不同學(xué)時對應(yīng)的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”理論教學(xué)內(nèi)容解析

杜強謝 武斌

摘 要： “機械設(shè)計基礎(chǔ)”是工科機械類及近機類各專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題、具有創(chuàng)造性思維和設(shè)計能力的重要課程。為配合不同專業(yè)、學(xué)時的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)，在編寫教學(xué)大綱時對教學(xué)設(shè)置做了相應(yīng)改變。本文就不同學(xué)時教學(xué)內(nèi)容做了解析，并結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)方法以求達到教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞： 機械設(shè)計基礎(chǔ) 學(xué)時 課程設(shè)置 教學(xué)改革

隨著近代機械工程學(xué)科的不斷發(fā)展，相關(guān)的計算機技術(shù)、摩擦、潤滑及機械傳動等分支學(xué)科迅速發(fā)展，深化了“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容。它著重培養(yǎng)學(xué)生掌握機構(gòu)的基本分析方法、選擇常見機構(gòu)類型及一般工作條件下常用零部件的能力。通過該課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能分析一般機械的結(jié)構(gòu)，了解其工作原理，具有通用機械零件的設(shè)計能力。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，迫切需要各種領(lǐng)域的機械設(shè)計人才，因而不同專業(yè)的設(shè)置應(yīng)運而生[1]。

近年來，西華大學(xué)（以下簡稱“我?！保╅_設(shè)了機電工程、包裝工程、工業(yè)設(shè)計、生物工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程，這些專業(yè)的學(xué)生在其他課程的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計乃至到工作崗位后，都會經(jīng)常接觸到各種類型的通用和專用機械，應(yīng)該具備一定的機械基礎(chǔ)知識。因此，“機械設(shè)計基礎(chǔ)”是工科機械類及機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。

為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，在教學(xué)過程中我們積極進行教改和探索，特別是在理論教學(xué)內(nèi)容方面做了改革。在適應(yīng)不同專業(yè)設(shè)置過程中，“機械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)大綱做了相應(yīng)修改，課程學(xué)時也做了相應(yīng)變動。理論課程學(xué)時包括64，56，48學(xué)時，下面就我校目前不同學(xué)時對應(yīng)的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”理論教學(xué)內(nèi)容做解析。

1.課時64學(xué)時的內(nèi)容設(shè)置

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”上半部分主要講述各類常用機構(gòu)的設(shè)計和應(yīng)用，即機械原理部分；下半部分主要講授通用零件（連接零件-螺紋、鍵等；傳動零件-帶、鏈、齒輪等；軸系零件-軸、軸承等）的設(shè)計計算，即機械設(shè)計部分[2]。這兩部分內(nèi)容各有特點又相互聯(lián)系，充分體現(xiàn)了課程內(nèi)容體系的系統(tǒng)和完整。通過原理部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握機器的工作原理，通過運動分析獲得桿長等長度尺寸；通過設(shè)計部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握通過計算準(zhǔn)則獲得零件的主要尺寸，并通過結(jié)構(gòu)設(shè)計得以確定零件的其他尺寸，完成設(shè)計工作[3]。

課時64學(xué)時設(shè)置用于機電工程、包裝工程、工業(yè)設(shè)計及機電卓越工程師實驗班四年制本科教學(xué)[4]。隨著知識經(jīng)濟的到來和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，社會對人才的需求產(chǎn)生了很大變化，更強調(diào)實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。面向這些專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計劃及基于這些專業(yè)的學(xué)生未來大多數(shù)將在第一線從事機械設(shè)計、制造、維護等工作，在教學(xué)過程中不僅要培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的能力，而且要注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力、思維開創(chuàng)性和創(chuàng)新能力。因此要求學(xué)生掌握機械運動的基本原理，機械系統(tǒng)及零件設(shè)計的一般步驟，為以后機電系統(tǒng)、包裝機械等的設(shè)計打下必要的理論基礎(chǔ)。

