xí)的注意力。

考試成績能考察學(xué)生掌握理論知識的情況，平時成績可以檢驗學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，使考核結(jié)果更全面。改革后的這種多方位、多角度能力的考核方式對學(xué)生知識的獲得、能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高有著明顯的效果。

五、總結(jié)

非機(jī)械類學(xué)生與機(jī)械類學(xué)生具有不同特點，在“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)實踐中，根據(jù)實際情況，對教學(xué)內(nèi)容和手段、實踐教學(xué)和考核方式進(jìn)行了改革。教學(xué)過程中，刪減部分與專業(yè)不相關(guān)的內(nèi)容，通過耐心細(xì)致的講解、提問、討論等多種授課方式，引入文獻(xiàn)檢索、科技論文撰寫等教學(xué)輔助手段、豐富實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用多種考核方式，激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性。實踐檢驗表明，這些方法的采用，可以更好地完成教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，并且取得了令人滿意的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱永梅，王明強.高等學(xué)校課程考試評價研究[J].管理觀察，2009，(3):

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[4]李慧芳.非機(jī)械類專業(yè)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2011，(21):30-31.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）