機械設計基礎課程教學改革探索

鄒哲維

（長江工程職業(yè)技術學院，武漢 430212）

機械設計基礎是機械類及近機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，它是連接基礎課和專業(yè)課的重要橋梁。該課程是在學生具備了機械制圖、金屬材料、公差配合與測量等基本知識的基礎上，通過本課程的教學，使學生能理解常用零件和機構(gòu)的工作原理，掌握常用零件和機構(gòu)的設計及計算方法，為今后進一步學習專業(yè)課程打下良好的基礎。本課程的特點是基本概念多，理論性比較強，涉及到空間想象能力及抽象的邏輯思維能力，對于高職?？频膶W生來說，本身基礎不是很好，又缺乏對機械設備及裝置的感性認識，學生學起來難度較大。如何提高學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性，使學生由被動學習變主動學習，促進教育教學的發(fā)展，必須加強課程建設力度，深化課程改革。

1 重視教材建設，加強課程內(nèi)容的重構(gòu)和序化

機械設計基礎課程是在原本科課程機械原理、機械零件的基礎上發(fā)展過來的，涵蓋了這兩門課程的內(nèi)容和知識點，原教學內(nèi)容知識點多而龐雜，理論推導性太強，但作為高職高專的學生而言，培養(yǎng)的是面向生產(chǎn)一線的高素質(zhì)技能型人才，更多的是強調(diào)學生的動手能力，沒必要掌握那些繁瑣深奧的理論知識，因此可根據(jù)企業(yè)需求和職業(yè)崗位要求，重組教學內(nèi)容，在內(nèi)容選取上突出適度、夠用原則，序化教學內(nèi)容，同時考慮了先修課程和后續(xù)課程間的銜接關系，盡量做到內(nèi)容不重復，層次分明，重難點突出，教學目標明確。比如說關于齒輪傳動這一章中，齒輪強度的計算問題，傳統(tǒng)教材花了大量篇幅去闡述齒面的接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度計算公式的推導過程，公式比較復雜，參數(shù)也非常之多，教師講起來費時費力，學生聽起來也感覺一團霧水，不明究里。但實際上學習該公式的目的是為了掌握齒輪在什么情況下會產(chǎn)生什么形式的破壞，然后根據(jù)其破壞形式，選用相應的強度準則去應用該公式去設計或驗算齒輪。基于此，完全可以拋棄那些繁雜的理論推導，只需告訴學生該公式的結(jié)果及物理意義，使學生達到會選會用該公式就可以了。

2 改進教學手段與方法，提高學生的綜合素質(zhì)

機械設計基礎傳統(tǒng)教學方法是在課堂上一支粉筆、一塊黑板，輔以適當?shù)膾靾D，以老師講授為主，學生被動聽的“填鴨式”教學方法，學生學習積極性不高，缺乏學習動機和熱情，教學效果難以提高。為此，教師必須改善教學環(huán)境和條件，創(chuàng)造教學情境和環(huán)境，調(diào)整教學手段與方法，恰當?shù)乇憩F(xiàn)教學內(nèi)容，易于學生接受的方式方法，最大程度地激發(fā)學生對機械設計基礎課程的學習動力。

2.1 注重新課的導入，激發(fā)學生的學習欲望

在新課導入中，可巧用懸念教學法。課堂上經(jīng)常以懸念作為引起學生好奇心的觸發(fā)點，這不僅會吸引住學生的注意力，而且也會使學生產(chǎn)生探索問題“奧妙”所在的神秘感，從而激發(fā)學生強烈的求知欲和濃厚的學習興趣，這樣導入新課，避免了平鋪直敘之弊，又可收到寓教于趣之效。例如在講變位齒輪這節(jié)課時，課堂上可先復習用展成法加工漸開線標準圓柱直齒輪時，不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)為17個，接著問學生，那么有沒有最少齒數(shù)小于17的齒輪呢？同時放一個齒輪圖片，讓學生數(shù)該齒輪的齒數(shù)，得出該齒輪的齒數(shù)卻只有14個，當學生用迷惑和茫然的眼神看著你時，你自然而然引出變位齒輪的概念，這樣學生會有一種探究的心理，會集中注意力學習這節(jié)課，搞清楚在什么情況下齒輪的齒數(shù)會小于17個。

2.2 合理運用項目導向、任務驅(qū)動法構(gòu)建學習內(nèi)容

傳統(tǒng)教材是以學科體系為基礎組織教材的知識結(jié)構(gòu)，注重學科的完整性，而不強調(diào)學生的職業(yè)面向，忽略了學生的實踐、應用能力的培養(yǎng)，而項目導向教材是以工作過程為特點，抽取實際工作中的典型工作任務，組織教材內(nèi)容。在機械設計基礎教學過程中，根據(jù)機械行業(yè)的發(fā)展，學生將來從事的工作崗位，選取了單缸式內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)分析、牛頭刨床機構(gòu)分析、減速器設計、輸送機傳動裝置設計、鏈傳動分析與設計等典型工作任務組織教學。以單缸式內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)分析學習情境為例，首先確定典型工作任務，對內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)分析，學習機構(gòu)運動簡圖的繪制；通過對內(nèi)燃機運動分析，學習機構(gòu)自由度的計算方法；通過對內(nèi)燃機組成分析，學習平面機構(gòu)的設計，齒輪機構(gòu)的設計，凸輪機構(gòu)的設計及軸系部件的結(jié)構(gòu)設計和強度剛度校核。