由于這部分學(xué)生基礎(chǔ)知識較為扎實，前續(xù)已經(jīng)完成《工程制圖》、《工程力學(xué)B》、《熱工基礎(chǔ)》等課程學(xué)習(xí)，后續(xù)還將進行《智能儀器設(shè)計》、《機械CAD/CAM》、《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》等課程學(xué)習(xí)。為適應(yīng)這一教學(xué)要求，在理論教學(xué)內(nèi)容上，加強了對機械相關(guān)概念的講解，對機械的現(xiàn)代設(shè)計思想和方法做了較多評述，以使學(xué)生了解現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。由于這些專業(yè)的學(xué)生在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中可能會應(yīng)用到機構(gòu)運動分析、聯(lián)軸器的選擇、滑動軸承的設(shè)計這些方面的內(nèi)容，在理論教學(xué)中，平面機構(gòu)運動分析的圖解法、聯(lián)軸器的類型和選擇方法、滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計計算這些知識點應(yīng)加以設(shè)置。在講授過程中，對關(guān)鍵公式進行推導(dǎo)，使學(xué)生了解其由來，加深了解。如V帶傳動中由于楔形增壓原理使當(dāng)量摩擦系數(shù)大于平帶傳動的摩擦系數(shù)；對教學(xué)知識點進行拓展，如寬V帶主要用于調(diào)速的原理加以闡述，使學(xué)生明白帶傳動可以用于機械無級調(diào)速中，從而開拓其創(chuàng)新思維。

2.課時56學(xué)時的內(nèi)容設(shè)置

課時56學(xué)時設(shè)置用于生物工程四年制本科教學(xué)，該專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具備灌裝、裝卸等機械知識，通過“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)，加強基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系，使學(xué)生能夠領(lǐng)會各種機構(gòu)在機器中的應(yīng)用。

為適應(yīng)這一目的教學(xué)要求，在理論教學(xué)內(nèi)容上，主要講解常見機構(gòu)的選型、通用零件的設(shè)計計算，讓學(xué)生對所學(xué)知識消化透徹，了解一般機械的設(shè)計過程。由于課時較少，課程內(nèi)容減掉機構(gòu)運動分析的相對運動圖解法，聯(lián)軸器的選擇，以及滑動軸承動壓潤滑設(shè)計。講授時除了要結(jié)合工程實例，還需結(jié)合日常生活中的一些現(xiàn)象，適當(dāng)設(shè)疑，讓學(xué)生課余時間回味與思考。

3.課時48學(xué)時的內(nèi)容設(shè)置

課時48學(xué)時設(shè)置用于建筑環(huán)境及能源應(yīng)用工程四年制本科教學(xué)，該專業(yè)要求學(xué)生具備建筑設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試和運行管理等方面的基本知識和技能，學(xué)生畢業(yè)后可從事室內(nèi)環(huán)境設(shè)備系統(tǒng)和建筑公共設(shè)施的設(shè)計、安裝調(diào)試、運行保障等方面的技術(shù)工作[2]。

由于該專業(yè)的學(xué)生對機械方面知識接觸較少，對課程中涉及的各種機構(gòu)、結(jié)構(gòu)難以理解，同時理論課時設(shè)置少，為達到教學(xué)目的和效果，在教學(xué)內(nèi)容中注意重點和難點內(nèi)容。相對56學(xué)時教學(xué)內(nèi)容，取消了該專業(yè)設(shè)備上出現(xiàn)很少的輪系教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)精簡齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動的部分講述內(nèi)容，如對常見的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪進行重點講述，而對斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪的強度計算進行刪減。

隨著社會和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，當(dāng)代社會需要不同層次的工程技術(shù)人才，“機械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容必須突破傳統(tǒng)的教學(xué)理念，加強課程建設(shè)，不斷改進教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段，不斷提高“機械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)質(zhì)量以適應(yīng)現(xiàn)代工程教育的要求，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，使學(xué)生到具體工作崗位后能夠更快更好地解決實際的工程設(shè)計問題。

參考文獻：

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基金項目：2012年西華大學(xué)教學(xué)改革資助項目