2.3 充分利用多媒體教學手段，直觀形象地教學

多媒體教學形象直觀，可以迅速地把課程資源展現(xiàn)在學生面前，同時創(chuàng)設出一個個生動有趣的教學情境，以其獨特的形、聲、景打動學生的心弦，營造出一種生動活潑的學習氛圍，如一縷清風打破了傳統(tǒng)教學課堂氣氛沉悶的特點，且節(jié)省了教師在課堂上板書的時間，增大了課堂的信息量。在機械設計基礎教學過程中，可以充分發(fā)揮多媒體教學的優(yōu)勢，如在講解平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析時，可以播放單缸或雙缸式內(nèi)燃機的動作視頻，使學生直觀地了解該機構(gòu)中有哪些機構(gòu)形式，各機構(gòu)的動作過程是怎樣的，各機構(gòu)之間的連接關系是如何發(fā)生的，學生有了一定的感性認識后，教師再分析機構(gòu)的動作原理，學生接受起來就比較容易。再比如在講鉸鏈四桿機構(gòu)的演化時，由曲柄滑塊機構(gòu)演化為曲柄轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、移動導桿機構(gòu)等時僅從機構(gòu)的運動簡圖分析機構(gòu)的演化，學生很難接受，不明白它們之間的區(qū)別，但如果輔以動畫視頻，把四種機構(gòu)用flash表現(xiàn)出來，同時結(jié)合生產(chǎn)實際，指出它們的典型應用抽水唧筒、自卸汽車、正弦機構(gòu)，學生普遍覺得效果很好，印象深刻。

3 充分利用實習實訓基地，加強實踐教學

增加現(xiàn)場教學環(huán)節(jié)，帶領學生參觀機械原理與機械零件陳列室，使學生親眼感受真實的零件、機構(gòu)模型、機械裝置，觀察陳列室中各種機構(gòu)的動作過程。如老師在講解漸開線的形成過程時，在課堂上只能理論上描述漸開線的概念，說漸開線是一條直線沿一個半徑為R的圓周作純滾動，該直線上任意一點的軌跡稱為該圓的漸開線，對此學生需具備較強的抽象思維才能想象出其形狀，為此可帶學生到陳列室觀看漸開線的動作過程，增強學生的感性認識。另外還可由老師帶隊，安排學生到企業(yè)去參觀，了解企業(yè)的生產(chǎn)設備，觀察這些生產(chǎn)機械的動作，了解它們的動作原理、結(jié)構(gòu)特點。實踐證明，通過這些實踐環(huán)節(jié)，可以加深學生對課堂理論知識的消化，開闊學生的視野，拓展學生的思維，促進學生的求知欲。

4 開展課外興趣小組或創(chuàng)新設計競賽，以賽促學

為加強學生對機械設計的認識，可在校內(nèi)開展第二課堂活動，成立機械創(chuàng)新設計協(xié)會，學校為協(xié)會提供一個專門的活動場所，購買機械創(chuàng)新實驗設備，讓學生從中了解現(xiàn)代典型機械系統(tǒng)的功能原理、構(gòu)思及結(jié)構(gòu)，并且由實訓室提供的實訓器材進行機械創(chuàng)新設計的選題，培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。同時學生可參加各級各類機械創(chuàng)新競賽，如全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽，從而提高自身的專業(yè)能力、方法能力。通過比賽，以賽促學，以賽促教，使學生熱愛機械，鉆研機械，主動地運用課堂上學到的東西去解決實際問題，提高學生的專業(yè)素質(zhì)。

5 結(jié)束語

機械設計基礎作為工科院校學生的一門重要專業(yè)基礎必修課，雖然已開設很多年，但隨著科學技術及機械行業(yè)的發(fā)展，其內(nèi)涵卻在日益發(fā)生變化，課程建設必須適應社會對人才的需求，突出高職教育的特點，以能力培養(yǎng)為主線，以就業(yè)為導向，靈活運用多種教學方法，變學生被動學習為主動學習，激發(fā)學生的機械創(chuàng)新思想，努力提高教育質(zhì)量。

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［2］胡鳳英.機械設計基礎“教、學、做”一體化教學模式初探［J］.重慶文理學院學報（自然科學版），2012，（4）.

［3］卿艷梅.機械設計基礎課程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)探討［J］.湖南科技學院學報，2012，（12）.